RU2090454C1

RU2090454C1 - Saucer-type flying vehicle for planetary and interplanetary navigation

Info

Publication number: RU2090454C1
Application number: RU95103994A
Authority: RU
Inventors: Ким Петрович Белошапкин
Original assignee: Ким Петрович Белошапкин
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU95103994A

Abstract

FIELD: aviation and space engineering; aerospace vehicles. SUBSTANCE: flying vehicle includes saucer-type case, horizontal pusher propeller with jet drive, cabin located above propeller, flight controls, fuel tank and landing gear; pusher propeller and its jet drive are combined in jet-thermal propulsor of saucer configuration. Flying vehicle is provided with jet engine equipped with telescopic nozzle. Engine is mounted on bottom of saucer-type case in its center. Cabin is mounted for reversible motion relative to saucer case in plane of saucer bottom. Besides that, flying vehicle is provided with jet engines equipped with nozzles radially oriented relative to case for change of direction of motion of vehicle. Jet retrofire engines are mounted in upper portion of saucer case. Flying vehicle is provided with pipe-stabilizer with ejection capsule in its upper portion. Ejection capsule is provided with central braking parachute. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к области авиации и космической техники, а именно к воздушно-космическим кораблям. The invention relates to the field of aviation and space technology, namely to aerospace ships.

Наиболее близким аналогом является летательный аппарат вертикального взлета и посадки [1] В патенте описан летательный аппарат, содержащий горизонтальный четырехлопастной винт с локальным реактивным приводом, топливный бак, кабину над винтом, компрессорное устройство, рули направления и шасси. The closest analogue is an aircraft with vertical take-off and landing [1] The patent describes an aircraft containing a horizontal four-blade propeller with a local jet drive, a fuel tank, a cabin above the propeller, a compressor device, rudders and landing gear.

Недостатком такого летательного аппарата является прежде всего его нестабильность (неустойчивость) при вертикальном и горизонтальном полете, т.к. винт находится ниже центра корабля в целом, а также отсутствие устройства безопасности централизованной защиты корабля от падения и катастрофы при отказе реактивных двигателей привода винта. Кроме того, этот летательный аппарат нельзя применять в космосе, что сужает область его применения. The disadvantage of such an aircraft is primarily its instability (instability) during vertical and horizontal flight, because the propeller is located below the center of the ship as a whole, as well as the absence of a safety device for centrally protecting the ship from falling and catastrophe in case of failure of the propeller propulsion engines. In addition, this aircraft cannot be used in space, which narrows the scope of its application.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков ближайшего аналога, прежде всего повышение коэффициента полезного действия реактивно-теплового двигателя, упрощение формы и конструкции летательного аппарата с улучшением аэродинамических характеристик и летных показателей, а также повышение маневренности корабля, надежная работа (устойчивость) при полетах в атмосфере Земли и в космосе и безопасность пассажиров в случае отказа двигателей. The objective of the present invention is to eliminate the shortcomings of the closest analogue, first of all, to increase the efficiency of a jet-thermal engine, simplify the shape and design of the aircraft with improved aerodynamic characteristics and flight performance, as well as increase the maneuverability of the ship, reliable operation (stability) during flights in the Earth’s atmosphere and in space, and passenger safety in the event of engine failure.

Технический результат достигается за счет того, что в предложенном летательном аппарате, содержащем тарельчатый корпус, горизонтально расположенный винт-толкатель с приводом от корпуса РТД, кабину, расположенную сверху или снизу тарелки, органы управления полетом, топливный бак и шасси, реактивно-тепловой движитель и винт- толкатель объединены в реактивно-тепловой движитель тарельчатой конфигурации, аппарат снабжен установленным на днище тарельчатого корпуса в его центре реактивным двигателем стреляющего действия с телескопическим соплом, при этом кабина установлена с возможностью реверсивного перемещения относительно тарельчатого корпуса в плоскости днища тарелки. The technical result is achieved due to the fact that in the proposed aircraft containing a disk body, a horizontally located pusher screw driven by the RTD body, a cabin located above or below the plate, flight controls, fuel tank and landing gear, a heat-reactive mover and the pusher screw is combined into a reactive-thermal propeller of a disk-shaped configuration, the apparatus is equipped with a firing jet engine mounted on the bottom of the disk-shaped housing in its center with a telescopic oplom, wherein the cabin is mounted for movement relative to the reversing plate body in the plane of the bottom plates.

