RU2746285C1 - Autoplane - Google Patents
Autoplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746285C1 RU2746285C1 RU2020134250A RU2020134250A RU2746285C1 RU 2746285 C1 RU2746285 C1 RU 2746285C1 RU 2020134250 A RU2020134250 A RU 2020134250A RU 2020134250 A RU2020134250 A RU 2020134250A RU 2746285 C1 RU2746285 C1 RU 2746285C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- autoplane
- box
- lift
- planes
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 133
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000254173 Coleoptera Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000007320 Pinus strobus Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
- B60F5/00—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media
- B60F5/02—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано как универсальное транспортное средство с возможностью его эксплуатации как на автомобильных дорогах так и в воздухе (автоплан).The invention relates to the automotive industry and can be used as a universal vehicle with the ability to operate both on highways and in the air (autoplane).
Известны автомобили, представляющие собой одновременно как наземный транспорт, так и летательный аппарат. Недостатком их конструкций является наличие размашистых крыльев, влияющие на габариты транспорта, а также необходимость развития больших скоростей для разбега и пробега для создания подъёмной силы для взлета, полета и посадки. Known automobiles are both ground transport and aircraft. The disadvantage of their designs is the presence of sweeping wings, which affect the dimensions of the transport, as well as the need to develop high speeds for takeoff and run to create lift for takeoff, flight and landing.
Задачей данного изобретения является создание наземного, воздушного и водного транспортного средства в пределах размеров, габаритов и качеств наземного автомобиля, способного не только ездить по земле, но и взлетать с любой, даже нулевой наземной скоростью, летать, садится на землю или воду, ездить по земле, плавать по воде и взлетать как с земли, так и с воды. The objective of this invention is to create a land, air and water vehicle within the size, dimensions and qualities of a land vehicle, capable not only of driving on the ground, but also taking off at any, even zero ground speed, flying, landing on land or water, driving on land, float on water and take off from both land and water.
Техническим результатом является уменьшение габаритов автоплана за счет отсутствия размашистых самолетных крыльев и обеспечение возможности вертикального взлета и посадки.The technical result is to reduce the dimensions of the autoplane due to the absence of sweeping aircraft wings and to ensure the possibility of vertical take-off and landing.
Заявленный результат достигается тем, что аэроплан содержит корпус, двигатель, устройство управления и ходовую часть, при этом корпус содержит верхний и нижний боксы, внутри которых размещены винтовые крыльчатки с взаимнопротивоположным вращением, а по периметру боксов установлены, по меньшей мере, один ряд крыльев с регулируемым углом атаки, верхний бокс и нижний бокс соединены между собой соплом Лаваля.The claimed result is achieved in that the airplane contains a body, an engine, a control device and a chassis, while the body contains an upper and a lower boxes, inside which there are screw impellers with mutually opposite rotation, and at least one row of wings with adjustable angle of attack, the upper box and the bottom box are interconnected by a Laval nozzle.
Предлагаемая конструкция аэроплана имеет малые габариты, при этом позволяет выполнить вертикальный взлет и посадку аэроплана.The proposed airplane design has small dimensions, while allowing vertical take-off and landing of the airplane.
При вращении крыльчаток в боксах аэроплана, обеспечивающееся двигателем, происходит забор и выпуск воздуха через крылья в боксах, создавая при этом подъемную тягу. А регулировка углов атаки крыльев и скорости вращения крыльчаток через устройство управления позволяет управлять автопланом во время полета. Лопасти крыльчатки в верхнем боксе сконструированы таким образом, что при их вращении воздух нагнетается внутрь бокса, который через сопло Лаваля далее попадает в нижний бокс, в котором установленная в нем крыльчатка гонит этот воздух наружу.When the impellers rotate in the airplane boxes, provided by the engine, air is drawn in and out through the wings in the boxes, thus creating a lifting thrust. And the adjustment of the angles of attack of the wings and the speed of rotation of the impellers through the control device allows you to control the autoplane during flight. The impeller blades in the upper box are designed in such a way that when they rotate, air is forced into the box, which, through the Laval nozzle, then enters the lower box, in which the impeller installed in it drives this air out.
Крыльчатки могут быть трех, четырех, или пятилопастными.The impellers can be three, four, or five-bladed.
Предлагается также второй вариант автоплана, в котором в корпусе установлен бокс на всю высоту корпуса, внутри бокса расположены как минимум три крыльчатки, при этом нижняя крыльчатка вращается в противоположную сторону от находящихся сверху, а по периметру расположены, по меньшей мере, три ряда крыльев с регулируемым углом атаки.A second version of the autoplane is also proposed, in which a box is installed in the body to the entire height of the body, at least three impellers are located inside the box, while the lower impeller rotates in the opposite direction from those on top, and at least three rows of wings with adjustable angle of attack.
В этом варианте подъемная тяга также образуется за счет вращения крыльчаток и прохождения засасываемого и выпускаемого воздуха через крыльчатки.In this embodiment, the lifting thrust is also generated by the rotation of the impellers and the passage of the sucked in and out air through the impellers.
Предлагаемые варианты конструкции автоплана не превышают габариты корпуса автомобиля и способны для выполнения вертикального взлета/посадки и полета благодаря наличию крыльчаток и крыльев.The proposed variants of the autoplane design do not exceed the dimensions of the car body and are capable of performing vertical take-off / landing and flight due to the presence of impellers and wings.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
На фиг. 1 показан вариант изобретения с двумя боксами, соединенными между собой соплом Лаваля.FIG. 1 shows a variant of the invention with two boxes interconnected by a Laval nozzle.
На фиг. 2 показан вариант изобретения с одним боксом, в котором установлены несколько крыльчаток.FIG. 2 shows a variant of the invention with one box, in which several impellers are installed.
На фиг. 3 показан вид сверху.FIG. 3 shows a top view.
Перечень позиций на чертежах:List of items on the drawings:
(1) - двигатель ДВС; (2) - верхняя крыльчатка; (3) - верхние крылья; (4) - нижняя крыльчатка; (5) - нижние крылья; (6) – сопло Лаваля; (7) – дифференциал крыльчаток; (8) - верхняя полуось; (9) – нижняя полуось; (10) – трансмиссия; (11) – конические зубчатые колеса дифференциала (3 шт.); (12) – подшипники дифференциала (3 шт.); (13) – корпус дифференциала крыльчаток; (14) – подшипники крыльчаток (2 шт.); (15) – верхний бокс; (16) – нижний бокс; (17) – корпус автоплана; (18) – штроба троссами для управления двигателем и с трансмиссией запуска двигателя; (19) – колеса автоплана; (20) – коробка передач; (21) – трансмиссия и дифференциал на колеса; (22) – отсек водителя-пилота; (23) – отсек двигателя; (24) – топливный бак; (25) – педали завода пружины запуска двигателя; (26) – несущий каркас рамы автоплана; (27) – корпус-обшивка автоплана; (28) – корпус-обшивка автоплана; (29) – парашют аварийного спуска автоплана; (30) – подшипник парашюта; (31) – эпюры скоростей поступающего воздуха; (32) – эпюры скоростей поступающего воздуха; (33) – верхняя крышка; (34) – промежуточные крыльчатки второй модификации; (35) – тяги управления крыльями (1) - ICE engine; (2) - upper impeller; (3) - upper wings; (4) - lower impeller; (5) - lower wings; (6) - Laval nozzle; (7) - impeller differential; (8) - upper semiaxis; (9) - lower semiaxis; (10) - transmission; (11) - differential bevel gears (3 pcs.); (12) - differential bearings (3 pcs.); (13) - impeller differential housing; (14) - impeller bearings (2 pcs.); (15) - top box; (16) - bottom box; (17) - autoplane body; (18) - strobes with cables for engine control and with engine starting transmission; (19) - autoplane wheels; (20) - gearbox; (21) - transmission and differential on wheels; (22) - driver-pilot compartment; (23) - engine compartment; (24) - fuel tank; (25) - pedals of the engine start spring plant; (26) - supporting frame of the autoplane frame; (27) - hull-plating of the autoplane; (28) - hull-plating of the autoplane; (29) - emergency descent parachute of the autoplane; (30) - parachute bearing; (31) - diagrams of incoming air velocities; (32) - diagrams of incoming air velocities; (33) - top cover; (34) - intermediate impellers of the second modification; (35) - wing control rods
Далее будет представлено подробное описание заявленного изобретения с частными вариантами его выполнения.Next, a detailed description of the claimed invention will be presented with particular variants of its implementation.
