Движитель аэродинамический комбинированный, индифферентный углу атаки

Устройство комбинированных аэродинамических поверхностей летательных аппаратов с меняющейся геометрией и высокой степенью стабилизации пространственного положения, предназначенное для создания нового класса летательных аппаратов и нового класса плавучих погружных аппаратов.

Устройство относится к аэродинамическим поверхностям летательных аппаратов и может быть использовано для создания нового класса летательных аппаратов, а также нового класса плавучих погружных аппаратов.

Известно крыло летательного аппарата [1, с.244], предназначенное для изменения подъемной силы [1, с.372].

Известен фюзеляж (корпус летательного аппарата), комбинированный с крылом [1, с.541].

Известно Лаваля сопло [1, с.248, 262] - аэродинамический канал специального профиля, предназначенный для разгона газа до закритического режима и придания потоку газа заданного направления.

Известен купол парашюта [1, с.345].

Указанные устройства имеют функциональное ограничение по отношению к углу атаки [1, с.37].

Цель заявленного объекта - индифферентность летательного аппарата по отношению к углу атаки, создание формой устройства вертикальной подъемной силы и возможности перпендикулярного ей ускорения любой направленности, с высокой степенью стабилизации пространственного положения.

Указанная цель достигается тем, что указанные устройства скомбинированы воедино и полученное таким образом устройство имеет форму осесимметричных соосно помещенных друг в друга куполов - верхнего внешнего (ВК), нижнего внутреннего (НК), направленных выпуклостью вверх, и третьего - обратного (с выпуклостью в обратном направлении выпуклости ВК и НК и кривизной, меньшей кривизны ВК) купола (ОК), осесимметрично неподвижно соединенного с НК. Наружние поверхности куполов имеют форму, обеспечивающую положительную подъемную силу при любом направлении обтекающего устройство внешнего газового потока (выпуклость ВК больше выпуклости ОК). На периферии устройства осесимметрично расположены элементы (элероны [1, с.585) изменяющие кривизну поверхности ВК - переходящую в нулевую и отрицательную чем обеспечивается управление креном устройства при изменении угла атаки от собственного ускорения - наружняя динамическая управляемая стабилизация.

Центр масс устройства (с учетом полезного груза) находится внутри третьего купола, на геометрической средней плоскости устройства, на общей оси симметрии - зафиксирован путем сопряжения полезного груза с фюзеляжем посредством амортизационно-демпфирующего узла крепления регулируемых линейных размеров (АДКР) нижнего (Н-АДКР) - внутренняя статическая стабилизация.

Сопло устройства представляет собой зазор переменного сечения между обращенными друг к другу (внутренним) поверхностям ВК и НК, задающими своей формой изменение нормального сечения - зазора по ходу истечения рабочего тела, соответствующее изменению сечения диффузора сопла Лаваля при расположении источника (источников) газов, создающих реактивную тягу в области между вершинами ВК и НК, чем обеспечивается куполообразное, направленное вниз истечение рабочего тела. Внутренние поверхности диффузора сопла (ДС) имеют форму (кривизна НК больше кривизны ВК), создающую силу (аналогично подъемной), препятствующую расширяющему действию рабочего тела потока рабочего тела, приложенному к поверхностям ДС, - внутренняя динамическая стабилизация. Соединение ВК и НК - подвижное, посредством верхнего АДКР (В-АДКР), расположенного в области вершин ВК и НК, и нескольких периферийных АДКР (П-АДКР) обтекаемой формы, равномерно расположенных в ДС, предназначенных для симметричного изменения сечения сопла (смещением ВК по вертикали) - с целью регулировки суммарной реактивной тяги, и асимметричного изменения сечения ДС - с целью регулировки (углового перераспределения) радиальной компоненты реактивной тяги. Агрегатное состояние исходящего из ДС рабочего тела соответствует агрегатному состоянию окружающей среды.

При изменении угла атаки и (или) внешнего напора автоматическая реакция П-АДКР на возникший градиент внешнего давления, приложенный к поверхности ВК, изменяет геометрию сопла с увеличением горизонтальной компоненты силы тяги с направлением, противоположным (в плане) возникшему изменению напора.

Пример 1 (фиг.1; 2): поверхности ВК (1-2), НК (3) и OK (4) около центральной части устройства (на 80-90% общей поверхности каждого купола) выполнены в форме жестких квадратичных параболоидов вращения (y=kx²) с коэффициентами k~0,5(фиг.1)-:-5(фиг.2), имеющих окружности сопряжении (5) при y_c=~x_c с поверхностями иной кривизны (в области средней горизонтальной плоскости А-А), соединены между собой В-АДКР (6) и П-АДКР (7). Для поверхностей ВК (2) и НК (3) сопла соотношение параболических коэффициентов k_ВК~(1,05-:-l,2)k_HK, что определяет исходный параметр ДС (9). П-АДКР (8) в ДС (8) относительно друг друга разнесены на 120°. Элероны (9) равномерно размещены по окружностям (5) ВК (1) и НК (3). Центр масс (10) соединен Н-АДКР (12) с ОК (4) и находится на пересечении оси симметрии и средней плоскости А-А.

Коэффициенты k_i ~0,5 (фиг.1) применимы к исполнению устройства, предназначенного преимущественно для вертикальных полетов, k_i~2-:-5 (фиг.2) - преимущественно для горизонтальных полетов, погружного плавания. Конусообразно расходящийся поток рабочего тела, исходящий из ДС (8), обеспечивает аксиальную остойчивость, кроме того - вызывает эжекционное снижение давления среды под ОК (4), в результате чего постепенно смыкается в указанной области, вызывая коррекцию соотношения компонент силы тяги в сторону аксиальной (в норме - вертикальной) компоненты. Вертикальное ускорение устройства регулируется смещением ВК (1-2) относительно НК (3) вдоль оси симметрии устройства путем управления АДКР (6), (7) - меняя сечение ДС (8), горизонтальное - асимметричным смещением ВК (1-2) относительно НК (3), путем управления П-АДКР (7), чем изменяется геометрия ДС (8). Элероны (9) могут выполнять и роль шасси-весел (фиг.2) на границе раздела фаз окружающей среды.

Пример 2 (фиг.1; 2): аналогичен пр. 1 с отличием - гибкие (мягкие) поверхности куполов - полностью, либо частично; наполняемые рабочим телом.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Политехнический словарь, гл. ред. Артоболевский И.И., М, «С.Э.», 1976

Комбинированный аэродинамический движитель, выполненный из аэродинамических поверхностей, отличающийся тем, что он снабжен устройством для полезного груза, центр масс которого зафиксирован посредством амортизационно-демпфирующего регулируемого узла в середине на оси симметрии, имеет аэродинамические поверхности осесимметричных соосно помещенных друг в друга верхнего первого, внутреннего второго и третьего куполов, при этом первый и второй купола направлены выпуклостью вверх, третий купол выполнен с кривизной меньше кривизны верхнего первого купола и направлен выпуклостью вниз, неподвижно соединен с внутренним вторым куполом, который соединен с верхним первым куполом подвижно посредством верхнего и периферийных амортизационно-демпфирующих регулируемых узлов крепления, верхний амортизационно-демпфирующий регулируемый узел размещен между вершинами верхнего первого и внутреннего второго куполов, а периферийные амортизационно-демпфирующие регулируемые узлы равномерно размещены в зазоре между упомянутыми первым и вторым куполами; по краю каждого из упомянутых куполов равномерно размещены элероны.