ЛЕТАЮЩИЙ ЗАВОДНОЙ ВЕРТОЛЕТ
FLYING WINDED HELICOPTER

Изобретение относится к области летающих моделей и направлено на применение источников кинетической энергии в летающих моделях и может быть использовано для демонстрации возможности полета за счет использования кинетической энергии, накопленной в пружине, а также для создания уменьшенных летающих моделей.
Известен летательный аппарат с использованием машущих крыльев «стрекоза» (патент РФ №2375253, кл. B64C 33/02, A63H 27/28, 2008), состоящий из корпуса с шарнирно установленными крыльями, силовой установки и привода машущих движений крыла. Силовая установка выполнена в виде двигателя с редуктором, а для привода использованы два кривошипно-шатунных механизма, приводящих в колебательные движения силовые валы, которые посредством цепных передач обеспечивают машущие движения четырех симметричных плоских крыльев. Каждое крыло снабжено механизмом вращения, размещенным в корне крыла на центральном лонжероне, который установлен в вилке и вращается в ней в процессе колебательных движений крыла при помощи двух храповых механизмов, каждый из которых состоит из двух дисков. Один диск жестко закреплен на лонжероне крыла и имеет две диаметрально противоположные впадины с опорными поверхностями для зацепления, а другой диск с собачкой и пружиной может свободно вращаться и выполнен в виде шкива, в ручье которого жестко закреплен один конец троса, а другой конец троса через шкивы, установленные на вилке, закреплен на рычаге управления.
Существенным недостатком данного летательного аппарата является наличие в цикле работы возвратно поступательных движений, что ведет к возникновению вибраций. Недостатком также является наличие цепных передач, множество шарнирных узлов и других деталей, что снижает надежность всего механизма в целом и увеличивает вес всей конструкции.
Также известен «ротороплан» (патент РФ №2245824, кл. В64С 29/00, B64C 29/02, 2001), содержащий фюзеляж, расположенный между двумя роторами с крыльями, продольные оси которых расположены в горизонтальных плоскостях, механизм изменения угла атаки крыльев и двигатель. Каждое крыло составлено из отдельных лопастей с тонким профилем, симметричным относительно хорды, установленных с промежутками и соединенных в единое крыло нервюрами, на которых установлены полуоси, входящие в отверстия стоек, жестко соединенных с валом ротора. За каждым ротором параллельно оси его вала на каркасе, укрепленном на хвостовой балке, установлен отражательный щит-крыло, обращенный к ротору участок которого изготовлен из деформируемого материала. Механизм изменения угла атаки крыла имеет втулку, на цилиндрической поверхности свободного конца которой установлены кольца, соединенные тягой с шипом на нервюре каждого крыла. Другая часть втулки находится в окнах вертикального и горизонтального ползунов, перемещаемых совместно с втулкой винтами с приводом относительно оси вала ротора, проходящего внутри этой втулки. На концевую часть вала ротора для устранения действия весовой нагрузки на него установлено кольцо, жестко соединенное опорами со стойкой на трубчатой части вала ротора и входящее цилиндрической поверхностью в канавки роликов с осями, укрепленными на фюзеляже.
Существенным недостатком данного устройства является наличие двух горизонтальных роторов с крыльями, которые при вращении будут испытывать значительные нагрузки и поэтому должны быть достаточно прочными и вследствие этого тяжелыми, что увеличит массогабаритные показатели и не позволит создать достаточно надежный и легкий летательный аппарат.
Известна «летающая тарелка» (патент РФ №2365522, кл. B64C 39/06, B64C 27/20, B64C 29/02, 2006). Летательный аппарат состоит из куполообразного салона, перекрытия, машинного отделения с моторами, редуктора, ротора вертикального подъема, вертикального вала, подшипниковой опоры, катушки и трех опорных колес. В конструкции летательного аппарата применено составное кольцеобразное крыло, неподвижное крыло которого прикреплено к машинному отделению ниже потолка перекрытия. Подвижное крыло входит в состав винта вертикального подъема, соединено неподвижно со ступицей ребрами и шарнирно с лопастями винта.
Существенным недостатком данного летательного аппарата является наличие воздушной проточной системы, заключенной в корпусе аппарата, что увеличивает его габариты и вес.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является «летающий заводной вертолет» (патент РФ №2452871, F03G 1/00, A63H 1/06, 10.06.2012), содержащий корпус, первый ротор вертикального подъема, отличающийся тем, что содержит мультипликатор, спиральную пружину, второй ротор вертикального подъема, храповик, заводной ключ, при этом первый ротор вертикального подъема связан с корпусом через мультипликатор и спиральную пружину, а с заводным ключом - через храповик, при этом второй ротор вертикального подъема расположен на корпусе.
Недостатком ближайшего аналога является невысокая технологичность конструкции и значительные массогабаритные показатели.
Задача изобретения - упрощение конструкции, снижение массогабаритных показателей, за счет помещения собачек храповика на корпус и, как следствие, увеличения диаметра храпового колеса, применения зубчатого колеса внутреннего зацепления, выполненного в храповом колесе, и использования насечек на храповом колесе в качестве заводного ключа.
