Летательный аппарат

Изобретение относится к летательным аппаратам. Летательный аппарат содержит фюзеляж, на внутренней поверхности фюзеляжа жестко закреплен тепловой коллектор. На внутренней поверхности теплового коллектора расположен внешний токовый коллектор, представляющий собой систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков. На каждом электропроводящем участке с помощью коммутирующего припоя горячего спая закреплены своими одними основаниями две призмы из термоэлектрического материала n- или р-типа, а их другие основания с помощью коммутационного припоя холодного спая прикреплены к внешней поверхности внутреннего токового коллектора, представляющего собой систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков. Причем участки внешнего и внутреннего токовых коллекторов ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка внешнего токового коллектора расположен электроизоляционный участок внутреннего токового коллектора. Два крайних электропроводящих участка внутреннего токового коллектора снабжены клеммами. Между внутренним токовым коллектором и коллектором охлаждения, снабженным ребрами охлаждения, закреплена электроизоляционная прослойка. Технический результат заключается в снижении расхода потребляемого топлива. 3 ил.

 

Изобретение относится к области самолетостроения и к обитаемым летательным аппаратам многоцелевого назначения: для перевозки пассажиров, багажа и грузов на воздушных линиях.

Известен самолет с двойным фюзеляжем (RU 2482015, В64С 1/06, 20.05.2013), содержащий фюзеляж с головной и хвостовой оконечностями и прикрепленными к нему крыльями, фюзеляж имеет внешнюю оболочку с элементами жесткости, крылья включают по меньшей мере один из топливных баков соответствующей системы, систему основных двигателей и шасси, прикрепленных к крыльям и/или фюзеляжу, при этом фюзеляж оснащен кабиной управления, не менее чем одним грузовым и/или обитаемым, например, пассажирским, отсеком и внешним оперением оболочки, а внутри фюзеляжа размещены элементы жесткости оболочки и связанный через них с оболочкой не менее чем один силовой пол, кроме того, летательный аппарат оснащен бортовыми системами и оборудованием, включая системы управления, пилотажно-навигационное, электротехническое, радиотехническое оборудование, гидравлические и газовые системы, системы регулирования давления и кондиционирования воздуха, системы жизнеобеспечения и спасения, причем оболочка, по меньшей мере, одного обитаемого отсека выполнена разделенной на две - внешнюю негерметичную и внутреннюю герметичную, законструированную на обеспечение внутреннего, в том числе избыточного в режиме высотных полетов, давления в ней в диапазоне 0,5÷1,0 ати, при этом упомянутая внутренняя оболочка обитаемого отсека выполнена из высокопрочного синтетического армированного композиционного материала, например углепластика, и оперта на внешнюю оболочку через распределенные по обращенным одна к другой поверхностям оболочек демпфирующие динамические воздействия и разность температурных деформаций указанных оболочек упругоподатливые опоры.

Электротехническое оборудование, в состав которого входят электрические генераторы, обеспечивает работу электропотребителей: приборов, средств управления и радио, системы запуска двигателей и освещения.

Привод электрических генераторов осуществляется с помощью основных двигателей, что приводит к увеличению потребляемой мощности основными двигателями, и, в конечном счете, к увеличению потребления топлива.

Известен летательный аппарат ТУ-144 (Свищев Г.П. Авиация. Энциклопедия. - М.: БСЭ, 1994, с. 588-589), выбранный в качестве прототипа содержащий фюзеляж, выполненный по схеме «бесхвостка», и треугольное крыло малого удлинения, с наплывом большой стреловидности в передней части, оперение, две мотогандолы, расположенными под крылом. Каждая мотогандола содержит по два авиадвигателя ТРДДФ НК-144 А. В крыле расположены топливные кессон-баки. Самолет оборудован системой электроснабжения, состоящей из первичной, вторичной и третичной систем, и рядом электропотребителей.

Первичная система электроснабжения, преобразующая любую энергию: механическую, воздушную, гидравлическую, химическую и т.п. в электрическую, содержит генераторы, приводимые во вращение авиадвигателями, непосредственно или через привод постоянной скорости. Отмеченный факт приводит к необходимости увеличения мощности авиадвигателей, что обуславливает повышенный расход потребляемого топлива последних. Например, при крейсерской сверхзвуковой скорости расход составляет 1,81 кг/кгс в час.