Инновационно-концептуальной основой предлагаемого летательного авто является сложная система создания подъемных сил, позволяющая без размахов вдоль и поперек, как это принято в современной авиации, в совершенно сжатом в «кулак» пространстве на основе имеющихся из рук вон плохих современных двигателях внутреннего сгорания, данному автоплану подниматься в воздух и летать. The innovative and conceptual basis of the proposed flying car is a complex system for creating lifting forces, which allows without sweeping up and down, as is customary in modern aviation, in a space completely clenched into a "fist" on the basis of the existing bad modern internal combustion engines, this autoplane take off and fly.
Одна из систем создания подъемных сил (см. фиг. 1) состоит из верхних 15 и нижних 16 боксов, каждый их которых состоит из вращающихся крыльчаток 2 и 4 и неподвижных самолетных плоскостей (крыльев) 3 и 5. Эти крыльчатки посредством конических зубчатых колес 11 получают противоположные по направлению вращения от двигателя внутреннего сгорания 1 и по принципу вентилятора, пропеллера и вертолетных лопастей засасывают и гонят поднимающий аппарат воздух сверху вниз, создавая тем самым реактивную подъемную тягу. Идеей является то, что эти крыльчатки работают как принято на забор и выпуск воздуха из верхнего торца в нижний торец, но и забирают верхний боковой воздух с боковым его выпуском внизу. Забор и выпуск бокового воздуха осуществляют вертикально расположенные периферийные лопасти 36, выполненные воедино литыми с горизонтальными лопастями 37 или «крест». Эти дополнительно изысканные боковые площади забора бокового воздуха и его выпуска составляют основу того, как из системы «пятерня» современной авиации перейти к системе «кулак» с максимально сжатыми габаритами реально летающего аппарата. One of the systems for creating lift forces (see Fig. 1) consists of upper 15 and lower 16 boxes, each of which consists of rotating
Предлагаемая конструкция воплощает и суммирует в себе в многочисленных вариациях самолетную, реактивно-самолетную, вертолетно-махолетную и ракетную подъёмную силу, силой по принципу «с миру по нитке – для голого пари». The proposed design embodies and summarizes in itself in numerous variations the aircraft, jet-aircraft, helicopter-flying and rocket lifting force, force according to the principle "with the world on a string - for a bare bet."
Подъёмные конструкции имеют форму невысоких ящиков – боксов, представляющих собой форму параллелепипедов, не имеющих стенок, расположенных на крыше и днище автоплана. В них располагаются основные конструкции, создающие подъёмную силу – крыльчатки и крылья.Lifting structures are in the form of low boxes - boxes, which are in the form of parallelepipeds without walls, located on the roof and bottom of the autoplane. They contain the main structures that create lift - impellers and wings.
Самой продуктивной в доли создания подъемной силы является ее вертолетная составляющая. Она создается трех, четырех, или пятилопастной двухкаскадной (в верхнем и нижнем боксах) горизонтальной вертушкой – крыльчаткой (2). При вращении она сверху вниз гонит и нагнетает воздух, в результате чего и создается вертолетная подъемная сила. Это можно называть результатом разности давлений воздуха сверху и снизу лопастей вертушек. Сверху из-за вращения лопастей воздух становится разряженным, а снизу, куда воздух нагнетается, он более плотный и его давление соответственно больше чем сверху. И их разность помноженная на суммарную площадь вертушек есть вертолетная подъемная сила.The most productive in terms of the share of lift generation is its helicopter component. It is created by three, four, or five-bladed two-stage (in the upper and lower boxes) horizontal propeller - impeller (2). When rotating, it drives and injects air from top to bottom, as a result of which a helicopter lift is created. This can be called the result of the difference in air pressure above and below the blades of the propellers. From above, due to the rotation of the blades, the air becomes discharged, and from below, where the air is pumped, it is denser and its pressure, respectively, is greater than from above. And their difference multiplied by the total area of the turntables is the helicopter lift.
Имеется и другое физическое объяснение этому явлению. Вертолетная подъемная сила – это реактивная сила от скоростного воздуха, отбрасываемого лопастями вниз. Это согласно третьему закону механики. Применим и второй ее закон для получения той же реактивно-импульсной подъемной силы:There is another physical explanation for this phenomenon. Helicopter lift is the reactive force from the high-speed air being thrown down by the blades. This is according to the third law of mechanics. Let us apply its second law to obtain the same reactive-impulse lifting force:
Для любого плоского горизонтального сечения окружности лопастей для стационарного их вращения и перетекания воздуха сверху вниз имеем: секундный массовый проход воздуха через это сечение. И в тоже время скорость воздуха через это сечение стационарно: Итак, для стационарного вращения лопастей вертолетная подъемная сила равна: . For any flat horizontal section of the circumference of the blades for their stationary rotation and overflow of air from top to bottom, we have: second mass passage of air through this section. And at the same time, the air velocity through this section is stationary: So, for stationary rotation of the blades, the helicopter lift is equal to: ...
Таким образом, самым важным узлом в системе создания подъемной силы является прямоугольный бокс небольшой высоты с крыльями типа жалюзийных самолетных плоскостей, расположенными по всему периметру бокса. Они все ограниченно поворотные синхронно. Боксы размещаются на крыше и днище автоплана и никак не выступают за его габариты. Thus, the most important unit in the system for generating lift is a rectangular box of low height with wings such as louvered aircraft planes located around the entire perimeter of the box. They are all limitedly rotatable in sync. The boxes are located on the roof and bottom of the autoplane and do not protrude beyond its dimensions.
Опишем механизм создания жалюзийным боксом своей немалой долей подъемной силы. При вращении, периферийные вертикальные лопасти крыльчатки засасывают вовнутрь крыльчатки периферийный воздух. Этот воздух со всех четырех сторон бокса проходит, омывая все его жалюзийные плоскости крыльев, имеющие угол атаки. И тем самым на всех плоскостях создается самолетная подъемная сила: как крылья самолета поднимают его, также эти плоскости суммарно поднимают автоплан. Вернее участвуют в подъеме автоплана. Let us describe the mechanism of creating a louvered box with its considerable share of the lifting force. When rotating, the peripheral vertical blades of the impeller suck in peripheral air inside the impeller. This air passes from all four sides of the box, washing all its louvered wing planes with an angle of attack. And thus, an aircraft lift is created on all planes: just as the wings of an aircraft lift it, these planes also raise the autoplane in total. Rather, they participate in the rise of the autoplane.
Крыльчатка (2) выполнена как жесткая цельнометаллическая конструкция. Она является литьем или штамповкой из алюминиевого сплава, прочного пластика или иного конструкционного материала. Она целиком как одно единое насаживается на вертикальный приводной вал от двигателя через дифференциал и приводится во вращение с их помощи. Кроме верхних и нижних лопастей крыльчатка также имеет периферийный ряд вертикальных лопастей, которые работают по принципу центробежного компрессора или насоса, но с обратным профилем лопастей и предназначенный для забора в систему создания подъемной силы как можно большего бокового воздуха. Чем больше секундный проход воздуха через систему, тем меньше скорости и энергии он требует для создания расчетно необходимой подъемной силы.The impeller (2) is made as a rigid all-metal construction. It is cast or stamped from aluminum alloy, durable plastic or other structural material. It as a whole as one unit is mounted on the vertical drive shaft from the engine through the differential and is driven into rotation with their help. In addition to the upper and lower blades, the impeller also has a peripheral row of vertical blades that operate on the principle of a centrifugal compressor or pump, but with a reverse blade profile and designed to draw as much lateral air as possible into the lift system. The more air passes through the system for a second, the less speed and energy it requires to create the calculated necessary lift.
Верхние лопасти крыльчаток имеют расчетный постоянный угол атаки . Все нижние лопасти имеют расчетный постоянный угол атаки . Все периферийные лопасти имеют расчетный постоянный угол атаки . Расчетным режимом автоплана следует считать его крейсерскую скорость на определенной высоте и массе автоплана.The upper blades of the impellers have a calculated constant angle of attack ... All lower blades have a calculated constant angle of attack ... All peripheral blades have a calculated constant angle of attack ... The design mode of the autoplane should be considered its cruising speed at a certain altitude and the weight of the autoplane.
Перейдем к конструкционному описанию самолетной составляющей подъемной силы нашего автоплана. Let's move on to the structural description of the aircraft component of the lift of our autoplane.
