ДВИЖИТЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к авиации, в частности к вертолетостроению и самолетостроению.
Широко известны движители летательных аппаратов, состоящие из корпуса и винтов это вертолеты КА-24, МИ-8 «Акула» в которых воздушный опорный поток (ОВП) (или пропульсивый) перемещается горизонтальными винтами, также известны движители летательных аппаратов типа винтовых самолетов, состоящие из корпуса (фюзеляжа, крыльев) и винтов, это ЯК-40, АН-12 и другие с вертикальным расположением винтов.
К недостаткам известных движителей летательных аппаратов относится полная потеря кинетической энергии ОВП в воздухе без преобразования кинетической энергии в потенциальную и без образования дополнительной силы тяги (подъемной силы) за счет потенциальной энергии, низкая эффективность и малый к.п.д. движителей летательных аппаратов.
Целью изобретения является увеличение силы тяги в движителе летательных аппаратов без увеличения расхода топлива.
Поставленная цель достигается тем, что движитель летательного аппарата дополняется установкой полого усеченного конусовидного тела, которое примыкает и охватывает узкой частью с зазором винт летательного аппарата и расширяется в направлении выхода опорного воздушного потока из усеченного полого конусовидного тела; оно укреплено снаружи летательного аппарата типа вертолета и внутри летательного аппарата типа винтового самолета.
Установкой в движителе летательного аппарата усеченного полого
конусовидного тела (УПКТ) с частичным или полным наружным охватом корпуса летательного аппарата (типа вертолета) диаметр винта, возможно уменьшить за счет появления дополнительной силы тяги, определяемой преобразованием кинетической энергии в потенциальную в УПКТ. Установка УПКТ внутри корпуса (фюзеляжа с крыльями) или в крыльях летательного аппарата типа винтового самолета также обеспечивает дополнительную силу тяги за счет давления на стенки движителя летательного аппарата содержащего УПКТ. Это давление вызвано преобразованием кинетической энергии в потенциальную. Форма УПКТ определяется отношением площади выходного сечения к площади его входного сечения, а также требуемой симметричностью в движителе летательного аппарата, определяемой вектором силы тяги.
0
Площадь поперечного сечения УПКТ в движителе летательного аппарата может увеличиваться вдоль оси УПКТ в виде овала, прямоугольника, эллипса и др., а также может переходить из одной формы в другую. Как при наружной, так и при внутренней установке УПКТ объем преобразования кинетической энергии в потенциальную определяется отношением площадей на выходе из УПКТ (80 к таковой на выходе (S).
Закон Бернулли и закон сохранения расхода массы ОВП позволяют переходы одной формы сечения УПКТ в другие формы с обеспечением преобразования кинетической энергии в потенциальную, например форма круга может измениться на произвольные формы: овал, далее на ромб, квадрат, прямоугольник по удобству компоновки внутри корпуса (фюзеляже и/или крыльях) или вокруг летательного аппарата (вертолета).
На фигуре 1 показана модификация движителя летательного аппарата типа вертолета УПКТ установлено снаружи корпуса. При обеспечении расширения сечения УПКТ в любом случае достигается эффект создания силы тяги, так как нахождение УПКТ внутри или снаружи летательного аппарата обеспечивает расширение сечения УПКТ и преобразование кинетической энергии в потенциальную.
1
0
1
1
1
1
доп
На фигуре 2 движитель летательного аппарата - винт и УПКТ расположены внутри корпуса летательного аппарата типа винтового самолета и в крыльях (показано в разрезе). Площадь сечения УПКТ увеличивается в флюзеляже и/или крыльях летательного аппарата. В таблице дано влияние S:S=К на изменение скоростей V сил F кинетических энергий Т опорного потока на выходе, потенциальных энергий П, дополнительной силы тяги F как функции соответствующих динамических характеристик на входе опорного воздушного потока в УПКТ. Индекс «о» относится к динамическим характеристикам на входе опорного воздушного, потока в УПТК.
К=S<sub>1</sub>:S<sub>0</sub>
1
2
3
4
Предел «К»
V<sub>1</sub>=V<sub>0</sub>:K
V<sub>0</sub>
V<sub>0</sub>:2
V<sub>0</sub>:3
V<sub>0</sub>:4
ограничен
F=F<sub>0</sub>:K
F<sub>0</sub>
F<sub>0</sub>:2
F<sub>0</sub>:3
F<sub>0</sub>:3
давлением
N<sub>1</sub>=N<sub>0</sub>:K<sup>2</sup>
N<sub>0</sub>
N<sub>0</sub>:4
N<sub>0</sub>:9
N<sub>0</sub>:9
среды на
T<sub>1</sub>=T<sub>0</sub>:K<sup>2</sup>
T<sub>0</sub>
T<sub>0</sub>:4
T<sub>0</sub>:9
T<sub>0</sub>:9
выходе из
П<sub>1</sub>
0
П<sub>1</sub>=3 T<sub>0</sub>:4
П1=T<sub>0</sub>х8:9
T<sub>0</sub>x5:16
УПКТ
F<sub>допо</sub>=1/ЗY(V<sub>0</sub> <sup>2</sup>-V<sub>0</sub> <sup>2</sup>)(К-1)S<sub>0</sub>
0
Fg=3/4F<sub>0</sub>=3F<sub>0</sub>:4
32/27 Fo
90/48 Fo
Y - объемная масса воздуха.
С точки зрения появления дополнительной силы тяги возможна модификация с несколькими УПКТ в зависимости от количества винтов в конкретном летательном аппарате.
Осуществление эффекта появления дополнительной силы тяги происходит за счет преобразования кинетической энергии в потенциальную с образованием давления опорного воздушного потока на стенки усеченного полого конусовидного тела согласно закону Бернулли. При этом сходство усеченного полого конусовидного тела имеется с расширением сопла Лаваля по физической сущности, но по форме, конструкции, широте применения исключает ограниченность сопла Лаваля в технике.
По противопоставленным СВВП:
Недостатки известного
Преимущества заявляемого
Кольца СВВП увеличивает или уменьшает силу тяги. Немецкий
Движение ОВП через УПКТ создает дополнительную силу тяги.
Ученый Прандтль ставил опыт с установкой кольца перед телом и продувал воздух. Сила сопротивления уменьшалась от колец
-
Эффект кольца СВВП и Прандтля одной природы и не имеет объяснения (см. Приложение) *
Выполнена на законах Бернулли и сохранения массы
Кольца не имеют расширения и не обеспечивают снижение потерь энергии СВВП в десятки раз. Кольца Прандтля и СВВП от перехода турбулентного течения в ламинарное могут снизить потери энергии
УПКТ имеет расширение уменьшающие силу действия ОВП и снижающее потери энергии до рекомендуемых 4-6% от прототипных потерь в 100%
Эффект кольца СВВП зависит от места установки. Отсутствие теории колец СВВП не позволяет точно выбрать место, размер, форму колец СВВП и силы тяги
УПКТ устанавливается согласно формулы изобретения с расширением заранее заданными динамическими характеристиками.
Кольцо СВВП имеет круглую форму - неудобную по компоновке
Формы сечения УПКТ с переходом от круговой к иным формам сечений по компоновке позволяет монтировать УПКТ в фюзеляже или крыльях или вокруг аппарата
Цилиндр - кольцо СВВП вокруг вертолета не дает эффекта расширения ОВП
УПКТ устанавливается с охватом фюзеляжа вертолета с эффектом расширения ОВП.
Кольцо СВВП невозможно установить в корпус самолета
УПКТ устанавливается в корпусе самолета с охватом винта(ов).