Задача изобретения - снижение расхода потребляемого топлива путем использования термоэлектрического метода прямого получения электрического тока для электропитания бортовых электропотребителей.

Технический результат достигается следующим образом. В летательном аппарате, содержащем фюзеляж, треугольное крыло малого удлинения, с наплывом большой стреловидности в передней части, оперение, две мотогандолы с авиадвигателями, расположенными под крылом, в котором расположены топливные кессон-баки, систему электроснабжения, соединенную с электропотребителями, на внутренней поверхности фюзеляжа жестко закреплен тепловой коллектор, на внутренней поверхности которого расположен внешний токовый коллектор, представляющий собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков, на каждом электропроводящем участке с помощью коммутирующего припоя горячего спая закреплены своими одними основаниями две призмы из термоэлектрического материала n- или p-типа, а их другие основания с помощью коммутационного припоя холодного спая прикреплены к внешней поверхности внутреннего токового коллектора, представляющего собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков, причем периодические системы из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков внешнего и внутреннего токовых коллекторов ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка внешнего токового коллектора расположен электроизоляционный участок внутреннего токового коллектора, причем два крайних электропроводящих участка внутреннего токового коллектора снабжены клеммами, между внутренним токовым коллектором и коллектором охлаждения, снабженном ребрами охлаждения, закреплена электроизоляционная прослойка.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид летательного аппарата, на фиг. 2 показан поперечный разрез фюзеляжа а на фиг. 3 приведен вид Б - фрагмент фюзеляжа.

В летательном аппарате, содержащем фюзеляж 1 (фиг. 1), треугольное крыло 2, с наплывом большой стреловидности в передней части, оперение 3, две мотогандолы 4 с авиадвигателями, расположенными под крылом 2, в котором расположены топливные кессон-баки (не показаны). Летательный аппарат оборудован системой электроснабжения (не показана), соединенной с электропотребителями (не показаны). На внутренней поверхности 5 (фиг. 2) фюзеляжа 1 жестко закреплен тепловой коллектор 6 (фиг. 3), на внутренней поверхности которого расположен внешний токовый коллектор 7, представляющий собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих 8 и электроизоляционных 9 участков, на каждом электропроводящем участке 8, выполненном из меди, алюминия или силумина, с помощью коммутирующего припоя горячего спая 10 жестко закреплены своими одними основаниями две призмы 11 из термоэлектрического материала n- или p-типа, например, из хромель-константана, медь-константана или теллуристого свинца. Другие основания призм 11 с помощью коммутационного припоя холодного спая 12 прикреплены к внешней поверхности внутреннего токового коллектора 13, представляющего собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих 14 и электроизоляционных 15 участков, причем периодические системы из чередующихся электропроводящих 8, 14 и электроизоляционных 9, 15 участков внешнего 7 и внутреннего 13 токовых коллекторов ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка 8 внешнего токового коллектора 7 расположен электроизоляционный участок 15 внутреннего токового коллектора 13, причем два крайних электропроводящих участка 14 внутреннего токового коллектора 13 снабжены клеммами 16, между внутренним токовым коллектором 13 и коллектором охлаждения 17, снабженном ребрами охлаждения 18, закреплена электроизоляционная прослойка 19.

Устройство работает следующим образом. При пуске авиадвигателей мотогандол 4 (фиг. 1) летательный аппарат приходит в движение под действием реактивной силы, одновременно с этим в результате взаимодействия треугольного крыла 2 с потоком воздуха возникает подъемная сила и летательный аппарат осуществляет взлет. При достижении эксплуатационной высоты полета и крейсерской скорости под действием аэродинамического торможения воздушного потока возникает нагрев фюзеляжа 1, особенно это проявляется при сверхзвуковых скоростях при полете в плотных слоях атмосферы. Интенсивность нагрева поверхности фюзеляжа 1, обтекаемой потоком воздуха, зависит от скорости полета. Рост температуры фюзеляжа 1 в результате аэродинамического нагрева вызывается вязкостью воздуха, обтекающего летательный аппарат, а также его сжатием на лобовых поверхностях. Вследствие потери скорости частицами воздуха в пограничном слое в результате вязкостного трения происходит повышение температуры всей обтекаемой поверхности фюзеляжа 1. Например, при исследованиях самолета ХВ-70А в полетах на высотах более 21000 м со скоростью с числом Маха, равным 3, температура входных кромок воздухозаборника и передних кромок крыла составляла 580-605 К, а остальной части фюзеляжа - 470-500 К.

