ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к летательным аппаратам (ЛА) и может быть использована в конструкциях аппаратов тяжелее воздуха (самолетов, планеров, автожиров, вертолетов).
Известны ЛА, построенные по комбинированной схеме - на принципах «дирижабль - вертолет» (SU №1816708, В64В 1/02, 23.05.1993, RU №2104903, В64В 1/34, 20.02.1998, RU №2155143, В64В 1/30, 27.08.2000).
К этому классу ЛА относится, например, воздушное транспортное средство, содержащее оболочку, разделенную внутри на отсеки и заполненную газом легче воздуха, силовую установку с двигателем и воздушными винтами, воздухонагнетательные установки с вертикальными каналами для подачи воздуха, при этом для повышения эксплуатационной надежности указанный ЛА снабжен упрочняющими тороидальными камерами, размещенными в отсеках оболочки и опоясанными стропами, герметичной эластичной диафрагмой, перекрывающей отверстие центральной тороидальной камеры, системой подвески груза, выполненной в виде кольцевой трапеции, соединенной со связанными вместе концами строп, устройством контакта груза с опорной поверхностью, звездообразными платформами, подвешенными за стропы крайних тороидальных оболочек, воздухонагнетательные установки размещены на звездообразных платформах, а ограждение для образования воздушной подушки, прикрепленное по периметру оболочки, выполнено гибким, например, гофрированным, и снабжено растяжками (SU №1808760, В64В 1/00, В60V 3/08, 15.04.1993).
Подъемная сила всех указанных ЛА складывается из аэростатической (архимедовой) подъемной силы надувной оболочки, снабженной тороидальными камерами, которые заполняются под избыточным давлением легким газом, например гелием или горячим воздухом, и подъемной силы, создаваемой избыточным давлением воздуха, подаваемого от воздухонагнетательных установок. Эта суммарная подъемная сила уравновешивает вес конструкции ЛА и вес перевозимого или поднимаемого
им груза.
Основным назначением всех вышеупомянутых ЛА является подъем и/или транспортировка тяжелых грузов. Соответственно, ЛА характеризуют большие габариты и большой объем газа, заполняющего оболочку. Поскольку легкий газ, например гелий, имеет высокую текучесть, он проникает через оболочку. Поэтому такие ЛА требуют периодической дозаправки оболочки. Горячий же воздух остывает и требует постоянного подогрева. Все это создает большие неудобства при доставке ЛА к месту запуска, затрудняет эксплуатацию указанных ЛА и требует дополнительных эксплуатационных расходов, а также наличия штата обслуживающего персонала.
Известны также летательные аппараты, конструкции которых относятся к аппаратам тяжелее воздуха, содержащие фюзеляж, крыло, оперение и элементы их механизации (патент РФ №2194651, МПК В64С 29/00, 2002 г., Основы авиа- и ракетостроения: учеб. пособие для вузов/ А.С.Чумадин, В.И. Ершов, К.А. Макаров и др. - М.: Инфра - М, 2008, стр.235.)
В полете на них действует сила тяжести, направленная по вертикали вниз и подъемная сила, которая создается в результате аэродинамического обтекания крыла (либо фюзеляжа) набегающим потоком воздуха из-за разницы давлений над и под профилем при поступательном движении ЛА, лобовое сопротивление и боковая сила, направленная вдоль соответствующих осей скоростной системы координат; сила тяги двигателей, которая направлена по оси двигателя. При этом увеличение подъемной силы имеет важное значение для сокращения взлетной дистанции или для достижения минимальной посадочной скорости при
посадке.
Задача полезной модели - увеличение подъемной силы летательного аппарата за счет снижения силы тяжести действующей на него.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышение подъемной силы аппарата за счет уменьшения силы тяжести (вертикальной составляющей), т.к. наличие газа в оболочковой камере создает статическую подъемную силу, направленную вертикально вверх и компенсирует часть силы тяжести, направленной вертикально вниз, что позволяет сократить расход топлива и улучшить тактико-технические характеристики ЛА.
Поставленная задача решается тем, что летательный аппарат, содержащий фюзеляж, крыло, оперение и элементы их механизации, отличается тем, что в качестве обшивки названных узлов летательного аппарата использованы многослойные оболочковые камеры, заполненные газом легче воздуха. Кроме того, многослойные оболочковые камеры снабжены средствами их заправки газом.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию «новизна».
При этом совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели позволяет повысить подъемную силу летательного аппарата за счет уменьшения силы тяжести (вертикальной составляющей), поскольку наличие газа в оболочковой камере создает статическую подъемную силу, направленную вертикально вверх и компенсирует часть силы тяжести. Вместе с тем, профиль оболочковой камеры крыла создает и подъемную силу при аэродинамическом обтекании набегающим потоком воздуха. Кроме того, применение многослойной оболочковой камеры позволяет отказаться от применения в конструкции ЛА жесткой обшивки и элементов ее крепления к элементам (каркасу) силового набора.
На фиг.1 показан схематически летательный аппарат, на фиг.2 -сечение оболочковой камеры фюзеляжа, на фиг.3 - поперечное сечение крыла и элементов его механизации с оболочковой камерой.
Летательный аппарат содержит фюзеляж 1, крыло 2, оперение 3 и элементы 4 их механизации (например, элероны, закрылки). На чертежах также показаны элементы 5 силового набора (стрингеры), оболочковая камера 6, средство заправки 7(штуцер) газом 8. В качестве обшивки всех агрегатов летательного аппарата использована многослойная оболочковая камера 6, выполненная из тонкого синтетического материала, заполненная газом легче воздуха, например, гелием. При высокой газонепроницаемости материала многослойной оболочковой камеры 6 средства дозаправки газом в полете не требуется (речь идет о восполнении объема газа в полости оболочки, в процессе эксплуатации ЛА). Средства заправки 7 газом 8 выполняют в виде штуцеров известной конструкции, снабженных обратным клапаном известной конструкции, исключающим обратный выход газа.
Наличие гелия в оболочковой камере 6 создает статическую подъемную силу, направленную вертикально вверх и компенсирует часть силы тяжести, направленной вертикально вниз, что позволяет сократить расход топлива и улучшить тактико-технические характеристики ЛА.