RU172023U1 - Реактивный движитель летательного аппарата - Google Patents
Реактивный движитель летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU172023U1 RU172023U1 RU2016133854U RU2016133854U RU172023U1 RU 172023 U1 RU172023 U1 RU 172023U1 RU 2016133854 U RU2016133854 U RU 2016133854U RU 2016133854 U RU2016133854 U RU 2016133854U RU 172023 U1 RU172023 U1 RU 172023U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- working substance
- aircraft
- separator
- liquid
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 4
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000008258 liquid foam Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
- B64C29/02—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis vertical when grounded
- B64C29/04—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis vertical when grounded characterised by jet-reaction propulsion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Предложено устройство газожидкостного привода летательного аппарата, которое позволит обеспечить маневренность и управляемость при оптимальном расходе рабочего вещества по основному функциональному назначению и для создания реактивной тяги. Устройство включает источник газожидкостного рабочего вещества, связанный с сепаратором, разделяющим газожидкостное рабочее вещество на легкую фазу и тяжелую фазу, подаваемую к, по меньшей мере, одному соплу реактивной тяги. Устройство может быть использовано в составе либо в качестве беспилотного летательного аппарата, предназначенного для тушения пожаров, создания водяной противопожарной завесы, полива, увлажнения воздуха, распыления удобрений, биохимической обработки, дезактивации радиоактивных источников, мойки зданий и сооружений, окраски зданий и сооружений, перемещения рекламных конструкций, для зрелищных мероприятий с фонтанами и водопадами.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области транспортных средств специального назначения, использующих газожидкостные рабочие вещества, в первую очередь беспилотных летательных аппаратов.
Известно использование беспилотных летательных аппаратов для подачи и распыления различных веществ.
Например, из заявки US 2016082460, Luryto LLC, публикация 2016 г., известен беспилотный летательный аппарат для окраски стен зданий и сооружений, беспилотный летательный аппарат выполнен по схеме квадрокоптера и оснащен штангой с соплом для подачи краски. Управление таким аппаратом осуществляется лопастными винтами, при этом очевидна задача управления с компенсацией реактивной силы, которую создает сопло распыления краски, решаемая за счет использования лопастных винтов.
Из заявки CN 103661946, University Jiangsu, публикация 2014 г., известен беспилотный аппарат для распыления пестицидов, в котором сочетается использование несущего винта и сопл, распыляющих пестициды и одновременно использующихся для управления положением летательного аппарата. Для более рационального расходования пестицидов и растворителя распыляют двухфазное рабочее вещество, которое получают за счет использования лопаток и потока воздуха.
В патенте на полезную модель RU 137542, опубликованном в 2014 г., было предложено гидравлическое реактивное устройство для тушения пожаров, в котором имеется совокупность рабочих и управляющих стволов, подающих одно и то же рабочее вещество. При этом подразумевается, но прямо не указано, что в качестве рабочего вещества может быть воздушно-водная пена. Недостатком такого устройства является отсутствие возможности эффективного использования рабочего вещества, поскольку значительное его количество расходуется вне основного функционального назначения для управления летательным аппаратом.
Таким образом, существует техническая проблема повышения эффективности летательного аппарата, связанная с рациональным расходованием газожидкостного рабочего вещества при обеспечении маневренности и управляемости.
Наиболее близко к решению данной проблемы техническое решение из CN 103661946, в котором для управления летательным аппаратом используют двухфазное рабочее вещество. Однако, в CN 103661946 газожидкостной привод используется в качестве вспомогательного средства управления, в отличие от RU 137542 не до конца выявлены возможности использования рабочего вещества для управления летательным аппаратом.
В предлагаемом техническом решении реактивный движитель (устройство газожидкостного привода) летательного аппарата позволит обеспечить маневренность и управляемость при оптимальном расходе рабочего вещества по основному функциональному назначению и для создания реактивной тяги.
Предложен реактивный движитель подвижного, например, летательного аппарата, предусматривающий подачу газожидкостного рабочего вещества через, по меньшей мере, одно функциональное сопло. В отличие от аналога реактивный движитель включает источник рабочего вещества (газожидкостной смеси в виде пены), связанный с сепаратором, разделяющим газожидкостную смесь в виде пены на легкую фазу и тяжелую фазу, подаваемую к соплу (соплам) реактивной тяги. Под тяжелой и легкой фазами газожидкостной смеси подразумеваются ее фазы, различающиеся содержанием газовой (воздушной) фазы в жидкости. Тяжелая фаза характеризуется меньшим содержанием газовой (воздушной) среды по сравнению с легкой фазой, то есть тяжелая фаза характеризуется большей плотностью по сравнению с легкой фазой. В предельном случае под тяжелой фазой может подразумеваться жидкость, а под легкой - газ. Сепаратор выбран из перечня, включающего, по меньшей мере: центробежный, гравитационный, мембранный сепаратор и может представлять собой турбину с электрогенератором или же механической передачей. Легкую фазу возможно использовать для ориентации в пространстве, гидравлического привода, нагнетания полостей несущих конструкций, аэростатов, рекламных устройств и т.п. Тяжелую фазу, подаваемую к соплу реактивной тяги, возможно использовать для выполнения технологических операций по основному функциональному назначению летательного аппарата.
