ВЕРХОМ НА ПОМЕЛЕ
На днях по Интернету я увидел мельком изумительно лёгкий летательный аппарат бытового назначения.
Несущий одного человека этот вертолет сосной схемы выглядит легче мотоцикла. У него нет ни рулевого винта, ни хвоста, ни корпуса. Ротор, двигатель и топливные баки расположены над головой человека, висящего под ними. Ничего другого, столь же заметного, вроде бы и не было видно. Малая ёмкость баков обеспечивает недолгий полет со скоростью километров до ста в час. Для управления этим летательным аппаратом, - как и для управления инвалидной коляской, - даже не надо будет получать права на вождение. Мечта! Плохо, однако, то, что у такого вертолёта расход бензина слишком велик, поскольку у него мала площадь, ометаемая винтом. При малом диаметре несущего винта только конец лопасти загребает относительно много воздуха. Лишь он эффективно создаёт подъёмную силу. Лишь скорость потока на конце наступающей лопасти вертолёта составляет обычно чуть более трёх четвертей скорости звука. В прочие мгновения меньшие скорости потока и малые массы воздуха, отбрасываемые вниз прочими частями короткой лопасти, не создают значительной подъёмной силы.
Хотелось бы уменьшить достаточную мощность (и, соответственно, вес) двигателя, способного поднять человека в воздух таким летательным аппаратом. Эта мощность определяется довольно резкой обратной зависимостью от диаметра воздушного винта. Он должен быть по возможности большим. Это следует из самых простейших формул механики в школьном курсе физики.
Для полета желательны длинные лопасти, но на земле их длина причиняет неудобства.
Птицы, летучие мыши, жуки и бабочки, садясь, мгновенно складывают свои крылья.
Лопасти приземлившегося вертолёта хотелось бы складывать так же быстро. Автоматически.
С виду такие лёгкие, очень длинные лопасти тяжёлых машин, в действительности, тяжелее, чем это кажется. Упругая деформация лопасти под действием её веса является функцией четвёртой степени от длины консоли. При заданной длине лопасти для обеспечения ей достаточной жёсткости её сечение, а, следовательно, и её вес, не могут быть меньше расчётных величин.
Но нельзя ли конструкцию лопасть выполнить телескопической?! Короткие секции не требует жесткой, следовательно, тяжелой конструкции, а в полёте вертолёта для лопасти любой длины вообще не нужна никакая жёсткость на изгиб. В статичном положении телескопическая лопасть с втянутыми в неё секциями имеет жёсткость, обеспеченную всеми вместе её секциями, составляющими эту лопасть.
Вообще-то телескопические лопасти известны. Однако, пока ещё не оправдали себя их тяжёлые, слишком сложные их винтовые механизмы привода.
А что если, учитывая исключительную лёгкость рассматриваемого летательного аппарата, мы, начиная с радиоуправляемых моделей игрушечных размеров, применим элементарно простой принцип, - как для детской игрушки?! Пусть выдвижную секцию плавно втягивает внутрь лопасти размещённая в ней пружина растяжения, - при достаточном понижении оборотов винта приземлившегося вертолёта. Она противодействует усилию центробежной силы, которая до взлёта, с повышением частоты оборотов воздушного винта плавно выдвигает до упора концевую секцию телескопической лопасти.
Желательна такая телескопическая лопасть, в которой имеется более одного выдвижного звена.
В более серьёзной конструкции лопасти втягивание её звеньев обеспечивается гидравликой.
* * *
Верхом на помеле. Легчайшие вертолёты
© Copyright: Иосиф Ольшаницкий, 2009
Свидетельство о публикации №209042200690
Свидетельство о публикации №209042200690
Рецензии
Интересная и (по крайней мере, теоретически)решаемая задача. Зайду еще :о)
Владимир Репин 11.08.2009 02:11 • Заявить о нарушении
Владимир Репин 11.08.2009 02:11 • Заявить о нарушении
Спасибо.
Отрадно, что и эти мои фантазии замечают читатели, которые вряд ли являются специалистами в такой технике, где и я не спец.
Иосиф Ольшаницкий 11.08.2009 07:59 Заявить о нарушении
Отрадно, что и эти мои фантазии замечают читатели, которые вряд ли являются специалистами в такой технике, где и я не спец.
