КРЫЛО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к технике летательных аппаратов, к одному из важных узлов - крылу, приводимому в движение и поддерживаемому с помощью усилий пилота (спортсмена). Подобные летательные аппараты часто называют в литературе мускулолетом, махолетом или орнитоптером. Область применения - спорт, аттракционы, транспортное средство.
Известны с исторических времен летательные аппараты Леонардо да Винчи, А.Липпиша, Ле Безньера, Де Груфа, Лесли Хесса и прочие (; Отто Лилиенталь «Полет птиц как основа искусства летать» пер. с нем. Е.С.Федорова. СПб., 154 стр., М.К.Тихонравов «Полет птиц и машин с машущими крыльями» Москва, 129 стр., 1937 г.; Марей. «Механика животного организма. Передвижение по земле и по воздуху». Перевод с франц. Изд. Ред журнала «Знание». СПб.), приводимые в движение силой человека.
Известны также усовершенствования летательных аппаратов - орнитоптеров и мускулолетов за счет изменений конструкций крыла, описанные в патентах:
[патент RU на изобретение №2378157], где оперение крыла выполнено из труб-перьев, соединенных веером, каждое перо которого состоит из термодинамической и механической частей; термодинамическая часть заполнена синтепоном и имеет по три щели, одна из которых предназначена для входа воздуха, вторая соединена с термодинамической частью соседнего пера для передачи повышенного давления воздуха, а третья щель соединена с механической частью пера-жалюзи для выброса воздуха в атмосферу, создавая реактивную тягу;
[патент RU на изобретение №2191718], в котором представлена конструкция, содержащая крылья, носилки и другие элементы; каждый стержень крыла совершает поступательно-возвратное движение с поворотом, а крылья - махательно-поступательные движения; крылья, опираясь на воздух, поднимают и толкают носилки с пилотом вперед, и, кроме того, трос, соединенный с атакующей частью крыла и неподвижной частью носилок, изгибает крыло и создает гребковое движение и по окончании гребка возвращает крыло в исходное положение.
Однако сложность описанных конструкций и большой вес таких летательных аппаратов может привести к опрокидыванию боковым порывом ветра, вследствие чего спортсмену не хватит сил удержаться в воздухе.
Известно также изобретение [патент RU №2455199], в котором представлен летательный аппарат с поворотным крылом. Крыло представляет собой легкую конструкцию в виде кругового сектора, содержащую плату с отверстиями для пальцев руки, служащую для соединения крыла с рукой. На плате монтируется управляющее устройство, позволяющее, например, сенсорно регулировать степень вогнутости крыла. Компенсатор веса имеет форму цилиндра, оканчивающегося с двух сторон конусами, и заполнен гелием.
При полете на таком летательном аппарате недостаточно используется мускульная сила спортсмена, что не повышает занимательность и спортивный интерес пилота.
Известно изобретение [патент RU №2392189 «Биоаэродинамический летательный аппарат с машущими крыльями»], описанная конструкция в котором содержит крылья, между которыми прикреплены резиновые пружины, подвесную систему пилота, рулевое управление и хвостовой стабилизатор. Крылья аппарата состоят из трех частей: передней и задней с воздухонепроницаемыми покрытиями и средней с воздухопроницаемым покрытием. Под воздухопроницаемым покрытием крыла под углом к воздушному потоку посредством жестких составных вогнутых в продольном направлении пластин между спаренными жесткими нервюрами зафиксированы тонкие мембраны с аэродинамическим поперечным профилем. Передняя воздухонепроницаемая часть крыла содержит подвижную относительно нервюр осевую трубу, соединенную через узел крепления с рычагами управления крыльями и элеронами, шарнирно связанными между собой снизу поперечной перекладиной, на которой установлены педали и шасси. В секторе элеронов осевая труба соединена с подвижной осевой трубой через фиксирующий переходной узел. Крылья закреплены к фюзеляжу шарнирно через подвижные трехлучевые телескопические маховые стержни и упруго посредством центральных, передних и задних резиновых пружин. Достигается улучшение аэродинамики аппарата и повышение безопасности полета.
Известно изобретение [патент RU №2444462 «Мягкое двухоболочковое крыло с распорными элементами жесткости»], описанная конструкция в котором снабжена жесткими элементами, которые выполнены в форме стержней, шарнирно соединенных с верхней и нижней поверхностями крыла, а также друг с другом и образующих в наполненном крыле фигуры в виде пирамид, соединенных ребрами оснований, которые образуют нижнюю поверхность крыла.
