ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ

Полезная модель относится к ракетной и космической технике, в частности, к гиперзвуковым летательным аппаратам.
Известен скоростной летательный аппарат вертикального взлета и посадки, содержащий обтекаемьш корпус, выполненный в виде создающего подъемную силу аэродинамического профиля, внутри корпуса расположены комфортабельный салон для экипажа, главный двигатель с системой питания, вспомогательные двигатели горизонтального полета, система управления аппаратом, подъемный вентилятор, соединенный с главным двигателем посредством привода и расположенный во внутреннем кольпевом канале корпуса аппарата, двигатели горизонтального полета (полета в сторону от вертикальной оси), соединенные с главным двигателем посредством трансмиссионных валов. (Полезная модель №10681 от 19.03.99г., МПК В64С27 20 Скоростной малогабаритный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, Трубников Р.А., Бюллетень «Полезные модели, промьшгленные образцы №8 от 16.08.99г., с.59.)
к недостаткам прототипа можно отнести наличие в конструкции механических передач (вентилятор, трансмиссия и т.д.), что делает его недостаточно надежным в безвоздушном пространстве, и ведет к ограничению скорости, а дальность полета зависит от количества топлива, которое повьнпает массу аппарата и, как следствие, уменьшает скоростные характеристики
Задачей данного технического решения является повышение технических характеристик летательного аппарата: по надежности, по скорости, и дальности полета, снижения массовых характеристик.
Для достижения поставленной задачи в летательном аппарате вертикального взлета и посадки, содержащем обтекаемый корпус, вьшолненный в виде создающего подъемную силу аэродинамического профиля, внутри корпуса расположены комфортабельный салон для экипажа, главный двигатель, вспомогательные двигатели для полета в сторону от вертикальной оси, система управлением аппаратом, согласно полезной модели, главный и вспомогательные двигатели вьшолнены в виде инерционных резонаторных двигателей маятникого типа и расположены- главный двигатель вдоль продольной оси аппарата, а вспомогательные двигатели равномерно по окружности относительно продольной оси аппарата под углом к горизонту в количестве 2п ,где п не меньше трех единиц.
Вспомогательные двигатели расположены к горизонту под углом 45 -90
Инерционные резонаторные двигатели маятникого типа содержат корпус, выполненный из двух частей, разделенных рабочей мембраной, в верхней части, расположены последовательно вдоль продольной оси пружина обратного хода рабочей мембраны, установленная между рабочей мембраной и магнитной шайбой, соединенной подвижно посредством штока с электромагнитным генератором, нижняя герметичная часть корпуса, , вьшолнена продольной, имеющая на
концах форму воронок, на верхнем конце большую, при этом стенки нижней части корпуса в продольном сечении имеют криволинейную вогнутую обтекаемую форму, днище нижней части корпуса двигателя образовано передающей мембраной, на которой расположен маятник, вьшолненной виде усеченного конуса.
Рабочая мембрана выполнена металлической и гофрированной.
Масса маятника меньще массы летательного аппарата в сборе и достаточна для обеспечения прямолинейного поступательного перемещения летательного аппарата.
Перемещение летательного аппарата основано на принципе действия инерционного резонаторного механизма маятникового типа.
Конструкция летательного аппарата проста и питание двигателей постоянно по массе и более длительно по действию, т.к. источником питания является электрогенератор.
Такая конструкция позволяет повысить надежность летательного аппарата, снизить его массу, что приводит к увеличению дальности полета, изменения кинетического импульса маятника, что, в свою очередь, обеспечивает увеличение кинетического момента, а значит и управляющее усилие, действующее на корпус летательного аппарата, т.е. повышению скоростных характеристик В результате, позво.пяет значительно развивать энергию инерционных масс и более эффективно использовать накапливающую инерционную силу масс, более рационально использовать приложенную энергию для получения прямолинейной равномерной постоянно действующей инерционной рабочей силы с возможностью изменять ее по величине и направлению в условиях отсутствия или незначительных сил противодействия.
Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне, т.к. данное техническое решение не следует явным образом из существующего уровня техники.
Предлагаемое техническое решение может быть применимо в летательных аппаратах различного назначения, как в военных целях, так и в научных целях при изучении космоса, а также для межпланетных полетов, т.к. относится к категории «летающих тарелок - маневрирующих в атмосфере гиперзвуковых летательных аппаратов. Возможно многоразовое использование аппарата.
Отечественная промьпцленность располагает всеми средствами (материалами, оборудованием, технологией), необходимыми для изготовления предлагаемого летательного аппарата в промышленных масштабах, т.к. он прост по конструкции и в изготовлении.
Сущность заявленного технического рещения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1-общий вид летательного в продольном разрезе;
на фиг.2-схема расположения двигателей летательного аппарата;
на фиг.З-общий вид инерционного резонаторного газового двигателя маятникого типа в продольном разрезе;
на фиг.4-схема разложения сил, действующих на аппарат;
Летательный аппарат 1 вертикального взлета и посадки содержит обтекаемый корпус 2, вьшолненный в виде создающего подъемную силу аэродинамического профиля. Внутри корпуса 2 расположены комфортабельный салон 3 для экипажа, для обеспечения управлением летательного аппарата и нормальной жизнедеятельности человека, система инерционных резонаторных двигателей
маятникого типа 4. Система двигателей 4, обеспечивающая движение летательного аппарата в пространстве, состоит из главного двигателя 5, расположенного вдоль продольной оси аппарата 1, который обеспечивает основную тяговую силу аппарата 1 и вспомогательных двигателей 6, расположенных равномерно по окружности относительно продольной оси аппарата 1 под углом к горизонту, предпочтительно 45 -90.Количество вспомогательных двигателей 6 установлено 2п, где «п не меньше трех единиц (фиг.2). Общая масса двигателей 4 меньше общей массы летательного аппарата 1. Вспомогательные двигатели 6 обеспечивают перемещение летательного аппарата в сторону от вертикальной оси и создают дополнительную тяговую силу. Имеется программа последовательного включения двигателей 4 летательного аппарата 1. Система управлением аппаратом 1 осуществляет пуск, остановку, изменение мощности и направления движением летательного аппарата 1 в пространстве.
