Преобразуемое транспортное средство
Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам, которые способны трансформироваться в летательные аппараты самолетного типа. Преобразуемое транспортное средство содержит фюзеляж с пассажирской кабиной и кабиной летчика, заднюю винтовую установку, передние и задние колеса шасси, выполненные с механизмами их уборки и выпуска, складывающиеся правую и левую плоскости крыла и хвостовую часть, разъемно соединенную с фюзеляжем при помощи шарниров, отдельные закрытые от внешней среды отсеки фюзеляжа для среднего двигателя, для механизмов привода на заднюю винтовую установку и задние колеса шасси, носовой отсек и два обтекаемой формы окна над пилотской кабиной для наблюдения и контроля направления на взлете и при посадке. Взлетно-посадочное устройство расположено в центральной части фюзеляжа и имеет две убирающихся гидравлическими механизмами ноги с парами колес и амортстоек, находящихся в убранном положении в боковых отсеках между пилотской и пассажирской кабинами, и лыжи, которые в убранном положении находятся в футлярах перед колесами. Плоскости крыла снабжены передними и задними подкосами, винтовыми установками и двигателями, расположенными в передней части коренных секций. Плоскости крыла и хвостовая часть с управляемым стабилизатором выполнены с возможностью складывания при помощи тросовых механизмов для образования наземного транспортного средства. Достигается возможность передвижения по земле, воде, снегу и воздуху. 5 ил.
Пятиместное транспортное средство предназначено для перевозки людей и багажа по автомобильным дорогам и улицам населенных пунктов, воде, снегу и воздуху, а также для работы в различных областях народного хозяйства РФ (Санитарная авиация, МЧС, авиционно-химические работы в сельском хозяйстве, может быть в личной собственности у граждан для персонального использования) и представляет собой усовершенствованный и модернизированный вариант самолета-амфибии, который имеет способность автоматической трансформации в наземное транспортное средство.
В результате проведенного патентного поиска выделен ближайший аналог (патент РФ №2139795 С16 В60F 5/02 от 20.10.1999 г.), из которого известен авиатрансформер, содержащий фюзеляж, представляющий собой пилотско-пассажирскую кабину, заднюю винтовую установку, передние и задние колеса шасси, выполненные с лыжами для движения по снегу и воде, с взлетно-посадочным устройством и с отдельным, закрытым от внешней среды носовым отсеком, с двумя окнами обтекаемой формы над пилотской кабиной для зеркального наблюдения и контроля направления на взлете и при посадке, при этом правая и левая плоскости крыла выполнены с возможностью посекционного складывания и снабжены передними и задними подкосами, винтовыми установками и двигателями, расположенными в передней части коренных секций, а хвостовая часть выполнена с возможностью складывания для образования наземного транспортного средства.
Целью изобретения является создание усовершенствованного и модернизированного транспортного средства с объединенными возможностями самолета, автомобиля, катера и аэросаней, которое дает человеку свободу выбора в способе передвижения в зависимости от метеорологических, географических или местных условий.
Поставленная задача достигается тем, что он выполнен:
1. С более эффективным складывающимся и управляемым стабилизатором большей площадью.
2. С удлиненными носовой частью фюзеляжа и коренными секциями крыла с винтовыми установками в передней их части, имеющими четырех-лопастные воздушные винты, расположенные в различных, параллельных плоскостях вращения.
3. Пассажирская кабина имеет с каждой стороны по входной двери.
4. Взлетно-посадочное устройство расположено в центральной части фюзеляжа и имеет две убирающихся гидравлическими механизмами ноги, состоящими из направляющих рам с парами колес и амортстоек.
5. Фюзеляж имеет плоское днище и большее водоизмещение.
6. Лыжи, в убранном положении находятся в своих футлярах, прижимаясь к днищу фюзеляжа перед колесами шасси. В рабочее состояние они выдвигаются под колеса, находящиеся в убранном положении, выше днища фюзеляжа.
