RU2328383C1 - Electrodynamic apparatus flight course control method - Google Patents
Electrodynamic apparatus flight course control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328383C1 RU2328383C1 RU2006134755/11A RU2006134755A RU2328383C1 RU 2328383 C1 RU2328383 C1 RU 2328383C1 RU 2006134755/11 A RU2006134755/11 A RU 2006134755/11A RU 2006134755 A RU2006134755 A RU 2006134755A RU 2328383 C1 RU2328383 C1 RU 2328383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- faces
- along
- symmetry
- panel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 title claims description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области воздухоплавания, а именно к технологии управления курсом, креном и тангажом летательного аппарата, движение которого основано на законах электродинамики, в частности действующих при приложении к аппаратам профилированного электрического поля, и может быть использовано в технике видео, ауди и метеонаблюдениях при ликвидации чрезвычайных ситуаций, катастроф, стихийных бедствий и других аномалий, а также в других отраслях.The invention relates to the field of aeronautics, and in particular to the technology of controlling the heading, roll and pitch of an aircraft, the movement of which is based on the laws of electrodynamics, in particular when applied to the apparatus of a profiled electric field, and can be used in video, audio and meteorological observations when eliminating emergency situations, disasters, natural disasters and other anomalies, as well as in other industries.
Известны способы управления полетом электродинамических аппаратов, заключающиеся в том, что внутри аппарата создают электрическое поле между электродами путем приложения к их клеммам электрического напряжения, при этом электроды располагают друг над другом вдоль оси симметрии аппарата, а отрицательный электрод выполняют в форме многоугольной фигуры, состоящей из n плоских граней [патенты США №2949550, НКИ 310-5, запатентован 16.08.60 г.и №3187206, НКИ 310-5, запатентован 01.06.65, аналоги прилагаются].Known methods of controlling the flight of electrodynamic apparatuses, namely, that inside the apparatus create an electric field between the electrodes by applying electric voltage to their terminals, while the electrodes are placed one above the other along the axis of symmetry of the apparatus, and the negative electrode is made in the form of a polygonal figure, consisting of n flat faces [US patents No. 2949550, NKI 310-5, patented 08.16.60 and No. 3187206, NKI 310-5, patented 01.06.65, analogues are attached].
Новым явлением, используемым в этих аппаратах, является то, что впервые была подтверждена возможность создания усилия тяги, приводящего в движение аппарат, за счет создания электростатического потенциала между двумя электродами определенной конфигурации. Чем больше габариты аппаратов, в частности площади отрицательного электрода, представляющих собой совокупность элементов, собранных в систему, тем больше усилие тяги. Недостатком таких аппаратов следует считать невозможность управления их движением, ориентации направления движения и стабилизации положения аппаратов в пространстве.A new phenomenon used in these devices is that for the first time the possibility of creating a traction force driving the apparatus by confirming the creation of an electrostatic potential between two electrodes of a certain configuration was confirmed. The larger the dimensions of the apparatus, in particular the area of the negative electrode, which is a combination of elements assembled into the system, the greater the traction force. The disadvantage of such devices is the impossibility of controlling their movement, orienting the direction of movement and stabilizing the position of the devices in space.
Наиболее близким и современным техническим решением к заявляемому представляется способ управления полетом электродинамического аппарата, заключающийся в том, что внутри аппарата создают электрическое поле между электродами путем приложения к их клеммам электрического напряжения, при этом электроды располагают друг над другом вдоль оси симметрии аппарата, а отрицательный электрод выполняют в форме многоугольной фигуры, состоящей из n плоских граней, кромки которых, обращенные в сторону положительного электрода, по всей длине грани закругляют, причем грани своими плоскостями ориентируют параллельно оси симметрии (прилагаются снимки действующих макетов аппарата, которые демонстрировались: 1-й макет на Общероссийском образовательном форуме в апреле 2006 г. в Сокольниках, Москва; 2-й макет на Выставке научно-технического творчества молодежи 2006 г. в ВВЦ, Москва).The closest and most modern technical solution to the claimed one is a method of controlling the flight of an electrodynamic apparatus, which consists in creating an electric field between the electrodes inside the apparatus by applying electric voltage to their terminals, while the electrodes are placed one above the other along the symmetry axis of the apparatus, and the negative electrode performed in the form of a polygonal figure, consisting of n flat faces, the edges of which, facing the positive electrode, along the entire length of the face they round off, and the faces are oriented parallel to the axis of symmetry with their planes (attached are pictures of the current mock-ups of the apparatus, which were demonstrated: the first mock-up at the All-Russian Educational Forum in April 2006 in Sokolniki, Moscow; the second mock-up at the Exhibition of Scientific and Technical Creativity of Youth 2006 in the All-Russian Exhibition Center, Moscow).
