27.02.2013
216.012.2a48

ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВЗЛЕТОМ И ПОСАДКОЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002476351
Дата охранного документа
27.02.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к воздушному транспорту с вертикальным взлетом и посадкой. Аппарат содержит корпус в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, силовую установку и средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления. Силовая установка выполнена в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы с устройствами автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, соединенной со средствами энергопитания, состоящими из топливных элементов и панелей солнечных батарей, размещенных в корпусе и на его поверхности. Устройство автоэмиссии электронов и топливные элементы выполнены на основе углеродных нанотрубок. Отношение шага между электродами электродной системы силовой установки к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха составляет примерно 50. Изобретение направлено на улучшение массогабаритных характеристик и топливной эффективности летательного аппарата. 1 ил.
Основные результаты: Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, состоящий из корпуса, силовой установки, средств взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, имеет устройства автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, размещенные на корпусе в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы, соединенной со средствами энергопитания, состоящими из топливных элементов на основе углеродных нанотрубок и панелей солнечных батарей, размещенных в корпусе и на его поверхности, а отношение шага между электродами электродной системы силовой установки к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха равно примерно 50.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к летательной технике тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой, в частности к транспортным средствам с электрической силовой установкой на основе топливных элементов и солнечных батарей.

Известны вертолеты, летательные аппараты тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой, в которых с помощью несущего винта создают подъемную силу и тягу (Политехнический словарь. Под редакцией академика А.Ю.Ишлинского. М.: Изд. "Советская энциклопедия". 1980. С.75-76).

Недостатком вертолетов является сложная конструкция.

Известен летательный аппарат тяжелее воздуха с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий корпус с установленной на нем горизонтальной несущей плоскостью, над которой установлен ротор с горизонтальными лопастями, создающий при вращении область пониженного давления над несущей поверхностью, и за счет разности давлений возникает подъемная сила (патент RU №2184685 С2, В64С 29/00, 39/00. 10.07.2002).

Недостатком известного технического решения являются высокие потери на трение.

Наиболее близким из известных технических решений предлагаемому летательному аппарату с вертикальным взлетом и посадкой является летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой (патент RU №2219104 С1, В64С 29/00. 20.12.2002), содержащий корпус в виде полусферы с горизонтально расположенным дном, силовую установку с мощной газовой горелкой для жидкого топлива, средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления.

Недостатком известного технического решения является низкая топливная эффективность.

Задачей данного изобретения является повышение топливной эффективности на всех режимах полета летательного аппарата.

Технический результат реализации изобретения заключается в улучшении массогабаритных характеристик и топливной эффективности летательного аппарата.

Решение поставленной задачи и технический результат достигается тем, что в летательном аппарате с вертикальным взлетом и посадкой, содержащем корпус, силовую установку, средства взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления, корпус летательного аппарата выполнен в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями и имеет устройства автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, размещенные на корпусе в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы силовой установки летательного аппарата, соединенной с системой энергопитания, которая содержит топливные элементы и панели солнечных батарей, размещенные в корпусе и на его поверхности. При этом устройство автоэмиссии электронов и топливные элементы выполнены на основе углеродных нанотрубок, а отношение шага между электродами к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха равно примерно 50.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Электрическая силовая установка летательного аппарата, представляющая собой распределенную по аэродинамической поверхности летательного аппарата электродную систему, инициирует за счет автоэлектронной эмиссии и энергии сродства молекул кислорода к свободному электрону появление вблизи аппарата отрицательно заряженных ионов кислорода окружающего воздуха. Образовавшиеся ионы ускоряют градиентным электрическим полем силовой установки, создают поток ионизированного воздуха в окрестности летательного аппарата, формируют реактивную струю и тягу силовой установки. Кроме того, организованное движение ионизированного воздуха над верхней аэродинамической поверхностью приводит к понижению давления и формирует над ней область пониженного давления. При этом возникает дополнительная подъемная сила F, действующая на летательный аппарат и появившаяся за счет разности давлений над нижней и верхней аэродинамическими поверхностями летательного аппарата.

Тяга силовой установки и подъемная сила F направлены в одну сторону и обеспечивают режим взлета, висения и посадки. Управляя наклоном оси аппарата, можно регулировать горизонтальную составляющую тяги и скорость горизонтального полета аппарата. Секционирование распределенной по поверхности аппарата электродной системы позволяет усилить управляющий импульс и повысить маневренность летательного аппарата.

Схема летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой для реализации изобретения показана на чертеже.