Питание бортовых электропотребителей, в основном, осуществляется системой электроснабжения, в которую входят генераторы, которые приводятся во вращения от авиадвигателей мотогандол 4.

В результате нагрева фюзеляжа 1 нагревается тепловой коллектор 6 (фиг. 3). Затем данное тепло поступает на внешний токовый коллектор 7, т.е. на электропроводящие 8 участки, и в последующем нагревает призмы 11 из термоэлектрического материала. Причем основания призм 11, прикрепленные к электропроводящим участкам 8, имеют температуру выше, нежели основания призм 11, прикрепленные прикреплены к внешней поверхности внутреннего токового коллектора 13. Это обусловлено интенсивной отдачей тепла во внутреннюю полость фюзеляжа 1 (фиг. 2) с коллектора охлаждения 17 (фиг. 3) и ребер охлаждения 18. В результате указанного температурного перепада на призмах 11 возникает термо-ЭДС, которая обуславливает возникновение тока, замыкающегося через электропроводящие участки 8 внешнего токового коллектора 7, призмы 11, электропроводящие участки 14 внутреннего токового коллектора 13, клеммы 16, подводящие провода системы электроснабжения и электропотребители (не показаны).

Как можно видеть, дополнительное использование термо-ЭДС, которая вызвана нагревом фюзеляжа 1 (фиг. 1) летательного аппарата понижает значение требуемой мощности генераторов системы электроснабжения, т.е. приводит к уменьшению мощности авиадвигателей мотогандол 4, идущей на привод данных генераторов, и в результате, к снижению потребления топлива авиадвигателями мотогандол 4.

Летательный аппарат, содержащий фюзеляж, треугольное крыло малого удлинения с наплывом большой стреловидности в передней части, оперение, две мотогандолы с авиадвигателями, расположенными под крылом, в котором расположены топливные кессон-баки, систему электроснабжения, соединенную с электропотребителями, отличающийся тем, что на внутренней поверхности фюзеляжа жестко закреплен тепловой коллектор, на внутренней поверхности которого расположен внешний токовый коллектор, представляющий собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков, на каждом электропроводящем участке с помощью коммутирующего припоя горячего спая закреплены своими одними основаниями две призмы из термоэлектрического материала n- или р-типа, а их другие основания с помощью коммутационного припоя холодного спая прикреплены к внешней поверхности внутреннего токового коллектора, представляющего собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков, причем периодические системы из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков внешнего и внутреннего токовых коллекторов ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка внешнего токового коллектора расположен электроизоляционный участок внутреннего токового коллектора, причем два крайних электропроводящих участка внутреннего токового коллектора снабжены клеммами, между внутренним токовым коллектором и коллектором охлаждения, снабженным ребрами охлаждения, закреплена электроизоляционная прослойка.



 

Похожие патенты:

Использование: для трансформации тепловой энергии в электрическую при отсутствии источников электроснабжения. Сущность изобретения заключается в том, что компактный термоэлектрогенератор содержит отбортованный сверху корпус, закрытый съемной прижимной крышкой, выполненные из материала–диэлектрика с высокой теплопроводностью, в отверстиях крышки и резьбовых отверстиях корпуса расположены прижимные болты, съемная прижимная крышка снабжена на противоположных концах полюсными коллекторами, внутри корпуса параллельно его торцам вертикально установлены пластины, выполненные из диэлектрического материала с низкой теплопроводностью, противоположные поверхности каждой из которых поочередно покрыты Z–образными полосами фольги разных металлов М1 и М2 соответственно таким образом, чтобы верхние горизонтальные торцы полос металлов М1 и М2 одной пластины были прижаты к верхнему торцу этой пластины, образуя отдельный термоэмиссионный преобразователь, а нижние горизонтальные торцы этих же полос были прижаты совместно с горизонтальными торцами предыдущих и последующих полос фольги металлов М1 и М2 к нижним торцам предыдущих и последующих пластин, образуя предыдущие и последующие термоэмиссионные преобразователи и термоэлектрическую секцию, причем плотный контакт нижних концов полюсных коллекторов с торцами Z–образных полос верхних и нижних торцов полос фольги металлов М1 и М2 всех термоэмиссионных преобразователей осуществляется прижатием крышки к корпусу путем ее вертикального перемещения при вращении прижимных болтов.

