Патент на изобретение №2386547

(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ СИЛ УНИВЕРСАЛЬНОГО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УНИВЕРСАЛЬНОЕ ВОЗДУШНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к транспортным средствам, касаясь летательных аппаратов на воздушной подушке с вертикальным подъемом и свободным полетом. Способ создания системы сил такого транспортного средства реализован тем, что оно имеет корпус с компоновкой «летающее крыло», несущее крыло, рули высоты и направления, движительно-нагнетательный комплекс, средства механизации и управления. Фюзеляж с аэродинамическим профилем выполнен в середине корпуса и плавно переходит в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована аэродинамическими подвижными профилями с возможностью их приоткрывания и закрывания для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы. Каналы воздушного тракта расположены внутри корпуса. Тракт состоит из всасывающей и нагнетающей частей. Всасывающая часть имеет расположенные под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев всасывающие воздушные тракты с системой створок. Движительно-нагнетательный комплекс имеет блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты. Воздух от первого вентилятора давлением от 0,05-0,5 атм, а воздух от второго – давлением от 0,1-3 атм поступает по раздельным нагнетательным трактам к соплам двух видов на нижней поверхности корпуса по его периметру или части периметра. Первое сопло – прерывистая щель для воздуха с более низкими параметрами. Второе комбинированное сопло – продольная прерывистая щель с подвижно установленными в ней круглыми соплами, изменяющими боковой и продольный угол наклона. Нижняя поверхность средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек. В задней части транспортного средства подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла. К ним из воздушно-распределительного отсека системой заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов. Стабилизатор с тремя рулями высоты стабилизирует действие вертикальных сил при полете. Крайние рули могут работать элеронами. Курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота. Изобретение позволяет повысить эксплуатационные качества транспортного средства и обеспечить безопасность его эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 14 ил.

Группа изобретений относится к наземно-воздушным транспортным средствам, способным двигаться на воздушной подушке, осуществлять вертикальный подъем, висение и свободный полет.

Известен способ улучшения аэродинамического качества летательного аппарата и конструкция летательного аппарата для его осуществления (международная заявка 096/33896, МПК B60V 1/08, международная публикация 31.10.96 г.). Указанный способ заключается в том, что при полете летательного аппарата между его крылом и экранирующей поверхностью создается зона повышенного давления. При достижении скорости, превышающей скорость экранного полета, часть воздуха из зоны повышенного давления отводят и ускоряют до скорости, превышающей скорость набегающего потока воздуха, а затем выпускают его на верхнюю поверхность крыла в направлении к его задней кромке. В результате повышения скорости обтекания верхней поверхности крыла здесь понижается давление, а следовательно, возрастает подъемная сила, что в конечном итоге повышает аэродинамическое качество летательного аппарата. Летательный аппарат имеет планер, входящие в его состав левое и правое крыло с продольными и поперечными силовыми элементами, а также с каналами, расположенными между продольными силовыми элементами. Разгон летательного аппарата за пределы скоростей экранного полета ведет к увеличению высоты полета и к снижению экранной составляющей подъемной силы.

Недостатком известного летательного аппарата является отсутствие подъемных сил для совершения вертикального взлета и посадки.

