PL221132B1

PL221132B1 - Flying vehicle drive of the vertical take-off and landing

Info

Publication number: PL221132B1
Application number: PL398500A
Authority: PL
Inventors: Radosław Pełka
Original assignee: Radosław Pełka
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2016-02-29
Also published as: PL398500A1

Description

Przedmiot wynalazku. Przedmiotem wynalazku jest napęd pojazdu latającego pionowego startu i lądowania. Napęd pozwala na konstruowanie: zwrotnych, stabilnych, bezpiecznych i energooszczędnych pojazdów latających pionowego startu i lądowania, mogących mieć zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki.Object of the invention. The subject of the invention is the propulsion of a vertical take-off and landing aerial vehicle. The propulsion allows for the construction of: agile, stable, safe and energy-saving vertical take-off and landing flying vehicles that can be used in many areas of the economy.

Stan techniki. Znanych jest cały szereg pojazdów latających z których kluczową rolę w gospodarczych zastosowaniach odgrywają samoloty i helikoptery. Ogromną wadą samolotów jest to, iż w większości wymagają one pasa startowego, wyjątek stanowią samoloty wyposażone w pływaki, nie mniej i one pozwalają na dowolne lądowanie tylko i wyłącznie na akwenach wodnych przy dogodnych warunkach atmosferycznych. Samoloty ze względu na swoją konstrukcję i zasadę działania wymagają utrzymywania określonej minimalnej prędkości, aby nie utracić siły nośnej określanej prędkością przeciągnięcia. Sprawia to, że samolot może poruszać się jedynie do przodu w linii prostej lub po lukach oraz nie może lewitować w bezruchu w powietrzu. Helikoptery pionowego startu i lądowania nie wymagają pasa startowego, ale ich konstrukcja sprawia, że są to pojazdy nieenergooszczędne, a ich możliwości uzyskania prędkości maksymalnej nie są zadowalające. Ponadto helikoptery cechują się umiarkowaną stabilnością w przypadku zakłócenia strumienia powietrza ich otaczającego.State of the art. A number of flying vehicles are known, of which airplanes and helicopters play a key role in economic applications. A huge disadvantage of airplanes is that most of them require a runway, with the exception of planes equipped with floats, but they allow any landing only on water bodies under favorable weather conditions. Due to their design and principle of operation, airplanes require maintaining a certain minimum speed in order not to lose the lift determined by the stall speed. As a result, the plane can only move forward in a straight line or in gaps, and it cannot levitate while still in the air. Vertical take-off and landing helicopters do not require a runway, but their design makes them non-energy-efficient and their maximum speed capability is not satisfactory. In addition, helicopters are moderately stable in the event of a disturbance in the surrounding air stream.

Istota wynalazku.The essence of the invention.

