Летающее гибридное транспортное средство

Полезная модель относится к средствам личной авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов тяжелее воздуха вертикального взлета и посадки и может быть применима к пилотируемым летательным аппаратам в малой авиации.
Заявленная летающая платформа способна решать как личные цели и задачи, так и общесоциальные, такие как эвакуация пострадавших из труднодоступных мест, обработка полей, пожаротушение и многое другое.
Применение средств личной авиации в современных условиях широко распространено, т.к. их можно успешно использовать при необходимости попасть в труднодоступные места, где нет взлетно-посадочных полос аэродромов или места для посадки. Это относится как к малозаселенным удаленным и труднодоступным районам, так и к урбанизированным территориям, где уже существующая застройка не позволяет создавать взлетно-посадочные полосы. Все это обуславливает перспективность и существующее большое разнообразие конструкций летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, включая вертолеты.
Из источника информации RU 108016 U1 (В64С 29/00, Злобин А.А., опубл. 10.09.2011 г.) известен летающий мотоцикл, включающий базовую несущую платформу, моторы, сиденье, систему управления, причем он содержит базовую несущую платформу из балок рамной конструкции крестового типа, на концевых площадках крестовых балок которой установлены моторы с тянущими многолопастными пропеллерами, расположенными в кольцевых оправах с защитной дугой снизу; пропеллеры тянущие, направленные вверх, с горизонтальной плоскостью вращения, как минимум два пропеллера с рабочим режимом вращения по часовой стрелке и как минимум два пропеллера с рабочим режимом вращения против часовой стрелки; снизу к базовой платформе крепятся стояночные опоры; сверху в середине базовой несущей платформы на крепежной площадке устанавливается конструкция для размещения пилота, либо пилота и пассажира, либо пилота и груза, включающая сиденье для пилота, либо пилота и пассажира; автоматическая система спасения парашютного типа расположена в верхней части конструкции; система управления имеет электронно-цифровой блок, обеспечивающий автоматический контроль за положением аппарата в воздухе по горизонтали и вертикали путем подачи управляющих сигналов моторам, использующий данные от электронных датчиков и вычисляющий скорость вращения для каждого отдельного пропеллера, и компенсирующий внешние воздействия, обеспечивающий передачу исполнительных команд на моторы с управляющих устройств мотоцикла; управляющие устройства располагаются на руле.
Указанный источник выбран за наиболее близкий аналог (прототип) заявленной полезной модели.
Недостатком прототипа является сложность и большие габариты конструкции, в частности винтовой группы.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание конструкции летательного аппарата с возможностью перемещения его по дорогам и посадки в труднодоступных местах, что обеспечивается за счет соответствия параметров конструкции требованиям дорожного движения.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение мобильности, безопасности и удобства при эксплуатации, упрощение конструкции летательного аппарата, расширение его функциональных возможностей, повышение КПД и снижение расхода топлива за счет создания малогабаритного летательного аппарата.
Технический результат достигается за счет выполнения летающего гибридного транспортного средства, содержащего мотор, систему управления и несущую базу с сиденьем для пилота, причем на каждом конце платформы расположено по одному винту с противоположным направлением вращения относительно друг друга, каждый винт установлен в ограждающем кольце и содержит жесткое ограждение, выполненное в виде сетки, при этом транспортное средство выполнено с размерами, позволяющими передвигаться по дорогам в качестве транспортного средства.
Летающая платформа является средством личной авиации с небольшими габаритами и вертикальным взлетом и посадкой.
Платформа может быть выполнена с шириной в пределах до 2 м 50 см.
Платформа может быть выполнена с длиной в пределах до 12 м.
Платформа может быть выполнена с высотой в пределах до 4 м.
Платформа дополнительно может содержать по меньшей мере одно сиденье для пассажира, которое расположено за сиденьем для пилота или рядом с ним (в зависимости от балансировки аппарата).
Плоскости винтов могут быть установлены с 10% положительным углом (V-расположение).
Лопасти винтов могут быть выполнены из стеклопластика.
Платформа дополнительно может содержать колесное шасси, и/или поплавки, и/или лыжи.
Платформа дополнительно может содержать автомобильный двигатель с механической коробкой передач и механическим сцеплением.
Платформа дополнительно может содержать авиационное управляемое крыло с авиационным хвостовым оперением.
Платформа дополнительно может содержать автомобильный двигатель с автоматической коробкой передач.
Платформа дополнительно может содержать двигатель с гидравлическим сцеплением.
Центр тяжести конструкции находится ниже горизонтальной плоскости винтов, за счет чего происходит автоматическая весовая балансировка. Продольная балансировка, против капотирования, осуществляется за счет установки 10% положительного угла (V-расположение) плоскостей винтов. Ручное управление летающей платформы осуществляется за счет отклонения вертикального потока, создаваемого винтами, в продольном и поперечном направлении и жалюзи (створками дефлекторов). При длительном полете управление створками дефлекторов осуществляется автоматически гироскопом, через подачу сигнала на исполнительные механизмы.
