Летающий автомобиль - уже РЕАЛЬНОСТЬ?

Думающие люди надеются на...

Уже почти век прошел с того момента, как появилась идея заставить автомобиль летать (не только вниз :-). Но до сих пор практически все известные разработчики используют две основные концепции - помесь авто с самолетом или вертолетом, которые уже выдали практически все, на что способны. Однако энтузиасты продолжают пытаться выжать из них последние капли возможностей, но принципиальных прорывов что-то не видно. Ну, это и понятно - у человечества пока нет других подходящих вариантов. Дирижабль и автожир не подходят на эту роль по известным причинам. Остается еще ракета, но она не является общественным видом, т.е. не умеет корректно вести себя в обществе. И в самом деле, представьте себе авто-ракету - да она же будет гораздо более худшим монстром, чем современный нелетающий автомобиль. Огонь, грохот, потоки раскаленных газов и т.п. ... Ужас!

Поэтому до массового производства этого актуального на сегодняшний день вида транспорта никак не дойдет...

...Думающие люди надеются на воплощение принципов полета птиц или насекомых. Пожалуй, это было бы неплохим решением. Но, к сожалению, сколь-нибудь удовлетворительных практических результатов пока нет. Возможно, что это перспективное направление когда-нибудь даст лучшее решение проблемы. Хотя, может оказаться и так, что габариты летающих обьектов такого принципа действия ограничены какими-то законами. А человеку нужны размеры, сответствующие его телу. Самый главный камень преткновения, очевидно, заключается в инерции массы. Т.е. махать маленьким крылом - это одно. А большим (значит, тяжелым) - это совсем другое. Чтобы направить его обратно в конце цикла, требуются неоправданные расходы мощности, которые негативно отражаются на характеристиках аппарата типа "махолет". Однако, можно предложить кое-что другое.

Я изобрел принципиально новый движитель, на основе которого можно создать эффективный, массовый, удобный в эксплуатации вариант летающего автомобиля.

Это устройство для преобразования механического крутящего момента от любого двигателя в энергию направленного воздушного потока, характеризующегося мощными циклическими импульсами большой частоты с большим ускорением и относительно малым объемом переносимого воздуха, что ставит его в ряд между самолетным (вертолетным) пропеллером и реактивным ракетным двигателем (РРД).

Говоря простым языком, это механическое преобразование вращательного движения в реактивное. Отправной точкой послужил принцип полета насекомого, хотя в результате дорога увела меня очень далеко...

Главным действующим принципом в этом устройстве являеся импульс. Например, попробуйте забить гвоздь в пол молотком. Не сомневаюсь, что для этого будет достаточно 2-3 ударов. А попробуйте этот же гвоздь (или даже меньший) загнать в пол постепенным давлением - например, накладывая на него кирпичи. Условно будем считать, что кирпичи не падают. Как вы думаете, сколько понадобится кирпичей? Правильно, очень много. А сколько работы (энергии) будет затрачено на то, чтобы их переместить в нужную точку пространства? Несоизмеримо с работой молотком. Правда, можно наехать на гвоздь танком, например. Тоже быстро и сердито. Но, опять-таки, сравните с молотком...

От РРД мое устройство (импульсно-роторный агрегат - ИРА) отличается:

Принцип действия -
1. Использование кратковременных импульсов ускоренных выбросов сжатого воздуха из рабочей камеры, которые создаются с помощью вращающегося ротора особой формы без использования процессов горения и создания высокого давления.
2. В качестве непосредственного двигателя для устройства можно использовать любой известный двигатель, но лучше всего подойдет электрический двигатель (ЭД), как наиболее управляемый по мощности и скорости вращения. Питание ЭД может осуществлятся как от бортовой электростанции (любого типа - от паровой машины до дизеля), так и от аккумуляторов или солнечных батарей.

Преимущества -
1. Гораздо более низкая температура работы - немногим больше температуры окружающей среды (что существенно как для рабочих органов самого аппарата, так и для окружающего пространства).
2. Гораздо более низкое давление в рабочей камере - приблизительно не более 2-3 кгс/см2.
3. Отсутствие вредных выбросов в виде отработавшего ракетного топлива.
4. Более низкий уровень шума - возможно, дополнительными мерами его удастся снизить почти до нулевого уровня (о шуме сразу возникают сомнения, но могу отдельно аргументировать).
5. Возможностью более плавно регулировать исходящую (тяговую) мощность в очень широких пределах.
6. Большей экономичностью - за счет использования более низких режимов работы по температуре и давлению, использования дешевых видов топлива.

