АВТОПЛАНЕР
HYBRID PLANE

Изобретение относится к преобразуемой транспортной технике, предназначенной для использования как в качестве многофункционального летательного аппарата, так и автомобиля.
Известно такое понятие, как «мотопланер». Это летательный аппарат тяжелее воздуха с жестким крылом, оборудованный двигателем и воздушным движителем. Мотопланер способен не только совершать длительный планирующий (парящий) полет, но и самостоятельно взлетать. Но он не предназначен для движения по автомобильным дорогам. Предлагаемое понятие «автопланер» характеризует транспортное средство, преобразуемое из дорожной в полетную конфигурацию и обратно. Предлагаемый автопланер способен эффективно эксплуатироваться в дорожной, дорожно-транспортной и полетной конфигурациях. Причем в полетной конфигурации он позволяет осуществлять как длительный планирующий полет, так и обычный моторный полет.
Известен аэромобиль, содержащий несущую конструкцию, трансмиссию, шасси, не менее чем одно крыло, выполненное с возможностью его поворота и фиксации относительно несущей конструкции, силовую установку, движитель и хвостовое оперение, при этом крыло выполнено цельноповоротным с возможностью установки на нем движителя, верхняя часть крыла выполнена с аэродинамическими препятствиями, а его передняя часть выполнена с возможностью смятия, фиксация крыла осуществляется жесткими и эластичными элементами (Патент RU 2128588, опубликован 10.04.1999 г.).
Данный аэромобиль способен летать, но при этом обладает низким аэродинамическим качеством. Движение его по дорогам затруднено вследствие значительного габарита в длину.
Известно устройство для перемещения в воздушной среде, включающее фюзеляж с хвостовым оперением, складывающееся крыло, гидравлический механизм складывания крыла, два шасси с колесами, заднюю опору, при этом последняя снабжена автономным приводом, кромки крыла выполнены по форме гиперболической кривой, передние колеса частично утоплены в поплавки (Патент RU 2183182, опубликован 10.06.2002 г.).
Данное устройство обладает увеличенной массой и большим аэродинамическим сопротивлением. Оно способно летать, но только при значительной мощности двигателя воздушного винта. Перемещение же его по земле представляется проблематичным ввиду малых тяговых усилий, создаваемых малонагруженным ведущим колесом.
Известен аэромобиль, который содержит кузов, пару складных полукрыльев, воздушные винты, хвостовое оперение, шасси с колесами, расположенными по ромбовидной схеме, и силовую установку, причем каждое полукрыло выполнено поворотным с возможностью соответствующей его установки как в полетной, так и в дорожно-транспортной конфигурациях (Патент RU 2385807, опубликован 10. 04.2010 г.).
Для данного аэромобиля характерны увеличенные сложность и масса, а также низкие эксплуатационная надежность и аэродинамическое качество.
Задачей изобретения является создание компактного преобразуемого транспортного средства с высокими техническими параметрами и высокой эксплуатационной надежностью.
Это достигается тем, что крылья выполнены в виде системы консолей значительного удлинения, каждая консоль выполнена отъемной и снабжена флапероном, простирающимся от корня консоли на расстояние, равное (0,7-0,8) ее длины. В полетной конфигурации корневые части первой левой и первой правой консолей закрепляются вверху передней части фюзеляжа и образуют переднее крыло с положительной стреловидностью и нулевым поперечным углом. Корневые части второй левой и второй правой консолей закрепляются внизу средней части фюзеляжа, вблизи центра тяжести автопланера, на расстоянии от корневых частей первой левой и первой правой консолей соответственно, превышающем две длины наибольшей из корневых хорд консолей, вторая левая и вторая правая консоли образуют среднее крыло с практически нулевой стреловидностью и значительным положительным поперечным углом. Корневые части третьей левой и третьей правой консолей закрепляются в середине задней части фюзеляжа на расстоянии от корневых частей второй левой и второй правой консолей соответственно, превышающем длину наибольшей из корневых хорд консолей, третья левая и третья правая консоли образуют заднее крыло с отрицательной стреловидностью и небольшим положительным поперечным углом.
Автопланер содержит левую и правую перемычки, которые имеют расположенные практически на одной прямой места крепления концевых частей левых и правых консолей соответственно, расстояния между местами крепления равны (0,2-0,4) длины наибольшей из концевых хорд. Концевые части левых и правых консолей закрепляются к соответствующим местам крепления располагаемых практически вертикально левой и правой перемычек, в порядке следования первая, третья, вторая концевые части соответствующих консолей в направлении сверху вниз.
В полетной конфигурации передняя часть балки с хвостовым оперением закрепляется вверху задней части фюзеляжа над воздушным винтом в кольце. В дорожно-транспортной конфигурации консоли, перемычки и балка с хвостовым оперением компактно размещаются на верхней части фюзеляжа и закрепляются.
