Изобретение относится к малой авиации, а именно, к легким летательным аппаратам. Разработаем и изготовим 2-4-хместный вибролет со значительными преимуществами по сравнению с вертолетом: экономичнее, маневреннее, безопаснее и дешевле.

Приведем выражение для силы вибрационной тяги, возникающей при условии, что коэффициенты лобового сопротивления махов вверх и вниз отличаются. Виброкрыло представляет собой специальным образом обработанную пластину, вибрирующую в вязкой среде ортогонально своей поверхности, по гармоническому закону x=Asinwt. Сила лобового сопротивления, как известно, есть

F_лоб = (1/2) С p S V² [1],

Где С – безразмерный коэффициент лобового сопротивления, р – плотность вязкой среды, S – эффективная площадь поперечного сечения тела, т.е., в нашем случае, площадь виброкрыла, V – скорость смещения виброкрыла в вязкой среде. Подставляя в это выражение значение скорости V = wAcoswt и усредняя на полупериоде, в течение которого виброкрыло смещается либо вверх, либо вниз получаем

F_лоб = (1/4) С р S w² A² = C p S π² f² A²,

где f = w/2 π – частота вибрации. Если Свверх и Свниз отличаются, получаем выражение

F_вибр = F_лоб = С р S π² f² A²,

где C = Свниз – Свверх.

Посчитаем значения параметров для вибролета с взлетной массой 2000 кг. Коэффициент лобового сопротивления С определяют эмпирически. Он зависит от числа Рейнольдса. Возьмем известную зависимость для сферы [2]. При плотности воздуха р = 1,3 кг/м³ и его динамической вязкости 1,82*10-5 Па*с число Рейнольдса составляет приблизительно 103. При этом, для случая сферы С приблизительно равен 0,4 [2]. При прочих равных условиях лобовое сопротивление плоской тонкой пластины больше лобового сопротивления сферы примерно в десять раз [3]. В нашем случае Свниз = 22, а Свверх=0,4.

Вычислим частоту f для случая, когда взлетная масса вибролета равна 2000 кг, эффективная площадь виброкрыла 7 м² и амплитуда А = 0,1 м.

f² = F_вибр /С р S π² A² , отсюда f = 10 Гц

Преимущества перед вертолетом:

• больший КПД за счет существенно меньшей турбулентности, а значит и большая удельная тяговая сила и меньший расход топлива,
• большая маневренность, более легкая управляемость за счет отсутствия винтов,
• большая безопасность за счет использования вибрации вместо вращения и возможности временного подключения аккумуляторной энергии в случае отказа двигателя.

Риски: неотработанность оптимальных параметров вибролета; не подобран оптимальный материал для изготовления виброкрыла; не проведены опыты по установлению максимально возможной удельной силы тяги; не проведены конструкторские работы по созданию вибролета с взлетной массой более 500 кг.

Народно-хозяйственный эффект: дешевый новый вид воздушного транспорта для перевозки грузов и пассажиров; вибролет решит проблему экстренного перемещения в часы пик, при наличии пробок на дорогах, в частности, может использоваться вместо кареты скорой помощи, в геологоразведочных работах, при тушении пожаров и т.д. Прекрасный индивидуальный транспорт (экономичный и недорогой). Благодаря вертикальных взлета и посадки может использоваться как спасательное средство в труднодоступных районах. Благодаря маленькой площади виброкрыла и отсутствию винта может безопасно осуществлять посадку вблизи домов, деревьев и других предметов.

ТЭО: в настоящее время вертолет с взлетной массой 2200 кг стоит от 45 млн. рублей. Аналогичный вибролет может стоить около 3-5 млн. рублей. Потребность может составить около 1000 вибролетов в год.

Литература:

1. Л.Лозовский. Движители в живой природе. http://ll-propulsive.narod.ru. Статья “Вибролёт”.
2. Г.Биркгоф. Гидродинамика. “Изд-во иностранной литературы”, М., 1963.
3. Х.Кухлинг. Справочник по физике. “Мир”, М., 1982.

Работать с нами выгодно, интересно и надёжно!
Приглашаем и Вас к долгосрочному и плодотворному сотрудничеству.
Наш адрес: г. Ульяновск, ул. Кирова, дом 53, тел. 8-951-096-18-07.
e-mail