КОМПАКТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к летательным аппаратам, а именно к компактным летательным аппаратам, и предназначен для перемещения в воздушном пространстве на небольшие расстояния в черте города и вне его.
Перед человечеством в настоящее время остро встала проблема охраны окружающей среды. Двигатели внутреннего сгорания, используемые при перемещении на автомобилях, выбрасывают в воздух много углекислого газа, под автодороги вырубаются леса, разрушаются природные комплексы. Кроме того, постоянно появляется потребность многочисленного перемещения людей на небольшие расстояния, что приводит к появлению многочисленных «пробок» на дорогах, что в свою очередь сильно замедляет перемещение людей, увеличивает время нахождения их в пути (не смотря на то, что расстояния не значительные) и, следовательно, приводит к стрессам из-за постоянных переживаний.
Для решения этих проблем необходимо из плоскости выйти в трехмерное пространство. То есть, необходимо научить личный транспорт летать, что было и сделано некоторое время ранее.
Однако, личный летательный транспорт является значительно громоздком и требует много места для хранения, и проблематичен в транспортировке.
Для решения данных проблем уже предпринимались различные варианты выполнения личного транспорта, например:
- из US 20110036938 A1 известен складной легкий летательный аппарат, пригодный для транспортировки его в сложенном состоянии при помощи обыкновенного автомобиля.
- US 1368150 A раскрывает складной компактный летательный аппарат, который складывается для его удобной транспортировки и хранения.
- US 20060091258 A1 раскрывает разборный компактный летательный аппарат, обеспечивающий удобное его хранение.
Однако, недостатком данных технических решений является то, что они не в меньшей степень загрязняет окружающую среду, нежели обычные автомобили и являются не достаточно экономичными в использовании.
Таким образом, техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель является сокращение вредного влияния на окружающую среду при передвижении человека или групп людей с места на место при помощи летательного аппарата, при возможности легкой и простой трансформации летательного аппарата из рабочего положения в нерабочее (сложенное), облегчающего его транспортировку, при экономии средств, затрачиваемых при эксплуатации компактного летательного аппарата.
Дополнительным техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение веса самого летательного аппарата.
Предложенный компактный летательный аппарат представляет собой свободнонесущий моноплан с низкорасположенными крыльями большого удлинения, и выполнен из разборного фюзеляжа из углепластика сотовой конструкции (карбон), к которому при помощи шарниров прикреплены складные крылья. В носовой части фюзеляжа размещается винтовой электрический двигатель, лопасти винта которого имеют возможность складываться во время планирования. В задней части фюзеляжа размещаются киль и складной стабилизатор, в средней части фюзеляжа расположена кабина с системой управления для размещения пилота и пассажиров, причем на верхней поверхности летательного аппарата размещаются солнечные батареи.
Взлет и посадку данных летательных аппаратов предполагается осуществлять с небольших площадок, расположенных как вариант на крышах домов. Управление планерами происходит как в ручном, так и в автоматическом режимах. Для обеспечения управления воздушным движением большого количества планеров необходима распределенная система с элементами искусственного интеллекта.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
на фиг.1 представлен заявленный компактный летательный аппарат вид сверху;
на фиг.2a представлен компактный летательный аппарат вид спереди;
на фиг.2b представлен компактный летательный аппарат вид спереди со сложенными лопастями винта и с убранными шасси;
на фиг.3a представлен компактный летательный аппарат варианта представленного на фиг.2a вид сбоку;
на фиг.3b представлен компактный летательный аппарат варианта представленного на фиг.2b вид сбоку.
Крыло оснащено щелевыми закрылками (они же и элероны) по всей задней кромке (см. фиг.1). Вторая секция закрылок (она же, крайняя) имеет возможность раздваиваться, превращаясь в полноценный воздушный тормоз большой площади.
Для повышения аэродинамического качества законцовки крыла подняты вверх (см. Фиг.2a и 2b).
Внутри крыла консоли разделены на две полости лонжероном.
На земле планер имеет возможность компактно складываться (трансформироваться) (на чертежах не показано). Консоли горизонтального стабилизатора складываются вдоль киля. Задняя часть фюзеляжа поднимается вверх и укладывается на кабину. Консоли крыла имеют возможность складываться в три секции с поворотом на 90°, располагаясь вдоль фюзеляжа, а хвостовое оперение и обтекатель выполнены с возможностью их демонтажа.
В собранном состоянии габариты летательного аппарата, как вариант, не превышают следующих размеров: длина - 4 м, ширина - 2 м, высота - 1,4 м. В таком состоянии он может транспортироваться как автомобильный прицеп на передних стойках шасси, для чего с заднего конца передней части фюзеляжа имеется крюк (на фиг. не показано).