Наиболее близким к предлагаемой группе изобретений является способ создания системы сил летательного аппарата и летательный аппарат – наземно-воздушная амфибия – для его осуществления (патент РФ 2317220, МПК B60V 1/00, B60F 5/02, опубликовано 2008.02.20). Способ создания системы сил летательного аппарата включает создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего газовоздушное рабочее тело, которое формируют в газовоздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потоков, для чего летательный аппарат выполняют с платформой, которую совместно с несущим крылом оформляют как составное крыло, при этом платформа служит силовой конструкцией планера, частью несущей поверхности малого удлинения и с большой хордой, нижней поверхности платформы придают положительный установочный угол атаки, в результате чего создают основную часть подъемной силы при экранном движении и свободном полете, профиль платформы на виде сбоку оформляют по аэродинамической форме, для этого фюзеляж размещают в передней верхней части платформы, движительно-нагнетательный комплекс накрывают капотом и располагают в задней части платформы, тем самым при работе воздухозаборника создают дополнительную тяговую и подъемную силу за счет интенсивного отсоса пограничного слоя воздуха с верхней поверхности профиля, внутри платформы создают газовоздушный тракт с каналами и устанавливают в них аэродинамические профили с положительным углом атаки к вектору скорости набегающего потока рабочего тела, этими профилями одновременно отклоняют поток рабочего тела для безударного входа его в сопла струйного ограждения воздушной подушки и создают подъемную силу, величина которой может быть численно большей массы летательного аппарата, чем обеспечивают его вертикальный взлет на допустимую высоту, при закрытых створках реактивных насадков разгоняют рабочее тело в соплах струйного ограждения до скоростей, формирующих «жесткое» ядро струй длиной 7-8 калибров сечения сопла, чем обеспечивают надежное удержание повышенного давления в камерах воздушной подушки на высоте 7-8 калибров сечения сопла, при этом струи выдувают под углом к опорной поверхности, чем обеспечивают непрерывное нагнетание рабочего тела в камеры воздушной подушки, при установке створок в промежуточное положение обеспечивают наполнение статической воздушной подушки с подъемом летательного аппарата на требуемую высоту, его маневрирование и разгон, при наборе горизонтальной скорости создают подъемные силы – силы динамического давления от сжатия воздуха между опорной поверхностью и нижней поверхностью платформы, по мере набора крейсерской скорости створками уменьшают расход рабочего тела в воздушную подушку, одновременно увеличивая его расход на горизонтальную тягу, оптимальный режим движения создают при отключении статической воздушной подушки, управляют полетом с помощью газодинамических рулей высоты и рулей направления, причем рулями высоты выполняют две функции – балансировку и управления аппаратом в пространстве как в режиме «висения», так и во всем диапазоне эксплуатационных скоростей движения. Летательный аппарат – наземно-воздушная амфибия – содержит фюзеляж, несущее крыло с концевыми шайбами, закрылки, рули высоты и направления, скеги с калиброванными соплами, движительно-нагнетательный комплекс, камеры статической воздушной подушки, расположенные по принципу трехопорного шасси и снабженные струйным ограждением, а также средства механизации и управления, причем амфибия снабжена платформой, которая совместно с присоединенным к ней несущим крылом оформлена как составное крыло, нижняя поверхность платформы имеет положительный установочный угол атаки, профиль платформы на виде сбоку имеет аэродинамическую форму, близкую к треугольнику, при этом фюзеляж обтекаемой формы расположен в передней части платформы, движительно-нагнетательный комплекс закрыт капотом и размещен в верхней части кормы платформы, каналы газовоздушного тракта расположены внутри платформы с возможностью подачи по ним рабочего тела к системе сопел струйного ограждения и наполнения воздушной подушки, в каналах дополнительно встроены аэродинамические крыльевые профили, реактивные насадки со створками газораспределения установлены в корме платформы, на выходе из реактивных насадков расположены две ступени рулей направления и рулей высоты, продольные скеги установлены по краям и в середине низа платформы, внутри скегов расположены сопла струйной завесы ограждения воздушной подушки, в нижней части каждого скега имеются надувные баллонеты с возможностью равномерного распределения нагрузки на скег при стоянке на неровной поверхности.

К недостаткам известного способа создания системы сил летательного аппарата и конструкции летательного аппарата – наземно-воздушной амфибии, – реализующей способ, относятся:

– воздушная подушка воздействует только на платформу, а она имеет относительно небольшую площадь, поэтому подъемная сила У₁=PS небольшая;

– сила «У₂» малосущественна, т.к. требует для реализации очень высоких параметров газовоздушного рабочего тела;

– сила «У₃», получаемая обдуванием профилей в каналах газовоздушного тракта, будет гораздо меньше заявленной в связи с тем, что рабочее тело, проходящее по каналам, будет иметь турбулентную структуру, а приведенный расчет предполагает ламинарное обтекание;

– громоздкий и тяжелый движительно-нагнетательный комплекс (ДНК);

– высокие требования к газовоздушному рабочему телу;

– большой расход газовоздушного рабочего тела 160 кг/с;

– повышенная энерговооруженность и расход топлива;

– большая собственная масса;

– малая несущая площадь;

– малая площадь воздушной подушки;

– откидные консоли не выполняют функции хвостового оперения;

– неуправляемость и высокая опасность при отказе двигателя.

