Аэропоезд с питанием от троллея (варианты)

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с электропитанием от наземных источников. Аэропоезд с питанием от троллея включает корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопическую тягу с поворотным механизмом и кареткой. Корпус снабжен поворотными в вертикальной плоскости крыльями, поворотными в вертикальной плоскости кормовыми стабилизаторами, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенным в задней зоне килем с рулем поворота. Поворотные крылья и поворотные кормовые стабилизаторы снабжены поворотными маршевыми двигателями, установленными в нижней передней зоне поворотных крыльев и кормовых стабилизаторов с возможностью поворота вправо-влево. Обеспечивается повышение маневренности и безопасности маловысотного полета, возможность вертикального взлета и посадки. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 31 ил.

 

Группа изобретений относится к авиационной технике, в частности к аэропоездам (летающим трамваям) - транспортным летательным аппаратам с возможностью вертикального взлета и посадки с изменяемым вектором тяги, выполненным на основе высокоскоростных авиационных электромоторов.

Из уровня техники известен экраноплан, содержащий фюзеляж, несущую плоскость малого удлинения с концевыми шайбами-поплавками, убираемые переднее и заднее ограждения статической воздушной подушки, средства стабилизации и управления, поворотные винтокольцевые движители (см. патент на изобретение РФ №2539443, кл. B60V 1/11, оп. в 2015 году). Такая сложная дорогостоящая и материалоемкая конструкция оправдана в чрезвычайных условиях, когда нет возможности использовать другие, более дешевые средства передвижения.

Известен летательный аппарат с поворотными роторными двигателями для вертикального взлета (см. DE 102012020498, кл. В64С 29/00, оп. в 2014 году). У этого летательного аппарата поворотные роторные двигатели выполнены убирающимися после набора определенной высоты.

Известен летательный аппарат вертикального взлета и посадки, который содержит фюзеляж, киль, шасси, сочлененное крыло, два подъемно-маршевых вентилятора, каждый из которых состоит из винта в профилированном кольце с независимо управляемым приводом поворота, силовую установку с одним или более двигателями, узлом передачи вращающего момента от двигателя на приводные валы подъемно-маршевых вентиляторов и устройством управления тангажом, при этом подъемно-маршевые вентиляторы закреплены вблизи центра масс, симметрично относительно оси летательного аппарата на силовой балке, жестко соединенной с фюзеляжем (см. патент на полезную модель РФ №141669, кл. В64С 29/00, оп. в 2014 году). Такой достаточно универсальный летательный аппарат можно использовать для разных целей, однако для перевозки пассажиров на небольшой высоте он не обладает достаточной маневренностью и надежностью.

Известен беспилотный вертолет-самолет с гибридной силовой установкой, имеющий планер из композитного углепластика с плавным сопряжением крыла и фюзеляжа, переднее горизонтальное оперение, двухкилевое оперение, смонтированное к консолям стреловидного крыла на разнесенных балках, содержит с внешних сторон килей консоли стабилизатора, двигатели силовой установки, два продольных и два поперечных несущих винта, имеющих при этом от всех несущих винтов полную компенсацию реактивных крутящих моментов при противоположном направлении вращения между соответствующими винтами как в полетную конфигурацию самолета четырех- или двухвинтовой движительной системы, при этом синхронно изменяющие вектор тяги винты, выполненные многолопастными без автоматов перекоса их лопастей и флюгерно-реверсивными, имеют наряду с двумя винтами продольной группы и два консольных винта поперечной группы, установленных с мотогондолами на концах первого крыла, выполненного для уменьшения затенения консольных винтов при вертикальном взлете, посадке и висении с возможностью поворота его консолей относительно поперечной оси, расположенной перпендикулярно плоскости симметрии, и в виде переустанавливаемой с горизонтального в вертикальное положение, но и обратно левой и правой рулевой поверхности передней многорежимной аэродинамической системы управления балансировкой при висении по курсу и тангажу, оснащенной независимыми узлами их поворота, снабженной в конечном положении после их поворота в вертикальное положение возможностью дифференциального и синфазного их отклонения, причем продольные оси левой и правой мотогондол с консольными винтами, линии горизонтальной тяги которых расположены вдоль продольной оси соответствующей разнесенной балки, имеют на вертолетных режимах полета вертикальные оси их вращения, размещенные вдоль поперечной плоскости, реализуемой при помощи увеличения угла установки лопастей левого консольного винта с одной стороны от оси симметрии и уменьшения углов установки лопастей правого консольного винта - с другой при одновременном автоматическом изменении тяги несущих винтов продольной группы, при помощи дифференцированных изменений угла установки лопастей переднего и заднего несущих винтов продольной группы, но и путевого управления - изменением угла установки лопастей в каждой продольно-поперечной паре несущих винтов, имеющих одинаковое направление вращения, передний несущий с левым консольным винтом и задний несущий с правым консольным винтом, электродвигатели-генераторы, систему электропривода, программируемый системно-логический контроллер блока управления, электродистанционную систему управления, которая с целью увеличения генерирующей мощности при стоянке на земле, получая от датчика скорости ветра, выдает управляющий сигнал на обеспечение как стояночной конфигурации с автоматически отклоненной осью вращения заднего толкающего винта от вертикали назад и сложенными консолями большего крыла, так и на создание способа генерации мощности в кормовой мотогондоле от внешнего источника энергии, включающего носовое электрическое мотор-колесо, имеющее управляемый разворот его носовой части фюзеляжа к встречному ветру для подзарядки аккумуляторной батареи от электродвигателя-генератора кормовой мотогондолы (см. патент на изобретение РФ №2527248, кл. В64С 27/28, оп. в 2014 году). В этой достаточно сложной конструкции беспилотного самолета-вертолета предусмотрена возможность полета в разных режимах, в том числе вертикального взлета, крейсерского полета и изменения вектора тяги. Однако реализация этих возможностей может быть достигнута за счет чрезмерного усложнения винтового оборудования и системы управления.