Инерционный резонаторный двигатель4 маятникого типа содержит корпус 7, состоящий из двух частей 8, 9, разделенных рабочей мембраной 10. В верхней части 8 двигателя 4 последовательно вдоль продольной оси корпуса 7 двигателя расположены пружина 11 обратного хода рабочей мембраны 10, установленная между рабочей мембраной 10 и магнитной щайбой 12, которая подвижно, посредством щтока 13 соединена с электромагнитным генератором 14. Электромагнитный генератор 14 состоит из корпуса 15, в котором смонтированы электромагниты, работающие на переменном токе, по оси вьщолнено глухое отверстие 16 для щтока 3 магнитной щайбы 12, которая по конфигурации аналогична электромагнитному генератору. 14 Корпус шайбы 17 изготовлен из антимагнитного инертного материала, например, дюраль, алюминий. Магниты 18, шайбы 12 смонтированы таким образом, что полюса всех магнитов 18 имеют одну полярность в одном направлении. Пружина 11 подбирается таким образом, чтобы обеспечить условие работы двигателя 4 в режиме длительного колебательного движения. Рабочая мембрана 10 выполнена гофрированной из металла, например, авиационного алюминия, обеспечивающего работу мембраны 10 в колебательном режиме, т.е. материал должен быть устойчивым к пластично упругой деформации. Гофры обеспечивают условие изменения внутреннего объема нижней части 9 двигателя 4. Нижняя часть корпуса 9 выполнена герметичной, вьшолнена по типу «песочных весов продольной, имеющей на концах форму воронок 19, 20. Верхняя воронка 19 вьшолнена большей, нижняя воронка 20 меньшей. Стенки 21 нижней части 9 корпуса в продольном сечении имеют криволинейную вогнутую обтекаемую форму. Днище нижней части 9 корпуса двигателя 4 образовано передающей мембраной 22, на которой смонтирован маятник 23, выполненный в виде усеченного конуса. Масса маятника 23 должна быть меньше массы летательного аппарата 1 в сборе и достаточной для обеспечения прямолинейного поступательного перемещения летательного аппарата 1
Устройство работает следующим образом.
Рабочая мембрана создает давление внутри двигателя, вызывая колебания маятника Передающая мембрана22 в момент давления, на маятник23 прогибается, создавая силы упругости, а после сброса давления, производит удара за счет инерции маятника в сторону основного тягового усилия вверх, Инерционный удар передается посредством передающей мембраны 22. на корпус летательного аппарата 1, который получает импульс прямолинейного поступательного движения. Ход маятника 23 регулируется ходом рабочей мембраны 22 а частота колебаний маятника 23 частотой тока, проходящего через электромагнитный генератор 14.
Вспомогательные двигатели 6 работают в 4х тактовом антигравитационном режиме. Система двигателей 6 может работать и в Зх тактовом режиме совместно с главным двигателем 5. Такая работа двигателей 4 обеспечивает полное гашение сил противохода корпуса аппарата 1.
Разложение сил, действующих на аппарат, представлено на фиг.З, где:
Силы, действующие на подьем летательного аппаратаRM-сила резонанса маятника; Рин -сила инерции корпуса летательного аппарата; Ратм.-сила атмосферного давления, нижнее.
Силы, противодействующие подъему летательного аппаратаОла-вес летательного аппарата. Ом-вес маятника, F ин -сила инерции маятника, Ратм -сила сопротивления атмосферного давления верхнее.
, т.к. К  К оп-коэфициент обтекаемости, т. к. эти показатели малы и взаимно уравновешивают друг друга, то в предлагаемом ниже расчете силы аэродинамического сопротивления не учитываются, т.к. движение аппарата не предусматривает постоянной реактивной тяги, что не обеспечивает применение законов аэродинамики в полном объеме.
Расчет частоты колебаний маятника двигателя, при котором летательный аппарат будет устойчиво осуществлять заданные перемещения в заданном направлении при работе одного двигателя.
Принимаем: t  м, где: t кла-время движения корпуса летательного аппарата; t м-время движения маятника.
RJM; где: Рин -сила инерции противохода маятника; Км-сила резонанса маятника.
S ,001м-путь прохождения маятника;
Рин +Км-Ола-Ом-Рин 0 ; Рин 1/ЗКм; Рин ЧКм-Ола-Ом1/ЗКм 0 Рин Ч2/311м-Ола-Ом 0 Рин +2/ЗКм Ола+Ом ;Рин м да х 8кла/21  кла х 8кла/81 м;  м х 8м/21 м;  кла х g;  м X g; m кла х 8кла/81: м+т м х 8м/21 м т кла х g+m м х g(m кла+m м) х (8кла/8 м+8м/2 м)(ткла+т
м)g Sклa/8t м+Sм/2t м g(Sклa+4Sм)(Sклa+4Sм) 0,0045/9,,00045 t M 0,000057c tM Vo,000057 0,0076c 7,6 10 с частота колебаний должна быть не менее 7,6 кГц.