ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
AIRCRAFT

Изобретение относится к авиационной технике и аппарат может быть применен в беспилотном полете, в частности, для обработки сельхозполей химикатами, для транспортирования грузов.
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, нагнетатель рабочего вещества, патрубки с гибкими стенками для несущего газа, источник энергии и элементы управления, устройство для подачи несущего газа (патент RU 2475416, опубл. 20.02.2013).
Недостатком этого аппарата является то, что устройство для подачи несущего газа усложняет аппарат и увеличивает его массу.
Сущность изобретения заключается в том, что в летательном аппарате, содержащем каркас, патрубки с выходными отверстиями для прохода рабочего вещества, создающего реактивные силы, нагнетатель рабочего вещества, полости для рабочего вещества и для несущего газа, отделенные эластичными стенками, источник энергии и элементы управления, нагнетатель выполнен с возможностью подачи рабочего вещества в полости для рабочего вещества.
Это позволяет упростить аппарат и снизить его массу.
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 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 - вариант выполнения полостей для рабочего вещества и для несущего газа.
Летательный аппарат включает в себя каркас 1 с расположенными по окружности патрубками 2 и диаметрально попарно расположенными патрубками 3, 4 и 5, 6, в которых выполнены выходные отверстия для прохода рабочего вещества, оболочки 7 в виде отдельных секций, расположенных по окружности, нагнетатель (вентилятор), создающий поток рабочего вещества, например атмосферного воздуха, регуляторы потока рабочего вещества, с помощью которых атмосферный воздух распределяется по соответствующим каналам аппарата, источник энергии, например электроаккумулятор, и элементы управления, обеспечивающие работу аппарата. В одних патрубках 2 отверстия направлены вниз, в других - вверх. В патрубках 3, 5 отверстия направлены влево, а в патрубках 4, 6 - вправо. Внутри каждой оболочки 7 имеется несущая полость 8 для несущего газа и рабочая полость 9 для рабочего вещества, при этом полости 8 и 9 отделены друг от друга эластичной стенкой 10, которая на фиг. 3 представляет собой пластину, закрепленную на оболочке 7, а на фиг. 4 стенка 10 выполнена в виде рукава, вставленного в оболочку 7. Полость 8 заполнена под давлением, превышающим атмосферное, несущим газом, например гелием, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха, а в полость 9 имеет возможность входить атмосферный воздух от нагнетателя через патрубок 11 и кран 12 и выходить из нее через кран 12 и патрубок 13 в атмосферу и, кроме того, воздух может быть заперт в полости 9 краном 12.
Летательный аппарат работает следующим образом.
В исходном положении аппарат находится в покое на земле, опираясь на ножки 14, при этом в полости 9 оболочек 7 заключен определенный объем воздуха, поданного нагнетателем в эту полость по каналу 11 через кран 12, а затем запертого в ней поворотом крана 12, причем объемы воздуха в полостях 9 оболочек 7 могут различаться, и это может иметь место при необходимости устранения дисбаланса аппарата, вызванного неравномерностью распределения весов составных частей аппарата.
Работа аппарата при обработке сельхозполей химикатами.
Устанавливают на аппарате емкость с раствором химикатов и патрубок 15 с форсунками, направленными вниз, расположив патрубок диаметрально, затем подсоединяют емкость и нагнетатель через соответствующие запорные устройства к форсункам патрубка 15. Поворотом кранов 12 соединяют полости 9 через патрубки 13 с атмосферой, и воздух вытесняется из полостей 9 в атмосферу давлением гелия, находящегося в полостях 8, при этом за счет деформации стенок 10 полости 8 увеличиваются в объеме и увеличивается их подъемная сила, вследствие чего аппарат устремляется вверх. В случае, если подъемная сила полостей 8 недостаточна для подъема аппарата или в случае необходимости ускорения подъема аппарата, включают в работу нагнетатель и обеспечивают доступ воздуха от него к патрубкам 2 с отверстиями, направленными вниз, в результате чего воздух, выходя из отверстий, создает реактивные силы, направленные вверх и дополняющие подъемную силу полостей 8. После подъема аппарата на необходимую высоту стабилизируют его положение путем подачи воздуха от нагнетателя в полости 9 или в патрубки 2, затем обеспечивают подачу воздуха от нагнетателя к патрубкам 3, 5 или 4, 6 (в зависимости от того, в какую сторону необходимо придать горизонтальное движение аппарату) и подачу воздуха от нагнетателя, а также подачу раствора химикатов из емкости к форсункам патрубка 15, в результате чего аппарат движется горизонтально в нужном направлении под действием реактивных сил струй воздуха, выходящих из отверстий патрубков 3, 5 или 4, 6, а химикаты из форсунок распыляются с помощью воздуха на землю. При распылении химикатов количество раствора в емкости уменьшается, а значит снижается вес аппарата и аппарат может начать двигаться вверх. Чтобы не позволить аппарату подниматься, подают в полости 9 нагнетателем соответствующие объемы воздуха, что приводит к уменьшению объемов полостей 8 и их подъемной силы, вследствие чего компенсируется снижение веса аппарата, и аппарат продолжает полет на прежней высоте. В случае необходимости разворота аппарата подают нагнетателем воздух в патрубки 3, 6 или 4, 5, из отверстий которых выходящий воздух реактивными силами придает вращение аппарату в соответствующем направлении. После окончания обработки земли химикатами аппарат опускают на землю, направив нагнетателем дополнительный объем воздуха в полости 9, тем самым уменьшив подъемную силу полостей 8, при этом, для ускорения, движения аппарата к земле, подают нагнетателем воздух в патрубки 2 с отверстиями, направленными вверх, из которых выходящий воздух создает реактивные силы, направленные вниз, способствующие движению аппарата вниз.
Обладая маневренностью и относительно небольшой скоростью, аппарат может двигаться достаточно низко над землей и направленно вести обработку химикатами участков земли, в том числе расположенных в стесненных условиях, в холмистой местности, и позволяет при относительно небольших энергозатратах эффективно использовать химикаты и, что немаловажно, с наименьшим отрицательным их воздействием на человека и окружающую среду, чему способствует и экранирующее свойство аппарата.
Для питания электроаккумулятора аппарата может быть использована солнечная энергия, для чего сверху аппарата устанавливаются солнечные батареи (показано штрихпунктирными линиями на фиг. 1).
Работа аппарата в случае применения его для транспортирования грузов аналогична описанной выше, при этом в зависимости от весов грузов создаются необходимые подъемные силы полостей 8 путем подачи определенных объемов воздуха в полости 9, причем это можно выполнять не только в начальном пункте погрузки, но и в промежуточных пунктах, в которых могут выгружаться (полностью или частично) грузы начального пункта и загружаться другими грузами для транспортирования их далее по маршруту следования.