Все четыре стенки верхнего бокса 15 равнобочного параллелепипеда, внутри которого вращаются описанные вертолетные лопасти, являются сквозными и выполнены с поворотно-жалюзийными элементами. Эти жалюзийные плоскости имеют профиль самолетного крыла. И при поворотной установке их под определенным углом атаки к потоку воздуха, засасываемого вовнутрь бокса, они создают крыльевую самолетную подъемную силу. На каждой стороне жалюзийного бокса ряд этих синхронно-поворотных плоскостей может быть один, два или три. Общее количество плоскостей в на фиг. 1 равно 24. Возникает естественный вопрос: на эти жалюзийные подъемные плоскости воздух дует из бокса наружу или снаружи вовнутрь? Казалось бы ответ предельно ясен: конечно изнутри наружу. Ибо именно сверху вовнутрь бокса вертолетные лопасти нагнетают воздух, который в свою очередь из-за повышенного давления и скорости устремляется из ящика в наружу, омывая жалюзийные плоскости и создавая на них подъемную силу. Но это не так – а ровным счетом наоборот. Потому что описанным образом нам заведомо не удастся добрать необходимую подъемную силу для автоплана. Для этого есть две причины. Первая: для того чтобы направить воздух из бокса в боковые его грани - жалюзи необходимо часть поступающего сверху воздуха пропустить через эти поверхности. Этот поворот воздуха на 90 градусов сопряжен динамическим давлением наверх лопастей, что создает отрицательную подъемную силу тем самым уменьшая положительную вертолетную подъемную силу. Вторая: воздух бокового пространства бокса остается не задействованным для создания как самолетной, так и вертолетной подъемных сил. All four walls of the
Поэтому как раз наоборот жалюзи - плоскости должны создавать самолетную подъемную силу благодаря поступлению через них бокового воздуха, снаружи вовнутрь бокса. Но проблема – но как же добиться этого, ведь боковой воздух с атмосферным давлением не пойдет вовнутрь бокса, куда нагнетается воздух сверху вниз под давлением большим, чем атмосферное? Напротив, внутренний воздух через жалюзи устремится наружу. Как быть? Значит, необходимо внутри бокса хотя бы по его внутреннему периметру создавать давление меньшее, чем атмосферное снаружи бокса. Тогда наружный воздух устремится вовнутрь, омывая жалюзи-крылья, создавая на них подъемную силу. Therefore, just the opposite is the case - the planes must create aircraft lift due to the flow of lateral air through them, from the outside to the inside of the box. But the problem is - but how to achieve this, because lateral air with atmospheric pressure will not go inside the box, where air is pumped from top to bottom under pressure greater than atmospheric pressure? On the contrary, the internal air will rush out through the louvers. How to be? This means that inside the box, at least along its inner perimeter, it is necessary to create a pressure less than the atmospheric pressure outside the box. Then the outside air will rush inward, washing the blinds-wings, creating a lifting force on them.
Этого течения воздуха вовнутрь можно добиться установкой на концах вертолетных лопастей не больших прямоугольных плоскостей – лопаток, направленных перпендикулярно вниз, имеющих постоянный угол атаки и работающих на забор снаружи окружности вращения вовнутрь периферийного бокового воздуха. Здесь работает принцип центробежного насоса или компрессора наоборот. Если в них жидкость или газ поступает в центр вращения ротора и рядом профилированных лопаток центробежными силами отбрасывается на периферию в патрубок выхода с большим давлением, чем при входе. То в нашем случае из-за обратного потока воздуха он забирается с периферии и загоняется вовнутрь круга вращения, создавая там повышенное давление. Но надо иметь ввиду и уяснить то, что здесь мы имеем дело с двумя противоположными как бы взаимоисключающими явлениями, действующими одновременно. С одной стороны вертолетные лопасти нагнетая воздух сверху вниз одновременно увлекают за собой воздух по кругу вращения и отбрасывают его на периферию создавая там повышенное давление и понижая давление в центральной части вращения. Это происходит из-за вязкости воздуха и его налипания на вертолетные плоскости. Если воздух был бы идеально невязким, то при его прохождении сверху вниз, не обретал бы вращательного увлеченного движения с последующим его отбрасыванием по касательной на периферию подобно воде и жидкой грязи с колес велосипеда и авто. This inward air flow can be achieved by installing small rectangular planes at the ends of the helicopter blades - blades directed perpendicularly downward, having a constant angle of attack and working on the outside of the circle of rotation inward to the peripheral lateral air. The principle of a centrifugal pump or compressor works in reverse. If in them liquid or gas enters the center of rotation of the rotor and by a number of profiled blades, centrifugal forces are thrown to the periphery into the outlet branch pipe with a higher pressure than at the inlet. Then, in our case, due to the reverse air flow, it is taken from the periphery and driven inside the circle of rotation, creating an increased pressure there. But we must bear in mind and understand that here we are dealing with two opposite, as it were, mutually exclusive phenomena, acting simultaneously. On the one hand, the helicopter blades, pumping air from top to bottom, simultaneously carry the air along the circle of rotation and throw it to the periphery, creating an increased pressure there and lowering the pressure in the central part of the rotation. This is due to the viscosity of the air and its adhesion to the helicopter planes. If the air were ideally inviscid, then when it passed from top to bottom, it would not acquire a rotational entrained movement, followed by its throwing tangentially to the periphery, like water and liquid mud from the wheels of a bicycle or car.
С другой стороны вертикальные лопатки на концах вертолетных лопастей наоборот загребают снаружи и нагнетают центр круга воздух создавая в центре повышенное давление. И с первого и второго явления следует вопрос, который из них доминирует – то ли центробежный отброс воздуха из центра в периферию, то ли центростремительное его нагнетание из периферии в центр. Можно установить, что при определенном угле атаки концевых лопаток и их скорости вращения, силой нагнетающие воздух снаружи вовнутрь преодолеют силой касательного отбрасывания воздуха изнутри наружу и два потока противоположных устремлений воздуха встретятся внутри окружности вращения создавая там область вдвойне повышенного давления, чем, если бы оно создавалось лишь вертолетными лопастями или только периферийными концевыми лопатками. Это достижимо и необходимо для реализации нашего принципа крохоборного добора всевозможных подъемных сил.On the other hand, the vertical blades at the ends of the helicopter blades, on the contrary, rake in from the outside and pump the air in the center of the circle, creating an increased pressure in the center. And from the first and second phenomena, the question follows, which of them dominates - whether the centrifugal discharge of air from the center to the periphery, or its centripetal injection from the periphery to the center. It can be established that at a certain angle of attack of the end blades and their speed of rotation, the force forcing the air from the outside to the inside will overcome the force of the tangential throwing of air from the inside to the outside, and two streams of opposite air aspirations will meet inside the circle of rotation, creating there an area of doubly increased pressure than if it were only helicopter blades or only peripheral end blades. This is achievable and necessary for the implementation of our principle of tiny collection of all kinds of lifting forces.
Нижняя крыльчатка (4) в принципе ни чем не отличатся от верхней крыльчатки (2). Но в ней угол атаки вертолетных лопастей следует сделать меньшим, чем наверху или сделать вообще нулевым. Потому что не желательно и дальше разгонять вниз уже разогнанный воздух. Ибо по теории догоняющего действия, дополнительный разгон уже разогнанного воздуха требует гораздо больших энергетических затрат чем разгон воздуха с начальной малой или нулевой скорости. Разумнее было бы с точки зрения дополнительной подъемной силы эту энергию направить на верхнюю крыльчатку. При той же энергозатрате и мощности двигателя верхняя крыльчатка даст больший прирост подъемной силы, конечно же, при условии увеличения при этом расхода воздуха через нее. Если у верхней крыльчатки три функции: 1) создание самолетной подъемной силы; 2) создание вертолетной подъемной силы; 3) обеспечение большого расхода воздуха, то у нижней крыльчатки главным образом две функции: 1) и 2) из перечисленных. Поэтому следовало бы нижнюю крыльчатку и нижние самолетные плоскости сделать более производительными.The lower impeller (4) is basically the same as the upper impeller (2). But in it, the angle of attack of the helicopter blades should be made smaller than at the top, or made generally zero. Because it is not desirable to further accelerate the already accelerated air downward. For according to the theory of catch-up action, additional acceleration of already accelerated air requires much higher energy costs than acceleration of air from an initial low or zero speed. It would be more reasonable from the point of view of additional lifting force to direct this energy to the upper impeller. With the same energy consumption and engine power, the upper impeller will give a greater increase in lift, of course, provided that the air flow through it increases. If the upper impeller has three functions: 1) creating aircraft lift; 2) creation of helicopter lift; 3) ensuring a large air flow rate, then the lower impeller has mainly two functions: 1) and 2) of the listed ones. Therefore, the lower impeller and lower airplane planes should be made more productive.