Лопасти авиационных винтов изготовлены из стеклопластика (стеклоткань, эпоксидная смола). Крепление винтов производится как и у всей авиации через болтовое соединение к фланцам (со шплинтовкой гаек) приводного механизма. Винты выполнены с ограждающим кольцом, дающим возможность припарковаться к зданиям или сооружениям без риска для конструкции и окружающих людей. Спасение летающей платформы, пилота и пассажира при высоте полета без парашюта до 3 м 50 см осуществляется прокручиванием винтов стартером, с выжатым сцеплением с питанием от аккумулятора (при аварийно выключенном моторе). Кнопка управления стартера расположена на штурвале управления полетом летающей платформы. Безопасная посадка, при аварийно выключенном моторе, при полете на большой высоте осуществляется с применением парашютной системы как для людей, так и для летающей платформы. Конструкция выполнена с жестким ограждением винтов в виде сетки, препятствующим попаданию под винты веток, листьев и других посторонних предметов в процессе взлета, посадки и полетов.
В отличие от четырех и других многовинтовых аналогов, заявленная конструкция летающей платформы приспособлена для перемещения по дорогам, т.к. ее ширина, длина и высота соответствуют требованиям правил дорожного движения.
Чем меньше диаметр винтов, тем больше скорость потока и, соответственно, больше пыли от эрозии почвы. Двухвинтовое исполнение конструкции обеспечивает возможность выполнения диаметра каждого винта большим, чем, например, четырехвинтовое исполнение. Таким образом, заявленная летающая платформа, обладающая большим диаметром винтов по сравнению с наиболее близким аналогом, обеспечивает снижение эрозии почвы, повышение КПД установки и, следовательно, меньший расход горючего.
Применение современных материалов с использованием стекла и углепластиковых материалов при изготовлении лопастей роторов, обшивки винтовых тоннелей и общей несущей конструкции летающей платформы позволяет значительно снизить общий вес конструкции и, как следствие, повысить грузоподъемность летающей платформы.
Подобранный диаметр, обороты ротора летающей платформы в соответствии с требованиями по уровню шума винтов в населенном пункте и применение автомобильных глушителей выхлопных газов двигателя позволяет производить полеты в черте населенных пунктов при пожарных спасательных работах и стихийных бедствиях. Применение колесного шасси, поплавков, лыж в зависимости от цели и задачи, позволяет взлетать и садиться летающей платформе на неподготовленную площадку или водоем. Расположение горизонтальных роторов (винтов) выше почти на 1 метр над центром тяжести силовой установки (основной вес конструкции) позволит существенно улучшить управляемость летающей конструкции.
Применение гироскопов в цепи управления компьютера, дающих команды на исполнительные механизмы - сервомеханические машинки управления продольными и поперечными створкам дефлекторов, даст возможность лететь летающей платформе в автоматическом режиме (автопилотирования).
Горизонтальные плоскости роторов имеют положительную V (положительное V- до 10 градусов), что значительно устраняет кабрирование (переворачивание через нос конструкции) и увеличивает безопасность полетов.
Применение спрямляющего аппарата
Отбрасываемая винтом масса воздуха приобретает окружное и радиальное направление, на это расходуется часть энергии, подводимой к винту. Комплекс - воздушный винт, направляющая насадка, спрямляющий аппарат (в виде решетки)повышают статическую тягу в 1,2 раза, при соблюдении зазора между насадкой и концом лопасти 1-2% от диаметра винта.
Решение представлено на поясняющих фигурах.
На фиг. 1 представлен общий вид конструкции летающей платформы;
на фиг. 2 представлен схематичный вид сверху конструкции летающей платформы.
Летающая платформа содержит мотор, систему управления, несущую базу (2) с сиденьем (1) для пилота, на каждом конце платформы расположено по одному винту (2) с противоположным направлением, каждый винт выполнен с ограждающим кольцом (4).
Летающая платформа обладает небольшими габаритами. В частном случае реализации она выполнена длиной 5 м 70 см, шириной 2 м 40 см и высотой 1 м 80 см.
При этом разрешенная установленными правилами дорожного движения длина транспортировки составляет 12 м, ширина транспортировки без специального разрешения - 2 м 50 см и высота для транспортировки без специального разрешения - 4 м.
В частных случаях выполнения заявленная летающая платформа имеет 3 варианта исполнения:
1. Наличие в конструкции летающей платформы автомобильного двигателя с механической коробкой передач и с механическим сцеплением;
2. К первому варианту прибавляется авиационное управляемое крыло с авиационным хвостовым оперением;
3. Модульное исполнение. Летающая платформа комплектуется основным автомобильным двигателем и автоматической коробкой скоростей. К основному модулю крепится дополнительный модуль, комплектующийся двигателем с гидравлическим сцеплением, которое автоматически отключает дополнительный модуль при резком падении в нем оборотов двигателя.
При любом отключении дополнительного модуле автоматическая коробка скоростей на основном модуле производит включение понижающей передачи и роторы(винты) в дополнительном роторе продолжают вращаться. Летающая платформа летит уже без набора высоты или с понижением - в зависимости от загруженности.