Wolnym od przedstawionych niedogodności jest pojazd latający działający na zasadzie napędu pojazdu latającego pionowego startu i lądowania według wynalazku, co umożliwia konstruowanie pojazdu pionowego startu i lądowania, mającego możliwość uzyskania dużej prędkości, mogącego: lewitować w bezruchu, poruszać się do przodu i do tyłu, w dowolny bok, do góry i na dół, oraz dowolnie obracać się wokół pionowej osi, jak również pochylać się do przodu i do tyłu oraz na prawy lub lewy bok. Uzyskano to w ten sposób, iż zastosowano system czterech turbin powietrznych połączonych ze sobą systemem wałków napędowych, przy czym dwie turbiny powietrzne umieszczono na jednej osi po prawej stronie pojazdu, natomiast pozostałe dwie turbiny powietrzne umieszczono na jednej osi po lewej stronie pojazdu. Wałki napędowe połączone są ze sobą za pośrednictwem elementów łożyskujących osadzonych lub połączonych za pośrednictwem belek z ramą szkieletową pojazdu latającego. Turbiny powietrzne umieszczone są we wnętrzu tub przymocowanych nieruchomo do ramy szkieletowej pojazdu latającego. Wloty powietrza do wnętrza tub zabezpieczone są poprzeczkami w celu uniknięcia awarii na wypadek kolizji z ptakiem lub przedmiotem, który mógłby uszkodzić turbiny powietrzne. We wnętrzu tub a przed turbinami powietrznymi umieszczone są przepustnice ze sterowanym cyfrowo urządzeniem napędowym. Wylotowa część tub tworzy kolanko skierowujące gazy na boki pojazdu latającego. Na zakończeniu każdego kolanka tub osadzony jest pierścień łożyskujący odpowiadającą mu wylotową dyszę powietrza. Każda wylotowa dysza ma kształt kolanka. Dysze wylotowe połączone są z łożyskującym pierścieniem a ich ustawienie jest kontrolowane cyfrowo przez urządzenie napędowe. Wylotowa część dysz posiada poprzeczne żebra zwiększające precyzję ukierunkowania gazów wylotowych. Na bokach dysz wylotowych a współosiowo z pierścieniem łożyskującym, wydzielone zostały w dyszach otwory strumieni bocznych powietrza, których stopień otwarcia regulowany jest przesłonami regulowanymi cyfrowo poprzez urządzenie napędowe. W związku z tym, iż turbiny powietrzne lewej strony pojazdu latającego wydzielone zostały na jednej osi, tak jak turbiny powietrzne prawej strony pojazdu latającego, przednia część tylnych tub została odpowiednio wyprofilowana z wlotem powietrza usytuowanym powyżej tuby przedniej. Źródło napędowe pojazdu latającego połączone jest wałem głównym z przekładnią napędzającą wały pośrednie połączone z przekładniami napędzającymi połączone ze sobą wałki napędowe usytuowane we wnętrzu tub. Wał główny, wały pośrednie oraz wałki napędowe są precyzyjnie wyważone, nie mniej w związku z dużymi prędkościami obrotowymi wałków napędowych, jak również ze względu na dość znaczące siły przepływającego powietrza we wnętrzu tub, zalecane jest a żeby wałki napędowe były obudowane odpowiednimi osłonami, co zminimalizuje drgania i ewentualne odkształcenie wałków napędowych.The flying vehicle according to the invention is free from the presented disadvantages, which enables the construction of a vertical take-off and landing vehicle having the possibility of obtaining high speed, capable of: levitating while stationary, moving forward and backward, in any side, up and down, and any rotation around a vertical axis as well as leaning forward and backward and to the right or left side. This was achieved by using a system of four air turbines connected to each other by a system of drive shafts, with two air turbines placed on one axle on the right side of the vehicle, while the other two air turbines were placed on one axle on the left side of the vehicle. The drive shafts are connected to each other by means of bearing elements mounted or connected via beams to the frame of the aerial vehicle. Air turbines are placed inside the tubes fixed to the frame of the aircraft. The air inlets inside the tubes are secured with crossbars in order to avoid failure in the event of a collision with a bird or an object that could damage the air turbines. Inside the tubes and in front of the air turbines, there are throttles with a digitally controlled drive device. The outlet part of the tubes forms an elbow that directs the gases to the sides of the aircraft. At the end of each tube elbow there is a bearing ring bearing the corresponding air outlet nozzle. Each outlet nozzle is elbow-shaped. The outlet nozzles are connected to the bearing ring and their alignment is digitally controlled by the drive device. The outlet part of the nozzles has transverse ribs to increase the precision of the direction of the outlet gases. On the sides of the outlet nozzles, and coaxial with the bearing ring, openings of side air streams are separated in the nozzles, the opening degree of which is regulated by shutters digitally regulated by the drive device. Due to the fact that the air turbines of the left side of the aircraft are separated on one axis, as are the air turbines of the right side of the aircraft, the front part of the rear tubes has been appropriately profiled with the air inlet located above the front tube. The propulsion source of the aircraft is connected by the main shaft to the gear driving the intermediate shafts connected to the gears driving the interconnected drive shafts located inside the tubes. The main shaft, intermediate shafts and drive shafts are precisely balanced, not least due to the high rotational speeds of the drive shafts, as well as due to the quite significant forces of the air flowing inside the tubes, it is recommended that the drive shafts be enclosed with appropriate covers, which will minimize vibration and possible deformation of the drive shafts.

