Настоящее изобретение относится к летательному аппарату, способному к вертикальному взлету, аналогичному, например, квадроциклу.
Для многих применений желательно иметь доступное воздушное судно, которое может взлететь с минимально небольшой поверхности и, например, не требует особого аэропорта большой площади. Кроме того, для некоторых целей требуется воздушное судно, которое является проворным и которое можно маневрировать точно, и которое предпочтительно может парить на месте с хорошими характеристиками зависания.
Например, для воздушных и разведывательных самолетов используются воздушные суда, предназначенные для зависания объекта, представляющего интерес, в то время как, например, он способен записывать изображения с воздуха. В альтернативном приложении самолет, способный к вертикальному взлету, иногда также называемый VTOL (вертикальный взлет и посадка), может использоваться для полетов в районы, которые труднодоступны для людей или других машин, например, в контекст мер реагирования на катастрофы, позволяющий переносить такие товары,
Для таких целей были разработаны, в частности, воздушные суда, в которых четыре или более роторов, оснащенных пропеллером и двигателем, который управляет пропеллером, каждый из них обеспечивает вертикально направленную вертикальную направленность вверх таким образом, чтобы вызвать воздушное судно для поднятия вертикально или для зависания. Такой самолет, оборудованный четырьмя такими роторами, также упоминается как квадроцикл, квадрокоптер, квадрикатор, квадротор или летающая платформа. В общем, такие самолеты, имеющие более трех приводных роторов, обозначены как многокорпусные, стандартные варианты, в том числе, в дополнение к квадроциклам, те, которые имеют три ротора (три вертолета), шесть роторов (гексакоптер) или восемь роторов (октокоптер). Такие самолеты обычно работают беспилотным способом и могут быть соответственно небольшими. В некоторых случаях эти самолеты также называются беспилотными летательными аппаратами.
Благодаря небольшому опрокидыванию всего самолета или одного или нескольких роторов вдали от горизонтали, такой самолет также может быть снабжен степенью переднего хода, поскольку тяга, создаваемая роторами, наклонена от вертикали. Однако скорости полета, которые могут быть достигнуты таким образом, ограничены относительно низкими скоростями, обычно ниже 200 км / ч, часто даже менее 100 км / ч, из-за физических граничных условий, которые возникают в этом типе самолетов. Такое ограничение скорости приводит, например, к физическому граничному условию, что пропеллер, используемый для привода, работает с высокими скоростями вращения, и поэтому лезвие пропеллера, движущееся вперед в направлении полета самолета, будет уже при относительно низком полете скорости, должны быть перемещены почти со скоростью звука, по крайней мере, на кончиках лопастей пропеллера, таким образом создавая высокое сопротивление воздуха и громкие шумы.
Таким образом, обычные многокорпусные летательные аппараты обладают хорошими характеристиками зависания, такими как вертолеты, в которых только один ротор обеспечивает необходимый привод, а сложный роторный механизм может использоваться вместе с задним ротором для маневрирования вертолета, но обычно достигают лишь относительно низких скоростей полета .