Устройство газожидкостного привода летательного аппарата дополнительно может быть оснащено, по меньшей мере, одним лопастным несущим винтом с приводом, выбранным из перечня, включающего, по меньшей мере мотор пневмогидравлического привода, электромотор с отбором мощности от электрогенератора, механическую передачу турбины. Также предлагаемое устройство может быть взаимосвязано со средствами автоматического и (или) дистанционного управления подачей газожидкостного рабочего вещества, средствами навигации и позиционирования, может быть оснащено приемопередающим устройством или парашютом. Устройство представляет собой беспилотный летательный аппарат, либо часть летательного аппарата, функциональное назначение которого выбрано из перечня, включающего, по меньшей мере: тушение пожаров, создание водяной противопожарной завесы, полив, увлажнение воздуха, распыление удобрений, биохимическая обработка, дезактивация радиоактивных источников, мойка зданий и сооружений, окраска зданий и сооружений, перемещение рекламных конструкций, зрелищные мероприятия с фонтанами и водопадами.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами:
рис. 1 - предложенное устройство в поперечном разрезе;
рис. 2 - пример использования предложенного устройства совместно с несущими винтами, расположенными по схеме квадрокоптера;
рис. 3 - пример использования устройства для тушения пожара и перемещения на воздушной подушке;
рис. 4 - пример использования устройства для зрелищных мероприятий с водопадом и для рекламы;
рис. 5 - пример использования устройства в качестве летающего рекламного щита.
Полезность предложенной модели реактивного движителя летательного аппарата может быть пояснена следующим образом.
Использование газожидкостной смеси, например, водно-воздушной пены различной кратности, применяемой для тушения пожаров, мойки техники, дезактивации радиоактивных и химических веществ и т.п., позволяет оптимизировать различные технологические процессы за счет снижения расхода вещества, уменьшения затрат на его подачу и т.п. В случае использования пены в гидравлическом реактивном двигателе (см. патент на полезную модель RU 137542) становится возможным снизить вес рукава, по которому подается рабочее вещество, за счет низкой плотности последнего, что, в итоге, обеспечит большую высоту подъема устройства, даст возможность работать на высотных объектах, тушить верховые лесные пожары. Для того, чтобы нацелить расход пены на технологически нужды (распыление реагентов, окраска и т.п.) и снизить расход на ориентацию (управление, позиционирование) перемещающегося летательного аппарата, целесообразно разделить сепаратором (центробежным, гравитационным, мембранным и т.п.) газожидкостное рабочее вещество на две фазы, которые, как и было указано выше, различаются плотностью, то есть содержанием в них газа. Тяжелая фаза будет подана к соплу (соплам), создающему реактивную тягу, это же сопло с очевидностью сможет быть использовано и для тушения пожара. Легкая фаза, будет подана к соплу (соплам) управления.
В целом, использование газожидкостной смеси в виде пены эффективно с одной стороны за счет совместного действия газовой и жидкой фаз (функциональности), а с другой стороны за счет существенного снижения плотности рабочего вещества и массы аппаратуры, в том числе, трубопроводов, напорных рукавов, по сравнению с аппаратурой, наполненной тяжелой фазой (водой или водой с поверхностно-активными веществами).
Применение предлагаемого реактивного движителя (устройства газожидкостного привода) летательного аппарата, также за счет снижения плотности рабочей среды и массы аппаратуры, позволит повысить высоту полета и полезную грузоподъемность. Это, например, позволит использовать летательный аппарат в беспилотном исполнении для обслуживания высотных объектов, также для тушения верховых лесных пожаров.
Использование реактивного движителя летательного аппарата может быть пояснено примерами, не исключающими иные варианты исполнения, не противоречащими сущности предложенного технического решения.
