Летательный аппарат

Изобретение относится к космонавтике и может использоваться для транспортировки грузов как в открытом космосе, так и в атмосфере. Предлагаемый летательный аппарат содержит поршень внутри цилиндра и корпус, жестко связанный с амортизатором воспламеняемого топлива. Амортизатор предназначен для взаимного отталкивания поршня и цилиндра и гидравлически сообщен с блоком управления амортизатором. Цилиндр жестко связан с корпусом, снабжен выхлопными трубами для отработанных газов, а также предохранительными упорами на его конце для предотвращения выхода поршня из цилиндра. При этом цилиндр выполнен с плавно увеличивающимся диаметром для свободного движения поршня, а поршень выполнен с закругленным передним торцом. Технический результат изобретения состоит в уменьшении тормозящих поршень сил и увеличении благодаря этому ускорения аппарата. 1 ил.

 

Изобретение относится к космонавтике и может использоваться для транспортировки грузов как в открытом космосе, так и в атмосфере.

Известен летательный аппарат, содержащий два тела, имеющих возможность независимого движения друг относительно друга, описанный в статье А.В.Андреева «О взаимодействии относительного и абсолютного движения при реактивном ускорении с обменом энергией», опубликованной в Трудах XVII чтений К.Э.Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники». - М., 1983, стр.42-48. Однако в данном устройстве отсутствует надежная конструкция средств амортизации.

Известен «Летательный аппарат», описанный в материалах патента №2134218, опубликованного 10 августа 1999 года, автор Часовской А.А. В нем обеспечивается увеличение надежности за счет применения для амортизации надежных и доступных технических средств.

Принцип его работы заключается в следующем.

Поршень движется внутри цилиндра, жестко связанного с корпусом. Движение осуществляется с помощью реактивного двигателя. Отталкивание поршня и корпуса в противоположные стороны происходит с помощью амортизатора воспламеняемого топлива благодаря воспламенению газов при сближении поршня с корпусом. Блок управления амортизатором осуществляет дозированную подачу топлива в амортизатор. В конце цилиндра имеются предохранительные упоры. После амортизации газы выходят с помощью выхлопных труб. В результате обеспечивается ускорение аппарата.

Однако из-за касания поршнем внутренних стенок цилиндра могут возникнуть тормозящие моменты, уменьшающие ускорение аппарата.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается ускорение аппарата. Достигается это использованием в качестве цилиндра, цилиндра с плавно увеличивающимся диаметром для свободного движения поршня, а также использованием в качестве поршня, поршня с закругленным передним торцом.

На чертежи и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - блок управления амортизатором;

3 - амортизатор;

4, 5 - выхлопные трубы;

6 - поршень с закругленным передним торцом;

7 - реактивный двигатель поршня;

8 - цилиндр с плавно увеличивающимся диаметром;

9, 10 - предохранительные упоры,

при этом реактивный двигатель поршня 7 жестко связан с поршнем с закругленным передним торцом 6 внутри цилиндра с плавно увеличивающимся диаметром 8, и амортизатор 3 имеет гидравлическую связь с блоком управления амортизатором 2 и жесткую связь с корпусом 1, жестко связанным с цилиндром с плавно увеличивающимся диаметром 8, имеющим жесткую связь с выхлопными трубами 4, 5 и предохранительными упорами 9, 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Поршень с закругленным передним торцом 6 осуществляет возвратно-поступательное движение внутри цилиндра с плавно увеличивающимся диаметром 8. В начальном состоянии поршень примыкает к корпусу 1, и движение последнего осуществляется за счет тяги реактивного двигателя поршня 7, жестко связанного с этим поршнем. Далее после достижения определенной скорости и высоты с помощью блока управления амортизатором 2 происходит воспламенение газов, находящихся в амортизаторе 3 воспламеняемого топлива. При этом с блока 2, гидравлически связанного с амортизатором, топливо поступило заранее. В результате воспламенения газов корпус и поршень отталкиваются друг от друга в противоположные стороны. Поршень же, двигаясь внутри цилиндра, не касается внутренних его стенок, что исключает нежелательные тормозные моменты.

Далее в связи с работой реактивного двигателя поршня 7 в какой-то момент движение поршня с закругленным передним торцом прекратится и скорость его сравняется со скоростью корпуса, после чего он начинает двигаться навстречу с амортизатором 3. Если же поршень 6 отклонится от первоначального направления, то своим закругленным краем торца он коснется плавно изогнутой внутренней поверхности цилиндра 8, что не скажется на замедлении скорости движения аппарата. Если отклонение носит незначительный характер, то касание поршня с цилиндром произойдет в наиболее пологой части внутренней поверхности цилиндра, что не создаст усталостного износа. Если же произойдет случайное более значительное отклонение, то касание произойдет в менее пологом участке поверхности. Однако здесь и скорость поршня будет меньше, так как это касание произойдет в начале его движения в прямом направлении. Таким образом, чем более пологий участок, тем меньше величина отталкивания и изменения направления движения. После скольжения поршня по пологому участку он полностью войдет в соприкосновение с внутренней поверхностью цилиндра перед входом в амортизатор.

После входа поршня в амортизатор произойдет сжатие газов, после чего вновь осуществляется отталкивание поршня 6 и корпуса 1 в противоположенные стороны. При этом ранее блок управления амортизатором осуществил дозированную подачу топлива в амортизатор. Далее следуют повторяющиеся друг за другом амортизационные циклы. Для выхода отработанных газов после амортизации предусмотрены выхлопные трубы 4, 5. Для предотвращения выхода поршня из цилиндра имеются амортизационные предохранительные упоры 9, 10. По мере повторения амортизационных циклов в процессе возвратно-поступательных движений поршня ускорение аппарата будет увеличиваться. Ускорение не зависит от третьих сил, но зависит от сопротивления окружающей среды. Таким образом происходит движение двух независимых тел относительно друг друга. После достижения заданной скорости блок управления амортизатором 2 перестает выдавать дозированную подачу топлива в амортизатор 3. После этого можно осуществить дополнительную корректировку местоположения аппарата в связи с возможным отклонением его движения от первоначального направления.

При необходимости торможения аппарат должен развернуться на 180° и повторить вышеупомянутые амортизационные циклы.

В предлагаемом аппарате из-за уменьшения торможения создается возможность увеличить скорость и сократить время полета, что дает возможность уменьшить время ускорения для достижения заданной скорости. Поэтому аппарат эффективен в межпланетных и межзвездных перелетах. В связи с этим ускорение необходимо проводить при отсутствии изменения курса. При этом внутренняя поверхность цилиндра должна быть наиболее пологой. Определить величину отклонения поршня можно в процессе испытаний, установив его на летательном средстве.

Для осуществления изменения направления движения необходимо предварительно прекратить амортизационные циклы и подачу топлива в амортизатор. Аппарат можно использовать также в высоких слоях атмосферы и при выходе в космос.

Летательный аппарат, содержащий поршень внутри цилиндра и корпус, жестко связанный с амортизатором воспламеняемого топлива, предназначенным для взаимного отталкивания поршня и цилиндра и гидравлически сообщенным с блоком управления амортизатором, причем корпус жестко связан также с цилиндром, имеющим жесткую связь с двумя выхлопными трубами для выхода отработанных газов и снабженным на конце предохранительными упорами для предотвращения выхода поршня из цилиндра, отличающийся тем, что цилиндр выполнен с плавно увеличивающимся диаметром для свободного движения поршня, а поршень выполнен с закругленным передним торцем.