WO2019235972A1 - Flying machine with flapping wings - Google Patents

Flying machine with flapping wings Download PDF

Info

Publication number
WO2019235972A1
WO2019235972A1 PCT/RU2019/050056 RU2019050056W WO2019235972A1 WO 2019235972 A1 WO2019235972 A1 WO 2019235972A1 RU 2019050056 W RU2019050056 W RU 2019050056W WO 2019235972 A1 WO2019235972 A1 WO 2019235972A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wing
elastically deformed
power set
aircraft
elements
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/050056
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич МАЛЫХ
Original Assignee
Malykh Alexander Iurevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Malykh Alexander Iurevich filed Critical Malykh Alexander Iurevich
Publication of WO2019235972A1 publication Critical patent/WO2019235972A1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/008Propelled by flapping of wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00Ornithopters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00Ornithopters
    • B64C33/02Wings; Actuating mechanisms therefor

Definitions

  • the present invention relates to the field of aviation technology, in particular, to the design of aircraft, the principle of operation of which is based on the implementation of periodic flapping movements of the wings for flight in the air.
  • Aircraft of this type are also called flywheels or ornithopters.
  • the proposed technical solution can be used as a controlled drone (UAV, unmanned aerial vehicle) for monitoring the surface of the earth, delivering goods, transporting and other types of operations, as well as for manned flights.
  • UAV unmanned aerial vehicle
  • the device can find application in the field of topography, geology, cargo transportation, agriculture, entertainment and transportation. Modern controls and materials allow you to create an aircraft based on the proposed principle.
  • the prior art contains information about devices using the identical principle of flight.
  • the technical solution according to the Japanese patent for invention No. JP415697 “Motion conversion mechanism (Energy conversion device)” is known (zl Yoshiyuki Oguri, Application No .: JP1963070580 from 1963-01-01, publ. 1966-03-29, IPC B64C31 / 00).
  • the technical solution is an ornithopter wing drive, consisting of two crank mechanisms made in the form of crankshafts with an inclined neck equipped with a swash plate. The washer is connected to the wing element of the device. The drive is made with the possibility of performing swing movements.
  • the disadvantage of this technical solution is the inability to regulate the trajectory that the wing describes when performing swing movements, and the axis of the shafts are not parallel, which makes it difficult to bring the wings into one plane during the planning process.
  • the drive consists of a power element of the flapping wing connected to the crankshaft using a cardan.
  • a spherical support is mounted on the power element to move along it.
  • a crankshaft is connected to the engine through a gearbox with a coupling and includes a cylindrical part and a knee neck connected to this cylindrical part by means of two cheeks.
  • the elbow is made in the form of a straightened section of a cylindrical spiral.
  • the disadvantage of this technical solution is the unreasonable complication of the drive mechanism, including additional connecting parts between the wing and the drive.
  • the device lacks an effective implementation of the change in the angle of attack during swing movements, which does not allow ensuring the proper flight efficiency of the aircraft.
  • the invention relates to aircraft powered by the wings of a wing.
  • the flywheel contains a semi-rigid frame, two flapping wings, a tail stabilizer, flapping wing drives and an engine, while each flapping wing contains a movable axial limiter, main and auxiliary spars, forend, ribs, stringers and a pendulum support and is configured to change its stiffness and geometry .
  • the wings are connected to each other using an elastic membrane, and the drives of the flapping wings are made in the form of two crank-connecting mechanisms of the wing movement of the wings, providing synchronous movement of the wings.
  • the disadvantages of this technical solution include the use of cables to create voltage spars, which creates additional resistance in the air in flight mode.
  • the utility model does not provide for the possibility of maintaining the concavity of the wing at all stages of the swing, and the change in the angle of attack occurs due to airflow resistance, and not through the drive, which reduces the overall efficiency of the device.
  • the prior art does not contain information about technical solutions that solve a number of technical problems.
  • the technical problem solved by the present invention is the creation of an aircraft with flapping wings, containing a drive and a wing, allowing to increase the aerodynamic qualities of the device, the strength of the power elements to absorb bending and torsion loads, the flight efficiency of the device by choosing the optimal wing trajectory, which, in aggregate, can significantly improve the controllability, speed and lift created by the units of the device, leading to an improvement in the key qualities of the device .
  • the device comprises a housing, wings and a drive.
  • the drive consists of an engine, transmission and crank mechanisms, made in the form of a crankshaft with an inclined neck, provided with a substantially swinging washer, made with the possibility of oscillatory movements relative to a point located near the axis of rotation of the crankshaft of the crank mechanism.
  • the device is additionally characterized in that the swinging washer is rigidly connected to at least one core element of the power set of the wing and provided with a finger.
  • Each wing of the apparatus is made in the form of a dome-shaped console formed by a profiled wing web and a power set of the wing, consisting of a plurality of radially spaced rod elements, including a wing spar, at least one elastically deformed wing core element, made essentially isomorphic to the profiled web wing, and the rib of the wing lying in the plane of the spar.
  • the wings and the power drive consisting of an engine, transmission and crank mechanisms, made in the form of a crankshaft with an inclined neck, equipped with a substantially swinging washer, made with the possibility of oscillatory movements relative to a point located near the axis of rotation of the crankshaft of the crank mechanism.
  • the technical solution differs from the analogue in that the swinging washer is rigidly connected to at least one core element of the wing power set and provided with a finger.
  • the finger is made to slide along the crank mechanism installed in the plane, essentially an arc guide with a center located in the vicinity of the point relative to which the oscillating movements of the swash plate are made.
  • Each wing of the apparatus is made in the form of a dome-shaped console formed by a profiled wing web and a power set of the wing, consisting of a plurality of radially spaced rod elements, including a wing spar, at least one elastically deformed wing core element, made essentially isomorphic to the profiled web wing, and the rib of the wing lying in the same plane with the wing spar.
  • the root rib of the wing is oriented with respect to the wing spar, essentially at a right or acute angle.
  • the apparatus is additionally characterized in that the wing is provided with a lower skin, made in such a way that the wing profile acquires a flat-convex shape.
  • the apparatus is additionally characterized by the presence of a diagonal core element of the force set of the wing, the ends of which are connected to the first element of the power set and the root rib.
  • the device is additionally characterized in that the diagonal rod element of the force set of the wing is made elastically deformed.
  • the device is further characterized in that the number of crank mechanisms corresponds to the number of wings of the aircraft, so that the core element of each wing is connected to the swing washer of the corresponding crank mechanism.
  • the apparatus is characterized in that the arc guide is made with the possibility of tilt relative to the axis of rotation of the crank mechanism
  • the apparatus is additionally characterized in that the elements of the power set of the wing are fully or partially placed in the sleeves attached to the profiled wing sheet.
  • a device variant is disclosed, further characterized in that the distal end of the elastically deformed core element of the wing force set is fixed relative to the wing console so that the fixation point of the distal end of the elastically deformed core element of the wing force set is less than the proximal end, than the intrinsic length of the core element of the wing force set.
  • the apparatus is additionally characterized in that the fixation of the distal end of the core element of the power set of the wing is made by means of a tip.
  • the apparatus is further characterized in that the tip is configured to control the degree of deformation of the elastically deformed core element.
  • the device is further characterized in that the distal end of the finger, which is equipped with a swash plate, contains a ball head or bearing.
  • An aircraft in the general case of implementation consists of a body, mainly of an aerodynamic shape, in which the drive of the flapping wings of the device is mounted.
  • the nodes of the drive mechanism include directly the engine, which provides torque transmission to the crank mechanisms through transmission.
  • One option is to use an electric motor that drives a gear mounted on its shaft, a transmission mechanism consisting of gears that are in contact with each other, which rotate the crank mechanism mounted on the bearings.
  • the design of a separate crank mechanism is a crankshaft containing root necks, inclined cheeks and an inclined neck, on which a swinging washer is fixed. When the crankshaft rotates, the main necks rotate along the common axis.
  • the swinging washer makes periodic oscillatory movements relative to the point lying on the axis of rotation of the crankshaft main journals.
  • the specified oscillatory movement is carried out, inter alia, by maintaining the mobility of the swinging washer relative to the inclined neck of the crankshaft, so that moving along the path set by the rotation of the crankshaft, the inclined neck, due to the absence of a rigid connection with the swinging washer, does not provide the last torque transmission and a change in the position of the swash plate was provided solely by a change in the position of the neck relative to the main axis of rotation of the crankshaft.
  • a swinging washer is a body fixed (or connected) to an inclined neck of the crankshaft and making periodic oscillatory movements.
  • the shape of the swinging washer should not reflect the washer itself. In this case, the primary function is that of the specified node.
  • the swing washer is connected to the core element of the wing power set either directly or through the corresponding connecting element.
  • one of the core elements for example, the spar, is a continuation of the swinging washer and also makes periodic oscillatory movements relative to the point lying on the axis of rotation of the crankshaft.
  • the opposite end of the swash plate is provided with a finger having a substantially rod shape.
  • the specified element is made with the possibility of sliding along an arc guide connected to the housing and installed in the plane of the crank mechanism.
  • the curvature of the arc of the guide is selected so that the movements of the finger correspond to the position of the guide.
  • the possibility of tilting the guide allows you to change the trajectory of the sliding of the finger, and, accordingly, the trajectory described by the wing of the device during the execution of swing movements.
  • the trajectory described by the wing of the device will be an ellipse.
  • the angle of the trajectory will appear when a certain angle of the arc guide is specified.
  • the angle is determined by the inclination of the guide relative to the transverse axis of the apparatus.
  • the elliptical trajectory along which the wing of the apparatus will tilt relative to the transverse axis of the apparatus corresponding to a given angle of the guide.
  • the wing console of the device consists of the following units: a power set of the wing, which performs the function of the frame, and a profiled canvas, the surface of which is directly involved in the creation of lifting force during the flight of the device.
  • the power set of the wing is formed by radially located rod elements supporting the wing sheet.
  • the spar functionally represents the leading edge of the wing.
  • elastically deformed rod elements are close to beam spars.
  • the elastically deformed rod elements of the present invention are, according to the placement model, longitudinally transverse force elements, i.e. combine the function of spars and ribs.
  • the only wing core element that meets the definition of a side member is the element that forms the leading edge of the wing.
  • the term "spar" will be applied to the first bar element.
  • the profiled shape of the wing web is due to a decrease in the web tension at the points of contact with the power set of the wing.
  • the use of a flat wing web can lead to destruction of the surface of the web due to stretching.
  • the magnitude of the stretch of the non-profiled web will vary along its surface. Pre-formed, taking into account the perceived loads, the concave surface of the canvas allows you to reduce stress at key points, and also provides the concavity necessary for elastic deformation of the elements of the power set of the wing.
  • the dome shape of a wing console is understood to mean such a shape of the wing that the set of points lying on the perimeter of the wing is lower than the set of points that make up the remaining surface of the wing, and the wing takes on an essentially arched shape both along the profile and along the span .
  • the elastic deformation of the core element and its interaction with the inner surface of the wing web is carried out in such a way that the bending shape, which is essentially parabolic, is achieved, inter alia, by focusing on the inner surface of the profiled wing web.
  • the profiled surface of the wing leads to a corresponding bending of the rod element, subject to elastic deformation.
  • the radial arrangement of the core elements of the power set allows you to get a uniform tension of the canvas and provide a single node connecting the wing with the drive, which helps to simplify the design of the device, and, consequently, increase efficiency.
  • the root rib allows you to create a part of the perimeter of the wing, limited by two strength elements: a spar and a root rib.
  • the difference between the root rib and the elastically deformed core elements is the absence of, in fact, elastic deformation.
  • the specified element lies in the same plane as the spar forming the leading edge of the wing.
  • the diagonal power element can also be made elastically deformed, in accordance with the profile of that section of the wing sheet through which it passes. The deformation is ensured by the fact that the distance between the attachment points of the diagonal power element is less than its length in the undeformed state.
  • Each wing of the device is connected to its corresponding crank mechanism.
  • the drive of the crank mechanism is made with the possibility of multidirectional rotation of the crank mechanisms that drive the wings located on opposite sides of the apparatus.
  • the orientation of the axis of the crank mechanism allows the wings, with the neutral position of the arc guide, to describe a vertically oriented ellipse.
  • a further change in the trajectory of the wing is determined by the position of the specified guide.
  • the use of the inclined position of the crank mechanisms, as disclosed in JP415697, although it helps to somewhat simplify the design of the device, at the same time does not allow you to adjust the trajectory that the wing describes when performing flywheel movements.
  • connection of the core elements of the power set of the wing through the sleeves inside which the core elements are passed allows you to create additional points of attachment of the rods to the blade, bring the profiles of the blade and rods to a single view and ensure a snug fit of the wing console nodes.
  • the rod elements can only be partially placed in these hoses, thereby leading to material savings.
  • the sections of the core elements that need to be placed in the sleeves can be selected based on the amount of tension that the wing blade is subjected to when combined with the core element of the power set. At the same time, the core element can be completely placed in a sleeve of an appropriate length.
  • Elastic deformation of the rod element in accordance with one of the private implementations, can be achieved by fixing the distal end of the rod element relative to the surface of the wing.
  • This principle allows, on the one hand, to ensure sufficient tension of the wing console blade itself, and on the other hand, to simplify the design, resulting in an elastically deformed rod without the use of additional mechanisms to create stress, significantly impairing the aerodynamic performance of the device. Changing the distance of fixation of the distal end of the rod lead to a change in the degree of bending of the rod element, and the tension of the canvas of the wing console.
  • a tip can be provided that fixes the distal end of the rod and is connected, respectively, to the canvas of the wing console.
  • the immobility of the tip relative to the wing blade allows you to create the necessary elastic deformation of the rod element.
  • Providing the distal end of the finger with a ball head or a bearing similar in functional purpose allows the swinging washer to be pivotally connected to the arc guide, preventing the distal end of the finger from leaving the channel of the guide during swing movements.
  • the invention provides for additional supply of the wing console with the lower skin, so that the tension of the specified skin occurs by fixing at least at the indicated points: along the line of the first core element, along the root rib and at the ends of the elastically deformed core elements of the wing force set.
  • the lower skin is substantially flat.
  • the execution of the elastically deformed core element composite is supposed to be carried out in places where a high bending moment occurs, which could entail a fracture of a similar integral rod, and also allows to accelerate the assembly-disassembly of the wing.
  • the tension of the web in this case, is ensured by adjacent rod elements.
  • the design of the composite rod element due to a fracture at the junction of the parts of the rod allows to reduce the resistance of the air flow with upward swings.
  • a preformed domed (concave-convex) wing surface allows, as already noted above, to create a profiled wing blade, including to reduce loads during integration with the power pack.
  • Aircraft drive side view with tilted guide.
  • crank mechanism of an aircraft front view.
  • crank mechanism of an aircraft side view.
  • crank mechanism of an aircraft section by plane AA.
  • an indication of a constituent element of a device also means an indication of the totality (set) of such elements.
  • housing means the main part of the mechanism in which (or on which) other components of the device are mounted.
  • the hull as the main element of the aircraft, in addition to the drive described in detail, may also include other mounted units and elements, such as, for example, tail unit, communication and control units, some actuators, power (fuel) of the engine, the cockpit and other necessary elements of the aircraft, typically found in its construction.
  • transmission includes a set of mechanisms for transmitting rotation from the engine to the crank mechanism.
  • the contents and some examples of specific performance are disclosed below.
  • another implementation of the transmission mechanism is possible.
  • an important aspect is not the implementation of the transmission itself, but its functional purpose, which consists in transmitting torque from the engine to the executive body.
  • crank mechanism characterizes the principle of action of the executive body, the composition of the crank mechanism is briefly given in the formula and described in the examples.
  • crankshaft is used to describe a mechanism containing root necks, cheeks oriented at a certain acute angle with respect to the axis of rotation of the root necks and an inclined neck with which the swinging washer is movably connected, under which, in turn, , in the present description it is understood an element that performs its inherent functional purpose - the execution due to rotation of the crankshaft of oscillatory movements relative to a point lying near the axis of rotation of the shaft.
  • washer does not essentially relate to the form of execution of the element and does not impose restrictions on it.
  • the function of the part expressed in the conversion of rotational motion to vibrational, is of paramount importance.
  • the term "rigid connection”, used in relation to the connection of the swinging washer with the core element of the wing force set, means that the deviation of the washer by a certain angle (when rolling) leads to a deviation of essentially equal angle of the core element and / or wing force set .
  • the term "rod”, applied to the main element of the power set of the wing is used to describe the geometric shape of the specified element. According to the method of perceiving loads, the element, from the point of view of statics, is closer to the cantilever beam, since it perceives mainly bending moments. Thus, in this case, this term does not refer to the functional purpose of the element, but is its geometric characteristic.
  • FIG. 1-3 depict an aircraft in accordance with one specific implementation of the present invention.
  • the device 1 comprises a housing 2 with a tail stabilizer attached (no position), two flapping wings 3 and a drive 4 of flapping wings 3.
  • the housing may have an elongated, elongated shape, as shown in FIG. 1.
  • the housing may have a different shape.
  • the housing 2 may be of such a shape that its length exceeds the width and vice versa.
  • the housing 2 may also have a different geometric shape, for example, essentially the shape of a rectangular prism or cylinder.
  • the shape of the housing 2 can be changed based on the tasks to be solved by the specific implementation of the apparatus, such as, for example, transportation or delivery.
  • it may be provided for the supply of the body with equipment for aerial photography, which should provide for an appropriate form of execution of the body 2.
  • the shape of the body can be changed to accommodate additional pairs of wings.
  • the body 2 of the aircraft can be made of various materials, the characteristics of which satisfy the requirements due to the functional purpose of the device.
  • the housing can be made, for example, of thermoplastics, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride; metals (aluminum, titanium, steel and their alloys), as well as, in some cases, wood.
  • thermoplastics such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride; metals (aluminum, titanium, steel and their alloys), as well as, in some cases, wood.
  • the location of the wings 3 is set, mainly taking into account the center of gravity of the apparatus, so that the line passing through the center of gravity and perpendicular to the longitudinal axis of the apparatus will lie between the lines of the front and rear edges of the wing.
  • the wings 3, formed essentially by a power set 5 of the wing 3 and the blade 6 of the wing 3, contain a spar 7 mounted near the front edge of each wing 3.
  • the wings 3 also contain one or more elastically deformed core elements 8, the root rib 9 and may contain one or more diagonal rod elements 10.
  • the rod elements 8 and the root rib 9 are radially connected to the spar 7 and / or between each other.
  • the spar 7, the core elements 8 and the root rib 9 are the most durable elements of the wing 3 and provide it with structural integrity.
  • These elements are an integrated power set 5 of the wing 3.
  • the power set 5 of the wing 3 can be supplemented with diagonal rod elements 3 of the wing 3, which can add additional strength, while maintaining the structural integrity of the wing.
  • the spar 7, the elastically deformed rod elements 8 and the root rib 9 function as a frame for the blade 6 of the wing 3.
  • the canvas is made of thin material located between the spar 7, the rod elements 8 and the root rib 9.
  • the blade 6 of the wing 3 creates most of the wing lift.
  • the elements of the power set 5 of the wing can be made of rigid or semi-rigid material, such as, for example, carbon fiber, fiberglass, aluminum alloys and titanium alloys.
  • the elements of the power set of the wing 5 can be made a single piece with the blade 6 of the wing 3. In this case, the elements of the power set 5 should be thickened with respect to the canvas 6 of the wing 3.
  • FIG. 7-11 are embodiments of the invention. In particular, FIG.
  • FIG. 7 shows a diagram of a power set 5, supplemented by two diagonal rod elements 10, the ends of which are connected to the spar 7 and the rib 9.
  • FIG. 10 shows a different embodiment of a power pack comprising one elastically deformed core member 8 and two diagonal core members 10.
  • the figures illustrate embodiments of the invention, offering various options for arranging the power pack elements without limiting the possibility of carrying out the invention.
  • the choice of a specific layout option depends, first of all, on the functional purpose of the apparatus, weight, and materials used.
  • the key aspects of the invention related to the design of the power set 5 of the wing 3 of the aircraft 1 are the presence of a spar 7, ribs 9 and at least one elastically deformed rod element 8.
  • the number of elastically deformed rod elements 8, as well as the presence of diagonal rod elements 10 may vary.
  • a concave-domed (domed) form of the wing 3 is provided.
  • the degree of convexity is determined by the degree of elastic deformation of the core elements, as well as by the shape of the profiled wing web.
  • the deformation of the rod elements 8 is provided, in the General case, the end tips 12 connected to the canvas 6. As noted, the distal end of the rod element 8 is inserted into the tip 12 at a distance less than its length in the undeformed state. By changing the distance from the strapping 11 to the tip 12, the degree of elastic deformation of the rod element 8. is regulated. However, since the shape of the rod element 8 is also determined by the profile of the web 6, the deformation limits also depend on the shape of the web 6.
  • the clamp of the elastically deformed core elements 8 can be provided, including by placing these elements in the sleeves 13 connected to the blade 6 of the wing 3.
  • Cloth 6 of wing 3 in various embodiments of the invention can be made of thermoplastics of the polyester class, in particular PET (Mylar, Dacron, Dacron), synthetic polyamides (nylon, cordura) and other similar materials that can provide load perception during wing wing movements and have a high resistance to deformation and wear resistance.
  • PET Mylar, Dacron, Dacron
  • synthetic polyamides nylon, cordura
  • FIG. 12 shows the power set 5 of the wing 3 in the embodiment, in which the elastically deformed core element 8 is made integral.
  • sleeve 14 which can be made with the possibility of the connector in the place of mating sections of the rod 8, so that between these sections a certain obtuse angle is formed.
  • a special case provides for a different shape of the wing formed by two surfaces: the upper one with the profiled blade 6 of the wing 3 disclosed above, the lower one with the flat blade 27 (Fig. 21), fixed between the spar 7, the rib 9 and the tips 12 of the rod elements 8.
  • Wings 3 can make flywheel movements in one direction, since they are rigidly connected with drive elements 4. For example, wings can flywheel in the vertical direction or at some predetermined angle to the vertical, depending on the position of the arc guide 22.
  • At least one actuator 4 may be installed in the aircraft body 2, comprising an engine 15, a transmission 16, and at least a pair of crank mechanisms 17.
  • the position of the actuator 4 with respect to the body 2 is defined by the term “installed”.
  • the drive 4 is thus connected to the housing 2, that the integrity and interaction of the drive elements is ensured precisely by the connection with the housing of the device.
  • both internal and external installation of the drive 4 is allowed, due to the functional purpose of the apparatus.
  • One drive 4 may contain more than two crank mechanisms 17, in particular cases, which communicate the movement of the wings 3 of the apparatus.
  • the invention may provide for the supply of the device with several independent drives 4, each of which is connected, for example, with its own pair of wings.
  • the drive 4 may also be equipped with means for monitoring its operation, including, for example, control units, radio communications, fuel cells. In some cases, it may be provided with a message of movement to the crank mechanisms 17 directly from the engine 15, so that the engine is connected to one of the ends of the shaft of the crank mechanism.
  • the engine 15 can be made electric, mechanical, for example, with a flywheel or spring, or ICE.
  • the design of the engine 15 must provide a message of torque to the crank mechanism, and the engine itself must be connected to the transmission of the appropriate type and have a weight suitable for the operation of the aircraft.
  • the design of the transmission 16 can be made as shown in FIG. 20 or otherwise.
  • the main requirement for the transmission for the purpose of the present invention is the transmission of torque from the engine 15 to the crank mechanism 17.
  • the transmission design provides for the synchronization of rotation of the crank mechanisms, due, inter alia, to the corresponding gear ratios.
  • the crank mechanism 17 as an element of the drive 4 contains a crankshaft 18 with an inclined journal installed in bearings 19, on which the swash plate 20 is mounted, with the possibility of independent rotation, connected to the pin 21, the distal end of which is placed in the arc guide 22.
  • the crankshaft 18 can be made composite, i.e. the individual nodes of the shaft are the main journals 23, the cheeks 24 and the inclined neck 25.
  • the shaft 18 is provided with an integral part.
  • the swinging washer 20 can have essentially any shape, however, allowing you to have a Central hole, connect with the finger 21 and with the elements of the wing 3.
  • connection of the wing and the actuator is realized by means of a connector 26, as shown in FIG. 1-3.
  • the device operates as follows. Starting the engine 15 drives the transmission elements 16, which communicate the rotational moment to the crank mechanisms 17, the shafts 18 of which begin to rotate in opposite directions. The rotation of the shaft 18 forces the swash plate 20 to oscillate relative to the center. However, in the general implementation case, the rotational moment is not transmitted from the shaft 18 to the swash plate 20, since the latter is slidably mounted on the neck of the shaft 25.
  • the swinging washer 20 deviates by some angle ⁇ relative to the axis of rotation of the shaft 18 (the axis is shown in Fig. 19), the finger 21 begins to slide along the arc guide 22, and the wing 3 connected through the adapter 26 to the opposite side of the swinging washer 20 begins to make a flapping motion.
  • the swash plate 20 starts the opposite movement. At this moment, the finger 21 reaches its extreme position on the arc guide 22, and the wing 3 is at the extreme point of the fly.
  • Embodiments of the present invention are not limited to the above specific examples. Other forms of implementing a technical solution may be proposed without departing from the meaning of the invention. Embodiments of the invention may provide for the supply of wings of more than two, for example, four or more.
  • the body of the device can also be modified to accommodate a payload in it (or on it).
  • the configuration and relative position of the nodes and elements of the apparatus can also vary. However, some configurations have been disclosed in the present description.