Пример 1 (рис. 1, 2)
В качестве центробежного сепаратора рабочей вещества (пены) используют турбину. Выход тяжелой фазы соединен с соплами (стволами-мониторами) CM1…4, создающими реактивную подъемную силу и обеспечивающими выполнение основных функций летательного аппарата, например, тушение пожара. Выход легкой фазы сепаратора соединен с соплом управления СМ5, которое используется для ориентации летательного аппарата. Сепарация позволит снизить расход основной части рабочего вещества, а также уменьшит нагрузку на исполнительные устройства ИУ1…4, которые управляют соплами СМ1…4, что в итоге улучшит маневренность устройства и снизит расход энергии. Реактивное устройство снабжено электрогенератором (ЭГ), с которым связана турбина, гироскопическими средствами (ГС), парашютной системой (ПС). Также может быть предложен летательный аппарат с приводом лопастных винтов и соответствующим отбором мощности от электрогенератора на электромоторы и (или) расходом легкой фазы на моторы пневмогидравлического привода, и (или) механического отбора мощности от турбины (рис. 2).
Пример 2 (рис. 3)
Предложен летательный аппарат, включающий рукав подачи газожидкостного рабочего вещества в виде пены 1, гидравлическую турбину 2, электрогенератор 3, рабочие стволы 4 и 5, стволы управления и функционального назначения 6, центробежный сепаратор с первой ступенью 7 и второй ступенью 8, выходы тяжелой фазы пены 9 и 10, выход легкой фазы (воздуха) 11, юбку платформы пневмогидравлической подушки 12, барабаны 13, сальниковые муфты барабанов 14, рукав подачи пены 15, распределитель 16, пневматическую несущую конструкцию из полотна 17 и гибких труб 18 и 19, цилиндр пневмогидравлического привода опоры 20. Позицией 21 обозначен огонь верхового и низового пожара. Выход легкой фазы 11 соединен с пневматической несущей конструкцией 17, 18, 19, которая в исходном состоянии намотана на барабаны 13. В рабочем состоянии за счет нагнетания давления легкой фазы (воздуха) несущая конструкция приобретает жесткость и поддерживает рукав подачи тяжелой фазы 15 (пены с небольшим содержанием воздуха) к рабочим стволам 5, стволам управления и функционального назначения 6. Горизонтальные стволы 6 могут использоваться для управления и позиционирования летательного аппарата, а также для пенной мойки вертикальных конструкций, тушения фасадных пожаров, окраски стен и т.д. Вертикальные стволы 5 могут использоваться для подъема устройства и тушения верхового пожара, стволы 4 могут использоваться для подъема устройства на платформе пневмогидравлической подушки 12 и одновременно для тушения низового пожара или мойки мостовых. Опоры 20 могут использоваться для фиксации положения устройства.
Пример 3 (рис. 4).
Предложен летательный аппарат для зрелищных мероприятий с водопадом и рекламой, который включает рукав подачи газожидкостной пены I, гидравлическую турбину II, электрогенератор III, рабочие стволы IV, ствол управления V, сепаратор VI, пневматическую надувную конструкцию куполообразной формы VII, бассейн с оборотной жидкостью (водой) VIII, насос IX, компрессор X, генератор пены XI, рукав на катушке XII. Работа данного устройства осуществляется по замкнутому циклу. Вода или вода с пенообразующими добавками из бассейна VIII подается насосом IX в генератор пены XI, куда компрессором X также нагнетается газ или воздух. Пена подается в рукав, который намотан на катушку XII и поступает в центробежный сепаратор в виде гидравлической турбины II и в мембранный сепаратор VI. Газ из сепараторов частично поступает в пневматическую надувную конструкцию куполообразной формы VII, нагнетает в ней давление, необходимое для удержания устойчивой формы, а частично поступает в ствол управления V, выходит из него, и возникающая реактивная сила может использоваться для горизонтального позиционирования устройства.
Тяжелая фаза (пена) из сепаратора поступает в рабочие стволы IV, выходит из них, возникающая реактивная сила обеспечивает подъем устройства. Дополнительная подъемная сила возникает, если используется и нагнетается в оболочку VII газ с плотностью, меньшей плотности воздуха. Пена падает в бассейн VIII, который выполняет функцию гравитационного сепаратора, где происходит окончательная дегазация. Гидравлическая турбина приводит в действие электрогенератор III, который обеспечивает электропитание подсветки пневматической надувной конструкции куполообразной формы VII и работу рекламной установки. За счет низкой плотности газожидкостного рабочего вещества достигается малая масса рукава и надувной конструкции, что позволяет поднимать летательный аппарат на значительную высоту, обеспечивает зрелищность водопада и видимость на большом расстоянии. Куполообразная форма несущей конструкции VII, кроме того, защищает внутреннюю рекламную установку от осадков и обеспечивает плавный спуск при прекращении подачи рабочего вещества.
Пример 4 (рис. 5).
