RU2715099C1 - Aerocar - Google Patents

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: invention relates to air transport. Aerocar comprises housing, engine, vertical lift propellers arranged along the left and right sides of the hull, cruise propellers connected to engine via toothed infinitely variable variator, control mechanisms. Each of disks of vertical and vertical lifts of upper and lower groups is made of two interchangeable disks – upper and lower ones, bolted to each other by their end surfaces. On upper end surface of upper disc and lower end surface of lower disc there are pointed radial teeth narrowing to center of rotation and expanding from center of rotation. Teeth on upper disc are deflected in opposite direction from direction of rotation, and teeth on lower disc are deflected in direction of rotation. Outer surface of each tooth is shaped to a convex hyperbolic curve, the initial point of which lies on the end surface of the disc, and the inner surface of each tooth is concave and represents a part of the circumference connecting the tooth apex and the end surface of the disc.

EFFECT: higher operational characteristics of the aerocar, higher lifting force of vertical lift propellers and higher carrying capacity.

1 cl, 25 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области воздушного транспорта.The present invention relates to the field of air transport.

Известен аэромобиль, содержащий корпус с водительским и пассажирским отделениями, имеющий в передней и задней частях решетки для прохода воздуха, в котором размещены двигатель с движителями вертикального подъема, механически соединенных друг с другом, посадочное устройство, механизмы управления, причем движители вертикального подъема, одинаковые по конструкции, выполнены в форме лопастных роторов, расположенных на одной оси один над другим со смещением относительно друг друга, а лопасти выполнены в форме самолетного крыла выпукло-вогнутого сечения с внутренними и наружнвми концевыми шайбами, наружными ребрами и постоянно открытыми щитками-подкрылками, кроме того роторы установлены с возможностью наклона плоскости вращения в продольном и поперечном направлениях. (Патент РФ №2002655, кл. B62D 57/00, опубл. 15.11.93. бюл. №41-42.A known automobile containing a housing with a driver and passenger compartments, having in front and rear parts of an air passage grill in which an engine with vertical lift engines mechanically connected to each other, a landing gear, control mechanisms, and vertical lift engines identical in designs are made in the form of rotor blades located on one axis one above the other with offset relative to each other, and the blades are made in the form of a convex-vog airplane wing utogo sections with internal and naruzhnvmi endplates, outer fins and permanently open flaps, wing flaps, besides the rotors are mounted for tilt rotation plane in the longitudinal and transverse directions. (RF patent No. 2002655, class B62D 57/00, publ. 15.11.93. Bull. No. 41-42.

Недостатками известного аэромобиля являются: сложность изготовления движителей вертикального подъема, недостаточная подъемная сила.The disadvantages of the known aircraft are: the difficulty of manufacturing propulsion of vertical lift, insufficient lift.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией аэромобиля.These disadvantages are due to the design of the aircraft.

Известен также аэромобиль, содержащий корпус, двигатель, движители вертикального подъема и механизмы управления. Движители вертикального подъема размещены по левому и правому бортам в отсеках корпуса и каждый из них содержит цилиндрический корпус с шейками для крепления. В средней части внутри корпуса движителя вертикального подъема установлен редуктор, ведущий вал которого вставлен в отверстие одной из шеек. Ведомый вал редуктора установлен вертикально в подшипниках корпуса движителя вертикального подъема. На ведомом валу закреплены отдельно друг от друга верхняя и нижняя группы дисков, каждый из которых имеет гладкую верхнюю поверхность. Нижняя поверхность имеет глухие каналы круглого или квадратного сечения. Каналы размещены по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них. Передние и задние движители вертикального подъема установлены с возможностью наклона в поперечной плоскости посредством гидромеханизма, кинематически соединенного с педалями путевого управления. Средние движители вертикального подъема левого и правого бортов установлены с возможностью наклона в продольной плоскости и кинематически соединены с гидромеханизмом управления прямым и обратным ходом аэромобиля.Also known is an aeromobile comprising a housing, an engine, vertical lift propulsion devices and control mechanisms. Movers of vertical lifting are placed on the left and right sides in the compartments of the housing and each of them contains a cylindrical housing with necks for mounting. In the middle part inside the body of the vertical lift mover, a gearbox is installed, the drive shaft of which is inserted into the hole of one of the necks. The driven shaft of the gearbox is mounted vertically in the bearings of the housing of the vertical lift mover. On the driven shaft, upper and lower groups of disks are fixed separately from each other, each of which has a smooth upper surface. The lower surface has blind channels of circular or square cross section. The channels are arranged on concentric circles in an even number in each of them. The front and rear vertical lift movers are mounted with the possibility of tilting in the transverse plane by means of a hydromechanism kinematically connected to the directional pedals. The middle propulsors of the vertical rise of the left and right sides are mounted with the possibility of tilting in the longitudinal plane and are kinematically connected with the hydromechanism of controlling the forward and reverse motion of the aircraft.

(Патент РФ №2148004, кл. В64С 39/00, опубл. 27.04.2000, Бюл. №12).(RF patent No. 2148004, class B64C 39/00, publ. 04/27/2000, Bull. No. 12).

Известный аэромобиль по патенту РФ №2148004, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.The well-known aircraft according to the patent of the Russian Federation No. 2148004, as the closest in technical essence and achieved useful result, adopted as a prototype.

Недостатками известного аэромобиля, принятого за прототип, являются: сложность изготовления движителей вертикального подъема и систем управления ими, низкий КПД, небольшая скорость движения.The disadvantages of the known aircraft, adopted for the prototype, are: the difficulty of manufacturing the engines of vertical lift and control systems, low efficiency, low speed.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией аэромобиля.These disadvantages are due to the design of the aircraft.

Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик аэромобиля.The present invention is to improve the technical characteristics of the aircraft.