Перейдем к ракетной составляющей подъемной силы. Хотя она и призрачна, но и ее нужно иметь ввиду. Итак, в нижней части нижнего бокса мы имеем поток воздуха повышенной плотности, давления и скорости устремленный вниз и создающий суммарную вертолетную подъемную силу верхней и нижней вертушек. Но имеется способ еще более ускорить этот поток, ибо согласно – подъемная сила пропорциональна скорости воздуха, отбрасываемого вниз автоплана. Для добора скорости воздуха его следует пропустить и отбросить вниз не просто так, а через профиль сопла Лаваля (6) с критическим сечением подобно газам в ракетном двигателе. Это легко сделать конструкционно, но, сколько процентов прироста подъемной силы даст это мероприятие это уже другое дело, и вопрос является открытым. Let's move on to the rocket component of the lift. Although it is ghostly, it must also be borne in mind. So, in the lower part of the lower box, we have an air flow of increased density, pressure and speed directed downward and creating the total helicopter lift of the upper and lower propellers. But there is a way to further accelerate this flow, for according to - the lift is proportional to the speed of the air thrown down the autoplane. To gain air speed, it should be passed and thrown down not just like that, but through the profile of the Laval nozzle (6) with a critical section like gases in a rocket engine. It is easy to do it structurally, but how many percent of the increase in lift will give this event is another matter, and the question is open.
Покажем, что увеличением расхода воздуха в подъемном аппарате автоплана можно добиться, по идее, какой угодно экономии энергии топлива. Подъемная сила: Затраченная энергия: Let us show that by increasing the air consumption in the lifting apparatus of the autoplane one can achieve, in theory, any kind of fuel energy savings. Lifting force: Energy expended:
В полученной формуле очевидны два факта. Факт 1: чем больше секундный прогон воздуха , тем меньше требуется мощности двигателя для достижения той же подъемной силы F=const. Факт 2: энергия - мощность, затрачиваемая на создание подъемной силы пропорциональна квадрату подъемной силы. Вот еще почему автоплан должен быть предельно легким, сэкономленным на каждом грамме своей конструкции. In the resulting formula, two facts are obvious. Fact 1: the larger the second run of air , the less engine power is required to achieve the same lifting force F = const. Fact 2: Energy - The power expended to create lift is proportional to the square of the lift. This is also why the autoplane should be extremely light, saved on every gram of its design.
Поэтому возможен еще более экономичный и легче достижимый подъемный аппарат (модификация 2) (см. фиг. 2), когда не только на крыше и днище, но и на всю высоту автоплана осуществляется верхний и боковой цилиндрический или усеченно-конический забор окружающего воздуха вовнутрь подъемной системы. При этом отсек пилота и двигателя располагается отдельно спереди и сзади системы создания подъемной силы. Therefore, an even more economical and easily achievable lifting apparatus (modification 2) is possible (see Fig. 2), when not only on the roof and bottom, but also on the entire height of the autoplane, the upper and side cylindrical or truncated-conical intake of ambient air is carried out inside the lifting systems. In this case, the compartment for the pilot and the engine is located separately in front and behind the lift system.
В этой модификации в пространстве прежнего сопла Лаваля (5) (модификация 1) располагаются еще хотя бы две высокие дополнительные крыльчатки, работающие, главным образом, на забор вовнутрь как можно большего бокового воздуха через дополнительные каскады самолетных плоскостей. По периферии этих крыльчаток можно и нужно разместить гораздо больше, чем три яруса самолетных плоскостей. В этой модификации 2 почти весь воздух окружающего пространства вокруг автоплана задействован на создание подъемной силы. До сих пор еще не один летательный аппарат не относился к окружающему воздуху столь крохоборно. Это очень выгодно и модификация 2 очень перспективна, ибо, подумать только подъемная сила F прямо пропорциональна секундному забору воздуха, а мощность двигателя, т.е. затрата энергии обратно пропорциональна этой величине. Лучше не придумаешь и грех этим не воспользоваться.In this modification, in the space of the former Laval nozzle (5) (modification 1), at least two additional high impellers are located, working mainly to draw in as much lateral air as possible through additional cascades of aircraft planes. On the periphery of these impellers it is possible and necessary to place much more than three tiers of airplane planes. In this modification 2, almost all the air in the surrounding space around the autoplane is used to create lift. Until now, more than one aircraft has not treated the surrounding air so minusculely. This is very profitable and modification 2 is very promising, because, think only, the lifting force F is directly proportional to the second intake of air, and the engine power, i.e. energy expenditure is inversely proportional to this value. You can't imagine a better one, and it's a sin not to take advantage of it.
Чем больше секундный прогон воздуха, тем меньше требуется энергии и мощности двигателя для достижения необходимой подъемной силы. Вот почему самолеты имеют большой размах крыльев, а вертолеты большой размах лопастей. В создаваемом автоплане это достигается не за счет размаха подъемных плоскостей, а за счет всевозможного забора окружающей массы воздуха и всевозможного его применения для создания подъемной силы. Крохоборно надо добирать всевозможные подъемные силы, которые реализуемы по пути прохождения воздуха через автоплан. Как летающие существа природного происхождения, так и рукотворные летательные аппараты имеют крылья – размашистые плоскости для опоры на как можно большей массы воздуха. Крупногабаритные плоскости это одно из необходимых условий для создания достаточной подъемной силы. В пределах габаритов обыкновенных авто еще не удавалось создать достаточную подъемную силу. Нам предстоит решить проблему, не разрешенную ни природой, ни людьми. Ракеты не в счёт, этот летательный объект, не имеющий отношения к воздуху. Ракета – конструкция не воздухоплавательная. По нашей концепции автоплан должен быть похож на автомобиль и быть автомобилем одновременно. Он не должен походить ни на один из ныне существующих летающих объектов – ни живых, ни созданных человеком. Он не должен напоминать ни жуков, ни пернатых, ни самолет, ни вертолет, ни ракету… The longer the one-second run of air, the less energy and engine power is required to achieve the required lift. This is why airplanes have large wingspan and helicopters have large wingspan. In the autoplane being created, this is achieved not due to the scope of the lifting planes, but due to all kinds of intake of the surrounding air mass and all kinds of its use to create a lifting force. Tiny it is necessary to get all kinds of lifting forces that are realizable along the path of air passing through the autoplane. Both flying creatures of natural origin and man-made aircraft have wings - sweeping planes to support as much air as possible. Oversized planes are one of the prerequisites for creating sufficient lift. Within the limits of the dimensions of ordinary cars, it has not yet been possible to create sufficient lifting force. We have to solve a problem that has not been solved by nature or people. Missiles don't count, this non-air flying object. The rocket is not an aeronautical design. According to our concept, the autoplane should be like a car and be a car at the same time. It should not resemble any of the existing flying objects - neither living nor created by man. It should not resemble either beetles, or birds, or an airplane, or a helicopter, or a rocket ...
Все плоскости боксов имеют еще одну важную функцию. При вращении крыльчатки (2) в воздухе над землей она увлекает в свою сторону вращения и весь автоплан. Это надо предотвратить. С этой целью вертолеты снабжаются хвостовым винтом, создающим своим вращением крутящий момент, предотвращающий кручение всего вертолета в направлении вращения его лопастей. Или же вертолет имеет два винта с противоположными направлениями вращения, что обеспечивает его устойчивость вокруг вертикальной оси. И в нашем автоплане верхние и нижние крыльчатки вращаются в разные стороны достигая того же эффекта. С помощью плоскостей этот эффект достигается следующим образом все плоскости разделены пополам и каждая половина имеет свой регулируемый угол атаки, а значит каждая половина имеет не только свою подъемную силу, но и свою силу сопротивления поступающему воздуху, что создает крутящий момент в ту или иную сторону. Эти моменты силы в сумме противостоят моменту силы от крыльчатки и предотвращают не регулируемые вращения автоплана. Например, если крыльчатка вращается по часовой стрелке, то углы атаки правых половин жалюзийных плоскостей должны быть не намного больше углов атаки их левых половин. Это эффект разных углов атаки применяется также для управления и маневрирования автопланом в воздухе. All box planes have another important function. When the impeller (2) rotates in the air above the ground, it carries away the entire autoplane in its direction of rotation. This must be prevented. For this purpose, the helicopters are equipped with a tail rotor, which, by its rotation, creates a torque that prevents the entire helicopter from spinning in the direction of rotation of its blades. Or the helicopter has two propellers with opposite directions of rotation, which ensures its stability around the vertical axis. And in our autoplane, the upper and lower impellers rotate in different directions, achieving the same effect. With the help of planes, this effect is achieved as follows, all planes are divided in half and each half has its own adjustable angle of attack, which means that each half has not only its own lifting force, but also its own resistance force to the incoming air, which creates a torque in one direction or another. These moments of force together oppose the moment of force from the impeller and prevent uncontrolled rotation of the autoplane. For example, if the impeller rotates clockwise, then the angles of attack of the right halves of the louvered planes should not be much larger than the angles of attack of their left halves. This effect of different angles of attack is also used to control and maneuver the autoplane in the air.
