устройство для создания подъемной силы посредством непрерывно вращающегося импеллера

Формула изобретения

1. Устройство для создания подъемной силы, содержащее импеллер, кожух, с открытой нижней частью, расположенный вблизи внешней периферии импеллера на стороне создания противоподъемной силы таким образом, чтобы закрывать сторону создания противоподъемной силы, оставляя открытой сторону создания подъемной силы, полость, выполненную на периферии вала импеллера, и неподвижную полуцилиндрическую перегородку, расположенную в полости импеллера вблизи внутренней периферии импеллера на стороне создания подъемной силы.

2. Устройство для создания подъемной силы по п.1, дополнительно содержащее цилиндрическое колесо со спиральными лопатками, загнутыми в направлении, противоположном направлению вращения, расположенное в полости импеллера, приспособленное совместно и концентрично вращаться с импеллером и имеющее просвет в его центральной части.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству для создания подъемной силы импеллером, который установлен на оси вращения, параллельной поверхности земли.

В патенте России 2136539 от 10.09.1999 г. раскрыт гидроаэродинамический движитель, имеющий корпус, в котором с возможностью вращения установлена ось с закрепленной на ней втулкой. Во втулке закреплены плоские радиальные лопатки, выполненные в виде тонких пластин. Рабочие плоскости пластин перпендикулярны плоскости вращения. Втулка с лопатками представляет собой рабочее колесо движителя.

Корпус данного устройства расположен вблизи внешней периферии рабочего колеса как на стороне создания подъемной силы, так и на стороне создания противоподъемной силы этого колеса.

При вращении рабочего колеса подъемная сила на одной его стороне и противоподъемная сила на его другой стороне уравновешивают друг друга, и, в результате, подъемная сила не может быть создана ни в общепринятом, ни в теоретическом смысле. Таким образом, рассматривался способ уменьшения давления потока воздуха в тот период времени, в который лопатка поворачивается в сторону создания противоподъемной силы. Например, существуют способ уменьшения давления потока воздуха посредством установки клапана, способ изменения направления давления воздушного потока, способ уменьшения площади и т.п. Каждый из этих способов требует применения сложной конструкции, создает трудности, сопровождается вибрацией и шумом и имеет ухудшенную эффективность. Как упоминалось выше, недостатком является то, что подъемная сила обычно не может быть создана без использования клапана, эксцентрикового кулачка и других сложных устройств.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка устройства для создания подъемной силы путем снижения эффективности на стороне создания противоподъемной силы, основанного на аэродинамике и не требующего никакого изменения импеллера.

Этот технический результат достигается тем, что устройство для создания подъемной силы содержит импеллер и кожух, включающий открытую нижнюю часть и расположенный вблизи внешней периферии импеллера на стороне создания противоподъемной силы таким образом, чтобы закрывать сторону создания противоподъемной силы, оставляя открытой сторону создания подъемной силы, полость, выполненную на периферии вала импеллера, и неподвижную полуцилиндрическую перегородку, расположенную в полости импеллера вблизи внутренней периферии импеллера на его стороне создания подъемной силы.

Устройство может дополнительно содержать цилиндрическое колесо со спиральными лопатками, загнутыми в направлении, противоположном направлению вращения импеллера, расположенное в полости импеллера, приспособленное совместно и концентрично вращаться с импеллером и имеющее просвет в центральной части.

Далее приводится более подробное описание изобретения со ссылками на чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1А - вид спереди импеллера;

фиг.1В - вид сбоку импеллера;

фиг.2А - вид спереди импеллера с полуцилиндрическим кожухом;

фиг.2В - вид сбоку импеллера, показанного на фиг.2А;

фиг.3А - вид спереди варианта выполнения устройства для создания подъемной силы, согласно изобретению, имеющего полость на периферии вала импеллера с полуцилиндрической перегородкой;

фиг.3В - вид сбоку устройства, показанного на фиг.3А;

фиг.4А - вид спереди другого варианта устройства с цилиндрическим колесом со спиральными лопатками;

фиг.4В - вид сбоку устройства, показанного на фиг.4А;

фиг.5 - вид спереди, показывающий применение устройства, согласно изобретению.

Как показано на фиг.2А и 2В, на стороне создания противоподъемной силы (в этом случае на левой половине окружности) вблизи внешней периферии импеллера 1 расположен полуцилиндрический кожух 2. В результате этого неожиданно создается незначительная подъемная сила. Как полагают, это объясняется снижением эффективности на стороне создания противоподъемной силы, где движение происходит в закрытом пространстве, при этом равновесие сил нарушается в сторону создания подъемной силы.

