Прямоточный воздушно-ракетный двигатель, преобразованный в фюзеляж аэробуса

Изобретение относится к авиационной промышленности. Самолет содержит фюзеляж с пассажирскими салонами и турбореактивный двигатель (4). Самолет снабжен поточно-принудительным воздушно-реактивным двигателем. Фюзеляж выполнен в виде прямоугольной трубы, на верхней и нижней плоскостях которой установлены пассажирские салоны (1). В хвостовой части прямоугольной трубы установлен турбореактивный двигатель, к которому присоединен поточно-принудительный воздушно-реактивный двигатель. Изобретение направлено на снижение лобового сопротивления. 9 ил.

 

Изобретение относится к авиационной промышленности и может найти применение в создании самолета нового типа, не имеющего аналога.

Настоящее изобретение усовершенствует пассажирский самолет, у которого сечение фюзеляжа круглое.

Недостатками этого самолета являются: фюзеляж имеет большую площадь, но не выполняет функцию подъемной силы, а крылья, выполняя функцию подъемной силы за счет профиля крыла и угла атаки, не эффективны, в результате чего размах крыльев достигает больших размеров. На крыльях начинает работать подъемная сила при разгоне скорости 250 км/ч. А это опасная скорость, которая не редко приводит к аварии и даже катастрофе.

Конструкция самолета не рациональна, металлоемкая, а альтернатива этому - не найдена до сих пор. Сечение фюзеляжа имеет слишком большой диаметр, это приводит к значительному лобовому сопротивлению и потери скорости.

До сих пор не востребован «Прямоточный воздушно-реактивный двигатель», так как он имеет большие габариты, поэтому его не поставить на крыло, не совместить с современным самолетом, а этот двигатель позволил бы увеличить скорость и повысить экономичность.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. устранение лобового сопротивления, что влечет за собой и устранение звукового барьера.

Создание нового типа подъемной силы и за счет этого устраняются крылья. Устраняется взлетно-посадочная скорость, т.е. взлет и посадка осуществляются с нулевой скоростью от одной точки и на одну точку, на небольшой высоте и на небольшой площадке и за счет этого устраняется взлетно-посадочная полоса. Устраняются шасси и посадка осуществляется на маленькие колеса, как у вертолета, которые предназначены для стоянки.

Поставленная цель достигается тем, что корпус прямоточного воздушно-реактивного двигателя преобразуется в фюзеляж аэробуса, представляющего собой прямоугольную трубу, на нижней и верхней полках которой установлены плоские пассажирские салоны с пониженными потолками и пассажирскими проходами, в рост человека, по которым пассажиры проходят к своим креслам. См. изобретение патент №2297951 «Самолет с плоским фюзеляжем». Приоритет изобретения 31.08.2005 г. Автор Сустин И.Ф.

Верхний и нижний пассажирские салоны соединены между собой боковыми вертикальными стенками и центральной стенкой, проходящей по центральной оси двух пассажирских салонов, этим самым создан фюзеляж аэробуса, включающий в себя две внутренние полости, в хвостовой части которых установлены турбореактивные двигатели, которые за счет забора воздуха создают скоростной воздушный поток, а согласно закону физики (закон Бернулли 1700-1782 г. «Течение жидкости и газа») в потоке газа (воздуха) давление падает.

Вследствие этого полость аэробуса преобразуется в полость дирижабля и выполняет функцию подъемной силы, превосходящую функцию подъемной силы на профиле крыла. В носовой части полости фюзеляжа, в вертикальной и в горизонтальной плоскостях, установлены поворотные заслонки, предназначенные для управления самолетом-аэробусом в момент взлета, посадки и в полете. Эти заслонки находятся в скоростном воздушном потоке, поэтому самолет управляется даже при минимальной скорости. Такие же поворотные заслонки установлены в хвостовой части полости фюзеляжа и вместе взятые создают эффективное управление самолетом и могут противостоять боковому ветру. В носовой части фюзеляжа плоские пассажирские салоны имеют стреловидную форму в плане и от нижнего салона, на центральной оси установлена пилотская кабина. В хвостовой части фюзеляжа, под нижней плоскостью, установлены «Поточно-принудительные воздушно-реактивные двигатели». Патент на изобретение №2300006. Приоритет изобретения 31.08.2005 г. Автор Сустин И.Ф.

