Прочитал статью в №10'98 г., стр.18, и решил написать Вам. Приложение "Решение о выдаче патента" - это первая моя работа в авиации, но я имею более 20-ти заявок на патенты. Тема - махолеты. На мой взгляд, проблема СЛА - это скорее техническая проблема и проблема авторского права, а вовсе не "объективная" экономическая проблема.
Я не привожу здесь способа вертикального взлета махолета, так как экспертиза ФИПС по заявке еще не завершена. Однако я разработал все "способы", потребные для машущих ЛА и могу с уверенностью сказать: ни в США, ни где-либо еще конкурировать со мной никто не сможет, и это не пустые слова. Дело в том, что у меня уже есть патент на "способ", авторское право, и я подал эту же заявку в РСТ. Правда, денег у меня не хватает на завершение патентования в РСТ этого "способа", но я думаю, что в этом плане мне нужно найти себе помощника - инвестора и тогда проблем не будет вовсе.
Во-первых, экономичность машущих ЛА, на мой взгляд, в 3...6 раз выше, чем у вертолетов и самолетов.
Во-вторых, махолет, как и вертолет, - это привод крыла, крыло и мотор, а все остальное, т.е. фюзеляж и прочее, кроме управления, может быть - хоть кузов "Жигулей", настолько простая схема у этих ЛА. И, начав развивать это направление, вполне можно устранить проблемы, описанные в статье на стр.18 "АОН" №10 за 98 г.
Спасибо, надеюсь на ответ, с уважением, Нурмухаметов Искандер Рифович.
Уважаемые господа! Это пояснение к "Решению о выдаче патента" не является полным технико-экономическим обоснованием (ТЭО). Составить ТЭО можно, опираясь на известные факты из работы, проведенной с используемыми ЛА, однако автор предлагает "способ полета", ранее использовавшийся только в модельном виде. Однако дополнительные пояснения, на мой взгляд, требуется дать, вот причина написания этого письма.
Спасибо всем, кто ответит, изучив это предложение, по адресу: 143952, Московская обл., г.Реутов, ул.Ашхабадская, 1-82, Нурмухаметову И.Р., рабочий тел. 300-85-00
Как летают птицы, насекомые? Что они делают для совершения своего полета? Можно увидеть, что птицы машут своими крыльями вверх и вниз, направляя свое тело вдоль прямой линии полета, то есть осуществляя горизонтальный и прямолинейный полет.
Однако механика взмахов и причины прямолинейного перемещения тела птицы таят в себе много загадок, мало изученных в практической авиации. Разберем цикл махания крылом с точки зрения аэродинамики.
Известно, что при обдувании крыла потоком возникает полная аэродинамическая сила - С, рис.1. При раскладывании этой силы, вектора потока и положения крыла в потоке в системе координат становится ясно, что сила С - вектор, направленный вверх и назад, то есть ее направление отличается от оси У в координатах УОХ. Раскладывая эту силу на осях Х и У, получаем силу Су (подъемная сила) и Сх - силу сопротивления, торможения. Однако Сх раскладывается еще и на силу торможения из-за движения воздуха по смачиваемой поверхности крыла, пусть это будет Сх', и силу сопротивления, которая возникает из-за напора набегающего потока на определенную площадь крыла под углом и, как следствие, инерционного торможения крыла, поглощающего инерцию потока - Сх", отсюда видно, что Сх' не меняет направления и всегда тормозит крыло, являясь неуправляемой силой. Однако сила Сх" может быть использована для выполнения полезной работы в полете. Для этого надо направить хорду крыла под углом a<0° (рис.2) и совершить движение с усилием сверху вниз. При этом сила Су является подъемной и действует вверх, то есть положительна, сила Сх’ является следствием силы трения воздуха о поверхность крыла, снижает эффективность работы крыла и уменьшает КПД привода крыла и самого крыла, а вот сила Сх” здесь является результатом разложения полной силы С на координаты У и Х.
Как видно, сила Сх” действует в направлении курса предполагаемого ЛА.
