ВИНТОКРЫЛЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к конструкции винтокрылых летательных аппаратов, а именно к полноразмерным мультикоптерам, в частности октокоптерам.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является решение из патента UA 106692, в котором устройство для защиты винтов октокоптера от механического столкновения является средством безопасности и состоит из защитных решеток из углепластика, которые располагаются вокруг восьми винтов октокоптера таким образом, что винты октокоптера полностью изолированы решетками от окружающей среды.
Однако данное решение не обеспечивает достаточную безопасность при эксплуатации, а также в случае чрезвычайных ситуаций.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании безопасного для пассажиров и окружающих винтокрылого летательного аппарата.
Техническим результатом полезной модели является повышение прочности конструкции устройства, что повышает ее надежность и ударостойкость, обеспечивая тем самым высокий уровень безопасности как для людей, находящихся на борту, так и для тех, кто находится на земле.
Указанный технический результат достигается за счет того, что винтокрылый летательный аппарат содержит фюзеляж, выполненный с возможностью размещения человека, шасси, верхнюю винтовую группу, содержащую четыре винта и расположенную в плоскости над фюзеляжем, и нижнюю винтовую группу, содержащую четыре винта и расположенную в плоскости под фюзеляжем, при этом верхняя и нижняя винтовые группы снабжены защитным устройством лопастей, верхняя винтовая группа соединена с нижней винтовой группой вертикальными опорными стойками.
Винты верхней винтовой группы могут быть соединены между собой горизонтальными несущими балками и винты нижней винтовой группы соединены между собой горизонтальными несущими балками.
Вертикальные опорные стойки могут быть расположены по внешнему контуру фюзеляжа.
Шасси может быть расположено в нижней части вертикальных опорных стоек.
Шасси может быть выполнено неподвижным.
Неподвижное шасси может быть выполнено в виде дисков.
Шасси может быть выполнено подвижным.
Подвижное шасси может быть выполнено колесным.
Защитное устройство лопастей может быть выполнено кольцеобразной формы вокруг каждого винта.
Верхняя и нижняя винтовые группы могут дополнительно содержать по два винта каждая.
Верхняя и нижняя винтовые группы могут дополнительно содержать по четыре винта каждая.
Заявляемое взаимное расположение винтов и фюзеляжа, где винты расположены по четыре штуки сверху и снизу фюзеляжа и снабжены защитным устройством лопастей, позволяет произвести взаимно перпендикулярное сочленение вертикальных опорных стоек, что повышает прочность и ударостойкость всей конструкции.
Взаимно перпендикулярное сочленение с вертикальными опорными стойками совместно горизонтальных несущих балок, к которым крепятся фюзеляж и винтовые группы, обеспечивают дополнительную жесткость, прочность и надежность конструкции.
Расположение вертикальных опорных стоек по внешнему контуру фюзеляжа, в нижней части которых размещено шасси, обеспечивает дополнительную устойчивость конструкции.
Заявляемая схема расположения винтов и фюзеляжа позволяет перейти от авиа-мобиля до авиа-автобуса, то есть к двенадцати, шестнадцати и более винтовым схемам с изменением только длины фюзеляжа, т.е. одного из трех линейных размеров. В схемах с круговым расположением винтов и фюзеляжем в центре для этих целей необходимо увеличивать два из трех линейных размеров.
Наилучший вариант исполнения заявляемой полезной модели показан на фигурах 1-6, на которых изображены:
Фиг. 1 - аксонометрический вид винтокрылого летательного аппарата;
Фиг. 2 - вид сверху винтокрылого летательного аппарата;
Фиг. 3 - вид снизу винтокрылого летательного аппарата;
Фиг. 4 - вид спереди винтокрылого летательного аппарата;
Фиг. 5 - вид сбоку винтокрылого летательного аппарата;
Фиг. 6 - аксонометрический вид удлиненного винтокрылого летательного аппарата - авиа-автобуса.
На фигурах 1-6 позициями 1-8 обозначены:
1 - фюзеляж;
2 - шасси;
3 - верхняя винтовая группа;
4 - нижняя винтовая группа;
5 - винт;
6 - защитное устройство лопастей;
7 - вертикальная опорная стойка;
8 - горизонтальная несущая балка.
Винтокрылый летательный аппарат содержит фюзеляж 1, шасси 2, верхнюю винтовую группу 3 и нижнюю винтовую группу 4. Верхняя винтовая группа 3 расположена в плоскости над фюзеляжем 1. Нижняя винтовая группа 4 расположена в плоскости под фюзеляжем 1.
Верхняя 3 и нижняя 4 винтовые группы содержат минимально по четыре винта 5 каждая. Винты 5 могут быть расставлены шире или уже. Расположение винтов 5 правого и левого вращения можно менять. Располагать винты 5 возможно и в горизонтальной, и в наклонных плоскостях.