Procesy eksploatacji napędu według wynalazku przedstawiają się następująco: w pierwszej fazie przy zamkniętych przepustnicach umiejscowionych przed turbinami w tubach pojazdu, następuje uruchomienie silnika i poprzez system wałów i przekładni nabranie odpowiedniej prędkości obrotowej turbin powietrznych. W związku z tym, iż wszystkie wały są ze sobą ściśle połączone, prędkości obrotowe wszystkich turbin gazowych są takie same, a indywidualny ciąg dla poszczególnych turbin regulowany jest odpowiednim kątem otwarcia przepustnic, niezależnie dla każdej turbiny. W zależności od oczekiwań, dynamikę pojazdu określa się wybierając określoną prędkość obrotową silnika i tak pojazdThe operation processes of the drive according to the invention are as follows: in the first phase, with closed throttles located in front of the turbines in the tubes of the vehicle, the engine is started and the appropriate rotational speed of the air turbines is acquired through the system of shafts and gears. Due to the fact that all shafts are closely connected with each other, the rotational speeds of all gas turbines are the same, and the individual thrust for individual turbines is regulated by the appropriate angle of the throttle opening, independently for each turbine. Depending on the expectations, the dynamics of the vehicle is determined by selecting a specific engine speed and so the vehicle

PL 221 132 B1 latający według wynalazku przy prędkości obrotowej silnika 2.500 obr./min będzie mniej dynamiczny a niżeli przy prędkości obrotowej silnika 4.000 obr./min, przy czym prędkości obrotowe turbin powietrznych mogą się różnić od prędkości obrotowej silnika, w zależności od stopnia przełożeń zastosowanych przekładni i tak jeżeli na jeden obrót wału silnika odpowiadają cztery obroty turbin, to przy prędkości obrotowej silnika 2.500 obr./min przypadać będzie 10.000 obr./min turbin, a przy prędkości obrotowej silnika 4.000 obr./min przypadać będzie 16.000 obr./min turbin. Maksymalna moc zastosowanego silnika dobrana jest tak aby przy parametrach zastosowanych turbin i przy maksymalnie otwartych przepustnicach tub, silnik w zakresie prędkości obrotowych będących określonym zakresem eksploatacyjnym pojazdu, był obciążony maksymalnie w 70%, stosowanie tej zasady pozwoli zabezpieczyć silnik przed przeciążeniem i możliwym jego uszkodzeniem. Unoszenie pojazdu przebiega w ten sposób, iż przy zadanej prędkości obrotowej turbin, która to prędkość jest utrzymywana przez całą fazę unoszenia i rozpędzania pojazdu, pilot poprzez naciskanie pedału przyśpieszenia zwiększa kąt otwarcia przepustnic tub, co zwiększa siłę ciągu poszczególnych turbin powietrznych, przy czym wraz ze wzrostem siły ciągu turbin wzrasta obciążenie silnika, którego naturalnym objawem jest spadek prędkości obrotowej, dlatego też zastosowany jest komputerowy system sterowania kątem otwarcia przepustnicy silnika tak, aby bez względu na zmieniający się stopień obciążenia silnika utrzymywana była ta sama prędkość obrotowa turbin gazowych. W pojeździe latającym według wynalazku zastosowany jest czujnik żyroskopowy, który podczas unoszenia pojazdu przesyła informację do komputera sterującego urządzeniami napędowymi przepustnic tub, tak aby w przypadku nawet niewielkich odchyleń od płaszczyzny poziomej, korygować odpowiednio siłę ciągu poszczególnych turbin. Po wzniesieniu się pojazdu na odpowiednią wysokość, pilot ma możliwość lotu do przodu, do tyłu, w prawy bok, w lewy bok, lub obrócić pojazd o dowolny kąt wokół osi pionowej pojazdu, jak również ma możliwość pochylenia pojazdu do przodu, do tyłu, w prawo, lub w lewo. Lot do przodu przebiega w ten sposób, iż na sygnał pilota urządzenia sterujące dyszami kierunkowymi, przestawiają dysze o ustalony kąt i kierują strumienie powietrza w tył pojazdu, czego skutkiem jest przemieszczanie się pojazdu do przodu. Lot do tyłu przebiega w ten sposób, iż na sygnał pilota urządzenia sterujące dyszami kierunkowymi, przestawiają dysze o ustalony kąt i kierują strumienie powietrza w przód pojazdu, czego skutkiem jest przemieszczanie się pojazdu do tyłu. Lot w prawy bok przebiega w ten sposób, iż na sygnał pilota urządzenia sterujące przesłonami otworów wydzielonych w dyszach, otwierają otwory lewych dysz o ustaloną wielkość i kierują część strumieni powietrza w lewy bok pojazdu, czego skutkiem jest przemieszczanie się pojazdu w prawo, przy czym skierowanie części strumieni powietrza przez otwory lewych dysz sprawia zmniejszenie siły nośnej lewej strony pojazdu, dlatego czujnik żyroskopowy przesyła sygnał do komputera, który poprzez urządzenia napędowe przepustnic tub, odpowiednio zwiększa siłę ciągu turbin powietrznych po lewej stronie pojazdu. Lot w lewy bok przebiega w ten sposób, iż na sygnał pilota urządzenia sterujące przesłonami otworów wydzielonych w dyszach, otwierają otwory prawych dysz o ustaloną wielkość i kierują część strumieni powietrza w prawy bok pojazdu, czego skutkiem jest przemieszczanie się pojazdu w lewo, przy czym skierowanie części strumieni powietrza przez otwory prawych dysz sprawia zmniejszenie siły nośnej prawej strony pojazdu, dlatego czujnik żyroskopowy przesyła sygnał do komputera, który poprzez urządzenia napędowe przepustnic tub, odpowiednio zwiększa siłę ciągu turbin powietrznych po prawej stronie pojazdu. Obracanie pojazdu wokół pionowej osi przebiega w ten sposób, iż na sygnał pilota urządzenia sterujące przesłonami otworów wydzielonych w dyszach, otwierają otwory dysz leżących po przekątnej i tak obrót prawoskrętny uzyskuje się otwierając otwory dysz lewej przedniej i prawej tylnej, natomiast obrót