Представленный способ управления курсом полета электродинамического аппарата разработан заявителем. Масса действующих макетов не превышает 7...8 г, а полезный груз может достигать 9...11 г. Недостатком этого технического решения являются ограниченные возможности управления полетом только воспроизведением вертикального подъема аппарата и отсутствие возможности управления траекторией полета в других направлениях.The presented method for controlling the flight path of an electrodynamic apparatus was developed by the applicant. The mass of existing models does not exceed 7 ... 8 g, and the payload can reach 9 ... 11 g. The disadvantage of this technical solution is the limited ability to control the flight only by reproducing the vertical elevation of the aircraft and the lack of the ability to control the flight path in other directions.
Техническим результатом изобретения является обеспечение заданных ориентации, стабилизации и управления траекторией движения аппарата (в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях) в условиях воздействия термодинамических возмущений окружающей среды, за счет обеспечения профилированного электрического поля, достигаемого взаимной подвижностью граней второго (отрицательного) электрода.The technical result of the invention is to provide the specified orientation, stabilization and control of the trajectory of the apparatus (in horizontal, vertical and inclined directions) under the influence of thermodynamic disturbances of the environment, by providing a profiled electric field achieved by the mutual mobility of the faces of the second (negative) electrode.
Сущность изобретения заключается в том, что внутри аппарата создают электрическое поле между электродами путем приложения к их клеммам электрического напряжения, при этом электроды располагают друг над другом вдоль продольной оси симметрии аппарата, отрицательный электрод выполняют в форме многоугольной в плане фигуры, состоящей из n плоских граней, кромки которых, обращенные в сторону положительного электрода, по всей длине грани закругляют, причем в вертикальном положении грани своими плоскостями ориентируют параллельно указанной оси симметрии, причем для обеспечения движения в заданном направлении, а также вращения и ориентации аппарата относительно указанной оси его симметрии плоские грани отрицательного электрода принудительно отклоняют как раздельно, так и совместно относительно своих осей, проходящих вдоль закругленных кромок, на угол не менее ±15° от вертикального положения граней.The essence of the invention lies in the fact that inside the apparatus an electric field is created between the electrodes by applying an electric voltage to their terminals, while the electrodes are arranged one above the other along the longitudinal axis of symmetry of the apparatus, the negative electrode is made in the form of a polygonal figure consisting of n plane faces , the edges of which are turned towards the positive electrode, rounded along the entire length of the face, and in the vertical position of the face with their planes orient parallel to the specified symmetry, moreover, to ensure movement in a given direction, as well as rotation and orientation of the apparatus relative to the specified axis of symmetry, the flat faces of the negative electrode are forcibly rejected separately or together with respect to their axes passing along the rounded edges by an angle of at least ± 15 ° from the vertical position of the faces.
Кроме того, в предпочтительном варианте отклоняют указанные грани внутрь или наружу на углы, зависящие от внешнего воздействия окружающей среды, одновременно изменяя напряжение электрического питания электродов.In addition, in a preferred embodiment, these faces are deflected inward or outward by angles depending on external environmental influences, while simultaneously changing the voltage of the electric supply to the electrodes.
На чертеже показан общий вид аппарата, на котором реализуется способ.The drawing shows a General view of the apparatus on which the method is implemented.
Способ управления курсом полета электродинамического аппарата, заключающийся в том, что внутри аппарата создают электрическое поле между электродами 1 и 2 путем приложения к их клеммам электрического напряжения, при этом электроды 1 и 2 располагают друг над другом вдоль оси O-O симметрии аппарата, а отрицательный электрод 2 выполняют в форме многоугольной в плане фигуры. В варианте исполнения может быть предусмотрена диэлектрическая оболочка 3, наполняемая инертным газом.The method of controlling the flight path of the electrodynamic apparatus, which consists in creating an electric field between the electrodes 1 and 2 inside the apparatus by applying an electric voltage to their terminals, while the electrodes 1 and 2 are placed one above the other along the axis OO of the apparatus symmetry, and the negative electrode 2 perform in the form of a polygonal in terms of shape. In an embodiment, a dielectric sheath 3 filled with an inert gas may be provided.
