ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
FLIGHT VEHICLE

Изобретение относится к воздушно-космической технике и может быть использовано для транспортировки полезных грузов в атмосфере и за ее пределами.
Известен летательный аппарат (ЛА), описанный в патенте RU 2281888 (Часовской А.А). В этом ЛА поршень осуществляет возвратно-поступательное движение внутри цилиндра, жестко связанного с корпусом. Движение осуществляется между механическим и газовым амортизатором. В процессе отталкивания корпуса в прямом направлении, в результате роста кинетической энергии, увеличивается ускорение аппарата. Однако из-за наличия газового амортизатора при значительных сроках эксплуатации уменьшается износоустойчивость.
Известен ЛА, описанный в патенте RU 2270143 (Часовской А.А.) и принятый за прототип. Он содержит жестко связанные корпус и цилиндр, размещенный в цилиндре поршень с выступом, реактивный двигатель, жестко связанный с указанным выступом, причем в корпусе выполнено углубление, в котором размещен взаимодействующий с поршнем амортизатор, а цилиндр на своем конце жестко связан с двумя амортизационными упорами, предохраняющими поршень от выхода за пределы цилиндра. Для ускорения ЛА необходимо наличие дополнительных газовых амортизаторов в конце цилиндра.
Эти газовые амортизаторы являются напряженными в механическом и тепловом отношении элементами, что при значительных сроках эксплуатации ЛА приводит к уменьшению его надежности.
Задачей изобретения является повышение надежности ЛА путем уменьшения количества механически- и теплонапряженных элементов (газовых амортизаторов), необходимых для ускорения аппарата.
Данная задача решается тем, что ЛА снабжен жестко связанным с поршнем блоком управления реактивным двигателем, прекращающим подачу топлива в двигатель перед амортизацией поршня и возобновляющим подачу топлива и запуск двигателя после амортизации для изменения направления движения поршня, а также двумя жестко связанными с корпусом стартовыми реактивными двигателями, выполненными с возможностью временного включения после амортизации поршня.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где приняты следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - углубление в корпусе;
3 - механический амортизатор;
4, 5 - стартовые реактивные двигатели;
6 - цилиндр;
7 - блок управления реактивным двигателем;
8 - поршень;
9 - выступ поршня;
10, 11 - амортизационные предохранительные упоры;
12 - реактивный двигатель.
Корпус 1 ЛА жестко связан с механическим амортизатором 3 внутри углубления в корпусе 2, с стартовыми реактивными двигателями 4, 5 и с цилиндром 6, жестко связанным с амортизационными предохранительными упорами 10, 11 и имеющим внутри поршень 8, жестко связанный с выступом поршня 9, имеющим жесткую связь с реактивным двигателем 12, гидравлический вход которого сообщен с гидравлическим выходом блока управления реактивным двигателем 7, жестко связанным с вышеупомянутым поршнем 8.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Взлет аппарат осуществляется с помощью стартовых реактивных двигателей 4, 5, жестко связанных с корпусом 1. В исходном состоянии после взлета участки задней поверхности поршня 8 внутри цилиндра 6, примыкающие к выступу поршня 9, касаются амортизационных предохранительных упоров 10, 11, жестко связанных с цилиндром 6.
Для осуществления ускорения, с помощью блока управления реактивным двигателем 7, размещенным в поршне 8, происходит подача топлива и запуск реактивного двигателя 12, жестко связанного с выступом поршня 9 и расположенного за периферией цилиндра 6. В результате поршень 8 с выступом 9 начинают двигаться к механическому амортизатору 3, жестко связанного с корпусом 1 и расположенного внутри углубления в корпусе 2. Далее с помощью блока управления реактивным двигателем 7, перед отталкиванием поршня 8 от механического амортизатора 3, прекращается подача топлива в двигатель 2. В результате увеличивается эффективность отталкивания поршня 8 от механического амортизатора 3. При этом корпус 1 также отталкивается в прямом направлении. Для изменения направления движения поршня после амортизации, снова к механическому амортизатору 3, по прошествии поршнем 8 определенного пути внутри цилиндра 6, блок управления реактивным двигателем 7 возобновляет подачу топлива в реактивный двигатель 12. Это осуществляется как в преобразователе пройденного пути, во время возобновления и прекращения подачи топлива. Увеличить скорость движения поршня 8 в обратном направлении после амортизации можно также путем временного включения стартовых реактивных двигателей 4, 5. При этом корпус 1 получает дополнительное ускорение в прямом направлении, а поршень 8 в обратном. Таким образом осуществляются следующие друг за другом амортизационные циклы, в результате которых увеличивается кинетическая энергия аппарата, а следовательно, и его ускорение. Для исключения выхода поршня за пределы цилиндра 6 в конце его предусмотрены амортизационные предохранительные упоры 10, 11. Вместо механического амортизатора может быть использован пневматический, где отталкивания осуществляются в результате сжатия газов, без их воспламенения. Реактивные двигатели могут быть выполнены и на твердотопливных элементах, заливаемых и прессуемых в камерах сгорания. Т.о., отсутствие газовых амортизаторов с воспламеняемым топливом обеспечивает увеличение безопасности движения и увеличение эксплуатационного срока службы.
ЛА может быть применен для полета в верхних слоях атмосферы, а также для межпланетных сообщений. Метод управления движением поршня, согласно настоящему изобретению, можно использовать и в других ЛА, где осуществляется отталкивание одного тела от другого в процессе роста кинетической энергии и скорости ЛА. Такие ЛА описаны, например, в патентах RU 2134218, 2270143, 2281884, 2297953.