Устройство состоит из корпуса 1 с верхней аэродинамической поверхностью 2 и нижней - 3, силовой установки 4, средств взлета/посадки 5, электропитания 6, коммуникации 7 и управления 8, имеет устройство автоэмиссии электронов 9 с холодными эмиттерами электронов из углеродных нанотрубок, устройство генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов 10, размещенные на корпусе 1 в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы 11 силовой установки 4, соединенной с системой энергопитания 6, созданной на основе топливных элементов 12 и панелей солнечных батарей 13, расположенных внутри корпуса 1 и на его верхней аэродинамической поверхности 2.

Работает устройство следующим образом.

Топливные элементы 12 преобразуют запасенную в них химическую энергию окисления водорода в электричество и питают совместно с панелями солнечных батарей 13 электродную систему 11 силовой установки 4 летательного аппарата. Для генерации ионов используют способность молекул кислорода за счет энергии сродства к электрону присоединять к себе свободные электроны, которые вблизи аэродинамической поверхности аппарата получают с холодных эмиттеров устройства автоэлектронной эмиссии 9. Созданные таким образом отрицательно заряженные ионы ускоряют градиентным электрическим полем электродной системы 11. Ионы в электрическом поле на длине свободного пробега приобретают энергию направленного движения и передают ее при столкновениях нейтральным частицам воздуха или в актах перезарядки отдают им свободный электрон. Процесс циклически повторяют. В результате вблизи аэродинамической поверхности 2 формируется обтекающий ее поток ионизированного воздуха, создающий реактивную тягу. Движение воздуха над верхней аэродинамической поверхностью 2 создает также над ней область пониженного давления и дополнительную подъемную силу F, действующую на летательный аппарат.

Реактивная тяга распределенной по аэродинамической поверхности электрической силовой установки 4 и подъемная сила F определяют режим взлета, висения и посадки летательного аппарата. Горизонтальный полет определяет горизонтальная составляющая тяги, которую регулируют углом наклона оси аппарата к вектору скорости полета. Управляющие импульсы формируют системой управления, которая перераспределяет электрическую мощность между отдельными секциями электродной системы 11 силовой установки аппарата.

Полезность реализации предлагаемого технического решения состоит в том, что:

- предлагаемая электрическая силовая установка не содержит вращающихся узлов и деталей, что снижает вес, повышает ресурс и топливную эффективность;

- система энергопитания на топливных элементах обеспечивает прямое преобразование химической энергии топлива в электрическую практически без потерь и совместную их работу с панелями солнечных батарей.

В настоящее время завершается разработка проекта демонстратора технологий и беспилотного летательного аппарата с электрической силовой установкой.

Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, состоящий из корпуса, силовой установки, средств взлета/посадки, энергопитания, коммуникации и управления, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде летающей тарелки с верхней и нижней аэродинамическими поверхностями, имеет устройства автоэмиссии электронов, генерации и ускорения отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха, размещенные на корпусе в виде распределенной по аэродинамической поверхности секционированной электродной системы, соединенной со средствами энергопитания, состоящими из топливных элементов на основе углеродных нанотрубок и панелей солнечных батарей, размещенных в корпусе и на его поверхности, а отношение шага между электродами электродной системы силовой установки к длине свободного пробега частиц окружающего воздуха равно примерно 50.
ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВЗЛЕТОМ И ПОСАДКОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 21.
27.07.2013
№216.012.5975

Способ управления обтеканием летательного аппарата

Способ управления обтеканием летательного аппарата характеризуется тем, что вблизи аэродинамической поверхности летательного аппарата периодически создают автоэмиссионные электроны плотностью более 1000 А/м при напряженности электрического поля не менее 1 В/мкм, генерируют отрицательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488522
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.10.2013
№216.012.7253

Вертолет

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Вертолет содержит фюзеляж с кабиной, средствами взлета и посадки, органами управления и силовую установку с несущим и толкающим винтами. Фюзеляж имеет обтекаемую дискообразную форму и на нем установлена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494924
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.02.2014
№216.012.9e2e

Несущий винт вертолета

Изобретение относится к вертолетостроению. Несущий винт вертолета содержит втулку винта, сбалансированные и совмещенные на одной оси одним из двух своих концов несколько лопастей с рабочими аэродинамическими поверхностями, имеющими по диаметру винта передние и задние кромки. На нижних рабочих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506202
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b479

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации горения

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник с центральным телом, камеру сгорания, топливную форсунку, соединенную пилонами с воздухозаборником, и систему управления. Топливная форсунка установлена в центральном теле воздухозаборника и выполнена в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511921
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.05.2014
№216.012.c720