Складываясь с силой тяжести, сила Су дает ноль, т.е. в ходе этого движения крыла сила тяжести, действующая на ЛА, полностью компенсируется силой Су, и ЛА не теряет высоты полета, но и не увеличивает ее, а вот сила Сх” действует на ЛА, заставляя его разогнаться до скорости, при которой сила Сх”, действующая на ЛА, не уравняется с силой Сх’, и ЛА полетит с постоянной скоростью, не изменяя ее. Силы Су и Сх” полностью зависят от мощности, подведенной к приводу крыла и управление ЛА происходит, когда управляют углом установки крыла, т.е. углом атаки. Например, при неизменном a увеличение мощности приведет к тому, что ЛА увеличит высоту и скорость, а увеличение a при увеличении мощности на приводе приведет к увеличению Сх" при неизменном Су. Таким образом, в ходе силового маха крылом вниз ЛА увеличивает или сохраняет скорость движения, запасая инерцию хода вперед. Пытаясь поднять крыло, многие исследователи совершали ошибку, стараясь делать это с силой, ведь птицы вроде бы "машут" крыльями и вверх, так ведь? Однако разберем это движение в контексте описания подробнее: пусть крыло машет вверх с усилием от источника энергии ЛА. Тогда, рис.3, истинный угол атаки окажется отрицательным, хотя крыло может устанавливаться и с положительным a>0°. В этом случае сила Су меняет свой знак и действие ее совпадает с силой тяжести, рис.3. А, значит, в этот момент неизбежно проваливание корпуса ЛА вниз, которое компенсируется в ходе фазы на рис.2, т.е. ЛА движется "скачущим" способом. Перемена знака Су означает, что дальше радиоуправляемых моделей этот способ "не пойдет", ведь никто не согласится "скакать" во чреве ЛА, пусть и "наимоднейшего"!
Остается вариант использования силы инерции, когда после фазы, рис.2, ЛА уже разогнался до скорости, при которой обдуваемые спереди крылья могут создать силу Су для удержания ЛА на постоянной высоте и для того, чтобы совершился мах крыльями вверх. То есть, это движение является "паразитным", однако это не совсем так, конечно же.
На рис.4 крыло махолета в фазе поднимания его вверх, для чего ему придан угол установки a>0° (угол установки крыла - угол атаки) и подъемной силы Су вполне может хватить на то, чтобы и поднять крыло, и удержать ЛА в воздухе на постоянной высоте. Однако, если позволить крылу просто "махнуть" вверх, придав ему угол a>0°, то тогда сила тяжести, действующая на фюзеляж ЛА, вызовет проваливание ЛА вниз, хотя крылья и поднимутся в верхнее положение. Для того, чтобы распределить силу Су так, чтобы не только махать крылом вверх, но и удержать фюзеляж на высоте, нужно применить тормоз крыла, то есть сопротивляться взмаху вверх крыла тормозом в составе ЛА. Тогда через тормоз произойдет отбор части Су на удержание фюзеляжа ЛА в воздухе, а избыток Су "поднимет" крыло вверх. При этом угол a должен быть больше, чем угол a самолета такой же массы и площади крыла, ведь самолет не должен создавать избыток Су для взмаха крылом вверх.
Но в ходе рассмотрения цикла работы крыла становится видимой одна способность машущего полета: фаза по рис.2 происходит, когда энергия источника энергии тратится на ускорение ЛА, то есть создание инерции движения вперед, а в фазе подъема крыла, рис.4, энергия инерции расходуется на подъем крыла и торможение его, однако энергия рассеивается тормозом, не восполняется и тратится впустую! Здесь можно предположить следующее: пусть при подъеме крыла в качестве тормоза крыла работает упругий элемент, например, сжимается пружина! Тогда, после фазы подъема крыла, когда пружина аккумулировала энергию маха крыла вверх, затормозив это движение и отбирая мощность на удержание ЛА на постоянной высоте, энергию этой пружины очень просто применить для маха вниз совместно с энергией мотора. При этом экономится энергия источника энергии ЛА, ведь часть работы уже выполняет упругий элемент, а часть - мотор ЛА!
Не утомляя расчетами читателя, автор сообщает, что экономичность машущих ЛА по сравнению с вертолетами аналогичного типа может достигать 2-х и 6-ти раз! (на разных режимах полета).
Остается вопрос с переменой знака у силы Сх", ведь в ходе фазы, рис.2, сила Сх' мешает работе крыла и уменьшает КПД работы ЛА, а Сх" является тягой, а в ходе фазы, рис.4, Сх' и Сх" складываются, поглощая и рассеивая инерцию хода ЛА вперед. Из-за этого возникают периодически сменяющиеся моменты на разгон-торможение, толчки, когда ЛА машет вниз крыльями, и торможение, когда крылья идут вверх.
Наиболее простое решение этой проблемы - позволить крыльям махать произвольно вперед и назад, тогда появление Сх" в качестве тяги на крыле "уведет" его вперед по ходу движения ЛА, а торможение ЛА при ходе крыла вверх вызовет движение крыла назад, при этом фюзеляж ЛА испытывать толчки и торможения уже не будет, эти паразитные движения передадутся крыльям! Приведенный к крыльям демпфер в части продольных хорде движений поможет полностью стабилизировать полет и сделать его равномерным и плавным. Отбор мощности на то, чтобы ЛА получал бы постоянно действующую силу Сх" в обеих фазах движения крыла заключается, видимо, в том, чтобы тормозить мах крыла вперед упругим элементом в составе демпфера, а затем, при махе крыла вверх, использовать энергию демпфера на то, чтобы "отбрасывать" крыло назад, не позволяя Сх' увеличиться до такой степени, когда ее действие начнет тормозить движение ЛА и вызовет толчки торможения фюзеляжа ЛА...
