устройство для создания подъемной силы
Классы МПК: | B64C23/08 путем использования эффекта Магнуса |
Патентообладатель(и): | Егоркин Юрий Яковлевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-05-27 публикация патента:
09.08.1995 |
Изобретение относится к авиационной техники и может быть использовано в лекарственных аппаратах в качестве устройства, создающего подъемную силу. Каждый динамический несущий элемент установлен в каркасе с возможностью свободного вращения и имеет диаметр не менее, чем на порядок меньше линейных размеров каркаса. Каждый динамический элемент выполнен с гибкими лопастями, а также может быть выполнен герметичным с избыточным давлением по отношению к атмосферному из легкого непроницаемого материала. Динамические элементы могут быть цилиндрическими, конусными и различного диаметра с образованием заданного профиля. Изобретение позволяет улучшить аэродинамические свойства устройства, повысить его КПД, повысить безопасность полета и надежность конструкции. 5 з. п. ф-лы, 8 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ, содержащее каркас с укрепленными на нем динамическими несущими элементами, каждый из которых выполнен в виде тела вращения с лопастями, размещенными на его поверхности симметрично относительно оси вращения под острым углом к поверхности, отличающееся тем, что каждый динамический несущий элемент установлен с возможностью свободного вращения, имеет диаметр не менее чем на порядок меньший линейных размеров каркаса, при этом лопасти выполнены гибкими. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый динамический несущий элемент выполнен герметичным с избыточным по отношению к атмосферному внутренним давлением из легкого, прочного, непроницаемого материала. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамические несущие элементы выполнены в виде тел вращения цилиндрической формы разной длины и установлены в каркасе параллельно друг другу таким образом, чтобы их внешние концы описывали кривую заданной конфигурации. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамические несущие элементы выполнены различного диаметра и установлены в каркасе с образованием заданного профиля. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамические несущие элементы выполнены в виде тел вращения конусоидальной формы и установлены в каркасе радиально. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамические несущие элементы установлены в каркасе на расстоянии друг от друга, определяемом из соотношенияa
![устройство для создания подъемной силы, патент № 2041137](/images/patents/431/2041018/8773.gif)
где a расстояние между соседними элементами (величина зазора между их боковыми поверхностями), мм;
d диаметр несущих элементов, мм.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при конструировании летательных аппаратов всех типов, в том числе с мускульным приводом, в транспорте на воздушной подушке, а также в гидроэнергетике. Известно устройство для создания подъемной силы, в котором несущий элемент в поперечном сечении имеет форму аэродинамической поверхности, а именно крыло, образованное надувной оболочкой см. международную заявку [1]Но такое устройство требует больших скоростей обтекания его воздушным потоком, что приводит к необходимости огромных энергетических затрат на создание потока в случае использования его в аппаратах вертикального взлета и посадки и или укороченной длиной пробега. Известно устройство для создания подъемной силы [2] в котором в качестве несущих элементов использованы два цилиндра, расположенных на корпусе летательного аппарата по обе стороны от его оси. Однако такое устройство для создания подъемной силы имеет значительное аэродинамическое сопротивление из-за больших диаметров цилиндров. Кроме того, цилиндры требуют принудительного вращения, что усложняет конструкцию. К тому же из-за значительных диаметров цилиндров проявляются достаточно сильно гироскопические эффекты, что усложняет управление аппаратом. Известно устройство для создания подъемной силы [3] представляющее собой каркас, на котором установлены несколько несущих подвижных элементов в виде профилей, смонтированных на двух бесконечных зубчатых ремнях, которые огибают ведомые зубчатые колеса. Недостатком такого устройства является сложность конструкции, связанная с необходимостью использования специальных технических средств для приведения ее в движение в целом и изменения углов атаки отдельных несущих элементов. Это приводит к снижению надежности и безопасности устройства и увеличению его веса, а также к ухудшению аэродинамических свойств. Известны технические устройства, содержащие отдельные цилиндры, имеющие симметрично расположенные относительно оси вращения лопасти и устанавливаемые с возможностью свободного