ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Предлагаемая полезная модель относится к области воздухоплавания, а именно к летательным аппаратам для полета в воздушном и безвоздушном пространстве.
Известен летательный аппарат Черемушкина О.В. (см патент РФ №2214945, опубл. 2003.10.27),содержащий фюзеляж в виде диска, размещенную в нем силовую установку, газодинамическую систему управления пограничным слоем и системы управления движением и стабилизацией, фюзеляж выполнен из двух сферических поверхностей различной кривизны, одна из которых жестко закреплена на дисковой раме, а другая - вращающаяся, на которой закреплена крыльчатка воздушного насоса системы управления пограничным слоем, установлена на вертикальном валу и через основной редуктор соединена с маховиком обратного вращения, причем с этим же валом соединен общий стартер-генератор, силовая установка состоит из реактивных двигателей горизонтального движения, которые размещены на дисковой раме симметрично первые - по периферии соплами горизонтально, а вторые по кругу на нижней сферической поверхности соплами вниз, причем насосы двигателей горизонтального движения соединены с главным редуктором валами, а насосы двигателей вертикального движения через промежуточные редукторы и валы, при этом каждый из реактивных двигателей снабжен пусковым стартером-генератором, а топливо к ним поступает через основной топливораспределитель, кроме того, двигатели горизонтального движения снабжены аэродинамическим противопомпажным поясом, состоящим из свободно плавающего на дисковой раме инерционного кольца, шарнирно связанного тягами с парами лепестков, шарнирно установленных на дисковой раме по ее периферии, так что в
нейтральном положении кольца лепестки образуют равномерный кольцевой зазор для сопел двигателей горизонтального движения, газодинамическая система управления пограничным слоем состоит из вращающейся поверхности, установленной на ней крыльчатки воздушного насоса и управляемых заслонок, установленных на воздуховодах.
Недостатком известного ЛА является то, что он определяем радаром, имеет высокую себестоимость, сложную конструкцию, большой вес, шумовые эффекты, низкие надежность, КПД, скорость, эксплуатационные и аэродинамические качества, использования его в пилотируемом и беспилотном вариантах, а также зависимость его от воздушного пространства.
Эти недостатки обусловлены ее конструктивными особенностями и конструктивными особенностями, вызывающими большие шумовые эффекты, определенный запас топлива, который значительно увеличивает вес летательного аппарата.
Наиболее близким по технической сущности является принятый за прототип летательный аппарат Бирюкова (см. патент РФ №2147546, МПК В64С 39/06, опубл. 20.04.2000), включающий осесимметричный круглой формы корпус, кабину с органами управления аппаратом, кинематически связанных проводками с элементами регулировки, силовые нагнетатели рабочей текучей среды с воздухозаборником, сообщенным через отсекатель потока с общей кольцевой камерой, щелевые сопла, посадочное приспособление и грузовой отсек, причем осесимметричный круглой формы корпус выполнен в виде многоступенчатой силовой фермы, и образован секторными наборами, выполненными в виде п-последовательно размещенных в вертикальной плоскости радиальных трубопроводов, каждый из которых сообщен с тандемно-размещенными вдоль него на равном расстоянии друг от друга горизонтальными трубопроводами со щелевыми с нижней стороны соплами, а в кольцевой камере выполнены
отверстия, одни из которых сообщены с полостью радиальных трубопроводов, а другие - с атмосферой через элементы регулировки, кинематически связанные с органами управления аппаратом, причем горизонтальные трубопроводы четных радиальных трубопроводов размещены со смещением относительно горизонтальных трубопроводов нечетных радиальных трубопроводов.
Недостатком известного летательного аппарата является то, что он определяем радаром, имеет высокую себестоимость, сложную конструкцию, большой вес, шумовые эффекты и взрывоопасность, низкие надежность, КПД, скорость, эксплуатационные и аэродинамические качества, а также невозможность длительных перелетов в космическом пространстве с человеком на борту, одновременного использования ее в пилотируемом и беспилотном вариантах и зависимость от воздушного пространства.