7. Наличие изменяющих свой объем воздушных камер, расположенных между днищем фюзеляжа и лыжами, работающих в надутом состоянии, для устойчивости лыж при движении по снегу и воде.
8. Увеличены площади закрылков и крыла, а также его размах.
9. Подкосы, своей верхней частью, крепятся шарнирно к центральным секциям крыла через двойные, выступающие навстречу кронштейны с осевым соединением.
10. Средний двигатель расположен в закрытом от внешней среды отсеке, между передними ведущими, отключаемыми при необходимости колесами шасси, и соединяется с редуктором задних колес карданным валом, проходящим через продольный отсек над днищем фюзеляжа, а также через муфту сцепления с передаточным механизмом на заднюю винтовую установку.
11. Задний воздушный винт соединен с передаточным механизмом своим редуктором с муфтой сцепления и вертикальным карданным валом, расположенными в отсеке, за пассажирской кабиной.
12. Управление всеми воздушными рулями осуществляется тросовыми механизмами, а складывание и раскладывание плоскостей крыла, хвостовой части и выдвижение лыж в рабочее положение и обратно осуществляется тросовыми механизмами, приводимыми в действие электромоторами.
Конструкция ПРЕОБРАЗУЕМОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА представлена на фигурах 1, 2, 3 и состоит из правой и левой складывающихся плоскостей крыла, в каждой из которых размещен двигатель 1 с винтовой установкой 2. Каждая плоскость крыла состоит из коренной 3, центральной 4 и концевой 5 секций, в своей нижней части шарнирно соединенных между собой продольными осевыми стыковочными узлами 6 и 7. Концевая секция 5 снабжена щелевым элероном 8, и в ее передней части расположен приемник воздушных давлений 14. Центральная секция 4 снабжена щелевыми закрылками 9 и 15 и имеет два осевых стыковочных узла, передний 10 и задний 11, представляющие собой пары выступающих вниз кронштейнов для шарнирного соединения с верхней частью переднего 12 и заднего 13 подкосов крыла, что упрощает складывание секции и дает возможность увеличения площади закрылков. В центральной секции 4 расположены топливные баки 16. В передней части коренных секций 3 крыла расположен боковой двигатель 1 с винтовой установкой 2, и для шарнирного соединения с фюзеляжем секция имеет продольный осевой стыковочный узел 17. Центральные и концевые секции крыла могут иметь при необходимости и предкрылки.
Фюзеляж представляет собой конструкцию закрытого от внешней среды и изолированного между собой внутреннего пространства; пилотской 18 и пассажирской 19 кабины, носового отсека 20, отсека для среднего двигателя 21, продольного отсека 22 для карданного вала 23, отсека за пассажирской кабиной 24 для трансмиссии (состоящей из передаточного механизма и муфты сцепления 25, вертикального карданного вала 26 и редуктора с муфтой сцепления 27) на заднюю винтовую установку 28 и задние колеса шасси 29. Над пилотской кабиной фюзеляж имеет аварийный люк 30 и два обтекаемой формы окна 31 для зеркального наблюдения и контроля направления на взлете и при посадке. Пилотская 18 и пассажирская 19 кабины имеют двери с каждой стороны 32 и 33 и соединены между собой трапециевидным проходом 34. В своей центральной части, между кабинами, фюзеляж имеет с каждой стороны по открытому для внешней среды отсеку 35, для двух ног взлетно-посадочного устройства 36. Внешняя боковая часть фюзеляжа с каждой стороны имеет по два продольных осевых стыковочных узла, передний 37 и задний 38 для шарнирного соединения с нижней частью переднего 12 и заднего 13 подкосами крыла. Для шарнирного соединения с хвостовой частью 39 задняя часть фюзеляжа, с каждой стороны, имеет по одному поперечному стыковочному узлу 40, расположенному на схождении горизонтального 41 и вертикального 42 силовых пилонов, соединяющихся на уровне заднего воздушного винта с внешних сторон и над задним, открытым для внешней среды отсеком 43 для задних колес шасси 29 и их редуктора.