Известен скоростной преобразуемый винтокрыл, который содержит трапециевидное крыло, имеющее на консолях движительно-несущие винтовые системы с двумя двигателями, хвостовое оперение с горизонтальным стабилизатором и трехопорное колесное шасси, многовинтовую систему разнесенной тяги, имеющей два меньших винта, установленных на цельно-поворотных консолях V-образного стабилизатора, и два больших смонтированных на выходных валах консольных редукторов, каждый из которых размещен в надкрыльном обтекателе на законцовке нижнего крыла, имеет возможность преобразования полетной конфигурации с вертолета четырехвинтовой несущей схемы в полетную конфигурацию крылатого автожира или винтокрыла с двухвинтовой движительной системой (см. патент на изобретение РФ №2609856, кл. В64С 27/22, оп. в 2017 году). Такой летательный аппарат с изменяемым вектором тяги обладает более высокой управляемостью, чем вышеописанные конструкции, но и он, также, как и предыдущие летательные аппараты, не предназначен для перевозки пассажиров на небольшой высоте с питанием от троллея. Недостаточные мощность двигателей и маневренность винтов не могут обеспечить безопасность полетов маловысотного летательного аппарата.

Компания Siemens представила авиационный электромотор -электродвигатель для самолета со следующими характеристиками: при весе в 50 кг развивает мощность в 260 КВт, при этом для работы воздушного винта не требуется трансмиссия, поскольку мотор выдает 2500 оборотов в минуту (см. https://habr.com/post/378521/).

Наиболее близким техническим решением к заявленной группе изобретений является транспортная система, включающая летательный аппарат с движителями вертикального перемещения, выполненными в виде маршевых горизонтально расположенных лопастей с приводом от электродвигателей, движителями горизонтального перемещения, выполненными в виде вертикально расположенных тяговых лопастей с приводом от электродвигателей, с направляющим приспособлением транспортной системы выполненным в виде троллея с токопроводящей шиной и опорной тележкой, при этом летательный аппарат снабжен шарнирно установленной тягой, связанной с опорной тележкой, а троллей выполнен трехреберным и расположен на опорах с двумя рельсами, имеющими две контактные поверхности (см. патент на изобретение РФ №2633667, кл. В64С 27/08, оп. в 2017 году). Эта транспортная система предназначена для перевозки большого количества пассажиров с помощью летательного аппарата типа квадрокоптера относительно троллея, расположенного на опорах. Такие летательные аппараты относятся к маловысотным или низколетящим, у которых очень мало высоты для пространственного маневра при изменении воздушной обстановки.

Техническая проблема заключается в том, что приземные слои воздуха плотнее, чем атмосфера на больших высотах, поэтому при полетах на малых высотах возникает повышенные трение и лобовое сопротивление, а резкие боковые порывы ветра создают дополнительные трудности для маневра летательного аппарата, который «связан» с троллеем с помощью электрической тяги. Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи повышения маневренности и безопасности маловысотных аэропоездов с возможностью вертикального взлета и посадки с питанием от троллея.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что:

- в аэропоезде с питанием от троллея, включающем корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопической тягой с поворотным механизмом и кареткой, корпус снабжен поворотными в вертикальной плоскости крыльями, поворотными в вертикальной плоскости кормовыми стабилизаторами, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенным в задней зоне килем с рулем поворота, при этом поворотные крылья и поворотные кормовые стабилизаторы снабжены поворотными маршевыми двигателями, установленными в нижней передней зоне поворотных крыльев и кормовых стабилизаторов с возможностью поворота вправо-влево. Поворотные крылья снабжены маневровыми двигателями.

- в аэропоезде с питанием от троллея, включающем корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопической тягой с поворотным механизмом и кареткой, корпус снабжен поворотными в вертикальной плоскости передними и задними двойными крыльями, состоящими из верхней и нижней панелей, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенными в задней зоне хвостовиком и килем с рулем поворота, при этом поворотные крылья снабжены поворотными маршевыми двигателями, расположенными между верхней и нижней панелями с возможностью поворота вправо-влево. Хвостовик снабжен маневровыми двигателями, последовательно расположенными в плоскости хвостовика.