Иосиф Ольшаницкий 11.08.2009 07:59 Заявить о нарушении
Навскид:
Ось ротора, на которой закреплены две массивные рулетки по типу измерительных.
Раскрутка ротора вытягивает стальные ленты "рулеток.
С остановкой они опять втягиваются.
Корпус каждой "рулетки" - это та масса, которая создает при раскрутке силы, удерживающие ленту растянутой (как и в обычной рулетке, с (-образным профилем). Как-то надо обеспечить угол атаки и скорость вращения очень высокую - иначе лента сложится в вертикаль под весом пилота.
Ничего не считал, конечно; подозреваю, что расчет может все перечеркнуть.
Владимир Репин 11.08.2009 19:01 Заявить о нарушении
Ось ротора, на которой закреплены две массивные рулетки по типу измерительных.
Раскрутка ротора вытягивает стальные ленты "рулеток.
С остановкой они опять втягиваются.
Корпус каждой "рулетки" - это та масса, которая создает при раскрутке силы, удерживающие ленту растянутой (как и в обычной рулетке, с (-образным профилем). Как-то надо обеспечить угол атаки и скорость вращения очень высокую - иначе лента сложится в вертикаль под весом пилота.
Ничего не считал, конечно; подозреваю, что расчет может все перечеркнуть.
Владимир Репин 11.08.2009 19:01 Заявить о нарушении
Браво!
Это,, наконец-то, возможно, уже почти технически выполнимое решение задачи, поставленной изобретателями-фантазёрами лет восемьдесят тому назад. По одному из патентов двадцатых годов сматываемая лопасть представлялась в виде чулка с плоским пучком стальных тросов внутри него. Надувную лопасть предлагалось выполнять секционной и при сматывании такого чулка последовательно выжимать воздух из каждой секции. Предполагалось, что профиль лопасти надувной можно будет задать натягиваемыми нитями.
Как я себе это воображаю, ими по углам квадратиков, как ватное одеяло, должен быть прошит такой чулок, - через парафиновый (в процессе изготовления такой лопасти выплавдавляемый из неё) макет. Нагромождение умопомрачительно сложных систем для технической реализации такой концепции ничего путного не дало.
В Вашем предложении мне понравилось сравнение с рулеткой.
Тут же мелькнула мысль - а нельзя ли летать на лопастях, вообще не ммеющих никакого надувного или как-либо иначе формируемого профиля при разматывании лопасти! А может, достаточно лишь дугообразной линии в поперечном сечения тонкой стальной ленты, сколько надо упругой. Ведь летучие мыши летают на своих перепончатых крыльях, причём даже маневреннее, чем птицы.
Если, ленточные лопасти, не имеющме полости, удержат в воздухе летательный аппарат пока лишь игрушечных размероа, - проблема решена!
Корпус рулетки должен оставаться около оси винта. Сила веса стальной ленты, помноженная в сотни раз (действие центробежной силы), обеспечивает какую-то немалую подъёмную силу, - по проекции разложения сил в растяжке такмми центробежными силами этих лопастей. Уж какие-то, хотя бы миниатюрные приборы наблюдения такой хоть миниатюрный вертолётик уж как-нибудь да подымет. Несущий винт в начале раскрутки такого ротора должен иметь более высокие обороты, чем во время полёта машины. Это позволит даже короткому остатку длины уже смотанной лопасти иметь некоторую центробежную силу, позволяющую размотаться сматываемым так лопастям. Они преодолевают то, можно и регулируемое усилие, которое, обеспечит, например, пневмомотор, работающий от баллона со сжатым воздухом, причём только во время разматывания и сматывания ленты этой лопасти. Даже несколько метров тонкой, достаточно упругой стальной ленты, шириной, скажем, сантиметров двадцать, весят совсем не много. А двойная лента обеспечит и кое-какой профиль - но с острой его передней кромкой.