Верхняя 3 и нижняя 4 винтовые группы снабжены защитным устройством 6 лопастей. В данном случае защитное устройство 6 лопастей выполнено кольцеобразной формы вокруг каждого винта 5. Не исключено также выполнение защитного устройства 6 лопастей в виде сетчатого каркаса вокруг верхней 3 и/или нижней 4 винтовой группы или вокруг каждого винта 5 отдельно.
Верхняя винтовая группа 3 соединена с нижней винтовой группой 4 вертикальными опорными стойками 7. В данном случае вертикальные опорные стойки 7 расположены по внешнему контуру фюзеляжа 1, но не исключено и другое расположение в зависимости от конкретного исполнения устройства.
Винты 5 как верхней 3, так и нижней 4 винтовой групп соединены между собой горизонтальными несущими балками 8.
Шасси 2 расположено в нижней части вертикальных опорных стоек 7. В данном случае шасси 2 выполнено неподвижным в виде дисков. В зависимости от конкретной реализации устройства шасси 2 может выполнено подвижным, например, колесным.
В случае, если требуется увеличение вместимости аппарата, верхняя 3 и нижняя 4 винтовые группы снабжаются дополнительно двумя или четырьмя (Фиг. 6) винтами 5 каждая.
В фюзеляже 1 расположена кабина. В зависимости от назначения устройства в фюзеляже 1 может также располагаться пассажирский отсек, грузовой отсек, медицинский отсек и др.
Кабина выполнятся размеров, подходящих для размещения хотя бы одного человека, и снабжена двумя входными дверями (люками) спереди и сзади, что делает заявляемый аппарат полноценным и многофункциональным транспортным средством.
Ориентировочные размеры кабины - Д×Ш×В - 4×1,5×2 м - позволяют перевозить до четырех пассажиров, габаритные грузы, больных на носилках, инвалидов колясочников, спасать людей при пожарах и наводнениях. Защищенные винты 5 и вертикальный задний профиль конструкции позволяют подлетать вплотную к стенам зданий и эвакуировать людей из окон зданий любой высоты. Мультикоптеры с винтами, расположенными по окружности, и с кабиной в центре для подобных действий неприменимы.
Для облегчения конструкции рекомендуется использовать углепластики. Однако некоторые элементы, например, винты 5, вертикальные опорные стойки 7 и горизонтальные несущие балки 8 могут быть выполнены из авиационных металлов или сплавов.
Устройство используют следующим образом.
Движение прямо вперед осуществляют повышением частоты вращения двух верхних задних винтов 5, двух нижних задних винтов 5 или четырех задних винтов 5. Движение вниз осуществляют понижением частоты вращения всех восьми винтов 5, четырех верхних или четырех нижних винтов 5.
Движение прямо вперед осуществляют повышением частоты вращения двух верхних задних винтов 5, двух нижних задних винтов 5 или четырех задних винтов 5. Благодаря симметричности конструкции подобный подход применим для движений назад, влево, вправо.
Движение, возможно, осуществлять диагонально вперед вправо или влево, назад вправо или влево. Например, движение диагонально вперед вправо осуществляют повышением оборотов вращения двух задних левых винтов 5, движение диагонально назад влево осуществляют повышением оборотов вращения двух передних правых винтов 5. Аналогичный подход благодаря симметричности конструкции применим для остальных случаев диагонального движения.
Поворот вокруг оси влево осуществляют повышением частоты вращения двух верхних винтов 5 левого вращения, двух нижних винтов 5 левого вращения или всех четырех винтов 5 левого вращения. Аналогичный подход применим для поворота вправо.
При отказе одного из моторов или винтов 5 электронная система управления отключает диагонально (имеется ввиду большая диагональ) противоположный ему во избежание перекоса и вращения устройства, возникающих в таком случае. Оставшихся шести винтов 5 достаточно для совершения мягкой аварийной посадки и спасения пассажиров и аппарата. При этом сохраняется способность управлять аппаратом и выбрать пригодное место для аварийной посадки. Аварийную посадку можно совершить на воду, большая и обязательно герметично закрывающаяся кабина позволит сколь угодно долго держаться на воде и ожидать помощи. По тем же соображениям безопасности, каждый из восьми моторов, вращающих винты 5, питается от одного отдельного силового аккумулятора или аккумуляторного блока, системы управления - от девятого аккумулятора.
Заявляемый аппарат представляет собой полноценное многофункциональное транспортное средство, пригодное для эксплуатации над сушей и водной поверхностью, над густонаселенными и безлюдными районами.
Приведенный пример является частным случаем и не исчерпывает всех возможных реализаций полезной модели.