Способ образования силы тяги

 

Изобретение относится к технологии создания силовых установок транспортных средств и может быть использовано при разработке способа создания силы тяги у наземных, водных, воздушных и др. транспортных средств. Сущность изобретения: при реализации способа создания силы тяги, заключающегося в том, что в камере, заполненной текучей средой и сообщающейся с окружающей средой при помощи по крайней мере одного канала, создают давление текучей среды или меньшее, или большее, чем давление в окружающей среде, при этом в первом случае текучую среду откачивают насосом, а во втором случае текучую среду подают в камеру от источника текучей среды, размещенного или внутри камеры, или вне ее, и применяют струйную завесу из текучей среды, канал от окружающей среды ограждают струйной завесой из текучей среды, в качестве которой используют набегающий на камеру поток текучей среды. 4 ил.

Изобретение относится к технологии создания силовых установок транспортных средств и может быть использовано при разработке способа создания силы тяги у наземных, водных, воздушных и др. транспортных средств.

Известен способ образования силы тяги, заключающийся в том, что в камере, заполненной текучей средой и сообщающейся с окружающей средой при помощи по крайней мере одного канала, создают давление текучей среды или меньшее, или большее, чем давление в окружающей среде, при этом в первом случае текучую среду откачивают насосом, а во втором случае текучую среду подают в камеру от источника текучей среды, размещенного или внутри камеры, или вне ее, и применяют струйную завесу из текучей среды (GB, патент Великобритании N 1220081, B 60 V 1/14, опублик. 1971).

Однако такой способ обладает малой энергетической экономичностью.

Технический результат от реализации предлагаемого способа создания силы тяги транспортного средства состоит в повышении энергетической экономичности его эксплуатации.

Этот технический результат достигается тем, что при реализации предлагаемого способа создания силы тяги, заключающегося в том, что в камере, заполненной текучей средой и сообщающейся с окружающей средой при помощи по крайней мере одного канала, создают давление текучей среды или меньшее, или большее, чем давление в окружающей среде, при этом в первом случае текучую среду откачивают насосом, а во втором случае текучую среду подают в камеру от источника текучей среды, размещенного или внутри камеры, или вне ее, и применяют струйную завесу из текучей среды, канал от окружающей среды ограждают струйной завесой из текучей среды, в качестве которой используют набегающий на камеру поток текучей среды.

На фиг. 1 представлен фюзеляж летательного аппарата, в котором реализуется описываемый способ, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 схематически изображенный вид в плане летательного аппарата, в котором реализован способ; на фиг. 4 фюзеляж летательного аппарата, в котором реализуется предлагаемый способ, когда давление в камере его фюзеляжа больше давления в окружающей среде, и используется рециркуляция текучей среды струйной завесы, причем в качестве последней применяют набегающий поток воздуха, поперечый разрез.

Фюзеляж 1 летательного аппарата, в котором реализуется предлагаемый способ, содержит камеру 2, которая может иметь или входной канал 6 (фиг. 4) для подачи в нее воздуха от источника текучей среды (не показан) с целью создания в камере 2 давления, большего чем давление окружающей среды, или выходной канал 5 (фиг. 1) для откачивания воздуха из камеры 2 насосом (не показан) с целью создания в камере давления, меньшего, чем давление в окружающей среде. Аппарат может быть выполнен с реактивными двигателями 3 и 4, а также с объемами а и б фюзеляжа, предназначенными для размещения полезной нагрузки.

При одном варианте выполнения такого летательного аппарата камера 2 (фиг. 1-3) выполнена по крайней мере с одним каналом выхода в окружающую среду (атмосферу) с верхней стороны фюзеляжа 1, который имеет форму аэродинамического профиля и имеет прямоугольную форму в плане.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Летательный аппарат совершает горизонтальный полет на некоторой высоте с некоторой линейной скоростью (в атмосфере Земли). Набегающий поток воздуха омывает поверхность фюзеляжа 1 аппарата сверху и снизу (на фиг. 1 и 3 этот поток указан стрелками). Летательный аппарат движется в атмосферу с помощью реактивных двигателей 3 и 4. Набегающий поток воздуха, омывающий фюзеляж с его верхней стороны, изолирует его выходной канал из камеры 2 от окружающей среды (от атмосферы) струйной завесой, которую образует этот поток. Одновременно с этим через канал 5 одним или несколькими насосами воздух откачивается из камеры 2 и выбрасывается в атмосферу, на что затрачивается мощность реактивных двигателей 3 и 4. В камере 2 создается статическое давление, пониженное по отношению к давлению воздуха в окружающей среде (в набегающем потоке воздуха). При этом на внешнюю стенку камеры 2 (противоположную ее каналу, перекрываемому набегающим потоком) будет действовать перепад статических давлений в окружающей среде и в камере 2, за счет чего и образуется сила тяги, направленная по оси OY (в направлении от поверхности Земли).

