Индивидуальный летательный аппарат

012396 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к индивидуальному летательному аппарату вертикального взлета и посадки, т.е. к аппарату, который может быть прикреплен к пилоту как индивидуальный ранцевый реактивный летательный аппарат и дающий возможность пилоту осуществлять управляемый полет с включенной силовой установкой. Предпосылки создания изобретения Индивидуальные летательные аппараты были разработаны в 1960-1970-х годах, но в конструкции указанных аппаратов в основном использовали ракетные двигатели (реактивные ранцы), характеризующиеся исключительно кратковременностью полета (обычно около 26 с) и трудностью в управлении. Кроме того, для заправки указанных аппаратов использовали ракетное топливо, являющееся веществом,исключительно опасным по своим свойствам. В устройстве родственного типа топливо подают на каталитический слой для получения горячего газа, распределяемого между двумя расположенными на расстоянии силовыми турбинами с противоположным вращением с целью создания вертикальной тяги из выхлопного отверстия турбины. Устройством управляют с помощью обтекателя или отражательных колец, установленных с возможностью поворота на основании каждой турбины. В последнее время был предложен ряд индивидуальных летательных аппаратов, в которых используют вентиляторы в кольцевом обтекателе в качестве силовой установки, например устройство, включающее пару вентиляторов в кольцевых обтекателях и управляемое путем наклона вентиляторов в кольцевых обтекателях по отношению к пилоту. Были предложены похожие типы конструкций в широкой области, использующие закрытый воздушный винт, а не вентиляторы в кольцевом обтекателе. В соответствии со значением терминов, используемых в настоящем описании, различие между закрытым воздушным винтом и вентилятором в кольцевом обтекателе в основном заключается в том,что вентилятор в кольцевом обтекателе включает один или несколько вращающихся аэродинамических профилей или вентиляторов (однолопастных или многолопастных), установленных полностью внутри кольцевого обтекателя; кольцевой обтекатель повышает общий КПД вентилятора. Закрытый воздушный винт включает вращающийся аэродинамический профиль или винт, окруженный обтекателем, при этом единственное назначение обтекателя заключается в защите винта, обтекатель существенно не влияет на КПД винта. В дополнительном предложении описывается устройство, включающее пару вентиляторов в кольцевом обтекателе. В указанном устройстве вентиляторы прочно прикреплены к опорному снаряжению, и устройством управляют путем регулирования положения отклоняемых пластин, установленных рядом с выходом каждого вентилятора. Тем не менее, в указанной конструкции два вентилятора являются вентиляторами противоположного вращения и, следовательно, для их управления необходима коробка передач с использованием относительно сложной жесткой трансмиссионной системы, что, в свою очередь,значительно увеличивает вес устройства. Другие предложения известного уровня техники относились к устройствам с одним закрытым воздушным винтом и вентилятором в кольцевом обтекателе. Устройства с одним воздушным винтом/вентилятором имеют недостаток, заключающийся в том, что размеры винта/вентилятора должны быть исключительно большими с целью создания соответствующей подъемной силы, и для балансирования устройств винт/вентилятор в основном располагали над пилотом или под ним, и такое расположение далеко от идеального с точки зрения безопасности. Еще один недостаток заключается в том, что тягу от одного винта/вентилятора необходимо разделить определенным образом с целью обеспечения управления, а это приводит к высоким потерям на трение в рулевых трубах или кольцевых обтекателях. Краткое изложение существа изобретения Целью настоящего изобретения является создание индивидуального летательного аппарата, устраняющего недостатки вышеописанных устройств известного уровня техники, а также создание легкого,но, тем не менее, мощного индивидуального летательного аппарата, характеризующегося относительной безопасностью