Электрод 2 состоит из n плоских граней 6, кромки которых, обращенные в сторону положительного электрода 1, по всей длине грани закругляют. Грани 6 своими плоскостями в вертикальном положении ориентируют параллельно оси O-O симметрии и принудительно отклоняют как раздельно, так и совместно относительно своих осей, проходящих вдоль закругленных кромок, на угол не менее ±15°, а так же вращают аппарат относительно вертикальной оси O-O симметрии.The electrode 2 consists of n flat faces 6, the edges of which, facing the positive electrode 1, are rounded along the entire length of the face. Facets 6 with their planes in a vertical position are oriented parallel to the O-O axis of symmetry and are forcedly rejected both separately and jointly relative to their axes passing along the rounded edges by an angle of at least ± 15 °, and they also rotate the device relative to the vertical O-O axis of symmetry.
Электрическое поле между электродами 1 и 2 создают бортовым источником электрического напряжения. Отклонение граней 6 электрода 2 от своих вертикальных (начальных) положений осуществляют относительно оси, проходящей внутри закругленных кромок граней 6, на угол ±15° с помощью радиоуправляемых рулевых машинок 5, которые устанавливают в соединительных узлах 4 каркаса. Грани 6 электрода 2 выполняют автономными друг от друга с возможностью принудительного поворота каждой из граней посредством рулевых машинок 5 привода вокруг осей, проходящих вдоль закругленных кромок граней 6 электрода 2, причем продольные размеры граней 6 выполнены меньшими, чем продольные размеры сторон объемной рамки с тем, чтобы был обеспечен беспрепятственный поворот плоским граням 6 как раздельно, так и совместно.The electric field between the electrodes 1 and 2 create an onboard source of electrical voltage. The deviation of the faces 6 of the electrode 2 from its vertical (initial) positions is carried out relative to the axis passing inside the rounded edges of the faces 6, by an angle of ± 15 ° using radio-controlled steering machines 5, which are installed in the connecting nodes 4 of the frame. The faces 6 of the electrode 2 are autonomous from each other with the possibility of forced rotation of each of the faces by means of steering gears 5 of the drive around the axes passing along the rounded edges of the faces 6 of the electrode 2, and the longitudinal dimensions of the faces 6 are smaller than the longitudinal dimensions of the sides of the volumetric frame, to ensure unobstructed rotation of the flat faces 6 both separately and jointly.
Количество машинок 5 выбирают равным числу n граней 6. В предложенном фрагменте выбрано n=4. Все элементы аппарата установлены и закреплены на диэлектрическом каркасе. Источник питания, рулевые машинки и каркас на чертеже не показаны. Функцией создания электрического поля, управления работой машинок 5 обеспечивают с наземного пункта по радиоканалу.The number of cars 5 is chosen equal to the number n of faces 6. In the proposed fragment, n = 4 is selected. All elements of the apparatus are installed and fixed on a dielectric frame. The power source, steering machines and frame are not shown in the drawing. The function of creating an electric field, controlling the operation of machines 5 is provided from a ground station via a radio channel.
Величина прилагаемого напряжения на клеммы электродов измеряется в тысячах вольт и зависит от размеров и массы аппарата. Скорость движения аппарата в горизонтальном направлении определяется величиной угла отклонения граней от их начального положения, а подъемная сила аппарата определяется в основном величиной приложенного напряжения к клеммам электродов.The magnitude of the applied voltage to the terminals of the electrodes is measured in thousands of volts and depends on the size and weight of the apparatus. The speed of the apparatus in the horizontal direction is determined by the angle of deviation of the faces from their initial position, and the lifting force of the apparatus is determined mainly by the magnitude of the applied voltage to the terminals of the electrodes.
При воздействии на электродинамический аппарат, согласно изобретению термодинамических возмущений окружающей среды (ветер, давление, температура и влажность), для стабилизации положения аппарата в пространстве необходимо отклонять грани внутрь или в наружу на углы в зависимости от внешнего возмущения окружающей среды и одновременно изменять напряжение электрического питания электродов.When exposed to an electrodynamic apparatus, according to the invention of thermodynamic disturbances of the environment (wind, pressure, temperature and humidity), to stabilize the position of the apparatus in space, it is necessary to deflect the edges inward or outward by angles depending on the external disturbance of the environment and at the same time change the voltage of the electric power supply electrodes.
