транспортное средство с динамическим поддержанием корпуса над поверхностью дороги

Формула изобретения

Транспортное средство с динамическим поддержанием корпуса над поверхностью дороги, содержащее корпус с водительским и грузовым отделениями, двигатель, нагнетатели воздуха, механически соединенные с двигателем, движители горизонтального перемещения, пневматически соединенные с нагнетателями, выдвижные посадочные устройства, механизмы управления, отличающееся тем, что корпус выполнен в форме двух прямоугольных плит из легкого и прочного материала, наложенных симметрично друг на друга и соединенных между собой болтами, причем на верхней части верхней плиты выполнены квадратные ячейки, расположенные рядами в продольном и поперечном направлениях, каждая из которых представляет собой воронкообразное прямоугольное углубление с двумя противоположными вертикальными плоскостями, между которыми расположены две противолежащие плоскости, наклоненные внутрь под углом друг к другу и имеющие в месте их соединения вертикальный канал, кроме того, на верхней части нижней плиты выполнены открытые сверху продольные каналы, пневматически соединенные с вертикальными каналами верхней плиты и впускными патрубками нагнетателей воздуха, выпускные патрубки которых пневматически соединены с впускными патрубками движителей горизонтального перемещения, размещенными в передней части по бокам корпуса транспортного средства горизонтально, каждый из которых содержит трубчатый цилиндрический корпус, внутри которого установлены две заслонки, между которыми размещен впускной патрубок, кинематически связанные с механизмами переднего и заднего хода, торможения и управления по курсу, причем внутри с обоих концов установлены сопла Лаваля, кроме того, газовые рули системы управления транспортным средством в пространстве одинаковы по конструкции, размещены по бокам корпуса по два спереди и сзади, каждый из которых содержит корпус в форме стакана, установленного вертикально открытой частью вниз, имеющего в верхней части впускной патрубок, пневматически соединенный с выпускным патрубком нагнетателя воздуха и имеющий внутри сопло Лаваля и два запорных клапана, кинематически соединенных с системой управления корпусом транспортного средства в пространстве, кроме того, к нижней плите корпуса прикреплена гибкая и прочная юбка, а на верхней плите на стойках закреплен настил для груза.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области авиации, а именно к летательным аппаратам нетрадиционных схем.

Известен летательный аппарат П.Моллера, выполненный в форме диска. Силовая установка состоит из шести поршневых двигателей мощностью 200 л.с. (147 кВт) каждый, обеспечивающих вращение восьми вентиляторов, расположенных в вертикальных каналах по окружности. Управление за счет изменения величины и направления тяги вентиляторов.

(П.Бауэрс. Летательные аппараты нетрадиционных схем. Пер. с нем. Б.Б.Рыбака, М., Мир, 1991, с.317, рис.16.18).

Известен трехместный летательный аппарат П.Моллера вертикального взлета и посадки «Мерлин-300», содержащий обтекаемый заостренный корпус, шесть поршневых двигателей, семь семилопастных вентиляторов, установленных в кольцевых каналах. Взлет и посадка за счет отклонения вниз векторов тяги вентиляторов. Управление посредством четырехканальной цифровой системы. В нижней части - посадочное устройство. При аварии выпускается парашют. Запас топлива на 1200 км. Расход бензина на 100 км при скорости полета 480 км/ч 16 литров.

(Там же, с.317, рис.16.19).

Недостатками аналогов являются сложность конструкции, большой вес, недостаточная устойчивость, сложность управления, низкие летные качества для располагаемой мощности.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией летательных аппаратов.

Известен также летательный аппарат, содержащий корпус с водительским отделением, посадочное шасси, шесть несущих вентиляторов, установленных в вертикальных каналах по правому и левому бортам, четыре передних вентилятора для обеспечения движения вперед, установленные в вертикальных каналах, продольная ось которых отклонена назад, четыре задних вентиляторов для обеспечения движения задним ходом, установленных в вертикальных каналах, продольные оси которых отклонены вперед, два двигателя, которые через главный, передний, задний и бортовые редукторы соединены с вентиляторами посредством карданных валов, два вентилятора для управления по курсу, приводимые в движение от двигателей, выпускные патрубки которых открываются на правую и левую стороны и закрыты управляемыми заслонками, механизмы управления.

