RU2722732C1 - Vehicle with wing - Google Patents

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to the field of vehicles able to move on ground, water and in air. Vehicle with wing consists of platform (1) mounted on chassis with air propeller (7), post (2) fixed in lower part on platform (1), and in upper part is connected with wing frame (4) through support (3), having three degrees of freedom. On post (2) control beam (5) is fixed through bearing unit (10), having three degrees of freedom, controlled by levers (13) and connected to wing frame (4) by means of rods (6). Control of wing (4) position is performed manually by two levers extending behind the back under pilot hands, or by electric drive containing position sensors on steering wheel and actuators (14) with tie-rods (6) installed on faceplate (15) arranged on post (2) with possibility of rotation by electric motor (16).EFFECT: broader functional capabilities of the vehicle.4 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к средствам передвижения, использующим крыло в качестве паруса или летательного средства. Известен буер: легкая лодка или платформа установленная на коньки, лыжи или колеса оснащённая мачтой с парусами предназначенный для движения с помощью ветра. Недостатком данного буера является его не способность движения по воздуху. (Аналог. Сведения из интернета ru. wikipedia.orq Буер).The invention relates to vehicles using the wing as a sail or aircraft. Known buer: a light boat or platform mounted on skates, skis or wheels equipped with a mast with sails designed for movement with the help of wind. The disadvantage of this buer is its inability to move through the air. (Analog. Information from the Internet ru. Wikipedia.orq Buer).

Наиболее близким к заявленному изобретению является кайтвинг, представляющий жёсткое ручное парус-крыло, предназначенный для движения спортсмена с помощью ветра, по конструкции напоминающий дельтоплан. Кайтвинг при движении находится в руках спортсмена, причём спортсмен держит кайтвинг за нижнию часть трубчатого каркаса – траверсы и движется силой ветра, наклоняя кайтвинг, изменяет парусность крыла, тем самым регулируя тягу ветра, и как следствие скорость, а также при достаточной скорости и расположении крыла параллельно земли, используя подъёмную силу крыла спортсмен совершает прыжки по воздуху. Кайтвинг отличает универсальность – под ногами у спортсмена может быть всё, что угодно: коньки , ролики, сноуборд, а кататься можно по снегу, песку, льду, воде – главное чтобы была достаточно ровная площадка больших размеров. Недостатком данного кайтвинга является то, что крыло кайтвинга при движении держится в руках, а это является, при длительном катании, большой физической нагрузкой на спортсмена. (Прототип. Сведения из интернета novate.ru. Кайтвинг – парус–крыло для экстремалов.) Closest to the claimed invention is kiting, representing a rigid manual sail-wing, designed to move the athlete with the help of wind, in design resembling a hang glider. Kiting during the movement is in the hands of the athlete, and the athlete holds the kiting for the lower part of the tubular frame - traverses and moves with the force of the wind, tilting the kiting, changes the windage, thereby adjusting the draft of the wind, and as a result the speed, as well as with sufficient speed and location of the wing parallel to the earth, using the lifting force of the wing, the athlete jumps through the air. Kiting is distinguished by its versatility - under the feet of an athlete there can be anything: skates, rollers, a snowboard, and you can ride in the snow, sand, ice, water - the main thing is that there should be a fairly even platform of large sizes. The disadvantage of this kiting is that the kiting wing is held in the hands during movement, and this, with long skating, is a great physical load on the athlete. (Prototype. Information from the Internet novate.ru. Kiting - a sail – wing for extreme sportsmen.)

