ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Область техники
Полезная модель относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального или укороченного взлета и посадки.
Уровень техники
Из уровня техники известна рама мультикоптера, представляющая собой: несущую силовую платформу, выполненную из двух труб, в перехлесте образующих крест, которые усилены и закреплены силовыми пластинами снизу и сверху. На концевых участках труб на лучах установлены двигатели с несущими пропеллерами. Сверху по центру на силовой пластине установлен модуль с полезной нагрузкой. Снизу труб закреплены демпферы для взлета и посадки. Над модулем с полезной нагрузкой или под несущей силовой платформой установлены съемная кабина пилота, сиденье пилота или грузовой отсек. На корпусе съемной кабины пилота сверху шарнирно закреплено складное крыло. С задней стороны корпуса съемной кабины пилота установлен маршевый двигатель с пропеллером (патент РФ 2657650, 07.04.2017).
Так же из уровня техники известен аэробайк, включающий несущую раму, безколлекторные электромоторы, многолопастные пропеллеры, два блока горизонтальной стабилизации, отличающийся тем, что содержит восемь попарно установленных электромоторов с двух-, трех- или четырехлопастными пропеллерами, изготовленными из композитных материалов, фюзеляж и место пилота из композитных материалов, раму прямоугольной формы из алюминиевого металлопроката, два блока горизонтальной стабилизации, первый управляет четырьмя верхними электромоторами, расположенными по углам прямоугольной рамы, а второй четырьмя нижними электромоторами, расположенными по углам прямоугольной рамы (патент РФ 127039, 14.12.2012).
Кроме того, из уровня техники известен летающий мотоцикл, включающий базовую несущую платформу, моторы, сиденье, систему управления, отличающийся тем, что 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 (патент РФ 108016, 29.10.2010).
Недостатком известных решений является то, что предлагаемые решение не обеспечивают должный уровень безопасности пользователя при использовании.
Сущность полезной модели
Техническая проблема, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в создании нового летательного аппарата обеспечивающего достаточную безопасность пользователя с сохранением летных функций, комфорта и маневренности.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в том, что конструкция летательного аппарата обеспечивает возможность безопасной посадки в случае выходы из строй части движущих агрегатов.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата предлагается летательный аппарат, содержащий несущую раму, содержащую опорную часть и посадочное место, топливный бак, расположенный под посадочным местом во вмещающем пространстве несущей рамы, при этом вмещающее пространство несущей рамы укреплено защитными листами, первый двигатель, расположенный в передней части несущей рамы, содержащий два выхода вала, первый и второй редукторы, соединенные соосно с первым двигателем и закрепленные на несущей раме, второй двигатель, расположенный в задней части несущей рамы, содержащий два выхода вала, третий и четвертый редукторы, соединенные соосно со вторым двигателем и закрепленные на несущей раме, при этом соединение редукторов осуществляется через систему муфт, где выходы вала первого и второго двигателей соединены через соединительную муфту с ведущими валами, которые соединены с ведомыми валами через обгонные муфты, при этом ведомые валы соединены с соответствующими редукторами, четыре винта регулируемого шага, соединенных с соответствующими редукторами и направленных вниз в вертикальном направлении относительно несущей рамы, блок управления, управляющий оборотами первого и второго двигателей, а также направлением винтов регулируемого шага, при этом первый и третий редукторы, так же как второй и четвертый редукторы соединены валами через соединительные муфты.
Кроме того, летательный аппарат может иметь конфигурацию блока управления, который включает в себя терминальное устройство, механизм регулировки оборотов первого и второго двигателей, а также рычаги управления винтами регулируемого шага.
Также каждый винт регулируемого шага летательного аппарата может дополнительно содержать защитный кожух.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами. Чертежи представлены в объеме, достаточном для понимания полезной модели специалистами, и ни в какой мере не ограничивают объема полезной модели. На чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.
На фиг. 1 представлена блок схема основных элементов летательного аппарата.
Описание осуществления полезной модели
Заявленный летательный аппарат содержит несущую раму, которая выполняется из общеизвестных материалов, используемых в конструировании техники данной области, в предпочтительном варианте осуществления в качестве материала рамы используется углеродное волокно, обеспечивающее достаточную легкость конструкции аппарата, стойкость к коррозии и излому, но также может использоваться алюминиевый сплав или его комбинация с углеродным волокном, выбор материала зависит от условий эксплуатации летательного аппарата. В предпочтительном варианте осуществления несущая рама выполняется из трубчатого профиля, но не ограничиваясь этим. Кроме того, несущая рама содержит опорную часть и посадочное место. В качестве опорной части могут выступать полозья, соединенные с несущей рамой, кроме того, с целью удобства транспортировки и ремонта, опорная часть может дополнительно содержать 4 съемных колеса. Конструкция несущей рамы обеспечивает вмещающее пространство под посадочным местом, в котором может располагаться топливный бак. При этом вмещающее пространство несущей рамы может быть укреплено защитными листами по всему периметру, обеспечивающими защиту топливного бака расположенного во вмещающем пространстве.
