ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
AIRCRAFT

Изобретение относится к авиационной технике и аппарат может быть применен в беспилотном полете, в частности, для транспортировки, грузов, для обработки сельхозугодий химикатами.
Известен многофункциональный высокоманевренный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий корпус, энергоблоки с управляемыми реактивными двигателями, эластичные убирающиеся емкости для несущего газа, систему управления (патент RU 2127693, опубл. 20.03.1999).
Недостатком этого аппарата является то, что для обеспечения оптимального соотношения веса транспортируемого груза и подъемной силы несущего газа эластичных емкостей, необходимо иметь комплект таких емкостей разного объема в пунктах погрузки и производить подбор емкостей соответственно грузу.
Известен летательный аппарат, содержащий каркас, патрубки с выходными отверстиями для прохода рабочего вещества, создающего реактивные силы, оболочки в виде отдельных секций, имеющие, полости для рабочего вещества и для несущего газа, отделенные эластичными стенками, источник энергии и нагнетатель рабочего вещества, выполненный с возможностью подачи рабочего вещества в полости для рабочего вещества (патент RU 2578911, опубл. 27.03.2016).
Недостатком этого аппарата является то, что из-за возможной утечки несущего газа из несущей полости оболочки при полете аппарата, оболочка теряет свою несущую способность, что отрицательно влияет на режим полета аппарата. Кроме этого, поперечные размеры аппарата, особенно аппарата большой грузоподъемности, ограничивают возможность транспортировки аппарата, например, по земле автотранспортом, и обусловливают межполетное хранение аппарата в крупном строении.
Сущность изобретения заключается в том, что в летательном аппарате, содержащем каркас, патрубки с выходными отверстиями для прохода рабочего вещества, создающего реактивные силы, центральную и гибкие оболочки в виде отдельных секций, имеющие полости для рабочего вещества и для несущего газа, отделенные эластичными стенками, источник энергии и нагнетатель рабочего вещества, выполненный с возможностью подачи рабочего вещества в каждую упомянутую полость для рабочего вещества и упомянутые патрубки, при этом полости для несущего газа упомянутых оболочек выполнены с возможностью их соединения между собой.
Это позволяет расширить функциональные возможности летательного аппарата.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен общий вид летательного аппарата; на фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Летательный аппарат содержит каркас 1 с патрубками 2, 3, 4, 5, в форме тора центральную оболочку 6 и окружающие ее гибкие оболочки 7, 8, нагнетатель, создающий поток рабочего вещества, например, турбовоздуходувка, создающая поток рабочего вещества -атмосферного воздуха, регуляторы потока рабочего вещества, источник энергии и элементы управления, обеспечивающие работу аппарата. Патрубки 2, 3, 4, 5 выполнены с возможностью прохода в них рабочего вещества и выхода его через имеющиеся в патрубках выходные отверстия, при выходе из которых рабочее вещество создает реактивные силы, движущие аппарат. На концах патрубков 3, 4 имеются направленные горизонтально выходные отверстия, а на концах патрубков 2, 5 размещены поворотные обоймы с выходными отверстиями, которые могут быть направлены вверх, вниз или горизонтально. При выходе рабочего вещества из отверстий патрубков 3, 4 аппарат движется вперед - назад, причем, по ходу движения аппарат может разворачиваться в случае действия различных по величине реактивных сил этих патрубков. При выходе рабочего вещества из горизонтально расположенных отверстий обойм патрубков 2, 5 аппарат может совершать боковое движение или вращаться в горизонтальной плоскости. При выходе рабочего вещества из направленных вниз или вверх отверстий обойм патрубков 2, 5 аппарат движется соответственно вверх или вниз, а также может наклоняться или вращаться в вертикальной плоскости. Внутри оболочек 6, 7, 8 имеется несущая полость 9 для несущего газа, например гелия, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха, и рабочая полость 10 для рабочего вещества, при этом полости 9, 10 отделены друг от друга эластичной стенкой 11. Несущий газ находится в несущих полостях под давлением, превышающим атмосферное. Полости 9 оболочек 7, 8 выполнены с возможностью соединения их с полостью 9 оболочки 6 по гибкому трубопроводу 12 через запорные устройства. В рабочие полости 10 оболочек 6, 7, 8 нагнетателем может быть подано рабочее вещество, заперто в них или удалено из них в атмосферу. Аппарат может находиться в нерабочем положении, в которое он приводится путем подачи нагнетателем рабочего вещества в полости 10 оболочек 7, 8 и вытеснения давлением рабочего вещества через стенки 11 несущего газа из полостей 9 оболочек 7, 8 по трубопроводу 12 в полость 9 оболочки 6, где несущий газ запирается, после чего рабочее вещество из полостей оболочек 7, 8 удаляется в атмосферу, в результате появляется возможность оболочкам 7, 8 сложиться, а затем в сложенном виде разместить их над оболочкой 6 и таким образом уменьшить поперечные размеры аппарата, позволяющие транспортировать аппарат, например, по земле на колесном шасси автотранспортом или направить аппарат на межполетное хранение в небольшом ангаре, причем, перемещаться аппарат может самостоятельно за счет реактивных сил рабочего вещества. Для ускорения процесса удаления рабочего вещества из полостей 10 оболочек 7,8 в атмосферу может быть применено откачивающее устройство или для этой цели может быть использован нагнетатель аппарата.