- в аэропоезде с питанием от троллея, включающем корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопической тягой с поворотным механизмом и кареткой, корпус снабжен крыльями, кормовыми стабилизаторами, установленными под небольшим углом к верхней плоскости корпуса аэропоезда таким образом, что их свободные концы расположены выше верхней плоскости корпуса, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенным в задней зоне килем с рулем поворота, при этом крылья и кормовые стабилизаторы снабжены поворотными маршевыми двигателями, расположенными под крыльями и кормовыми стабилизаторами с выступающими вперед относительно передних ребер лопастями, причем маршевые двигатели выполнены с двумя степенями свободы и снабжены поворотными механизмами, размещенными на нижней плоскости крыльев и кормовых стабилизаторов с возможностью поворота в горизонтальной плоскости (вправо-влево), а также поворотными механизмами, расположенными в передней зоне маршевых двигателей за лопастями с возможностью поворота в вертикальной плоскости (вперед-вниз), при этом крылья дополнительно снабжены поворотными подъемными двигателями, установленными на задних ребрах крыльев с возможностью поворота в вертикальной плоскости, причем плоскость вращения лопастей поворотных подъемных двигателей в верхнем положении параллельна плоскости крыльев, а в нижнем положении находится под углом около 40-45 градусов к этой плоскости крыльев.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен аэропоезд с питанием от троллея (1 вариант), поворотными крыльями и поворотными маршевыми и кормовыми двигателями при горизонтальном полете, вид сверху. На фиг. 2 - то же, вид сбоку. На фиг. 3 - то же, в изометрии. На фиг. 4 - то же, маршевые и кормовые двигатели повернуты вправо. На фиг. 5 - то же, крылья и кормовой стабилизатор повернуты вертикально. На фиг. 6 - то же, крылья повернуты вертикально, маршевые двигатели повернуты вправо. На фиг. 7 - то же, крылья повернуты вертикально, маршевые двигатели повернуты влево. На фиг. 8 - то же, при взлете, в изометрии. На фиг. 9 - то же, каретка телескопической тяги, в изометрии. На фиг. 10 - то же, маршевые и кормовые двигатели повернуты вправо, вид снизу. На фиг. 11 - то же, маршевые и кормовые двигатели повернуты влево, вид снизу. На фиг. 12 - изображен аэропоезд с питанием от троллея (2 вариант), поворотными передними и задними двойными крыльями и встроенными поворотными маршевыми и кормовыми двигателями при горизонтальном полете, вид сверху. На фиг. 13 - то же, вид сбоку. На фиг. 14 - то же, в изометрии. На фиг. 15 - то же, с повернутыми левыми двигателями. На фиг. 16 - то же, перед взлетом, крылья повернуты вертикально, в изометрии. На фиг. 17 - то же, во время взлета, в изометрии. На фиг. 18 - то же, фрагмент двойного крыла. На фиг. 19 - то же, с условно снятыми верхними панелями двойных крыльев, левые двигатели повернуты вправо. На фиг. 20 - то же, правые двигатели повернуты влево. На фиг. 21 - то же, все двигатели повернуты вправо. На фиг. 22 - то же, все двигатели повернуты влево. На фиг. 23 - изображен аэропоезд с питанием от троллея (3 вариант), неподвижными крыльями и неподвижными, расположенными под углом, кормовыми стабилизаторами и поворотными маршевыми и кормовыми двигателями при горизонтальном полете, вид сверху. На фиг. 24 - то же, вид сбоку. На фиг. 25 - то же, в изометрии. На фиг. 26 - то же, двигатели повернуты вправо. На фиг. 27 - то же, перед взлетом, маршевые и кормовые двигатели повернуты вверх, в изометрии. На фиг. 28 - то же, во время взлета, в изометрии. На фиг. 29 - то же, варианты расположения двигателей. На фиг. 30 - то же, маршевые и кормовые двигатели повернуты влево. На фиг. 31 - то же, маршевые и кормовые двигатели повернуты вправо.