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для преобразования тепловой энергии в электрическую. Компактный термоэлектрический генератор, содержащий корпус, закрытый съемной крышкой, выполненной из материала-диэлектрика с высокой теплопроводностью, при этом корпус снабжен с торца отверстием и жестко соединен с гайкой, в которой расположен прижимной болт, съемная крышка снабжена на противоположных концах полюсными коллекторами, внутри корпуса по порядку, начиная от торца с прижимным болтом, расположены прижимная плита, выполненная из прочного диэлектрического материала, и установленные параллельно ей пластины, выполненные из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, поверхности каждой пары пластин поочередно покрыты Г-образно полосами фольги разных металлов М1 и М2, образуя термоэмиссионный элемент, каждый из которых соединен между собой, образуя термоэлектрическую секцию, причем при закрытии корпуса съемной крышкой нижние концы полюсных коллекторов прижимаются к верхним концам крайних термоэмиссионных элементов, плотное соединение верхних и нижних стыков которых достигается вращением прижимного болта, перемещающего прижимную плиту, или установкой упругого элемента в пространстве между торцом корпуса и прижимной плитой.

Использование: для создания системы сетевой коммуникации. Сущность изобретения заключается в том, что в состав системы входят: по меньшей мере два коммуникационных устройства, связанных между собой посредством сети, причем электропитание указанных коммуникационных устройств осуществляется от генератора электроэнергии; указанный генератор электроэнергии включает в себя по меньшей мере одну ячейку, содержащую слой обогащенного электронами материала-донора в контакте со слоем обогащенного дырками материала-акцептора, причем оба слоя находятся в электрическом контакте со схемой; и по меньшей мере одна ячейка дополнительно характеризуется ионным материалом, который поглощен этой ячейкой или введен в нее, чтобы облегчить прохождение электронов от одной стороны ячейки к другой, тем самым создавая ячейки с электрическим потенциалом на интерфейсе донорных и акцепторных материалов; обеспечивая тем самым систему коммуникации с распределенной генерацией электроэнергии, устойчивую к неблагоприятным событиям.

Термоэлектрический трансформатор предназначен для преобразования постоянного напряжения одного значения в другое с гальванической развязкой без промежуточного преобразования первичного напряжения в переменное.

Изобретение относится к области термоэлектричества, а именно к технологии изготовления конструктивных элементов для термоэлектрических модулей. Сущность: способ изготовления конструктивного элемента (12) для термоэлектрического модуля (15) имеет следующие шаги: а) обеспечение по меньшей мере одной нити (1), имеющей протяженность (2), б) обеспечение трубчатого приемного элемента (13), имеющего внешнюю периферическую поверхность (14), в) нанесение термоэлектрического материала (3) по меньшей мере на одну нить (1), г) наматывание по меньшей мере одной нити (1) вокруг трубчатого приемного элемента (13), так что на внешней периферической поверхности (14) образовывается по меньшей мере один кольцеобразный конструктивный элемент (12) для термоэлектрического модуля (15).

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации возобновляемых, вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для трансформации тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к наноструктурам с высокими термоэлектрическими свойствами. Предложена одномерная (1D) или двумерная (2D) наноструктура, являющаяся нанопроволокой из кремния, полученной методом безэлектролизного травления или выращенной методом VLS (пар-жидкость-кристалл).

Изобретение относится термоэлектрическим преобразователям энергии. Сущность: преобразователь энергии содержит теплособирающую поверхность, n- и р-выводы, сформированные из термоэлектрических материалов n- и р-типа соответственно, каждый из которых расположен в тепловой связи с указанной теплособирающей поверхностью, параллельные электрические шины, электрически соединенные с n- и р-выводами, и корпус.

Изобретение относится к термоэлектрическому преобразованию энергии. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения универсальной термоэлектрической машины, предназначенной для использования в энергетике, промышленности и народном хозяйстве в качестве статического или динамического термоэлектрического генератора постоянного тока, который преобразует тепло работающих ядерных реакторов, энергетических блоков, двигателей внутреннего сгорания, источников солнечной энергии, источников термальных вод, печей, газовых горелок и других технических сооружений в электрическую энергию, а также в качестве электрических машин постоянного тока, работающих от источника термоэлектричества, получаемого от перепада температур, устройств вращения магнитных систем, вращающихся фурм для установок сжигания твердых бытовых и других органических отходов с углем, силовых приводов транспортных средств, подъемных механизмов, транспортеров, систем автоматического регулирования и управления механическими устройствами, измерительных и эталонных устройств.