Технический результат обеспечивается тем, что в аэромобиле, содержащем корпус с продольными отсеками, закрытыми сверху, снизу и сбоку решетками для прохода воздуха, имеющий водительское и пассажирское отделения, двигатель с муфтой сцепления, размещенный внутри корпуса в его передней части, через главный редуктор механически связан с движителями вертикального подъема, одинаковых по конструкции, каждый из которых имеет цилиндрический корпус с шейками для крепления, внутри которого размещен редуктор, ведущий вал которого пропущен через отверстие в одной из шеек, а ведомые валы установлены вертикально и их свободные концы закреплены в подшипниках цилиндрического корпуса, движители продольного перемещения, приводимые в движение от главного редуктора через зубчатый вариатор, выполненные в форме воздушных винтов изменяемого шага, установленных в кольцах, воздушные рули, установленные в потоке воздушных винтов, систему путевого управления и систему управления устойчивостью движения в пространстве, посадочное устройство, механизмы управления, согласно изобретению каждый из дисков движителей вертикального подъема верхней и нижней групп выполнен из двух взаимозаменяемых дисков - верхнего и нижнего, болтами соединенных между собой своими торцевыми поверхностями, на верхней торцевой поверхности верхнего диска и на нижней торцевой поверхности нижнего диска выполнены остроконечные радиальные зубья, сужающиеся к центру вращения и расширяющиеся от центра вращения, причем зубья на торцевой поверхности верхнего диска отклонены в противоположную сторону от направления вращения, а зубья на нижней торцевой поверхности нижнего диска отклонены в направлении вращения, причем наружная поверхность каждого зуба выполнена в форме гиперболической кривой, начальная точка которой лежит на торцевой поверхности диска, а внутренняя поверхность каждого зуба - вогнутая и представляет собой часть окружности, соединяющей вершину зуба и торцевую поверхность диска, причем вершина зуба верхнего диска находится над начальной точкой гиперболической поверхности предыдущего зуба, а вершина предыдущего зуба нижнего диска находится под начальной точкой гиперболической поверхности последующего зуба, при этом между зубьями верхнего диска образованы поверхности низкого давления воздуха, а между зубьями нижнего диска образованы поверхности высокого давления воздуха.The technical result is ensured by the fact that in an aircraft containing a housing with longitudinal compartments closed at the top, bottom and side by grilles for air passage, having a driver and passenger compartments, an engine with a clutch located inside the housing in its front part is mechanically connected through the main gearbox with vertical lifting motors of the same design, each of which has a cylindrical body with necks for fastening, inside of which there is a gearbox, the drive shaft of which is passed through the aperture in one of the necks, and the driven shafts are mounted vertically and their free ends are fixed in the bearings of the cylindrical housing, longitudinal displacement motors driven from the main gearbox through a gear variator, made in the form of variable pitch propellers installed in the rings, air wheels, installed in the flow of propellers, a track control system and a control system for the stability of movement in space, a landing device, control mechanisms, according to the invention each of disks of vertical lift movers of the upper and lower groups made of two interchangeable disks - the upper and lower, bolted together by their end surfaces, on the upper end surface of the upper disk and on the lower end surface of the lower disk, pointed radial teeth are narrowed to the center of rotation and expanding from the center of rotation, and the teeth on the end surface of the upper disk are deviated in the opposite direction from the direction of rotation, and the teeth on the lower end face the surface of the lower disc is deflected in the direction of rotation, and the outer surface of each tooth is made in the form of a hyperbolic curve, the starting point of which lies on the end surface of the disc, and the inner surface of each tooth is concave and is part of a circle connecting the top of the tooth and the end surface of the disc, the top of the tooth of the upper disk is above the starting point of the hyperbolic surface of the previous tooth, and the top of the previous tooth of the lower disk is below the starting point of the hyperbolic the surface of the subsequent tooth, while between the teeth of the upper disc, low air pressure surfaces are formed, and between the teeth of the lower disc, high air pressure surfaces are formed.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фигуре 1 изображен общий вид аэромобиля;the figure 1 shows a General view of the aircraft;

на фигуре 2 - вид на аэромобиль сверху;figure 2 is a view of the aircraft from above;

на фигуре 3 - продольный разрез аэромобиля;figure 3 is a longitudinal section of an aeromobile;

на фигуре 4 - устройство главного редуктора в разрезе;in figure 4 - the device of the main gearbox in the context;

на фигуре 5 - схема силовой передачи аэромобиля;figure 5 is a diagram of the power transmission of an aircraft;

на фигуре 6 - устройство двойного конического дифференциала;figure 6 - device double conical differential;

на фигуре 7 - общий вид движителя вертикального подъема;figure 7 is a General view of the mover of a vertical lift;

на фигуре 8 - вид сверху на движитель вертикального подъема;figure 8 is a top view of a vertical lift mover;

на фигуре 9 - продольный разрез движителя вертикального подъема;figure 9 is a longitudinal section of a mover vertical lift;

на фигуре 10 - устройство редуктора движителя вертикального подъема;figure 10 - the device of the gearbox propulsion vertical lift;

на фигуре 11 - общий вид диска движителя вертикального подъема;figure 11 is a General view of the drive of the vertical lift;

на фигуре 12 - вид сверху на диск движителя вертикального подъема;figure 12 is a top view of the disk of the mover vertical lift;

на фигуре 13 - общий вид зубьев на диске движителя вертикального подъема;figure 13 is a General view of the teeth on the disk of the mover vertical lift;

на фигуре 14 - схема возникновеня подъемной силы на диске движителя вертикального подъема;figure 14 is a diagram of the occurrence of lifting force on the disk of the vertical lift mover;

на фигуре 15 - устройство трехвального редуктора;figure 15 is a three-shaft gearbox;

на фигуре 16 - общий вид зубчатого вариатора;figure 16 is a General view of the gear variator;

на фигуре 17 - продольный разрез зубчатого вариатора;figure 17 is a longitudinal section of a gear variator;

на фигуре 18 - устройство конической шестерни зубчатого вариатора и ведущей цилиндрической шестерни;figure 18 - the device of the bevel gear of the gear variator and the drive spur gear;

на фигуре 19 - гидравлическая система управления зубчатым вариатором;figure 19 - hydraulic control system of the gear variator;

на фигуре 20 - схема путевого управления аэромобилем;figure 20 is a diagram of the directional control of an aircraft;

на фигуре 21 - схема управления аэромобилем в пространстве;figure 21 is a control diagram of an aircraft in space;

на фигуре 22 - схема набора высоты аэромобилем;figure 22 is a diagram of a climb by an air car;

на фигуре 23 - схема снижения аэромобиля;figure 23 is a diagram of the reduction of the aircraft;

на фигуре 24 - схема наклона аэромобиля на левый борт;figure 24 is a diagram of the tilt of the aircraft on the port side;

на фигуре 25 - схема наклона аэромобиля на правый борт.figure 25 is a diagram of the inclination of the aircraft on the starboard side.