(Патент США № 3276528, кл.180-119, опубл. 04.10.1966).

Известный летательный аппарат, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.

Недостатки известного летательного аппарата те же.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией летательного аппарата.

Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик летательного аппарата.

Технический результат обеспечивается тем, что в летательном аппарате, содержащем корпус с водительским и грузовым отделениями, двигатель, нагнетатели воздуха, механически соединенные с двигателем, движители горизонтального перемещения, пневматически соединенные с выпускными патрубками нагнетателей воздуха, газовые рули, соединенные с вышеупомянутыми патрубками, посадочные устройства, механизмы управления, согласно изобретению корпус выполнен в форме двух прямоугольных плит из легкого и прочного материала, наложенных симметрично друг на друга и соединенных между собой болтами, причем на верхней части верхней плиты выполнены квадратные ячейки, расположенные рядами в продольном и поперечном направлениях, каждая из которых представляет собой воронкообразное прямоугольное углубление с двумя противоположными вертикальными плоскостями, между которыми расположены две противолежащие плоскости, наклоненные внутрь под углом друг к другу и имеющие в месте их соединения вертикальный канал, кроме того, на верхней части нижней плиты выполнены открытые сверху продольные каналы, пневматически соединенные с вертикальными каналами верхней плиты и впускными патрубками нагнетателей воздуха, выпускные патрубки которых пневматически соединены с впускными патрубками движителей горизонтального перемещения, размещенными в передней части по бокам корпуса транспортного средства горизонтально, каждый из которых содержит трубчатый цилиндрический корпус, внутри которого установлены две заслонки, между которыми размещен впускной патрубок, кинематически связанные с механизмами переднего и заднего хода, торможения и управления по курсу, причем внутри с обоих концов установлены сопла Лаваля, кроме того, газовые рули системы управления транспортным средством в пространстве одинаковы по конструкции, размещены по бокам корпуса по два спереди и сзади, каждый из которых содержит корпус в форме стакана, установленного вертикально открытой частью вниз, имеющего в верхней части впускной патрубок, пневматически соединенный с выпускным патрубком нагнетателя воздуха и имеющий внутри сопло Лаваля и два запорных клапана, кинематически соединенных с системой управления корпусом транспортного средства в пространстве, кроме того, к нижней плите корпуса прикреплена гибкая и прочная юбка, а на верхней плите на стойках закреплен настил для груза.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен общий вид транспортного средства;

на фиг.2 - вид на транспортное средство спереди;

на фиг.3 - вид на транспортное средство сзади;

на фиг.4 - устройство корпуса с частичным разрезом;

на фиг.5 - вид на верхнюю плиту корпуса сверху;

на фиг.6 - вид на нижнюю плиту корпуса сверху;

на фиг.7 - вид на нижнюю плиту корпуса снизу;

на фиг.8 - устройство ячейки верхней плиты корпуса;

на фиг.8 - пневматическая схема транспортного средства;

на фиг.10 - схема управления движителями;

на фиг.11 - схема управления в пространстве;

на фиг.12 - схема создания подъемной силы на корпусе;

на фиг.13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 - положения транспортного средства в пространстве.