Задачей группы изобретений является устранение указанных недостатков и создание универсального воздушного транспортного средства, более простого по конструкции, более экономичного, более управляемого и надежного в эксплуатации.

Поставленная задача реализуется способом создания системы сил универсального воздушного транспортного средства и универсальным воздушным транспортным средством для его осуществления.

Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства (УВТС) включает создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего воздушное рабочее тело, которое формируют в воздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потока, профиль транспортного средства оформляют по аэродинамической форме, движительно-нагнетательный комплекс размещают в задней части корпуса, внутри которого создают воздушный тракт с каналами, причем универсальное воздушное транспортное средство имеет компоновку – «летающее крыло», корпус транспортного средства в плане сверху имеет форму от круглой до трех- или многоугольной, в средней части корпуса расположен фюзеляж, плавно переходящий в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для увеличения создаваемой подъемной силы, изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев выполнены всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атмосферы, а воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атмосфер поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами и представляющее собой прерывистую щель, формирует выходящий воздух в продольную струю, направляет ее под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства и наполняет создаваемую под УВТС воздушную подушку, ко второму, комбинированному, соплу, представляющему собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого сечения, по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением – к продольной щели, а с более высоким давлением – к подвижным круглым соплам, которые выполнены с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона, комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства, при этом воздух, вырывающийся из круглых сопел и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку и создает дополнительную подъемную силу, при этом сумма всех подъемных сил превысит вес транспортного средства и позволит осуществить вертикальный взлет, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей, для создания нескольких воздушных подушек, чтобы воспрепятствовать бесконтрольному перетеканию воздуха под всей несущей поверхностью и тем самым увеличить продольную и поперечную устойчивость, а маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняют путем изменения направления движения «армирующих» струй с помощью управляемых круглых сопел, что приводит к перетеканию воздушных потоков, изменению центра давления воздушной подушки и возникновению сил, вызывающих наклон, поворот и поступательное движение транспортного средства, а создание и регулирование крена УВТС осуществляется приоткрытием групп аэродинамических профилей на различных участках верхней поверхности крыла, в задней части УВТС подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, изменяя наклон и поворот ходовых сопел, а также перераспределяя с помощью системы заслонок количество проходящего через сопла воздуха, создают тяговые и управляющие силы, позволяющие УВТС увеличивать и уменьшать скорость, изменять угол атаки, выполнять крены и повороты, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.

Универсальное воздушное транспортное средство (УВТС) включает корпус, фюзеляж, несущее крыло, рули высоты и направления, движительно-нагнетательный комплекс, средства механизации и управления, причем корпус имеет компоновку – летающее крыло, фюзеляж с аэродинамическим профилем расположен в середине корпуса и плавно переходит в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, движительно-нагнетательный комплекс расположен внутри корпуса и не выступает на его контуры, каналы воздушного тракта расположены внутри корпуса, а сам воздушный тракт состоит из двух частей: всасывающей и нагнетающей, при этом всасывающая часть включает в себя расположенные под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атмосфер, а воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атмосфер поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом первое сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами, представляет собой прерывистую щель, второе, комбинированное, сопло представляет собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого сечения с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек, в задней части УВТС подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, а курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.

Группа изобретений иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 – общий вид предлагаемого транспортного средства, на фиг.2 – вид сверху, на фиг.3 – вид сбоку, на фиг.4 – продольный разрез по А-А на фиг.2, на фиг.5 – вид спереди, на фиг.6 – вид сзади, на фиг.7 – вид снизу, на фиг.8 – увеличенный участок с фиг.7, на фиг.9 – комбинированная сопловая схема, на фиг.10 – схема всасывающего воздушного тракта, на фиг.11 – схема выходного воздушного тракта, на фиг.12 – схема крыла с закрытыми аэродинамическими профилями, на фиг.13 – схема создания двух частей подъемной силы, на фиг.14 – схема формирования нескольких воздушных подушек.

Универсальное воздушное транспортное средство (УВТС) (фиг.1) имеет компоновку – летающее крыло, что позволяет создать прочную, легкую и объемную конструкцию с множеством функциональных каналов и отсеков, одновременно являющихся силовыми элементами, усиливающими общую жесткость. В плане сверху (фиг.2) корпус имеет овально-треугольную форму, возможно также выполнение корпуса в виде круга или многоугольника. Крылья 4 имеют аэродинамический профиль. В середине УВТС плавно выделяется фюзеляж 6, который тоже имеет аэродинамический профиль. В передней части корпуса расположен фонарь 1 кабины пилота, а по бокам – иллюминаторы 2 для пассажиров. В задней части установлены два киля 7 со стабилизатором 8. На стабилизаторе – три руля 9 высоты. Крайние рули могут использоваться как элероны. На киле имеются рули поворота 10 (фиг.3). В задней части корпуса расположено основное ходовое сопло 12 (фиг.6). В задней части крыльев имеются дополнительные сопла 11. Основное и дополнительные сопла выполнены с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях (вверх-вниз, вправо-влево). На верхней поверхности крыла 4, повторяя ее форму, подвижно установлены имеющие аэродинамический профиль пластины 3 (фиг.12). Они могут открываться и закрываться как группами, так и по отдельности, меняя площадь образующейся при этом воздухозаборной щели. Под пластинами внутри крыла проходит всасывающий воздушный тракт 25 (фиг.13). Внутри фюзеляжа выполнен отсек 13 (фиг.4) для пилота и пассажиров (груза), моторный отсек 14 с двигателем 16 и воздушно-распределительный отсек 15. Отсеки изолированы друг от друга. В воздушно-распределительном отсеке установлен блок вентиляторов 17, 18 двух типов. Первый тип вентиляторов 18 создает давление воздуха P₁ от 0,05 до 0,5 атм. Второй тип вентиляторов 17 создает давление Р₂ от 0,1 до 3 атм. Вентиляторы расположены внутри корпуса УВТС и не выступают наружу. Воздушно-распределительный отсек посредством системы створок 19 (фиг.4) сообщается с всасывающими 25 (фиг.10) и нагнетательными 26 (фиг.11), 27 (фиг.14) воздушными трактами.

Нижняя поверхность 20 носовой части корпуса (фиг.5) плавно приподнята вверх. От начала этого изгиба по всему периметру на нижней поверхности корпуса установлены три ряда сопел 21, 22, 23 (фиг.7). Простое сопло 22 представляет собой прерывистую щель шириной от 1 до 10 см. К нему подается более низкое давление Р₁ (фиг.9). Комбинированное сопло 21, 23 представляет собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней раздельными соплами 28 круглого сечения. Диаметр круглого сопла от 1 до 5 см, расстояние между соплами до 3 диаметров сопла. К комбинированному соплу по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением P₁ – к продольной щели 22, а с более высоким давлением P₂ – к подвижным круглым соплам 28 (фиг.8), которым предусмотрена возможность изменять боковой и продольный угол наклона. Нижняя поверхность корпуса разделена комбинированными соплами 23 (фиг.7) на три части. В нижней части фюзеляжа имеются выдвижные опорные площадки 24, предназначенные для фиксации горизонтального положения УВТС во время стоянки на неровной поверхности.

УВТС работает следующим образом. Двигатель 16 (фиг.4) вращает блок вентиляторов 17, 18. Воздух из атмосферы через щели, созданные приоткрытыми аэродинамическими профилями 3 (фиг.13) на верхней поверхности крыльев 4, по всасывающему воздушному тракту 25 устремляется к вентиляторам. При этом давление воздуха на верхней поверхности крыльев уменьшается. Создается первая часть подъемной силы – «У₁». На входе во всасывающую полость воздушного тракта 25 крыла 4 атмосферный воздух ламинарно обтекает приоткрытые аэродинамические профили 3, каждый из которых создает дополнительную подъемную силу «У₂». Их сумма составит вторую часть подъемной силы универсального воздушного транспортного средства. Выполнив работу по созданию двух частей подъемной силы, воздух поступает к вентиляторам 17, 18. Один тип вентиляторов 18 сжимает воздух до давления Р₁ от 0,05 до 0,5 атм. Второй тип вентиляторов 17 – до давления Р₂ от 0,1 до 3 атм. Воздух P₁ от первого типа вентиляторов поступает в воздушно-распределительный отсек 15, оттуда через систему распределительных створок 19 (фиг.4) направляется в нагнетательный тракт воздушной подушки 31 (фиг.14) и через сопла 21, 22, 23 устремляется под крылья и фюзеляж транспортного средства. Воздух с давлением Р₂ от вентиляторов второго типа по тракту высокого давления (на чертежах не показано) подается к подвижным круглым соплам, установленным в комбинированных соплах 23, 21 (фиг.9). Комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом от 30° до 90° к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства, при этом воздух, вырывающийся из круглых сопел 28 и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла 21, 23, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку. Поскольку комбинированными соплами 23 (фиг.14) нижняя поверхность корпуса разделена на три части, то и создаваемая всеми соплами воздушная подушка будет состоять из трех частей. Это обеспечивает более надежное удержание воздушной подушки и увеличивает продольную и поперечную устойчивость УВТС. Давление воздуха на нижнюю поверхность крыльев 4 и фюзеляжа 6 создает подъемную силу «У₃». Совместное действие сил «У₁», «У₂» и «У₃» позволяет, подобно вертолету, подниматься на заданную высоту. Основными параметрами, регламентирующими высоту полета, являются мощность двигателя, несущая площадь транспортного средства и плотность воздуха. В режиме поступательного горизонтального полета при положительных углах атаки у «летающего крыла» дополнительно возникает традиционная подъемная сила «У₄». Для уменьшения лобового сопротивления с увеличением скорости полета аэродинамические профили 3 могут закрываться, тогда воздух к вентиляторам будет поступать через дополнительные открывающиеся воздухозаборники 5 (фиг.3) в задней части корпуса и крыльев. Маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняются с помощью изменения угла наклона управляемых круглых сопел 28 (фиг.8). Это приводит к перераспределению воздушных потоков и изменению давления в разных частях воздушной подушки, что и позволит транспортному средству поворачивать и двигаться в нужном направлении. Для поступательного, скоростного передвижения воздух давлением P₁ подается в выходной воздушный тракт 26 (фиг.11) и распределяется посредством системы створок в нужные ходовые сопла 11, 12. Пространственное управление транспортным средством по углу атаки, кренам и курсу может осуществляться рулями высоты и элеронами 9, ходовыми соплами 11, 12, аэродинамическими профилями 3 на верхней поверхности крыла 4, рулями поворотов 10 и управляемыми соплами 28 с давлением Р₂.

Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства реализуется следующим образом.

Предложенный способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства включает создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса вырабатывающего газовоздушное рабочее тело и отличается тем, что универсальное воздушное транспортное средство имеет компоновку – летающее крыло, что позволяет создать объемную, легкую и прочную конструкцию с множеством функциональных трактов, каналов и отсеков, одновременно являющихся силовыми элементами, усиливающими общую жесткость. В плане сверху имеет форму от круглой до трех- и многоугольной с большой несущей площадью. Крылья имеют аэродинамический профиль. В середине УВТС плавно выделяется корпус (фюзеляж), который тоже имеет аэродинамический профиль. На верхней поверхности крыла, повторяя ее форму, подвижно установлены имеющие аэродинамический профиль пластины, которым предусмотрена возможность управляемо приоткрываться и закрываться как группами, так и по отдельности, меняя площадь образующейся при этом щели. Под аэродинамическими профилями внутри крыла проходит всасывающий воздушный тракт. Воздух из атмосферы засасывается с верхней поверхности крыльев через щели, образованные приоткрытыми профилированными аэродинамическими профилями и по всасывающим воздушным трактам устремляется к блоку вентиляторов. При этом давление воздуха на верхней поверхности крыльев уменьшается. Создается первая часть подъемной силы. На входе во всасывающую полость крыла атмосферный воздух ламинарно обтекает приоткрытые профилированные аэродинамические профили, каждый из которых создает дополнительную подъемную силу. Сумма этих сил составит вторую часть подъемной силы. Выполнив работу по созданию двух частей подъемной силы, воздух поступает к вентиляторам. Нагнетательный комплекс состоит из двигателя, трансмиссии и блока вентиляторов двух типов, сжимающих воздух до разных параметров и направляющих его по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным в нижней части транспортного средства по его периметру. При этом сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами и представляющее собой прерывистую щель, формирует выходящий воздух в продольную струю, направляет ее под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства и наполняет создаваемую под УВТС воздушную подушку. Ко второму, комбинированному, соплу, представляющему собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого сечения, по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением – к продольной щели, а с более высоким давлением – к подвижным круглым соплам, которым предусмотрена возможность изменять боковой и продольный угол наклона. Комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства. При этом воздух, вырывающийся из круглых сопел и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку. Давление воздуха внутри воздушной подушки, умноженное на рабочую площадь нижней поверхности УВТС, составит третью составную часть подъемной силы. С увеличением скорости и количества продуваемого воздуха сумма трех подъемных сил превысит вес воздушного транспортного средства и позволит осуществить вертикальный взлет. Нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей с целью создания нескольких воздушных подушек, чтобы препятствовать бесконтрольному перетеканию воздуха под всей несущей поверхностью и тем самым увеличить продольную и поперечную устойчивость. Маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняются путем изменения направления движения «армирующих» струй с помощью управляемых круглых сопел. Это приводит к перетеканию воздушных потоков, изменению центра давления воздушной подушки и возникновению сил, вызывающих наклон, поворот и поступательное движение транспортного средства. Приоткрытие групп профилированных аэродинамических профилей на различных участках верхней поверхности крыла будет вызывать там усиление подъемной силы и соответствующий крен. В задней части УВТС подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы заслонок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов. Изменяя наклон и поворот ходовых сопел, а также перераспределяя с помощью системы заслонок количество проходящего через сопла воздуха, создают тяговые и управляющие силы, позволяющие УВТС увеличивать и уменьшать скорость, изменять угол атаки, выполнять крены и повороты. Для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, конструкцией предусмотрен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов. Курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.

Предлагаемая группа изобретений позволяет создать универсальное воздушное транспортное средство, сочетающее в себе полезные качества амфибии, судна на воздушной подушке и вертолета. Высокая аэродинамичность и мощная создаваемая воздушная подушка позволяют эксплуатировать транспортное средство в условиях бездорожья, Крайнего Севера, тундры, заболоченных и труднопроходимых территорий.

Отсутствие скегов, отсутствие прямого доступа к вентиляторам улучшает аэродинамику, исключает травмирование людей и разрушение вентиляторов посторонними предметами.

Формула изобретения

1. Способ создания системы сил универсального воздушного транспортного средства, включающий создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего воздушное рабочее тело, которое формируют в воздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потока, профиль транспортного средства оформляют по аэродинамической форме, движительно-нагнетательный комплекс размещают в задней части корпуса, внутри которого создают воздушный тракт с каналами, отличающийся тем, что универсальное воздушное транспортное средство имеет компоновку – «летающее крыло», корпус транспортного средства в плане сверху имеет форму от круглой до трех- или многоугольной, в средней части корпуса расположен фюзеляж, плавно переходящий в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев выполнены всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атм и воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атм поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами и представляющее собой прерывистую щель шириной от 1 до 10 см, формирует выходящий воздух в продольную струю, направляет ее под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства и наполняет создаваемую под универсальным воздушным транспортным средством воздушную подушку, а ко второму, комбинированному соплу, представляющему собой продольную прерывистую щель шириной от 1 до 10 см с подвижно установленными в ней как минимум в один ряд отдельными соплами круглого или овального сечения, по двум нагнетательным трактам подводится воздух с двумя параметрами, причем с более низким давлением – к продольной щели, а с более высоким давлением – к подвижным круглым соплам, которые выполнены с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона воздушных струй, комбинированное сопло формирует и направляет воздушные потоки под углом к поверхности земли по направлению от периферии к центру воздушного транспортного средства, при этом воздух, вырывающийся из круглых сопел и обладающий более высокой кинетической энергией, выполняет «армирующую» роль и, увлекая за собой воздух с более низкими параметрами из продольного сопла, образует вместе с ним плотную воздушную завесу и дополнительно наполняет воздушную подушку и создает дополнительную подъемную силу, при этом сумма всех подъемных сил превышает вес транспортного средства и позволяет осуществлять вертикальный взлет, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек, чтобы воспрепятствовать бесконтрольному перетеканию воздуха под всей несущей поверхностью и тем самым увеличить продольную и поперечную устойчивость, а маневры на малой высоте и в ограниченном пространстве выполняют путем изменения направления движения «армирующих» струй с помощью управляемых круглых сопел, что приводит к перетеканию воздушных потоков, изменению центра давления воздушной подушки и возникновению сил, вызывающих наклон, поворот и поступательное движение транспортного средства, а создание и регулирование крена универсального воздушного транспортного средства осуществляется приоткрытием групп аэродинамических профилей на различных участках верхней поверхности крыла, в задней части универсального воздушного транспортного средства подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы створок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, изменяя наклон и поворот ходовых сопел, а также, перераспределяя с помощью системы створок количество проходящего через сопла воздуха, создают тяговые и управляющие силы, позволяющие универсальному воздушному транспортному средству увеличивать и уменьшать скорость, изменять угол атаки, выполнять крены и повороты, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.

2. Универсальное воздушное транспортное средство, включающее корпус, фюзеляж, несущее крыло, рули высоты и направления, движительно-нагнетательный комплекс, средства механизации и управления, отличающееся тем, что корпус имеет компоновку «летающее крыло», фюзеляж с аэродинамическим профилем расположен в середине корпуса и плавно переходит в крылья, верхняя поверхность которых или ее часть сформирована с помощью подвижно установленных с возможностью приоткрывания и закрывания аэродинамических профилей для изменения площади образующихся при этом в крыльях воздухозаборных щелей, угла атаки воздушного потока и создаваемой подъемной силы, движительно-нагнетательный комплекс расположен внутри корпуса и не выступает за его контуры, каналы воздушного тракта расположены внутри корпуса, а сам воздушный тракт состоит из двух частей: всасывающей и нагнетающей, при этом всасывающая часть включает в себя расположенные под указанными аэродинамическими профилями внутри крыльев всасывающие воздушные тракты с системой створок, движительно-нагнетательный комплекс содержит блок вентиляторов как минимум двух типов, расположенных внутри корпуса транспортного средства, не выступая за его габариты, при этом воздух от первого вентилятора давлением от 0,05 до 0,5 атм, а воздух от второго вентилятора давлением от 0,1 до 3 атм поступает по раздельным нагнетательным трактам к двум видам сопел, расположенным на нижней поверхности корпуса транспортного средства по его периметру или части периметра, при этом первое сопло, пропускающее воздух с более низкими параметрами, представляет собой прерывистую щель, второе, комбинированное, сопло представляет собой продольную прерывистую щель с подвижно установленными в ней отдельными соплами круглого или овального сечения, с возможностью изменять боковой и продольный угол наклона, причем нижняя поверхность транспортного средства комбинированными соплами разделена на несколько частей для создания нескольких воздушных подушек, в задней части универсального воздушного транспортного средства подвижно установлены основное и вспомогательные ходовые сопла, к которым из воздушно-распределительного отсека с помощью системы створок через выходной воздушный тракт направляется воздух от блока вентиляторов, а для стабилизации вертикальных сил, действующих на летательный аппарат в полете, выполнен стабилизатор с тремя рулями высоты, крайние из которых могут использоваться в качестве элеронов, а курсовую устойчивость обеспечивают два киля с рулями поворота.

РИСУНКИ