Кроме того, летательный аппарат снабжен реактивными двигателями с радиально ориентированными относительно корпуса соплами для изменения направления движения аппарата, а также установленными в верхней части кабины тарельчатого корпуса реактивными двигателями-тормозами. In addition, the aircraft is equipped with jet engines with nozzles radially oriented relative to the hull for changing the direction of movement of the apparatus, as well as jet engine brakes mounted in the upper part of the dish-shaped cockpit cabin.

При этом летательный аппарат снабжен трубой-стабилизатором, а в верхней части объема трубы установлена катапультируемая капсула с парашютом центрального торможения аппарата. At the same time, the aircraft is equipped with a stabilizer tube, and an ejection capsule with a parachute of central braking of the device is installed in the upper part of the tube volume.

Также в летательном аппарате центры масс шасси, кабины, реактивно-теплового движителя тарельчатой конфигурации, реактивного двигателя стреляющего действия с телескопическим соплом, катапультируемой капсулы с парашютом расположены на одной оси, проходящей через центр масс летательного аппарата. Also in the aircraft, the centers of mass of the landing gear, the cockpit, the reactive-heat propellant of the dish-shaped configuration, the firing jet engine with a telescopic nozzle, the ejected capsule with a parachute are located on one axis passing through the center of mass of the aircraft.

На фиг. 1 изображен общий вид летательного аппарата; на фиг. 2 общий вид реактивного-теплового движителя; на фиг. 3 устройство реактивно-факельного движителя постоянного действия и каскадной формы воздушного бака; на фиг. 4 винт-толкатель с корпусным приводом, а именно устройство его лопасти; на фиг. 5 схема действия трубы-стабилизатора; на фиг. 6 схема работы вращающегося теплового поля; на фиг. 7 схема действия парашюта при отказе двигателей; на фиг. 8 схема полетов летательного аппарата по заданным маршрутам; на фиг. 9 поддувально-сифонная отопительная система; на фиг. 10 общий вид реактивного двигателя стреляющего действия; на фиг. 11 схема работы механизма реактивного двигателя стреляющего действия при заполнении дозирующей камеры расчетным зарядом энергоносителя; на фиг. 12 схема работы в реактивном двигателе стреляющего действия механизма подачи энергоносителя в камеру сгорания и выстрел; на фиг. 13 телескопическое сопло; на фиг. 14 реактивный двигатель стреляющего действия в варианте исполнения пушечного действия; на фиг. 15 летательный аппарат в полете (схема). In FIG. 1 shows a General view of the aircraft; in FIG. 2 general view of the jet-thermal propulsion; in FIG. 3 device reactive torch propulsion constant action and cascade shape of the air tank; in FIG. 4 pusher screw with a housing drive, namely the device of its blade; in FIG. 5 diagram of the action of the pipe stabilizer; in FIG. 6 diagram of a rotating thermal field; in FIG. 7 diagram of the action of a parachute in case of engine failure; in FIG. 8 flight scheme of the aircraft along given routes; in FIG. 9 blowing and siphon heating system; in FIG. 10 general view of a firing jet engine; in FIG. 11 is a diagram of the operation of the firing jet engine mechanism when the metering chamber is filled with the calculated energy charge; in FIG. 12 diagram of the operation in a firing jet engine of a mechanism for supplying an energy carrier to a combustion chamber and a shot; in FIG. 13 telescopic nozzle; in FIG. 14 firing jet engine in the embodiment of the cannon action; in FIG. 15 aircraft in flight (diagram).

Летательный аппарат тарельчатый планетного и межпланетного плавания содержит корпус тарельчатого типа 1 и горизонтально расположенный винт-толкатель 2 с общим приводом от корпуса 1 реактивно-теплового факельного движителя, который одновременно с помощью реактивных двигателей 3 создает над днищем объема тарелки вращающееся тепловое поле. The planetary and interplanetary floating dish-type aircraft comprises a dish-shaped housing 1 and a horizontally arranged pusher screw 2 with a common drive from the housing 1 of the reactive heat flare propulsion device, which simultaneously using jet engines 3 creates a rotating thermal field above the bottom of the volume of the dish.