Abstract

The invention relates to the field of aircraft construction, and more particularly to designs for aircraft operating on the principle of the periodic flapping movement of wings for aerial flight. The present device can be used as a drone for observing the Earth's surface, delivering cargo, and transporting, and also for manned flight. The device comprises a body, wings and a drive. The drive consists of an engine, a transmission, and crankshaft assemblies configured in the form of a crankshaft with an inclined journal, said crankshaft being provided with a swashplate. Each wing of the aircraft is configured in the form of a domed panel formed by a shaped wing fabric and a wing framework consisting of a plurality of radially arranged rod elements, including a spar, an elastically deformable rod element that is isomorphic with the shaped wing fabric, and a rib lying in the plane of the spar.

Description

ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С МАШУЩИМИ КРЫЛЬЯМИFLYING MACHINE WITH WINGING WINGS
Предлагаемое изобретение относится к сфере авиационной техники, в частности, к конструкциям летательных аппаратов, принцип действия которых основан на осуществлении периодических маховых движениях крыльев для полета в воздушной среде. Летательные аппараты такого типа также называют махолетами или орнитоптерами. Предлагаемое техническое решение может быть использовано в качестве управляемого дрона (БПЛА, беспилотного летательного аппарата) для наблюдения за поверхностью земли, доставки грузов, транспортировки и иных видов операций, а также для пилотируемых полетов. Аппарат может найти применение в сфере топографии, геологии, грузоперевозок, сельском хозяйстве, развлечений и транспортирования. Современные средства управления и материалы позволяют создать летательный аппарат, основанный на предложенном принципе.The present invention relates to the field of aviation technology, in particular, to the design of aircraft, the principle of operation of which is based on the implementation of periodic flapping movements of the wings for flight in the air. Aircraft of this type are also called flywheels or ornithopters. The proposed technical solution can be used as a controlled drone (UAV, unmanned aerial vehicle) for monitoring the surface of the earth, delivering goods, transporting and other types of operations, as well as for manned flights. The device can find application in the field of topography, geology, cargo transportation, agriculture, entertainment and transportation. Modern controls and materials allow you to create an aircraft based on the proposed principle.
Уровень техники содержит сведения об устройствах, использующих идентичный принцип полета. В частности, известно техническое решение по патенту Японии на изобретение №JP415697 «Motion conversion mechanism (Устройство преобразования энергии)» (з-ль Yoshiyuki Oguri, заявка No.: JP1963070580 от 1963-01-01, публ. 1966-03-29, МПК B64C31/00). Согласно фигурам чертежей, техническое решение представляет собой привод крыла орнитоптера, состоящий из двух кривошипных механизмов, выполненных в виде коленчатых валов с наклонной шейкой, снабженных качающейся шайбой. Шайба соединена с элементом крыла устройства. Привод выполнен с возможностью совершения маховых движений.The prior art contains information about devices using the identical principle of flight. In particular, the technical solution according to the Japanese patent for invention No. JP415697 “Motion conversion mechanism (Energy conversion device)” is known (zl Yoshiyuki Oguri, Application No .: JP1963070580 from 1963-01-01, publ. 1966-03-29, IPC B64C31 / 00). According to the figures of the drawings, the technical solution is an ornithopter wing drive, consisting of two crank mechanisms made in the form of crankshafts with an inclined neck equipped with a swash plate. The washer is connected to the wing element of the device. The drive is made with the possibility of performing swing movements.
Недостатком указанного технического решения является невозможность регулировать траекторию, которую описывает крыло при осуществлении маховых движений, а оси валов не являются параллельными, что затрудняет приведение крыльев в одну плоскость в процессе осуществления планирования.The disadvantage of this technical solution is the inability to regulate the trajectory that the wing describes when performing swing movements, and the axis of the shafts are not parallel, which makes it difficult to bring the wings into one plane during the planning process.
Известно техническое решение по авторскому свидетельству СССР на изобретение № 487808 «Привод крыла орнитоптера» (заявители: Селиванов Н.П, Селиванов В.Н., з.№ 1915224, 04.05.1973, публ. 15.10.1975, МПК B64C33/02). Согласно описанию технического решения, привод состоит из силового элемента машущего крыла, соединенного с коленчатым валом при помощи кардана. На силовом элементе установлена с возможностью перемещения вдоль него сферическая опора. Коленчатый вал при помощи муфты соединен с двигателем через редуктор и включает в себя цилиндрическую часть и шейку колена, соединенную с этой цилиндрической частью при помощи двух щек. Колено выполнено в виде спрямленного участка цилиндрической спирали.A technical solution is known according to the USSR author's certificate for invention No. 487808 “Ornithopter wing drive” (applicants: Selivanov N.P., Selivanov V.N., z.№ 1915224, 05.04.1973, publ. 10/15/1975, IPC B64C33 / 02) . According to the description of the technical solution, the drive consists of a power element of the flapping wing connected to the crankshaft using a cardan. A spherical support is mounted on the power element to move along it. A crankshaft is connected to the engine through a gearbox with a coupling and includes a cylindrical part and a knee neck connected to this cylindrical part by means of two cheeks. The elbow is made in the form of a straightened section of a cylindrical spiral.
Недостатком указанного технического решения является необоснованное усложнение механизма привода, включающего дополнительные связующие детали между крылом и приводом. Кроме того, в устройстве отсутствует эффективная реализация изменения угла атаки при маховых движениях, что не позволяет обеспечить должную эффективность полета летательного аппарата.The disadvantage of this technical solution is the unreasonable complication of the drive mechanism, including additional connecting parts between the wing and the drive. In addition, the device lacks an effective implementation of the change in the angle of attack during swing movements, which does not allow ensuring the proper flight efficiency of the aircraft.
Известно техническое решение по патенту Российской Федерации на полезную модель № 120398 «Махолет» (з-ль Двоеглазов В.Н., з.№ 2012112882/11, 03.04.2012, публ. 20.09.2012, МПК B64C33/02). Согласно описанию технического решения, изобретение относится летательным аппаратам, приводимым в движение махами крыльев. Махолет содержит полужесткий каркас, два машущих крыла, хвостовой стабилизатор, приводы машущих крыльев и двигатель, при этом каждое машущее крыло содержит подвижный осевой ограничитель, основной и вспомогательный лонжероны, цевье, нервюры, стрингеры и маятниковую опору и выполнено с возможностью изменения его жесткости и геометрии. Крылья соединены друг с другом с помощью эластичной мембраны, а приводы машущих крыльев выполнены в виде двух кривошипно-шатунных механизмов махового движения крыльев, обеспечивающих синхронное движение крыльев. К недостаткам указанного технического решения можно отнести применение тросов для создания напряжения лонжеронов, что создает дополнительное сопротивление в воздушной среде в режиме полета. Кроме того, полезной моделью не предусмотрена возможность сохранения вогнутости крыла на всех этапах маха, а изменение угла атаки происходит вследствие сопротивления воздушного потока, а не посредством привода, что снижает общую эффективность устройства.A technical solution is known according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 120398 “Makholet” (zl Dvoeglazov V.N., z.№ 2012112882/11, 04/03/2012, publ. 20.09.2012, IPC B64C33 / 02). According to the description of the technical solution, the invention relates to aircraft powered by the wings of a wing. The flywheel contains a semi-rigid frame, two flapping wings, a tail stabilizer, flapping wing drives and an engine, while each flapping wing contains a movable axial limiter, main and auxiliary spars, forend, ribs, stringers and a pendulum support and is configured to change its stiffness and geometry . The wings are connected to each other using an elastic membrane, and the drives of the flapping wings are made in the form of two crank-connecting mechanisms of the wing movement of the wings, providing synchronous movement of the wings. The disadvantages of this technical solution include the use of cables to create voltage spars, which creates additional resistance in the air in flight mode. In addition, the utility model does not provide for the possibility of maintaining the concavity of the wing at all stages of the swing, and the change in the angle of attack occurs due to airflow resistance, and not through the drive, which reduces the overall efficiency of the device.
Техническая задачаTechnical challenge
Таким образом, имеющийся уровень техники не содержит сведений о технических решениях, решающих ряд технических проблем. Так, технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является создание летательного аппарата с машущими крыльями, содержащего привод и крыло, позволяющих повысить аэродинамические качества аппарата, прочность силовых элементов к восприятию нагрузок на изгиб и кручение, эффективность полета устройства за счет выбора оптимальной траектории движения крыла, что, в совокупности, позволяет значительно улучшить управляемость, скорость и подъемную силу, создаваемую узлами аппарата, приводя к улучшению ключевых качеств устройства.Thus, the prior art does not contain information about technical solutions that solve a number of technical problems. So, the technical problem solved by the present invention is the creation of an aircraft with flapping wings, containing a drive and a wing, allowing to increase the aerodynamic qualities of the device, the strength of the power elements to absorb bending and torsion loads, the flight efficiency of the device by choosing the optimal wing trajectory, which, in aggregate, can significantly improve the controllability, speed and lift created by the units of the device, leading to an improvement in the key qualities of the device .
Решение задачиThe solution of the problem
Техническая проблема решается следующим образом. Настоящим описанием, предложен летательный аппарат с машущими крыльями. Согласно изобретению, устройство содержит корпус, крылья и привод. Привод состоит из двигателя, трансмиссии и кривошипных механизмов, выполненных в виде коленчатого вала с наклонной шейкой, снабженного, по существу, качающейся шайбой, выполненной с возможностью совершения колебательных движений относительно точки, расположенной вблизи оси вращения коленчатого вала кривошипного механизма. Устройство дополнительно характеризуется тем, что качающаяся шайба жестко соединена, по меньшей мере, с одним стержневым элементом силового набора крыла и снабжена пальцем. Палец выполнен с возможностью скольжения по установленной в плоскости кривошипного механизма, по существу, дуговой направляющей с центром, расположенным в окрестности точки, относительно которой совершаются колебательные движения качающейся шайбы. Каждое крыло аппарата выполнено в виде консоли купольной формы, образованной профилированным полотном крыла и силовым набором крыла, состоящим из множества радиально расположенных стержневых элементов, включающих, лонжерон крыла, по меньшей мере один упруго деформированный стержневой элемент крыла, выполненный, по существу, изоморфным профилированному полотну крыла, и нервюру крыла, лежащую в плоскости лонжерона.The technical problem is solved as follows. The present description, the proposed aircraft with flapping wings. According to the invention, the device comprises a housing, wings and a drive. The drive consists of an engine, transmission and crank mechanisms, made in the form of a crankshaft with an inclined neck, provided with a substantially swinging washer, made with the possibility of oscillatory movements relative to a point located near the axis of rotation of the crankshaft of the crank mechanism. The device is additionally characterized in that the swinging washer is rigidly connected to at least one core element of the power set of the wing and provided with a finger. The finger is made to slide along the crank mechanism installed in the plane, essentially an arc guide with a center located in the vicinity of the point relative to which the oscillating movements of the swash plate are made. Each wing of the apparatus is made in the form of a dome-shaped console formed by a profiled wing web and a power set of the wing, consisting of a plurality of radially spaced rod elements, including a wing spar, at least one elastically deformed wing core element, made essentially isomorphic to the profiled web wing, and the rib of the wing lying in the plane of the spar.
Общими с аналогом признаками являются наличие корпуса аппарата, крыльев и силового привода, состоящего из двигателя, трансмиссии и кривошипных механизмов, выполненных в виде коленчатого вала с наклонной шейкой, снабженного, по существу, качающейся шайбой, выполненной с возможностью совершения колебательных движений относительно точки, расположенной вблизи оси вращения коленчатого вала кривошипного механизма.Common with the analogous features are the presence of the body of the apparatus, the wings and the power drive, consisting of an engine, transmission and crank mechanisms, made in the form of a crankshaft with an inclined neck, equipped with a substantially swinging washer, made with the possibility of oscillatory movements relative to a point located near the axis of rotation of the crankshaft of the crank mechanism.
В общем случае техническое решение отличается от аналога тем, что качающаяся шайба жестко соединена с, по меньшей мере, одним стержневым элементом силового набора крыла и снабжена пальцем. Палец выполнен с возможностью скольжения по установленной в плоскости кривошипного механизма, по существу, дуговой направляющей с центром, расположенным в окрестности точки, относительно которой совершаются колебательные движения качающейся шайбы. Каждое крыло аппарата выполнено в виде консоли купольной формы, образованной профилированным полотном крыла и силовым набором крыла, состоящим из множества радиально расположенных стержневых элементов, включающих, лонжерон крыла, по меньшей мере один упруго деформированный стержневой элемент крыла, выполненный, по существу, изоморфным профилированному полотну крыла, и нервюру крыла, лежащую в одной плоскости с лонжероном крыла.In general, the technical solution differs from the analogue in that the swinging washer is rigidly connected to at least one core element of the wing power set and provided with a finger. The finger is made to slide along the crank mechanism installed in the plane, essentially an arc guide with a center located in the vicinity of the point relative to which the oscillating movements of the swash plate are made. Each wing of the apparatus is made in the form of a dome-shaped console formed by a profiled wing web and a power set of the wing, consisting of a plurality of radially spaced rod elements, including a wing spar, at least one elastically deformed wing core element, made essentially isomorphic to the profiled web wing, and the rib of the wing lying in the same plane with the wing spar.
В первом частном случае выполнения корневая нервюра крыла ориентирована по отношению к лонжерону крыла, по существу, под прямым или острым углом.In the first particular case of execution, the root rib of the wing is oriented with respect to the wing spar, essentially at a right or acute angle.
В первом уточнении указанного частного случая, аппарат дополнительно характеризуется тем, что крыло снабжено нижней обшивкой, выполненную таким образом, что профиль крыла приобретает плоско-выпуклую форму.In the first refinement of this particular case, the apparatus is additionally characterized in that the wing is provided with a lower skin, made in such a way that the wing profile acquires a flat-convex shape.
Во втором уточнении первого частного случая, аппарат дополнительно характеризуется наличием диагонального стержневого элемента силового набора крыла, торцы которого соединены с первым элементом силового набора и корневой нервюрой.In the second refinement of the first particular case, the apparatus is additionally characterized by the presence of a diagonal core element of the force set of the wing, the ends of which are connected to the first element of the power set and the root rib.
В развитие указанного уточнения первого частного случая, устройство дополнительно характеризуется тем, что диагональный стрежневой элемент силового набора крыла выполнен упруго деформированным.In development of the specified refinement of the first particular case, the device is additionally characterized in that the diagonal rod element of the force set of the wing is made elastically deformed.