Аэромобиль содержит корпус 1, имеющий водительское и пассажирское отделения, боковые продольные отсеки 2, закрытые сверху, снизу и сбоку решетками 3, в которых размещены движители вертикального подъема 4, 5, 6, 7, 8, 9. Снизу к корпусу 1 приварены трубчатые каркасы посадочного устройства 10. Двигатель 11 с муфтой сцепления 12 карданным валом 13 соединен с главным редуктором 14, который карданными валами 15, 16 соединен с двойными коническими дифференциалами поперечного 17 и продольного 18 наклона. Полуоси двойного конического дифференциала поперечного наклона 17 карданными валами 19, 20 соединены со средними движителями вертикального подъема 5 и 8. Полуоси двойного конического дифференциала продольного наклона 18 карданными валами 21, 22 через передний 23 и задний 24 редукторы карданными валами 25, 26, 27, 28 соединены с передними 4, 7 и задними 6, 9 движителями вертикального подъема. Главный редуктор 14 также карданными валами 29, 30 через зубчатый вариатор 31 соединен с маршевыми движителями 32, выполненными в форме воздушных винтов изменяемого шага, помещенных в кольца 33 и приводимых в движение от редуктора 34. Главный редуктор 14 содержит корпус 35, закрытый крышкой 36, в подшипниках которого закреплен ведущий вал 37 с закрепленной на нем ведущей шестерней 38, входящей в зацепление с ведомыми шестернями 39, 40, закрепленных на ведомых валах 41, 42, с первой из которых входит в зацепление шестерня привода воздушных винтов 43, закрепленная на ведомом валу 44. Оба двойных конических дифференциала 17, 18 имеют одинаковое устройство и каждый из них содержит наружный корпус 45, закрытый крышками 46, 47. Внутренний корпус 48 имеет ведомую шестерню 49, которая входит в зацепление с ведущей шестерней 50, закрепленной на ведущем валу 51. В подшипниках внутреннего корпуса 48 установлены два сателлита 52, 53, большие шестерни которых входят в зацепление с шестернями 54, 55, закрепленными на трубчатых валах 56, 57, на свободных концах которых закреплены тормозные барабаны 58, 59, взаимодействующие с тормозами 60, 61, работающими в масле. Малые шестерни сателлитов 52, 53 входят в зацепление с шестернями 62, 63, закрепленных на полуосях 64, 65. Передний 23 и задний 24 трехвальные редукторы и редуктор 34 привода воздушных винтов одинаковы по конструкции и каждый из них содержит корпус 66, закрытый крышкой 67, в подшипнике которого закреплен ведущий вал 68 с ведущей шестерней 69, входящей в зацепление с ведомыми шестернями 70, 71, закрепленными на ведомых валах 72, 73. На концах валов закреплены фланцы. Зубчатый вариатор 31 привода воздушных винтов имеет корпус 74, закрытый крышкой 75. Внутри корпуса на подшипниках установлен ведомый вал 76 с конической ведомой шестерней 77, которая имеет зубья 77а, параллельные друг другу, рзные по длине, одинаковые по ширине и расстоянию между ними, каждый из которых выполнен под углом к продольной вертикальной плоскости, проходящей через центр вращения ведомой конической шестерни и зависящий от ее длины и соотношения наименьшего и наибольшего диаметров, входящая в постоянное зацепление с цилиндрической ведущей шестерней 78, установленной на ведущем валу, состоящем из двух частей: внутреннего вала 79 и наружного вала 80, связанных между собой шарниром равной угловой скорости 81. Цилиндрическая ведущая шестерня 78 установлена с возможностью перемещения по внутреннему ведущему валу 79 вдоль ведомой конической шестерни 77 посредством вилки 82, вставленной в проточку 83, закрепленной на пластине 84, установленной в направляющих 85 и имеющей зубчатую рейку 86, входящую в зацепление с зубчатым сектором 87. Ведомая коническая шестерня 77 условно разделена на несколько продольных частей L₁ L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ вертикальными поперечными плоскостями (фиг. 18), длина каждого из которых равна ширине L ведущей цилиндрической шестерне 78. В каждой последующей части от меньшего диаметра к большему количество зубьев возрастает, а соотношение ширины ведущей цилиндрической шестерни к длине ведомой конической шестерне равно 1:10. Управление зубчатым вариатором осуществляется двумя гидравлическими кранами 88 и 89, имеющими ручки управления 90, 91, входящими в гидравлическую систему, содержащую исполнительный гидроцилиндр одностороннего действия 92 с пружиной 93 и упором 94, который штоком 95 соединен с поршнем 96 и полукруглым зубчатым сектором 87, масляный насос 97 с редукционным клапаном 98, приводимым в движение от ведущего вала, прикрепленный посредством кронштейна 99 к стенке корпуса 74, масляный бак 100, связанные друг с другом трубопроводами.The aircraft contains a housing 1 having a driver and passenger compartments, lateral longitudinal compartments 2, closed at the top, bottom and side by grilles 3, in which vertical lift movers 4, 5, 6, 7, 8, 9 are placed. Tube frames are welded from below to the housing 1 landing gear 10. The engine 11 with the clutch 12 of the driveshaft 13 is connected to the main gearbox 14, which driveshafts 15, 16 are connected to the double conical differentials of the transverse 17 and longitudinal 18 inclination. The axes of the double bevel differential of the transverse inclination 17 of the cardan shafts 19, 20 are connected to the middle drives of vertical lift 5 and 8. The axles of the double bevel differential of the longitudinal inclination of 18 cardan shafts 21, 22 through the front 23 and rear 24 gear drives 25, 26, 27, 28 connected to the front 4, 7 and rear 6, 9 vertical lift movers. The main gearbox 14 is also driveshaft 29, 30 through a gear variator 31 is connected to the main propulsion engines 32, made in the form of variable pitch propellers, placed in the rings 33 and driven by the gearbox 34. The main gearbox 14 includes a housing 35, closed by a cover 36, in the bearings of which the drive shaft 37 is fixed with the drive gear 38 fixed on it, which engages with the driven gears 39, 40, mounted on the driven shafts 41, 42, with the first of which the gear drive of the propellers 43 engages, is fixed on the driven shaft 44. Both double bevel differential 17, 18 have the same device and each of them contains an outer casing 45, closed by covers 46, 47. The inner casing 48 has a driven gear 49, which engages with a pinion gear 50 mounted on the drive shaft 51. Two bearings 52, 53 are installed in the bearings of the inner housing 48, the large gears of which are engaged with the gears 54, 55 mounted on the tubular shafts 56, 57, the brake drums 58, 59, which interact with the brake Zami 60, 61 operating in oil. Small gears of the satellites 52, 53 are engaged with gears 62, 63 mounted on the axles 64, 65. The front 23 and rear 24 three-shaft gearboxes and the propeller gearbox 34 are identical in design and each of them contains a housing 66, closed by a cover 67, in the bearing of which the drive shaft 68 is fixed with the drive gear 69, which engages with the driven gears 70, 71, mounted on the driven shafts 72, 73. Flanges are fixed at the ends of the shafts. The gear variator of the propeller drive 31 has a housing 74 closed by a cover 75. Inside the housing, the bearings have a driven shaft 76 with a bevel driven gear 77, which has teeth 77a parallel to each other, different in length, equal in width and distance between them, each of which is made at an angle to the longitudinal vertical plane passing through the center of rotation of the driven bevel gear and depending on its length and the ratio of the smallest and largest diameters, which is in constant engagement with the cylindrical gears 78 of the gear installed on the drive shaft, consisting of two parts: the inner shaft 79 and the outer shaft 80, interconnected by a hinge of equal angular speed 81. The spur gear gear 78 is mounted to move along the inner drive shaft 79 along the driven bevel gear 77 by yoke 82, inserted into the groove 83, mounted on the plate 84, mounted in the guides 85 and having a gear rack 86 engaged with the gear sector 87. The driven bevel gear 77 is conventionally divided into n as longitudinal portions L ₁ L _2, L _3, L _4, L _5, L ₆ transverse vertical planes (FIG. 18), the length of each of which is equal to the width L of the driving spur gear 78. In each subsequent part, the number of teeth increases from a smaller diameter to a larger number, and the ratio of the width of the driving spur gear to the length of the driven bevel gear is 1:10. The gear variator is controlled by two hydraulic cranes 88 and 89, having control knobs 90, 91, which are part of the hydraulic system containing a single-acting actuating cylinder 92 with a spring 93 and a stop 94, which is connected by a piston rod 95 to the piston 96 and the semicircular gear sector 87, oil a pump 97 with a pressure reducing valve 98 driven by a drive shaft, attached by an arm 99 to the wall of the housing 74, an oil tank 100, connected to each other by pipelines.