Известно также крыло [патент RU на изобретение №2389644 «Полое мягкое крыло с воздухозаборником в носке и профилированной щелью на верхней поверхности»], с воздухозаборником в носке, включающее нижнюю поверхность, верхнюю поверхность и нервюры, отличающееся тем, что верхняя поверхность снабжена карманами, образующими по меньшей мере один сужающийся канал с выходом потока через щель в верхней поверхности крыла.
Известно изобретение [патент RU №2452660 «Летательный аппарат с машущим крылом»], конструкция крыла которого содержит нервюры и обтяжку, а также имеет главную консоль, соответствующую костям - плечевой и локтевой крыла птицы, и выполнено состоящим из центропланного, периферийного и промежуточного участков. Центропланный и периферийный участки содержат нервюры, причем нервюры центропланного участка соответствуют аэродинамическому профилю крыла и закреплены на главной консоли посредством плоских пружин с возможностью поворота хорды центропланного участка на 10-20°. Периферийный участок является продолжением главной консоли и содержит нервюры в виде прямых реек, составляющих углы от 30 до 60° относительно продольной оси аппарата, а промежуточный участок крыла не содержит нервюр, каждая из двух шеек коленчатого вала соединена с главной консолью соответствующего крыла посредством плоского шарнира в точке, отстоящей от продольной оси фюзеляжа на 1/10 длины крыла летательного аппарата. Радиус колена коленчатого вала выбран так, чтобы пределы изменения угла атаки центропланного участка крыла при махе как вверх, так и вниз, составляли 15-30°. В зависимости от скорости полета, точка соединения штока плоского шарнира с консолью крыла выбрана на вертикальной оси, соединяющей верхнюю и нижнюю мертвые точки коленчатого вала. Длина штока шарнира подобрана так, чтобы полный угол маха крыла составлял +/-32°, а центропланные участки крыльев гибко соединены друг с другом в головной и хвостовой частях фюзеляжа.
Наиболее близким аналогом к заявляемому в данной заявке техническому решению является изобретение [патент RU №2434787 «Мускулолет»], конструкция которого содержит корпус для крепления «пальцев» крыльев. «Пальцы», состоящие каждый из трех частей, крепятся к корпусу, причем средний палец неподвижно, а два других на осях с возможностью перемещения. Части «пальцев» снизу соединены между собой шарнирами, а сверху резиновыми жгутами, возвращающими их в исходное положение. При раскрытии крыла первый «палец» смещается вперед резиновым жгутом, который прикреплен одним концом к нему, а другим к передней части плеча комбинезона, проходя через направляющую трубку корпуса и переднюю кромку материала, образуя переднюю кромку крыла. Рукава, «пальцы» крыла, бока и хвост обтянуты легким, воздухонепроницаемым материалом, имеющим вставки из растягивающегося материала для возможности движения «пальцев» крыла. Корпус служит для крепления «пальцев» и размещения кистей рук. Он изготовлен из легкой, прочной металлической пластины, изогнутой по радиусу изгиба кистей рук. Изобретение обеспечивает снижение веса летательного аппарата и возможность полета за счет мускульной силы человека.
Однако, вышеописанное крыло мускулолета выполнено в большей степени из мягких материалов и недостаточно жесткая конструкция не сможет выдержать сопротивление воздушного потока при полете, что может привести к смыканию рук, одетых в крылья. Свободное положение ног будет дополнительным сопротивлением при полете, создавая эффект «неубранных шасси».
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности крыла летательного аппарата без повышения стоимости и веса.
Сущность заявляемой полезной модели характеризуется тем, что крыло летательного аппарата, каркас которого выполнен из ряда установленных на заданном расстоянии протяженных стержней с возможностью их фиксации в продольном направлении, шарнирно закрепленных в верхней части с обеспечением изгиба крыла и имеющее ручной держатель, имеет ложемент для размещения вытянутой руки спортсмена в полете, выполненный в виде ограничителей-стержней, установленных сверху, снизу и с боковых сторон вытянутой руки на заданном расстоянии друг от друга, охваченных и закрепленных кольцеобразным элементом, расположенным со стороны плеча, а с противоположенной стороны заканчивающимся ручным держателем, который размещен на расстоянии вытянутой руки спортсмена, ориентирован в поперечном направлении вытянутой его ладони, при этом протяженность держателя в поперечном направлении сверху вниз превышает аналогичную протяженность ладони спортсмена.