В ином частном случае выполнения устройство дополнительно характеризуется тем, что количество кривошипных механизмов соответствует количеству крыльев летательного аппарата, таким образом, что стержневой элемент каждого крыла соединен с качающейся шайбой соответствующего кривошипного механизма.In another particular embodiment, the device is further characterized in that the number of crank mechanisms corresponds to the number of wings of the aircraft, so that the core element of each wing is connected to the swing washer of the corresponding crank mechanism.
В следующем частном случае выполнения, аппарат характеризуется тем, что дуговая направляющая выполнена с возможностью наклона относительно оси вращения кривошипного механизмаIn the following particular case of execution, the apparatus is characterized in that the arc guide is made with the possibility of tilt relative to the axis of rotation of the crank mechanism
Целесообразно реализация аппарата таким образом, что корневые части вала кривошипного механизма установлены на подшипниках, а ось вращения кривошипного механизма, по существу, перпендикулярна продольной оси летательного аппарата.It is advisable to implement the apparatus in such a way that the root parts of the shaft of the crank mechanism are mounted on bearings, and the axis of rotation of the crank mechanism is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the aircraft.
В седьмом частном случае выполнения, аппарат дополнительно характеризуется тем, что элементы силового набора крыла полностью или частично помещены в рукава, присоединенные к профилированному полотну крыла.In the seventh particular case of execution, the apparatus is additionally characterized in that the elements of the power set of the wing are fully or partially placed in the sleeves attached to the profiled wing sheet.
В восьмом частном случае выполнения раскрыт вариант устройства, дополнительно характеризующийся тем, что дистальный конец упруго деформированного стержневого элемента силового набора крыла зафиксирован относительно консоли крыла таким образом, что точка фиксации дистального конца упруго деформированного стержневого элемента силового набора крыла находится на расстоянии от проксимального конца меньшем, чем собственная длина стержневого элемента силового набора крыла.In the eighth particular embodiment, a device variant is disclosed, further characterized in that the distal end of the elastically deformed core element of the wing force set is fixed relative to the wing console so that the fixation point of the distal end of the elastically deformed core element of the wing force set is less than the proximal end, than the intrinsic length of the core element of the wing force set.
В уточнении восьмого частного случая выполнения, аппарат дополнительно характеризуется тем, что фиксация дистального конца стержневого элемента силового набора крыла выполнена посредством наконечника.In clarifying the eighth particular case of execution, the apparatus is additionally characterized in that the fixation of the distal end of the core element of the power set of the wing is made by means of a tip.
В развитии уточнения восьмого частного случая выполнения устройства, аппарат дополнительно характеризуется тем, что наконечник выполнен с возможностью регулирования степени деформации упруго деформированного стержневого элемента.In the development of the refinement of the eighth particular case of the device, the apparatus is further characterized in that the tip is configured to control the degree of deformation of the elastically deformed core element.
В ином частном случае выполнения, устройство дополнительно характеризуется тем, что дистальный конец пальца, которым снабжена качающаяся шайба, содержит шариковую головку или подшипник.In another particular embodiment, the device is further characterized in that the distal end of the finger, which is equipped with a swash plate, contains a ball head or bearing.
Целесообразно выполнение, по меньшей мере, одного из упруго деформированных стержневых элементов силового набора крыла составным.It is advisable to perform at least one of the elastically deformed core elements of the force set of the wing composite.
Положительные эффекты от изобретенияBenefits of the invention
Летательный аппарат в общем случае реализации состоит из корпуса, преимущественно, аэродинамической формы, в котором смонтирован привод машущих крыльев устройства. Узлы приводного механизма включают непосредственно двигатель, обеспечивающий передачу момента на кривошипные механизмы посредством трансмиссии. Одним из вариантов является использование электрического двигателя, приводящего в движение зубчатое колесо, закрепленное на его валу, передаточный механизм, состоящий из входящих между собой в зацепление шестерен, обеспечивающих вращение установленного на подшипниках кривошипного механизма. Конструкция отдельного кривошипного механизма представляет собой коленчатый вал, содержащий коренные шейки, наклонные щеки и наклонную шейку, на которой закреплена качающаяся шайба. При вращении коленчатого вала, коренные шейки совершают вращательное движение вдоль общей оси. Качающаяся шайба, в таком случае, совершает периодические колебательные движения относительно точки, лежащей на оси вращения коренных шеек коленчатого вала. Указанное колебательное движение осуществляется, в том числе, за счет сохранения подвижности качающейся шайбы относительно наклонной шейки коленчатого вала, таким образом, что двигаясь по заданной вращением коленчатого вала траектории, наклонная шейка за счет отсутствия жесткого соединения с качающейся шайбой, не обеспечивает последней передачу вращательного момента, а изменение положения качающейся шайбы обеспечивается исключительно изменением положения шейки относительно основной оси вращения коленчатого вала.An aircraft in the general case of implementation consists of a body, mainly of an aerodynamic shape, in which the drive of the flapping wings of the device is mounted. The nodes of the drive mechanism include directly the engine, which provides torque transmission to the crank mechanisms through transmission. One option is to use an electric motor that drives a gear mounted on its shaft, a transmission mechanism consisting of gears that are in contact with each other, which rotate the crank mechanism mounted on the bearings. The design of a separate crank mechanism is a crankshaft containing root necks, inclined cheeks and an inclined neck, on which a swinging washer is fixed. When the crankshaft rotates, the main necks rotate along the common axis. The swinging washer, in this case, makes periodic oscillatory movements relative to the point lying on the axis of rotation of the crankshaft main journals. The specified oscillatory movement is carried out, inter alia, by maintaining the mobility of the swinging washer relative to the inclined neck of the crankshaft, so that moving along the path set by the rotation of the crankshaft, the inclined neck, due to the absence of a rigid connection with the swinging washer, does not provide the last torque transmission and a change in the position of the swash plate was provided solely by a change in the position of the neck relative to the main axis of rotation of the crankshaft.
Механизм качающейся шайбы раскрыт, в том числе, в т.2 «Механизмы в современной технике», Артоболевский И. И, М.: Наука, 1979. По существу, качающейся шайбой называют тело, закрепленное (или связанное) с наклонной шейкой коленчатого вала и совершающее периодические колебательные движения. Форма качающейся шайбы не должна отражать, собственно, шайбу. В данном случае, первичным является функция, которую несет указанный узел.The mechanism of the swinging washer is disclosed, including, in Volume 2, “Mechanisms in modern technology”, I. Artobolevsky, M .: Nauka, 1979. Essentially, a swinging washer is a body fixed (or connected) to an inclined neck of the crankshaft and making periodic oscillatory movements. The shape of the swinging washer should not reflect the washer itself. In this case, the primary function is that of the specified node.
Соединение качающейся шайбы со стержневым элементом силового набора крыла осуществлено либо непосредственно, либо через соответствующий соединительный элемент. В общем случае, один из стержневых элементов, например, лонжерон, является продолжением качающейся шайбы и также совершает периодические колебательные движения относительно точки, лежащей на оси вращения коленчатого вала.The swing washer is connected to the core element of the wing power set either directly or through the corresponding connecting element. In the General case, one of the core elements, for example, the spar, is a continuation of the swinging washer and also makes periodic oscillatory movements relative to the point lying on the axis of rotation of the crankshaft.
Противоположный конец качающейся шайбы снабжен пальцем, имеющим, по существу, форму стержня. Указанный элемент выполнен с возможностью скольжения по дуговой направляющей, соединенной с корпусом и установленной в плоскости кривошипного механизма. Кривизна дуги направляющей выбрана таким образом, что движения пальца соответствуют положению направляющей. Возможность наклона направляющей позволяет менять траекторию скольжения пальца, и, соответственно, траекторию, описываемую крылом аппарата при совершении маховых движений. При установке направляющей параллельно (под параллельным размещением, в данном случае, понимается параллельность хорды дуги касательной по отношению к оси вращения кривошипного механизма), траектория, описываемая крылом устройства, будет представлять собой эллипс. Иным образом будет выглядеть угол траектории при задании некоторого угла дуговой направляющей. Угол задается наклоном направляющей относительно поперечной оси аппарата. При изменении угла наклона, эллиптическая траектория, по которой следует крыло аппарата, будет наклоняться относительно поперечной оси аппарата, соответственно заданному углу направляющей. Таким образом, при изменении угла наклона направляющей, и, следовательно, траектории движения крыла, возникает возможность регулировать соотношение толкающей и подъемных сил при махах крыльев.The opposite end of the swash plate is provided with a finger having a substantially rod shape. The specified element is made with the possibility of sliding along an arc guide connected to the housing and installed in the plane of the crank mechanism. The curvature of the arc of the guide is selected so that the movements of the finger correspond to the position of the guide. The possibility of tilting the guide allows you to change the trajectory of the sliding of the finger, and, accordingly, the trajectory described by the wing of the device during the execution of swing movements. When installing the guide in parallel (by parallel placement, in this case, we mean the parallelism of the chord of the arc tangent with respect to the axis of rotation of the crank mechanism), the trajectory described by the wing of the device will be an ellipse. In a different way, the angle of the trajectory will appear when a certain angle of the arc guide is specified. The angle is determined by the inclination of the guide relative to the transverse axis of the apparatus. With a change in the angle of inclination, the elliptical trajectory along which the wing of the apparatus will tilt relative to the transverse axis of the apparatus, corresponding to a given angle of the guide. Thus, when changing the angle of inclination of the guide, and, consequently, the trajectory of the wing, it becomes possible to adjust the ratio of the pushing and lifting forces with the wings of the wings.
Консоль крыла аппарата состоит из следующих узлов: силового набора крыла, выполняющего функцию каркаса, и профилированного полотна, поверхность которого непосредственно участвует в создании подъемной силы в процессе полета аппарата. Силовой набор крыла образован радиально расположенными стрежневыми элементами, поддерживающими полотно крыла. Лонжерон функционально представляет собой переднюю кромку крыла.The wing console of the device consists of the following units: a power set of the wing, which performs the function of the frame, and a profiled canvas, the surface of which is directly involved in the creation of lifting force during the flight of the device. The power set of the wing is formed by radially located rod elements supporting the wing sheet. The spar functionally represents the leading edge of the wing.
По принципу восприятия нагрузки при осуществлении маховых движений, упруго деформированные стержневые элементы близки к балочным лонжеронам. Вместе с тем, в отличие от лонжеронов, являющихся продольными силовыми элементами крыла, упруго деформированные стержневые элементы настоящего изобретения являются, по модели размещения, продольно-поперечными силовыми элементами, т.е. совмещают в себе функцию лонжеронов и нервюр. Единственным стержневым элементом крыла, отвечающим определению лонжерона, элемент, образующий переднюю кромку крыла. Далее по тексту описания, применительно к первому стержневом элементу будет применяться термин «лонжерон».According to the principle of load perception during the implementation of swing movements, elastically deformed rod elements are close to beam spars. At the same time, in contrast to the side members, which are longitudinal wing force elements, the elastically deformed rod elements of the present invention are, according to the placement model, longitudinally transverse force elements, i.e. combine the function of spars and ribs. The only wing core element that meets the definition of a side member is the element that forms the leading edge of the wing. Hereinafter, the term "spar" will be applied to the first bar element.
Профилированная форма полотна крыла обусловлена снижением напряжения полотна в местах контакта с силовым набором крыла. Применение плоского полотна крыла может привести к разрушению поверхности полотна вследствие растяжения. Величина растяжения непрофилированного полотна будет отличаться по его поверхности. Предварительно сформированная, с учетом воспринимаемых нагрузок, вогнутая поверхность полотна, позволяет снизить напряжение в ключевых точках, а также обеспечивает вогнутость, необходимую для упругой деформации элементов силового набора крыла.The profiled shape of the wing web is due to a decrease in the web tension at the points of contact with the power set of the wing. The use of a flat wing web can lead to destruction of the surface of the web due to stretching. The magnitude of the stretch of the non-profiled web will vary along its surface. Pre-formed, taking into account the perceived loads, the concave surface of the canvas allows you to reduce stress at key points, and also provides the concavity necessary for elastic deformation of the elements of the power set of the wing.
В общем случае, под купольной формой консоли крыла понимается такая форма крыла, при которой множество точек, лежащих на периметре крыла находятся ниже множества точек, составляющих остальную поверхность крыла, причем крыло приобретает, по существу, дугообразную форму как вдоль профиля, так и вдоль размаха.In general, the dome shape of a wing console is understood to mean such a shape of the wing that the set of points lying on the perimeter of the wing is lower than the set of points that make up the remaining surface of the wing, and the wing takes on an essentially arched shape both along the profile and along the span .
Выполнение ряда стержневых элементов упруго деформированными позволяет повысить прочность крыла к восприятию изгибающих сил при совершении маховых движений. Так, при осуществлении махового движения сверху вниз, упруго деформированные стержневые элементы часть изгибающих нагрузок переводят на силы сжатия. При совершении обратного движения, стержневые элементы, также испытывающие сопротивление воздуха, деформируются сильнее, что приводит к снижению сопротивления маховому движению, сокращая результирующую действия сил, направленную, по существу, к земле.The implementation of a number of rod elements elastically deformed allows you to increase the strength of the wing to the perception of bending forces during the execution of swing movements. So, when performing a flywheel movement from top to bottom, the elastically deformed rod elements transfer part of the bending loads to compression forces. During the reverse movement, the rod elements, also experiencing air resistance, are deformed more strongly, which leads to a decrease in the resistance to the flywheel movement, reducing the resulting action of the forces directed essentially to the ground.