Эти недостатки обусловлены конструкцией летательного аппарата, исключающими одновременную возможность пилотируемого и беспилотного вариантов и возможность длительных перелетов в космическом пространстве с человеком на борту, а также его конструктивными особенностями, а именно его энергетической установкой с обязательным присутствием определенных запасов неэкологичного, неэкономичного и взрывоопасного топлива на борту, повышающих вес и сложность летательного аппарата в целом за счет большого количества трубопроводом и их расположением, а также кинематических связей конструктивных элементов с органами управления, снижающим его скорость и аэродинамические качества, исключающими возможность длительных перелетов в космическом пространстве с человеком на борту.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение веса и сложности, а также шумовых эффектов летательного аппарата, повышение функциональных возможностей, КПД, надежности, скорости,
экологичности, эксплуатационных и аэродинамических качеств летательного аппарата, невозможность определения радаром.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном летательном аппарате, включающий осесимметричный круглой формы уплощенный корпус с энергетической установкой и соплами, кабину с органами управления, посадочное приспособление, грузовой отсек, согласно полезной модели, в грузовом отсеке дополнительно установлена система электропитания, с которой связана энергетическая установка, расположенная на оси симметрии X-Х летательного аппарата, оснащенная автоматом перекоса, причем уплощенный корпус оснащен светопразрачным куполом защиты и вращающейся крыльчаткой, расположенной снизу, состоящей, по меньшей мере, из двух пластин, направленных радиально, установленных с возможностью качания вокруг продольной оси, а энергетическая установка выполнена в виде сферического реактора со светоотражающей внутренней поверхностью, и оснащена источниками света, инертного газа и соленоидами, расположенными вертикально, причем один из соленоидов расположен в боковой части стенок сферы реактора, второй - в стенке верхней части верхней полусферы реактора, а третий - в стенке нижней части нижней полусферы, при этом источники света сориентированы в одну сторону по периметру горизонтально вдоль стенок реактора в его центральной части, светопрозрачный купол защиты установлен над кабиной с органами управления, каждое сопло выполнено с диафрагмой, посадочное приспособление выполнено в форме телескопических штанг-опор, соленоиды энергетической установки расположены симметрично относительно оси симметрии Х-Х летательного аппарата, что источники света энергетической установки, установлены под приливами, расположенными по периметру горизонтально вдоль стенок реактора в его центральной части.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа, применение предложенного летательного аппарата с энергетической установкой, расположенной на оси симметрии Х-Х летательного аппарата, в которой установлена выполненная в форме шара энергетическая установка, оснащенная автоматом перекоса, повышает функциональные возможности летательного аппарата. Оснащение корпуса вращающейся крыльчаткой, расположенной на наружной поверхности нижней части корпуса, состоящей, по меньшей мере, из двух пластин, направленных радиально, установленных с возможностью качания вокруг продольной оси, в совокупности с энергетической установкой и автоматом перекоса, повышает маневренность летательного аппарата и одновременно его эксплуатационные качества, простоту и рациональность конструкции. При эксплуатации предложенного летательного аппарата возможны вертикальные или под углом взлет и посадка, что исключает необходимость взлетно-посадочных полос. Конструкция энергетической установки и летательного аппарата в целом имеет небольшой вес по сравнению с аналогами простоту конструкции, которая дает одновременно и необходимую надежность и относительно низкую по сравнению с аналогами и прототипом себестоимость. Использование в ЛА энергетической установки, выполненной в виде реактора со светоотражающей внутренней поверхностью, оснащенной источниками света, инертного газа и соленоидами, с системой электропитания, вынесенной за ее пределы позволяет получить заправку энергией ЛА в отдаленных, находящихся далеко от мест заправки топливом, труднодоступных районах, в т.ч. в воздухе, на дрейфующих станциях, полярных островах, что говорит о высоких эксплуатационных качествах заявляемого ЛА, причем, в отличие от прототипа ЛА, прост в изготовлении и надежен, поскольку в нем присутствует минимальное количество механически
движущихся частей, создающих вибрацию, что определяет его надежность, кроме того, использование вместо движущихся частей, энергии магнитных полей позволяет исключить шумовые эффекты, что очень важно для повышения эксплуатационных качеств и повышения техники безопасности. За счет полученной в реакторе ЭУ ионизированной плазмы и ее длительного использования исключается большой расход инертного газа (топлива), т.е. его запасов, что повышает КПД и снижает общий вес ЛА. Вращение плазмы, создаваемое фотонами света в магнитном поле, вызывает бетатронное излучение, которое является препятствием образования высокой температуры, что также повышает технику безопасности и эксплуатационные качества ЛА, выход за пределы энергетической установки ионизированной плазмы не создает опасности для окружающей среды, поэтому Л.А экологически безопасен.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналоге-прототипе заявляемой полезной модели, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог-прототип, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Летательный аппарат», а определение прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели может быть многократно использована в производстве с получением технического результата, заключающегося в
повышении технических и эксплуатационных качеств, а также связь с районами страны с труднодоступной транспортной сетью и на автономных транспортных средствах, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где схематически изображены:
- на фиг.1 - вид летательного аппарата в разрезе;
- на фиг.2 - летательный аппарат, вид сбоку;
- на фиг.3 - летательный аппарат, вид снизу;
- на фиг.4 - частично, (увеличено) корпус летательного аппарата с энергетической установкой;
- на фиг.5 - вид летательного аппарата при работе автомата перекоса.
