RU2799175C2 - Stratospheric aircraft - Google Patents

Abstract

FIELD: aircrafts.

SUBSTANCE: aircraft contains a load-carrying fuselage suspended from a garland of aerodynamic wings, evenly spaced in height and transversely connected to each other by ropes with the possibility of moving said wings. The aircraft is equipped with a propulsion system, including hydraulic cylinders and chain hoists, which are located in the fuselage. The garland is made with the possibility of multidirectional movement in a vertical plane with a change in the angles of attack of the wings when performing the function of a propulsion unit.

EFFECT: invention is aimed at increasing the flight altitude in a rarefied atmosphere.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к авиации, а именно к аэродинамическим летательным аппаратам предназначенным для полетов на сверх больших высотах и может, в частности, использоваться как носитель космических ракет (вариант - для космического туризма).The invention relates to aviation, namely to aerodynamic aircraft intended for flights at super high altitudes and can, in particular, be used as a carrier of space rockets (option - for space tourism).

Для существующих аэродинамических летательных аппаратов оказывается предельной высота полета 20÷25 км, да и то в сверхзвуковом (т.е. крайне неэкономичном) диапазоне скоростей. Известен и летательный аппарат (патент RU №2595065) который благодаря использованию вертикальной гирлянды из множества равномерно разнесенных по высоте аэродинамических крыльев при полете в дозвуковом диапазоне скоростей способен достичь сверх больших высот (до 40 км), но к сожалению примененные на нем в качестве движителей стандартные винтомоторные установки в разреженной атмосфере на таких высотах оказываются неэффективны (не обеспечивают необходимого тягового усилия).For existing aerodynamic aircraft, the maximum flight altitude is 20–25 km, and even then in the supersonic (ie, extremely uneconomical) speed range. An aircraft is also known (patent RU No. 2595065) which, thanks to the use of a vertical garland of many aerodynamic wings evenly spaced in height, when flying in the subsonic speed range, is able to reach over high altitudes (up to 40 km), but unfortunately the standard propeller-driven installations in a rarefied atmosphere at such heights turn out to be inefficient (they do not provide the necessary traction force).

Целью изобретения является создание движителей способных обеспечить необходимое тяговое усилие при полете в разреженной атмосфере на больших высотах.The aim of the invention is to create propulsors capable of providing the necessary traction force when flying in a rarefied atmosphere at high altitudes.

Указанная цель достигается тем, что летательный аппарат, содержащий грузонесущий фюзеляж подвешенный к гирлянде аэродинамических крыльев равномерно разнесенных по высоте и поперечно соединенных между собой канатами с возможностью перемещения упомянутых крыльев, по изобретению он снабжен двигательной установкой, включающей гидроцилиндры и полиспасты, которые размещены в фюзеляже, а упомянутая гирлянда выполнена с возможностью разнонаправленного перемещения в вертикальной плоскости с изменением углов атаки крыльев при выполнении функции движительной установки. При этом, каждый упомянутый полиспаст включает один блок шкивов и другой блок шкивов с возможностью перемещения одних блоков шкивов относительно других. На верхних крыльях гирлянды установлены электроприводные винтомоторные установки. Кроме того, каждое крыло в гирлянде продольно разделено на секции и крайние из которых могут изменять угол атаки относительно смежных с ними секций. Также на концах крайних секций крыльев установлены электроприводы с маховиками.This goal is achieved by the fact that the aircraft, containing a load-carrying fuselage suspended from a garland of aerodynamic wings evenly spaced in height and transversely interconnected by ropes with the possibility of moving said wings, according to the invention, it is equipped with a propulsion system, including hydraulic cylinders and chain hoists, which are placed in the fuselage, and said garland is made with the possibility of multidirectional movement in a vertical plane with a change in the angles of attack of the wings when performing the function of a propulsion unit. At the same time, each mentioned chain hoist includes one block of pulleys and another block of pulleys with the possibility of moving some blocks of pulleys relative to others. On the upper wings of the garland, electric propeller-driven installations are installed. In addition, each wing in the garland is longitudinally divided into sections, and the outermost of which can change the angle of attack relative to adjacent sections. Also, electric drives with flywheels are installed at the ends of the extreme sections of the wings.

На фиг. 1 изображен летательный аппарат, вид сбоку. На фиг. 2 показано устройство одного из крыльев гирлянды. На фиг. 3 показано устройство приводного механизма (одного из двух).In FIG. 1 shows the aircraft, side view. In FIG. 2 shows the device of one of the wings of the garland. In FIG. 3 shows the device of the drive mechanism (one of the two).

Летательный аппарат содержит грузонесущий фюзеляж 1 подвешенный на канатах 2 к гирлянде аэродинамических крыльев 3. Нижние ветви канатов 2 запасованы на двух полиспастах состоящих из подвижных блоков 4 и неподвижных 5. Для приведения блоков 4 в движение используются гидроцилиндры 6. Крылья 3 продольно разделены на автономные секции 7 и 8 и для изменения угла их атаки используются электроприводные маховики 9 с переменной частотой вращения установленные на концах секций крыльев 7. Верхние крылья 3 оснащены электроприводными винтомоторными установками 10. Для присоединения канатов 2 к блокам 4 и 5 полиспастов используются отводные блоки 11.The aircraft contains a load-carrying fuselage 1 suspended on ropes 2 to a garland of aerodynamic wings 3. The lower branches of the ropes 2 are stocked on two chain hoists consisting of movable blocks 4 and fixed 5. Hydraulic cylinders 6 are used to set the blocks 4 in motion. Wings 3 are longitudinally divided into autonomous sections 7 and 8 and to change the angle of their attack, electric flywheels 9 with a variable speed of rotation are used, installed at the ends of the sections of the wings 7. The upper wings 3 are equipped with electric propeller-driven installations 10. To connect the ropes 2 to blocks 4 and 5 of the chain hoists, tap-off blocks 11 are used.