Недостатки -
1. Работает только в атмосфере, в достаточно плотных слоях.
2. Мощность (производительность) напрямую связана с габаритами агрегата, которые являются менее компактными, чем РРД.
3. Большей инерцией - для изменения режима работы (включения-выключения, разгона-торможения) требуется большее время, хотя и небольшое (порядка нескольких секунд).

От пропеллера ИРА отличается:

Принцип действия -
1. В результате работы ИРА получаются кратковременные, ускоренные, резкие выбросы воздуха, напоминающие непрерывные холостые выстрелы из духового ружья, но с большей производительностью и частотой - вместо непрерывного мощного потока воздуха, рассеивающего впустую бОльшую часть энергии. Частота - в зависимости от числа оборотов ротора (100 Гц - легко).

Преимущества -
1. БОльшая эффективность за счет большей скорости воздушного потока (в несколько раз) и за счет его меньшего рассеивания.
2. Большая экономичность - за счет большей эффективности.
3. Меньший уровень шума и производимого ветра.
4. Значительная компактность - при одинаковой грузоподъемности ИРА будет в несколько раз меньше.

Недостатки -
1. Явных недостатков пока не обнаружено.
2. Возможно, на больших скоростях вращения ротора преимущества эффективности будут нивелироваться.
3. Возможно, в связи с тем, что производительность связана с габаритами устройства, при достижении какого-то максимального размера дальнейший прирост мощности будет ограничен. В этом случае по максимальной мощности/грузоподъемности ИРА проиграет пропеллеру. Но это можно компенсировать количеством установленных агрегатов на одном аппарате.

ИРА состоит из 3-х основных частей - кожуха, ротора сложной формы и секретной части. Ротор в общих чертах представляет собой удлиненный вал с насаженными на него рабочими органами в виде продольных возвышений. Выхлоп осуществляется через продольное отверстие в кожухе.

Исходя из вышеизложенного, представляется возможным использование ИРА для создания летательного аппарата (ЛА) принципиально нового типа, а также дополнительного оснащения (при конструктивной переделке) существующих (самолетов), что позволит сочетать их полетные качества с вертикальным взлетом-посадкой. Так же можно устанавливать ИРА на дирижабли в качестве маршевого двигателя. Вертолет, вероятно, сойдет со сцены.

На основе ИРА можно создать летательный аппарат, обладающий следующими параметрами:

Габариты, внешняя форма, устройство салона примерно такие же, как у существующих легковых автомобилей. Главное отличие - отсутствие колес, которые будут просто ненужны, т.к. аппарат будет настолько точно и четко управляемым на любой высоте, вплоть до минимальной, что сможет двигаться по существующим дорогам наподобие судна на воздушной подушке. При этом количество выбрасываемого воздуха будет на порядок меньшим, чем у вышеупомянутого, поэтому почти не будет создавать помех окружающим. Но, учитывая способность аппарата к свободному полету, вероятно, передвижение по дорогам будет сведено к минимуму - например, подъезду к месту парковки в местах, перенасыщенных подобными аппаратами (в целях безопасности), въезду в крытые помещения типа гаражей, или в случаях незначительного изменения местоположения аппарата на стоянке. Кроме этого, ЛА придется оснастить дополнительными окнами в крыше и днище. ИРА можно будет разместить либо под днищем, в результате чего высота транспортного средства несколько увеличится (примерно на 0,3-0,5 м), или по периметру за габаритами салона, что при снижении высоты на те же 0,3 м (дорожный просвет) даст увеличение общих габаритов примерно на метр-полтора на сторону.

На одном ЛА необходимо будет использовать минимум 4 ИРА - по сторонам прямоугольника. При этом пара боковых будет создавать подъемную силу (так же ее можно использовать для перемещения ЛА в боковую сторону от основного пути движения). Передний и задний ИРА будут использоваться для движения вперед-назад, а так же для ускоренного набора высоты. Все ИРА так же используются для поддержания ЛА в равновесии (в горизонтальном положении).

Для небольшого грузового варианта можно предложить следующую схему: прямоугольный контейнер, стоящий на земле, на высоте 2 м по периметру окружен выступом около 1 метра шириной и высотой 0,5 м (общая высота - 2,5 м). Кабина пилота находится впереди. При этом передний ИРА находится под ней. На крыше контейнера (пространство между ИРА) находятся топливные баки и энергетическая установка. При этой схеме, благодаря нулевому уровню пола, погрузка-разгрузка (особенно вручную) становится очень удобной.