Все варианты аэропоезда выполнены на базе летательного аппарата с питанием от троллея и возможностью вертикального взлета и посадки с изменяемым вектором тяги при использовании многороторных электродвигателей (см. фиг. 1-31). Это маловысотные (низколетящие) маневренные экологически чистые средства перемещения людей и грузов. Аэропоезд, изображенный на фиг. 1-11 (1 вариант), предназначен для перевозки большого количества пассажиров относительно троллея 1, расположенного на опорах 2. Фюзеляж (корпус) 3 аэропоезда имеет расположенные в передней зоне кабину 4 и носовые стабилизаторы 5, окна 6, крылья 7 и кормовые стабилизаторы 8, расположенный в задней зоне киль 9 с рулем 10 поворота. Крылья 7 и кормовые стабилизаторы 8 выполнены поворотными вокруг горизонтально расположенной оси, при этом крылья 7 снабжены механизмом 11 поворота (вверх-вперед) и кормовые стабилизаторы 8 снабжены механизмом 12 поворота (вверх-вперед). Крылья 7 оснащены размещенными на свободных концах винглетами (законцовками крыла) 13, загнутыми вверх под углом 95-100 градусов. Кормовые стабилизаторы 8 также оснащены винглетами (законцовками крыла) 14, расположенными на свободных концах и загнутыми вверх на 100-110 градусов. Крылья 7 снабжены поворотными маршевыми двигателями 15 (с возможностью поворота вправо-влево), расположенными под крыльями 7 и установленными на их нижней поверхности с помощью поворотных кронштейнов 16. При этом лопасти 17 двигателей 15 расположены выступающими вперед относительно переднего ребра крыльев 7. Плоскость вращения лопастей 17 маршевых двигателей 15 перпендикулярна плоскости крыльев 7. Количество маршевых двигателей 15 зависит от размеров аэропоезда, заданной мощности двигателей 15 и количества перевозимых пассажиров. Крылья 7 дополнительно снабжены маневровыми двигателями 18, расположенными на концах крыльев 7, при этом плоскость вращения лопастей 19 двигателей 18 совпадает с плоскостью крыльев 7. В задней зоне крыльев 7 расположены элероны 20. Кормовые стабилизаторы 8 снабжены поворотными маршевыми двигателями 21 (с возможностью поворота вправо-влево), расположенными под стабилизаторами 8 и установленными на их нижней поверхности с помощью поворотных кронштейнов 22. Плоскость вращения лопастей 23 маршевых двигателей 21 перпендикулярна плоскости стабилизаторов 8.

Аэропоезд, изображенный на фиг. 1-11, связан с троллеем 1, установленным на опорах 2, посредством хвостовика 26, расположенного в задней нижней зоне аэропоезда, телескопической тяги 27, поворотного механизма 28 и каретки 29. Каретка 29 закрыта кожухом (на рисунке не показано). Поворотный механизм 28 тяги 27 включает вилку 30 телескопической тяги 27 и поворотный стол 31, установленный на раме 32 каретки 29. Каретка 29 предназначена для контакта с троллеем 1 при передвижении аэропоезда. Рама 32 каретки 29 снабжена не менее, чем двумя колесными парами 33 с буксами 34, не менее, чем четырьмя упорными роликами 35 с натяжителями 36, не менее, чем одним токосъемником 37, выполненным в виде поворотного упора 38, на свободном конце которого расположены токосъемные щетки 39.

Троллей 1 может представлять собой трехреберную конструкцию, расположенную на опорах 2, состоящую из двух параллельных рельсов 41 с двумя контактными поверхностями: верхней контактной поверхностью 42 и боковой контактной поверхностью 43. Рельсы 41 связаны гофробалками 44 между собой, а также с нижним ребром 45. Как минимум под одним из рельсов 41 установлена токопроводящая шина 46, предназначенная для питания аэропоезда. Установленные на поворотном упоре 38 токосъемные щетки 39 предназначены для контакта с шиной 46. Вдоль троллея 1 расположены вокзалы 48 с пересадочными узлами, имеющими автостоянки с выездом на автомагистрали. Крыша 49 вокзала 48 является посадочной площадкой для аэропоезда и оснащена специальными углублениями 50 для опускания и фиксации шасси 51 аэропоезда. На площадке крыши 49 вокзала 48 расположены входные-выходные проемы 52, совпадающие по расположению с входными-выходными дверями аэропоезда. Проемы 52 могут быть связаны посредством эскалаторов с залом ожидания вокзала 48. Вокзал 48 имеет двери 53 входа-выхода.

Аэропоезд с питанием от троллея 1, изображенный на фиг. 12-22 (2 вариант), также предназначен для перевозки большого количества пассажиров относительно троллея 1, расположенного на опорах 2. Фюзеляж (корпус) 3 аэропоезда имеет расположенные в передней зоне кабину 4 и носовые стабилизаторы 5, окна 6, передние двойные крылья 55, состоящие из верхней панели 56 и нижней панели 57, и задние двойные крылья 58, состоящие из верхней панели 59 и нижней панели 60. Крылья 55 и 58 выполнены поворотными вокруг горизонтально расположенной оси (с возможностью поворота вверх-вперед) и снабжены механизмами 61 и 62 поворота. Двойные крылья 55 и 58 оснащены размещенными на свободных концах винглетами 63 и 64, загнутыми вверх под углом около 90 градусов и выступающими над верхними панелями 57 и 59. Двойные крылья 55 и 58 снабжены поворотными двигателями 66, установленными между верхними панелями 56 и нижними панелями 57 крыльев 55 (с возможностью поворота вправо-влево), а также между верхними панелями 59 и нижними панелями 60 крыльев 58 (с возможностью поворота вправо-влево). Двигатели 66 установлены на поворотных механизмах 67 с вертикальной осью вращения относительно плоскости панелей 56, 57, 59 и 60. Плоскость вращения лопастей 68 двигателей 66 перпендикулярна плоскости панелей 56, 57, 59 и 60. Количество двигателей 66 зависит от размеров аэропоезда, заданной мощности двигателей 66 и количества перевозимых пассажиров. В задней зоне аэропоезда расположен хвостовик 69 с маневровыми двигателями 70, последовательно расположенными в плоскости хвостовика 69. При этом хвостовик 69 снабжен механизмом 71 его поворота и расположенным сверху на хвостовике 69 килем 72, оснащенным рулем 73 поворота. Аэропоезд, изображенный на фиг. 12-22, также, как и вышеописанный аэропоезд, связан с троллеем 1, установленным на опорах 2, посредством хвостовика 26, расположенного в задней нижней зоне аэропоезда, телескопической тяги 27, поворотного механизма 28 и каретки 29.