Целью исследования является воздушное судно, которое имеет несущую конструкцию, несущая конструкция имеет по меньшей мере, один центральный фюзеляж и два крыла. каждый расположен сверху над фюзеляжем. У фюзеляжа расположены привод тяги служит для создания тяговой силы, действующий в горизонтальном направлении на несущей конструкции. В середине крыла расположены две нагнетальные- отсасывающие воздушный поток турбины. Нагнетательный поток поступает через щель на переднем кромке крыла и расходиться по верхней кромке крыла и отсасывается через заднюю кромку крыла. Верхняя конфигурация крыла сконструирована таким образом , что при прохождении потока над верхней кромке крыла создается разряжение (закон Бернулли ) и возникает вертикальная сила. Эта вертикальная сила взаимодействует с поверхностью крыла и по закону эффекта Коанда поднимает крыло вверх. Нагнетательные- отсасывающие воздушный поток турбины имеют
привод. В таком воздушном судне, снабженном гибридным приводом, осевая сила, действующая в горизонтальном направлении, может быть вызвана двигателем внутреннего сгорания тягового привода. Здесь двигатель внутреннего сгорания может быть выполнен в виде поршневого двигателя или реактивного двигателя или тому подобного. Пропеллент для такого двигателя внутреннего сгорания может перевозиться на воздушном судне в достаточных количествах, чтобы привод мог работать в течение длительного времени, и воздушное судно, таким образом, может летать в течение более длительного времени со скоростью полета, чтобы, например, для достижения дальнего назначения.. Электрическая энергия для этих электродвигателей может быть обеспечена генератором, соединенным с двигателем внутреннего сгорания, и электрическая энергия может подаваться либо непосредственно от генератора к электродвигателям, либо может быть сначала сохранена в электрическом блоке хранения, таком как аккумулятор, а затем, при необходимости, вызывается электродвигателями. В качестве альтернативы привод тяги также приводится в действие электродвигателем, а электрическая энергия для работы электродвигателей обеспечивается батареей или генератором. Аккумулятор или аккумулятор, например, заряжается солнечными батареями на аэродинамических профилях и / или на фюзеляже. Например, генератор может приводиться в действие двигателем внутреннего сгорания и может обеспечивать электрическую энергию для привода электродвигателей. Альтернативно, может использоваться любой другой тип генератора, который способен обеспечивать электрическую энергию для работы электродвигателей
Список рисунков
Схема крылаРис.1.
1.Крыло самолета
2. Нижнюю часть крыла
3. Верхнюю часть крыла
4. Нагнетательная щель
5. Отсасывающая щель
Продольный разрез летательного аппаратаРис.2.
6. Две нагнетательных-отсасывающих турбины
7. Приводы турбин
8. Привод тяги для создании тяговой силы
Схема кольцевого крыла ( вид сверху )Рис.3
9. Крылья, скручены в кольцо
Гондола ( пассажирский или грузовой отсек)
Вид кольцевого летательного аппарата сбоку Рис.4.
Крыло 1 содержит нижнюю часть крыла 2 и верхнюю часть крыла 3. На передней частью крыла расположена нагнетательная щель 4 , в которую равномерно вдувается поток воздуха. На задней кромке крыла расположены отсасывающая щель 5. В средней части крыльев расположены две нагнетательных-отсасывающих турбины 6 с приводами 7. Привод тяги для создании тяговой силы, действующей в горизонтальном направлении 8. Для большей грузоподъемности и экономии габаритов воздушного судна крылья могут быть скручены в кольцо 9. Снизу крыльев расположен гондола ( пассажирский или грузовой отсек) 10.
Когда на крыло 1, которое находится неподвижно спереди из нагнетательной щели 4 равномерно нагнетается поток воздуха из турбины 6,затем он поступает на верхнюю часть крыла 3, двигается по верхней кромке крыла , затем отсасывается через щель 5 и затем поступает на всасывающую часть турбины 6. Поток воздуха разгоняясь по теореме Бернулли , создает вокруг верхней части крыла 3 пониженное давление по отношению к атмосферному, при этом создается вертикальная сила, отрывающая летательный аппарат вертикально вверх.
Учитывая , площадь крыльев имеет значительную большую площадь, чем площадь лопастей компрессора, вертикальная сила намного превосходит силу , создаваемую лопастями компрессора.
Турбина 6, нагнетательная щель 4 верхняя часть крыла 3 и отсасывающая щель 5 объединены в одну воздушную систему.
На гондоле 10 укреплены маршевые двигатели 8, сообщающие летательному аппарату горизонтальный полет.
Для увеличения несущей способности и экономии внешних габаритов летательного аппарата крылья 1 могут быть скручены в кольцо 9, при этом работа крыла остается прежней , как описано выше.
Крыло было моделировано на Flowsimulation, она находиться под SolidWorks
Крыло было испытано с размерами - длина крыла- 0,65 м, ширина крыла - 0,2 м.
Вертикальная сила 54 кг
Мощность турбины для этого требуется 20 квт.
Авторы: д.т.н. Виталий Энтин., Евгений Бычков .
Размещено на сайте 05.04.2018.
