Результат интеллектуальной деятельности: АВТОЛЕТ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к многофункциональной транспортной технике и представляет собой легковой автомобиль, пригодный для использования в качестве летального аппарата с вертикальным взлетом и посадкой для полетов на малых высотах.

Известен автолет (пат.RU 2344946, МКИ B60F 5/02), содержащий корпус автомобильной формы, силовую установку, подъемно-тяговые устройства, выполненные с применением эффекта Магнуса в виде планетарных механизмов.

Недостатком данного автолета является сложность конструкции подъемно-тяговых устройств и соответственно низкая надежность и высокая стоимость. Известен автолет (заявка RU 93009129А, Кл. B60F 5/02 от 17.02.1993 г.), содержащий силовую установку, выполненную в виде электромеханического источника энергии, подъемно-тяговую систему, составленную из модульных элементов «винт в кольце».

Недостатком известного автолета является низкий КПД энергетической установки и большие габариты, выходящие за пределы общепринятых размеров легкого автомобиля.

Всех вышеперечисленных недостатков лишен предлагаемый автолет и его варианты.

Сущность изобретения заключается в том, что у автолета, содержащего корпус автомобильной формы, рулевую систему, гиростабилизатор, приводное шасси, силовую установку, хвостовое оперение, подъемно-тяговое устройство, жалюзийные створки, подъемно-тяговое устройство размещено в верхней части корпуса и выполнено в виде нескольких продольно расположенных винтов, плоскости вращения которых пересекаются, причем винты заключены в элепсообразную оболочку и связаны с общим приводом, обеспечивающим попарно синхронное вращение винтов в противоположных направлениях, а жалюзийные створки расположены в передней и задней частях элепсообразной оболочки.

Автолет, содержащий корпус автомобильной формы, рулевую систему, приводное шасси, силовую установку, хвостовое оперение, подъемно-тяговое устройство, жалюзийные створки, содержит размещенный внутри корпуса воздушный канал, а подъемно-тяговое устройство выполнено в виде нескольких продольно расположенных винтов, плоскости вращения которых пересекаются, причем винты расположены внутри воздушного канала и связаны с общим приводом, обеспечивающим попарно синхронные вращения винтов в противоположных направлениях, а жалюзийные створки размещены над винтами в верхней части корпуса и состоят из трех секций: передней, средней, задней.

Техническим результатом изобретения является реальная возможность реализации устройства с высоким КПД силовой установки, высокой степени надежности и низкой стоимости, так как автолет выполнен по вертолетной схеме с некоторым количеством винтов.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, то есть о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлен четырехместный автолет по первому варианту исполнения без боковой стенки (условно) с четырьмя парами соосных винтов, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - вид сзади. На фиг.4 показан четырехместный автолет по второму варианту исполнения, без боковой стенки (условно) с воздушным каналом внутри корпуса и с четырьмя парами соосных винтов, на фиг.5 - вид сверху, на фиг.6 - вид сзади, без задней стенки.

Автолет содержит корпус 1 обтекаемой формы, выполненный из композитных материалов, облегченное шасси 2, приводимое в движение посредством ременной передачи 3 и муфты сцепления 4 силовой установкой 5, муфту сцепления 6, ручку управления задними жалюзийными створками 7, ручку управления передними жалюзийными створками 8, рычаг включения сцепления 9, ручку газа 10, переключатель коробки передач 11, рулевое управление 12, связанное с датчиком 13, элепсообразную оболочку 14 с передними жалюзийными створками 15, четыре пары соосных винтов: нижний винт 16, верхний винт 17, вращаемые в противоположные направления посредством редуктора 18 от вала 19, связанного ременной передачей 20 с муфтой сцепления 6, рулевую машинку 21, управляющую положением хвостового оперения 22, заднюю жалюзийную створку 23.

Автолет по второму варианту в отличие от первого содержит (см. фиг.4) переднюю жалюзийную створку 24, размещенный внутри корпуса воздушный канал 25, среднюю жалюзийную створку 26, заднюю жалюзийную створку 27, расположенную в задней части по обе стороны корпуса решетку 28. Жалюзийные створки 24, 26, 27 одновременно выполняют функцию крыши, защищая внутреннюю часть корпуса и винты от воздействия внешних факторов.