Работает способ следующим образом.The method works as follows.
Заправляют аппарат электрической энергией и загружают полезный груз. Радиоуправляемым устройством с пункта управления полетом проверяют способность граней электрода 2 отклоняться как раздельно, так и совместно относительно своих начальных положений.Refuel the device with electric energy and load the payload. The radio-controlled device from the flight control point checks the ability of the faces of the electrode 2 to deviate both separately and jointly with respect to their initial positions.
После проведенного теста принимают решение о старте аппарата. Для этого создают между электродами электрическое поле путем подачи на клеммы электродов электростатического напряжения величиной, определяемой габаритами и массой аппарата. При подаче на электроды напряжения аппарат при начальном положении граней поднимается вертикально вверх.After the test, they decide on the start of the device. To do this, an electric field is created between the electrodes by applying electrostatic voltage to the terminals of the electrodes in an amount determined by the dimensions and mass of the apparatus. When voltage is applied to the electrodes, the apparatus rises vertically upward at the initial position of the faces.
Для обеспечения движения по наклонной траектории вверх отклоняют две противоположные грани второго электрода в одну сторону и увеличивают подъемную силу, т.е. увеличивают напряжение на клеммах электродов.To ensure movement along an inclined path upward, two opposite faces of the second electrode are deflected in one direction and the lifting force is increased, i.e. increase the voltage at the terminals of the electrodes.
Для обеспечения движения по наклонной траектории вниз две противоположные грани оставляют в прежнем положении, но уменьшают подъемную силу, т.е. уменьшают напряжение.To ensure movement along an inclined path downward, two opposite faces are left in the same position, but they reduce the lifting force, i.e. reduce stress.
Для обеспечения вращения и ориентации аппарата вокруг вертикальной оси O-O симметрии пару смежных граней отклоняют на одинаковые углы и оставляют другую смежную пару граней неподвижно.To ensure rotation and orientation of the apparatus around the vertical axis of O-O symmetry, a pair of adjacent faces are rejected at equal angles and another adjacent pair of faces is left motionless.
Для обеспечения прямолинейного движения в горизонтальной плоскости отклоняют две противоположные грани в одну сторону, а для движения в противоположную сторону отклоняют те же грани в противоположном направлении.To ensure rectilinear movement in the horizontal plane, two opposite faces are rejected in one direction, and for movement in the opposite direction, the same faces are rejected in the opposite direction.
При горизонтальном движении в перпендикулярном направлении выше описанным отклоняют две другие противоположные грани. Если отклоняют одновременно все грани, причем две смежные во внутрь, а противоположные им грани - наружу, то аппарат будет перемещаться по диагонали.With horizontal movement in the perpendicular direction as described above, two other opposite faces are rejected. If all faces are rejected at the same time, two adjacent inward and the opposite sides outward, then the device will move diagonally.
При движении аппарата в противоположном диагональном направлении знаки углов отклонения граней изменяют на противоположные. Все остальные комбинации управления траекторией движения аппарата следуют из вышеприведенных действий.When the apparatus moves in the opposite diagonal direction, the signs of the angles of deviation of the faces are reversed. All other combinations of controlling the trajectory of the apparatus follow from the above actions.