Транспортное средство с динамическим поддержанием корпуса над поверхностью дороги содержит корпус, выполненный из двух прямоугольных плит верхней 1 и нижней 2, изготовленных из легкого и прочного материала, наложенных симметрично друг на друга и соединенных между собой болтами. На верхней плите закреплены: кабина 3, двигатель 4, нагнетатели воздуха 5, механически соединенные с двигателем через разобщительные муфты 6. На верхней части верхней плиты выполнены квадратные ячейки 7, расположенные рядами в продольном и поперечном направлениях. Каждая ячейка представляет собой воронкообразное прямоугольное углубление с двумя вертикальными противоположными плоскостями 8, между которыми расположены две противолежащие плоскости 9, наклоненные внутрь под углом друг к другу и имеющие в месте их соединения вертикальный канал 10. На верхней части нижней плиты выполнены продольные каналы 11, пневматически соединенные с вертикальными каналами версией плиты и входными патрубками 12 нагнетателей воздуха, выпускные патрубки 13 которых пневматически соединены с двумя движителями горизонтального перемещения 14, размещенными по бокам в передней части корпуса. Каждый движитель горизонтального перемещения содержит трубчатый цилиндрический корпус, открытый спереди и сзади, расположенный горизонтально, внутри которого установлены две заслонки 15, между которыми размещен впускной патрубок. Заслонки кинематически связаны с механизмами переднего и заднего хода, торможения и управления по курсу. Внутри корпуса по краям установлены сопла Лаваля 16, открывающиеся вперед и назад. Заслонки соединены с рычагами 17, имеющими вертикальные стержни 18, входящие в прорези Т-образного рычага 18, установленного на оси 20 и соединенного с ножной педалью 21, установленной горизонтально и имеющей сверху для удобства ее передвижения выступы 22. Газовые рули системы управления транспортным средством в пространстве одинаковы по конструкции, размещены по бокам корпуса по два спереди и сзади. Каждый из них содержит корпус 23, выполненный в форме стакана, установленного вертикально открытой стороной вниз и имеющего на противоположной стороне впускной патрубок 24. Внутри открытой части корпуса установлено сопло Лаваля и два клапана 25. Система управления содержит ручку управления 26 с полукруглым сектором 27, закрепленную шарнирно на валу 28 с возможностью поворота и наклона вправо и влево. Коленчатые рычаги 28 и полукруглый сектор через систему рычагов, продольных и поперечных тяг связаны с теми же иными клапанами газовых рулей. Впускные патрубки газовых рулей пневматически соединены с выпускными патрубками нагнетателей воздуха. В нижней части корпуса транспортного средства прикреплена гибкая и прочная юбка 30 и установлены убирающиеся посадочные устройства 31. В верхней части корпуса транспортного средства на стойках 32, на некотором расстоянии от верхней плиты установлен настил 33 для груза.