Упругая деформация стержневого элемента и его взаимодействие с внутренней поверхностью полотна крыла осуществлено таким образом, что форма изгиба, по существу, параболическая, достигается, в том числе, упором во внутреннюю поверхность профилированного полотна крыла. Таким образом, профилированная поверхность крыла приводит к соответствующему изгибу стержневого элемента, подверженного упругой деформации. В данном случае, можно говорить об изоморфности стержневого элемента и поверхности купола консоли крыла. Указанный признак непосредственно влияет на технический результат, обеспечивая согласованную работу полотна крыла с силовым каркасом, снижая аэродинамическое сопротивление при движении по горизонтали вследствие плотного прилегания элементов силового каркаса к внутренней поверхности полотна крыла.The elastic deformation of the core element and its interaction with the inner surface of the wing web is carried out in such a way that the bending shape, which is essentially parabolic, is achieved, inter alia, by focusing on the inner surface of the profiled wing web. Thus, the profiled surface of the wing leads to a corresponding bending of the rod element, subject to elastic deformation. In this case, we can talk about the isomorphism of the rod element and the surface of the dome of the wing console. This feature directly affects the technical result, ensuring the coordinated operation of the wing blade with the power frame, reducing the aerodynamic drag when moving horizontally due to the snug fit of the power frame elements to the inner surface of the wing blade.
Радиальное расположение стержневых элементов силового набора позволяет получить равномерное натяжение полотна и обеспечить единственный узел соединения крыла с приводом, что способствует упрощению конструкции устройства, а, следовательно, и повышению эффективности.The radial arrangement of the core elements of the power set allows you to get a uniform tension of the canvas and provide a single node connecting the wing with the drive, which helps to simplify the design of the device, and, consequently, increase efficiency.
Корневая нервюра позволяет создать часть периметра крыла, ограниченную двумя силовыми элементами: лонжероном и корневой нервюрой. Отличие корневой нервюры от упруго деформированных стержневых элементов заключается в отсутствии, собственно, упругой деформации. Указанный элемент лежит в той же плоскости, что и лонжерон, образующий переднюю кромку крыла.The root rib allows you to create a part of the perimeter of the wing, limited by two strength elements: a spar and a root rib. The difference between the root rib and the elastically deformed core elements is the absence of, in fact, elastic deformation. The specified element lies in the same plane as the spar forming the leading edge of the wing.
Дополнительное введение в силовой набор крыла диагонального элемента, соединяющего первый стержневой элемент силового набора крыла и корневую нервюру, обеспечивает дополнительную поддержку упруго деформированным стержневым элементам, частично воспринимая изгибающий момент, им сообщаемый. Диагональный силовой элемент также может быть выполнен упруго деформированным, в соответствии с профилем того участка полотна крыла, через который он проходит. Деформация обеспечивается тем, что расстояние между точками крепления диагонального силового элемента меньше, чем его длина в недеформированном состоянии.An additional introduction to the force set of the wing of the diagonal element connecting the first rod element of the force set of the wing and the root rib provides additional support for the elastically deformed rod elements, partially perceiving the bending moment communicated to them. The diagonal power element can also be made elastically deformed, in accordance with the profile of that section of the wing sheet through which it passes. The deformation is ensured by the fact that the distance between the attachment points of the diagonal power element is less than its length in the undeformed state.
Каждое крыло аппарата соединено с соответствующим ему кривошипным механизмом. Привод кривошипного механизма выполнен с возможностью разнонаправленного вращения кривошипных механизмов, приводящих в движение крылья, расположенные по противоположным бортам аппарата.Each wing of the device is connected to its corresponding crank mechanism. The drive of the crank mechanism is made with the possibility of multidirectional rotation of the crank mechanisms that drive the wings located on opposite sides of the apparatus.
Ориентация оси кривошипного механизма, по существу, перпендикулярно продольной оси летательного аппарата, позволяет крыльям, при нейтральном положении дуговой направляющей, описывать вертикально ориентированный эллипс. Дальнейшее изменение траектории движения крыла задается положением указанной направляющей. Использование наклонного положения кривошипных механизмов, как раскрыто в патенте JP415697, хотя и способствует некоторому упрощению конструкции устройства, в то же время не позволяет регулировать траекторию, которую описывает крыло при осуществлении маховых движений.The orientation of the axis of the crank mechanism, essentially perpendicular to the longitudinal axis of the aircraft, allows the wings, with the neutral position of the arc guide, to describe a vertically oriented ellipse. A further change in the trajectory of the wing is determined by the position of the specified guide. The use of the inclined position of the crank mechanisms, as disclosed in JP415697, although it helps to somewhat simplify the design of the device, at the same time does not allow you to adjust the trajectory that the wing describes when performing flywheel movements.
Соединение стержневых элементов силового набора крыла посредством рукавов, внутрь которых пропущены стержневые элементы, позволяет создать дополнительные точки крепления стержней к полотну, привести профили полотна и стержней к единому виду и обеспечить плотное прилегание узлов консоли крыла. Стержневые элементы могут быть лишь частично помещены в указанные рукава, приводя, тем самым, к экономии материала. Участки стержневых элементов, которые необходимо поместить в рукава, могут быть выбраны исходя из величины натяжения, которому подвергается полотно крыла при совмещении со стержневым элементом силового набора. Вместе с тем, стержневой элемент может быть полностью помещен в рукав соответствующей длины.The connection of the core elements of the power set of the wing through the sleeves inside which the core elements are passed, allows you to create additional points of attachment of the rods to the blade, bring the profiles of the blade and rods to a single view and ensure a snug fit of the wing console nodes. The rod elements can only be partially placed in these hoses, thereby leading to material savings. The sections of the core elements that need to be placed in the sleeves can be selected based on the amount of tension that the wing blade is subjected to when combined with the core element of the power set. At the same time, the core element can be completely placed in a sleeve of an appropriate length.
Упругая деформация стержневого элемента, в соответствие с одной из частных реализаций, может быть достигнута посредством фиксации дистального конца стержневого элемента относительно поверхности крыла. Такой принцип позволяет, с одной стороны, обеспечить достаточное натяжение самого полотна консоли крыла, с другой – упростить конструкцию, получив в результате упруго деформированный стержень без применения дополнительных механизмов для создания напряжения, значительно ухудшающих аэродинамические показатели устройства. Изменение расстояния фиксации дистального конца стержня привести к изменению степени изгиба стержневого элемента, и натяжения полотна консоли крыла.Elastic deformation of the rod element, in accordance with one of the private implementations, can be achieved by fixing the distal end of the rod element relative to the surface of the wing. This principle allows, on the one hand, to ensure sufficient tension of the wing console blade itself, and on the other hand, to simplify the design, resulting in an elastically deformed rod without the use of additional mechanisms to create stress, significantly impairing the aerodynamic performance of the device. Changing the distance of fixation of the distal end of the rod lead to a change in the degree of bending of the rod element, and the tension of the canvas of the wing console.
Для фиксации дистального конца стержневого элемента может быть предусмотрено применение наконечника, фиксирующего дистальный конец стержня и соединенного, соответственно, с полотном консоли крыла. В общем случае, неподвижность наконечника относительно полотна крыла позволяет создать необходимую упругую деформацию стержневого элемента.To fix the distal end of the rod element, a tip can be provided that fixes the distal end of the rod and is connected, respectively, to the canvas of the wing console. In the general case, the immobility of the tip relative to the wing blade allows you to create the necessary elastic deformation of the rod element.
В соответствии с изобретением, предусмотрена регулировка положения наконечника относительно полотна консоли крыла. Таким образом, осуществляется изменение степени изгиба упруго деформированных стержневых элементов силового набора, как описано выше.In accordance with the invention, there is provided for adjusting the position of the tip relative to the canvas of the wing console. Thus, a change in the degree of bending of the elastically deformed core elements of the power set is carried out, as described above.
Снабжение дистального конца пальца шариковой головкой или аналогичным по функциональному назначению подшипником позволяет шарнирно соединить качающеюся шайбу с дуговой направляющей, предотвратив выход дистального конца пальца из канала направляющей при осуществлении маховых движений.Providing the distal end of the finger with a ball head or a bearing similar in functional purpose allows the swinging washer to be pivotally connected to the arc guide, preventing the distal end of the finger from leaving the channel of the guide during swing movements.
Изобретением предусмотрено дополнительное снабжение консоли крыла нижней обшивкой, таким образом, что натяжение указанной обшивки происходит посредством фиксации, по меньшей мере, в указанных точках: вдоль линии первого стержневого элемента, вдоль корневой нервюры и на концах упруго деформированных стержневых элементов силового набора крыла. Нижняя обшивка выполнена, по существу, плоской.The invention provides for additional supply of the wing console with the lower skin, so that the tension of the specified skin occurs by fixing at least at the indicated points: along the line of the first core element, along the root rib and at the ends of the elastically deformed core elements of the wing force set. The lower skin is substantially flat.
Выполнение упруго деформированного стержневого элемента составным предполагается осуществлять в местах возникновения высокого изгибающего момента, могущего повлечь перелом аналогичного цельного стержня, а также позволяет ускорить процесс сборки-разборки крыла. Натяжение полотна, в таком случае, обеспечивается за счет соседних стержневых элементов. Кроме того, конструкция составного стержневого элемента за счет перелома в месте соединения частей стержня позволяет снизить сопротивление воздушного потока при махах вверх.The execution of the elastically deformed core element composite is supposed to be carried out in places where a high bending moment occurs, which could entail a fracture of a similar integral rod, and also allows to accelerate the assembly-disassembly of the wing. The tension of the web, in this case, is ensured by adjacent rod elements. In addition, the design of the composite rod element due to a fracture at the junction of the parts of the rod allows to reduce the resistance of the air flow with upward swings.
Применение предварительно сформированной купольной (вогнуто-выпуклой) поверхности крыла позволяет, как уже было отмечено выше, создать профилированное полотно крыла, в том числе, для снижения нагрузок при интеграции с силовым набором.The use of a preformed domed (concave-convex) wing surface allows, as already noted above, to create a profiled wing blade, including to reduce loads during integration with the power pack.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими фигурами:The invention is illustrated by the following figures:
Фигура.1Figure 1
летательный аппарат, главный вид. aircraft, the main view.
Фигура.2Figure 2
летательный аппарат, вид спереди. aircraft, front view.
Фигура.3Figure 3
летательный аппарат, вид сбоку. aircraft, side view.
Фигура.4Figure 4
крыло летательного аппарата, вид снизу. wing of the aircraft, bottom view.
Фигура.5Figure 5
крыло летательного аппарата, вид спереди. aircraft wing, front view.
Фигура.6Figure 6
крыло летательного аппарата, вид сбоку. wing of the aircraft, side view.
Фигура.7Figure 7
силовой набор консоли крыла летательного аппарата, вид сбоку. power set of the wing console of the aircraft, side view.
Фигура.8Figure 8
силовой набор консоли крыла летательного аппарата. power kit console wing aircraft.
Фигура.9Figure 9
силовой набор с диагональными стержневыми элементами. power set with diagonal core elements.
Фигура.10Figure 10
силовой набор с одним упруго деформированным стержневым элементом. power set with one elastically deformed rod element.
Фигура.11Figure 11
силовой набор с одним упруго деформированным стержневым элементом. power set with one elastically deformed rod element.
Фигура.12Figure 12
силовой набор с составным стержневым элементом. power set with integral core element.
Фигура.13Figure 13
привод летательного аппарата, вид спереди. aircraft drive, front view.
Фигура.14Figure 14
привод летательного аппарата, вид сбоку. aircraft drive, side view.
Фигура.15Figure 15
привод летательного аппарата, вид сбоку с наклоненной направляющей. Aircraft drive, side view with tilted guide.
Фигура.16Figure 16
кривошипный механизм летательного аппарата, вид спереди. crank mechanism of an aircraft, front view.
Фигура.17Figure 17
кривошипный механизм летательного аппарата, вид сбоку. crank mechanism of an aircraft, side view.
Фигура.18Figure 18
кривошипный механизм летательного аппарата, разрез плоскостью А-А. crank mechanism of an aircraft, section by plane AA.
Фигура.19Figure 19
составной коленчатый вал кривошипного механизма, разрез. Composite crankshaft crank mechanism, cut.
Фигура.20Figure 20
вариант трансмиссии привода. drive transmission option.
Фигура.21Figure 21
вариант крыла с нижней обшивкой. wing variant with lower skin.
На фигурах обозначены следующие позиции:The following positions are indicated in the figures:
1 – летательный аппарат в сборе;1 - aircraft assembly;
2 – корпус летательного аппарата;2 - aircraft body;
3 – консоль крыла (крыло);3 - wing console (wing);
4 – привод;4 - drive;
5 – силовой набор крыла;5 - power set of the wing;
6 – профилированное полотно крыла;6 - profiled wing cloth;
7 – лонжерон;7 - spar;
8 – упруго деформированный стержневой элемент;8 - elastically deformed core element;
9 – корневая нервюра;9 - root rib;
10 – диагональный стержневой элемент;10 - diagonal rod element;
11 – обвязка;11 - strapping;
12 – наконечник;12 - tip;
13 – рукав;13 - sleeve;
14 – втулка;14 - sleeve;
15 – двигатель;15 - engine;
16 – трансмиссия;16 - transmission;
17 – кривошипный механизм;17 - crank mechanism;
18 – коленчатый вал;18 - a cranked shaft;
19 – подшипник;19 - the bearing;
20 – качающаяся шайба;20 - swinging washer;
21 – палец;21 - finger;
22 – дуговая направляющая;22 - arc guide;
23 – коренная шейка коленчатого вала;23 - a radical neck of a cranked shaft;
24 – щека коленчатого вала;24 - a cheek of a cranked shaft;
25 – наклонная шейка коленчатого вала;25 - an inclined neck of the crankshaft;
26 – соединитель качающейся шайбы с крылом;26 - connector swash plate with a wing;
27 – нижняя обшивка.27 - lower skin.
Для понимания принципов работы и особенностей различных реализаций изобретения, ниже приведено описание фигур технического решения. Хотя в тексте описания подробно объясняются предпочтительные варианты реализации технического решения, необходимо понимать, что возможны и иные варианты реализации изобретения. Соответственно, нет необходимости в ограничении объема правовой охраны технического решения исключительно представленными реализациями и перечнями узлов и компонентов. Изобретение может быть реализовано и иными способами. Вместе с тем, при описании предпочтительных вариантов технического решения, для ясности понимания основных принципов изобретения специалистом, необходимо уточнить термины, применяемые в описании.To understand the principles of operation and features of various implementations of the invention, the following is a description of the figures of the technical solution. Although the preferred description of the technical solution is explained in detail in the text of the description, it should be understood that other embodiments of the invention are possible. Accordingly, there is no need to limit the scope of legal protection of a technical solution exclusively to the presented implementations and lists of nodes and components. The invention can be implemented in other ways. However, when describing preferred technical solutions, for clarity of understanding of the basic principles of the invention by a specialist, it is necessary to clarify the terms used in the description.