Положительным результатом изобретения является обеспечение заданной ориентации, стабилизации и управления траекторией движения аппарата (горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях) в условиях воздействия термодинамических возмущений окружающей среды, за счет обеспечения профилированного электрического поля, достигаемого взаимной подвижностью граней второго электрода.A positive result of the invention is the provision of a given orientation, stabilization and control of the trajectory of the apparatus (horizontal, vertical and inclined directions) under the influence of thermodynamic disturbances of the environment, by providing a profiled electric field achieved by the mutual mobility of the faces of the second electrode.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134755/11A RU2328383C1 (en) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | Electrodynamic apparatus flight course control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134755/11A RU2328383C1 (en) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | Electrodynamic apparatus flight course control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134755A RU2006134755A (en) | 2008-04-10 |
| RU2328383C1 true RU2328383C1 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39680655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134755/11A RU2328383C1 (en) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | Electrodynamic apparatus flight course control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2328383C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1003484A (en) * | 1947-01-10 | 1952-03-18 | Reaction propulsion process and devices for very high speed mobiles | |
| US2949550A (en) * | 1957-07-03 | 1960-08-16 | Whitehall Rand Inc | Electrokinetic apparatus |
| US3071705A (en) * | 1958-10-06 | 1963-01-01 | Grumman Aircraft Engineering C | Electrostatic propulsion means |
| US3187206A (en) * | 1958-05-09 | 1965-06-01 | Electrokinetics Inc | Electrokinetic apparatus |
| RU2268542C2 (en) * | 2000-07-21 | 2006-01-20 | Марк Р. ТОМИОН | Generator of electro-dynamic field |
-
2006
- 2006-10-03 RU RU2006134755/11A patent/RU2328383C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1003484A (en) * | 1947-01-10 | 1952-03-18 | Reaction propulsion process and devices for very high speed mobiles | |
| US2949550A (en) * | 1957-07-03 | 1960-08-16 | Whitehall Rand Inc | Electrokinetic apparatus |
| US3187206A (en) * | 1958-05-09 | 1965-06-01 | Electrokinetics Inc | Electrokinetic apparatus |
| US3071705A (en) * | 1958-10-06 | 1963-01-01 | Grumman Aircraft Engineering C | Electrostatic propulsion means |
| RU2268542C2 (en) * | 2000-07-21 | 2006-01-20 | Марк Р. ТОМИОН | Generator of electro-dynamic field |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Действующий макет аппарата, показанный на VI Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи. 20-24 июня 2006 г., ВВЦ, Москва. * |
| ТАММ И.Е. Основы теории электричества. Изд. седьмое. М., Гостехиздат, 1957, с.91-93, 149-156. БУРДАКОВ В.П., ДАНИЛОВ Ю.И. Внешние ресурсы и космонавтика. М., Атомиздат, 1976, с.416-427. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134755A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Drew et al. | Toward controlled flight of the ionocraft: A flying microrobot using electrohydrodynamic thrust with onboard sensing and no moving parts | |
| US10994866B1 (en) | Flight test system for flapping-wing aerial vehicle | |
| US20200298971A1 (en) | System forming a two degrees of freedom actuator, for example for varying the pitch angle of the blades of a propeller during rotation | |
| US10173769B2 (en) | High-altitude drone | |
| Ieta et al. | Electrohydrodynamic propeller for in-atmosphere propulsion; rotational device first flight | |
| EP1495362B1 (en) | Image projection device that is able to float and to fly | |
| DE202011050944U1 (en) | Floating camera mount for aerial photography | |
| CN106896738A (en) | A kind of various dimensions quadrotor gesture stability Simulation Experimental Platform | |
| RU2328383C1 (en) | Electrodynamic apparatus flight course control method | |
| CN203567933U (en) | Spherical aircraft | |
| CN105314109B (en) | A kind of wing drive mechanism of flapping wing aircraft | |
| US3120363A (en) | Flying apparatus | |
| CN106114886A (en) | A kind of novel electric power reconnoitres unmanned plane electric energy ancillary equipment | |
| Xian et al. | Controlled flight of a self-powered micro blimp driven by insect-sized flapping-wing thrusters | |
| CN110228583A (en) | A kind of ion wind solid state flight device and its control method | |
| US20220024583A1 (en) | Tether controlled drone | |
| RU2328414C1 (en) | Electrodynamic apparatus | |
| KR101621210B1 (en) | Tilt-Cube-In-Wing Unmanned Aerial Vehicle | |
| Aaron et al. | A method for balloon trajectory control | |
| DE102011080709A1 (en) | Floating camera mount for camera system for making of aerial photographs, has fastener, which is provided for receiving camera which is mounted on annular support, such that camera is located centrally beneath annular support | |
| CN212220590U (en) | A rotary-wing unmanned aerial vehicle landing aid platform and its control system | |
| CN106114885B (en) | A kind of electric power reconnoitres flying robot and stops charging equipment | |
| CN111142565B (en) | Electric-aerodynamic-based self-adaptive-environment paddle-free aircraft and control method thereof | |
| Peddiraju et al. | Dynamics modeling for an unmanned, unstable, fin-less airship | |
| Ta et al. | Modeling and control of a convertible mini-UAV |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101004 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130120 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171004 |