Движители вертикального подъема одинаковые по конструкции и каждый из них содержит вертикальный цилиндрический корпус 101, к наружной поверхности которого привернуты шейки 102 для крепления. Внутри корпуса 101, в его средней части, установлен редуктор 103, закрепленный на кронштейнах 104, имеющий корпус 105, закрытый крышкой 106, ведущий вал 107, на котором закреплена ведущая шестерня 108, входящая в зацепление с ведомыми шестернями 109 и 110, закрепленными на верхнем 111 и нижнем 112 ведомых вертикальных валах, свободные концы которых закреплены в подшипниках 113, прикрепленных кронштейнами 114 к корпусу 101. На верхнем 111 и нижнем 112 вертикальных ведомых валах установлены верхние 115 и нижние 116 группы дисков. Каждый из дисков верхней и нижней групп выполнен из двух взаимозаменяемых дисков - верхнего 117 и нижнего 118, болтами соединенных между собой своими торцевыми поверхностями. На верхней и нижней наружных поверхностях дисков 117 и 118 выполнены остроконечные радиальные зубья 119, сужающиеся к центру вращения и расширяющиеся от центра вращения. Зубья 119 на верхней поверхности верхнего диска 117 отклонены в противоположную сторону от направления вращения диска, а зубья 119 на нижней поверхности нижнего диска 118 отклонены в направлении вращения диска. Наружная поверхность каждого зуба 119 выполнена в форме выпуклой гиперболической кривой, начальная точка которой лежит на торцевой поверхности диска, а внутренняя поверхность каждого зуба - вогнутая и представляет собой часть окружности, соединяющей вершину зуба и торцевую поверхность диска. Вершина зуба верхнего диска находится над начальной точкой гиперболической кривой предыдущего зуба, а вершина предыдущего зуба нижнего диска находится под начальной точкой гиперболической поверхности последующего зуба. Между зубьями верхнего диска 117 образованы поверхности низкого давления воздуха 120, а между зубьями нижнего диска 118 образованы поверхности высокого давления воздуха 121, одинаковые по размерам L=L₁ (фиг. 13). Система управления аэромобилем в пространстве содержит ручку управления 122, закрепленную шарнирно на валу 123 с возможностью движения в продольном и поперечном направлениях, установленным в подшипниках и имеющим рычаг 124, взаимодействующего с золотниками гидравлических кранов 125 и 126 продольного наклона, которые посредством трубопроводов гидравлически соединены с гидроцилиндрами 127а и 128а привода тормозов двойного конического дифференциала 18 продольного наклона корпуса аэромобиля. На нижнем конце ручки управления 122 имеется полукруглый сектор 127, взаимодействующий с золотниками гидравлических кранов 128, 129, которые гидравлически соединены с гидроцилиндрами 130, 131 привода тормозов двойного конического дифференциала 17 поперечного наклона корпуса аэромобиля. Все гидравлические краны и гидроцилиндры соединены с масляным баком 132, масляным насосом 133 с редукционным клапаном 134. Насос 133 приводится в движение электродвигателем, не показанном на чертеже.The vertical lift movers are the same in design and each of them contains a vertical cylindrical body 101, to the outer surface of which are fastened the necks 102 for fastening. Inside the housing 101, in its middle part, there is a gear 103 mounted on brackets 104, having a housing 105 closed by a cover 106, a drive shaft 107, on which a pinion gear 108 is fixed, which engages with driven gears 109 and 110, mounted on the upper 111 and lower 112 of the driven vertical shafts, the free ends of which are fixed in bearings 113, attached by brackets 114 to the housing 101. On the upper 111 and lower 112 of the vertical driven shafts are the upper 115 and lower 116 disk groups. Each of the disks of the upper and lower groups is made of two interchangeable disks - the upper 117 and the lower 118, bolted together by their end surfaces. On the upper and lower outer surfaces of the discs 117 and 118, pointed radial teeth 119 are made, tapering to the center of rotation and expanding from the center of rotation. The teeth 119 on the upper surface of the upper disk 117 are deflected in the opposite direction from the direction of rotation of the disk, and the teeth 119 on the lower surface of the lower disk 118 are rejected in the direction of rotation of the disk. The outer surface of each tooth 119 is made in the form of a convex hyperbolic curve, the starting point of which lies on the end surface of the disk, and the inner surface of each tooth is concave and represents a part of the circle connecting the top of the tooth and the end surface of the disk. The top of the tooth of the upper disc is located above the starting point of the hyperbolic curve of the previous tooth, and the top of the previous tooth of the lower disc is below the starting point of the hyperbolic surface of the subsequent tooth. Between the teeth of the upper disk 117, low-pressure air surfaces 120 are formed, and between the teeth of the lower disk 118, the high-pressure surfaces 121 of the same size L = L _{1 are formed} (Fig. 13). The space vehicle control system comprises a control handle 122 pivotally mounted on the shaft 123 with the possibility of movement in the longitudinal and transverse directions mounted in bearings and having a lever 124 interacting with the spools of the hydraulic taps 125 and 126 of longitudinal inclination, which are hydraulically connected via hydraulic pipes to the hydraulic cylinders 127a and 128a of the drive of the brakes of the double conical differential 18 of the longitudinal inclination of the body of the aircraft. At the lower end of the control handle 122 there is a semicircular sector 127, interacting with the spools of the hydraulic valves 128, 129, which are hydraulically connected to the hydraulic cylinders 130, 131 of the brake drive double conical differential 17 of the transverse inclination of the aircraft body. All hydraulic cranes and hydraulic cylinders are connected to an oil tank 132, an oil pump 133 with a pressure reducing valve 134. The pump 133 is driven by an electric motor, not shown in the drawing.