Далее, как показано на фиг.3А и 3В, при замене полуцилиндрического кожуха 2 на кожух 3, который проходит приблизительно на 90 градусов в верхней части и имеет открытую нижнюю часть 10, увеличивается подъемная сила. Кроме того, по периферии вала импеллера имеется полость 4а, в результате чего создается импеллер, через который может свободно проходить воздушный поток. В результате этого намного увеличивается подъемная сила. Это объясняется тем, что на стороне создания противоподъемной силы образуется нисходящий воздушный поток, что еще более снижает эффективность на этой стороне. Более того, когда в полости 4а вблизи внутренней периферии импеллера на стороне создания подъемной силы установлена полуцилиндрическая перегородка 5, имеющая приблизительно такую же самую длину, как и длина лопастей по направлению оси, достигается еще больший эффект. Это объясняется тем, что упорядочиваются и увеличиваются нисходящие воздушные потоки как на стороне создания подъемной силы, так и на стороне создания противоподъемной силы. Однако так как становится несколько сложнее устанавливать неподвижную часть во вращающемся механизме, то аналогичный эффект может быть достигнут применением цилиндра (не показан), как например, того, который вращается совместно с импеллером и концентрично ему.

На фиг.4А и 4В показан вариант выполнения устройства, имеющего цилиндрическое колесо 6 со спиральными лопатками, которое вращается совместно и концентрично с импеллером 4 и расположено в его полости 4а с небольшим зазором относительно внутренней периферии импеллера, при этом отсутствует перегородка 5. В центральной части колеса имеется небольшой просвет, а лопатки загнуты по спирали в направлении, противоположном направлению вращения. В результате этого намного увеличивается подъемная сила. Таким образом, были испробованы устройство без просвета в центре, устройство с лопатками, загнутыми в обратном направлении, спиральное колесо (все они не показаны) и т.п. Однако на этой стадии невозможно найти никакое устройство, которое было бы эффективнее, чем устройство на фиг.4А и 4В. Это объясняется увеличением нисходящего воздушного потока под действием центробежной силы, однако, на этой стадии невозможно получить никакого подтверждения. В этом случае можно еще более увеличить эффект, используя также перегородку 5, однако, устройство становится несколько сложнее (например, увеличивается элемент неустойчивости, как например, когда один конец с возможностью вращения поддерживается подшипником на неподвижной центральной оси), так что может быть достигнут достаточный эффект даже если при практическом применении устройства может отсутствовать перегородка. Таким образом, в устройстве, не имеющем перегородки и содержащем три лопасти, вышеупомянутое колесо 6 со спиральными лопатками и кожух 3, создается подъемная сила, по крайней мере, в 1 кг/л.с. мощности, как это подтверждают проведенные измерения. Кроме того, при установлении воздушного потока параллельно оси вращения во время вращения импеллера подъемная сила увеличивается, по крайней мере, на 50%. Как известно, подъемная сила создается при поступательном движении, например, неподвижными лопастями. Однако она имеет очень небольшую величину для современного самолета. Например, она имеет очень небольшую величину по сравнению с тягой около 3,6 кг/л.с. мощности у небольшого вертолета, имеющего вес около 1800 кг и мощность 500 л.с., и тягой около 6 кг/л.с. мощности у небольшого самолета, имеющего такой же самый вес и мощность 300 л.с. Таким образом, невозможно практическое применение, например, в самолете.

Как показано на фиг.5, наилучшим вариантом, по-видимому, является симметричное расположение двух импеллеров согласно настоящему изобретению, которые синхронно вращаются в направлениях, указанных стрелками, и используются в современной системе изменения направления воздушного винта. В этом случае весьма удобно уменьшить размах длинного основного крыла в степени, которая соответствует величине подъемной силы, создаваемой согласно настоящему изобретению, чтобы сделать конструкцию компактной. Эта контрмера необходима, так как вследствие такого уменьшения снижается восстанавливающая сила против бокового скольжения. Кроме того, в случае остановки двигателя существует опасность того, что будет отсутствовать необходимая для посадки сила, создаваемая планированием или авторотацией. Эффективность горизонтального смещения - плохая. Однако, как полагают, возможно выполнение самолета со следующими преимуществами:

во время изменения направления воздушного винта достигается хорошая устойчивость;

не существует никакого предела частоты вращения ротора, например, в вертолете;

отсутствует изменение нисходящего воздушного потока в широких пределах; отсутствует опасность образования вихревого кольца;

может быть выполнен самолет, имеющий намного более компактную конструкцию.

В результате вышеизложенного полагают, может быть создан самолет, пригодный для тушения пожаров с воздуха, сбора информации, полета на короткие расстояния в городе и т.д. В этом случае задача создания подъемной силы является очень сложным делом и на этой стадии не может быть решена практически, а также математически, однако, фактически экспериментально подтверждено создание подъемной силы.

Следует отметить, что это изобретение является полезным изобретением, означающим начало разработки способа создания подъемной силы, которую, как считали, невозможно было создать вышеупомянутым способом.