Убираемое в полете шасси трехстоечное: под кабиной две основных стойки с достаточно большими колесами (фиг.2a и 3a), под стабилизатором стойка рулевого колеса (на чертежах не показано).
Для обеспечения автономности полета заявленного летательного аппарата оснащен бесколлекторным электродвигателем, на статоре которого располагается только электромагниты, а обмотка находится на двухлопастном тянущем пропеллере, лопасти постоянного шага которого в планирующем полете могут складываться и закрываться сдвижным обтекателем.
Мощность двигателя для предлагаемых габаритов должна составлять не менее 75 kW (около 100 лошадиных сил).
Питание электродвигателя обеспечивается комбинированной установкой, содержащей аккумуляторные и солнечные батареи. Солнечные батареи располагаются на верхних поверхностях крыла, стабилизатора и фюзеляжа (на верхней поверхности летательного аппарата).
Солнечные батареи работают постоянно. При выключенном электродвигателе они заряжают аккумуляторы. Аккумуляторы могут заряжаться и на земле от внешних источников электропитания (городской энергосети).
Комплекс бортового оборудования (КБО) данного летательного аппарата построен по интегрированной модульной архитектуре с возможностью реконфигурации. КБО построено по принципу открытой системы. Вычислительная система состоит из ряда вычислительных модулей, содержащих универсальные, сигнальные и видеопроцессоры. В КБО летательного аппарата интегрированы следующие системы:
- Системы автоматического пилотирования;
- Системы исключения опасных сближений;
- Навигационной системы, включая автономную инерциально-навигационную систему, а также глобальные навигационные системы GPS и ГЛОНАС;
- Системы проверки готовности аппарата к полету;
- Система передачи данных на базе мобильного Интернета четвертого поколения (4G).
Одним из основных датчиков КБО летательного аппарата является многофункциональная радиолокационная станция с активной фазированной антенной решеткой, скрытой под обтекателем.
Помимо системы исключения опасных сближений, входящей в систему управления летательного аппарата, система безопасности летательного аппарата должна также включать спасательный парашют, обеспечивающий мягкую посадку всему летательному аппарату и его пассажирам.
Для того чтобы летательный аппарат не утонул при приводнении все полости крыла, стабилизатора и фюзеляжа должны иметь емкости непотопляемости, а кресла пассажиров снабжены спасательными жилетами.
Многофункциональная радиолокационная станция с активной фазированной антенной решеткой, входящая в КБО летательного аппарата имеет режим метеолокации, обеспечивающий поиск и обнаружение грозовых фронтов, восходящих потоков, а также опасных сдвигов ветра.
2
Предварительные расчеты показали, что при предложенных габаритах пробег летательного аппарата при посадочной скорости 72 км/ч (20 м/с) и допустимой перегрузке торможения при посадке 2g (≈20 м/с) составит не более 10 м. Тогда длина посадочной площадки с учетом разброса точки приземления необходимо обеспечить не менее 20 м, а ширину не менее 40 м, исходя из размаха крыла планера.
Кроме того, представленный летательный аппарат может летать и вне города, перемещая пассажиров из мегаполисов в места отдыха. Кроме этого, полет на таком летательном аппарате может быть хорошим развлечением. Также на таких летательных аппаратах могут проводиться различного рода соревнования. При этом, данный летательный аппарат может использоваться в различных отраслях и сферах человеческой деятельности.
Таким образом, рассматриваемый летательный аппарат позволит существенно снизить объем выброса в атмосферу углекислого газа.
Использование такого летательного аппарата в городах позволит снизить количество «пробок» на городских дорогах.
Кроме того, данное техническое решение является достаточно компактным при транспортировке и экономичным (за счет использования вместо горючего топлива электрической энергии) летательным аппаратом.
Заявленная полезная модель является новой, поскольку совокупность ее существенных признаков не известна из уровня техники, и, соответственно, отвечает условию патентоспособности "новизна".
Заявленная полезная модель отвечает условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку она может использоваться в промышленности.
Хотя настоящая полезная модель была раскрыта со ссылкой на предпочтительные варианты ее осуществления, это не предназначено для ограничения настоящей полезной модели, специалисты с общими знаниями в данной области техники настоящей полезной модели могут модифицировать и осуществить ее, не отступая от идеи и объема полезной модели, следовательно, объем охраны настоящей полезной модели должен регулироваться объемом, заданным в формуле полезной модели.