Способ создания силы в газообразной среде
Изобретение относится к области авиации. Способ создания силы в газообразной среде заключается в том, что используют несущий элемент (1) в виде части боковой поверхности цилиндра, с внутренней стороны которого создают область пониженного давления путем отбрасывания вещества среды от внутренней стороны несущего элемента (1), которое осуществляют посредством вращательного движения группы отбрасывающих пластин (2), подобных по форме зубьям косозубой шестерни и сгруппированных в единый ротор, соосно расположенный с несущим элементом (1). Для управления создаваемой силой несущий элемент с органами управления перемещают вдоль оси ротора и поворачивают вокруг оси ротора, изменяя тем самым направление создаваемой силы. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Способ применяется для движения транспортных средств, преимущественно для действия летательных аппаратов с возможностью вертикального взлета и посадки.
Уровень техники
Аналоги и прототип мне не известны.
Раскрытие изобретения
Как известно, атмосферный воздух у поверхности Земли создает давление в 100000 Па, т.е. на 1 квадратный метр поверхности воздух давит с усилием в 100000 Н, что эквивалентно весу груза массой 10 тонн. Воздух давит на некоторую поверхность равномерно со всех сторон, это приводит к тому, что результирующая сила со стороны воздуха на поверхность равна нулю. Но если мы сможем убрать воздух только с одной стороны поверхности, то мы получим неуравновешенную силу давления с противоположной стороны - подъемную силу. Величина этой подъемной силы - 10 тонн на один квадратный метр поверхности.
Добиться этого можно, используя несущий элемент 1, выполненный в виде части боковой поверхности цилиндра. Соосно с несущим элементом 1 располагают ротор несколько меньшего радиуса, чем радиус несущего элемента. На боковой поверхности отбрасывающего ротора закрепляют отбрасывающие пластины 2, располагая их под некоторым углом к оси ротора подобно расположению зубьев косозубой шестерни. При вращении ротора воздух закручивается в направлении вращения ротора и, что главное, отбрасывается косорасположенными пластинами вдоль оси ротора. Предотвратить закручивание воздуха можно пластинами, установленными вокруг ротора и упомянутыми в формуле изобретения (пункт 5). В дальнейшем под отбрасыванием воздуха подразумевается его отбрасывание именно в направлении вдоль оси несущего элемента. Скорость вращения ротора должна быть настолько большой, чтобы вакуумная полость, создаваемая за первой пластиной, не успевала полностью заполниться воздухом, т.к. подходящий воздух из окружающего пространства будет отбрасываться уже следующей пластиной. Для этого линейная скорость движения отбрасывающих пластин 2 в воздухе должна быть больше средней скорости молекул воздуха. С противоположной торцевой стороны устанавливаем защитную пластину 3, которая не пропустит воздух в пространство между пластинами. Таким образом, в пространстве между пластинами 2 вращающегося ротора и, соответственно, над несущим элементом 1 создается область пониженного давления вплоть до вакуума, а под несущим элементом сохраняется атмосферное давление. Следовательно, получаем подъемную силу - 10 тонн на один квадратный метр поверхности несущего элемента.
Для управления создаваемой подъемной силой несущий элемент 1 следует перемещать вдоль оси ротора. При этом будет изменяться площадь на несущем элементе 1, с которой отбрасывается воздух, следовательно, будет меняться величина подъемной силы. Если же мы будем поворачивать несущий элемент вокруг оси ротора, то мы будем тем самым менять направление подъемной силы. Управлять величиной подъемной силы также можно, меняя частоту вращения ротора.
Ротор можно выполнить большего диаметра, чем несущий элемент 1, и несущий элемент расположить внутри ротора, как показано на фиг.4 и описано в пункте 2 формулы.
В предлагаемом способе можно обойтись и без защитной пластины 3. Для этого нужно отбрасывающие пластины 2 выполнить в виде уголков, подобно тому, как выполнены зубья шевронной шестерни. В этом случае отбрасывание воздуха происходит в противоположных направлениях вдоль оси несущего элемента (фиг.2).
Величина создаваемой предлагаемым способом удельной подъемной силы столь велика, что можно сконструировать, например, компактный летающий ранец. Создаваемой при этом подъемной силы будет достаточно, чтобы поднять человека вместе с ранцем, двигателем и с изрядным грузом.
Все рассуждения, приведенные выше, относятся к любой жидкой или газообразной среде, в которой существует хоть какое-то давление. Можно, например, создать движители на основе предлагаемого изобретения для водных транспортных средств. Можно создать универсальный транспортный аппарат, способный двигаться под водой, на воде и в воздухе. Можно создать летательный аппарат, способный летать в жилых помещениях, шахтах, пещерах.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - здесь изображен несущий элемент, вид сверху, где:
1 - несущий элемент;
2 - отбрасывающие пластины;
3 - защитная пластина;
V - вектор скорости движения отбрасывающих пластин.
Фиг.2 - здесь изображен несущий элемент, вид сверху. Отбрасывающие пластины выполнены в виде уголков, подобно зубьям шевронной шестерни, что позволяет отбрасывать воздух или воду в противоположных направлениях вдоль оси несущего элемента, где:
1 - несущий элемент;
2 - отбрасывающие пластины;
V - направление движения пластин.