На корпусе 1 снизу установлено шасси 4, в сверху кабина 5. На днище тарельчатого корпуса 1 в его середине размещен реактивный двигатель 6 стреляющего действия с телескопическим соплом. Кроме того, имеются еще реактивные двигатели 7 с радиально ориентированными относительно корпуса 1 соплами для изменения направления движения аппарата и реактивные двигатели-тормоза 8 летательного аппарата. В случае отказа двигателя используется катапультируемая капсула 9 с парашютом центрального торможения, обеспечивающим посадку летательного аппарата в аварийной ситуации. Обшивка 10 корпуса 1 тарельчатой формы выполнена трехслойной. Число лопастей винта-толкателя 2 может быть различным, например, шесть или восемь. Каждая лопасть имеет свою ось 23, которая может вращаться в подшипниках 19 и 22, обечаек 20 и 21. A chassis 4 is mounted on the bottom of the chassis 1, and a cab 5 is installed on the top. On the bottom of the poppet 1 is a firing jet engine 6 with a telescopic nozzle. In addition, there are jet engines 7 with nozzles radially oriented relative to the housing 1 for changing the direction of movement of the apparatus and jet brake motors 8 of the aircraft. In the event of engine failure, an ejection capsule 9 is used with a central braking parachute, ensuring the landing of the aircraft in an emergency. Sheathing 10 of the housing 1 of the plate shape is made of three layers. The number of propeller blades 2 can be different, for example, six or eight. Each blade has its own axis 23, which can rotate in bearings 19 and 22, shells 20 and 21.

Корпус 1 имеет наружный вогнутый козырек 13 и внутренний защитный козырек 14. Двигатели 3 реактивного теплового факельного движителя 2 состоят из камеры сгорания 15, резервуара 16 сжатого воздуха, образующих каскады вращающегося теплового поля, создаваемого реактивно-тепловым движителем, эжекторных отверстий 17 и сопел 18, которые устанавливаются тангенциально в радиальном направлении на днище корпуса тарелки РТФД. Восьми- или шестилопастной винт-толкатель 2 моноблочной конструкции с РТФД предназначен для эффекта повышения подъемной силы и увеличения КПД реактивно-теплового движителя, т.е. The housing 1 has an external concave visor 13 and an internal protective visor 14. The engines 3 of the jet thermal flare mover 2 consist of a combustion chamber 15, a reservoir 16 of compressed air forming cascades of a rotating heat field created by the reactive-heat mover, ejector holes 17 and nozzles 18, which are installed tangentially in the radial direction on the bottom of the plate housing RTFD. The eight- or six-bladed pusher screw 2 of the monoblock design with RTFD is intended for the effect of increasing the lifting force and increasing the efficiency of the reactive heat propulsion, i.e.

P_общ=P_втп + P_винт.P _total = P _vtp + P _screw .

Для надежной устойчивости полета в атмосферах планет как при вертикальном взлете, так и при посадке летательного аппарата, а также при его движении в горизонтальной плоскости он снабжен трубой-стабилизатором 26 большого диаметра. Назначением трубы стабилизатора 26 кроме стабилизации полета является то, что она образует силовой каркас кабины, к ней крепится шасси, и, кроме того, она обеспечивает доступ пассажиров к дверям кабины 5. For reliable flight stability in planetary atmospheres, both during vertical take-off and during landing of the aircraft, as well as during its movement in a horizontal plane, it is equipped with a stabilizer pipe 26 of large diameter. The purpose of the stabilizer tube 26, in addition to stabilizing flight, is that it forms a power cabin frame, a chassis is attached to it, and, in addition, it provides passengers with access to the cabin doors 5.

На высоте 3/4 трубы-стабилизатора 26 во внутреннем ее объеме на специальной шаровой опоре монтируется реактивный двигатель 6 стреляющего действия. Выше него, в самой верхней части трубы- стабилизатора 26 устанавливается катапультируемая капсула 9 с парашютом. Конструкция двигателей 7 с радиально ориентированными соплами аналогична конструкции реактивного двигателя 6 стреляющего действия. Двигатели-тормоза 8 могут быть подобным двигателям 3 привода винта-толкателя или же двигателям 6 стреляющего действия. At a height of 3/4 of the pipe-stabilizer 26 in its internal volume, a firing jet engine 6 is mounted on a special ball bearing. Above it, in the uppermost part of the stabilizer tube 26, a catapult capsule 9 with a parachute is installed. The design of the engines 7 with radially oriented nozzles is similar to the design of the firing jet engine 6. The brake motors 8 may be similar to the propeller drive motors 3 or the firing motors 6.