Летательный аппарат функционирует следующим образом. Фюзеляж 1 устанавливается на взлетно-посадочную полосу и с помощью винтомоторных установок 10 гирлянда крыльев 3 поднимается в воздух на рабочую высоту. После чего к передней части фюзеляжа 1 пристыковывается вертолет - буксировщик (патент RU №2627912 - не показан) разгоняет летательный аппарат до взлетной скорости, поднимает его на безопасную высоту и отстыковывается. Далее с помощью гидроцилиндров 6 подвижные блоки 4 полиспаста удаляются от неподвижных блоков 5 втягивая нижние ветви канатов 2 внутрь полиспастов и подтягивая гирлянду крыльев 3 к фюзеляжу 1. При этом с помощью маховиков 9 крылья 3 устанавливаются в положение соответствующее режиму планирования с образованием при этом горизонтального тягового усилия. При достижении гирляндой крайнего нижнего положения с помощью маховиков 9 крылья 3 увеличивают угол атаки обеспечивая подъем гирлянды в исходное положение. Гидроцилиндры 6 на этом этапе переводятся на холостой режим работы не создавая значительного сопротивлении сближению блоков 4 и 5 полиспастов.The aircraft operates as follows. The fuselage 1 is installed on the runway and with the help of propeller installations 10, the garland of wings 3 rises into the air to a working height. After that, a helicopter is docked to the front of the fuselage 1 - a towing vehicle (patent RU No. 2627912 - not shown) accelerates the aircraft to takeoff speed, raises it to a safe height and undocks. Further, with the help of hydraulic cylinders 6, the movable blocks 4 of the chain hoist are removed from the fixed blocks 5, pulling the lower branches of the ropes 2 into the chain hoists and pulling the garland of wings 3 to the fuselage 1. At the same time, with the help of flywheels 9, the wings 3 are set to the position corresponding to the gliding mode with the formation of a horizontal traction efforts. When the garland reaches the lowest position with the help of flywheels 9, the wings 3 increase the angle of attack, ensuring the garland rises to its original position. Hydraulic cylinders 6 at this stage are switched to idle mode without creating significant resistance to the convergence of blocks 4 and 5 of the chain hoist.

Поскольку полет будет сопровождаться значительными вертикальными перемещениями фюзеляжа 1, то этот летательный аппарат может быть беспилотным. А для повышения быстродействия полиспастов гидроцилиндры 6 могут быть заменены дизельными двигателями с дискретным отбором мощности (патент RU №2772007). При этом на высотах с достаточно плотной атмосферой для питания двигателей воздухом используются турбокомпрессоры (не показаны), а для выхода в стратосферу (кратковременного) используется жидкий кислород в сосудах дьюара (не показаны).Since the flight will be accompanied by significant vertical movements of the fuselage 1, this aircraft may be unmanned. And to increase the speed of chain hoists, hydraulic cylinders 6 can be replaced by diesel engines with discrete power take-off (patent RU No. 2772007). At the same time, at altitudes with a sufficiently dense atmosphere, turbocompressors (not shown) are used to supply the engines with air, and liquid oxygen is used in dewar vessels (not shown) to enter the stratosphere (short-term).

Claims (5)

1. Летательный аппарат, содержащий грузонесущий фюзеляж, подвешенный к гирлянде аэродинамических крыльев, равномерно разнесенных по высоте и поперечно соединенных между собой канатами с возможностью перемещения упомянутых крыльев, отличающийся тем, что он снабжен двигательной установкой, включающей гидроцилиндры и полиспасты, которые размещены в фюзеляже, а упомянутая гирлянда выполнена с возможностью разнонаправленного перемещения в вертикальной плоскости с изменением углов атаки крыльев при выполнении функции движительной установки.1. An aircraft containing a load-carrying fuselage suspended from a garland of aerodynamic wings, evenly spaced in height and transversely interconnected by ropes with the possibility of moving said wings, characterized in that it is equipped with a propulsion system, including hydraulic cylinders and chain hoists, which are located in the fuselage, and said garland is made with the possibility of multidirectional movement in a vertical plane with a change in the angles of attack of the wings when performing the function of a propulsion unit. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждый упомянутый полиспаст включает один блок шкивов и другой блок шкивов с возможностью перемещения одних блоков шкивов относительно других.2. Apparatus according to claim. 1, characterized in that each of the said chain hoist includes one block of pulleys and another block of pulleys with the possibility of moving some blocks of pulleys relative to others. 3. Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что на верхних крыльях гирлянды установлены электроприводные винтомоторные установки.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that electric propeller-driven installations are installed on the upper wings of the garland. 4. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что каждое крыло в гирлянде продольно разделено на секции, крайние из которых могут изменять угол атаки относительно смежных с ними секций.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that each wing in the garland is longitudinally divided into sections, the outermost of which can change the angle of attack relative to adjacent sections. 5. Аппарат по п. 4, отличающийся тем, что на концах крайних секций крыльев установлены электроприводы с маховиками.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that electric drives with flywheels are installed at the ends of the extreme sections of the wings.

Images