Летательный аппарат работает следующим образом.
Переводят аппарат из нерабочего положения в рабочее, для чего подают нагнетателем атмосферный воздух в полости 10 оболочек 7, 8, и оболочки 7, 8 принимают объемную форму. Устанавливают на аппарат целевой груз, соединяют по трубопроводу 12 полость 9 оболочки 6 с полостями 9 оболочек 7, 8 и гелий, находящийся под давлением в полости 9 оболочки 6, поступает из этой полости в полость 9 оболочек 7, 8, вытесняя через стенку 11 из полости 10 Оболочек 7, 8 воздух в атмосферу и увеличивая при этом объем полостей 9 оболочек 7, 8, в результате чего подъемная сила полостей 9 оболочек 7, 8 возрастает и аппарат поднимается. В случае, если подъемная сила полостей 9 оболочек 7, 8 недостаточна для подъема аппарата, или в случав необходимости ускорения подъема, разворачивают обоймы в патрубках 2, 5 отверстиями вниз и подают нагнетателем в патрубки 2, 5 атмосферный воздух, создающий при выходе из отверстий направленные вверх реактивные силы, дополняющие подъемную силу полостей 9 оболочек 7, 8. После подъема аппарат может двигаться в необходимом направлении под действием реактивных сил, действующих при выходе воздуха из выходных отверстий патрубков 2, 3, 4 или 5, при этом можно снизить или увеличить высоту полета аппарата путем изменения с помощью нагнетателя объемы полостей 9, 10 оболочек или путем подачи в патрубки 2, 5 воздуха при направленных вверх или вниз отверстиях обойм в этих патрубках. Возможные утечки гелия из полостей оболочек 7, 8 при полете аппарата, снижающие несущую способность оболочек 7, 8, что отрицательно влияет на режим полета, компенсируется подачей из полости 9 оболочки 6 гелия, находящегося здесь под давлением, в полости 9 оболочек 7, 8 по трубопроводу 12, причем, в случае необходимости, увеличивают давление в полости 9 оболочки 6 путем подачи нагнетателем атмосферного воздуха в полость 10 оболочки 6.
Маневренность аппарата позволяет выполнять аппаратом, например, в беспилотном полете авиационно-химические работы (АХР) в сельском хозяйстве, обусловливающие точное позиционирование аппарата относительно поверхности земли в реальных метеоусловиях, причем, при выполнении АХР расход химикатов и снижение в связи с этим веса аппарата компенсируется подачей нагнетателем в полости 10 оболочек 7, 8 атмосферного воздуха соответствующего объема или подачей воздуха в патрубки 2, 5 с направленными вверх выходными отверстиями, вследствие чего аппарат сохраняет необходимую высоту полета.
В качестве рабочего вещества в аппарате могут быть использованы продукты сгорания от двигателя.
Гибкие(эластичные) стенки 11 в оболочках могут быть выполнены в виде рукавов, вставленных в оболочки.
В случае необходимости для удержания оболочек 7, 8 от изгиба под влиянием на них направленных вверх и действующих консольно подъемных сил, могут использоваться гибкие тяги 13, связывающие оболочки 7, 8 с каркасом 1.
Оболочка 6 может быть выполнена прямолинейной формы и располагаться вдоль патрубков 2, 3, 4, 5, при этом оболочки 7, 8 размещаются над оболочкой 6.
Имея снизу круговую поверхность и обладая в связи с этим экранирующим свойством, аппарат способен перемещаться на создаваемой нагнетателем воздушной подушке, например, над поверхностью водоема.