Задачей реактивно-теплового движителя, образованного множеством реактивно-факельных двигателей 3, является создание силы для вращения тарельчатого корпуса 1 и выделение тепла для создания вращающегося теплового поля, которое создает подъемную силу, определяемую по формуле:

где E/R тепловая энергия в градусах по Цельсию;

разность давления газа над корпусом и под ним куб.м/кг;
V объем массы газа, распределенного по кубической параболе и образующего вращающееся тепловое поле в м куб.The task of the heat-reactive mover formed by a variety of jet-torch engines 3 is to create a force to rotate the disk body 1 and heat to create a rotating heat field, which creates a lifting force determined by the formula:

where E / R is thermal energy in degrees Celsius;

the difference in gas pressure above the casing and under it cubic m / kg;
V is the volume of the mass of gas distributed over a cubic parabola and forming a rotating thermal field in cubic meters.

K^o коэффициент потерь тепла в атмосферу в град. (определяется экспериментально).K ^{o the} coefficient of heat loss to the atmosphere in deg. (determined experimentally).

Двигатели 3 могут располагаться рядами или в шахматном порядке. Реактивный двигатель 6 стреляющего действия с телескопическим соплом предназначен для работы в условиях космоса. Схема двигателя и его работа показаны на фиг. 10-13. Он состоит из корпуса 27, сильфона 28 с корпусом дозирующей камеры 29, корпуса 30 с сильфоном 31, являющегося частью корпуса 32 корпуса сгорания. Кроме того, в его состав входят свечи зажигания 33, педально-рычажный механизм с рычагом 34 и педалью 35, храповое запорное устройство 36 с электромагнитным приводом 37 и телескопическое сопло 38. Engines 3 can be arranged in rows or staggered. Jet engine 6 firing with a telescopic nozzle is designed to work in space. The engine diagram and its operation are shown in FIG. 10-13. It consists of a housing 27, a bellows 28 with a housing of the metering chamber 29, a housing 30 with a bellows 31, which is part of the housing 32 of the combustion housing. In addition, it includes spark plugs 33, a pedal lever mechanism with a lever 34 and a pedal 35, a ratchet locking device 36 with an electromagnetic actuator 37 and a telescopic nozzle 38.

Для движения летательного аппарата по заданному маршруту в космосе производится выстрел, для чего включается зажигание ключом 45, нажимается рычаг 34, причем корпус 30 находится в неподвижном состоянии, застопоренный храповым запорным устройством 36. Сильфон 28 корпуса 27 сжимается, и клапан 40 открывается. Рабочая смесь заполняет дозирующую камеру 29, клапан 41 закрыт, клапан-пыж (обтюратор) 42 открыт. Педаль рычага 34 опускается. Под действием упругости сильфона 28 клапан 40 закрывается (см. фиг. 10 и 11). To move the aircraft along a given route in space, a shot is fired, for which the ignition is switched on with the key 45, the lever 34 is pressed, and the housing 30 is stationary, locked with a ratchet locking device 36. The bellows 28 of the housing 27 is compressed, and the valve 40 opens. The working mixture fills the metering chamber 29, the valve 41 is closed, the valve-wad (shutter) 42 is open. Lever pedal 34 is lowered. Due to the elasticity of the bellows 28, the valve 40 closes (see FIGS. 10 and 11).

Для производства "выстрела" необходимо нажать на педаль 35 до упора и резко отпустить ее (фиг. 12). Храповик храпового запорного устройства 36 отходит от зацепа корпуса 30, сильфон 31 сжимается, клапан 41 открывается, а клапан-пыж 42 закрывает отверстие телескопического сопла 38 и герметизирует камеру сгорания 32 от внешней среды. To produce a "shot", you must press the pedal 35 to the stop and release it sharply (Fig. 12). The ratchet ratchet locking device 36 moves away from the hook of the housing 30, the bellows 31 is compressed, the valve 41 is opened, and the valve wad 42 closes the opening of the telescopic nozzle 38 and seals the combustion chamber 32 from the external environment.