lewoskrętny uzyskuje się otwierając otwory dysz prawej przedniej i lewej tylnej. Pojazd latający z napędem według wynalazku ma możliwość szybkiego wytracania prędkości a hamowanie pojazdem przebiega w ten sposób, iż z fazy lotu do przodu pilot ma możliwość ustawienia dysz kierunkowych w pozycję odpowiadającą fazie lotu do tyłu i uruchomienia dużej siły ciągu turbin gazowych, przy czym komputer steruje kątem otwarcia przepustnic tub tak aby tylne turbiny wytwarzały większy ciąg, a niżeli przednie, gdyż to ma za zadanie zapobiec ewentualnemu obróceniu się pojazdu podczas fazy hamowania.According to the invention, flying at an engine speed of 2,500 rpm will be less dynamic than at an engine speed of 4,000 rpm, the rotational speeds of the air turbines may differ from the rotational speed of the engine depending on the gear ratio. of the gears used and so, if one revolution of the engine shaft corresponds to four rotations of the turbines, then at the engine speed of 2,500 rpm the turbines will be 10,000 rpm, and at the engine speed of 4,000 rpm it will be 16,000 rpm. min turbines. The maximum power of the engine used is selected so that, with the parameters of the turbines used and with the tube throttles open to the maximum, the engine is loaded with a maximum of 70% in the range of rotational speeds defined in the operational range of the vehicle, the application of this principle will protect the engine against overload and possible damage to it. The vehicle is lifted in such a way that at the set rotational speed of the turbines, which speed is maintained throughout the whole phase of lifting and accelerating the vehicle, the pilot, by pressing the accelerator pedal, increases the opening angle of the tube throttles, which increases the thrust of individual air turbines, and together with an increase in the thrust of the turbines increases the engine load, the natural symptom of which is a drop in rotational speed, therefore a computer system for controlling the engine throttle opening angle is used so that the same rotational speed of gas turbines is maintained regardless of the changing degree of engine load. In the aircraft according to the invention, a gyroscopic sensor is used, which, when the vehicle is lifted, sends information to the computer controlling the drive devices of the tube throttles, so that in the case of even slight deviations from the horizontal plane, the thrust of individual turbines is properly corrected. After the vehicle has risen to the appropriate height, the pilot has the ability to fly forward, backward, to the right side, to the left side, or to rotate the vehicle by any angle around the vertical axis of the vehicle, as well as the ability to tilt the vehicle forward, backward, in right or left. The forward flight takes place in such a way that, on the pilot's signal, the devices controlling the directional nozzles adjust the nozzles by a predetermined angle and direct the air jets towards the rear of the vehicle, which results in the vehicle moving forward. The reverse flight takes place in such a way that, on the pilot's signal, the devices controlling the directional nozzles adjust the nozzles by a predetermined angle and direct the air jets towards the front of the vehicle, which results in the vehicle moving backwards. The flight to the right side proceeds in such a way that, on the pilot's signal, the devices controlling the shutters of the openings separated in the nozzles, open the holes of the left nozzles by a predetermined size and direct part of the air flows to the left side of the vehicle, which results in the vehicle moving to the right, while pointing part of the air streams through the holes of the left nozzles reduces the lift force of the left side of the vehicle, therefore the gyroscopic sensor sends a signal to the computer, which, through the drive devices of the tube throttle, increases the thrust of the air turbines on the left side of the vehicle accordingly. The flight to the left side proceeds in such a way that, on the pilot's signal, the devices controlling the shutters of the openings separated in the nozzles, open the holes of the right nozzles by a predetermined size and direct a part of the air flows to the right side of the vehicle, which results in the vehicle moving to the left, while pointing part of the air streams through the holes of the right nozzles reduces the lift force of the right side of the vehicle, therefore the gyroscopic sensor sends a signal to the computer, which, through the drive devices of the tube throttle, increases the thrust of the air turbines on the right side of the vehicle accordingly. The rotation of the vehicle around the vertical axis takes place in such a way that, on the pilot's signal, the devices that control the diaphragms of the openings in the nozzles open the nozzles diagonally, and thus a right-hand rotation is obtained by opening the left front and right rear nozzles, while the left-hand rotation is obtained by opening the holes right front and left rear nozzles. The aircraft with the propulsion according to the invention has the ability to quickly decelerate and the vehicle is braked in such a way that from the forward flight phase the pilot can set the direction nozzles to the position corresponding to the backward flight phase and activate a large thrust of gas turbines, while the computer controls the angle of opening of the tube throttles so that the rear turbines generate more thrust than the front ones, as this is to prevent possible rotation of the vehicle during the braking phase.