Необходимо отметить, что используемые в единственном числе в описании и формуле узлы и детали устройства, также представляют собой и множественные формы, если прямо не сказано обратное. Например, указание на составной элемент устройства также означает указание на совокупность (множество) таких элементов.It should be noted that the nodes and parts of the device used in the singular in the description and formula also represent multiple forms, unless expressly stated otherwise. For example, an indication of a constituent element of a device also means an indication of the totality (set) of such elements.
Также, при описании предпочтительных вариантов выполнения, для обеспечения ясности понимания, используются специальные термины. Предполагается, что термин используется в самом широком смысле, в каком он может быть истолкован специалистами в данной области техники и включает все технические эквиваленты, используемые тем же образом и с той же целью. Так, в частности, термин «корпус» означает основную часть механизма, в который (или на который) монтируются другие узлы устройства. В контексте данного изобретения, корпус, как основной элемент летательного аппарата, помимо подробно описываемого привода, может содержать и иные монтируемые узлы и элементы, такие как, например, хвостовое оперение, блоки связи и управления, некоторые исполнительные механизмы, питание (топливо) двигателя, кабину пилота и иные необходимые элементы летательного аппарата, типично находящие применение в его конструкции. Термин «трансмиссия» включает совокупность механизмов, для передачи вращения от двигателя к кривошипному механизму. Содержание и некоторые примеры конкретного выполнения раскрыты ниже. Вместе с тем, возможна и иная реализация механизма трансмиссии. Таким образом, важным аспектом является не сама реализация трансмиссии, а ее функциональное назначение, заключающееся в передаче вращательного момента от двигателя исполнительному органу. Термин «кривошипный механизм» характеризует принцип действия исполнительного органа, состав кривошипного механизма кратко приведен в формуле и описан в примерах выполнения. В случае настоящего изобретения, термин «коленчатый вал» применяется для описания механизма, содержащего коренные шейки, щеки, ориентированные под некоторым острым углом по отношению к оси вращения коренных шеек и наклонную шейку, с которой подвижно связана качающаяся шайба, под которой, в свою очередь, в настоящем описании понимается элемент, выполняющий свойственное ему функциональное назначение – совершение вследствие вращения коленчатого вала колебательных движений относительно точки, лежащей вблизи оси вращения вала. Использование термина «шайба» не касается, по существу, формы выполнения элемента и не накладывает на нее ограничений. Как и в случае с приведенными выше терминами, первостепенна именно функция детали, выраженная в преобразовании вращательного движения в колебательное. Термин «жесткое соединение», использованный по отношению к связи качающейся шайбы со стержневым элементом силового набора крыла, означает, что отклонение шайбы на определенный угол (при качении) приводит к отклонению, по существу, на равный угол стержневого элемента и/или силового набора крыла. Термин «стержень», примененный по отношению к основному элементу силового набора крыла применяется для описания геометрической формы выполнения указанного элемента. По способу восприятия нагрузок, элемент, с точки зрения статики, более близок к консольной балке, поскольку воспринимает, в основном, изгибающие моменты. Таким образом, в данном случае, указанный термин относится не к функциональному назначению элемента, а является его геометрической характеристикой. Словосочетание «лежащий в плоскости» характеризует взаимное расположение элементов и означает, что оба элемента, связанные словосочетанием лежат, по существу, в одной плоскости. Вместе с тем, не следует воспринимать указанное словосочетание с математической точки зрения, потому как допустимо некоторое отклонение элементов от объединяющей их плоскости.Also, when describing preferred embodiments, special terms are used to provide clarity of understanding. The term is intended to be used in the broadest sense in which it can be construed by those skilled in the art and includes all technical equivalents used in the same way and for the same purpose. So, in particular, the term "housing" means the main part of the mechanism in which (or on which) other components of the device are mounted. In the context of this invention, the hull, as the main element of the aircraft, in addition to the drive described in detail, may also include other mounted units and elements, such as, for example, tail unit, communication and control units, some actuators, power (fuel) of the engine, the cockpit and other necessary elements of the aircraft, typically found in its construction. The term "transmission" includes a set of mechanisms for transmitting rotation from the engine to the crank mechanism. The contents and some examples of specific performance are disclosed below. However, another implementation of the transmission mechanism is possible. Thus, an important aspect is not the implementation of the transmission itself, but its functional purpose, which consists in transmitting torque from the engine to the executive body. The term "crank mechanism" characterizes the principle of action of the executive body, the composition of the crank mechanism is briefly given in the formula and described in the examples. In the case of the present invention, the term "crankshaft" is used to describe a mechanism containing root necks, cheeks oriented at a certain acute angle with respect to the axis of rotation of the root necks and an inclined neck with which the swinging washer is movably connected, under which, in turn, , in the present description it is understood an element that performs its inherent functional purpose - the execution due to rotation of the crankshaft of oscillatory movements relative to a point lying near the axis of rotation of the shaft. The use of the term “washer” does not essentially relate to the form of execution of the element and does not impose restrictions on it. As in the case with the above terms, the function of the part, expressed in the conversion of rotational motion to vibrational, is of paramount importance. The term "rigid connection", used in relation to the connection of the swinging washer with the core element of the wing force set, means that the deviation of the washer by a certain angle (when rolling) leads to a deviation of essentially equal angle of the core element and / or wing force set . The term "rod", applied to the main element of the power set of the wing is used to describe the geometric shape of the specified element. According to the method of perceiving loads, the element, from the point of view of statics, is closer to the cantilever beam, since it perceives mainly bending moments. Thus, in this case, this term does not refer to the functional purpose of the element, but is its geometric characteristic. The phrase "lying in the plane" characterizes the relative position of the elements and means that both elements connected by the phrase lie essentially in the same plane. However, this phrase should not be taken from a mathematical point of view, because some deviation of the elements from the plane uniting them is permissible.
Слова «состоящий», «содержащий», «включающий» означают, что, по меньшей мере указанный компонент, элемент, часть или шаг способа присутствует в композиции, предмете или способе, но не исключает присутствие иных компонентов, материалов, частей, шагов способа, даже если такой компонент, материал, часть, шаг способа выполняет ту же функцию, что и указанный.The words “consisting”, “comprising”, “including” mean that at least the specified component, element, part or step of the method is present in the composition, object or method, but does not exclude the presence of other components, materials, parts, steps of the method, even if such a component, material, part, step of the method performs the same function as the specified.
Материалы, из которых изготовлены различные элементы настоящего изобретения, указанные ниже при описании примеров конкретного выполнения устройства, являются типичными, но не обязательными для применения. Указанные в настоящих примерах выполнения материалы, могут быть заменены многочисленными аналогами, выполняющими ту же функцию, что и приведенные в описании примеры материалов.The materials from which the various elements of the present invention are made, indicated below when describing examples of specific embodiments of the device, are typical, but not required for use. The materials indicated in these examples may be replaced by numerous analogs that perform the same function as the examples of materials described in the description.
Описание вариантов осуществления и примерыDescription of Embodiments and Examples
Обратимся к прилагаемым фигурам. На Фиг. 1-3 изображен летательный аппарат в соответствии с одной из конкретных реализаций настоящего изобретения.Turn to the attached figures. In FIG. 1-3 depict an aircraft in accordance with one specific implementation of the present invention.
Устройство 1 содержит корпус 2 с прикрепленным к нему хвостовым стабилизатором (без позиции), два машущих крыла 3 и привод 4 машущих крыльев 3. Корпус может иметь продолговатую, удлиненную форму, как показано на Фиг. 1. Тем не менее, корпус может иметь различную форму. Например, корпус 2 может быть такой формы, при которой его длина превышает ширину и наоборот. Корпус 2 также может иметь различную геометрическую форму, например, по существу, форму прямоугольной призмы или цилиндра. Форма корпуса 2 может быть изменена, исходя из задач, на решение которых направлена конкретная реализация аппарата, таких, например, как транспортировка или доставка. Кроме того, может быть предусмотрено снабжение корпуса оборудованием для аэрофотосъемки, что должно предусматривать соответствующую форму выполнения корпуса 2.The device 1 comprises a housing 2 with a tail stabilizer attached (no position), two flapping wings 3 and a drive 4 of flapping wings 3. The housing may have an elongated, elongated shape, as shown in FIG. 1. However, the housing may have a different shape. For example, the housing 2 may be of such a shape that its length exceeds the width and vice versa. The housing 2 may also have a different geometric shape, for example, essentially the shape of a rectangular prism or cylinder. The shape of the housing 2 can be changed based on the tasks to be solved by the specific implementation of the apparatus, such as, for example, transportation or delivery. In addition, it may be provided for the supply of the body with equipment for aerial photography, which should provide for an appropriate form of execution of the body 2.
В случаях реализации, предусматривающих установку более одной пары крыльев 3, форма корпуса может быть изменена для размещения дополнительных пар крыльев.In cases of implementation involving the installation of more than one pair of wings 3, the shape of the body can be changed to accommodate additional pairs of wings.
Корпус 2 летательного аппарата может быть выполнен из различных материалов, характеристики которых удовлетворяют требованиям, обусловленным функциональным назначением аппарата. В соответствии с некоторыми частными случаями реализации, корпус может быть выполнен, например, из термопластов, таких как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид; металлов (алюминия, титана, стали и их сплавов), а также, в ряде случаев, из дерева. Приведенный перечень материалов иллюстрирует лишь некоторые частные случаи выполнения летательного аппарата.The body 2 of the aircraft can be made of various materials, the characteristics of which satisfy the requirements due to the functional purpose of the device. In accordance with some special cases of implementation, the housing can be made, for example, of thermoplastics, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride; metals (aluminum, titanium, steel and their alloys), as well as, in some cases, wood. The above list of materials illustrates only some special cases of the aircraft.
Место расположения крыльев 3 устанавливается, преимущественно, с учетом центра тяжести аппарата, таким образом, что линия, проходящая через центр тяжести и перпендикулярная продольной оси аппарата, будет лежать между линиями передней и задней кромки крыла.The location of the wings 3 is set, mainly taking into account the center of gravity of the apparatus, so that the line passing through the center of gravity and perpendicular to the longitudinal axis of the apparatus will lie between the lines of the front and rear edges of the wing.
Как показано на Фиг. 4-6, крылья 3, образованные, по существу, силовым набором 5 крыла 3 и полотном 6 крыла 3, содержат лонжерон 7, установленный вблизи передней кромки каждого крыла 3. Крылья 3 также содержат один или несколько упруго деформированных стержневых элементов 8, корневую нервюру 9 и могут содержать один или несколько диагональных стержневых элементов 10. Стержневые элементы 8 и корневая нервюра 9 радиально соединены с лонжероном 7 и/или между собой. В большинстве реализаций, лонжерон 7, стержневые элементы 8 и корневая нервюра 9 являются самыми прочными элементами крыла 3 и обеспечивают ему структурную целостность. Указанные элементы являются интегрированным силовым набором 5 крыла 3. В свою очередь, силовой набор 5 крыла 3 может быть дополнен диагональными стержневыми элементами 3 крыла 3, которые могут добавлять дополнительную прочность, сохраняя структурную целостность крыла.As shown in FIG. 4-6, the wings 3, formed essentially by a power set 5 of the wing 3 and the blade 6 of the wing 3, contain a spar 7 mounted near the front edge of each wing 3. The wings 3 also contain one or more elastically deformed core elements 8, the root rib 9 and may contain one or more diagonal rod elements 10. The rod elements 8 and the root rib 9 are radially connected to the spar 7 and / or between each other. In most implementations, the spar 7, the core elements 8 and the root rib 9 are the most durable elements of the wing 3 and provide it with structural integrity. These elements are an integrated power set 5 of the wing 3. In turn, the power set 5 of the wing 3 can be supplemented with diagonal rod elements 3 of the wing 3, which can add additional strength, while maintaining the structural integrity of the wing.
Лонжерон 7, упруго деформированные стержневые элементы 8 и корневая нервюра 9 выполняют функцию каркаса для полотна 6 крыла 3. Полотно выполнено из тонкого материала, расположенного между лонжероном 7, стержневыми элементами 8 и корневой нервюрой 9. В большинстве случаев реализации, полотно 6 крыла 3 создает большую часть подъемной силы крыла. Элементы силового набора 5 крыла могут быть выполнены из жесткого или полужесткого материала, такого, например, как углепластик, стеклопластик, сплавов алюминия и сплавов титана. В некоторых случаях реализации, элементы силового набора крыла 5 могут быть выполнены единой деталью с полотном 6 крыла 3. В таком случае, элементы силового набора 5 должны быть выполнены утолщенными по отношению к полотну 6 крыла 3. На Фиг. 7-11 приведены варианты реализации изобретения. В частности, фиг. 7, 8 содержат изображение силового набора 5, летательного аппарата 1, состоящего из лонжерона 7, соединенных с ним через обвязку 11 нескольких упруго деформированных стержневых элементов 8 и корневой нервюры 9, расположенной в одной плоскости с лонжероном 7. Угол между лонжероном 7 и нервюрой 9 составляет около 90°. Следует отметить, что силовой набор 5 представлен на фигурах 7-12 в том виде, при котором стержневые элементы 8 находятся в упруго деформированном состоянии, т.е. дистальные концы стержней помещены в наконечники 13, для того, чтобы добиться указанной деформации. На Фиг. 9 показана схема силового набора 5, дополненная двумя диагональными стержневыми элементами 10, концы которых соединены с лонжероном 7 и нервюрой 9. Далее, на фиг. 10 приведен иной вариант реализации силового набора, содержащего один упруго деформированный стержневой элемент 8 и два диагональных стержневых элемента 10. Приведенные фигуры иллюстрируют варианты реализации изобретения, предлагая различные возможности компоновки элементов силового набора, не ограничивая возможности выполнения изобретения. Выбор конкретного варианта компоновки зависит, прежде всего, от функционального назначения аппарата, веса, и применяемых материалов. Ключевыми аспектами изобретения, относящимся к конструкции силового набора 5 крыла 3 летательного аппарата 1, являются наличие лонжерона 7, нервюры 9 и, по меньшей мере, одного упруго деформированного стержневого элемента 8. Количество упруго деформированных стержневых элементов 8, а также наличие диагональных стержневых элементов 10 может варьироваться.The spar 7, the elastically deformed rod elements 8 and the root rib 9 function as a frame for the blade 6 of the wing 3. The canvas is made of thin material located between the spar 7, the rod elements 8 and the root rib 9. In most cases, the blade 6 of the wing 3 creates most of the wing lift. The elements of the power set 5 of the wing can be made of rigid or semi-rigid material, such as, for example, carbon fiber, fiberglass, aluminum alloys and titanium alloys. In some implementation cases, the elements of the power set of the wing 5 can be made a single piece with the blade 6 of the wing 3. In this case, the elements of the power set 5 should be thickened with respect to the canvas 6 of the wing 3. In FIG. 7-11 are embodiments of the invention. In particular, FIG. 7, 8 contain an image of a power set 5, an aircraft 1, consisting of a spar 7, connected to it via a strapping 11 of several elastically deformed core elements 8 and a root rib 9, located in the same plane with the spar 7. The angle between the spar 7 and the rib 9 is about 90 °. It should be noted that the power set 5 is presented in figures 7-12 in the form in which the rod elements 8 are in an elastically deformed state, i.e. the distal ends of the rods are placed in the tips 13, in order to achieve the specified deformation. In FIG. 9 shows a diagram of a power set 5, supplemented by two diagonal rod elements 10, the ends of which are connected to the spar 7 and the rib 9. Next, in FIG. 10 shows a different embodiment of a power pack comprising one elastically deformed core member 8 and two diagonal core members 10. The figures illustrate embodiments of the invention, offering various options for arranging the power pack elements without limiting the possibility of carrying out the invention. The choice of a specific layout option depends, first of all, on the functional purpose of the apparatus, weight, and materials used. The key aspects of the invention related to the design of the power set 5 of the wing 3 of the aircraft 1 are the presence of a spar 7, ribs 9 and at least one elastically deformed rod element 8. The number of elastically deformed rod elements 8, as well as the presence of diagonal rod elements 10 may vary.