Изобретение относится к системам руления летательных аппаратов. Двигатель (10) летательного аппарата включает в себя газотурбинный двигатель (11) с газогенератором.

Группа изобретений относится к электромашинным преобразователям. Способ ускорения запуска двигатель-генераторного электромашинного преобразователя постоянного напряжения в переменное заключается в следующем.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям элементов дренажных систем. Мачта для отвода жидкости выполнена таким образом, что ее площадь поперечного сечения уменьшается от входной секции до выходной секции, и расположена под острым углом относительно отсека в направлении потока воздуха.

Изобретение относится к системе генерирования электрической энергии для летательного аппарата. Система (20) содержит обтекатель (21), содержащий по меньшей мере одну турбину (22), размещенную в передней части (21a) обтекателя (21), и генератор (23) электрической энергии, соединенный с упомянутой турбиной.

Группа изобретений относится к системе генерирования электроэнергии для питания агрегатов летательного аппарата и турбомашине, содержащей такую систему. Система генерирования электроэнергии содержит накопители электроэнергии, генераторы тока, приводимые во вращение от вала турбомашины, электрические соединения между накопителем электроэнергии, генератором и агрегатами летательного аппарата для питания агрегатов током, альтернативное средство подачи тока агрегатам, устройство отключения генераторов и одновременного пуска альтернативного средства.

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов и предназначено для построения системы управления полетом и реализации энергоснабжения рулевых агрегатов самолета в нормальных и аварийных условиях полета.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления сетью электрического питания летательного аппарата. Техническим результатом является снижение затрат энергии, повышение КПД.

Изобретение относится к способу электроснабжения для пассажирского самолета в случае аварии. Для электроснабжения пассажирского самолета подключают заменяемые блоки, выполненные в виде тележки бортовой кухни, багажного или грузового контейнера в местную сеть электроснабжения потребителей или в сеть аварийного электроснабжения при необходимости.

Изобретение относится к вспомогательным силовым установкам летательных аппаратов. Система (3) питания воздухом вспомогательной силовой установки (2) летательного аппарата включает в себя канал (30) питания воздухом вспомогательной силовой установки, блок (4) управления расходом воздуха, поступающего во вспомогательную силовую установку, и клапан (31) впуска воздуха снаружи летательного аппарата, расположенный на входе канала (30) питания.

Изобретение относится к способу электрического питания летательного аппарата. Для питания электрических нагрузок летательного аппарата подают питание от главной силовой установки (MPS1, MPS2) класса двигателя в нормальном режиме ее работы с помощью распределительной шины (ACBUS1, ACBUS2, DCBUS1, DCBUS2) или от генератора (G1, G2) тягового двигателя в аварийном режиме, а также обеспечивается питание подсети аварийного питания (EEPDC) от независимого аварийного источника (S) энергии в случае неисправности генератора (G1, G2) тягового двигателя в аварийном режиме работы.

Гиперзвуковой летательный аппарат (ЛА) содержит корпус с системой тепловой защиты, бак горючего с системой подачи и регулирования. Корпус представляет симметрично увеличивающееся и уменьшающееся по оси тело, имеющее форму веретена, остроугольного треугольника либо диска, и имеет систему регенеративного охлаждения горючим корпуса ЛА.

Изобретение относится к летательным аппаратам. Летательный аппарат содержит фюзеляж, на внутренней поверхности фюзеляжа жестко закреплен тепловой коллектор. На внутренней поверхности теплового коллектора расположен внешний токовый коллектор, представляющий собой систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков. На каждом электропроводящем участке с помощью коммутирующего припоя горячего спая закреплены своими одними основаниями две призмы из термоэлектрического материала n- или р-типа, а их другие основания с помощью коммутационного припоя холодного спая прикреплены к внешней поверхности внутреннего токового коллектора, представляющего собой систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков. Причем участки внешнего и внутреннего токовых коллекторов ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка внешнего токового коллектора расположен электроизоляционный участок внутреннего токового коллектора. Два крайних электропроводящих участка внутреннего токового коллектора снабжены клеммами. Между внутренним токовым коллектором и коллектором охлаждения, снабженным ребрами охлаждения, закреплена электроизоляционная прослойка. Технический результат заключается в снижении расхода потребляемого топлива. 3 ил.

Наверх