при его использовании. Настоящее изобретение предусматривает создание индивидуального летательного аппарата, включающего корпус, прикрепляемый к пилоту; по меньшей мере одну пару вентиляторов, при этом один вентилятор из пары установлен с одной стороны корпуса и второй вентилятор из пары установлен на противоположной стороне корпуса; при этом каждый вентилятор вращается вокруг оси вращения, при этом ось вращения каждого вентилятора неподвижна по отношению к корпусу; и по меньшей мере один двигатель, установленный на корпусе, для приведения вентилятора в действие, при этом оба вентилятора вращаются в одном направлении для создания тяги. Предусматривается, что в аппарате, вероятно, будет использован только один двигатель и одна пара вентиляторов, т.к. исключительно важно максимально снизить общий вес аппарата при его использовании в различных целях. Тем не менее, возможно использование нескольких пар вентиляторов, при этом-1 012396 каждая пара приводится в действие своим собственным двигателем либо обе/все пары приводятся в действие одним двигателем. Предпочтительно, чтобы вентилятор представлял собой вентилятор в кольцевом обтекателе, однако возможно использование вентилятора без кольцевого обтекателя. Предпочтительно, чтобы корпус крепился к пилоту с помощью снаряжения с привязными ремнями и включал защитный экран между пилотом и двигателем с вентиляторами. Двигатель может представлять собой любой приемлемый, надежный, мощный, легкий двигатель,например двухтактный или четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, роторный двигатель или газовую турбину. Устройство передачи может представлять собой любое надежное легкое устройство передачи, например цепную передачу, гидравлическую передачу или ременную передачу. Предпочтительно, чтобы устройство передачи являлось гибкой ременной передачей, наиболее предпочтительно зубчато-ременной передачей или микроклиноременной передачей. Ременная передача является предпочтительной ввиду того, что обеспечивается легкий доступ пилота для осмотра ременной передачи с целью проверки износа или повреждения, при этом современные ременные передачи являются легкими и высокоэффективными. Для обеспечения дополнительной безопасности параллельно можно использовать два или три устройства передачи. Предпочтительно, чтобы аппарат также включал рулевой механизм, который может представлять собой любой приемлемый механизм, например рулевую лопасть, установленную на одном или нескольких вентиляторах; перемещаемый рулевой обтекатель вокруг нижнего конца одного или нескольких вентиляторов или струйный руль. Предпочтительно, чтобы рулевой механизм включал рулевую лопасть на каждом вентиляторе, предназначенную для направления воздушного потока, выходящего из вентилятора при его работе, и контролируемую пилотом. Краткое описание чертежей Ниже приведено описание предпочтительного примера осуществления настоящего изобретения исключительно в иллюстративных целях со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - схематический вид спереди аппарата в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - вид сверху аппарата на фиг. 1; фиг. 3 - вид сбоку аппарата на фиг. 1; фиг. 4 - вид снизу одного вентилятора в кольцевом обтекателе; фиг. 5 - вид сбоку вентилятора на фиг. 4; фиг. 6 - схема конструкции передачи; фиг. 7 - схема части системы управления; фиг. 8 а и b - схемы двух различных вариантов статоров; фиг. 9 - увеличенный вид сверху статора на фиг. 8b и фиг. 10 - вид в направлении стрелки А на фиг. 9. Подробное описание изобретения Как показано на чертежах, индивидуальный летательный аппарат 1 включает пару вентиляторов 2,3 в кольцевых обтекателях, опирающуюся на центральный корпус 4 и разделенную им, который также служит опорой двигателя 6 и топливного бака (не показан). Вентиляторы 2, 3 в кольцевых обтекателях имеют известную конструкцию и включают центральный многолопастной вентилятор 7, 8, установленный на ступице 7 а, 8 а и способный вращаться с ней внутри концентрического цилиндрического кольцевого обтекателя 9, 10. Кольцевые обтекатели 9, 10 жестко установлены на корпусе 4 с помощью монтажных кронштейнов 4 а (показаны только на фиг. 2) и ориентированы таким образом, чтобы в положении покоя, показанном на фиг. 1 и 3 (т.