Транспортное средство с динамическим поддержанием корпуса над поверхностью дороги работает следующим образом. При стоянке на посадочных устройствах 31 запускается двигатель 4. Включаются разобщительные муфты 6 и двигатель начинает вращать нагнетатели воздуха 5. Атмосферный воздух всасывается ячейками 7 и движется по противолежащим поверхностям 9 (на фиг.12 показано пунктирными стрелками) и далее через вертикальные каналы 10, горизонтальные каналы 11 попадает во впускные патрубки 12 нагнетателей воздуха 5. Затем через выпускные патрубки 13 поступает внутрь движителей горизонтального перемещения 14 и далее через сопла 16 воздух выходит в противоположные стороны, не создавая тяги (фиг.13). При движении воздуха по противолежащим наклонным поверхностям 8 на них образуется движущийся пограничный слой. Из аэродинамики известно, что давление в движущемся потоке воздуха меньше давления в неподвижном воздухе. Так как по всей верхней поверхности верхней плиты 1, состоящей из противолежащих наклонных поверхностей, проходит воздушный поток, то давление P₁ на нее меньше давления P на нижнюю поверхность нижней плиты 2. Разность этих давлений и будет подъемной силой Fп, которая будет зависить от общей площади противолежащих наклонных поверхностей, высоты h ячейки 7, диаметра вертикального канала 10 и скорости движения воздушного потока, создаваемого нагнетателями воздуха 5. Возникающая подъемная сила Fп, величина которой может изменяться путем изменения частоты вращения двигателя 4 и соответственно нагнетателей воздуха 5, уравновешивает вес транспортного средства, поднимает и удерживает его над поверхностью дороги. Для перемещения транспортного средства вперед необходимо обе ножные педали 21 передвинуть одновременно вперед. В этом случае Т-образные рычаги 20 повернутся в противоположные стороны. Передние заслонки 15 обоих движителей горизонтального перемещения 14 перекроют полностью выход воздуха в переднюю часть транспортного средства, а задние заслонки 15 полностью выйдут из корпуса и не будут препятствовать выходу воздуха назад. В результате возникает реактивная сила, которая станет перемещать корпус транспортного средства вперед со скоростью V (фиг.14). Для торможения или движения назад необходимо передвинуть обе ножные педали 21 назад. Задние заслонки 15 закроют выход воздуха назад, а передние заслонки 15 откроют выход воздуха вперед. Возникает реактивная сила, которая будет тормозить или заставит транспортное средство двигаться задним ходом (фиг.15). Для остановки транспортного средства обе ножные педали 21 перемещаются в среднее положение, передние и задние заслонки обоих движителей горизонтального перемещения открыты. Реактивные силы, образованные выходящими спереди и сзади воздушными потоками, будут равны и противоположны по направлению, корпус транспортного средства будет неподвижен (фиг.10 и 13). Повороты вправо или влево осуществляются перемещением одной ножной педали 21 вперед, а другой назад. Реактивные силы движителей горизонтального перемещения будут действовать в противоположные стороны и корпус транспортного средства станет поворачиваться в ту или иную сторону (фиг.16 и 17). Управление транспортным средством в пространстве осуществляется ручкой управления 26. Если необходимо произвести снижение, то ручка управления перемещается в положение «от себя». Коленчатые рычаги 29 поворачиваются назад и через продольные тяги и рычаги открывают один из клапанов 25 задних газовых рулей, а оба клапана передних газовых рулей закрыты. Воздух от нагнетателей воздуха 5 поступает в корпуса 23 задних газовых рулей и с силой вырывается из них. Возникающая реактивная сила приподнимает заднюю часть корпуса транспортного средства, обеспечивая снижение (фиг.18). И наоборот, если необходимо приподнять переднюю часть корпуса транспортного средства для набора высоты ручка управления 26 перемещается в положение «на себя». Продольные тяги перемещаются коленчатыми рычагами 29 вперед и через рычаги открывают один из клапанов 25 передних газовых рулей, а оба клапана задних газовых рулей закрыты. Воздух от нагнетателей воздуха 5 станет поступать в корпус 23 передних газовых рулей и с силой вырываться наружу, создавая реактивный момент в передней части корпуса транспортного средства. Корпус станет поворачиваться и займет положение, показанное на фиг.19. При необходимости сделать крен на правую или левую сторону необходимо повернуть ручку управления 26 вокруг оси, закрепленной на валу 28, вправо или влево. Полукруглый сектор 27 нажмет на соответствующие рычаги, которые переместят соответствующие тяги и откроют один из клапанов 25 переднего и заднего газовых рулей с правой или левой стороны. Струи воздуха создадут реактивный момент по правому или левому борту, который развернет корпус в ту или иную сторону (фиг.20 и 21). Транспортное средство предназначено для движения над поверхностью дороги на высоте 1,5-2,0 метра и при необходимости подниматься до высоты 100 метров. Юбка 30 предотвращает обтекание воздушным потоком нижней поверхности нижней плиты 2, поддерживая максимально возможное давление в нижней части корпуса. После прибытия к месту назначения и выбора места для посадки обе ножные детали 21 устанавливаются в среднее положение, как показано на фиг.10. Транспортное средство останавливается, частота вращения вала двигателя 4 уменьшается, снижается скорость движения потоков воздуха по противолежащим поверхностям 9, подъемная сила постепенно уменьшается и производится посадка на предварительно выпущенные посадочные устройства 31. После этого разобщительные муфты 6 отключаются и двигатель 4 останавливается. Транспортное средство может быть использовано в местах, где применение обычных наземных видов транспорта затруднено.

Изобретение позволяет упростить конструкцию летательного транспортного средства, повысить устойчивость, увеличить подъемную силу и грузоподъемность и расширить область применения.