Аэропоезд с питанием от троллея 1, изображенный на фиг. 23-31 (3 вариант), также, как и вышеописанные аэропоезда, предназначен для перевозки большого количества пассажиров относительно троллея 1, расположенного на опорах 2. Фюзеляж (корпус) 3 этого аэропоезда также имеет расположенные в передней зоне кабину 4 и носовые стабилизаторы 5, окна 6, крылья 76 и кормовые стабилизаторы 77, расположенный в задней зоне киль 78 с рулем 79 поворота. Кормовые стабилизаторы 77 установлены под небольшим углом к верхней плоскости фюзеляжа 3 таким образом, что их свободные концы расположены выше верхней плоскости фюзеляжа 3. Крылья 76 снабжены поворотными маршевыми двигателями 80, расположенными под крыльями 76 с выступающими вперед относительно передних ребер крыльев 76 лопастями 81. Каждый двигатель 80 выполнен с двумя степенями свободы и снабжен поворотным механизмом 82, размещенным на нижней плоскости крыльев 76 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости (вправо-влево), а также поворотным механизмом 83, расположенным в передней зоне двигателя 80 за его лопастями 81 с возможностью поворота в вертикальной плоскости (вперед-вниз). Количество маршевых двигателей 80 зависит от размеров аэропоезда, заданной мощности двигателей 80 и количества перевозимых пассажиров. Крылья 76 дополнительно снабжены поворотными подъемными двигателями 84, установленными на задних ребрах крыльев 76 с возможностью поворота в вертикальной плоскости с помощью поворотных механизмов 85. При этом плоскость вращения лопастей 86 двигателей 84 в верхнем положении параллельна плоскости крыльев 76, а в нижнем положении находится под углом около 40-45 градусов к этой плоскости крыльев 76. В задней зоне крыльев 76 также расположены элероны 87.

Кормовые стабилизаторы 77 снабжены поворотными маршевыми двигателями 89, расположенными под стабилизаторами 77 и установленными на их нижней поверхности с выступающими вперед относительно передних ребер стабилизаторов 77 лопастями 90. Каждый двигатель 89 выполнен с двумя степенями свободы и снабжен поворотным механизмом 91, размещенным на нижней плоскости стабилизаторов 77 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости (вправо-влево), а также поворотным механизмом 92, расположенным в передней зоне двигателя 89 за его лопастями 90 с возможностью поворота в вертикальной плоскости (вперед-вниз). Аэропоезд, изображенный на фиг. 23-31, также, как и вышеописанные аэропоезда, связан с троллеем 1, установленным на опорах 2, посредством хвостовика 26, расположенного в задней нижней зоне аэропоезда, телескопической тяги 27, поворотного механизма 28 и каретки 29.

Все вышеописанные аэропоезда с питанием от троллея 1 имеют не только свои особенности, но и общие принципы структуризации и функционирования. Аэропоезда предназначены для скоростной перевозки большого количества пассажиров с максимальным комфортом. Крейсерская скорость аэропоезда может достигать 300-500 км/час. Комфорт пассажирам обеспечивают просторные салоны, а мягкие взлет и посадка аэропоезда достигаются за счет использования маршевых двигателей 15, установленных на поворотных крыльях 7, и маршевых двигателей 21, установленных на поворотных кормовых стабилизаторах 8, (см. фиг. 5, 8), или за счет поворотных двигателей 66, расположенных на поворотных двойных крыльях 55 и 58 (см. фиг. 16, 17), а также за счет маршевых двигателей 80, установленных на поворотных крыльях 76, и маршевых двигателей 89, установленных на поворотных кормовых стабилизаторах 77, (см. фиг. 27). Плавное и быстрое горизонтальное перемещение аэропоезда обеспечивается теми же средствами, повернутыми в крейсерское положение. Троллей 1, установленный на опорах 2, посредством хвостовика 26, расположенного в задней нижней зоне аэропоезда, телескопической тяги 27, поворотного механизма 28 и каретки 29, обеспечивает бесперебойное электропитание аэропоезда на протяжении всего маршрута.