Движение автоплана вперед и назад достигается или наклоном оси и плоскости вращения крыльчатки вперед или назад, как у вертолета только вперед. Или же созданием у задних плоскостей бокса больших углов атаки, чем у передних. Возможны и иные варьирования в целях управления автопланом. The forward and backward movement of the autoplane is achieved either by tilting the axis and the plane of rotation of the impeller forward or backward, like a helicopter only forward. Or by creating larger angles of attack at the rear planes of the box than at the front ones. Other variations are possible in order to control the autoplane.
На первых образцах создаваемого автоплана следует устанавливать четыре велосипедных колеса. Каждая из них способна нести нагрузку в 50 кг и больше. Наш одноместный автоплан вместе с пилотом должен быть в пределах 200 кг. Корпус выполнен из однослойного тонкого, прочного и легкого пластика.On the first samples of the autoplane being created, four bicycle wheels should be installed. Each of them is capable of carrying a load of 50 kg or more. Our single-seat autoplane together with the pilot must be within 200 kg. The body is made of a single layer of thin, durable and lightweight plastic.
Проведем еще один немало важный оценочный расчет. Секундный выброс энергии отбрасываемого вниз воздуха равен: Let's carry out one more important estimation calculation. The second energy release of the air thrown downward is equal to:
Как видно выброс энергии пропорционален третьей степени от скорости исходящего потока воздуха. Это ужасающая степень потери! As you can see, the energy release is proportional to the third power of the speed of the outgoing air flow. This is an appalling degree of loss!
Вычислим мощность потери: . Значит: . Для постоянной необходимой подъемной силы – а она всегда постоянна для конкретного автоплана, скажем, 200 кГ в нашем случае – потери энергии минимальны при максимальной площади S истечения воздуха. Но по нашей концепции габариты системы создания подъемной силы должны находится в пределах габаритов авто. Значит диаметр истечения – оценочная ширина автоплана. При усечено-конической конструкции полости крыльчаток (модификация 2) верхний диаметр верхней крыльчатки должен быть в пределах 1 м. При этом очевидно вертикальный ряд боксов с самолетными плоскостями имеют форму усеченной пирамиды.Let's calculate the power loss: ... Means: ... For a constant required lift - and it is always constant for a particular autoplane, say, 200 kg in our case - the energy losses are minimal at the maximum area S of the air outflow. But according to our concept, the dimensions of the lifting system should be within the dimensions of the car. Means the diameter of the outflow - estimated width of the autoplane. With a truncated-conical design of the impeller cavity (modification 2), the upper diameter of the upper impeller should be within 1 m. In this case, the obviously vertical row of boxes with airplane planes have the shape of a truncated pyramid.
Необходимо отметить, что все наши оценочные расчеты делались только и только для оценки вертолетной составляющей подъемной силы. Самолетные составляющие требуют иного расчета. Эти расчеты находятся в полном согласии с предыдущим расчетом. Разница лишь в том, что если в первом расчете мы подъемную силу F и необходимую мощность двигателя N оценивали через секундный прогон воздуха , то во втором расчете те же величины оценили через площадь выходного сечения S, скорость истечения V и плотность истекающего воздуха ρ. Но и там и здесь расчеты опираются на одни и те же простые законы – формулы, и поэтому разноречия в них не должно быть в принципе. It should be noted that all our estimated calculations were made only and only to assess the helicopter component of the lift. Aircraft components require a different calculation. These calculations are in complete agreement with the previous calculation. The only difference is that if in the first calculation we estimated the lift force F and the required engine power N through a second run of air , then in the second calculation the same values were estimated through the outlet section area S, the outflow velocity V and the density of the outgoing air ρ . But here and there, the calculations are based on the same simple laws - formulas, and therefore there should be no contradictions in them in principle.
Заметим, что плотность воздуха ρ внутри крыльчаток хоть и не намного, но больше плотности окружающего воздуха ρ 0, но для расчетов в нулевом приближении можно полагать ρ =ρ 0. Note that the density of air ρ inside the impellers, although not much, is higher than the density of the surrounding air ρ 0 , but for calculations in the zero approximation, we can assume ρ = ρ 0 .
Заметим также, что окружающий воздух через самолетные плоскости с углами атаки засасывается вовнутрь более трудно, чем, если бы этих плоскостей не было бы. Это говорит о том, что и на создание самолетной составляющей подъемной силы требуются дополнительные усилия и мощность двигателя. Иначе и быть не может. С двигателями нового поколения мощности найдутся – лишь бы было, где подбирать подъемные силы. Note also that the ambient air through the aircraft planes with angles of attack is sucked inward more difficult than if these planes were not there. This suggests that the creation of the aircraft component of the lift requires additional efforts and engine power. Otherwise it can not be. With the engines of the new generation, the power will be found - if only there is where to select the lifting forces.
И здесь очень кстати заметим, что при усечено-конической конструкции системы забора воздуха прежде вертикальные периферийные крыльчатки уже имеют небольшой наклон вовнутрь системы, и уже не нулевые вертикальные составляющие векторов сил забираемого ими воздуха также участвуют и вносят свою лепту в сумму подъемных сил. Это также в духе нашей концепции крохоборства. Подбирать так уж подбирать. И пусть отработанный газ из двигателя выхлопом подается в верхние задние самолетные плоскости. Этот газ хоть и мало, но увеличит подъемную силу – он тяжелый и теплый газ и, расширяясь, увеличит скорость истечения воздуха вниз. And here it is very opportune to note that with a truncated-conical design of the air intake system, the previously vertical peripheral impellers already have a slight inclination inward of the system, and the non-zero vertical components of the force vectors of the air taken in by them also participate and contribute to the sum of the lifting forces. This is also in the spirit of our concept of triviality. To pick up so to pick up. And let the exhaust gas from the engine by the exhaust be fed into the upper rear aircraft planes. This gas, although small, will increase the lifting force - it is a heavy and warm gas and, expanding, will increase the speed of air flow downward.
Из последней полученной формулы видно, что требуемая мощность двигателя пропорциональна F в степени 3/2 без учета изменения плотности воздуха. Это сильная хотя меньше чем квадратная зависимость. Она вновь диктует необходимую минимизацию массой – веса автоплана. From the last obtained formula, it can be seen that the required engine power is proportional to F to the 3/2 power without taking into account the change in air density. This is strong, although less than a square relationship. It again dictates the necessary minimization by mass - the weight of the autoplane.
Таким образом, в виде кинетической энергии реактивного воздуха уносится – мощность двигателя. Отсюда очевидно, что увеличивать V невыгодно энергетически. Но в тоже время подъемная сила равна . То есть энергетически выгодно за счет увеличения не V, а за счет увеличения секундного забора воздуха и его плотности достигать подъемную силу. Thus, in the form of kinetic energy of jet air, - engine power. Hence, it is obvious that increasing V is energetically disadvantageous. But at the same time, the lifting force is ... That is, it is energetically advantageous by increasing not V, but by increasing the second intake of air and its density to achieve lift.
По идее, отталкиваясь и от пригоршни воздуха можно создать какую угодно большую подъемную силу. Но на это потребуется столь же огромные мощности двигателя, за считанные секунды, опустошающие топливный бак. Для нас это не годится. Нам надо на вполне вменяемом двигателе и расходе топлива автоплан нести в воздухе. Установив разумный потолок скорости истекающего вниз воздуха за счет всемерного увеличения секундного забора воздуха достичь необходимой подъемной силы - вот проблема из проблем. In theory, starting from a handful of air, you can create any large lifting force. But it will require an equally huge engine power, in a matter of seconds, emptying the fuel tank. This is not good for us. We need to carry the autoplane in the air on a fully sane engine and fuel consumption. Having set a reasonable ceiling for the speed of the downward flowing air due to the all possible increase in the second intake of air to achieve the necessary lift is a problem of problems.
1) Создание разности углов атаки самолетных плоскостей спереди и сзади позволяет автоплану двигаться вперед или назад.1) Creation of the difference between the angles of attack of the aircraft planes in front and behind allows the autoplane to move forward or backward.
2) Создание разности углов атаки левой и правой половин передних и задних плоскостей позволяет поворот автоплана налево и направо.2) Creation of the difference between the angles of attack of the left and right halves of the front and rear planes allows turning the autoplane to the left and right.
