ВОЗДУШНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ
AIR PROPULSOR

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для создания несущих винтов вертолета, а также как движитель для ветрогенераторов и как водяной движитель.
Известен воздушный движитель для создания возвратного потока (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2145295, опубл. 10.02.2000 г.).
Указанный движитель содержит четыре двигателя внутреннего сгорания (ДВС), прикрепленные с помощью элементов крепления к корпусу. Движитель содержит также изогнутые лопатки, кольцо, кривошипно-шатунный механизм и приводные ролики.
Воздушный движитель работает следующим образом. Четыре ДВС, установленные симметрично по окружности, с помощью кривошипно-шатунного механизма вращают приводные ролики.
Описанный воздушный движитель является весьма энергоемким, т.к. содержит четыре двигателя внутреннего сгорания, на работу которых требуются большие затраты топлива.
Наиболее близкой из известных заявителю является конструкция воздушного движителя, применяемого в двухвинтовом вертолете (см. Кузнецов Г.И. ОКБ Н.И. Камова. Изд-во «Центр авиации и космонавтики», М., 1999, т.1, с.34).
Известный движитель содержит приводной механизм, верхний и нижний несущие винты, лопасти которых прикреплены с помощью элементов крепления (втулки и горизонтальные, вертикальные, осевые шарниры) соответственно к валам верхнего и нижнего несущих винтов.
Конструкция данного воздушного движителя выбрана в качестве прототипа.
Прототип и заявляемый воздушный движитель имеют общие узлы и элементы:
- приводной механизм;
- верхний несущий винт;
- нижний несущий винт;
- вал верхнего и нижнего несущих винтов.
Однако известная конструкция имеет следующие недостатки:
- возможность перехлеста лопастей при резких маневрах, при изменении курса, наборе высоты или посадке;
- большое рассеивание потока при взлете и посадке, что уменьшает подъемную силу.
В основу изобретения поставлена задача создать усовершенствованную конструкцию воздушного движителя, в котором путем введения дополнительных несущих винтов, расположения лопастей основных и дополнительных винтов под определенным углом и выполнения их спаренными, а также установки приводного механизма на валу с возможностью перемещения, обеспечить повышение эффективности конструкции за счет увеличения подъемной силы и исключения перехлеста лопастей.
Поставленная задача решена конструкцией воздушного движителя, включающего приводной механизм, а также верхний и нижний несущий винты с лопастями, прикрепленными к валу с помощью элементов крепления, тем, что он содержит дополнительные верхний и нижний несущие винты, лопасти которых прикреплены к полому валу с помощью дополнительных элементов крепления, при этом лопасти основных и дополнительных несущих винтов выполнены спаренными и установлены под углом 10-30° по отношению к оси валов с возможностью изменения шага винта, концы спаренных лопастей соединены между собой общим кольцом, а приводной механизм установлен на полом валу с возможностью перемещения.
Новым в заявляемом изобретении является совокупность следующих признаков:
- приводной механизм, установленный на полом валу с возможностью перемещения;
- дополнительный верхний несущий винт;
- дополнительный нижний несущий винт;
- дополнительные элементы крепления;
- лопасти основных и дополнительных несущих винтов выполнены спаренными;
- лопасти основных и дополнительных несущих винтов установлены под углом 10-30° по отношению к оси валов;
- лопасти основных и дополнительных несущих винтов установлены с возможностью изменения шага винта;
- лопасти основных и дополнительных несущих винтов соединены между собой общим кольцом;
- лопасти основных и дополнительных несущих винтов прикреплены к полому валу;
- лопасти основных и дополнительных несущих винтов могут быть смещены  относительно друг друга, при этом основные и несущие винты могут иметь разное количество лопастей.
Установка двух дополнительных винтов позволяет создать эффект турбокомпрессора, создавая над лопастями большее разрежение и увеличивая подъемную силу.
Лопасти винтов скрепляются попарно с верхней и нижней частями колец, удерживая их от скручивания и создавая достаточно жесткое соединение винтов, которое позволяет увеличить маневренность машины, не беспокоясь о перехлесте лопастей, как в двухвинтовом вертолете.
Для обеспечения управления аппаратом в центре полого вала установлен приводной механизм с блоком управления, который перемещает центр тяжести в сторону маневра, что позволяет, не снижая скорости и оборотов винтов, осуществлять полет в необходимом направлении.
Лопасти винтов устанавливаются под углом 10-30° относительно оси валов. Изменяя угол атаки верхних и нижних винтов, можно предотвратить раскручивание, а также удерживать аппарат на определенной высоте.
Воздушный движитель изображен на чертеже.
Воздушный движитель включает вал 1, на котором с помощью элементов крепления 2 закреплены лопасти 3 основного верхнего несущего винта (отдельной позицией не показаны), а с помощью элементов крепления 5 - лопасти 6 основного нижнего несущего винта (отдельной позицией не показаны).
На полом валу 4 при помощи дополнительных элементов крепления 7 закреплены лопасти 8 дополнительного верхнего несущего винта (отдельной позицией не показаны), а при помощи дополнительных элементов крепления 9 закреплены лопасти 10 дополнительного нижнего несущего винта (отдельной позицией не показаны).
Концы лопастей 3 основного верхнего несущего винта и лопастей 6 основного нижнего несущего винта соединены между собой общим кольцом 11 с поворотными роликами 12. Концы лопастей 8 дополнительного верхнего несущего винта и лопастей 10 дополнительного нижнего несущего винта соединены между собой общим кольцом 13 с поворотными роликами 14.
В центральной части полого вала 4 установлен приводной механизм 15 с блоком управления (отдельной позицией не показан). Приводной механизм 15 установлен на полом валу 4 с возможностью перемещения.
Лопасти 3, 6 основных и 8, 10 дополнительных несущих винтов установлены под углом 10-30° относительно оси валов 1, 4 с возможностью изменения шага каждого винта.
Работает воздушный движитель следующим образом.
Приводной механизм 15, размещенный в центре полого вала 4, с помощью понижающего редуктора вращает вал 1 и полый вал 4 в противоположных направлениях, раскручивая, таким образом, лопасти 3, 6 и 8, 10. Например, спаренные лопасти 3, 6 вращаются по часовой стрелке, а спаренные лопасти 8, 10 - против часовой стрелки. Жесткие кольца 11 и 13 сдерживают срыв потока воздуха с каждого несущего винта и не позволяют воздушному потоку рассеиваться, за счет чего увеличивается подъемная сила.
Изобретение может быть изготовлено на любом авиастроительном заводе или предприятии, специализирующемся на выпуске вертолетов, или же на предприятии, выпускающем ветрогенераторы или водяные двигатели.