Перед взлетом аэропоезда с питанием от троллея 1, изображенного на фиг. 1-11 (1 вариант), система управления (на рисунке не показана) поворачивает крылья 7 и кормовые стабилизаторы 8 в вертикальное положение (фиг. 5 и 8) с помощью механизмов поворота 11 и 12. При этом лопасти 17 маршевых двигателей 15 и лопасти 23 маршевых двигателей 21 развернуты в горизонтальной плоскости, обеспечивая вертикальный взлет аэропоезда. Шасси 51 отрываются от углублений 50 площадки крыши 49 вокзала 48, и аэропоезд переходит в горизонтальный полет, при этом крылья 7 и кормовые стабилизаторы 8 поворачивают в горизонтальное положение (см. фиг. 3). В случае сильного бокового ветра в системе управления (на рисунке не показано) производят корректировочный расчет и перед взлетом поворачивают маршевые двигатели 15 с помощью поворотных кронштейнов 16, а маршевые двигатели 21 с помощью поворотных кронштейнов 22 в сторону ветрового потока (см. фиг. 6 и 7), изменяя вектор тяги и обеспечивая ослабление бокового воздушного давления на аэропоезд. Причем в крейсерском горизонтальном полете система управления продолжает корректировать положение маршевых двигателей 15 и 21, изменяя вектор тяги и разворачивая их таким образом, чтобы вращающиеся лопасти 17 и 23 могли противостоять воздушному потоку. В управлении положением аэропоезда задействованы маневровые двигатели 18, носовые стабилизаторы 5, элероны 20, винглеты 13 и 14 и киль 9. Изменение их положения происходит автоматически и постоянно корректируется системой управления. Все данные о полете и работе системы управления и механизмов выведены на дисплей в кабине 4 пилота. При возникновении нештатной ситуации система управления в автоматическом режиме может устранять сбои в работе механизмов, но у пилота всегда остается возможность перевода система управления в ручной режим.

При полете вдоль троллея 1 аэропоезд перемещается на небольшой высоте, при этом его каретка 29 скользит по рельсам 41, а токосъемные щетки 39 обеспечивают бесперебойное питание аэропоезда с помощью токосъемников 37. Каретка 29, перемещаясь посредством колесной пары 33 по рельсам 41 и упорных роликов 35 по боковым контактным поверхностям 43, с помощью токосъемной щетки 39, снимающей электрический ток с токопроводящей шины 46, подают электрический ток к потребителям аэропоезда, а с помощью подвижной тяги 27 обеспечивает надежное перемещение аэропоезда вдоль троллея 1 на одинаковой высоте. У такого аэропоезда исключена ситуация, когда заканчивается топливо, однако маловысотность его перемещения имеет свои особенности. Поскольку на небольшой высоте очень мало места для маневра аэропоезда, основные функции, обеспечивающие маневренность в сложной метеорологической обстановке, выполняют поворотные маршевые двигатели 15 и 21.

Перед посадкой аэропоезда опять поворачивают крылья 7 и кормовые стабилизаторы 8 в вертикальное положение, обеспечивая плавный спуск вниз. При посадке аэропоезда на площадку крыши 49 вокзала 48 шасси 51 направляют в специальные углубления 50, обеспечивающие горизонтальную фиксацию аэропоезда. При этом аэропоезд останавливают так, чтобы его двери были расположены напротив проемов 52 вокзала 48. Очень важным свойством аэропоездов, перемещающихся на высоких скоростях, является низкий уровень шума в салонах, обеспечиваемый электрическим приводом с питанием от генераторов через токопроводящую шину 46 троллея 1.

Аэропоезд с питанием от троллея 1, изображенный на фиг. 12-22 (2 вариант), имеет некоторые конструктивные особенности в отличие от предыдущего варианта, однако при этом он обеспечивает такую же безопасность и маневренность полета. С помощью механизмов 61 и 62 крылья 55 и 58 выставляют вертикально, обеспечивая вертикальный взлет аэропоезда. Посредством поворотных механизмов 67 при необходимости двигатели 66 разворачивают в сторону бокового ветра, управляя вектором тяги. Причем двигатели 66 можно поворачивать в разные стороны независимо друг от друга, как показано на фиг. 15, 19 и 20. Такая конструкция позволяет дополнительно увеличить маневренность аэропоезда. Взлет, крейсерский полет вдоль троллея 1 и посадка на площадку крыши 49 вокзала 48 у этого аэропоезда происходят также, как у предыдущего варианта.

Особенности аэропоезда с питанием от троллея 1, изображенного на фиг. 23-31 (3 вариант), с неподвижными крыльями 76 и кормовыми стабилизаторами 77 заключаются в том, что маршевые двигатели 80 и маршевые двигатели 89, расположенные в нижней передней зоне крыльев 76 и стабилизаторов 77, выполнены поворотными в двух плоскостях: с возможностью поворота вверх для вертикального взлета и посадки и с возможностью поворота вправо-влево для изменения вектора тяги аэропоезда. При этом подъемные двигатели 84, расположенные в верхней задней зоне крыльев 76, также выполнены поворотными в вертикальной плоскости с возможностью изменения вектора тяги.