В общем случае реализации, предусмотрена вогнуто-выпуклая (купольная) форма выполнения крыла 3. В данном случае, речь идет как о форме самого полотна 6 крыла 3, так и о наличии упруго деформированных стержневых элементов 8, поддерживающих профилированное полотно крыла, а также принимающих параболическую форму при взаимодействии с указанным полотном. Степень выпуклости задается степенью упругой деформации стержневых элементов, а также формой профилированного полотна крыла. Деформация стержневых элементов 8 обеспечивается, в общем случае, концевыми наконечниками 12, соединенными с полотном 6. Как было отмечено, дистальный конец стержневого элемента 8 вставлен в наконечник 12 на расстоянии меньшем, чем его длина в недеформированном состоянии. Изменяя расстояние от обвязки 11 до наконечника 12, регулируют степень упругой деформации стержневого элемента 8. Вместе с тем, поскольку форма стержневого элемента 8 задается также профилем полотна 6, пределы деформации зависят также и от формы профиля полотна 6.In the general case of implementation, a concave-domed (domed) form of the wing 3 is provided. In this case, we are talking both about the shape of the blade 6 of the wing 3 itself and about the presence of elastically deformed core elements 8 that support the profiled wing blade and also receive parabolic shape when interacting with the specified canvas. The degree of convexity is determined by the degree of elastic deformation of the core elements, as well as by the shape of the profiled wing web. The deformation of the rod elements 8 is provided, in the General case, the end tips 12 connected to the canvas 6. As noted, the distal end of the rod element 8 is inserted into the tip 12 at a distance less than its length in the undeformed state. By changing the distance from the strapping 11 to the tip 12, the degree of elastic deformation of the rod element 8. is regulated. However, since the shape of the rod element 8 is also determined by the profile of the web 6, the deformation limits also depend on the shape of the web 6.
Прижим упруго деформированных стержневых элементов 8 может обеспечиваться, в том числе, размещением указанных элементов в рукавах 13, соединенных с полотном 6 крыла 3.The clamp of the elastically deformed core elements 8 can be provided, including by placing these elements in the sleeves 13 connected to the blade 6 of the wing 3.
Полотно 6 крыла 3 в различных вариантах изобретения может быть выполнено из термопластиков класса полиэфиров, в частности ПЭТФ (майлар, лавсан, дакрон), синтетических полиамидов (нейлон, кордура) и иных аналогичных материалов, способных обеспечить восприятие нагрузок при маховых движениях крыльев и обладающих высокую устойчивость к деформации и износостойкость. Cloth 6 of wing 3 in various embodiments of the invention can be made of thermoplastics of the polyester class, in particular PET (Mylar, Dacron, Dacron), synthetic polyamides (nylon, cordura) and other similar materials that can provide load perception during wing wing movements and have a high resistance to deformation and wear resistance.
На фиг. 12 приведен силовой набор 5 крыла 3 в варианте исполнения, при котором упруго деформированный стержневой элемент 8 выполнен составным. Для соединения секций стержневого элемента 8 может быть использована втулка 14, которая может быть выполнена с возможностью разъема в месте сопряжения участков стержня 8, таким образом, что между указанными участками образуется некоторый тупой угол.In FIG. 12 shows the power set 5 of the wing 3 in the embodiment, in which the elastically deformed core element 8 is made integral. To connect the sections of the rod element 8 can be used sleeve 14, which can be made with the possibility of the connector in the place of mating sections of the rod 8, so that between these sections a certain obtuse angle is formed.
Частным случаем предусмотрена иная форма крыла, образованная двумя поверхностями: верхняя – раскрытым выше профилированным полотном 6 крыла 3, нижняя – плоским полотном 27 (фиг. 21), закрепленным между лонжероном 7, нервюрой 9 и наконечниками 12 стержневых элементов 8.A special case provides for a different shape of the wing formed by two surfaces: the upper one with the profiled blade 6 of the wing 3 disclosed above, the lower one with the flat blade 27 (Fig. 21), fixed between the spar 7, the rib 9 and the tips 12 of the rod elements 8.
Крылья 3 могут совершать маховые движения в одном направлении, так как они жестко связаны с элементами привода 4. Например, крылья могут совершать маховые движения в вертикальном направлении или под некоторым заданным углом к вертикали, в зависимости от положения дуговой направляющей 22. Wings 3 can make flywheel movements in one direction, since they are rigidly connected with drive elements 4. For example, wings can flywheel in the vertical direction or at some predetermined angle to the vertical, depending on the position of the arc guide 22.
В корпусе 2 летательного аппарата может быть установлен, по меньшей мере, один привод 4, содержащий двигатель 15, трансмиссию 16 и, по меньшей мере, пару кривошипных механизмов 17. Положение привода 4 по отношению к корпусу 2 задается термином «установлен». В данном случае, необходимо понимать, что привод 4 таким образом соединен с корпусом 2, что целостность и взаимодействие элементов привода обеспечивается именно соединением с корпусом аппарата. В данном случае, допускается как внутренняя, так и наружная установка привода 4, обусловленная функциональным назначением аппарата. Один привод 4 может содержать и более двух кривошипных механизмов 17, в частных случаях, сообщающих движение крыльям 3 аппарата. Тем не менее, изобретением может быть предусмотрено снабжение устройства несколькими независимыми приводами 4, каждый из которых связан, например, со своей парой крыльев. Привод 4 также может быть снабжен средствами контроля его работы, включающими, например, блоки управления, радиосвязи, топливные элементы. В ряде случаев, может быть предусмотрено сообщение движения кривошипным механизмам 17 непосредственно от двигателя 15, таким образом, что двигатель соединен с одним из концов вала кривошипного механизма.At least one actuator 4 may be installed in the aircraft body 2, comprising an engine 15, a transmission 16, and at least a pair of crank mechanisms 17. The position of the actuator 4 with respect to the body 2 is defined by the term “installed”. In this case, it is necessary to understand that the drive 4 is thus connected to the housing 2, that the integrity and interaction of the drive elements is ensured precisely by the connection with the housing of the device. In this case, both internal and external installation of the drive 4 is allowed, due to the functional purpose of the apparatus. One drive 4 may contain more than two crank mechanisms 17, in particular cases, which communicate the movement of the wings 3 of the apparatus. However, the invention may provide for the supply of the device with several independent drives 4, each of which is connected, for example, with its own pair of wings. The drive 4 may also be equipped with means for monitoring its operation, including, for example, control units, radio communications, fuel cells. In some cases, it may be provided with a message of movement to the crank mechanisms 17 directly from the engine 15, so that the engine is connected to one of the ends of the shaft of the crank mechanism.
Двигатель 15 может быть выполнен электрическим, механическим, например, с маховиком или пружиной, или ДВС. Конструкция двигателя 15 должна обеспечивать сообщение крутящего момента кривошипному механизму, а сам двигатель – должен быть связан с трансмиссией соответствующего типа и обладать подходящим для функционирования летального аппарата весом.The engine 15 can be made electric, mechanical, for example, with a flywheel or spring, or ICE. The design of the engine 15 must provide a message of torque to the crank mechanism, and the engine itself must be connected to the transmission of the appropriate type and have a weight suitable for the operation of the aircraft.
Конструкция трансмиссии 16 может быть выполнена как показано на Фиг. 20 или в ином виде. Основным требованием к трансмиссии для цели настоящего изобретения является передача вращающего момента от двигателя 15 к кривошипному механизму 17. В ряде случаев, конструкцией трансмиссии предусмотрена синхронизация вращения кривошипных механизмов, обусловленная, в том числе, соответствующими передаточными числами.The design of the transmission 16 can be made as shown in FIG. 20 or otherwise. The main requirement for the transmission for the purpose of the present invention is the transmission of torque from the engine 15 to the crank mechanism 17. In some cases, the transmission design provides for the synchronization of rotation of the crank mechanisms, due, inter alia, to the corresponding gear ratios.
Кривошипный механизм 17 как элемент привода 4 содержит коленчатый вал 18 с наклонной шейкой, установленный в подшипниках 19, на котором установлена, с возможностью независимого вращения, качающаяся шайба 20, соединенная с пальцем 21, дистальный конец которого размещен в дуговой направляющей 22. В ряде случаев, коленчатый вал 18 может быть выполнен составным, т.е. отдельными узлами вала являются коренные шейки 23, щеки 24 и наклонная шейка 25. В иных же случаях, предусмотрено выполнение вала 18 цельной деталью. Качающаяся шайба 20 может иметь, по существу, любую форму, позволяющую, однако, иметь центральное отверстие, соединяться с пальцем 21 и с элементами крыла 3.The crank mechanism 17 as an element of the drive 4 contains a crankshaft 18 with an inclined journal installed in bearings 19, on which the swash plate 20 is mounted, with the possibility of independent rotation, connected to the pin 21, the distal end of which is placed in the arc guide 22. In some cases , the crankshaft 18 can be made composite, i.e. the individual nodes of the shaft are the main journals 23, the cheeks 24 and the inclined neck 25. In other cases, the shaft 18 is provided with an integral part. The swinging washer 20 can have essentially any shape, however, allowing you to have a Central hole, connect with the finger 21 and with the elements of the wing 3.
Соединение крыла и привода реализовано посредством соединителя 26, как показано на Фиг. 1-3.The connection of the wing and the actuator is realized by means of a connector 26, as shown in FIG. 1-3.
Устройство работает следующим образом. Запуск двигателя 15 приводит в движение элементы трансмиссии 16, сообщающие вращательный момент кривошипным механизмам 17, валы 18 которых начинают вращение в противоположенные стороны. Вращение вала 18 вынуждает качающуюся шайбу 20 совершать колебательные движения относительно центра. Вместе с тем, в общем случае реализации, вращательный момент не передается от вала 18 качающейся шайбе 20, поскольку последняя закреплена на шейке вала 25 с возможностью скольжения. Качающаяся шайба 20 отклоняется на некоторый угол α относительно оси вращения вала 18 (ось показана на фиг. 19), палец 21 начинает скольжение по дуговой направляющей 22, а крыло 3, соединенное через переходник 26 с противоположной стороной качающейся шайбы 20 начинает совершать машущее движение. Достигнув крайнего значения угла α, зависящего от угла наклона шейки 25 вала 18, качающаяся шайба 20 начинает противоположное движение. В этот момент палец 21 достигает своего крайнего положения на дуговой направляющей 22, а крыло 3 находится в крайней точке маха.The device operates as follows. Starting the engine 15 drives the transmission elements 16, which communicate the rotational moment to the crank mechanisms 17, the shafts 18 of which begin to rotate in opposite directions. The rotation of the shaft 18 forces the swash plate 20 to oscillate relative to the center. However, in the general implementation case, the rotational moment is not transmitted from the shaft 18 to the swash plate 20, since the latter is slidably mounted on the neck of the shaft 25. The swinging washer 20 deviates by some angle α relative to the axis of rotation of the shaft 18 (the axis is shown in Fig. 19), the finger 21 begins to slide along the arc guide 22, and the wing 3 connected through the adapter 26 to the opposite side of the swinging washer 20 begins to make a flapping motion. Having reached the extreme value of the angle α, depending on the angle of inclination of the neck 25 of the shaft 18, the swash plate 20 starts the opposite movement. At this moment, the finger 21 reaches its extreme position on the arc guide 22, and the wing 3 is at the extreme point of the fly.
Изменение положения дуговой направляющей 22 относительно оси вращения вала 18, как показано на фиг. 15, приводит к изменению траектории колебания шайбы 20, приводя к изменению траектории, описываемой крылом 3 аппарата 1.Changing the position of the arc guide 22 relative to the axis of rotation of the shaft 18, as shown in FIG. 15 leads to a change in the path of oscillation of the washer 20, leading to a change in the path described by the wing 3 of the apparatus 1.
Варианты реализации настоящего изобретения не ограничиваются приведенными выше примерами конкретного выполнения. Могут быть предложены и иные формы реализации технического решения, не отдаляясь от смысла изобретения. Варианты реализации изобретения могут предусматривать снабжение крыльев количества более двух, например, четырех и более. Корпус аппарата также может быть модифицирован для размещения в нем (или на нем) полезной нагрузки. Конфигурация и взаимное расположение узлов и элементов аппарата, если об этом прямо не сказано в описании также может варьироваться. Вместе с тем, некоторые конфигурации были раскрыты в настоящем описании.Embodiments of the present invention are not limited to the above specific examples. Other forms of implementing a technical solution may be proposed without departing from the meaning of the invention. Embodiments of the invention may provide for the supply of wings of more than two, for example, four or more. The body of the device can also be modified to accommodate a payload in it (or on it). The configuration and relative position of the nodes and elements of the apparatus, if not explicitly stated in the description, can also vary. However, some configurations have been disclosed in the present description.
Раскрытые выше примеры выполнения приведены с целью показать промышленную применимость устройства и дать общее впечатление о возможностях предложенного аппарата. Объем правовой охраны технического решения определяется формулой изобретения, а не представленным описанием, и все изменения, совершенные с применением эквивалентных признаков подпадают под правовую охрану настоящего изобретения.The exemplary embodiments disclosed above are given in order to show the industrial applicability of the device and give a general impression of the capabilities of the proposed apparatus. The scope of legal protection of a technical solution is determined by the claims and not the description provided, and all changes made using equivalent features are subject to the legal protection of the present invention.