Автолет по первому варианту в конфигурации «автомобиль» эксплуатируется обычным образом, при этом вращающий момент силовой установки 5 посредством муфты сцепления 4 и ременной передачи 3 передается на приводное шасси 2. Переключатель коробки передач 11 обеспечивает необходимый режим передвижения по земле. Для совершения взлета с места или в движении необходимо с помощью ручек 7 и 8 перевести жалюзийные створки 15 и 23 в положение максимальной открытости. С помощью рычага 9 включить муфту сцепления 6. В результате крутящий момент силовой установки 5 через ременную передачу 20, общий вал 19 и редукторы 18 передается на все винты 16 и 17, при этом винты 16 и 17 начинают раскручиваться синхронно в противоположных направлениях и достигают максимально необходимых оборотов посредством ручки газа 10. Перед взлетом переключатель 11 ставят в нейтральное положение. Весь воздушный поток, создаваемый воздушными винтами, направляется вниз вдоль корпуса 1 и создает подъемную силу. Благодаря наличию элепсообразной оболочки, тяга винтов увеличивается на 20%. Часть воздушного потока поступает под корпус 1 автолета, создавая динамическую воздушную подушку, благодаря чему автолет может оторваться от земли и подняться на несколько метров при затрате мощности меньше, чем та, которая необходима для «висения» на высоте 10-15 метров. За счет поджатия воздуха тяга несущих винтов в этом случае, при одной и той же затрате мощности, увеличивается на 30-40%. С удалением от земли это влияние быстро уменьшается, при некоторой высоте полета уменьшается до 15-20%. Грубо величину тяги несущих винтов на режиме висения можно вычислить по формуле (1)

где Т - тяга несущих винтов, кг;

n - количество винтов, шт;

k - коэффициент, учитывающий эффект оболочки - 1, 2;

а - коэффициент, характеризующий аэродинамическое качество несущего винта и «воздушной подушки» - 15-25;

N - мощность двигателя, л.с;

D - диаметр несущего винта, м.;

Например, при n=4, k=1,2, а=25, N=70 л.с, D=1,8 м получим:

Т=4*1,2(25*70*1,8)²/³=1032 кг.

Таким образом, подъемная сила в 1032 кг. при мощности силовой установки в 280 л.с., в состоянии обеспечить полет летательного аппарата с полезной нагрузкой не менее 300 кг.

Переход в горизонтальный полет осуществляется закрытием передней жалюзийный створки 15 с помощью ручки управления 8. Чем больше перекрыта ометаемая площадь винтами 16 и 17, тем меньше воздушный поток в передней части корпуса 1, и тем меньше подъемная сила, создаваемая передними винтами. Уменьшение подъемной силы 6 передней части корпуса 1 приводит его к наклону по курсу относительно горизонта. Величина наклона зависит от положения створки 15. Горизонтальный полет достигается за счет горизонтальной составляющей вектора полной аэродинамической силы несущих винтов. Скорость горизонтального перемещения зависит от угла наклона корпуса относительно горизонта. Управляя положением жалюзийных створок 15 и 23 с помощью ручек 8 и 7 соответственно, можно стабилизировать положение корпуса 1 в пространстве.

Разворот корпуса 1 в воздухе осуществляется с помощью хвостового оперения 22, связанного с рулевой машинкой 21. Положение рулевой машинки 21 определяется датчиком 13 рулевого управления 12. Посадка автолета осуществляется вертикально, после перевода корпуса 1 в горизонтальное положение посредством управляемых жалюзийных створок 15, 23 и уменьшения оборотов винтов. Для перехода в конфигурацию «автомобиль» все ручки и рычаги переводятся в исходное положение.

Эксплуатация автолета по второму варианту в конфигурации «автомобиль» осуществляется таким же образом. Для эксплуатации в конфигурации «летательный аппарат» необходимо открыть жалюзийные створки 24, 26, 27 (см. фиг.4, 5). Жалюзийные створки 24 и 27 открываются ручками 8 и 7 соответственно, а средняя жалюзийная створка 26 открывается одновременно с включением рычага сцепления 9. Крутящий момент силовой установки 5 посредством трансмиссии передается винтам. Вращающиеся от силовой установки несущие винты сверху подсасывают воздух к плоскости вращения и отбрасывают вниз. Благодаря наличию воздушного канала 25, значительно возрастает эффект «воздушной подушки». Вертикальный взлет автолета осуществляется увеличением числа оборотов силовой установки (двигателя). Положение створок 24 обеспечивает необходимый угол наклона корпуса 1 при выполнении горизонтального полета. Горизонтальный полет происходит за счет горизонтальной составляющей вектора полной аэродинамической силы несущих винтов. Несущие винты выполняют работу не только несущих поверхностей, но и тянущих винтов. Разворот корпуса 1 в воздухе осуществляется хвостовым оперением 22 (см. фиг.6), управляемым посредством рулевого управления 12. В зависимости от положения хвостового оперения 22 воздушный поток от верхнего заднего винта будет отклоняться влево или вправо, проходя через решетку 28. Возникающая при этом реактивная сила будет осуществлять разворот корпуса 1 в соответствующую сторону. Посадка автолета осуществляется путем перевода корпуса в горизонтальное положение с помощью жалюзийных створок 24, 27 и ручки газа 10.

Автолет может эксплуатироваться как транспортное средство для передвижения по суше или над поверхностью земли на небольшой высоте.