Фиг.3 - здесь изображено наиболее вероятное устройство, осуществляющее способ создания подъемной силы: ротор с отбрасывающими пластинами и несущий элемент в поперечном сечении, где:
1 - несущий элемент;
2 - отбрасывающие пластины;
V - направление вращения ротора;
F - вектор создаваемой подъемной силы.
Фиг.4 - здесь изображена в поперечном сечении модификация наиболее вероятного устройства, осуществляющего способ создания подъемной силы. Несущий элемент расположен внутри вращающегося ротора, где:
1 - несущий элемент;
2 - отбрасывающие пластины;
V - направление вращения ротора;
F - вектор создаваемой подъемной силы.
Фиг.5 и фиг.6 - здесь изображены в поперечном сечении модификации наиболее вероятных устройств, с внутренним и внешним расположением несущего элемента, в которых используют несущий элемент, выполненный в виде тела произвольной формы, где:
1 - несущий элемент;
2 - отбрасывающие пластины;
V - направление вращения ротора;
F - вектор создаваемой подъемной силы.
Осуществление изобретения
Примеры осуществления изобретения. Несущий элемент и ротор можно сделать из металла. Вращать ротор с отбрасывающими пластинами для достижения максимальной подъемной силы нужно с такой частотой, чтобы линейная скорость пластин была около 500-700 м/с. При этом, как легко рассчитать, частота вращения, в зависимости от диаметра ротора, должна быть несколько сот оборотов в секунду. Такая частота вращения в современной технике достижима.
1. Способ создания силы в газообразной среде для действия транспортных средств, преимущественно летательных аппаратов с возможностью вертикального взлета и посадки, заключающийся в том, что используют несущий элемент с осью в виде части боковой поверхности цилиндра, с внутренней стороны которого создают область пониженного давления путем отбрасывания вещества среды от хотя бы части внутренней стороны несущего элемента, которое осуществляют посредством вращательного движения группы отбрасывающих пластин вокруг оси единого ротора, отличающийся тем, что используют группу отбрасывающих пластин, подобных по форме зубьям косозубой шестерни и сгруппированных подобно зубьям косозубой шестерни, и несущий элемент с возможностью перемещаться вдоль оси единого ротора, изменяя тем самым площадь на несущем элементе для управления создаваемой силой, при этом несущему элементу обеспечивают возможность поворота вокруг оси единого ротора, изменяя тем самым направление создаваемой силы, для чего несущий элемент снабжают отдельными органами управления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют ротор большего диаметра, чем несущий элемент, при этом несущий элемент располагают внутри ротора, а отбрасывающие пластины располагают с внутренней стороны ротора для отбрасывания вещества среды по меньшей мере от части внешней стороны несущего элемента.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют несколько несущих элементов с роторами, установленными в разных местах летательного аппарата и имеющими отдельные органы управления с возможностью менять подъемную силу на каждом несущем элементе в отдельности, достигая тем самым возможность осуществлять перекос, поворот и вращение летательного аппарата в разных плоскостях, при этом упомянутые роторы для компенсации вращающего момента вращают в разные стороны и имеют различное пространственное расположение своих осей.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что у торцевых сторон вращающегося ротора могут быть установлены пластины в виде закрылков с горизонтальными или вертикальными осями поворотов, предназначенные для управления отбрасываемым потоком вещества среды, при этом упомянутые пластины могут поворачиваться вокруг своих осей посредством отдельных органов управления.
5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вокруг ротора устанавливают пластины, служащие для предотвращения закручивания вещества среды вслед за вращением ротора, при этом упомянутые пластины могут иметь возможность поворачиваться вокруг вертикальных или горизонтальных осей посредством органов управления.
6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отбрасывающие пластины ротора могут иметь возможность посредством органов управления поворачиваться вокруг радиальных осей ротора.
7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что торцевые части несущего элемента снабжают выступающей вниз кромкой, предназначенной для предотвращения выхода вещества среды из пространства под несущим элементом.
8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что края отбрасывающих пластин могут выступать за торцевые пределы несущего элемента или, напротив, торцевые пределы несущего элемента могут выступать за края отбрасывающих пластин.
9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для управления создаваемой силой при неподвижном несущем элементе ротору обеспечивают возможность перемещаться вдоль своей оси, изменяя тем самым площадь на несущем элементе, от которой отбрасывается вещество среды.
10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что несущий элемент выполняют в виде суммы нескольких боковых поверхностей цилиндра, способных посредством отдельных органов управления двигаться независимо друг от друга таким образом, что они могут заходить друг за друга путем их поворота вокруг оси ротора или путем их смещения вдоль оси ротора, изменяя тем самым площадь суммарного несущего элемента.
11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что защитная пластина может как вращаться вместе с ротором, составляя с ним единое целое, так и быть неподвижной, будучи отдельным от ротора элементом летательного аппарата.
12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что несущий элемент выполняют в виде продолговатого тела, над которым располагают несколько роторов с отбрасывающими пластинами.