Я когда-то подал завку на то, как обеспечить жёсткость профиля аналогичной лопасти (в которой теперь - по Вашему предложению - уже не будет никаких, даже мелких деталей, кроме самих этих двух упругих лент. Тогда я своего имени в качестве автора изобретений не указывал. Я же сам, работая патентным поверенным в системе советского патентного ведомства, придумывал всякую всячину, чаще всего для Авиапрома, заинтересованного в такой чепухе для отчётности перед Правительством. Каждый месяц в своё удовольствие, да к радости и моего же начальства, я соствлял свою очередную (внеочередную, внеплановую, сверх нормы), какую-нибудь заявку на изобретение по авиационной технике. Это притом, что сам-то я о таковой технике не имел, как и сейчас и не имею, почти никакого представления. По основному диплому-то я всего лишь станкоинструментальщик.
Короче, как когда-то в упомянутой должности старшего эксперта по изобретениям, я даю Вам своё заключение. О перспективности и полезности Вашего технического решения.
Иосиф Ольшаницкий 12.08.2009 11:24 Заявить о нарушении
Это,, наконец-то, возможно, уже почти технически выполнимое решение задачи, поставленной изобретателями-фантазёрами лет восемьдесят тому назад. По одному из патентов двадцатых годов сматываемая лопасть представлялась в виде чулка с плоским пучком стальных тросов внутри него. Надувную лопасть предлагалось выполнять секционной и при сматывании такого чулка последовательно выжимать воздух из каждой секции. Предполагалось, что профиль лопасти надувной можно будет задать натягиваемыми нитями.
Как я себе это воображаю, ими по углам квадратиков, как ватное одеяло, должен быть прошит такой чулок, - через парафиновый (в процессе изготовления такой лопасти выплавдавляемый из неё) макет. Нагромождение умопомрачительно сложных систем для технической реализации такой концепции ничего путного не дало.
В Вашем предложении мне понравилось сравнение с рулеткой.
Тут же мелькнула мысль - а нельзя ли летать на лопастях, вообще не ммеющих никакого надувного или как-либо иначе формируемого профиля при разматывании лопасти! А может, достаточно лишь дугообразной линии в поперечном сечения тонкой стальной ленты, сколько надо упругой. Ведь летучие мыши летают на своих перепончатых крыльях, причём даже маневреннее, чем птицы.
Если, ленточные лопасти, не имеющме полости, удержат в воздухе летательный аппарат пока лишь игрушечных размероа, - проблема решена!
Корпус рулетки должен оставаться около оси винта. Сила веса стальной ленты, помноженная в сотни раз (действие центробежной силы), обеспечивает какую-то немалую подъёмную силу, - по проекции разложения сил в растяжке такмми центробежными силами этих лопастей. Уж какие-то, хотя бы миниатюрные приборы наблюдения такой хоть миниатюрный вертолётик уж как-нибудь да подымет. Несущий винт в начале раскрутки такого ротора должен иметь более высокие обороты, чем во время полёта машины. Это позволит даже короткому остатку длины уже смотанной лопасти иметь некоторую центробежную силу, позволяющую размотаться сматываемым так лопастям. Они преодолевают то, можно и регулируемое усилие, которое, обеспечит, например, пневмомотор, работающий от баллона со сжатым воздухом, причём только во время разматывания и сматывания ленты этой лопасти. Даже несколько метров тонкой, достаточно упругой стальной ленты, шириной, скажем, сантиметров двадцать, весят совсем не много. А двойная лента обеспечит и кое-какой профиль - но с острой его передней кромкой.
Я когда-то подал завку на то, как обеспечить жёсткость профиля аналогичной лопасти (в которой теперь - по Вашему предложению - уже не будет никаких, даже мелких деталей, кроме самих этих двух упругих лент. Тогда я своего имени в качестве автора изобретений не указывал. Я же сам, работая патентным поверенным в системе советского патентного ведомства, придумывал всякую всячину, чаще всего для Авиапрома, заинтересованного в такой чепухе для отчётности перед Правительством. Каждый месяц в своё удовольствие, да к радости и моего же начальства, я соствлял свою очередную (внеочередную, внеплановую, сверх нормы), какую-нибудь заявку на изобретение по авиационной технике. Это притом, что сам-то я о таковой технике не имел, как и сейчас и не имею, почти никакого представления. По основному диплому-то я всего лишь станкоинструментальщик.
Короче, как когда-то в упомянутой должности старшего эксперта по изобретениям, я даю Вам своё заключение. О перспективности и полезности Вашего технического решения.
Иосиф Ольшаницкий 12.08.2009 11:24 Заявить о нарушении