Задача заявленного изобретения – расширение функциональных возможностей и снижение физической нагрузки спортсмена при управлении крылом кайтвинга в движении. Поставленная задача достигается тем, что платформа средства передвижения и жёсткий каркас крыла соединены стойкой, причём стойка с каркасом крыла соединена опорой с тремя степенями свободы, что позволяет крылу, представляющее в данном случае парус, занимать оптимальное положение при движении с помощью тяги ветра. Платформа средства передвижения может быть снабжена, в зависимости от среды передвижения , поплавками, лыжами, колесами и т.д. Управление положением крыла расположено в оптимальной для управления человеком зоне, то есть ниже плечевого пояса, имеющее три степени свободы и представляет из себя качающе-поворотную траверсу или качающе – поворотный руль типа самолетного. Траверса (руль) управления связаны с крылом «механически» - тягами или «электрически» то есть на управлении установлены датчики положения а крыло устанавливается с помощью электрических исполнительных механизмов (электродвигателей сельсинов и.т.д.). Так же поставленной задаче – расширение функциональных возможностей, соответствует внесение в конструкцию дополнительного воздушного движетеля (двигателя с воздушным винтом) установленного на платформе средства передвижения параллельно земли. При этом достигаются следующие технические эффекты: 1) Движение с регулируемой скоростью по любой траектории, на относительно ровной поверхности, независимо от силы и направления ветра. 2) Рациональном использовании энергии для работы дополнительного источника тяги. 3) При достаточной тяге «от винта» и установке в положение крыло параллельно земли, (как у дельтоплана), транспортное средство переходит в режим летательного аппарата с балансирным управлением. 3) При использовании платформы с достаточно большой плоской нижней поверхностью при движении в положении крыла параллельно земли, с включенным тяговым движителем, возникает зкранный эффект и аппарат движется в режиме экраноплана. В соответствии со всем выше указанным, предложенное транспортное средство, является средством передвижения по воде, земле и снегу, использующее один или два источника тяги: ветер и регулируемый по мощности, тяговый воздушный движитель, а при движении по воздуху использующий воздушный тяговый движитель. The objective of the claimed invention is to expand the functionality and reduce the physical load of the athlete while controlling the kiting wing in motion. The task is achieved in that the vehicle platform and the rigid wing frame are connected by a strut, and the strut with the wing framework is connected by a support with three degrees of freedom, which allows the wing, which in this case is a sail, to occupy an optimal position when moving using wind traction. The platform of the vehicle can be equipped, depending on the vehicle, with floats, skis, wheels, etc. The control of the position of the wing is located in the optimal zone for human control, that is, below the shoulder girdle, which has three degrees of freedom and is a swing-swivel yoke or swing-swivel steering wheel type aircraft. The control beam (steering wheel) is connected to the wing “mechanically” - by rods or “electrically” that is, position sensors are installed on the control and the wing is installed using electric actuators (selsyn motors, etc.). The objective is also the expansion of functionality, which corresponds to the introduction of an additional air propulsion device (engine with a propeller) installed on the platform of the vehicle parallel to the ground. In this case, the following technical effects are achieved: 1) Movement with adjustable speed along any trajectory, on a relatively flat surface, regardless of the strength and direction of the wind. 2) The rational use of energy to work an additional source of traction. 3) With sufficient thrust “from the propeller” and the wing positioned parallel to the ground (as in a hang glider), the vehicle enters aircraft mode with balanced control. 3) When using a platform with a sufficiently large flat bottom surface when moving in the wing position parallel to the ground, with the traction drive turned on, a screen effect occurs and the device moves in the winged mode. In accordance with all of the above, the proposed vehicle is a vehicle for water, land and snow, using one or two sources of traction: wind and power-adjustable, traction air propulsion, and when moving through the air using an air traction propulsion.

Описание фигурDescription of figures

Фиг. 1 транспортное средство вид спереди. FIG. 1 vehicle front view.

Фиг. 2 транспортное средство вид сбоку. FIG. 2 vehicle side view.

Фиг. 2А разрез А – А. FIG. 2A section A - A.

Фиг. 3 узел положения крыла вид сбоку. FIG. 3 wing position node side view.

Фиг. 3А разрез Б – Б. FIG. 3A, section B - B.

Фиг. 3Б разрез С – С. FIG. 3B section C - C.

Фиг. 4 узел положения крыла вид спереди. FIG. 4 wing position assembly front view.

Фиг. 4А разрез Д – Д. FIG. 4A section D - D.

Фиг. 5 узел траверсы управления вид сзади. FIG. 5 knot traverse control rear view.

Фиг. 5А разрез Г – Г.FIG. 5A section G - G.

Фиг. 5Б разрез Е – Е. FIG. 5B section E - E.

Фиг. 6 блок управления исполнительными механизмами установки крыла вид сзади. FIG. 6 control unit for actuators for installing the wing of the rear view.