Кроме того крыло с вышеизложенными признаками имеет раскладной упор крыла, выполненный в виде двух составных частей стержня в месте соединения размещеных друг на друге, и шарнирно прикрепленный к стержню ложемента в зоне перед ручным держателем.
Заявляется также крыло летательного аппарата с вышеизложенными признаками, которое имеет Т-образный опорный элемент для крепления вдоль тела спортсмена сзади, в верхней части которого с периферийного края установлен механизм подъема крыла, выполненный в виде пары скользящих друг по другу металлических протяженных элементов.
Кроме того, заявляется усовершенствование крыла летательного аппарата, в виде шарнирного механизма изгиба и поворота крыла, размещенного на двух стержнях каркаса в зоне за ложементом перед ручным держателем.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении надежности крыла летательного аппарата без повышения его веса и стоимости. Технический результат достигается техническими приемами и усовершенствованиями, в первую очередь, новым узлом - ложементом для удобного размещения руки спортсмена (пилота) в полете и усовершенствованием ручного держателя крыла, которым с одной стороны относительно тела спортсмена заканчивается ложемент.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью фиг.1, где изображено крыло летательного аппарата.
На Фиг. и иллюстрациях позициями 1-9 обозначены:
1 - опорный элемент;
2 - стержни;
3 - ручной держатель;
4 - раскладной упор крыла;
5 - механизм подъема крыла;
6 - механизм изгиба и поворота крыла;
7 - держатель ног;
8 - воздухонепроницаемый материал;
9 - кольцеобразный элемент.
В заявляемой полезной модели опорный элемент 1 выполнен в виде конструкции Т-образной формы. Каркас крыла выполнен из ряда установленных на заданном расстоянии протяженных стержней 2 с возможностью их фиксации. Ручной держатель 3 выполнен на расстоянии вытянутой руки спортсмена и ориентирован в поперечном направлении вытянутой ладони, при этом протяженность держателя превышает аналогичную протяженность ладони спортсмена. Раскладной упор крыла 4 шарнирно прикреплен к стержню крыла, предотвращает выворачивание крыла «наизнанку» подобно зонту во время сильного ветра. Механизм подъема крыла 5 обеспечивается скользящим движением одного стержня по направляющей, прикрепленной к Т-образному опорному элементу 1. Механизм изгиба и поворота крыла 6 представляет собой конструкцию шарнирного типа. В нижней части каркаса выполнен специальный держатель для ног 7, который позволяет устранить недостаток «неубранных шасси». В момент приземления ноги свободно извлекаются из держателя. Жесткая конструкция выполнена из алюминия и углеволокна и обтянута легким, прочным и воздухонепроницаемым материалом 8. Крыло имеет ложемент для размещения вытянутой руки спортсмена в полете, выполненный в виде ограничителей-стержней, установленных сверху и снизу и с боковых сторон вытянутой руки, установленных на заданном расстоянии друг от друга, охваченных и закрепленных кольцеобразным элементом 9. Такая конструкция позволяет добиться устойчивости при резких порывах ветра.
К нагрудному ремню и к стержню крыла прикреплен трос, который обеспечивает удержание крыла от складывания вверх при полете, подобно складыванию крыльев бабочки.
Заявляемая конструкция может быть одета одним человеком. В начале фиксируется плечевой каркас, как ранец, затягиваются плечевые и нагрудный ремни, затем закрепляется ремень на поясе, после чего руки помещаются в крылья.
Конструкция крыла позволяет применять различные стили маха и в динамике проявляет себя следующим образом. Начальная точка отсчета - крыло горизонтально. Энергичным движением рука идет вниз до конечной точки маха, где кистью руки крыло поворачивается на 90° и, не встречая сопротивления (практически) воздушной среды, рукой поднимается в начальную точку и вновь поворотом руки на 90° возвращается в горизонтальное положение. Начинается второй цикл (мах крыла) и т.д.
Пилот управляет полетом, делая полный взмах руками вдоль туловища или осуществляет поворот кистями рук на 90° в конечных точках маха. Без маха крыльев спортсмен (пилот) переходит в режим парения и наоборот, возобновляя маховые движения, обеспечивает маневры по направлению.
Пример. Заявляемая конструкция собрана, проходит апробацию. Фото с экспериментального образца представляются в материалах заявки.