Система путевого управления аэромобилем содержит ножные педали 135, установленные на оси 136, соединенные с рычагом 137, который взаимодействует с золотниками гидравлических кранов 138 и 139, которые гидравлически соединены с масляным насосом 140, масляным баком 141 и гидравлическим цилиндром 142, шток которого кинематически связан с воздушными рулями 143.The track control system of the aircraft includes foot pedals 135 mounted on an axis 136, connected to a lever 137, which interacts with the spools of the hydraulic valves 138 and 139, which are hydraulically connected to the oil pump 140, the oil tank 141 and the hydraulic cylinder 142, the rod of which is kinematically connected with air rudders 143.

Работа аэромобиля.The work of the car.

После запуска и прогрева двигателя 11 и проверки работы всех систем аэромобиль готов к движению. Для этого включается муфта сцепления 12 и увеличивается подача топлива в двигатель 11, который начинает увеличивать обороты. Вращающийся момент через муфту сцепления 12, карданный вал 13, ведущий вал 37 главного редуктора 14, ведущую шестерню 38 передается на ведомые шестерни 39, 40, 43, а с них карданными валами 15, 16 на двойные конические дифференциалы 17, 18 поперечного и продольного наклона корпуса аэромобиля, приведя их полуоси 64, 65 во вращение, а через зубчатый вариатор 31 карданными валами 29, 30 и редуктор 34 на воздушные винты изменяемого шага. Полуоси двойного конического дифференциала 17 поперечного наклона через карданные валы 19, 20 приводят в движение средние движители вертикального подъема 5, 8, а полуоси 64, 65 двойного конического дифференциала продольного наклона 18 карданными валами 21, 22, редукторы 23, 24, карданные валы 25, 26, 27, 28 приводят в движение передние 4, 7 и задние 6, 9 движители вертикального подъема. Все движители вертикального подъема 4, 5, 6, 7, 8, 9 работают одинаково. При вращении ведущего вала 107 редуктора 103 вращается ведущая коническая шестерня 108, которая через ведомые конические шестерни 109 и 110 приводит во вращение верхний 111 и нижний 112 ведомые вертикальные валы, а вместе с ними верхние 115 и нижние 116 группы дисков в противоположные стороны. Во время вращения каждого диска, на фигуре 14 показано стрелкой, воздушный поток воздуха V обтекает гиперболические поверхности зубьев 119 на верхнем диске 117 и создает на них силы разрежения F, уменьшая давление воздуха. Воздушный поток воздуха V, движущийся над зубьями 119 верхнего диска 117, заставляет воздух, находящийся между зубьями 119 двигаться вверх и соединяться вместе с ним (на фигуре 14 показано пунктирными стрелками). В результате возникает сила разрежения Fр на участках низкого давления 120 верхних дисков 117. Воздушный поток V, обтекающий нижние диски 118, попадает в пространство между радиальными зубьями 119, задерживается там и производит давление на поверхности высокого давления 121 с силой Fд. (там же, фиг. 14 0). В результате силы F, Fр, Fд складываются и образуют общую подъемную силу Fп, величина которой может изменяться в ту или иную сторону путем изменения частоты вращения вала двигателя 11. По мере увеличения частоты вращения дисков 117, 118 подъемная сила движителей вертикального подъема 4, 5, 6, 7, 8, 9 увеличивается и, как только ее величина превысит вес аэромобиля, корпус 1 отрывается от поверхности дороги и поднимается вверх на некоторую высоту. После подъема на необходимую высоту рукоятками 90 и 91 зубчатого вариатора 31 (о нем см. патент РФ №2610235, 2017) устанавливается частота вращения воздушных винов маршевых движителей 32 и аэромобиль начинает движение вперед. Движение назад и торможение осуществляется созданием обратной тяги путем поворота лопастей воздушных винтов на необходимый угол. Управление аэромобилем в пространстве осуществляется посредством ручки управления 122. Для набора высоты ручку управления 122 необходимо передвинуть в положение "на себя". В этом случае вместе с ней поворачивается и рычаг 124, который нажимает на золотник гидравлического крана 125. Масло из масляного бака 132 насосом 133 подается в гидроцилиндр 128, шток которого с поршнем передвинется вперед, сжимая пружину, тормоз 61 нажмет на тормозной барабан 59 двойного конического дифференциала 18. Задняя полуось этого дифференциала уменьшит частоту вращения, а передняя полуось увеличит на такую же величину. Частота вращения групп дисков 115 и 116 задних движителей вертикального подъема 6,9 уменьшится, а частота вращения групп дисков 115, 116 передних движителей вертикального подъема 4, 7 увеличится. Подъемная сила Fп в носовой части аэромобиля увеличится, а в кормовой части уменьшится и аэромобиль станет производить набор высоты, как показано на фигуре 22. При перемещении ручки управления 122 в положение "от себя" рычаг 124 поворачивается в противоположную сторону и нажимает на золотник гидравлического крана 126. Масло из масляного бака 132 масляным насосом 133 станет подаваться в гидроцилиндр 127. Поршень с штоком, сжимая пружину выдвигаются вперед и тормоз 60 нажимает на тормозной барабан 58 продольного конического дифференциала 18. Частота вращения групп дисков 115, 116 передних движителей вертикального подъема 4, 7 уменьшится, а групп дисков 115, 116 задних движителей вертикального подъема 6, 9 увеличится. Подъемная сила Fп в носовой части аэромобиля уменьшится, а в кормовой части увеличится, корпус аэромобиля повернется вокруг поперечной оси против часовой стрелки и займет положение, показанное на фигуре 23. При перемещении