Данный двигатель присоединен через отвод к боку турбореактивного двигателя между компрессором и турбиной. Компрессор имеет повышенную производительность, которая обеспечивает воздухом турбину и «Поточно-принудительный воздушно-реактивный двигатель». Поскольку этот двигатель не имеет ротора, т.к. он ему не нужен, температура в нем создается максимальная, он работает в режиме постоянно действующей форсажной камеры и даже больше, т.к. форсажная камера включается в работу на короткое время. На турбину подается щадящая температура, которая оберегает лопатки турбины от разрушения. Данный двигатель за счет высокой температуры делает разгон самолета, после чего включается в работу полость фюзеляжа в качестве прямоточного воздушно-реактивного двигателя, а все остальные двигатели отключаются и включаются перед посадкой.

См. изобретение «Механизированный корпус поточно-принудительного воздушно-реактивного двигателя». Патент на изобретение №2318699. Приоритет 31.08.2005 г. Автор Сустин И.Ф.

Этот двигатель является аналогом вышеописанного. У него перекрывается реактивное сопло для того, чтобы направить по отводу газовоздушный поток под нижнюю плоскость фюзеляжа для создания воздушной подушки, которая создает дополнительную подъемную силу, необходимую в момент взлета и посадки, и тормозит скорость, чтобы сделать взлет самолета от одной точки на небольшой высоте и посадку на одну точку, не касаясь земли до полной посадки. Самолет имеет маленькие колеса или дуги, как у вертолета, для стоянки. Шасси и крылья устраняются, а также взлетно-посадочная полоса, т.к. в данном случае она не нужна. См. изобретение «Самолет с плоскими фюзеляжами на воздушной подушке». Приоритет установлен 31.08 2005 г. Заявка №2005127412/11.

Стоянка данного самолета находится недалеко от города или даже в самом городе, через которую проходит маршрут городского транспорта. Данному самолету не является помехой плохая погода, т.к. у него взлетно-посадочная скорость равна скорости пешехода, ему не страшны снежные заносы, а также боковой ветер, у него есть устройства (см. ниже описание работы заслонок), которые позволяют противостоять боковому ветру.

Турбореактивные двигатели за счет забора воздуха создают скоростной воздушный поток в полости фюзеляжа аэробуса, опережающий скорость самолета, этим самым не только устраняется формирование плотной воздушной массы перед носовой частью фюзеляжа, но и создается пониженное давление перед самолетом, что влечет за собой не только полностью устранение лобового сопротивления и звукового барьера, но и создается дополнительная сила, втягивающая самолет в эту зону пониженного давления, образованную перед самолетом. А когда включается в работу прямоточный двигатель и так как он более производительный и к тому же работа происходит по всему объему полости фюзеляжа, так как весь объем полости фюзеляжа это и есть прямоточный двигатель, то скоростной поток и разрежение в полости фюзеляжа и перед ним увеличивается многократно. Таким образом, самолет осуществляет полет в разреженной воздушной атмосфере, причем чем больше скорость самолета, за счет забора воздуха, тем более разреженная атмосфера создается перед носовой частью фюзеляжа, этот фактор кардинально позволит изменить скорость самолета в сторону увеличения. Кроме того, уменьшается нагрузка на корпус самолета, а это означает, что ресурс корпуса самолета может быть увеличен и к тому же самолет можно выполнить более легким. За счет увеличения тяги вначале на турбореактивном двигателе, а затем на прямоточном двигателе, увеличивается скорость воздушного потока в полости фюзеляжа аэробуса и за счет этого увеличивается подъемная сила, самолет-аэробус приобретает свойства дирижабля и выталкивается в верхние слои атмосферы спонтанно. В момент взлета заслонки, установленные в передней части фюзеляжа, могут частично перекрыть полость фюзеляжа, что вызовет внутри полости образование вакуума и тем самым эффект дирижабля усилится и к тому же частичное перекрытие воздушного потока ограничит тягу самолета вперед и, следовательно, взлет самолета будет осуществляться вертикально.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где

фиг.1 - самолет-аэробус в разрезе;

фиг.2 - разрез. А-А на фиг.1;

фиг.3 - самолет-аэробус, вид в плане;

фиг.4 - самолет-аэробус, вид сбоку;

фиг.5 - самолет-аэробус в разрезе, вид сбоку;

фиг.6 - ракетоносец, вид с боку;

фиг.7 - самолет-ракетоносец, вид спереди;

фиг.8 - самолет-ракетоносец, вид в плане.

