АЭРОМОБИЛЬ
AEROMOBILE

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для перемещения как по земле, так и по воздуху.
Наиболее известным транспортным средством с вертикальным взлетом и посадкой является вертолет, содержащий фюзеляж, двигатель, хвостовую балку, несущий и рулевой винты. (1, 2, 3). К недостаткам вертолета относится открытое верхнее расположение несущих лопастей над фюзеляжем, узкий диапазон возможных центровок, несимметричность конструкции, наличие хвостовой балки с размещенной в ней трансмиссией рулевого винта, увеличивающих габаритные размеры и вес вертолета и отнимающие до 10% мощности двигателя.
Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является самолет вертикального взлета, содержащий фюзеляж с кабиной, трапециевидные крылья с вентиляторами, турбореактивный двигатель, киль, хвостовой стабилизатор, рули направления и высоты, триммеры, систему управления положением (4).
Горизонтальная реактивная тяга и сила встречного воздушного напора действуют на плоскость крыльев, установленных под углом атаки к воздушному потоку, в период поступательного полета самолета. При этом создается подъемная сила. Недостатком конструкции такого самолета является то, что погасив поступательное движение самолета - набегающий воздушный поток прекращает обтекать плоскости крыльев - подъемная сила ослабевает, и, в основном, вентиляторы вертикальной тягой способствуют поддержанию самолета в режиме висения.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание аэромобиля с суммарно действующей подъемной силой от энергии потока газов двигателя, вентиляторов, что позволяет создавать условия возникновения набегающей воздушной волны на крыло с помощью эжекторной энергии воздушного потока в аэродинамической трубе конфузора и нагнетаемого воздушного потока вентиляторов к центру оси выхлопного конфузора двигателя.
Техническим результатом изобретения является разработка конструкции, позволяющей обеспечить безопасное перемещение по земле, по воздуху и вертикальный взлет и посадку для городских условий.
Для достижения указанного технического результата в известной конструкции, содержащей фюзеляж с кабиной, трапециевидные крылья с вентиляторами, турбореактивный двигатель, киль, хвостовой стабилизатор, рули направления и высоты, триммеры, систему управления положением, крылья расположены вдоль нижней плоскости аэродинамической трубы с конфузором и клапанами эжекторов и снабжены дросселирующими шторками под вентиляторами, регулируемыми боковыми шторками и закрылками в конце аэродинамической трубы, по центру аэродинамической трубы коаксиально установлен турбореактивный двигатель с возможностью перемещения вдоль оси фюзеляжа, каждый из вентиляторов, размещенных в крыле, снабжен двумя крыльчатками по оси и индивидуальным приводом, в хвостовой части фюзеляжа шарнирно закреплена регулируемая заслонка. Аэромобиль также может быть снабжен не одним, а спаренными двигателями. Для повышения безопасности аэромобиль может быть снабжен в верхней части кабины пилота площадкой для размещения парашютов и механизма их раскрытия.
На фиг.1 показан пассажирский аэромобиль, вид сбоку. На фиг.2 - грузовой аэромобиль, вид сбоку. На фиг.3 - разрез по А-А фиг.1. На фиг.4 - разрез по Б-Б фиг.1. На фиг.5 показан вид аэромобиля сверху. На фиг.6 - вид спереди. На фиг.7 - увеличенно вид I фиг.4. На фиг.8 - вид десантируемого аэромобиля на парашюте.
Аэромобиль содержит фюзеляж 1 с кабиной 2, крылья 3, киль 4 в хвостовой части, регулируемую на шарнире 5 заслонку 6. Под фюзеляжем 1 расположена аэродинамическая труба с конфузором 7, имеющим эжекторные регулируемые клапаны 8. В нижней части крыльев 3 выполнены дросселирующие шторки 9, 10, над которыми установлены вентиляторы 11, 12, каждый из которых имеет по две крыльчатки 13 на оси. В верхней части киля 4 расположен хвостовой стабилизатор с рулем высоты 14 и триммером 15, а на заднем торце киля 4 расположен руль направления 16 и триммер 17. В хвостовой части крыльев 3 расположены закрылки 18 для регулирования пассивного воздушного потока под рулем высоты 14. По центру аэродинамической трубы коаксиально установлен турбореактивный двигатель 19 с возможностью перемещения вдоль оси фюзеляжа 1 для автоматического регулирования в полете положения центра тяжести.