Двухкилевая хвостовая часть 39 представляет собой правый 43 и левый 44 киль, жестко соединенные в своей нижней части объемной, обтекаемой формы и закрытой от внешней среды конструкцией 45, являющейся продолжением и завершением задней нижней части фюзеляжа. В центральной части каждый киль соединен между собой осью 46, на которой находится основной и управляемый стабилизатор 47 с рулем высоты 48 и с двумя боковыми, складывающимися на 90 градусов к верху секциями 49, шарнирно соединенные с ним в двух местах, при этом в передней части через специальный проем каждого киля (Фигура 4 и 5). Каждый киль имеет по рулю направления 50 и поперечный осевой стыковочный узел 40 для шарнирного соединения с фюзеляжем. Основная функция в работе складывающегося и управляемого стабилизатора заключается в создании эффективного равновесия (стабилизации) всей конструкции на разбеге при взлете, на пробеге при посадке и при различных скоростях и режимах полета. Это достигается возможностью стабилизатора отклоняться в секторе от 0 до минус 20 градусов при помощи механизма, расположенного в конструкции 45 (могут быть и другие варианты). Вторая функция управляемого и складывающегося стабилизатора - это изменение своей конфигурации при складывании хвостовой части, то есть максимальное отклонение основного стабилизатора 47 на 20 градусов и отклонение его боковых секций 49 на 90 градусов, до параллельного расположения со своим килем (Фигура 4).
Взаимодействие передних 51 и задних 29 колес шасси с передними 52 и с задними 53 лыжами происходит в следующем порядке. В убранном положении лыжи, передняя и задняя находятся в своих футлярах, переднем 54 и заднем 55, прижатых к днищу фюзеляжа перед колесами шасси. В рабочее положение они выдвигаются тросовыми механизмами под колеса, находящиеся в убранном положении на уровне днища фюзеляжа. Это положение колес и лыж создает наименьшее встречное сопротивление в воздухе и на воде. Для движения по снегу и воде, при взлете и посадке, колеса выпускаются и отжимают лыжи в рабочее положение. Уборка лыж происходит в обратном порядке. При движении по снежной или водной поверхности, на взлете и посадке, лыжи работают вместе с надувными, изменяющими свой объем воздушными камерами, находящимися в рабочем (надутом) состоянии и расположенными между футлярами лыж и днищем фюзеляжа, передней 56 и задней 57, для своей устойчивости в работе и большего водоизмещения на плаву.
Взлетно-посадочное устройство состоит из правой и левой ноги 36, каждая из которых имеет раму 58 с лыжеобразной задней частью 59, пару колес 60 с амортстойками 61, объединенных в единый силовой блок с гидравлическим устройством 62. Выдвижной шток 63 гидравлического устройства соединен с фюзеляжем на схождении его силовых элементов конструкции в верхней части открытого для внешней среды отсека 35. Основная функция взлетно-посадочного устройства, это плавное поднятие всей конструкции ПРЕОБРАЗУЕМОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА при взлете с твердой поверхности в конце разбега, на скорости отрыва, с целью создания наивыгоднейшего (необходимого для взлета) угла атаки крыла и уменьшения взлетной дистанции. В обратном порядке эти действия применимы при посадке для уменьшения длины пробега. Вторая функция - это функция домкрата, для выдвижения или уборки передних или задних лыж на твердой поверхности при сложенной или разложенной хвостовой части, так как при этом меняется центр тяжести, что благоприятно для манипуляций с передними или задними лыжами, а также для складывания или раскладывания концевых секций крыла. Третья функция - это совместное управление ПРЕОБРАЗУЕМЫМ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ при движении по снежной поверхности, вместе с рулями хвостовой части и воздушными винтами.
Автоматическое преобразование летающего транспортного средства в наземное транспортное средство и обратно происходит при помощи тросовых механизмов, приводимых в действие электромоторами, и способности его секций крыла, подкосов и хвостовой части складываться в компактное состояние, в котором существенно уменьшаются размеры (габариты).
Способность ПРЕОБРАЗУЕМОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА взлетать и приземляться, используя грунт, воду, снежную поверхность, подходящие автомобильные дороги и передвигаться по твердой поверхности, воде, снегу, воздуху, автомобильным дорогам и улицам населенных пунктов дает человеку свободу выбора в способе передвижения в случае необходимости.
Наличие трех двигателей дает ПРЕОБРАЗУЕМОМУ ТРАНСПОРТНОМУ СРЕДСТВУ, как самолету, избыток мощности, необходимый на взлете, а также возможность продолжения полета в случае отказа одного из них.
Большая устойчивость по направлению на разбеге и пробеге при взлете и посадке с боковым ветром по сравнению с трехколесным шасси.
Наличие взлетно-посадочного устройства значительно упрощает взлет и посадку и сокращает длину разбега и пробега.
Повышенная эффективность торможения на пробеге, так как могут использоваться торможение восьми колес и реверс заднего воздушного винта включением задней передачи среднего двигателя.
При использовании двигателей, работающих на автомобильном топливе, возможна дозаправка в населенных пунктах, имеющих АЗС.
Сравнительно небольшие габариты в сложенном состоянии упрощают проблему гаражного хранения.
В народном хозяйстве может использоваться в качестве рейсового самолета на местных воздушных линиях, при работе в санитарной авиации может перевозить больного на носилках, врача и сопровождающих лиц, выполнять авиационно-химические работы в сельском хозяйстве и быть в собственности у граждан в качестве личного транспортного средства для загородных, междугородных, туристических и других видов путешествий.
Представленное устройство ПРЕОБРАЗУЕМОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО возможно осуществить промышленным способом, с использованием стандартного оборудования.
Преобразуемое транспортное средство, содержащее фюзеляж, представляющий собой пилотско-пассажирскую кабину, заднюю винтовую установку, передние и задние колеса шасси, выполненные с трансмиссиями и механизмами их уборки и выпуска, с взлетно-посадочным устройством и с отдельным закрытым от внешней среды носовым отсеком, с двумя обтекаемой формы окнами над пилотской кабиной для зеркального наблюдения и контроля направления на взлете и при посадке, при этом правая и левая плоскости крыла выполнены с возможностью посекционного складывания и снабжены передними и задними подкосами, винтовыми установками и двигателями, расположенными в передней части коренных секций, колесное шасси выполнено с лыжами для движения по снегу и воде, а хвостовая часть выполнена с возможностью складывания для образования наземного транспортного средства, отличающееся тем, что оно выполнено со складывающимся и управляемым стабилизатором, в передней части которых расположены винтовые установки с четырехлопастными воздушными винтами, находящимися в разных параллельных плоскостях вращения, пассажирская кабина имеет две боковых наружных двери, взлетно-посадочное устройство расположено в центральной части фюзеляжа и имеет две убирающихся гидравлическими механизмами ноги, состоящими из рамы и пары колес с амортстойками, лыжи в убранном положении находятся в своих футлярах перед колесами шасси, прижимаясь к днищу фюзеляжа, и могут при этом выдвигаться в рабочее положение под убранные колеса шасси, наличие изменяющих свой объем воздушных камер, расположенных между днищем фюзеляжа и лыжами для работы на водной поверхности, подкосы крепятся к центральным секциям крыла через двойные выступающие навстречу кронштейны с осевым шарнирным соединением, средний двигатель расположен в закрытом от внешней среды отсеке между передними колесами шасси, имеет отключаемый привод и соединен с редуктором задних колес карданным валом через муфту сцепления с передаточным механизмом на заднюю винтовую установку, расположенными в отдельном отсеке за пассажирской кабиной и соединенными вертикальным карданным валом и редуктором с муфтой сцепления с задним воздушным винтом, а управление воздушными рулями, складывание и раскладывание плоскостей крыла, хвостовой части и выдвижение лыж в рабочее положение и обратно осуществляется тросовыми механизмами.