Технический результат - увеличение дальности полета за счет снижения массогабаритных показателей, повышение технологичности конструкции.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в летающем заводном вертолете, содержащем заводной ключ и корпус, связанный с верхним несущим винтом, закрепленным втулкой винта на валу-шестерне через мультипликатор и спиральную пружину и с нижним несущим винтом, расположенным на корпусе, согласно изобретению мультипликатор выполнен планетарным и содержит сателлиты, заводной ключ выполнен в виде храпового колеса, расположенного на корпусе с возможностью вращения в одном направлении и содержащего на внутренней поверхности храповые зубья и зубья внутреннего зацепления, а на внешней поверхности - насечки, причем собачка храповика выполнена на корпусе, при этом внешний конец спиральной пружины закреплен на корпусе, а внутренний конец связан с валом водила, содержащего крышку, при этом верхний и нижний несущие винты имеют соответственно верхние и нижние лопасти.
Кроме того, согласно изобретению каждая из верхних и нижних лопастей могут быть выполнены одной деталью.
Кроме того, согласно изобретению каждая из верхних и нижних лопастей могут быть выполнены раздельно и соединены между собой элементом крепления.
Кроме того, согласно изобретению втулка верхнего несущего винта и крышка могут быть выполнены раздельно.
Кроме того, согласно изобретению втулка верхнего несущего винта и крышка могут быть выполнены одной деталью.
Кроме того, согласно изобретению верхние лопасти верхнего несущего винта могут быть выполнены совместно с крышкой.
Кроме того, согласно изобретению нижние лопасти нижнего несущего винта могут быть выполнены совместно с корпусом.
Кроме того, согласно изобретению может быть несколько спиральных пружин.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена кинематическая схема летающего заводного вертолета с лопастями, выполненными раздельно и соединенными между собой элементом крепления, на фиг. 2 изображена кинематическая схема летающего заводного вертолета с верхними и нижними лопастями, каждая из которых выполнена одной деталью, на фиг. 3 изображена кинематическая схема летающего заводного вертолета с втулкой верхнего несущего винта, совмещенной с крышкой, на фиг. 4 изображена кинематическая схема летающего заводного вертолета с двумя противоположно закрепленными пружинами.
Летающий заводной вертолет содержит верхний несущий винт (на чертеже не показан), содержащий верхние лопасти 1, втулку верхнего несущего винта 2, закрепленную на валу-шестерне 3, установленном в водиле 4 с крышкой 5 (фиг. 1). Храповое колесо 6 установлено на корпусе 7 и имеет возможность зацепления с ним. Водило 4 установлено в корпусе 7 и в храповом колесе 6. Нижний несущий винт (на чертеже не показан) содержит нижние лопасти 8, закрепленные на корпусе 6. Спиральная пружина 9 закреплена своим внешним витком в корпусе 6, а ее центр (внутренний виток) закреплен в водиле 4. Водило 4, крышка 5 с установленными в них сателлитами 10, входящие в зубчатое зацепление и связанные с храповым колесом 6 и валом-шестерней 3, представляют собой мультипликатор (на чертеже не показан).
Верхний несущий винт с верхними лопастями 1 и нижний несущий винт с нижними лопастями 8 могут быть выполнены в виде одной детали (каждый) или раздельно (фиг. 2), втулка верхнего несущего винта 2 и крышка 5 могут быть выполнены раздельно или одной деталью (фиг. 3). Верхние лопасти 1 верхнего несущего винта могут быть выполнены совместно с крышкой 5. Нижние лопасти 8 нижнего несущего винта могут быть выполнены совместно с корпусом 6. Вместо одной спиральной пружины 9 могут быть несколько спиральных пружин (фиг. 4).
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Верхний несущий винт с верхними лопастями 1 и нижний несущий винт с нижними лопастями 8, вращаясь в противоположных направлениях, уравновешивают реактивный момент и создают тягу, которая является подъемной силой, обеспечивающей полет летающего заводного вертолета. Источником энергии служит спиральная пружина 9, вращение от которой преобразуется через мультипликатор во вращение вала-шестерни 3 с установленным на нем верхним несущим винтом. Завод спиральной пружины 9 осуществляется вращением храпового колеса 6, расположенным между верхним и нижним несущими винтами. При этом верхний несущий винт удерживается вместе с храповым колесом 6, а корпус 7 с нижним несущим винтом вращается в противоположном направлении.
Итак, изобретение позволяет увеличить дальность полета, используя энергию, накопленную в спиральной пружине с последующей ее передачей двум несущим винтам и получением подъемной силы, а также позволяет повысить технологичность конструкции и снизить массогабаритные показатели, за счет помещения собачек храповика на корпус и, как следствие, увеличения диаметра храпового колеса, применения зубчатого колеса внутреннего зацепления, выполненного в храповом колесе, и использования насечек на храповом колесе в качестве заводного ключа.