Независимое направление вращения вентиляторов 11, 12 осуществляется с помощью электродвигателей и генераторов 20, 21, связанных кинематически с коробкой отбора мощности турбореактивного двигателя 19. Сбоку вентиляторов 11, 12 в крыльях 3 имеются регулируемые боковые шторки 22. Над кабиной 2 расположена площадка 23, качающаяся относительно оси фюзеляжа 1, которая может перемещаться вдоль оси аэромобиля и снабжена упакованными сдвоенными парашютами 24 с механизмом их раскрытия.
Аэромобиль работает следующим образом. Поток отработанных газов двигателя 19 упирается в заслонку 6. При этом создаются две силы: R - от действия воздушного потока газа от двигателя 19 и R1 - реактивной силы от упора потока в заслонку 6. При закрытой заслонке 6, что соответствует режиму висения или вертикального подъема, эти силы равны (R=R1) по величине и направлены в противоположные стороны, при открытой заслонке 6 R>R1, что соответствует режиму горизонтального полета.
Для вертикального подъема аэромобиля включается вращение крыльчаток 13 вентиляторов 11, 12. При этом верхние крыльчатки 13 захватывают извне через регулируемые боковые шторки 22 воздух, создавая воздушный поток со скоростью V, который и направляется на нижние крыльчатки 13, где сила потока увеличивается и далее со скоростью V1 направляется на дросселирующие шторки 9, 10, создавая под ними воздушный поток, опирающийся на поверхность земли или плотные слои атмосферы и образующий реактивную тягу силу Рв подъема аэромобиля.
Эжекторные регулируемые клапаны 8, в зависимости от режимов полета, открываются, обеспечивая выброс воздуха от двигателя 19 с большой силой и создавая разрежение над дросселирующими шторками 9, 10 и дополнительную подъемную силу Рк.
При вращении крыльчаток 13 вентиляторов 11, 12 в различных направлениях создаются управляющие моменты, позволяющие удерживать аэромобиль в горизонтальном положении при разворотах, полетах по кругу - с помощью регулируемых боковых шторок 22. Автоматическое надежное маневрирование и устойчивость обеспечиваются сохранением положения центра тяжести в пределах центра давления при сохранении равенства моментов, например, от подъемной силы дросселирующих шторок 9, 10, вентиляторов 11, 12 противоположно направленным действиям подъемной силы хвостового стабилизатора.
При аварийных ситуациях во время полета используется парашютная посадка.
При открытой заслонке 6 вся реактивная сила потока газов от двигателя 19, системы вентиляторов 11, 12 и эжекторных клапанов 8 идет на разгон и горизонтальный полет аэромобиля.
Предлагаемая конструкция обеспечивает безопасное и надежное перемещение как по земле, так и по воздуху.
Источники информации
1. М.Л.Миль. Как создать вертолет нужный людям. - М.: Машиностроение. - 1999, с.32, 48…50, 59, 65, 95, 115…117.
2. Б.К.Гусев, В.Ф.Докин. Основы авиации. - М.: Транспорт. - 1982, с.19…22, 34…41, 49…51, 89…93, 116…120, рис.35, 36.
3. Журнал «Вертолет», №2, 2004, ISSN 1562-2673, «Вертолет Ми-28: концепции, проверенные временем», с.10…13.
4. Е.И.Ружицкий. Американские самолеты вертикального взлета. - М.: Астрель ACT. - 2000, с.145…150.