Claims (13)

  1. Летательный аппарат с машущими крыльями, содержащий корпус, крылья и привод, состоящий из двигателя, трансмиссии и кривошипных механизмов, выполненных в виде коленчатого вала с наклонной шейкой, снабженного, по существу, качающейся шайбой, выполненной с возможностью совершения колебательных движений относительно точки, расположенной, по существу, вблизи оси вращения коленчатого вала кривошипного механизма, отличающийся тем, что качающаяся шайба жестко соединена, по меньшей мере, с одним элементом силового набора крыла и снабжена пальцем, выполненным с возможностью скольжения по установленной в плоскости кривошипного механизма дуговой направляющей с центром, находящимся в окрестности точки, относительно которой совершаются колебательные движения качающейся шайбы, при этом каждое крыло аппарата выполнено в виде консоли купольной формы, образованной профилированным полотном и силовым набором крыла, состоящим из множества радиально расположенных стержневых элементов, включающих лонжерон крыла, упруго деформированный стержневой элемент крыла, выполненный, по существу, изоморфным профилированному полотну крыла, и нервюру крыла, лежащую в плоскости лонжерона.An aircraft with flapping wings, comprising a body, wings and an actuator consisting of an engine, transmission and crank mechanisms made in the form of a crankshaft with an inclined neck, provided with a substantially swinging washer, which is capable of oscillating with respect to a point located essentially near the axis of rotation of the crankshaft of the crank mechanism, characterized in that the swing washer is rigidly connected to at least one element of the power set of the wing and provided with a finger m, made with the possibility of sliding along an arc-mounted guide installed in the plane of the crank mechanism with a center located in the vicinity of the point relative to which the oscillating movements of the swash plate are made, each wing of the device is made in the form of a dome-shaped console formed by a profiled blade and power set of the wing, consisting of a plurality of radially spaced rod elements including a wing spar, an elastically deformed wing element of a wing, made essentially in isomorphic profiled web of the wing, and the wing rib, lying in the plane of the spar.
  2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что крыло дополнительно снабжено нижней обшивкой, выполненной таким образом, что профиль крыла приобретает плоско-выпуклую форму.The apparatus according to claim 1, characterized in that the wing is additionally provided with a lower skin, made in such a way that the wing profile acquires a flat-convex shape.
  3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что крыло дополнительно содержит диагональный стержневой элемент силового набора крыла, концы которого соединены с лонжероном крыла и корневой нервюрой крыла, соответственно.The apparatus according to claim 1, characterized in that the wing further comprises a diagonal core element of the wing force set, the ends of which are connected to the wing spar and the wing root rib, respectively.
  4. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что диагональный стрежневой элемент силового набора крыла выполнен упруго деформированным.The apparatus according to claim 3, characterized in that the diagonal rod element of the wing force set is made elastically deformed.
  5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что профилированное полотно крыла является предварительно сформированным.The apparatus according to claim 1, characterized in that the profiled wing sheet is preformed.
  6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что дуговая направляющая выполнена с возможностью наклона относительно оси вращения кривошипного механизма.The apparatus according to claim 1, characterized in that the arc guide is made to tilt relative to the axis of rotation of the crank mechanism.
  7. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корневые части вала кривошипного механизма установлены на подшипниках, а ось вращения кривошипного механизма, по существу, перпендикулярна продольной оси летательного аппарата.The apparatus according to claim 1, characterized in that the root parts of the crank shaft are mounted on bearings, and the axis of rotation of the crank mechanism is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the aircraft.
  8. Аппарат по п.1 отличающийся тем, что элементы силового набора крыла полностью или частично помещены в рукава, присоединенные к профилированному полотну крыла.The apparatus according to claim 1, characterized in that the elements of the power set of the wing are fully or partially placed in the sleeves attached to the profiled wing fabric.
  9. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что дистальный конец упруго деформированного стержневого элемента силового набора крыла зафиксирован относительно консоли крыла таким образом, что точка фиксации дистального конца упруго деформированного стержневого элемента силового набора крыла находится на расстоянии от проксимального конца меньшем, чем собственная длина стержневого элемента силового набора крыла.The apparatus according to claim 1, characterized in that the distal end of the elastically deformed rod element of the wing force set is fixed relative to the wing console so that the fixation point of the distal end of the elastically deformed rod element of the wing force set is less than the proximal end of the rod element of the power set of the wing.
  10. Аппарат по п. 9, отличающийся тем, что фиксация дистального конца упруго деформированного стержневого элемента силового набора крыла выполнена посредством наконечника.The apparatus according to claim 9, characterized in that the fixation of the distal end of the elastically deformed core element of the wing power set is made by means of a tip.
  11. Аппарат по п. 10, отличающийся тем, что наконечник выполнен с возможностью регулирования степени деформации упруго деформированного стержневого элемента.The apparatus according to claim 10, characterized in that the tip is configured to control the degree of deformation of the elastically deformed core element.
  12. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что дистальный конец пальца, которым снабжена качающаяся шайба, содержит шариковую головку или подшипник.The apparatus according to claim 1, characterized in that the distal end of the finger, which is equipped with a swinging washer, contains a ball head or bearing.
  13. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из упруго деформированных стержневых элементов силового набора выполнен составным.The apparatus according to claim 1, characterized in that at least one of the elastically deformed core elements of the power set is made integral.
PCT/RU2019/050056 2018-06-07 2019-04-29 Flying machine with flapping wings WO2019235972A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121197 2018-06-07
RU2018121197A RU2692028C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Aircraft with flapping wings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019235972A1 true WO2019235972A1 (en) 2019-12-12