Упор 43 сдвигается вправо до конца, контакты 44 прерывателя системы зажигания смыкаются, рабочая горючая смесь полностью заполняет объем камеры сгорания 32. При резком отпускании педали (см. фиг. 12) 35 под действием сильфона 31 корпуса 30 и 32 резко расходится по своей главной оси симметрии. The emphasis 43 is shifted to the right to the end, the contacts 44 of the ignition system interrupter are closed, the working fuel mixture completely fills the volume of the combustion chamber 32. When the pedal is sharply released (see Fig. 12) 35 under the influence of the bellows 31 of the housing 30 and 32 sharply diverges along its main axis symmetry.

Клапан-пыж (обтюратор) 42, открывается, клапан 41 закрывается, контакты 44 прерываются, расходятся это момент подачи электрической искры на свечи 33. Рабочая смесь воспламеняется мгновенно, производится выстрел. Valve wad (shutter) 42, opens, valve 41 closes, contacts 44 are interrupted, this is the moment the electric spark is applied to the candles 33. The working mixture ignites instantly, a shot is fired.

В устройство телескопического сопла 38 входит фланец 45, раструб первой ступени 46, раструб второй ступени 47, раструб третьей ступени 48, сопло 49 и четыре пневматических цилиндра 50. The device of the telescopic nozzle 38 includes a flange 45, a bell of the first stage 46, a bell of the second stage 47, a bell of the third stage 48, a nozzle 49 and four pneumatic cylinders 50.

Поддувально-сифонная система изображена на фиг. 9, она служит для отопления обитаемых отсеков летательного аппарата. В устройство входит клапан-жалюзи, теплопровод-батарея 51, отверстие-эжектор 52. The blower siphon system is depicted in FIG. 9, it serves to heat inhabited aircraft compartments. The device includes a valve-blinds, heat conduit-battery 51, a hole-ejector 52.

В качестве примера двигателя 6 стреляющего действия на фиг. 14 изображено устройство, близкое по конструкции к пушкам или гаубицам. As an example, the firing engine 6 in FIG. 14 shows a device close in design to guns or howitzers.

В устройство двигателей 7 для изменения направления движения летательного аппарата и двигателей-тормозов 8 входит многопатронник с запирающим устройством и замком 53, ударный механизм с необходимым количеством бойков 54, ствол-сопло 55 и многоленточный контейнер подачи зарядов-патронов разной мощности в автоматическом режиме 56, газопроводы привода выбрасывания отработанных гильз и подачи другого заряда 57. The engine device 7 for changing the direction of movement of the aircraft and the engine-brakes 8 includes a multi-cartridge with a locking device and a lock 53, a percussion mechanism with the required number of strikers 54, a barrel nozzle 55 and a multi-tape container for supplying charges of ammunition of different power in automatic mode 56, gas pipelines of the drive for ejecting spent cartridges and supplying another charge 57.

В условиях космического полета реактивно-тепловой движитель не работает, тарельчатый корпус не вращается. Для движения по курсу включается двигатель 6 стреляющего действия. В случае необходимости используются двигатели 7, обеспечивающие изменение направления движения, или двигатели-тормоза 8. In space flight, the reactive-thermal propulsion does not work, the disk-shaped housing does not rotate. To move along the course, the firing engine 6 is turned on. If necessary, motors 7 are used, providing a change of direction, or brake motors 8.

Claims

1. Aircraft, comprising a disk-shaped body, a horizontally positioned propeller propeller with a jet drive, a cockpit located on top of the propeller, flight controls, a fuel tank and landing gear, characterized in that the propeller propeller and its jet drive are combined into a reactive a thermal propeller of a dish-shaped configuration, the apparatus is equipped with a firing jet engine mounted on the bottom of the disk-shaped housing in its center with a telescopic nozzle, while the cabin is mounted with the possibility of reversing movement relative to the housing plate in the plane of the bottom plates.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that it is equipped with jet engines with nozzles radially oriented relative to the housing for changing the direction of movement of the apparatus, as well as jet brakes installed in the upper part of the disk housing.

3. The apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a stabilizer tube, and an ejection capsule with a parachute of central braking of the apparatus is installed in the upper part of the tube volume.

4. The apparatus according to p. 3, characterized in that it contains the centers of mass of the landing gear, cockpit, heat-propelled thruster, firing jet engine with telescopic nozzle, ejected capsule with a parachute located on one axis passing through the center of mass of the aircraft .