Фиг. 7 узел установки положения крыла «влево – вправо» «вверх – вниз» с исполнительными механизмами вид сверху. Транспортное средство состоит из установленном на шасси платформы 1 с закрепленной на ней стойки 2 с установленной на верхнем конце стойки 2 механизмом положения крыла 3 жёстко скреплённым с каркасом крыла 4, траверсой управления 5 связанной тягами 6 с каркасом крыла 4 и закреплённого на платформе 1 тягового воздушного движителя 7. «фиг. 1, фиг. 2, фиг. 2А». Для варианта механического управления – механизм положения крыла 3 состоит из вращающейся в подшипниковой опоре 8, закреплённой на платформе 1 стойки 2 в верхней части соединённой с каркасом крыла 4 крестовиной 9 выполненной аналогично крестовине карданной передачи. «Фиг. 3, фиг. 4, фиг. 3А, фиг. 3Б, фиг. 4А». Траверса управления 5 установлена на стойке 2 посредством подшипникового узла 10 с поперечиной 11, на концах которой установлены два подшипниковых узла 12 служащие осью вращения рычагам управления 13. Траверса управления 5 связана с каркасом крыла 4 тремя тягами 6, сзади с левой и правой стороны. «Фиг. 5, фиг. 5А, фиг. 5Б». Для варианта управления от датчиков положения, установленных на руле (на чертежах не показаны), каркас крыла 4 соединён тремя тягами 6 с исполнительными механизмами 14, установленными на вращающейся относительно стойки 2 план-шайбе 15, поворачивающей электродвигателем 16, жёстко закреплённым на стойке 2 (фиг. 6, фиг. 7).FIG. 7 node to set the position of the wing "left - right" "up - down" with actuators top view. The vehicle consists of a platform 1 mounted on the chassis with a rack 2 mounted on it with a wing position mechanism 3 mounted on the upper end of the rack 2 and fixed to the wing frame 4, control beam 5 connected by rods 6 to the wing frame 4 and a traction air carrier mounted on the platform 1 mover 7. "Fig. 1, FIG. 2, FIG. 2A. " For the mechanical control variant, the wing position mechanism 3 consists of a rotating in the bearing support 8, mounted on the platform 1 of the rack 2 in the upper part connected to the wing frame 4 by a cross 9 made similar to a universal joint cross. “FIG. 3, FIG. 4, FIG. 3A, FIG. 3B, FIG. 4A. " The control yoke 5 is mounted on the rack 2 by means of a bearing assembly 10 with a cross member 11, at the ends of which two bearing assemblies 12 are used that serve as the axis of rotation of the control levers 13. The control yoke 5 is connected to the wing frame 4 by three rods 6, rear left and right. “FIG. 5, FIG. 5A, FIG. 5 B". For the control option from position sensors mounted on the steering wheel (not shown in the drawings), the wing frame 4 is connected by three rods 6 with actuators 14 mounted on a plan washer 15 rotating relative to the rack 2, turning the electric motor 16, rigidly fixed to the rack 2 ( Fig. 6, Fig. 7).

Транспортное средство по поверхности земли, воды, снега передвигается с помощью: тяги ветра используя парус – крыло 4 или тяговый воздушный движитель 7 или используя эти два источника тяги одновременно. Для движения по воздуху или использовании транспортного средства в режиме экраноплана, при условии выполнения днища аэродинамической плоскостью – движение от тягового воздушного движетеля 7. При отсутствии в конструкции воздушного движетеля 7, транспортное средство используется в режиме «движение от ветра». Управление положением крыла 4 осуществляется в варианте «механического управления» - поворотом стойки 2 в подшипниковой опоре 8 и тягами 6 в нижней части связанными с рычагами управления 13 траверсы 5, а в верхней части с каркасом крыла 4, которое поворачивается на крестовине 9 и занимает положение в пространстве аналогично траверсе 5. Траверса 5 относительно стойки 2 качается на оси подшипникового узла 10, а два рычага 13 качаются на концах поперечины 11 с подшипниковыми узлами 12, что позволяет получить три степени свободы траверсы 5 – «поворот», «влево – вправо» и «вверх – вниз», и обеспечить соответственное положение крыла 4. Для варианта электромеханического управления положением крыла 4: сигнал от датчиков положения «поворот», «влево – вправо» и «вверх – вниз» от рулевого управления (на чертеже не показаны) приходит на исполнительные механизмы 14 с тягами 6, соединёнными с крылом 4, и поворотный электродвигатель 16, соответственно крыло 4 в крестовине 9 и повороте элетродвигателем 16, принимает положение соответствующее подаваемому сигналу управления. A vehicle moves along the surface of the earth, water, snow using: wind traction using sail - wing 4 or traction air propulsion 7 or using these two sources of traction at the same time. For movement by air or using the vehicle in the winged mode, provided that the bottom is made with an aerodynamic plane - movement from the traction air propulsion device 7. If there is no air propulsion device 7 in the design, the vehicle is used in the "movement from the wind" mode. The position of the wing 4 is controlled in the “mechanical control” variant - by turning the strut 2 in the bearing support 8 and the rods 6 in the lower part connected with the control levers 13 of the beam 5, and in the upper part with the wing frame 4, which rotates on the cross 9 and occupies the position in space, similar to traverse 5. Traverse 5 relative to the strut 2 swings on the axis of the bearing assembly 10, and two levers 13 swing at the ends of the cross-member 11 with bearing assemblies 12, which allows to obtain three degrees of freedom of the traverse 5 - “turn”, “left - right” and “up - down”, and ensure the corresponding position of the wing 4. For the electromechanical version of the position of the wing 4: the signal from the position sensors “turn”, “left - right" and "up - down" from the steering (not shown) comes to the actuators 14 with rods 6 connected to the wing 4, and the rotary motor 16, respectively, the wing 4 in the cross 9 and the rotation of the ele motor 16, takes the position corresponding to the supplied control signal.