Все варианты аэропоезда с питанием от троллея 1 имеют достоинства, характерные для летательных аппаратов с вертикальными взлетом и посадкой, заключающееся в высокой маневренности и устойчивости в воздухе. При этом они обладают достоинствами аэропоездов, перемещающихся вдоль троллеев. Аэропоезда имеют широкие возможности для использования в транспортных системах для перевозки пассажиров, в том числе и очень большого количества, на высоких авиационных скоростях, а также для перемещения грузов. Все аэропоезда, помимо высокой маневренности, имеют повышенный уровень безопасности, т.к. связаны системой питания с находящимися на земле агрегатами. Причем при отказе энергоснабжения аэропоезд может плавно спланировать вниз и мягко приземлиться на землю. При этом полностью исключаются авиакатастрофы с разрушением фюзеляжа 3 аэропоезда от падения. А также исключены разрушения на земле, характерные для падения обычных летательных аппаратов типа самолетов и вертолетов при отказе двигателей. Благодаря использованию средств для изменения вектора тяги, исключены аварии, связанные с усилением бокового ветра, опасные для низколетящих аппаратов. Таким аэропоездам не страшны столкновения двигателей в воздухе с птицами.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения заключается в повышении безопасности и надежности эксплуатационных характеристик аэропоездов с питанием от троллея, расширении их технических возможностей при высоких скоростях перемещения на небольшой высоте и большой грузоподъемности.

1. Аэропоезд с питанием от троллея, включающий корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопической тягой с поворотным механизмом и кареткой, отличающийся тем, что корпус снабжен поворотными в вертикальной плоскости крыльями, поворотными в вертикальной плоскости кормовыми стабилизаторами, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенным в задней зоне килем с рулем поворота, при этом поворотные крылья и поворотные кормовые стабилизаторы снабжены поворотными маршевыми двигателями, установленными в нижней передней зоне поворотных крыльев и кормовых стабилизаторов с возможностью поворота вправо-влево.

2. Аэропоезд по п. 1, отличающийся тем, что поворотные крылья снабжены маневровыми двигателями.

3. Аэропоезд с питанием от троллея, включающий корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопической тягой с поворотным механизмом и кареткой, отличающийся тем, что корпус снабжен поворотными в вертикальной плоскости передними и задними двойными крыльями, состоящими из верхней и нижней панелей, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенными в задней зоне хвостовиком и килем с рулем поворота, при этом поворотные крылья снабжены поворотными маршевыми двигателями, расположенными между верхней и нижней панелями с возможностью поворота вправо-влево.

4. Аэропоезд по п. 3, отличающийся тем, что хвостовик снабжен маневровыми двигателями, последовательно расположенными в плоскости хвостовика.

5. Аэропоезд с питанием от троллея, включающий корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопической тягой с поворотным механизмом и кареткой, отличающийся тем, что корпус снабжен крыльями, кормовыми стабилизаторами, установленными под небольшим углом к верхней плоскости корпуса аэропоезда таким образом, что их свободные концы расположены выше верхней плоскости корпуса, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенным в задней зоне килем с рулем поворота, при этом крылья и кормовые стабилизаторы снабжены поворотными маршевыми двигателями, расположенными под крыльями и кормовыми стабилизаторами с выступающими вперед относительно передних ребер лопастями, причем маршевые двигатели выполнены с двумя степенями свободы и снабжены поворотными механизмами, размещенными на нижней плоскости крыльев и кормовых стабилизаторов с возможностью поворота в горизонтальной плоскости (вправо-влево), а также поворотными механизмами, расположенными в передней зоне маршевых двигателей за лопастями с возможностью поворота в вертикальной плоскости (вперед-вниз), при этом крылья дополнительно снабжены поворотными подъемными двигателями, установленными на задних ребрах крыльев с возможностью поворота в вертикальной плоскости, причем плоскость вращения лопастей поворотных подъемных двигателей в верхнем положении параллельна плоскости крыльев, а в нижнем положении находится под углом около 40-45°к этой плоскости крыльев.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам полета пилотируемых летательных аппаратов (ЛА). Индивидуальный ЛА содержит Х-образный корпус, два раздвижных крыла, снабженных закрылками и закрепленных на передних концах корпуса с возможностью поворота по оси, перпендикулярной плоскости корпуса, или четыре раскладных крыла, закрепленных на передних и задних концах корпуса.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан включает фюзеляж, планер и винтомоторную группу.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям гибридных вертолетов. Многоцелевой палубный вертолет-самолет (МПВС) содержит в передних окончаниях балок поворотные винты, хвостовое оперение, двигатели силовой установки (СУ), передающие валами трансмиссии мощность на поворотные винты, создающие горизонтальную и их соответствующим отклонением вертикальную тягу и трехопорное колесное шасси с носовой вспомогательной опорой.