вращения в определенных местах самолета с целью увеличения его подъемной силы [4] и [5] (прототип). Недостатками таких устройств являются нарушение целостности конструкции летательного аппарата самолета, что ведет к ухудшению его аэродинамических свойств, ослабление прочности летательного аппарата, связанное с необходимостью закрепления устройства на корпусе или крыле самолета, проявление гироскопических эффектов, способствующих возникновению биений и ухудшающих управляемость аппарата. Задачей, решаемой изобретением, является улучшение аэродинамических свойств устройства, повышение его КПД и возможности применения в летательных аппаратах с вертикальным взлетом и или с укороченной длиной пробега, повышение безопасности полета, надежности конструкции и снижения ее веса, а также реализация возможности эффективного использования энергии атмосферных воздушных потоков для создания подъемной силы и силы тяги в свободном полете путем обеспечения повышения несущей способности всего устройства интегрированием несущих возможностей каждого элемента. Данная задача решается тем, что в устройстве для создания подъемной силы, содержащем каркас с закрепленными на нем динамическими несущими элементами, каждый из которых выполнен в виде тела вращения с лопастями, размещенными симметрично относительно оси вращения под острым углом к поверхности, каждый динамический несущий элемент установлен с возможностью свободного вращения, имеет диаметр, не менее чем на порядок меньший линейных размеров каркаса, при этом лопасти выполнены гибкими. Каждый динамический элемент выполнен герметичным с избыточным по отношению к атмосферному внутренним давлением из легкого, прочного, непроницаемого материала, динамические несущие элементы могут быть выполнены в виде тел вращения цилиндрической формы разной длины и установлены в каркасе параллельно друг другу таким образом, чтобы их внешние концы описывали кривую заданной конфигурации. Динамические несущие элементы могут быть выполнены различного диаметра и установлены в каркасе с образованием заданного профиля. Динамические несущие элементы могут быть выполнены в виде тел вращения конусоидальной формы и установлены в каркасе радиально. Динамические несущие элементы могут быть установлены в каркасе на расстоянии друг от друга, определяемом из соотношения
а
![устройство для создания подъемной силы, патент № 2041137](/images/patents/431/2041018/8773.gif)
d диаметр несущих элементов, мм. На фиг.1 изображено устройство, динамические элементы которого выполнены в виде тел вращения цилиндрической формы, вид сверху; на фиг.2 то же, устройство с радиально установленными в каркасе динамическими несущими элементами, вид сверху; на фиг.3 часть устройства с динамическими несущими элементами, установленными с образованием заданного профиля; на фиг.4 несущий динамический элемент цилиндрической формы; на фиг.5 элемент конусоидальной формы; на фиг.6, 7 и 8 изображены схемы взаимодействия устройства с набегающим потоком. На каркасе 1, контуры которого определяются типом летательного аппарата, закрепляются несущие динамические элементы 2. Если динамические несущие элементы 2 выполнены в виде тел вращения цилиндрической формы различной длины, то они установлены в каркасе параллельно друг другу так, что их внешние концы описывают кривую заданной конфигурации (фиг.1), если элементы 2 имеют разные диаметры, то они установлены в каркасе 1 с образованием заданного профиля (фиг.3), если элементы 2 выполнены конусоидальной формы, то они установлены в каркасе 1 радиально (фиг.2). Несущий динамический элемент 2 имеет герметичный корпус 3 из легкого, прочного, непроницаемого материала и основания 4 с крепежными плоскими кольцами 5. Вдоль корпуса на поверхности элемента симметрично относительно оси вращения закреплены гибкие лопасти 6 под острым углом к поверхности. Концы лопастей 6 удерживаются крепежными кольцами 5, при этом прилегающая к поверхности кромка лопасти закреплена на поверхности с помощью клея или иным способом. По центру оснований 4 установлены валики 7 с кипелями, которые смонтированы в подшипниках 8 каркаса 1. Это обеспечивает возможность свободного вращения динамических несущих элементов вокруг собственных осей. Наличие кипелей в валиках 7 позволяет установить и выдерживать внутреннее давление в герметичном корпусе несущего элемента, избыточного по сравнению с атмосферным, что обеспечивает заданную жесткость. В каркасе несущие элементы расположены таким образом, чтобы их поверхности находились на расстоянии а
![устройство для создания подъемной силы, патент № 2041137](/images/patents/431/2041018/8773.gif)
![устройство для создания подъемной силы, патент № 2041137](/images/patents/431/2041018/8773.gif)
Класс B64C23/08 путем использования эффекта Магнуса