Устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки

 

Использование: в авиации, в транспорте при создании различных средств передвижения над земной и водной поверхностями. Сущность изобретения: устройство содержит источник потока воздуха и подъемные плоскости, выполненные в виде множества аэродинамических поверхностей, опоясывающих источник потока воздуха и образующих в совокупности кольцевое щелевое крыло. Хотя бы часть аэродинамических поверхностей установлена под углом атаки к потоку воздуха, идущему от источника потока воздуха в радиальном направлении. Устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки снабжено направляющим аппаратом, кольцевым радиальным диффузор - эжектором и кольцевым экраном, установленным под аэродинамическими поверхностями. Направляющий аппарат и кольцевой радиальный диффузор-эжектор выполнены совмещенными и установлены между источником потока воздуха и аэродинамическими поверхностями. Каждая аэродинамическая поверхность имеет в радиальном сечении крыловой профиль. Источник потока воздуха выполнен в виде центробежного нагнетателя. 2 ил.

Изобретение относится к авиации и может быть использовано в транспорте при создании различных средств передвижения над земной и водной поверхностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки, содержащее источник потока воздуха и подъемные плоскости, выполненные в виде множества аэродинамических поверхностей, опоясывающих источник потока воздуха и образующих в совокупности кольцевое щелевое крыло, при этом хотя бы часть аэродинамических поверхностей установлена под углом атаки к потоку воздуха, идущему от источника потока воздуха в радиальном направлении.

Недостатком вышеуказанного устройства является небольшая подъемная сила, приходящаяся на единицу мощности силовой установки летательного аппарата, так как выпуск воздуха на верхние поверхности подъемных плоскостей со скоростью тем большей, чем ниже его статическое давление, для создания разрежения определяет и потери энергии воздуха, пропорциональные квадрату скорости выходящего на верхние поверхности подъемных плоскостей воздуха.

Техническим результатом изобретения является увеличение подъемной силы, приходящейся на единицу мощности силовой установки летательного аппарата.

Технический результат достигается тем, что устройство для создания подъемной силы в летательных аппаратах вертикального взлета и посадки, содержащее источник потока воздуха и подъемные плоскости, выполненные в виде множества аэродинамических поверхностей, опоясывающих источник потока воздуха и образующих в совокупности кольцевое щелевое крыло, при этом хотя бы часть аэродинамических поверхностей установлена под углом атаки к потоку воздуха, идущему от источника потока воздуха в радиальном направлении, снабжено направляющим аппаратом, кольцевым радиальным диффузор-эжектором и кольцевым экраном, установленным под аэродинамическими поверхностями, причем направляющий аппарат и кольцевой радиальный диффузор-эжектор выполнены совмещенными и установлены между источником потока воздуха и аэродинамическими поверхностями, каждая аэродинамическая поверхность имеет в радиальном сечении крыловой профиль, а источник потока воздуха выполнен в виде центробежного нагнетателя.

На фиг. 1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство включает силовую установку 1, соединенную через трансмиссию с центробежным нагнетателем 2, кольцевой радиальный направляющий аппарат 3, связанный с кольцевым радиальным соплом 4 кольцевого радиального диффузор-эжектора 5, подъемные плоскости, выполненные в виде множества аэродинамических поверхностей 6, имеющих в радиальном сечении крыловой профиль, опоясывающих центробежный нагнетатель 2 и образующих в совокупности кольцевое щелевое крыло 7, и кольцевой экран 8, установленный под аэродинамическими поверхностями 6. Направляющий аппарат 3 и кольцевой радиальный диффузор-эжектор 5 выполнены совмещенными и установлены между центробежным нагнетателем 2 и аэродинамическими поверхностями 6.

Устройство работает следующим образом.

Центральный нагнетатель 2, получая вращение от силовой установки 1, захватывает воздух из атмосферы и, сообщив ему энергию в виде давления и скорости, разбрасывает его в радиально-окружном направлении на вход в кольцевой радиальный направляющий аппарат 3, где с помощью профилированных лопаток поток воздуха приобретает радиальное направление, и подается в кольцевое радиальное сопло 4 кольцевого радиального диффузор-эжектора 5, где поток воздуха приобретает пониженное статическое давление относительно атмосферного.

Из кольцевого радиального сопла 4 поток воздуха проходит через кольцевой радиальный диффузор-эжектор 5, где к потоку подмешивается дополнительная масса воздуха и в диффузоре-эжекторе 5 выравнивается статическое давление до давления в окружающей атмосфере.

После кольцевого радиального диффузор-эжектора 5 поток воздуха поступает в радиальном направлении на кольцевое щелевое крыло 7, состоящее из ряда концентрично расположенных аэродинамических поверхностей 6, имеющих в радиальном сечении крыловой профиль и находящихся над кольцевым экраном 8, где он (поток воздуха) обтекает систему крыловых профилей аэродинамических поверхностей 6, двигатель над их верхней и нижней поверхностями, а также по каналу, образованному нижними частями профилей аэродинамических поверхностей 6 и кольцевым экраном 8. Кольцевой экран 8 служит для отделения потока воздуха от атмосферы, предотвращая тем самым потерю энергии потока воздуха при смешивании с атмосферой. При движении потока воздуха вокруг поверхности крылового профиля каждой аэродинамической поверхности 6 возникает циркуляционное течение пограничного слоя, которое в совокупности с течением потока воздуха над верхней поверхностью создает разрежение и возникает подъемная сила. (56) Патент США N 3469802, кл. НКИ 244-12, 1969.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ В ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ, содержащее источник потока воздуха и подъемные плоскости, выполненные в виде множества аэродинамических поверхностей, опоясывающих источник потока воздуха и образующих в совокупности кольцевое щелевое крыло, при этом хотя бы часть аэродинамических поверхностей установлена под углом атаки к потоку воздуха, идущему от источника потока воздуха в радиальном направлении, отличающееся тем, что оно снабжено направляющим аппаратом, кольцевым радиальным диффузор - эжектором и кольцевым экраном, установленным под аэродинамическими поверхностями, причем направляющий аппарат и кольцевой радиальный диффузор - эжектор выполнены совмещенными и установлены между источником потока воздуха и аэродинамическими поверхностями, каждая аэродинамическая поверхность имеет в радиальном сечении крыловой профиль, а источник потока воздуха выполнен в виде центробежного нагнетателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2