е. при нахождении аппарата на земле), обеспечивалось вертикальное положение оси вращения каждого вентилятора. Концы кольцевых обтекателей 9, 10 показаны как открытые, но фактически они могут быть закрыты защитной решеткой или сеткой. Вентиляторы 7, 8 приводятся в действие двигателем 6 с помощью устройства передачи в форме пары зубчатых приводных ремней 11 а, 11b, проходящих через соответствующую ступицу 7 а, 8 а. Зубчатоременная передача показана (схематически) на фиг. 4 и 6. Как проиллюстрировано на фиг. 6, двигатель 6 приводит в действие приводной шкив 6 а через эластичную муфту 6b с целью гашения крутильных колебаний, создаваемых двигателем 6. Два приводных ремня 11 а, 11b соединены с приводным шкивом, при этом ремни расположены рядом. Первый приводной ремень 11 а проходит вокруг шкива 6 а через отверстие 9b в кольцевом обтекателе 9 и вокруг ступицы 7 а для приведения в действие вентилятора 7. Второй приводной ремень 11b проходит вокруг шкива 6 а через отверстие 10b в кольцевом обтекателе 10 и вокруг ступицы 8 а для приведения в действие вентилятора 8. Во время работы оба вентилятора 7, 8 вращаются в одном и том же направлении, однако воздушный поток из нижней части 9 а, 10 а каждого кольцевого обтекателя 9, 10 формируется линейным (т.е. в основном параллельным продольной оси соответствующего вентилятора) с помощью ряда статоров 12. Статоры 12 расположены на расстоянии друг от друга и размещены радиально вокруг внутренней окружности каждого кольцевого обтекателя 9, 10 под соответствующим вентилятором 7, 8. Каждый статор 12 представляет собой спицу, идущую в радиальном направлении от внут-2 012396 ренней стенки кольцевого обтекателя в направлении ступицы. На фиг. 8 а показана простейшая конструкция статоров, в которой каждый статор представляет собой плоскопараллельную пластинку, при этом каждая пластинка расположена в радиальном направлении от внутренней стенки кольцевого обтекателя в направлении ступицы. На фиг. 8b, 9 и 10 проиллюстрирована более аэродинамически эффективная конструкция статора 12b, в которой каждый статор 12b представляет собой искривленную пластинку с аэродинамическим профилем в поперечном сечении, при этом один конец пластинки прикреплен к внутренней стенке кольцевого обтекателя, в то время как второй конец прикреплен к ступице. Как показано на фиг. 9 и 10, каждый статор 12b закручен вдоль своей продольной оси в направлении от ступицы к кольцевому обтекателю. Статоры указанной конструкции характеризуются более высокой эффективностью, чем простые плоскопараллельные статоры 12 а, однако их производство и установка являются более дорогостоящими. Корпус 4 несколько шире, чем ширина плеч пилота и приблизительно такой же высоты, как и рост пилота. В положении покоя, показанном на фиг. 1 и 3 на рисунках, нижняя кромка 5 корпуса 4 опирается на землю и стабилизирована парой угловых задних опор 21 (показаны только на фиг. 3). Корпус 4 образует головной щиток 13 и подлокотники 14, 15 (фиг. 1 и 2). Подлокотник 14 включает поворотную ручку коррекции газа 16 и рычаг управления 17. Поворотная ручка коррекции газа 16 соединена с двигателем 6 и предназначена для управления приемистостью двигателя известным способом. Рычаг управления 17 соединен с рулевой лопастью 18 для вентилятора 2 с помощью тяги 22. Как показано более детально на фиг. 8, рычаг 17 прикреплен к внешнему концу подлокотника 14 с возможностью поворота, и конец рычага 17 ниже подлокотника 14 соединен с одним концом тяги 22, при этом второй конец тяги соединен рядом с нижним концом рулевой лопасти 18. Рычаг управления 19 соединен с подлокотником 15 и с рулевой лопастью для вентилятора 3 аналогичным образом. Схема управления рулевыми лопастями представляет собой простое рычажное управление: при иллюстрации ее работы на примере вентилятора 2 перемещение рычага управления 17 в направлении стрелки X обеспечивает перемещение рулевой