ручки управления 122 в положение "вправо", она поворачивается вокруг оси и своим полукуглым сектором 127 нажимает на золотник гидравлического крана 128. Масло из масляного бака 132 масляным насосом 133 станет подаваться в гидроцилиндр 131. Поршень с штоком, сжимая пружину, выдвигаются и тормоз 60 поперечного конического дифференциала 17 нажимает на правый тормозной барабан 58. Правая полуось дифференциала 17 уменьшит частоту вращения, а левая полуось на столько же увеличит. Частота вращения групп дисков 115, 116 среднего правого движителя вертикального подъема 8 уменьшится, а левого движителя вертикального подъема 5 увеличится. Подъемная сила Fп правого борта уменьшится, а левого борта увеличится и корпус аэромобиля повернется вокруг продольной оси и сделает крен вправо (фиг. 25). При отклонении ручки управления 122 в положение "влево" полукруглый сектор 127 повернется вправо и нажмет на золотник гидравлического крана 129. Масло из масляного бака 132 масляным насосом 133 станет подаваться в гидроцилиндр 130, поршень и шток которого выдвигаются и тормоз 61 нажимает на левый тормозной барабан 59 двойного конического дифференциала 17 поперечного управления, левая полуось которого уменьшит частоту вращения, а правая полуось увеличит на такую же величину. Частота вращения групп дисков 115, 116 среднего движителя вертикального подъема 5 левого борта уменьшится, а частота вращения групп дисков 115, 116 среднего движителя вертикального подъема 8 правого борта увеличится. Подъемная сила Fп левого борта уменьшится, а правого борта возрастет. Корпус 1 аэромобиля повернется вокруг продольной оси и сделает крен на левый борт (фиг. 24). После выполнения маневра ручка управления 122 переводится в нейтральное положение. Применение двойных конических дифференциалов 17, 18 с тормозами, работающими в масле, исключает полную остановку полуосей 64, 65 и, соответственно, потерю подъемной силы Fп каким-либо движителем вертикального подъема. Зубчатый вариатор 31 (коробка скоростей) обеспечивает регулирование частоты вращения воздушных винтов изменяемого шага и скорость движжения аэромобиля. (О коробке скоростей см. Патент РФ №2610235, 2017). Воздушные винты обеспечивают также торможение и движение задним ходом. Путевое управление аэромобилем осуществляется воздушными рулями 143 посредством ножных педалей 135. При нажатии на правую педаль рычаг 137, поворачиваясь на оси 136, нажимает на золотник гидравлического крана 139. Масло из масляного бака 141 масляным насосом 140 подается в правую полость гидроцилиндра 142. Поршень (на фиг. 20 показан пунктирм) смещается влево и посредством штока, соединенного шарнирно с рычагами отклоняет воздушные рули 143 вправо. Аэромобиль поворачивает направо. При нажатии на левую педаль рычаг 137 отклоняется вправо и нажимает на золотник гидравлического крана 138. Масло из масляного бака 141 масляным насосом 140 подается в левую полость гидроцилиндра 142, Поршень с штоком смещаются вправо и поворачивают воздушные рули 143 влево. Аэромобиль поворачивает влево.After starting and warming up the engine 11 and checking the operation of all systems, the aircraft is ready for movement. To do this, the clutch 12 is turned on and the fuel supply to the engine 11 is increased, which begins to increase speed. The rotating moment through the clutch 12, the driveshaft 13, the drive shaft 37 of the main gearbox 14, the drive gear 38 is transmitted to the driven gears 39, 40, 43, and with them the driveshafts 15, 16 to the double bevel differentials 17, 18 of transverse and longitudinal inclination the car’s body, bringing their axles 64, 65 into rotation, and through the gear variator 31 with cardan shafts 29, 30 and gearbox 34 to the variable pitch propellers. The half-axles of the double bevel differential 17 of the transverse tilt through the cardan shafts 19, 20 are driven by the middle vertical drives 5, 8, and the half-axles 64, 65 of the double-bevel differential of the longitudinal tilt 18 with the cardan shafts 21, 22, gearboxes 23, 24, cardan shafts 25, 26, 27, 28 drive the front 4, 7 and rear 6, 9 vertical lift movers. All movers vertical lift 4, 5, 6, 7, 8, 9 work the same way. When the drive shaft 107 of the gearbox 103 rotates, the drive bevel gear 108 rotates, which drives the upper 111 and lower 112 driven vertical shafts through the driven bevel gears 109 and 110, and with them the upper 115 and lower 116 disk groups in opposite directions. During the rotation of each disk, in figure 14 is shown by an arrow, the air flow V flows around the hyperbolic surfaces of the teeth 119 on the upper disk 117 and creates a rarefaction force F on them, reducing air pressure. The air flow V moving over the teeth 119 of the upper disk 117 causes the air between the teeth 119 to move up and connect with it (shown in dashed arrows in FIG. 14). As a result, a rarefaction force Fр occurs in the low-pressure sections 120 of the upper disks 117. The air flow V flowing around the lower disks 118 enters the space between the radial teeth 119, is retained there and produces pressure on the high-pressure surface 121 with a force Fд. (ibid., Fig. 14 0). As a result, the forces F, Fp, Fd add up and form the total lifting force Fп, the value of which can be changed in one direction or another by changing the speed of the motor shaft 11. As the speed of the disks 117, 118 increases, the lifting force of the vertical lift 4, 5 , 6, 7, 8, 9 increases and, as soon as its value exceeds the weight