В качестве центробежного сепаратора используют турбину. Выход тяжелой фазы соединен со стволами, создающими реактивную подъемную силу. Выход легкой фазы соединен со стволами, обеспечивающими вращение рекламного щита. Регулирование скорости вращения рекламного щита может обеспечиваться за счет изменения кратности пены. Выход электрогенератора (ЭГ) соединен с сетью электропитания рекламного щита, что обеспечивает подсветку. Рекламный щит может быть выполнен в виде фигурной оболочки с газом, имеющим плотность меньше плотности воздуха, для уменьшения скорости снижения при отключении подачи рабочего вещества.
Claims (6)
1. Реактивный движитель летательного аппарата, предусматривающий подачу газожидкостного рабочего вещества через функциональные сопла, отличающийся тем, что включает
источник газожидкостного рабочего вещества, связанный с сепаратором, разделяющим газожидкостную смесь в виде пены на
легкую фазу, обеспечивающую управление, и тяжелую фазу, обеспечивающую реактивную тягу.
2. Реактивный движитель летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что сепаратор выбран из перечня, включающего, по меньшей мере: центробежный, гравитационный, мембранный сепаратор.
3. Реактивный движитель летательного аппарата по п. 2, отличающийся тем, что сепаратор представляет собой турбину с электрогенератором.
4. Реактивный движитель летательного аппарата по п. 2, отличающийся тем, что сепаратор представляет собой турбину с механической передачей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016133854U RU172023U1 (ru) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Реактивный движитель летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016133854U RU172023U1 (ru) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Реактивный движитель летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU172023U1 true RU172023U1 (ru) | 2017-06-26 |
Family
ID=59240555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016133854U RU172023U1 (ru) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Реактивный движитель летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU172023U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690560C1 (ru) * | 2018-05-18 | 2019-06-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Установка для газоводяного способа тушения лесных пожаров |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3381922A (en) * | 1961-01-18 | 1968-05-07 | Laing Nikolaus | Captive helicopter |
| RU118609U1 (ru) * | 2012-03-23 | 2012-07-27 | Юрий Владимирович Ященко | Индивидуальный реактивный летательный аппарат |
| RU137542U1 (ru) * | 2013-10-29 | 2014-02-20 | Владимир Семенович Мельников | Гидравлическое реактивное устройство для тушения пожаров |
-
2016
- 2016-08-18 RU RU2016133854U patent/RU172023U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3381922A (en) * | 1961-01-18 | 1968-05-07 | Laing Nikolaus | Captive helicopter |
| RU118609U1 (ru) * | 2012-03-23 | 2012-07-27 | Юрий Владимирович Ященко | Индивидуальный реактивный летательный аппарат |
| RU137542U1 (ru) * | 2013-10-29 | 2014-02-20 | Владимир Семенович Мельников | Гидравлическое реактивное устройство для тушения пожаров |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690560C1 (ru) * | 2018-05-18 | 2019-06-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Установка для газоводяного способа тушения лесных пожаров |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101574565B (zh) | 涵道风扇软式云梯消防车 | |
| CN104080699B (zh) | 空中灭火*** | |
| EP3587265B1 (en) | Air-transportable device for projecting pressurised liquid | |
| JP2019193766A (ja) | ドローンを用いた消火システム | |
| CN204750571U (zh) | 一种用于高层建筑消防灭火的飞行机器人 | |
| WO2019208440A1 (ja) | ドローンを用いた消火システム | |
| CN201415017Y (zh) | 涵道风扇软式云梯消防车 | |
| AU2645499A (en) | Method for extinguishing fires from an aircraft and related device | |
| CA2074269A1 (en) | Method and apparatus for dispensing a fluidic media onto a selected region of a workpiece | |
| JP7129220B2 (ja) | 高高度到達装置 | |
| RU172023U1 (ru) | Реактивный движитель летательного аппарата | |
| CN204236771U (zh) | 一种农林植保专用无人机 | |
| RU2371355C1 (ru) | Аэроэлектроподъемный летательный аппарат | |
| CN108438221A (zh) | 一种多旋翼消防灭火无人机*** | |
| CN109562286A (zh) | 空中灭火*** | |
| US20200255146A1 (en) | Unmanned aerial vehicle driven by pressurized content | |
| KR102136950B1 (ko) | 유체 분사용 무인비행체의 프로펠러 가속장치 | |
| CN107953995A (zh) | 一种浮空器无人机的组合*** | |
| EP3953001A2 (en) | Firefighting system | |
| CN207225662U (zh) | 一种横列式多旋翼的宽幅植保无人机 | |
| KR20190140288A (ko) | 인공눈 분사용 드론 | |
| CA2525089C (en) | Method and apparatus for assisting a propelled flying object during landing and takeoff | |
| CN209506082U (zh) | 同轴反转螺旋桨油电混合消防无人机 | |
| CN210354583U (zh) | 墙顶清洁无人机 | |
| WO2015030630A1 (ru) | Летательный аппарат |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180819 |