3) Создание разности углов атаки плоскостей левой и правой частей бокса позволяет движение автоплана в левый или в правый бок. 3) Creation of the difference between the angles of attack of the planes of the left and right parts of the box allows the movement of the autoplane to the left or to the right side.
4) Создание разности углов атаки самолетных плоскостей нижней и верхней частей бокса позволяет поворот автоплана вокруг горизонтальной поперечной оси, когда нос автоплана задирается вниз или вверх. 4) Creation of the difference between the angles of attack of the aircraft planes of the lower and upper parts of the box allows rotation of the autoplane around the horizontal transverse axis when the nose of the autoplane lifts up or down.
Следует отметить одно неприятное обстоятельство. Как видно сверху на автоплан Фиг. 3 самолетные плоскости в сечении С-С имеют минимальную ширину, а в сечении Д-Д максимальную точку. В минимальном сечении из-за минимального сопротивления воздуху, воздух устремляется вовнутрь крыльчаток с гораздо большей интенсивностью, чем в диагональных сечениях бокса. И вследствии этого у коротких кромок большая возможность реализации самолетной подъемной силы, но они не могут этого сделать из-за своих малых ширин и площадей. И, наоборот, у длинных кромок ограниченные возможности создания подъемной силы из-за малой интенсивности через них воздуха, хотя по своей большой ширине и площади они могли бы создавать гораздо большую подъемную силу. One unpleasant circumstance should be noted. As seen from above on the autoplane of FIG. 3 airplane planes in section C-C have a minimum width, and in section D-D the maximum point. In the minimum section, due to the minimum air resistance, the air rushes into the impellers with a much greater intensity than in the diagonal sections of the box. As a result, the short edges have a great opportunity to realize the aircraft lift, but they cannot do this because of their small widths and areas. Conversely, the long edges have a limited capacity to create lift due to the low intensity of air through them, although, due to their large width and area, they could create much greater lift.
Этот дисбаланс возможностей и способностей разных кромок одних и тех же плоскостей можно попытаться частично разрешить, сделав плоскости закрученными вокруг поперечной оси кромок, придав больший угол атаки коротким концам и малый угол атаки длинным концам плоскостей. Тогда сопротивление воздуха и подъемная сила коротких кромок увеличатся, а длинных уменьшаться и произойдет более полезное перераспределение по окружности поступающего с наружи воздуха.This imbalance of capabilities and capabilities of different edges of the same planes can be partially resolved by making the planes twisted around the transverse axis of the edges, giving a larger angle of attack to the short ends and a small angle of attack to the long ends of the planes. Then the air resistance and the lifting force of the short edges will increase, and the long ones will decrease, and a more useful redistribution around the circumference of the air coming from the outside will occur.
У конической системы забора воздуха перед цилиндрической системой имеется существенный недостаток. Верхняя крыльчатка (2), на которую мы возлагаем основные надежды создания суммарной подъемной силы, имеет минимальные диаметры и площадь для забора воздуха с верхней полусферы пространства. Это не разумно. Пространство, занимаемое авто позволяет сделать их такими же допустимо максимальными как и у нижней крыльчатки. Значит это надо сделать именно так, т.е. всю систему забора воздуха надо сделать цилиндрической. Или хотя бы верхнюю крыльчатку надо сделать с максимальным диаметром нижней крыльчатки. Это также согласуется правилом максимального полезного использования всего пространства, занимаемого летательным аппаратом.The conical air intake system in front of the cylindrical system has a significant disadvantage. The upper impeller (2), on which we pin our main hopes for creating the total lifting force, has the minimum diameters and area for air intake from the upper hemisphere of the space. This is not reasonable. The space occupied by the car allows you to make them the same permissible maximum as that of the lower impeller. This means that it must be done exactly that way, i.e. the entire air intake system must be made cylindrical. Or at least the upper impeller should be made with the maximum diameter of the lower impeller. This is also consistent with the rule of maximum beneficial use of the entire space occupied by the aircraft.
Для придания большей жесткости жалюзийным плоскостям и исключения их прогиба от скоростного напора воздуха, создающего подъемную силу через середину всех плоскостей, проходит жесткий вертикальный стержень – профиль, имеющий шарнирное соединение с плоскостями, позволяющие менять их угол атаки. Снизу и сверху эти стержни жестко соединены с каркасом бокса. To give greater rigidity to the louvered planes and to exclude their deflection from the high-speed air pressure, which creates a lifting force through the middle of all planes, a rigid vertical rod passes through - a profile that has a hinged connection with the planes, allowing them to change their angle of attack. From below and from above, these rods are rigidly connected to the box frame.
В данном схематичном чертеже из-за детализации дифференциала он получился несоразмерно большим. В реальной же конструкции он будет аккуратно небольшим в пределах литровой стеклянной банки. In this schematic drawing, due to the detailing of the differential, it turned out to be disproportionately large. In a real design, it will be neatly small within a liter glass jar.
При падении оборотов вертушек до недопустимой низкой величины, когда автоплан уже находится на грани падения подобно камню, автоматически или вручную срабатывает пиропатрон моментального выброса аварийного парашюта заправленного в верхнюю цилиндрическую полость верхней полуоси верхней крыльчатки. И происходит моментальный выброс аварийного парашюта и автоплан приземляется или приводняется на нем.When the rotational speed of the propellers falls to an unacceptable low value, when the autoplane is already on the verge of falling like a stone, the emergency parachute instant ejection squib, filled into the upper cylindrical cavity of the upper semiaxis of the upper impeller, is automatically or manually triggered. And there is an instant release of the emergency parachute and the autoplane lands or splashes down on it.
Подъемные силы вертушек вычисляются по методике расчета винтов самолета, вертолетов, компрессоров, согласно теории лопаточных машин. Они уточняются и согласуются на испытательном стенде на реальных опытных конструкциях – образцах.The lifting forces of the propellers are calculated according to the methodology for calculating the propellers of aircraft, helicopters, compressors, according to the theory of blade machines. They are refined and agreed on a test bench on real experimental designs - samples.
Имеем еще одну проблему - это запуск двигателя. На данном этапе создания автоплана о его перегрузке массивными свинцовым аккумулятором и стартером, как в авто, не может быть и речи, если не хотим без лета остаться на земле. Видимо запуск надо производить с помощью велосипедных педалей заводящими суровую стальную спиральную пружину как в будильниках. Передача этого усилия через пару зубчатых колес позволяет усилить пружины до нужной величины для начальной пусковой прокрутки двигателя. Для облегчения запуска двигателя на время запуска можно открыть специальный клапан для стравливания компрессии части топливно-воздушной смеси из рабочей камеры сгорания. При запуске нам не нужны максимальные компрессии величиной в 15-20 атм., а достаточно одной или даже половины атм. We have one more problem - this is starting the engine. At this stage of creating an autoplane, it is out of the question to overload it with a massive lead battery and a starter, as in a car, if we do not want to stay on the ground without summer. Apparently, the launch should be done with the help of bicycle pedals winding up a harsh steel coil spring, like in alarm clocks. The transmission of this force through a pair of gears allows the springs to be strengthened to the desired value for the initial cranking of the engine. To facilitate starting the engine at the time of starting, you can open a special valve to bleed the compression of a part of the fuel-air mixture from the working combustion chamber. When starting, we do not need maximum compressions of 15-20 atm., But one or even half atm is enough.
Контрольно-измерительная система автоплана должна быть выполнена на основе совершенно новой идеи, качественно отличной отныне существующих систем. Принцип этой идеи: много датчиков - один компьютер. Причем компьютер стандартный, бытовой, легкий класса нетбук или планшет. Специально разработанные датчики и установленные в местах замера и контроля двигателя, систем и отдельных узлов автоплана, измеряемые величины скажем скорость, высота полета, обороты, температура, КПД двигателя; уровень топлива и масла; данные генератора; запуск, и останов и т.д. преобразуется в электрические сигналы и по тонким проводникам через общий электроразъем передаются в компьютер. Бытовой планшет переключается пилотом или автоматически на специально разработанную программу «автоплан» или «авто» и выводит все множество необходимых параметров и рисунков на дисплей планшета. Планшет удобно закреплен перед пилотом, и многие данные контролируются и даже регулируются автоматически без участия пилота.The control and measuring system of the autoplane should be based on a completely new idea, qualitatively different from the existing systems. The principle of this idea: many sensors - one computer. Moreover, the computer is a standard, household, lightweight netbook or tablet. Specially developed sensors and installed in places of measurement and control of the engine, systems and individual units of the autoplane, measured values, say, speed, flight altitude, revolutions, temperature, engine efficiency; fuel and oil level; generator data; start, and stop, etc. converted into electrical signals and transmitted through thin conductors to a computer through a common electrical connector. A household tablet is switched by the pilot or automatically to a specially developed program "autoplane" or "auto" and displays all the many necessary parameters and pictures on the tablet display. The tablet is conveniently fixed in front of the pilot, and much of the data is monitored and even adjusted automatically without pilot intervention.