Летательный аппарат, состоит из осесимметричного круглой формы уплощенного корпуса 1, который выполнен с энергетическим отсеком 2, в виде центральной пустотелой сферы, расположенной на оси симметрии Х-Х летательного аппарата, ось вращения Х-Х которой, совпадает с осью симметрии Х-Х летательного аппарата, с расположенной в нем энергетической установкой 3. В верхней части 4 летательного аппарата вокруг энергетического отсека 2 расположена кабина 5 с органами управления, которая связана с элементами регулировки рабочей среды энергетической установки 3. В центральной нижней части осесимметричного круглой формы корпуса 1 расположены снабженные диафрагмами 6 сопла 7 и 8, связанные с соплом 9, энергетической установки 3. Энергетическая установка 3, в свою очередь, связана с системой электропитания 10, включающей электродвигатели 11, аккумуляторную батарею 12, генератор подзарядки 13 и оснащена автоматом перекоса 14. Грузовой отсек 15 выполнен в нижней части осесимметричного круглой формы корпуса 1, имеющей внешнюю нижнюю поверхность 16, в виде усеченного конуса, выполненную с крыльчаткой
17, установленную с возможностью вращения и состоящую из шестнадцати пластин 18, направленных радиально и установленных с возможностью качания вокруг продольной оси (образующей усеченного конуса). Сверху осесимметричный круглой формы корпус 1 имеет светопрозрачный купол защиты 19, установленным над кабиной 5 с органами управления. Летательный аппарат оснащен посадочным приспособлением 20, которое выполнено в форме телескопических штанг-опор. Энергетическая установка 3 ЛА выполнена в виде сферического реактора 21 с соплом 9 и системой электропитания 10, которая вынесена за пределы реактора, выполненного в форме пустотелой сферы (шара). Оболочка внутренней сферы реактора выполнена в виде светоотражающей внутренней поверхности с источниками света 22 и источниками инертного газа 23 и с вертикально расположенными симметрично относительно оси симметрии Х-Х соленоидами 24, 25, 26. Соленоид 24 расположен, в боковой части стенок реактора, по существу соленоид 24, как бы охватывает собой внутреннюю сферу реактора 21 за исключением ее верхнего и нижнего полюсов. Соленоид 25 расположен в стенке верхней части верхней полусферы реактора, по существу он расположен на оси симметрии Х-Х, на верхнем полюсе сферы реактора 21. Соленоид 26 расположен в стенке нижней части нижней полусферы, по существу он расположен на оси симметрии Х-Х, на нижнем полюсе сферы реактора и охватывает сопло 9. Источники света 22 установлены под приливами 27, расположенными по горизонтальному периметру на стыке верхней границы нижней полусферы и нижней границе верхней полусферы вдоль внутренних стенок реактора 21 в его центральной части и сориентированы в одну сторону по периметру горизонтально вдоль внутренних стенок реактора в его центральной части. Источники инертного газа 23 оснащены форсунками. Реактор, как упоминалось выше, выполнен соплом 9, расположенным в нижней части нижней
полусферы, на оси симметрии Х-Х, на нижнем полюсе сферы реактора, по существу сопло 9 проходит внутри соленоида 26.