W celu uzyskania wysokiej stabilności pojazdu latającego, który ze względów atmosferycznych i możliwych zawirowań powietrza narażony jest na podmuchy powietrza, mogących destabilizować jego płynne unoszenie się, możliwe jest zastosowanie na bokach oraz z przodu i tyłu pojazdu czujników ciśnieniowych, które w połączeniu z czujnikiem żyroskopowym przesyłają informację do komputera sterującego, kątem otwarcia przepustnic tub, kątem ustawienia pozycji dysz kierunkowych oraz wiel4In order to obtain high stability of a flying vehicle, which, due to weather conditions and possible air turbulence, is exposed to air blasts that may destabilize its smooth floating, it is possible to use pressure sensors on the sides, front and rear of the vehicle, which, in combination with the gyro sensor, transmit information to the control computer, the angle of opening the throttle tubes, the angle of setting the position of the directional nozzles and lot4

PL 221 132 B1 kością otwarcia otworów wydzielonych w dyszach, tak aby w jak najkrótszym czasie strumienie powietrza pojazdu kontrowały podmuchy powietrza atmosferycznego występujące wokół pojazdu.By opening the holes separated in the nozzles, so that in the shortest possible time the vehicle air streams counteract the gusts of atmospheric air around the vehicle.

Pojazd latający z napędem według wynalazku w jednej z odmian posiada stateczniki pionowe i poziome.The propulsion aircraft according to the invention, in one variant, has vertical and horizontal fins.

Pojazdy latające z napędem według wynalazku mogą występować w wielu odmianach gabarytowych, jak również w wielu wersjach jeśli chodzi o ilość zastosowanych silników oraz rodzajów silników i tak jednostkami napędowymi mogą być: silniki spalinowe, silniki elektryczne lub też jednostki hybrydowe.The propulsion aircraft according to the invention can have many dimensions, as well as many versions in terms of the number of engines and types of engines used, and so the propulsion units can be: internal combustion engines, electric motors or hybrid units.