Изобретение относится к области преобразуемых транспортных средств. Авиатрансформер, преобразуемый в автомобиль, выполнен по концепции разнесенной тяги разноуровневых винтов (РТРВ) в схеме РТРВ-Х4+2, включающей как переднюю и заднюю пару несущих винтов, размещенных в тандемной схеме на концах низкорасположенных трапециевидных крыльев большого удлинения соответственно обратной и прямой стреловидности, так и левый и правый поворотные винты, установленные на концах консолей прямого крыла типа парасоль большого удлинения, обеспечивающие выполнение вертикального и короткого взлета/посадки (ВВП и КВП) или после взлета горизонтальный крейсерский полет при соответствующем повороте верхних винтов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных гибридных конвертопланов. Беспилотный конвертоплан с арочным крылом (БКАК), содержит на консолях крыла две мотогондолы, в передних и задних окончаниях которых смонтированы по два винта, имеет хвостовое оперение, двигатели силовой установки (СУ), передающие валами трансмиссии мощность на поворотные винты, создающие горизонтальную и вертикальную тягу, и трехопорное колесное шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных конвертопланов. Беспилотный конвертоплан с канальными винтами выполнен по аэродинамической схеме "утка" с коротким фюзеляжем, имеющим каплевидную удобообтекаемую форму.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) вертикального взлета с крылом (3) содержит первый блок (4) двигателя и второй блок (5) двигателя, установленные на этом крыле (3) с возможностью поворота.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов тяжелее воздуха. Летательный аппарат содержит два лопастных устройства, установленных на общем валу по разные стороны и на необходимом расстоянии от фюзеляжа, двигатель для привода лопастных устройств, фюзеляж для крепления и установки узлов, составляющих летательный аппарат с лопастными устройствами.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан (1) содержит пару полукрыльев (3), по меньшей мере один первый винт (4), содержащий вал (6), который может вращаться вокруг первой оси (B) и поворачиваться вокруг второй оси (C) вместе с первой осью (B) относительно полукрыльев (3).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с гибридными силовыми установками. Гибридный самолет короткого взлета и посадки (ГСКВП) выполнен по дупланной схеме, содержит на крыльях электрические и гибридные мотогондолы соответственно с четырьмя передними винтами и двумя задними винтами, размещенными соответственно на цельноповоротных консолях и на концах поворотных редукторов, и имеет фюзеляж, хвостовое оперение, двигатели параллельно-последовательной гибридной силовой установки, передающие мощность на соответствующие поворотные винты.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых беспилотных летательных аппаратов. Мультикоптер содержит электродвигатели с несущими винтами и кольца из полимерного материала, установленные вокруг несущих винтов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Модульная конструкция БЛА ВВП включает силовой элемент несущей балки 2, жестко размещенный внутри корпуса фюзеляжа (1), крыло (6), силовую установку (5), аккумуляторную батарею (16).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) имеет несущую конструкцию (2) и по меньшей мере четыре несущих винта (3), каждый из которых закреплен на несущей конструкции (2) и имеет по меньшей мере один воздушный винт (4).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам полета пилотируемых летательных аппаратов (ЛА). Индивидуальный ЛА содержит Х-образный корпус, два раздвижных крыла, снабженных закрылками и закрепленных на передних концах корпуса с возможностью поворота по оси, перпендикулярной плоскости корпуса, или четыре раскладных крыла, закрепленных на передних и задних концах корпуса.
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям привязных беспилотных многовинтовых летательных аппаратов. Привязной коптер содержит каркас с размещенными на нем электродвигателями с автоматами перекоса винтов, системой управления с гироскопом и радиоэлектронной аппаратурой, гибкую тягу в виде силового, энергетического и информационного кабеля.

Изобретение относится к беспилотным летательным аппаратам. Базовая станция для беспилотного летательного аппарата содержит корпус (1), в верхней части которого расположена горизонтальная площадка (2), служащая посадочной поверхностью.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит фюзеляж, хвостовое оперение, поворотное крыло, маршевую силовую установку с воздушными винтами, установленными на крыле, и убираемую в крейсерском полете вспомогательную силовую установку с винтами, размещенными на поворотных балках по обеим сторонам крыла.

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к беспилотным летательным аппаратам (БЛА). БЛА содержит центральную платформу, на концах осей, вторые концы которых жестко закреплены на ней и ориентированы относительно ее центра, жестко закреплены, по крайней мере, восемь электродвигателей с соосными воздушными винтами с контролируемой частотой вращения.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых летательных аппаратов. Квадрокоптер имеет корпус квадратовидной формы, состоящий из двух параллельных пластин, между которыми втулками на осях установлены внутренние концы четырех лучей - держателей винтов с двигателями.

Изобретение относится к летательным аппаратам. Аппарат-амфибия включает фюзеляж (1), верхнюю винтовую группу, содержащую воздушные винты (2) и расположенную в плоскости над фюзеляжем, нижнюю винтовую группу, содержащую гребные винты (3) и расположенную в плоскости под фюзеляжем (1).

Изобретение относится к области наземного скоростного транспорта. Локомотив содержит постоянные магниты и источник питания.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов с электропитанием от наземных источников. Аэропоезд с питанием от троллея включает корпус с движителями вертикального и горизонтального перемещения, средствами стабилизации положения аэропоезда, шасси и телескопическую тягу с поворотным механизмом и кареткой. Корпус снабжен поворотными в вертикальной плоскости крыльями, поворотными в вертикальной плоскости кормовыми стабилизаторами, расположенными в передней зоне носовыми стабилизаторами и расположенным в задней зоне килем с рулем поворота. Поворотные крылья и поворотные кормовые стабилизаторы снабжены поворотными маршевыми двигателями, установленными в нижней передней зоне поворотных крыльев и кормовых стабилизаторов с возможностью поворота вправо-влево. Обеспечивается повышение маневренности и безопасности маловысотного полета, возможность вертикального взлета и посадки. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 31 ил.

Наверх