В вакууме реактора 21 вдоль стенок со светоотражающей внутренней поверхностью создается плотный поток горизонтально движущихся фотонов, вращающихся вокруг центра реактора. Рабочим телом в реакторе служит ионизированный газ (плазма). Из источников инертного газа 23 через форсунки источников инертного газа расположенных в верхней части реактора 21 подается инертный газ, который ионизируется, так как молекулы газа диссоциируют (распадаются) на атомы, а последние под импульсами фотонов в потоке теряют электроны. Плотность светового потока у стенок реактора будет больше чем в центре, поэтому образовавшаяся плазма (ионизированный газ) будет удерживаться в центре реактора, а при нарастании световой массы фотонов и увеличении массы газа давление в реакторе резко возрастает. После открытия диафрагмы 6 сопла 7, плазма вместе со световым потоком, устремится из реактора через сопла 9 которое переходит в сопло 7 летательного аппарата, во внешнюю среду. Ввиду разницы давлений между верхней и нижней частью внутри реактора, а также ввиду вращения вокруг центральной оси Х-Х плазма, увеличиваясь в объеме, будет легко и стремительно покидать реактор (эффект воронки). Однако, ввиду разной скорости электронов и ионов, электронов в нижней части потока будет больше, поэтому в плазме возникает вертикальное электрическое поле и пройдет электрический ток. Так как давление в плазме небольшое, то под действием избыточной электродинамической силы, плазма с возрастающей скоростью будет стремиться к оси Х-Х. Образование плазмы и поток выброса их реактора происходит в течение некоторого времени, поэтому количество выброшенной плазмы, в несколько раз больше объема реактора. После выброса определенного количества плазмы, подается напряжение на катушки соленоидов 24, 25, 26, что создаст магнитные поля, которые будут
удерживать плазму. Часть плазмы они задержат в центре реактора, образовав магнитную ловушку, а выброшенные в пространство ионы плазмы заставят навиваться на силовые линии магнитного поля и, двигаясь по ним создавать давление на нижнюю часть корпуса 1 ЛА сообщая ему двигательную силу. Выброс плазмы будет сопровождаться бетатронным излучением, которое будет препятствием для образования высокотемпературной плазмы. Однако энергии плазмы, находящейся в магнитной ловушке, будет достаточно, чтобы определенное время питать всю энергосистему энергетической установки, вырабатывать электрический ток и создавать магнитное поле соленоидов. По мере истощения запасов плазмы в магнитной ловушке, запас плазмы пополняется впрыскиванием в реактор порции инертного газа. Выброшенная в пространство плазма охлаждается внешней средой и не представляет угрозы для корпуса энергетической установки. Плазма, оставшаяся внутри реактора будет удерживаться за счет создавшегося эффекта магнитного зеркала. Плазма, выброшенная за пределы энергетической установки, не будет являться частью внутренней системы энергетической установки, а будет искусственной и ионизированной частью внешней среды. Однако после создания магнитного поля соленоидами ЭУ, она активизируется, и, реагируя на магнитное поле, будет атаковать корпус 1 ЛА с определенной стороны, чем и создаст движущую силу «F», которая используется для создания движения летательного аппарата независимо от наличия воздуха. Ионы и электроны плазмы, выброшенной за пределы корпуса энергетической установки, двигаясь по магнитным силовым полям магнитного поля в противоположном направлении, скапливаясь на противоположных полюсах магнитного поля, создадут вокруг энергетической установки внешнее электрическое поле, которое не даст выброшенной плазме деионизироваться. В то же время, внешнее электрическое поле используется для
подзарядки аккумуляторных батарей 12 системы электропитания 10 энергетической установки 3.
Управление летательным аппаратом осуществляется движением крыльчатки вокруг оси и наклона реактора внутри корпуса ЛА. Связь плазмы с магнитным полем ЭУ позволит движением крыльчатки вращать при необходимости корпус ЛА вокруг оси, а наклон реактора, а значит и оси магнитного поля ЭУ с помощью автомата перекоса сместит центр давления ионов плазмы на нижней плоскости ЛА, представляющей усеченный конус, в результате чего изменится направление движущей силы. Изменение силы тока в обмотке соленоидов позволит регулировать силу давления плазмы на нижнюю плоскость летательного аппарата, т.е. управлять подъемной силой. При прямолинейном движении в космосе, когда отсутствует сопротивление среды, аппарат движется в пространстве вперед верхней частью корпуса. Корпус исполняет роль своего рода паруса.
Предложенное полезная модель «Летательный аппарат» обладает высокими функциональными возможностями, эксплуатационными качествами, сниженным весом, невысокой сложностью изготовления повышенной надежностью, КПД, что позволяет дать высокие аэродинамические качества летательному аппарату, повысить его мобильность.