Pojazdy latające z napędem według wynalazku mogą występować w wielu odmianach jeśli chodzi o ilość i rozmieszczenie tub z przypadającymi im turbinami.The powered airplanes according to the invention may be of many variants as regards the number and arrangement of the tubes with their turbines.

Pojazdy latające z napędem według wynalazku mogą występować w odmianie z doładowaniem, gdzie we wnętrzu tub za turbinami umieszczona jest komora spalania, w której spalane jest paliwo, podnosząc tym samym siłę ciągu pojazdu, przy czym w tym przypadku tuby oraz dysze kierunkowe wykonane są z odpowiednich żaroodpornych materiałów.The propulsion aircraft according to the invention may be supercharged, where a combustion chamber is located inside the tubes behind the turbines, in which the fuel is burnt, thereby increasing the thrust of the vehicle, in which case the tubes and directional nozzles are made of appropriate heat-resistant materials.

Objaśnienie figur rysunków.Explanation of figures in drawings.

Fig. 1 - przedstawia napęd według wynalazku w widoku od góry z przekrojem tub i dysz kierunkowych.Fig. 1 - is a top view of the drive according to the invention with a cross-section of tubes and directional nozzles.

Fig. 2 - przedstawia napęd według wynalazku w perspektywie w widoku od góry z częściowym przekrojem prawych tub z ukierunkowaniem dysz dla fazystartu i lądowania pojazdu latającego.Fig. 2 - is a top perspective view of the propulsion according to the invention with a partial cross-section of the right-hand tubes with the nozzles directed for the take-off and landing phase of an aerial vehicle.

Fig. 3 - przedstawia napęd według wynalazku w perspektywie w widoku od dołu z ukierunkowaniem dysz dla fazy startu i lądowania pojazdu latającego.Fig. 3 is a bottom perspective view of the propulsion according to the invention with nozzles directed for the take-off and landing phase of the aerial vehicle.

Fig. 4 - przedstawia napęd według wynalazku w perspektywie w widoku od góry z częściowym przekrojem prawych tub z ukierunkowaniem dysz dla fazy lotu do przodu pojazdu latającego.Fig. 4 - is a top perspective view of the propulsion according to the invention with a partial section of the right-hand tubes with nozzles directed for the forward flight phase of the aerial vehicle.

Fig. 5 - przedstawia napęd według wynalazku w perspektywie w widoku od dołu z ukierunkowaniem dysz dla fazy lotu do przodu pojazdu latającego.Fig. 5 - is a bottom perspective view of the propulsion according to the invention with the nozzles directed for the forward flight phase of the aerial vehicle.

Fig. 6 - przedstawia napęd według wynalazku w perspektywie w widoku od góry z częściowym przekrojem prawych tub z ukierunkowaniem dysz dla fazy hamowania lub lotu do tyłu pojazdu latającego.Fig. 6 - is a top perspective view of the propulsion according to the invention with a partial section of the right-hand tubes with the nozzles directed for the braking phase or the reverse flight of the aerial vehicle.

Fig. 7 - przedstawia napęd według wynalazku w perspektywie w widoku od dołu z ukierunkowaniem dysz dla fazy hamowania lub lotu do tyłu pojazdu latającego.Fig. 7 - is a bottom perspective view of the propulsion according to the invention with the nozzles oriented for the braking phase or the rear flight of the aerial vehicle.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a w y n a l a z k u.P r z k ł a d w y k o n a n i a w y n a l a z k u.