Предложенный автопланер схематично показан на чертежах, где:
- на фиг.1 - общий вид автопланера в полетной конфигурации, вид сбоку;
- на фиг.2 - то же, вид сверху;
- на фиг.3 -то же, вид спереди;
- на фиг.4 - общий вид автопланера в дорожно-транспортной конфигурации, вид сбоку;
- на фиг.5 - то же, вид спереди.
Как показано на чертежах, автопланер устроен следующим образом.
Автопланер содержит фюзеляж 1, крылья 2, воздушный винт 3 в кольце, балку 4 с хвостовым оперением, колесное шасси 5 и силовую установку 6 с трансмиссией.
Фюзеляж 1 закрытого типа выполнен обтекаемой формы с минимизацией площади поперечного сечения для уменьшения аэродинамического сопротивления. Экипаж автопланера может состоять из одного - двух человек.
Крылья 2 автопланера выполнены в виде пространственной несущей системы, которая образована левой 7 и правой 8 перемычками, замыкающими концевые части отъемных левых 9, 11, 13 и правых 10, 12 и 14 консолей значительного удлинения, корневые части которых в полетной конфигурации закрепляются на фюзеляже 1. Каждая консоль снабжена флапероном 15. Предлагаемое число консолей значительного удлинения, их взаимное расположение, разнос корневых и сближение концевых частей консолей, отсутствие флаперонов на концевх частях консолей представляется оптимальным, что позволяет полностью решить поставленную задачу.
Ограничение длины флаперонов на уровне (0,7-0,8) длины консоли, смещение их к продольной оси устройства, сближение концевых частей консолей до расстояния по вертикали (0,2-0,4) длины наибольшей из концевых хорд и установка практически вертикальных перемычек превращает концевые части консолей в элементы решетчатых крыльев и крыльев с винглетами. Результат - повышение устойчивости к штопору и уменьшение аэродинамического сопротивления.
Воздушный винт 3 в кольце установлен в задней части фюзеляжа 1 и приводится во вращение силовой установкой 6 через соответствующие элементы трансмиссии. Кольцо выполняет защитную и частично - стабилизирующую функции.
Отъемная балка 4 с хвостовым оперением в полетной конфигурации закрепляется вверху задней части фюзеляжа 1 и выполняет соответствующие функции стабилизации и управления полетом.
Колесное шасси 5 содержит два управляемых передних и два ведущих задних колеса автомобильного типа. Предполагается, что силовая установка, трансмиссия, колеса, тормозная система, рулевое управление, оборудование салона, приборное и светотехническое оборудование - все это применяется от современного микролитражного автомобиля, выпускается серийно и обладает соответствующим уровнем качества.
Пользование автопланером осуществляют следующим образом.
Автопланер является компактным преобразуемым транспортным средством широкого применения. Полетный вес автопланера до 5 кН при мощности двигателя 46 кВт являются предпочтительными. Исходной является дорожная конфигурация, когда автопланер используется как двухместный микролитражный автомобиль. При этом крылья 2, перемычки 7 и 8 и балка 4 с хвостовым оперением сняты с фюзеляжа 1. Технические характеристики, такие как приемистость и максимальная скорость, у автопланера в дорожной конфигурации будут значительно выше, чем у серийного микролитражного автомобиля, принятого в качестве базового, благодаря меньшему весу и уменьшенному аэродинамическому сопротивлению.
Перед тем как совершить полет, автопланер, будучи преобразован в дорожно-транспортную конфигурацию, когда крылья 2, перемычки 7 и 8 и балка 4 с хвостовым оперением компактно размещены и закреплены на верхней части фюзеляжа 1, способен самостоятельно как добраться до места взлета, так и покинуть место посадки. При этом скорость движения должна быть ограничена вследствие повышения центра тяжести устройства.
Непосредственно перед полетом автопланер переводится в полетную конфигурацию, когда крылья 2, перемычки 7 и 8 и балка 4 с хвостовым оперением закрепляются на соответствующих местах. Автопланер способен осуществить самостоятельный взлет и набор высоты.
В воздухе автопланер может быть использован как спортивный паритель с аэродинамическим качеством порядка сорока, с возможностью выпаривания в слабых и узких потоках, или самолет средней дальности при скорости полета до ста шестидесяти км/ч. Благодаря малому размаху и повышенной жесткости крыльев автопланер способен выполнять фигуры высшего пилотажа. Если автопланер преднамеренно или случайно выводится на закритические углы атаки, то он не сваливается в штопор, а переходит в режим парашютирования с опусканием носа и набором скорости. Такая реакция становится возможной благодаря сближению концов консолей, соединению их перемычкой, отсутствию флаперонов на концах консолей и наличию горизонтального стабилизатора. Наличие флапернов относительно большого размаха на всех консолях при достаточной площади крыльев позволяет автопланеру иметь низкую посадочную скорость. При необходимости автопланер может уверенно приземлиться с неработающей силовой установкой.
Преобразования автопланера из одного вида конфигурации в другой могут быть произведены усилиями одного - двух человек за полчаса.
Из вышеизложенного следует, что поставленная задача полностью решена.