of the aircraft, the building 1 comes off the road surface and rises up to a certain height. After lifting to the required height by the handles 90 and 91 of the gear variator 31 (see RF patent No. 2610235, 2017 for it), the rotational speed of the air guilty marching propulsors 32 is established and the aircraft starts moving forward. Backward movement and braking are accomplished by creating reverse thrust by turning the propeller blades to the required angle. The control of the aircraft in space is carried out by means of the control knob 122. To gain height, the control knob 122 must be moved to the "toward you" position. In this case, the lever 124 rotates with it and presses the spool of the hydraulic valve 125. The oil from the oil tank 132 is pumped by the pump 133 into the hydraulic cylinder 128, the rod of which moves with the piston forward, compressing the spring, the brake 61 presses the double conical brake drum 59 differential 18. The rear axle of this differential will reduce the speed, and the front axle will increase by the same amount. The rotational speed of the disk groups 115 and 116 of the rear vertical lift movers 6.9 will decrease, and the rotational speed of the disk groups 115, 116 of the front vertical lift movers 4, 7 will increase. The lifting force Fп in the bow of the aircraft will increase, and in the stern of it will decrease and the aircraft will climb, as shown in figure 22. When moving the control stick 122 to the "away" position, the lever 124 turns in the opposite direction and presses the spool of the hydraulic valve 126. Oil from the oil tank 132 by the oil pump 133 will be supplied to the hydraulic cylinder 127. The piston with the rod is pressed forward by compressing the spring and the brake 60 presses the brake drum 58 of the longitudinal conical differential 18. The rotation frequency eniya disk groups 115, 116 of front vertical lift propellers 4, 7 decrease, and disk groups 115, 116 of the rear vertical lift propellers 6, 9 will increase. The lifting force Fп in the bow of the aircraft will decrease, and in the stern of it will increase, the body of the aircraft will rotate around the transverse axis counterclockwise and take the position shown in figure 23. When you move the control stick 122 to the "right" position, it rotates around the axis and its with a semi-circular sector 127 presses the spool of the hydraulic valve 128. Oil from the oil tank 132 by the oil pump 133 will be fed into the hydraulic cylinder 131. The piston with the rod, compressing the spring, extend the brake 60 of the transverse conical differential Ala 17 presses on the right brake drum 58. The right half shaft of differential 17 will decrease the speed, and the left half shaft will increase by the same amount. The rotation frequency of the disk groups 115, 116 of the middle right vertical lift 8 will decrease, and the left vertical lift 5 will increase. The lifting force Fп of the starboard side will decrease, and the left side will increase and the body of the aircraft will turn around the longitudinal axis and roll to the right (Fig. 25). When the control knob 122 is turned to the “left” position, the semicircular sector 127 will turn to the right and press the spool of the hydraulic valve 129. Oil from the oil tank 132 by the oil pump 133 will be fed into the hydraulic cylinder 130, the piston and rod of which extend and the brake 61 depresses the left brake drum 59 of the double conical differential 17 of the transverse control, the left semi-axis of which will decrease the rotational speed, and the right semi-axis will increase by the same amount. The frequency of rotation of the disk groups 115, 116 of the middle mover of the vertical lift 5 of the starboard side will decrease, and the frequency of rotation of the groups of discs 115, 116 of the middle mover of the vertical lift of 8 starboard side will increase. The lift force of the port side will decrease, and the starboard side will increase. The car body 1 will rotate around the longitudinal axis and roll to the left side (Fig. 24). After completing the maneuver, the control stick 122 is moved to the neutral position. The use of double conical differentials 17, 18 with brakes working in oil eliminates the complete stop of the axles 64, 65 and, accordingly, the loss of lifting force Fп by any vertical lift propulsion. Toothed variator 31 (gearbox) provides speed control of variable pitch propellers and the speed of the aircraft. (For gearbox, see RF Patent No. 2610235, 2017). Propellers also provide braking and reverse gear. The directional control of the aircraft is carried out by the air rudders 143 by means of foot pedals 135. When the right pedal is pressed, the lever 137, turning on the axis 136, presses the spool of the hydraulic valve 139. Oil from the oil tank 141 is supplied to the right-hand cavity of the hydraulic cylinder 142 by the oil pump 140. The piston (on Fig. 20 shows a dashed line) is shifted to the left and by means of a rod pivotally connected to the levers deflects the air rudders 143 to the right. The car turns right. When the left pedal is depressed, the lever 137 deviates to the right and presses the spool of the hydraulic valve 138. Oil from the oil tank 141 is supplied to the left cavity of the hydraulic cylinder 142 by the oil pump 140. The piston and the piston rod are displaced to the right and turn the air rudders 143 to the left. The car turns left.