Family

ID=66947538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/050056 WO2019235972A1 (en) 2018-06-07 2019-04-29 Flying machine with flapping wings

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2692028C1 (en)
WO (1) WO2019235972A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113998104A (en) * 2021-12-02 2022-02-01 西北工业大学深圳研究院 Flapping wing aircraft wing capable of hovering and having bionic wing rib form and shape

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020205601B3 (en) * 2020-05-04 2021-08-12 Festo Se & Co. Kg Gear arrangement for a flapping wing aircraft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU878652A1 (en) * 1979-04-26 1981-11-07 Казанский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.М.Горького Ornithopter wing driving mechanism
US20070138339A1 (en) * 2003-06-18 2007-06-21 Sinclair Peter L Motion assisting apparatus for flying objects
RU2452660C2 (en) * 2010-07-07 2012-06-10 Сергей Николаевич Разумов Ornithopter
RU120398U1 (en) * 2012-04-03 2012-09-20 Владимир Николаевич Двоеглазов MACHOLET

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU878652A1 (en) * 1979-04-26 1981-11-07 Казанский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.М.Горького Ornithopter wing driving mechanism
US20070138339A1 (en) * 2003-06-18 2007-06-21 Sinclair Peter L Motion assisting apparatus for flying objects
RU2452660C2 (en) * 2010-07-07 2012-06-10 Сергей Николаевич Разумов Ornithopter
RU120398U1 (en) * 2012-04-03 2012-09-20 Владимир Николаевич Двоеглазов MACHOLET

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113998104A (en) * 2021-12-02 2022-02-01 西北工业大学深圳研究院 Flapping wing aircraft wing capable of hovering and having bionic wing rib form and shape

Also Published As

Publication number Publication date
RU2692028C1 (en) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6802473B2 (en) Ornithopter with flexible fuselage
CA2116865C (en) Shear flexible panel
US6659397B1 (en) Control system for ornithopter
US10647442B2 (en) Single engine, asymmetrical vertical take-off and landing (VTOL) aircraft
US20040056149A1 (en) Biomimetic mechanism for micro aircraft
EP2460725A1 (en) Flapping flight capable robot
KR101845748B1 (en) Flapping flight device with varying wingspan
US4361415A (en) Rotary-wing aircraft rotor having a compact articulated hub
CA2956117C (en) A propeller assembly with at least two propeller blades
WO2019235972A1 (en) Flying machine with flapping wings
EP3333074A1 (en) Soft-in-plane proprotor systems
EP3533710A1 (en) A passive pitch angle adjustment apparatus
CN110171568A (en) One kind can hover flapping wing aircraft
KR101499190B1 (en) Separable blade attachment for a bearingless rotor of a helicopter
CN110550207B (en) Flapping wing system and flapping wing machine
US9623963B2 (en) Partly cruciform flexbeam and method of manufacturing such a flexbeam
JP2005119658A (en) Ornithopter and flapping flight method
CN108069030A (en) For the propulsion rotor system of tiltrotor aircraft
US20160304195A1 (en) Mission flexible, engine flexible, asymmetric vertical take-off and landing (vtol) aircraft
KR20130078482A (en) Bearingless main rotor hub system
RU2450954C1 (en) Method of driving ornithopter wings and ornithopter
WO2009015652A2 (en) Adjustable beating wing
EP3345829A1 (en) Rotor assembly with high lock-number blades
DE202006010198U1 (en) Flapping wing airplane has skeleton of pair of wings essentially from two or more multi-functional, load-carrying, torsion-flexible, bend-flexible shafts
KR102217798B1 (en) Ornithopter with very fast down stroke

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19815984

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 08/04/2021)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19815984

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1