Впрочем, автор преодолел эти проблемы в других своих работах, которые на сегодня проходят экспертизу в ФИПС в качестве заявок на патенты, а также "Способ управления крылом", "Способ вертикального взлета" и т.д., заявки на устройства, всего в количестве свыше 20 заявок на патенты с описанием всего, что потребуется для разработки и производства машущих ЛА в технике авиастроения. Конечно, может оказаться, что не все заявки окажутся патентоспособными и будут использованы, однако автор считает нужным работать в этом направлении, подвергая анализу все потенциальные возможности для конструирования новой техники. В конце концов, если окажется, что тот же "Bell" сумеет запатентовать наиболее рациональное устройство или "способ" для совершения этого полета, то дальнейшая покупка лицензии на это изобретение может дорого обойтись российским авиафирмам!
Поэтому автор просит помощи в работе по патентованию его работ в Роспатенте, подаче новых заявок и продолжении работы в РСТ, куда автор подал предложенный "способ машущего полета" и "способ кабрирования крылом махолета", являющийся основным изобретением для того, чтобы полностью стабилизировать полет ЛА и управлять им. Также автору требуется помощь и в постройке опытного мускульного ЛА, очень простого и дешевого в исполнении, однако труднореализуемого для автора в виду ограниченности в средствах. Вернее, автор мог бы построить этот ЛА, если бы не занимался патентованием своих работ, но сегодня приходится выбирать между защитой прав и, пусть и приятным, но все же одномоментным фактом демонстрации полета на указанном здесь ЛА. К сожалению, за три года поисков фирмы, готовой построить опытный ЛА, были получены отказы и "отписки", не имеющие реальной основы. Ведь строятся же супер"МИГи" и "Сухие", что такое - мускульный ЛА против новых истребителей? По себестоимости - капля в море вложений того же "Камова" в новый вертолет, но здесь "Камов" мог бы получить принципиально новый тип ЛА, обладающий вертикальным взлетом, но имеющий вдвое большую скорость.
Поясню, в чем дело: лопасти НВ вертолета движутся "встречно", то есть лопасть, движущаяся по потоку, обдувается с меньшей скоростью потоком, нежели лопасть, движушаяся против потока. Из-за этого при достижении некоторой скорости ЛА одна лопасть может полностью потерять подъемную силу Су, так как она вообще не будет обдуваться, а другая лопасть может войти в режим сверхзвукового обдува. У махолетов крылья работают синхронно, отчего и скорость ЛА может сравняться с винтовыми самолетами!
Заканчивая описание предложения, автор надеется на скорейшую помощь и понимание необходимости развития новых ЛА, тем более, что в условиях упадка в авиапромышленности только новые предложения и могут сдвинуть и науку, и производство с "мертвой" точки.
К тому же наличие защищенных прав на изобретение может быть определяющим в конкурентной борьбе за новые рынки с теми же "Bell" или "Sikorsky", которые не хотят работать с автором только из-за неопределенности с защитой его прав в Америке!
Сегодня, 2.02.99 г., до МАКС-99, где вполне можно продемонстрировать новую мускульную машину, удивив весь мир, еще много времени, но... 3 года бесплодных попыток найти помощь "подсказывают" автору, что и в этом случае вполне возможен вариант, когда отставание от всего мира происходит просто по причине тупого безразличия и отсутствия мечты у "авиаторов", превративших и себя, и свои "фирмы" в некую вечно "реанимируемую" субстанцию... Но ведь любой кризис - это не только упадок, но и огромная возможность для роста и развития! Автору известны случаи, когда "заглохшие" производства газовых револьверов претерпевают настоящее "возрождение" ввиду того, что подорожавшие иностранные хлопушки стали просто невыгодны покупателям. Так же и новые ЛА, когда цены на производство работ по постройке ЛА сравняются с мировыми, тогда очень трудно будет начинать работу, ведь стабильный рубль - это еще и стабильные цены на сырье, на работу, налоги... В таких условиях предложить дешевый ЛА на рынок будет гораздо сложнее, чем сейчас. Вот поэтому автор надеется на то, что текущие дела не помешают в помощи новому делу, чем и хочет закончить это описание "способа полета".
С уважением, Нурмухаметов И.Р. (г.Реутов Московской обл.)