Napęd pojazdu latającego pionowego startu i lądowania wykonano w ten sposób, iż zastosowano system czterech turbin powietrznych 13 połączonych ze sobą systemem wałków napędowych 10, 16, 19 i 21, przy czym dwie turbiny powietrzne 13 umieszczono na jednej osi po prawej stronie pojazdu, natomiast pozostałe dwie turbiny powietrzne 13 umieszczono na jednej osi po lewej stronie pojazdu. Wałki napędowe 10, 16, 19 i 21 połączone są ze sobą za pośrednictwem elementów łożyskujących 9, 12, 15 i 20 osadzonych lub połączonych za pośrednictwem belek 11 i 14 z ramą szkieletową pojazdu latającego. Turbiny powietrzne 13 umieszczone są we wnętrzu tub 1 i 1' przymocowanych nieruchomo do ramy szkieletowej pojazdu latającego. Wloty powietrza 24 do wnętrza tub 1 i 1' zabezpieczone są poprzeczkami 23 w celu uniknięcia awarii na wypadek kolizji z ptakiem lub przedmiotem, który mógłby uszkodzić turbiny powietrzne 13. We wnętrzu tub 1 i 1' a przed turbinami powietrznymi 13 umieszczone są przepustnice 17 ze sterowanym cyfrowo urządzeniem napędowym 18. Wylotowa część tub 1 i 1' tworzy kolanko skierowujące gazy na boki pojazdu latającego. Na zakończeniu każdego kolanka tub 1 i 1' osadzony jest pierścień 2 łożyskujący odpowiadającą mu wylotową dyszę 3 powietrza. Każda wylotowa dysza ma kształt kolanka. Dysze 3 wylotowe połączone są z łożyskującym pierścieniem 2 a ich ustawienie jest kontrolowane cyfrowo przez urządzenie napędowe 8. Wylotowa część dysz 3 posiada poprzeczne żebra 4 zwiększające precyzję ukierunkowania gazów wylotowych. Na bokach dysz 3 wylotowych a współosiowo z pierścieniem 2 łożyskującym, wydzielone zostały w dyszach 3 otwory 5 strumieni bocznych powietrza, których stopień otwarcia regulowany jest przesłonami 6 regulowanymi cyfrowo poprzez urządzenie napędowe 7. W związku z tym, iż turbiny powietrzne 13 lewej strony pojazdu latającego wydzielone zostały na jednej osi, tak jak turbiny powietrzne 13 prawej strony pojazdu latającego, przednia część tylnych tub 1' została odpowiednio wyprofilowana z wlotem powietrza 24 usytuowanym powyżej tuby 1 przedniej. Źródło napędowe 25 pojazdu latającego połączone jest wałem głównym 26 z przekładnią 27 napędzającą wały pośrednie 28 połączone z przekładniami 29 napędzającymi połączone ze sobą wałki napędowe 10, 16, 19 i 21 usytuowane we wnętrzu tub 1 i 1'. Wał główny 26, wały pośrednie 27 oraz wałki napędowe 10,The vertical take-off and landing aircraft is propelled in such a way that a system of four air turbines 13 connected with each other by a system of propeller shafts 10, 16, 19 and 21 was used, with two air turbines 13 placed on one axis on the right side of the vehicle, while the other two air turbines 13 are placed on one axle on the left side of the vehicle. The drive shafts 10, 16, 19 and 21 are connected to each other by means of bearing elements 9, 12, 15 and 20 mounted or connected via the beams 11 and 14 to the carcass frame of the aerial vehicle. Air turbines 13 are placed inside the tubes 1 and 1 'fixedly attached to the carcass of the aerial vehicle. The air inlets 24 to the inside of the tubes 1 and 1 'are secured with crossbars 23 in order to avoid failure in the event of a collision with a bird or an object that could damage the air turbines 13. Inside the tubes 1 and 1' and in front of the air turbines 13 there are dampers 17 with a digitally controlled propulsion device 18. The outlet portion of the tubes 1 and 1 'forms an elbow to direct the gases to the sides of the aircraft. At the end of each elbow of tubes 1 and 1 ', a ring 2 bearing the corresponding air outlet nozzle 3 is mounted. Each outlet nozzle is elbow-shaped. The outlet nozzles 3 are connected to the bearing ring 2 and their alignment is digitally controlled by the drive device 8. The outlet part of the nozzles 3 has transverse ribs 4 increasing the precision of directing the exhaust gases. On the sides of the 3 outlet nozzles and coaxial with the bearing ring 2, 3 openings of 5 side air streams are separated in the nozzles, the opening degree of which is regulated by shutters 6 digitally controlled by the drive device 7. Due to the fact that the air turbines 13 on the left side of the aircraft are separated on one axis, like the air turbines 13 of the right side of the aircraft, the front part of the rear tubes 1 'has been appropriately profiled with the air inlet 24 located above the front tube 1. The propulsion source 25 of the aircraft is connected to the main shaft 26 with a gear 27 driving the intermediate shafts 28 connected to the gears 29 driving the interconnected drive shafts 10, 16, 19 and 21 located inside the tubes 1 and 1 '. Main shaft 26, intermediate shafts 27 and drive shafts 10,