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации горения

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник, топливную форсунку, расположенную в носовой части перед воздухозаборником по его оси и соединенную с ним пилонами, камеру сгорания, воспламенитель и сопло. Топливная форсунка выполнена в виде газоструйного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516735
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.06.2014
№216.012.d4bd

Способ разработки метангидратов и устройство для его реализации

Изобретение относится к техническим средствам освоения ресурсов Мирового океана и может быть применено для добычи метангидратов. Способ разработки залежей метангидратов основан на их дроблении струями воды при температуре выше 285К со скоростью более 1 м/с в пульсирующем режиме с частотой в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520232
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6de

Способ организации детонационного режима горения в камере сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Способ организации детонационного режима горения в камере сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя включает сжатие воздуха в системе внешних и внутренних скачков уплотнения, возникающих на фиксированных и регулируемых элементах фюзеляжа и силовой установки, подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520784
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.10.2014
№216.012.fa59

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации рабочего процесса

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД) содержит корпус, воздухозаборник с центральным телом, внутри которого установлена топливная форсунка в виде газоструйного резонатора с острой передней кромкой, соединенной пилонами с воздухозаборником, камеру сгорания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529935
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ff38

Устройство для очистки воздуха

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для очистки воздуха от твердых частиц, капель морской воды и соли на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство включает инерционный сепаратор в виде, по крайней мере, одного пакета вертикально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531192
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.12.2014
№216.013.1148

Система очистки воздуха

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам очистки воздуха на входе судовых газотурбинных двигателей. Система очистки воздуха включает сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем, установленные в воздуховоде, и устройство для сбора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535847
Дата охранного документа: 20.12.2014
Показаны записи 1-10 из 25.
27.07.2013
№216.012.5975

Способ управления обтеканием летательного аппарата

Способ управления обтеканием летательного аппарата характеризуется тем, что вблизи аэродинамической поверхности летательного аппарата периодически создают автоэмиссионные электроны плотностью более 1000 А/м при напряженности электрического поля не менее 1 В/мкм, генерируют отрицательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488522
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.10.2013
№216.012.7253

Вертолет

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Вертолет содержит фюзеляж с кабиной, средствами взлета и посадки, органами управления и силовую установку с несущим и толкающим винтами. Фюзеляж имеет обтекаемую дискообразную форму и на нем установлена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494924
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.02.2014
№216.012.9e2e

Несущий винт вертолета

Изобретение относится к вертолетостроению. Несущий винт вертолета содержит втулку винта, сбалансированные и совмещенные на одной оси одним из двух своих концов несколько лопастей с рабочими аэродинамическими поверхностями, имеющими по диаметру винта передние и задние кромки. На нижних рабочих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506202
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b479

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации горения

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник с центральным телом, камеру сгорания, топливную форсунку, соединенную пилонами с воздухозаборником, и систему управления. Топливная форсунка установлена в центральном теле воздухозаборника и выполнена в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511921
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.05.2014
№216.012.c720

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации горения

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник, топливную форсунку, расположенную в носовой части перед воздухозаборником по его оси и соединенную с ним пилонами, камеру сгорания, воспламенитель и сопло. Топливная форсунка выполнена в виде газоструйного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516735
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.06.2014
№216.012.d4bd

Способ разработки метангидратов и устройство для его реализации

Изобретение относится к техническим средствам освоения ресурсов Мирового океана и может быть применено для добычи метангидратов. Способ разработки залежей метангидратов основан на их дроблении струями воды при температуре выше 285К со скоростью более 1 м/с в пульсирующем режиме с частотой в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520232
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6de

Способ организации детонационного режима горения в камере сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Способ организации детонационного режима горения в камере сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя включает сжатие воздуха в системе внешних и внутренних скачков уплотнения, возникающих на фиксированных и регулируемых элементах фюзеляжа и силовой установки, подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520784
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.10.2014
№216.012.fa59

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ организации рабочего процесса

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД) содержит корпус, воздухозаборник с центральным телом, внутри которого установлена топливная форсунка в виде газоструйного резонатора с острой передней кромкой, соединенной пилонами с воздухозаборником, камеру сгорания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529935
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ff38

Устройство для очистки воздуха

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для очистки воздуха от твердых частиц, капель морской воды и соли на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство включает инерционный сепаратор в виде, по крайней мере, одного пакета вертикально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531192
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.12.2014
№216.013.1148

Система очистки воздуха

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам очистки воздуха на входе судовых газотурбинных двигателей. Система очистки воздуха включает сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем, установленные в воздуховоде, и устройство для сбора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535847
Дата охранного документа: 20.12.2014

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД