летательный аппарат - аэроплан с машущим винтом (жукоплан)

Формула изобретения

1. Летательный аппарат с воздушным винтом - аэроплан, содержащий фюзеляж с кабиной, опорные колеса, крылья, жестко скрепленные с фюзеляжем, элероны на крыльях, служащие рулями разворота, киль и стабилизатор с рулями поворота и подъема, закрепленные в хвостовой части фюзеляжа, отличающийся тем, что на летательном аппарате применен многолопастной воздушный винт с машущими лопастями, приводимый кривошипно-шатунным механизмом с двумя кривошипными валами, расположенными один внутри другого, содержащий основной кривошипный вал с полой коренной шейкой и вспомогательный кривошипный вал синхронизации с кривошипами на концах, установленными под углом 30° или в диапазоне углов от 0° до 180° относительно основного кривошипного вала, выходящие наружу по бокам фюзеляжа под крыльями, лопасти винта, закрепленные подвижно широкими концами на кривошипах основного кривошипного вала, рычаги поворота лопастей, шарнирно прикрепленные одними концами к широким концам лопастей винта, шатуны, шарнирно связанные одними концами с рычагами поворота лопастей, а другими концами с кривошипами вспомогательного кривошипного вала синхронизации, и привод механизма синхронной работы кривошипных валов, образованный кинематически взаимосвязанной трансмиссией в составе параллельно расположенного промежуточного вала, полой коренной шейки основного кривошипного вала, разделенной на две части, и коренной шейки вспомогательного кривошипного вала синхронизации, расположенного внутри полой коренной шейки основного кривошипного вала, при этом кривошипные валы расположены параллельно между собой и поперечной осью фюзеляжа с передаточным числом вращения /Н=1:1/ один к одному в одном направлении, при этом кривошипы основного и вспомогательного валов расположены по концам валов не параллельно, а развернуты на угол 30° или в диапазоне углов от 0° до 180° относительно основного кривошипа в целях получения плавного, стабильного, дифференцированного, синхронного вращательно-колебательного движения лопастей воздушного винта с разными углами атаки при движении кривошипов кривошипных валов по конусообразной кольцевой траектории.

2. Летательный аппарат с воздушным винтом по п.1, отличающийся тем, что на примененном многолопастном воздушном винте с машущими лопастями, приводимом кривошипно-шатунным механизмом с двумя кривошипными валами, расположенными один внутри другого, предусмотрена постановка кривошипно-шатунного механизма с одним вращающимся кривошипным валом, а второй вспомогательный кривошипный вал синхронизации жестко крепится в корпусе фюзеляжа средней коренной шейкой, а по концам его ставятся по одному кривошипу, которые кинематически шарнирно связаны через шатуны с рычагами поворота лопастей воздушного винта, установленные жестко на широких концах лопастей винта снизу перпендикулярно плоскости, при этом промежуточный вал привода, установленный параллельно кривошипным валам, кинематически трансмиссией связан с двумя частями полой коренной шейки основного кривошипного вала, а кривошипы вспомогательного кривошипного вала синхронизации ставятся не параллельно кривошипу основного кривошипного вала, а развернуты назад против хода на угол 30° или в диапазоне углов от 0° до 180° в целях получения плавного, стабильного, дифференцированного, синхронного вращательно-колебательного движения лопастей воздушного винта по конусообразной кольцевой траектории.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано авиационной промышленностью в строительстве летательных аппаратов нового варианта конструкции с воздушными винтами машущего типа, обладающего новыми качествами взлета, полета и посадки на малой взлетной полосе.

Известны наиболее близким техническим решением к изобретению малогабаритные летательные аппараты - аэропланы с воздушным винтом, расположенным в носовой части фюзеляжа, содержащие фюзеляж с кабиной, опорные колеса, крылья, жестко скрепленные с фюзеляжем, элероны на крыльях, служащие рулями разворота, киль и стабилизатор с рулями поворота и подъема, закрепленные в хвостовой части фюзеляжа.

Недостатком известных малогабаритных летательных аппаратов-аэропланов является большая полоса пробега при взлете и посадке при больших затратах силовой энергии.

Целью настоящего изобретения является создание летательного аппарата с воздушным винтом нового варианта конструкции, способного осуществлять взлет, полет и посадку с малым пробегом и малыми затратами силовой энергии, как майский жук, стрекоза, птица.

Эта цель достигается за счет усовершенствования конструкции воздушного винта и определения места его расположения, как у жука, летательного аппарата - аэроплана с воздушным винтом, содержащего фюзеляж с кабиной, опорные колеса, крылья, жестко скрепленные с фюзеляжем, элероны на крыльях, служащие рулями разворота, киль и стабилизатор с рулями разворота и подъема, закрепленные в хвостовой части фюзеляжа, отличающегося тем, что на летательном аппарате применен многолопастной воздушный винт с машущими лопастями, расположенными по бокам фюзеляжа под крыльями, приводимый кривошипно-шатунным механизмом с двумя кривошипными валами, расположенными один внутри другого, содержащий основной кривошипный вал с полой коренной шейкой и вспомогательный кривошипный вал синхронизации с кривошипами на концах, установленными под углом 30°, который может быть меньше, равен или больше до 180°, выходящий кривошипами наружу по бокам фюзеляжа под крыльями, лопасти винта, закрепленные подвижно широкими концами на кривошипах основного кривошипного вала, рычаги поворота лопастей, шарнирно прикрепленные одними концами к широким концам лопастей винта, шатуны, шарнирно связанные одними концами с рычагами поворота лопастей, а другими концами - с кривошипами вспомогательного кривошипного вала синхронизации, и привод механизма синхронной работы кривошипных валов, образованный кинематически взаимосвязанной трансмиссией в составе: параллельно расположенного промежуточного вала, полой коренной шейки основного кривошипного вала, разделенной на две части, и коренной шейки вспомогательного кривошипного вала синхронизации, расположенного внутри полой коренной шейки основного кривошипного вала, при этом кривошипные валы расположены параллельно между собой и поперечной осью фюзеляжа с передаточным числом вращения /H=1:1/ один к одному в одном направлении, при этом кривошипы основного и вспомогательного валов расположены между собой не параллельно, а развернуты на угол 30°, который может быть меньше, равен или больше до 180° относительно основного кривошипного вала, в целях получения плавного, стабильного, дифференцированного, синхронного вращательно-колебательного движения лопастей воздушного винта с разными углами атаки при движении кривошипов кривошипных валов по конусообразной кольцевой траектории, кроме этого отличающегося тем, что на примененном многолопастном воздушном винте с машущими лопастями, приводимом кривошипно-шатунным механизмом с двумя кривошипными валами, расположенными один внутри другого, предусмотрена постановка кривошипно-шатунного механизма с одним вращающимся кривошипным валом, а второй вспомогательный кривошипный вал синхронизации жестко крепится в корпусе фюзеляжа средней коренной шейкой, а по концам его ставятся по одному кривошипу, которые кинематически шарнирно связаны через шатуны с рычагами поворота лопастей воздушного винта, установленные жестко на широких концах лопастей винта снизу перпендикулярно плоскости, при этом промежуточный вал привода, установленный параллельно кривошипным валам, кинематически трансмиссией связан с двумя частями полой коренной шейки основного кривошипного вала, а кривошип вспомогательного кривошипного вала синхронизации ставится не параллельно кривошипу основного кривошипного вала, а развернут назад против хода на угол 30°, который может быть меньше, равен или больше до 180°, в целях получения плавного, стабильного, дифференцированного, синхронного вращательно-колебательного движения лопастей воздушного винта с разными углами атаки при движении лопастей воздушного винта по конусообразной кольцевой траектории.

На фиг.1 показана в одной проекции схема устройства многолопастного воздушного винта с машущими лопастями, приводимого кривошипно-шатунным механизмом с двумя вращающимися кривошипными валами, а на фиг.2 показана в одной проекции схема устройства многолопастного воздушного винта с машущими лопастями, приводимого кривошипно-шатунным механизмом с одним вращающимся кривошипным валом.

Устройство. Основой новизны конструкции летательного аппарата-аэроплана является применение многолопастного воздушного винта машущего типа с машущими лопастями 6 и расположение его с боков фюзеляжа 4 под крыльями 5, приводимого в движение кривошипно-шатунным механизмом с двумя кривошипными валами 1 и 2, расположенными один внутри другого, - основным рабочим кривошипным валом 1 с полой коренной шейкой, разделенной посредине на две части, и вспомогательным кривошипным валом 2 синхронизации, которые по концам наделены кривошипами 3, установленными под углом 30°, который может быть меньше, равен или больше до 180°. Кривошипные валы 1 и 2 между собой в фюзеляже 4 расположены параллельно и параллельно поперечной оси фюзеляжа, вращаются в одном направлении с равной угловой скоростью - один к одному /Н=1:1/, при этом на кривошипах 3 основного кривошипного вала 1 широкими концами крепятся шарнирно лопасти 6 воздушного винта c закрепленными на них рычагами поворота 7, которые вторыми концами шарнирно связаны с шатунами 8, закрепленными шарнирно на кривошипах 3 вспомогательного кривошипного вала 2 синхронизации, при этом кривошипы 3 вспомогательного кривошипного вала 2 синхронизации развернуты относительно кривошипа 3 основного кривошипного вала 1 на угол 30°, который может быть меньше, равен или больше до 180°. Разворот кривошипов 3 на угол 30° необходим в целях получения плавного, стабильного, дифференцированного вращательно-колебательного движения лопастей 6 воздушного винта с заданными углами атаки. Кривошипные валы 1 и 2 между собой кинематически связаны через промежуточный вал 10 с приводом 9 трансмиссией, дающей возможность делать вспомогательный кривошипный вал 2 вращающимся и не вращающимся.

Работа. Новый вариант конструкции многолопастного воздушного винта с машущими лопастями, расположенными по бокам фюзеляжа под крыльями, служит для создания воздушного потока под крыльями наиболее плотного с разносторонним направлением по желанию пилота, что и способствует созданию наибольшей подъемной силы непосредственно под фюзеляжем и крыльями в единицу времени, тем самым способствует быстрому отрыву от земли летательного аппарата при малом разбеге при взлете, а также и при посадке парашютирующим образом. Такое расположение лопастей под крыльями с боков фюзеляжа и движение лопастей воздушного винта копирует не только жуков и птиц, но и стрекоз на 100%.

Жукоплан - это новый вариант летательной техники, которому будут рады аэролюбители воздухоплавания, как велосипеду.

Источники информации

1. Журналы: Моделист-Конструктор .

2. Живая природа: майские жуки, птицы, стрекозы.

3. Прототип. Патент США № 2021627, 1936 г.