По такому же принципу можно создать пассажирский вариант типа автобуса.

Так же можно использовать аппараты этого типа для выполнения многих служебно-хозяйственных задач - например, в качестве подъемного крана на стройке или для выполнения спасательных работ.

Для увеличения экономичности (и безопасности) можно дополнительно использовать складное дельтавидное крыло (раскрывающееся в полете), которое можно использовать для более длительных перелетов вне города, при отключении большей части ИРА.

Впрочем, вполне вероятны и другие технические и дизайнерские решения.

Безопасность.

При выходе из строя во время полета одного (любого) ИРА катастрофической ситуации не возникает. На трех ИРА можно в спокойном режиме приземлится достаточно точно в выбранном месте. В случае необходимости можно даже продолжать полет на небольшой скорости до необходимого пункта назначения. В случае поломки двух ИРА - на противоположных сторонах - возможность благополучной посадки остается, хотя и с меньшей управляемостью. В качестве дополнительного увеличения надежности можно использовать установку двух электродвигателей на 1 ИРА.

В случае поломки двух ИРА на смежных сторонах использование двух других приведет к опрокидыванию ЛА. Поэтому придется прибегнуть с дополнительному средству - парашюту. К его помощи придется прибегнуть так же в случае поломки энергетической установки (при полном отсутствии электроэнергии - даже в аккумуляторах).

Но применение 4-х ИРА представляется целесообразным лишь на самых дешевых, или же на маленьких, одноместных ЛА. Базовый вариант - 6 ИРА, из них 4 боковых. Это увеличит надежность эксплуатации и, кроме того, улучшит маневренность ЛА. Так как для разворота вокруг вертикальной оси в 4-х ИРА варианте необходим дополнительный вертикальный винт - оптимально в хвостовой части. При наличии 4-х боковых ИРА можно осуществлять разворот путем использования диагонально противоположных пар. Вообще же управление ИРА сводится к регулировке скорости вращения каждого отдельно взятого ИРА (в балансе с другими) и изменении его наклона по отношению к вертикали. Поэтому ЛА-ИРА будет обладать очень большой маневренностью, сможет тормозить на любой скорости, резко менять направление полета.

В случае зависания на месте можно добится значительной устойчивости против действия ветра таким образом: все ИРА работают в необходимом режиме скорости под наклоном 45 градусов от вертикали в стороны от ЛА. Боковой не очень сильный ветер можно легко компенсировать изменением режима вращения какого-либо ИРА (под управлением компьютера). Вертикальные, или что чаще, наклонные ветры, компенсируются как вращением, так и наклоном ИРА. Общая устойчивость ЛА будет зависеть от времени реагирования аппаратуры управления на изменения внешней обстановки, и в случае не очень порывистого ветра (при любой его скорости) будет довольно стабильной.

Управление ЛА-ИРА предполагается комбинированное - человек+компьютер. Человек задает общее направление движения, в соответствии с этим компьютер вычисляет и задает параметры работы ИРА, а также учитывает направление и силу внешнего ветра. Такой способ управления вполне доступен для любого водителя автомобиля. Для полностью ручного управления потребуется бОльшее искусство пилота, чем у рядового пользователя. Оно может осуществлятся с помощью одного джойстика (направление движения по горизонтали) и регулятора мощности (движение по вертикали).

Считаю, что все заявленные параметры легко осуществимы. Механизм ИРА, при относительной сложности формы ротора, является гораздо более простым, чем ДВС и не требует регулировки. Используемые материалы в стандартном варианте не являются дефицитными. Это пластик, сталь, аллюминий, титан и т.п. Наращивание мощности на единицу массы аппарата возможно как за счет увеличения габаритов ИРА, так и за счет увеличения скорости вращения (в этом случае, вероятно, придется увеличивать прочность ротора). Также форма ротора не является единственно возможной, путем экспериментов (или расчетов) можно подобрать наиболее эффективную для каждой весовой категории ЛА.

Таким оразом, ЛА на основе ИРА обладает следующими преимуществами перед традиционными:
1. Компактность.
2. Маневренность.
3. Экономичность.
4. Надежность.
5. Простота обслуживания и производства.

Источник: Домашний Бизнес