После прибытия в пункт назначения выбирается место для посадки. Постепенно снижаются обороты двигателя 11, уменьшается подъемная сила Fп движителей вертикального подъема 4, 5, 6, 7, 8, 9, а перед этим лопасти маршевых движителей устанавливаются в нейтральное положение и аэромобиль приземляется на посадочное устройство 10, после чего двигатель 11 останавливается.After arriving at your destination, a landing spot is chosen. The turns of the engine 11 are gradually reduced, the lifting force Fп of the vertical propulsion engines 4, 5, 6, 7, 8, 9 decreases, and before that the marching propeller blades are set to the neutral position and the aircraft lands on the landing device 10, after which the engine 11 stops.

Достигается повышение эксплуатационных характеристик аэромобиля.EFFECT: increase in operational characteristics of the aircraft.

(О гиперболической кривой см. И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, т. 2, М., "Наука", главная редакция физико-математической литературы, 1979, с. 122, №1023, кривая р-р, начальная точка L на поверхности А-х).(For a hyperbolic curve, see II Artobolevsky, Mechanisms in modern technology, vol. 2, M., "Science", chief editorial of physico-mathematical literature, 1979, p. 122, No. 1023, curve initial, initial point L on the surface Ax).

Claims (1)

Аэромобиль, содержащий корпус, имеющий водительское и грузопассажирское отделения, а также сверху, снизу и с боков решетки для прохода воздуха, внутри которого размещен двигатель, механически связанный через муфту сцепления с главным редуктором и движителями вертикального подъема, установленными внутри корпуса, маршевыми движителями, посадочное устройство, движители вертикального подъема как по левому, так и по правому бортам одинаковы по конструкции и каждый из них представляет собой цилиндрический корпус, установленный вертикально, имеющий снаружи шейки для крепления, внутри которого в средней части установлен редуктор, ведущий вал которого пропущен в отверстие одной из шеек корпуса, а ведомые валы установлены в подшипниках корпуса вертикально и на них закреплены, на некотором расстоянии друг от друга, верхняя и нижняя группы дисков, причем привод левого и правого передних движителей вертикального подъема соединен с одной из полуосей одного из двух двойных конических дифференциалов, вторая полуось которого механически соединена с приводом левого и правого задних движителей вертикального подъема, а привод среднего движителя вертикального подъема левого борта соединен с одной из полуосей второго двойного конического дифференциала, вторая полуось которого соединена с приводом среднего движителя вертикального подъема правого борта, приводимых в движение от главного редуктора, причем тормоза тормозных барабанов обоих дифференциалов кинематически соединены с механизмом управления корпусом аэромобиля в пространстве, маршевые движители, приводимые в движение от главного редуктора через бесступенчатый зубчатый вариатор, выполненные в форме воздушных винтов изменяемого шага, установлены в кольцах, воздушные рули, установленные в потоке воздушных винтов, кинематически связаны с гидравлической системой путевого управления и ножными педалями, посадочное устройство, механизмы управления, отличающийся тем, что каждый из дисков движителей вертикального подъема верхней и нижней групп выполнен из двух взаимозаменяемых дисков - верхнего и нижнего, болтами соединенных между собой своими торцевыми поверхностями, на верхней торцевой поверхности верхнего диска и на нижней торцевой поверхности нижнего диска выполнены остроконечные радиальные зубья, сужающиеся к центру вращения и расширяющиеся от центра вращения, причем зубья на торцевой поверхности верхнего диска отклонены в противоположную сторону от направления вращения, а зубья на нижней торцевой поверхности нижнего диска отклонены в направлении вращения, причем наружная поверхность каждого зуба выполнена в форме гиперболической кривой, начальная точка которой лежит на торцевой поверхности диска, а внутренняя поверхность каждого зуба вогнутая и представляет собой часть окружности, соединяющей вершину зуба и торцевую поверхность диска, причем вершина зуба верхнего диска находится над начальной точкой гиперболической поверхности предыдущего зуба, а вершина предыдущего зуба нижнего диска находится под начальной точкой гиперболической поверхности последующего зуба, при этом между зубьями верхнего диска образованы поверхности низкого давления воздуха, а между зубьями нижнего диска образованы поверхности высокого давления воздуха.An aircraft containing a body with driver and cargo-passenger compartments, as well as from above, below and from the sides of the grill for air passage, inside of which there is an engine mechanically connected through a clutch to the main gearbox and vertical lift motors installed inside the body, marching propellers, landing the device, the vertical lift movers on both the left and right sides are identical in design and each of them is a cylindrical body mounted vertically, having an outside neck for mounting, inside of which a gearbox is installed in the middle part, the drive shaft of which is passed into the hole of one of the neck of the housing, and the driven shafts are mounted vertically in the bearings of the housing and the upper and lower groups of disks are fixed at some distance from each other moreover, the drive of the left and right front vertical lift movers is connected to one of the half shafts of one of the two double bevel differentials, the second half axis of which is mechanically connected to the drive of the left and right rear vertical lift, and the drive of the middle left vertical lift of the left side is connected to one of the axles of the second double bevel differential, the second half of which is connected to the drive of the middle of the vertical lift of the right side, driven by the main gearbox, and the brake drum brakes of both differentials are kinematically connected with the control mechanism of the car’s body in space, marching propulsors driven from the main gearbox through the sprint a toothed gear variator, made in the form of variable pitch propellers, is mounted in rings, the air rudders installed in the propeller flow are kinematically connected to the hydraulic track control system and foot pedals, landing gear, control mechanisms, characterized in that each of the drive disks vertical lifting of the upper and lower groups is made of two interchangeable disks - the upper and lower, bolted together by their end surfaces, on the upper end face The surface of the upper disk and on the lower end surface of the lower disk are made of pointed radial teeth, tapering to the center of rotation and expanding from the center of rotation, the teeth on the end surface of the upper disk deviating in the opposite direction from the direction of rotation, and the teeth on the lower end surface of the lower disk direction of rotation, and the outer surface of each tooth is made in the form of a hyperbolic curve, the starting point of which lies on the end surface of the disk, and the inner The surface of each tooth is concave and represents the part of the circle connecting the top of the tooth and the end surface of the disc, the top of the tooth of the upper disc being located above the starting point of the hyperbolic surface of the previous tooth, and the top of the previous tooth of the lower disc being under the starting point of the hyperbolic surface of the subsequent tooth, between the teeth of the upper disk formed the surface of low air pressure, and between the teeth of the lower disk formed the surface of high air pressure.

Images