Самолет-аэробус включает в себя корпус фюзеляжа фиг.1, который представляет собой прямоугольную трубу, на нижней и верхней плоскостях которой установлены плоские пассажирские салоны 1 с пониженными потолками, образуя внутреннюю полость 3, внутри которой, в хвостовой части фюзеляжа, установлены турбореактивные двигатели 4, а сбоку к ним присоединены поточно-принудительные воздушно-реактивные двигатели 7.

Воздуховод 5 представляет собой воздушно-реактивный двигатель, вектор тяги которого направлен навстречу полету. Пассажирские проходы 6 позволяют пассажирам проходить в полный рост, а к креслам 8 пригибаться. На фиг.6 бомбардировщик-ракетоносец вид сбоку, на фиг.7 - вид спереди, отсеки загружены ракетами, на фиг.8 - вид в плане.

В момент, когда самолет-аэробус готов к полету, начинается посадка пассажиров. Пассажиры проходят по пассажирским проходам 6 в полный рост, а к своим креслам пригибаются, так как потолки в пассажирских салонах 1 понижены с целью уменьшить лобовое сопротивление и, таким образом, увеличить скорость. Круглое сечение фюзеляжа обычного самолета преобразуется в тонкие, отдельные пассажирские салоны 1, которые рассредоточены на нижней и верхней плоскостях прямоугольной трубы, образуют внутреннюю полость 3, в хвостовой части которой установлены турбореактивные двигатели 4, которые за счет забора воздуха создают скоростной воздушный поток и согласно закону физики (закон Бернулли) понижают давление, в результате чего фюзеляж получает эффект дирижабля и выталкивается в верхние слои атмосферы, не затрачивая на это энергию. А если еще с помощью поворотных заслонок 14 создать препятствие свободному всасу воздуха, то можно получить вакуум в полости 3. В этом случае самолет стремительно полетит вверх.

Полость 3 выполняет четыре функции: за счет скоростного потока воздуха - эффект дирижабля.

Полость 3 отвечает необходимым параметрам, которые позволяют включить в эксплуатацию «Прямоточный воздушно-реактивный двигатель», а это двигатель больших скоростей и более экономичный.

За счет забора воздуха перед носовой частью фюзеляжа образуется пониженное атмосферное давление, которое устраняет уплотнение воздушной массы перед носовой частью фюзеляжа, создает пониженное давление и этим самым тянет вперед самолет, выполняя функцию движителя совместно с реактивной тягой, исходящей от турбореактивных двигателей 4, а также обеспечивает преодоление звукового барьера.

Круглое сечение фюзеляжа обычного самолета рассредоточено по плоскостям прямоугольной трубы, преобразовано в плоские, тонкие пассажирские салоны, что позволяет уменьшить лобовое сопротивление и увеличить скорость.

Прямоугольная труба позволяет рационально разместить внутри себя необходимые устройства, например реактивные двигатели 4 и 7, поворотные заслонки 14, рули управления 10 и 11 и т.д.