Таким образом, при таком варианте реализации способа подъемная сила летательного аппарата будет создаваться как с помощью аэродинамической составляющей фюзеляжа 1, имеющего аэродинамический профиль, так и с помощью силы тяги, создаваемой в камере 2 вакуумной подушки при действии обеих составляющих в одном направлении.

Взлет и посадка такого летательного аппарата происходят как у обычного самолета, осуществляющего горизонтальный взлет и посадку.

Управление летательным аппаратом по осям на всех режимах полета осуществляется при помощи струйной воздушной системы управления (не показана), сопла которой расположены в носовой и хвостовой частях фюзеляжа 1, а также с его правой и левой стороны, причем воздух для ее работы отбирается от реактивных двигателей 3 и 4.

Таким образом, набегающий поток при таком выполнении силовой установки аппарата выполняет роль струйной завесы, ограждающей камеру 2 фюзеляжа 1 от окружающей среды (от атмосферы). Такая струйная завеса не моет абсолютно исключать поступление воздуха из атмосферы в камеру 2. Она лишь уменьшает перетекание воздуха, благодаря чему снижается мощность двигателей, приводящих в действие насосы, откачивающие воздух из камеры 2.

При другом варианте реализации предлагаемого способа силу тяги создают с помощью создания в камере 2 давления, величина которого превышает давление в окружающей среде. При этом возможно применение рециркуляции текучей среды струйной завесы, а также размещение источника текучей среды для ее подачи в камеру 2 снаружи или внутри этой камеры.

На фиг. 4 показан именно такой вариант реализации предлагаемого способа. В отличие от вышеописанного варианта по входному каналу 6 в камеру 2 поступает воздух от компрессоров реактивных двигателей 3 и 4 (фиг. 2), и давление в камере 2 становится больше давления в окружающей среде. Камера 2 сообщена с окружающей средой нижним каналом фюзеляжа 1. При полете этот канал огражден набегающим потоком, образующим струйную завесу, показанную на фиг. 4 стрелками. Одновременно струйная завеса набегающего потока попадает в кольцевой канал 7 (имеющий форму незамкнутого кольца), и поток этой завесы после одного оборота по каналу 7 вновь поступает на его вход (т.е. в данном случае струйная завеса набегающего потока используется многократно). При этом в кольцевом канале 7 могут устанавливаться устройства (не показаны), которые могут ускорять течение по каналу 7. Все это способствует уменьшению утечек воздуха из канала 2 и уменьшению затрат мощности двигателей, нагнетающих воздух в камеру 2.

При реализации предлагаемого способа возможно выполнение, например, в фюзеляже 1 двух камер, одна из которых может иметь канал, сообщающий ее с окружающей средой с верхней стороны фюзеляжа 1, и давление в которой будет уменьшено по отношению к величине давления в окружающей среде, тогда как другая камера может быть сообщена с окружающей средой нижним каналом, а давление в этой последней камере будет повышено по сравнению с давлением в окружающей среде. При этом будут одновременно использоваться и вакуумная, и воздушная подушка с избыточным давлением по отношению к давлению в окружающей среде, а текучая среда, откачиваемая из первой из вышеуказанных камер, будет подаваться в ту, которая будет иметь давление, превышающее по величине давление окружающей среды.

При реализации предлагаемого способа и повышении давления в камере фюзеляжа аппарата по отношению к давлению в окружающей среде может использоваться текучая среда струйной завесы и та, которая поступает из иных источников, например из емкости (не показана), или из источника, размещенного внутри камеры.

Камера должна иметь по крайней мере один канал, сообщающий ее с окружающей средой и являющийся выходом или входом в зависимости от того, большее или меньшее давление текучей среды имеется в камере относительно давления в этой среде.

Формула изобретения

Способ образования силы тяги, заключающийся в том, что в камере, заполненной текучей средой и сообщающейся с окружающей средой при помощи, по крайней мере, одного канала, создают давление текучей среды или меньшее, или большее, чем давление в окружающей среде, при этом в первом случае текучую среду откачивают насосом, а во втором случае текучую среду подают в камеру от источника текучей среды, размещенного или внутри камеры, или вне ее, и применяют струйную завесу из текучей среды, отличающийся тем, что канал от окружающей среды ограждают струйной завесой из текучей среды, в качестве которой используют набегающий на камеру поток текучей среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4