Поныне существующей в автомире и авиомире контрольно- измерительная система является отсталой и порочной по экономическим, техническим, эксплуатируемым и иным характеристикам. Данную предлагаемую систему надо внедрять всюду, а не только в автоплане. Изложенные идеи являются неотъемлемой и в тоже время самоценной и самодостаточной составной частью общей формулой всего данного изобретения и данного патента и защищена им. The control and measuring system that still exists in the auto world and the aviation world is backward and flawed in terms of economic, technical, exploited and other characteristics. This proposed system should be implemented everywhere, not just in the auto plan. The stated ideas are an integral and at the same time self-valuable and self-sufficient part of the general claims of the entire invention and this patent and are protected by it.
Отсеки двигателя и пилота выполнены раздельно из тонкого пластика герметично натянутого на каркас из тонкостенного Т-образного алюминиевого профиля. The engine and pilot compartments are made separately of thin plastic tightly stretched over a thin-walled T-shaped aluminum frame.
Коль скоро уносимая энергия пропорциональна кубу скорости истекающего воздуха, то надо стремиться к ее гашению на самолетных плоскостях, заставив воздух по максимуму отработать свою кинетическую энергию на создание самолетной подъемной силы. Таким образом, проблема максимизации подъемной силы с минимизацией энергозатрат при ограниченных размерах системы создания подъемной силы сводится к взаимоисключающей дилемме: мы с одной стороны стремимся к увеличению , не увеличив V, но с другой стороны само увеличение секундного расхода сводится к увеличению скорости V.As soon as the carried away energy is proportional to the cube of the speed of the outgoing air, then it is necessary to strive for its extinguishing on the aircraft planes, forcing the air to work out its kinetic energy to the maximum to create the aircraft lift. Thus, the problem of maximizing lift while minimizing energy consumption with a limited size of the lift generating system is reduced to a mutually exclusive dilemma: on the one hand, we strive to increase , without increasing V, but on the other hand, the very increase in the second flow is reduced to an increase in the speed V.
Поэтому прежняя общая стратегия создания подъемной силы нуждается в коррективе. Ограничив верхний забор и всемерно увеличив боковой забор, надо на самолетных плоскостях получить гораздо большую подъемную силу, чем полагалось раньше. За счет уменьшения общего секундного забора и уменьшения скорости его истечения и снижения вертолетной доли подъемной силы, удастся снизить необходимую мощность двигателя и уровень энерговыброса именно согласно кубической зависимости от скорости: Therefore, the previous general strategy for creating lift needs to be adjusted. Having limited the upper fence and in every possible way increased the side fence, it is necessary to obtain a much greater lifting force on airplane planes than it was supposed before. By reducing the total second intake and reducing the speed of its expiration and reducing the helicopter share of lift, it will be possible to reduce the required engine power and the level of energy release exactly according to the cubic dependence on the speed:
К тому же и меньше ρ. Для снижения уровня верхнего забора здесь снова становится актуальной усеченно-коническая параллелепипедном боксе конструкция системы создания подъемной силы. Ибо диаметр и площадь верхнего забора при этом как раз меньше, чем при цилиндрическом. Moreover, it is also less than ρ . To lower the level of the upper fence, the truncated-conical parallelepiped box design of the lifting force generation system again becomes relevant. For the diameter and area of the upper fence in this case is just less than in the case of a cylindrical one.
Таким образом, повторяю раннее проповедуемая стратегия максимального забора воздуха, выгодное с точки зрения создания вертолетной подъемной силы является зловредной в кубе с точки зрения энергосбережения: Поэтому надо стремится к оптимальному забору воздуха с максимальной площадью его истечения – но при этом заставить этот воздух создавать максимальную подъемную силу на самолетных жалюзийных плоскостях. И уже при этой стратегии не вертолетная, а самолетная подъемная сила становится решающей. К тому же с появлением скорости автоплана в воздухе из-за набегающего воздуха подъемная сила части передних плоскостей увеличится. Более того, следуя развиваемой логике забор верхнего воздуха можно попробовать вообще обнулить. Это согласуется сразу с тремя доводами в пользу оптимального создания общей подъемной силы. Thus, I repeat the earlier preached strategy of maximum air intake, which is beneficial in terms of creating helicopter lift. is harmful in a cube in terms of energy saving: Therefore, it is necessary to strive for the optimal intake of air with the maximum area of its outflow - but at the same time force this air to create the maximum lifting force on the aircraft louvers. And already with this strategy, not helicopter, but aircraft lift becomes decisive. In addition, with the appearance of the autoplane speed in the air due to the incoming air, the lift of a part of the front planes will increase. Moreover, following the developed logic, the upper air intake can be tried to reset altogether. This is consistent with three arguments for optimal overall lift generation.
1) Весь уже только боковой забираемый воздух совершает двойную работу по созданию подъемных сил – как самолетной на плоскостях, так и вертолетной на крыльчатках. Ибо верхний воздух не участвует в создании самолетной подъемной силы.1) All already only the lateral intake air does double work to create lift forces - both aircraft on planes and helicopter on impellers. For the overhead air does not participate in the creation of the aircraft lift.
2) Наглухо закрытая верхняя площадь верхней крыльчатки, создает большее давление на крышку, тем самым создавая дополнительную подъемную силу и в тоже время разряженный воздух и меньшее давление перед входом воздуха через периферийные крыльчатки, в свою очередь, увеличит приток бокового воздуха через жалюзийные плоскости, тем самым увеличив самолетную подъемную силу.2) The tightly closed upper area of the upper impeller creates more pressure on the cover, thereby creating additional lifting force and at the same time, discharged air and less pressure in front of the air inlet through the peripheral impellers, in turn, will increase the flow of lateral air through the louvered planes, thereby thereby increasing the aircraft lift.
3) Ограничение верхнего забора, ограничит общий забор воздуха и скорость его истечения через нижнюю площадь. Это выгодно для энергосбережения, хотя делает меньшим вертолетную подъемную силу. Но именно эту недостачу мы надеемся восполнить за счет добора и двойной работы бокового воздуха. Поэтому можно в конструкции предусмотреть съемную верхнюю крышку для предотвращения забора верхнего воздуха. Но при этом надо учесть, что небольшое количество верхнего воздуха, увлекаемого в боковины, будет ударять об крышку и создавать отрицательную подъемную силу. Так или иначе, но безумно интересно проверить, и знать что будет реально с открытым или закрытым верхом автоплана: при открытом или закрытом верхе автолан пойдет вверх быстрей и легче при одной и той же мощности двигателя? Когда подъемная сила будет больше? Как видим, не однозначная порой взаимоисключающее дилеммой сопровождают нас всю дорогу создания автоплана. Иначе и быть не может, ибо мы хотим, чтобы автоплан не только летал бы кое-как, но и летал бы долго, экономично, оптимально, безопасно и живуче.3) Limiting the upper intake, will limit the total intake of air and the rate of its outflow through the lower area. This is beneficial for energy conservation, although it does reduce the helicopter lift. But it is precisely this deficiency that we hope to make up for by the addition and double work of the lateral air. Therefore, it is possible to provide a removable top cover in the structure to prevent the intake of overhead air. However, it must be taken into account that a small amount of upper air entrained in the sidewalls will hit the cover and create a negative lifting force. One way or another, but it is insanely interesting to check and know what will happen with an open or closed top of the autoplane: will the autoplane go up faster and easier with the same engine power when the top is open or closed? When will the lifting force be higher? As you can see, sometimes not unambiguous, sometimes mutually exclusive dilemma, accompany us all the way to creating an autoplane. It cannot be otherwise, because we want the autoplane to not only fly somehow, but also fly for a long time, economically, optimally, safely and survivably.