Перед взлетом включаются турбореактивные двигатели 4, на которых осевые компрессоры повышенной производительности способны обеспечить воздухом двигатели 4 и двигатели 7. Двигатели 7 в момент взлета отключены. Воздух с топливом подается по отводу 5 и создается реактивная тяга навстречу полету. Турбореактивные двигатели 4 осуществляют забор воздуха через полость 3, этим самым создают скоростной воздушный поток в полости 3, понижают давление, и полость 3 преобразуется в дирижабль. А чтобы аэробус (самолет) не вошел в режим полета раньше времени, на отводы 5 подается воздух и топливо для создания реактивной тяги, направленной навстречу полету, этим самым создается газовоздушная подушка под нижней плоскостью фюзеляжа аэробуса, который поднимается на некоторую высоту. Реактивная тяга на двигателях 5 ослабевает и аэробус входит в режим полета. В это время включаются в работу двигатели 7, что позволяет быстро набирать скорость. Нижняя плоскость фюзеляжа имеет термостойкое покрытие (например "Углепластик", разработанный самарскими учеными в КБ Туполева для российского космического челнока). На фюзеляже могут быть установлены небольшие крылья для управления в полете.

На фиг.5 в полости 3 установлены поточно-принудительные воздушно-реактивные двигатели 7, с помощью которых осуществляется разгон скорости до 2000 км, после чего полость 3 начинает функционировать как «Прямоточный воздушно-реактивный двигатель» (ПВРД). Турбореактивные двигатели 4 отключаются, а следовательно, отключаются также двигатели 7, закрываются заслонки 8 и в дальнейшем самолет летит на ПВРД до конца полета. Перед посадкой восстанавливается прежняя схема.

Двигатели 7 отвечают требованиям аэродинамики и они легко выдерживают скоростной напор воздушного потока в нерабочем положении во время полета.

На фиг.9 - самолет с одним пассажирским салоном, расположенным на нижней плоскости прямоугольной трубы.

В хвостовой части установлены поворотные заслонки, выполняющие функции руля 10 высоты и руля 11 направления.

В носовой части также установлены поворотные заслонки 12 и 13, предназначенные для управления носовой частью индивидуально. Эти рули находятся в скоростном воздушном потоке, поэтому они способны эффективно управлять самолетом.

Этот самолет уникален тем, что скорость полета у него может варьироваться в широком диапазоне, от нулевой, то есть он может зависать на месте, до предельно высокой, так как его конструкция представляет собой летающий «Прямоточный воздушно-реактивный двигатель», который, не встречая перед собой лобового сопротивления, летит в разреженной атмосфере. Этот самолет способен на много увеличить скоростной предел в авиации.

Этот самолет еще уникален и тем, что может летать на большой скорости на малой высоте и поскольку на нем применен прямоточный двигатель, можно не опасаться того, что в двигатель может попасть птица и тем самым произойдет катастрофа, а это означает, что он может применяться и в военных целях и быть не замеченным для радаров. Применяя самолет в военных целях пассажирский салон в самолете можно исключить, заменив его тонкой плоскостью.

Данному самолету, фиг.9, не нужна взлетно-посадочная полоса и трап. Он может сделать посадку в любом месте. Пассажиры в салон входят как в автобус, с пола площадки, потолки высокие. Данный самолет используется там, где отсутствует транспортная структура, например в тундре, тайге, крайнем севере, на коротких авиалиниях, не преследуя высокую скорость. Он выполняет функцию летающего автобуса.

Достоинство данного самолета, фиг.9, также заключается в том, что отсутствие взлетно-посадочной полосы и малая скорость при взлете и посадке делают возможным его эксплуатацию в условиях глубокого тумана, а ориентирование осуществляется лишь по спутниковой навигационной системе, например «ГЛОНАС». Также способность зависать на месте делают возможным использовать его в спасательных операциях, а свойства дирижабля делают самолет весьма грузоподъемным и дают возможность использовать его и в других областях, так например, в строительстве, поднимая тяжелые конструкции.

Данный самолет, фиг.9, создаст аналогию железнодорожному транспорту и конкуренцию морскому, поможет освоить побережье Северного Ледовитого океана и проложить новый авиамаршрут - Петербург - Чукотка - Аляска.

Самолет, содержащий фюзеляж с пассажирскими салонами и турбореактивный двигатель, отличающийся тем, что он снабжен поточно-принудительным воздушно-реактивным двигателем, фюзеляж выполнен в виде прямоугольной трубы, на верхней и нижней плоскостях которой установлены пассажирские салоны, в хвостовой части прямоугольной трубы установлен турбореактивный двигатель, к которому присоединен поточно-принудительный воздушно-реактивный двигатель.