лопасти в направлении стрелки В, в то время как перемещение рычага управления 17 в направлении стрелки Y обеспечивает перемещение рулевой лопасти в направлении стрелки А. В другом примере осуществления изобретения вместо тяги можно использовать тросы. Еще одна возможность заключается в использовании немеханической системы управления путем установки электрических приводов для управления каждой рулевой лопастью. Каждая рулевая лопасть установлена диаметрально поперек нижней кромки 9 а, 10 а соответствующего кольцевого обтекателя 9, 10 и расположена с возможностью поворота вокруг оси в основном перпендикулярно оси вращения соответствующего вентилятора и ступицы. Каждая лопасть имеет аэродинамический профиль в поперечном сечении. Каждая лопасть частично выступает за нижнюю кромку соответствующего кольцевого обтекателя и расположена ниже него, как показано на фиг. 5. При работе аппарата пилот располагается стоя в пространстве 20 (фиг. 2) и прикреплен к аппарату с помощью привязных ремней парашютного типа (не показаны), установленных на корпусе 4. Привязав себя, пилот запускает двигатель 6 для придания вращения вентиляторам 7, 8 внутри кольцевых обтекателей 9, 10 для создания подъемной силы аппарата. Величина подъемной силы зависит от приемистости двигателя 6, управляемого с помощью дросселя 16. Перемещение вперед осуществляется путем наклона рулевых лопастей вентиляторов 2, 3 с помощью рычагов управления 17, 19. Рулевые лопасти также используются для разворота аппарата влево или вправо. Вращение обоих вентиляторов 7, 8 в одном и том же направлении означает, что вентиляторы могут приводиться в действие непосредственно двигателем и отсутствует необходимость в коробке передач для изменения направления передачи. Это позволяет существенно снизить вес, а также исключить компоненты, которые требуют проведения технического обслуживания и являются возможным источником аварии. Вращение обоих вентиляторов в одном и том же направлении передает крутящий момент аппарату, компенсируемый статорами, создающими в основном линейный воздушный поток, выходящий из вентиляторов 2, 3. Аппарат снабжен парашютом (не показано), который может быть открыт пилотом в случае аварии и который обеспечивает безопасный спуск аппарата и пилота на землю. Предусматривается, что основное предназначение вышеописанного аппарата заключается в его использовании в качестве индивидуального транспортного средства. Тем не менее, существует возможность установки любого из многочисленных устройств дистанционного управления вместо пилота и дистанционного управления аппаратом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Индивидуальный летательный аппарат, включающий корпус, прикрепляемый к пилоту; по меньшей мере одну пару вентиляторов, при этом один вентилятор из пары установлен с одной стороны корпуса и второй вентилятор из пары установлен на противоположной стороне корпуса, в котором каждый вентилятор вращается вокруг оси вращения, при этом ось вращения каждого вентилятора-3 012396 неподвижна по отношению к корпусу; и по меньшей мере один двигатель, установленный на корпусе, для приведения вентилятора в действие, в котором оба вентилятора вращаются в одном и том же направлении для создания тяги. 2. Индивидуальный летательный аппарат по п.1, в котором каждый вентилятор прикреплен к корпусу таким образом, чтобы обеспечивалось в основном вертикальное расположение оси вращения каждого вентилятора при креплении аппарата к вертикально стоящему пилоту. 3. Индивидуальный летательный аппарат по п.1 или 2, дополнительно включающий рулевую лопасть, соединенную по меньшей мере с одним вентилятором, при этом указанная лопасть регулируется для направления воздушного потока, выходящего по меньшей мере из одного вентилятора. 4. Индивидуальный летательный аппарат по п.3, в котором рулевая лопасть включает пластинку,имеющую аэродинамический профиль в поперечном сечении и установленную диаметрально поперек нижней кромки кольцевого обтекателя, окружающего по меньшей мере один вентилятор. 