Как видно на фиг. 1, летательный аппарат содержит первый двигатель 1, расположенный в передней части несущей рамы, и второй двигатель, расположенной в задней части несущей рамы. В качестве двигателей в 2 предпочтительном варианте осуществления используются двигатели внутреннего сгорания, которые соединены с топливным баком системой подачи топлива и содержат систему отвода выхлопных газов. Кроме того, каждый двигатель содержит по два выхода вала. Двигатели 1, 2 закреплены на несущей раме с помощью демпферов.
Как показано на фиг. 1, первый двигатель 1 соосно соединен с первым и вторым редукторами 3, 4, а второй двигатель 2 соосно соединен с третьим и четвертым редукторами 5, 6, которые, в свою очередь, закреплены на несущей раме с помощью демпферов. При этом соединение редукторов и двигателей 1, 2 осуществляется следующим образом - к выходу вала через соединительную муфту 7 подведен ведущий вал 8, который, в свою очередь, соединяется через обгонную муфту 9 с ведомым валом 10, который подводится к редуктору 3-6. При этом валы 8 и 10 фиксируются на раме крепежами подвижного типа, к примеру, через крепеж с подшипником и/или с помощью демпферов, но не ограничиваясь этим.
Каждый редуктор 3-6 содержит толкающий винт регулируемого шага 11, который направлен вниз в вертикальном направлении относительно несущей рамы, а также расположен ниже центра тяжести летательного аппарата, таким образом, при работе двигателей 1, 2 винтами 11 создается подъемная сила. При этом использование таких винтов регулируемого шага 11 позволяет увеличивать или уменьшать подъемную силу без повышения оборотов двигателей 1, 2 в силу их конструкционных свойств, а регулировка может осуществляться терминальным устройством, соединенным с механизмом регулировки. При этом каждый винт регулируемого шага 11 дополнительно содержит защитный кожух.
Кроме того, как видно на фиг. 1, первый редуктор 3 и третий редуктор 5 соединены между собой двумя валами 12 через соединительную муфту 7. При этом валы 12 зафиксированы на несущей раме через крепеж с подшипником и/или с помощью демпферов.
Раскрытая выше система соединения двигателей 1, 2 с редукторами 3-6, а также раскрытое соединение первого редуктора 3 с третьим редуктором 5 и второго редуктора 4 с четвертым редуктором 6 позволяют осуществлять плавную и безопасную посадку летного аппарата в случае отказа одного из двигателей. Подобный эффект реализуется за счет того, что в случае выхода из строя одного из двигателей, пара редукторов соединенных с этим двигателям переходят под контроль другого двигателя, продолжая осуществлять вращение винтов регулируемого шага 11, это возможно благодаря обгонным муфтам, которые автоматически производят расцепление ведущего вала с ведомым валом за счет принципа своего действия. Таким образом, повышая обороты двигателя, взявшего на себя вращение всех четырех винтов регулируемого шага 11, можно безопасно посадить летательный аппарат только с одним функционирующим двигателем. В известных аналогах в случае отказа одного или нескольких двигателей практически осуществимой системы безопасной посадки не предусмотрено, так как в них существует серьезная задержка во времени между отказом одного или нескольких двигателе и принятием решение по исправлению данной ситуации. В то время как в заявленном аппарате в силу конструкции такая задержка практически отсутствует, в силу использования обгонных муфт вращение валов находится в постоянном синхронном режиме.
При этом управление основными элементами летательного аппарата, такими как двигатели 1, 2, винта регулируемого шага 11, топливной системой осуществляется блоком управления. Блок управления может включать в себя набор необходимых компонентов и узлов, таких как терминальное устройство, механизм регулировки оборотов двигателей 1, 2, а также рычаги управления винтами регулируемого шага 11, но не ограничиваясь этим. Так к примеру блок управления может содержать различные датчики, соединенные с терминальным устройством и обеспечивающие контроль того или иного элемента летательного аппарата, тем самым обеспечивая дополнительную безопасность при эксплуатации.