Технический эффект предложенного транспортного средства заключается: в движении по земле, воде, снегу с регулируемой скоростью, по любой траектории не зависимо от силы и направления ветра, рациональном использовании энергии для работы воздушного движителя, а также в возможности передвигаться по воздуху. Данный технический эффект достигается тем, что транспортное средство снабжено управляемым, с тремя степенями свободы, парусом – крылом и установленном на транспортном средстве воздушным источником тяги. Предложенное транспортное средство применимо как универсальное, для передвижения по воде, земле, снегу а также по воздуху, причём с экономией топлива при движении от ветра, а в использовании в качестве воздушного движителя электродвигателя, при движении от ветра или на стоянке, возможен запуск электродвигателя в режиме генератора для подзарядки аккумуляторов. The technical effect of the proposed vehicle is: in movement on the ground, water, snow at an adjustable speed, along any path regardless of the strength and direction of the wind, rational use of energy for the operation of the air propulsion device, as well as the ability to move through the air. This technical effect is achieved by the fact that the vehicle is equipped with a controlled, with three degrees of freedom, sail - wing and an air source of traction installed on the vehicle. The proposed vehicle is applicable as universal, for traveling on water, land, snow and also through the air, moreover, with fuel economy when driving from the wind, and when used as an air mover of an electric motor, when moving from the wind or at a standstill, it is possible to start the electric motor in generator mode for recharging batteries.

Claims (4)

1. Транспортное средство, состоящее из платформы с шасси и крыла, закреплённого на жёстком каркасе, отличающееся тем, что каркас крыла закреплён на опоре с тремя степенями свободы, соединённой со стойкой, жёстко связанной с платформой и с расположенными в оптимальной для управления человеком зоне ниже плечевого пояса элементами управления.1. A vehicle, consisting of a platform with a chassis and a wing mounted on a rigid frame, characterized in that the wing frame is mounted on a support with three degrees of freedom, connected to a rack, rigidly connected to the platform and located below the optimal zone for human control shoulder girdle controls. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что управление крылом представляет из себя качающуюся поворотную траверсу, обеспечивающую три степени свободы, закреплённую на стойке за спиной с двумя рычагами, выходящими из-за спины под руки пилота, и соединённую тягами с крылом.2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the wing control is a swinging swinging beam, providing three degrees of freedom, mounted on a rack behind the back with two levers coming out from behind the pilot’s arms, and connected by rods to the wing . 3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что управление крылом установлено перед пилотом и выполнено в виде качающегося поворотного руля с тремя степенями свободы и используется электропривод с датчиками положения на руле и исполнительными механизмами установки крыла.3. The vehicle according to claim 1, characterized in that the wing control is installed in front of the pilot and is made in the form of a swinging rotary steering wheel with three degrees of freedom and an electric drive is used with position sensors on the steering wheel and actuators for installing the wing. 4. Транспортное средство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что на платформе параллельно Земле установлен воздушный движитель.4. A vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an air propulsion device is installed on the platform parallel to the Earth.

Images