PL 221 132 B1PL 221 132 B1

16, 19 i 21 są precyzyjnie wyważone, nie mniej w związku z dużymi prędkościami obrotowymi wałków napędowych 10, 16, 19 i 21, jak również ze względu na dość znaczące siły przepływającego powietrza we wnętrzu tub 1 i 1', zalecane jest ażeby wałki napędowe 10, 16, 19 i 21 były obudowane odpowiednimi osłonami, co zminimalizuje drgania i ewentualne odkształcenie wałków napędowych 10, 16, 19 i 21.16, 19 and 21 are precisely balanced, not least due to the high rotational speeds of the drive shafts 10, 16, 19 and 21, as well as due to the quite significant forces of the air flowing inside the tubes 1 and 1 ', it is recommended that the drive shafts 10, 16, 19 and 21 were enclosed with suitable shields to minimize vibration and possible deformation of the drive shafts 10, 16, 19 and 21.

Zastosowanie wynalazku.Use of the invention.

Pojazdy latające według wynalazku mogą mieć szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki na przykład w konstruowaniu pojazdów dla: policji, służby zdrowia, straży pożarnej, wojska, wszelkich służb szybkiego reagowania, transportu towarowego, transportu osobowego zarówno pojazdów jedno i kilku osobowych jak również pojazdów kilkudziesięciu lub kilkuset osobowych typu Air-bus. Ze względu na swoją specyfikę, napęd pojazdu latającego pionowego startu i lądowania pozwala na konstruowanie pojazdów latających mogących być wyposażonych w system spadochronu lub spadochronów, dających blisko 100% gwarancję bezpiecznego podróżowania takim pojazdem.The aircraft according to the invention can be widely used in many areas of the economy, for example in the construction of vehicles for: police, health service, fire brigade, army, all rapid response services, freight transport, passenger transport, both single and several passenger vehicles, as well as several dozen or so vehicles. several hundred passenger Air-buses. Due to its specificity, the propulsion of a vertical take-off and landing aircraft allows the construction of flying vehicles that can be equipped with a parachute or parachute system, which gives almost 100% guarantee of safe travel in such a vehicle.

Claims

1.A vertical take-off and landing vehicle propulsion equipped with an engine (25) and gears (27 and 29), characterized in that it comprises at least four tubes (1 and 1 '), each pair of tubes (1 and 1') consisting of the front (1) and rear (1 ') tube, it is located on separate axles situated symmetrically on the right and left sides of the aircraft axis, with a turbine (13) placed in each tube (1 and 1') and situated between the air inlet (24) to the tube (1 and 1 ') and the turbine (13) a throttle (17) to regulate the thrust generated by the turbine (13) and each tube (1 and 1') includes at the outlet of the tube (1 and 1 ' ) the movable discharge nozzle (3).

2. The drive according to claim The method of claim 1, characterized in that the four turbines (13) used are driven and connected to each other by a system of drive shafts (10, 16, 19 and 21).

3. The drive according to claim The process of claim 1, characterized in that the turbine (13) is an air turbine.

4. The drive according to claim 6. A method as claimed in claim 1, characterized in that the movable outlet nozzle (3) is mounted in a ring (2) mounted on the outlet of the tube (1 and 1 ').

5. The drive according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the outlet nozzle (3) is provided with a side opening (5) provided with a movable shutter (6).

6. The drive according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the inlet (24) to the tube (1 and 1 ') is disposed obliquely to the longitudinal axis of the tube (1 and 1') and is provided with safety crossbars (23).

7. The drive according to claim The tube according to claim 1, characterized in that the front tube (1) is a straight tube and the rear tube (1 ') is a profiled tube with an air inlet (24) located above the front tube (1).

8. The drive according to claim 4. The apparatus of claim 1, characterized in that it is equipped with two engines, one of which drives the turbines (13) located on the right side of the vehicle, while the other drives the turbines (13) on the left side of the vehicle.

9. The drive according to claim A method as claimed in claim 1, characterized in that it is provided with two motors which together drive the intermediate shafts (28) which, via gears (29), drive the drive shafts (10, 16, 19 and 21) of the turbines (13).