Рассмотрим еще один важный теоретический вопрос предлагаемый системой двойной работы забираемого воздуха для создания им двойной подъемной силы – самолетной или вертолетной. Не эфемерная ли фикция надежда получить дополнительную подъемную силу за счет забора воздуха через множество самолетных плоскостей? Ведь, в конечном счете, суммарная - интегральная подъемная сила определяется только через скорость и секундный расход воздуха на выходе – на срезе сопла, как говорится: . Ответ: совершенно верно! Но с учетом того, что скорость воздуха пропущенного через плоскости с углами атаки на выходе, больше чем у воздуха просто без плоскостей забранного с боков. Покажем это. Проходя через плоскости боковой воздух, делает двойной поворот, прежде чем выйти вертикально вниз (фиг. 6). Сначала на угол α на плоскостях, затем на угол β на крыльчатках: α + β = 90°. Без плоскостей же воздух совершает только на крыльчатке один резкий поворот на 90 градусов вниз. Этот не гладкий лобовой удар частиц воздуха устремленных в центр системы повышает температуру поступившего воздуха больше, чем в первом случае более гладкого вхождения через плоскости. Имеет место тоже явление, который имеем при закачке воздухом велосипедной шины – насос нагревается, ибо нагревается закачиваемый воздух, ибо поршень насоса идет навстречу молекулам воздуха внутри насоса, и они отражаются – отскакивают от поршня с большими скоростями, а значит с большей температурой. Ибо скорость молекулы есть ее температура. Относительно нас неподвижных скорость отскока молекул равна: , где – скорость наскока молекул на поршень; - скорость поршня; – скорость отскока молекул от поршня. Let us consider another important theoretical issue proposed by the system of double work of the intake air to create it with a double lift - aircraft or helicopter. Is it not an ephemeral fiction to hope to obtain additional lift by drawing air through many aircraft planes? After all, ultimately, the total - integral lift is determined only through the speed and the second air flow rate at the outlet - at the nozzle exit, as they say: ... Answer: absolutely right! But taking into account the fact that the speed of the air passed through the planes with angles of attack at the outlet is greater than that of the air simply without the planes taken from the sides. Let's show it. Passing through the plane lateral air, makes a double turn before going vertically downward (Fig. 6). First, at an angle α on the planes, then at an angle β on the impellers: α + β = 90 °. Without planes, the air makes only one sharp 90-degree downward turn on the impeller. This not smooth frontal impact of air particles directed to the center of the system increases the temperature of the incoming air more than in the first case of a smoother entry through the planes. There is also a phenomenon that we have when we pump air into a bicycle tire - the pump heats up, because the pumped air heats up, because the pump piston goes towards the air molecules inside the pump, and they are reflected - they bounce off the piston at high speeds, which means with a higher temperature. For the speed of a molecule is its temperature. Relative to us motionless, the rebound velocity of molecules is equal to: where - the speed of the leap of molecules onto the piston; - piston speed; - the rate of rebound of molecules from the piston.
Таким образом, воздух, не прошедший боковые плоскости, выходит из среза сопла с большей температурой и с меньшей направленной скоростью молекул – потока воздуха, а значит и с меньшей реактивной тягой – подъемной силой. Ибо некоторая часть мощности двигателя превратилась в увеличение внутренней энергии хаотического движения молекул – в температуру воздуха – но не в скорость направленного движения молекул – потока воздуха, создающих подъемную силу. В случаи же прохождения воздуха через плоскости с углом атаки все имеем ровным счетом наоборот: большую скорость, но меньшую температуру исходящего потока и большую подъемную силу при той же мощности двигателя. Thus, the air that has not passed the side planes comes out of the nozzle exit with a higher temperature and with a lower directed velocity of molecules - air flow, and therefore with less jet thrust - lifting force. For some of the engine's power has turned into an increase in the internal energy of the chaotic movement of molecules - into the temperature of the air - but not into the speed of the directed movement of molecules - the air flow that creates lift. In cases where air passes through planes with an angle of attack, everything is exactly the opposite: a higher speed, but a lower temperature of the outgoing flow and a higher lifting force with the same engine power.
По теории воздушно-реактивных двигателей (ВРД), каковым в какой-то степени является наша система создания подъемной тяги в виде вертикальных боксов, реактивная тяга создается как входящим, так и выходящим воздухами и общая тяга равна их сумме. Здесь же на основе простых физических формул мы оперировали примерно только половиной реальных подъемных тяг, равных Это следует учесть в последующих реализационных расчетах более сложных и точных, чем в приведенных здесь выше концептуально-оценочных расчетах.According to the theory of air-jet engines (VRM), which to some extent is our system for creating lifting thrust in the form of vertical boxes, jet thrust is created by both incoming and outgoing air and the total thrust is equal to their sum. Here, on the basis of simple physical formulas, we operated with about only half of the real lifting rods equal to This should be taken into account in the subsequent implementation calculations, which are more complex and accurate than in the above conceptual and evaluative calculations.
Между соседними вращающимися лопастями следует размещать неподвижные цельновыполненные веером решетки спрямляющих поток лопастей желательно с таким расчетом, чтобы на них также создавались бы ещё проценты подъемных сил. Между тремя ступенями наверху их будет две и между тремя ступенями внизу-также две. Всего четыре.Between adjacent rotating blades, stationary, one-piece fan-shaped grids of blades straightening the flow should be placed, preferably in such a way that they would also generate more percentages of lifting forces. Between the three steps above, there will be two, and between the three steps below, there will also be two. Only four.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020134250A RU2746285C1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Autoplane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020134250A RU2746285C1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Autoplane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2746285C1 true RU2746285C1 (en) | 2021-04-12 |
Family
ID=75521135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020134250A RU2746285C1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Autoplane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746285C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172705C2 (en) * | 1997-07-15 | 2001-08-27 | Ульдяров Владимир Борисович | Flying vehicle |
| RU24988U1 (en) * | 2002-02-12 | 2002-09-10 | 46 Цнии Мо Рф | AIRCRAFT |
| EP1193168B1 (en) * | 2000-09-26 | 2006-05-10 | Rafael Armament Development Authority Ltd. | Unmanned mobile device |
| CN202528786U (en) * | 2012-05-03 | 2012-11-14 | 张瑞钧 | Ground effect type extreme low-altitude dual-purpose flying car |
| RU2662600C2 (en) * | 2016-11-30 | 2018-07-26 | Алексей Сергеевич Вишневский | Aerocraft (flying car) (embodiments) |
-
2020
- 2020-10-19 RU RU2020134250A patent/RU2746285C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172705C2 (en) * | 1997-07-15 | 2001-08-27 | Ульдяров Владимир Борисович | Flying vehicle |
| EP1193168B1 (en) * | 2000-09-26 | 2006-05-10 | Rafael Armament Development Authority Ltd. | Unmanned mobile device |
| RU24988U1 (en) * | 2002-02-12 | 2002-09-10 | 46 Цнии Мо Рф | AIRCRAFT |
| CN202528786U (en) * | 2012-05-03 | 2012-11-14 | 张瑞钧 | Ground effect type extreme low-altitude dual-purpose flying car |
| RU2662600C2 (en) * | 2016-11-30 | 2018-07-26 | Алексей Сергеевич Вишневский | Aerocraft (flying car) (embodiments) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8016226B1 (en) | Vertical take off and landing aircraft system with energy recapture technology | |
| US11034430B2 (en) | Fluid systems that include a co-flow jet | |
| RU2012512C1 (en) | Hybrid flying vehicle | |
| US9702254B2 (en) | Lift propulsion and stabilizing system and procedure for vertical take-off and landing aircraft | |
| US9187175B1 (en) | Flying-wing and VTOL flying-wing aircraft | |
| US8579227B2 (en) | Vertical and horizontal flight aircraft “sky rover” | |
| RU141669U1 (en) | VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT | |
| EP0505509A4 (en) | Turbocraft | |
| CN109319112A (en) | It is a kind of to be vertically moved up or down fixed wing aircraft with balance mechanism | |
| CN111846215A (en) | A tail push type rudderless double ducted unmanned aerial vehicle | |
| US20030122033A1 (en) | Ring-shaped wing helicopter | |
| CN101284570A (en) | Centrifugal fan type lift/propulsion device and aerocraft with the device | |
| RU2746285C1 (en) | Autoplane | |
| CN103057703A (en) | Dual-rotor coaxial helicopter with wing-shaped rotors | |
| CN109229367A (en) | A kind of new configuration vertical take-off and landing drone and its flight control method | |
| CN220562969U (en) | Unmanned aerial vehicle of fire control that takes off and land perpendicularly of no oar formula | |
| RU2711768C1 (en) | Aircraft | |
| US20020134885A1 (en) | Supersonic propellers for aircrafts | |
| RU183800U1 (en) | ROPE WING BEZRUKOV | |
| CN110481760A (en) | No blade rotates air duct engine aircraft engine | |
| RU63772U1 (en) | REACTIVE AIR SCREW | |
| RU2662339C2 (en) | Rotor-craft | |
| CN2827873Y (en) | Helicopter with airfoil fluidic fixing wing | |
| RU2396184C1 (en) | Grebenyuck's rotorcraft | |
| RU2551548C1 (en) | Aircraft |