5. Индивидуальный летательный аппарат по п.3, в котором корпус включает опору для управления тягой и рычаг управления для рулевой лопасти. 6. Индивидуальный летательный аппарат по п.5, в котором опора для управления тягой и рычаг управления для рулевой лопасти установлены на подлокотниках, отходящих от корпуса. 7. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором корпус включает защитный экран, отделяющий пилота от двигателя и вентиляторов. 8. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором корпус содержит снаряжение с привязными ремнями для прикрепления аппарата к пилоту. 9. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый вентилятор является вентилятором в кольцевом обтекателе, включающим кольцевой обтекатель,окружающий вентилятор и образующий воздухозаборник. 10. Индивидуальный летательный аппарат по п.9, в котором указанный воздухозаборник закрыт сеткой. 11. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором двигатель выбран из группы, состоящей из двухтактного двигателя внутреннего сгорания, четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, роторного двигателя и газотурбинного двигателя. 12. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий устройство передачи, приводимое в действие по меньшей мере одним двигателем, при этом приводимое в действие устройство передачи приводит в действие по меньшей мере одну пару вентиляторов. 13. Индивидуальный летательный аппарат по п.12, в котором устройство передачи включает одиночный привод. 14. Индивидуальный летательный аппарат по п.12, в котором устройство передачи включает двойной привод. 15. Индивидуальный летательный аппарат по п.12, в котором устройство передачи включает привод, выбранный из группы, состоящей из цепной передачи, гидравлической передачи и ременной передачи. 16. Индивидуальный летательный аппарат по п.12, в котором устройство передачи является зубчато-ременной передачей. 17. Индивидуальный летательный аппарат по п.12, в котором устройство передачи является микроклиноременной передачей. 18. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором аппарат включает только одну пару вентиляторов в кольцевых обтекателях и один двигатель. 19. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий парашют, соединенный с корпусом. 20. Индивидуальный летательный аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый вентилятор установлен внутри кольцевого обтекателя, при этом аппарат дополнительно включает комплект статоров, размещенных в каждом кольцевом обтекателе вентилятора, для выпрямления воздушного потока, выходящего из вентилятора. 21. Индивидуальный летательный аппарат по п.20, в котором один конец статоров в каждом комплекте прикреплен к внутренней стенке кольцевого обтекателя, в то время как второй конец прикреплен к ступице вентилятора внутри кольцевого обтекателя. 22. Индивидуальный летательный аппарат по п.20, в котором каждый статор является плоскопараллельной пластинкой. 23. Индивидуальный летательный аппарат по п.20, в котором каждый статор включает искривленный аэродинамический профиль в поперечном сечении. 24. Индивидуальный летательный аппарат по п.1, дополнительно включающий кольцевой обтекатель, окружающий каждый вентилятор. 25. Индивидуальный летательный аппарат по п.24, в котором каждый кольцевой обтекатель неподвижен по отношению к корпусу.-4 012396 26. Индивидуальный летательный аппарат по п.24, дополнительно включающий комплект статоров,связанный с каждым вентилятором и предназначенный для выпрямления потока воздуха, выходящего из вентилятора. 27. Индивидуальный летательный аппарат по п.24, дополнительно включающий рулевую лопасть для регулирования потока воздуха, создаваемого первым из вентиляторов, для управления аппаратом. 28. Индивидуальный летательный аппарат по п.27, дополнительно включающий вторую рулевую лопасть для регулирования потока воздуха, создаваемого вторым из вентиляторов, для управления аппаратом. 29. Индивидуальный летательный аппарат по п.28, в котором каждая рулевая лопасть установлена на кольцевом обтекателе вентилятора, воздушный поток из которого регулируется указанной лопастью.