Амфибийный аппарат на воздушной подушке

 

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания экранопланов. Аппарат имеет корпус в виде по крайней мере одной лодки с экранным крылом, тяговый двигатель, заключенный в кольцевую обойму толкающий воздушный винт и систему управления в виде смонтированных на кормовой части лодки средств стабилизации и управления по корпусу и дифференту в виде горизонтальных и вертикальных рулей. Позади винта по ходу движения в лодке образовано сообщающееся с полостью камеры воздушной подушки окно-туннель. На каждой боковой кромке передней части крыла закреплены стабилизирующие шайбы поплавков с элеронами. Шайбы наклонены под углом α = 30 - 60^o в вертикальной плоскости. Крыло имеет малое удлинение, полуэллиптический в плане контур и является выпуклым. Нижняя часть кольцевой обоймы воздушного винта опущена на 0,35 - 0,55 ее диаметра D в окно-туннель лодки, площадь S поперечного сечения которого меньше опорной площади S₁ камеры воздушной подушки в 3,8 - 5,2 раза. Вертикальные рули смещены по ходу вперед относительно горизонтальных рулей, закрепленных в кормовой части лодки. Максимальная высота H₁ камеры воздушной подушки и площадь S₂ нижней поверхности горизонтальных рулей составляют соответственно 0,2 - 0,6 высоты H максимального поперечного сечения лодки и 0,3 - 0,45 площади S₃ горизонтальной проекции экранного крыла. Днище лодки может иметь съемную предохранительную лыжу и может выполняться с поперечным реданом. Технический результат реализации изобретения состоит в экранном режиме использования аппарата на высотах, превышающих высоту создаваемой аппаратом воздушной подушки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к летательным аппаратам, использующим экранный эффект.

Известен из патента Российской Федерации N 2073343, кл. B 60 V 1/08, 1994 г. экраноплан в виде водоизмещающего корпуса с хвостовым оперением, глиссирующими обводами и поперечным реданом с закрепленным на нем крылом-центропланом, имеющим установленный за толкающим воздушным винтом тягового двигателя отклоняющийся в вертикальной плоскости воздухозаборник с воздушным каналом в виде щели, соединяющей верхнюю и нижнюю поверхности центроплана.

Недостатком этого экраноплана является невозможность его использования над поверхностью земли как в летнее время, так и в зимнее время над замерзшей водной поверхностью и снегом.

Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному амфибийному аппарату на воздушной подушке является известный из патента Российской Федерации N 2057040, кл. B 60 V 1/08, 1992 г. амфибийный аппарат на воздушной подушке, содержащий корпус в виде, по крайней мере, одной лодки с экранным крылом, тяговый двигатель с заключенным в кольцевую обойму пропульсивным толкающим воздушным винтом, позади которого по ходу движения в лодке образовано сообщающееся с полостью камеры воздушной подушки окно-туннель, и систему управления в виде смонтированных на кормовой части лодки средств стабилизации и управления по курсу и дифференту в виде горизонтальных и вертикальных рулей.

Недостатками этого амфибийного аппарата на воздушной подушке являются его малая эффективность при эксплуатации, сложность конструкции и невозможность его использования в качестве экранолета с превышением расстояния от него до опорной поверхности по сравнению с высотой его воздушной подушки.

Задачей изобретения является повышение эффективности его эксплуатации, упрощение конструкции и обеспечение возможности использования в качестве экраноплана на высотах от опорной поверхности, превышающих высоту создаваемой им воздушной подушки.

Эта задача достигается тем, что амфибийный аппарат на воздушной подушке, содержащий корпус в виде, по крайней мере, одной лодки с экранным крылом, тяговый двигатель с заключенным в кольцевую обойму пропульсивным толкающим воздушным винтом, позади которого по ходу движения в лодке образовано сообщающееся с полостью камеры воздушной подушки окно-туннель, и систему управления в виде смонтированных на кормовой части лодки средств стабилизации и управления по курсу и дифференту в виде горизонтальных и вертикальных рулей, снабжен закрепленными на боковых кромках передней части экранного крыла симметрично продольной оси корпуса и наклоненными под углом α=30 - 60^o в вертикальной плоскости стабилизирующими шайбами в виде поплавков с элеронами, а упомянутое крыло выполнено выпуклым с малым удлинением и полуэллиптическим в плане контуром, нижняя часть кольцевой обоймы пропульсивного винта опущена на 0,35 - 0,55 ее диаметра D в окно-туннель лодки, площадь S поперечного сечение которого меньше опорной площади S₁ камеры воздушной подушки в 3,8-5,2 раза, причем последняя образована нижней поверхностью крыла, радиус R кривизны которой и высота H максимального поперечного сечения лодки превышают максимальную высоту H₁ камеры воздушной подушки и расстояние L от оси пропульсивного воздушного винта до днища лодки соответственно в 2,7-3,5 и 1,1-1,5 раза, при этом вертикальные рули смещены по ходу вперед относительно горизонтальных рулей, закрепленных в кормовой части лодки, а максимальная высота H₁ камеры воздушной подушки и площадь S₂ нижней поверхности горизонтальных рулей составляют соответственно 0,2-0,6 высоты H максимального поперечного сечения лодки и 0,3 - 0,45 площади S₃ горизонтальной проекции экранного крыла.

Кроме того, лодка может быть снабжена закрепленной на ее днище съемной предохранительной лыжей, а днище может быть выполнено с поперечным реданом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид амфибийного аппарата на воздушной подушке; на фиг. 2 - вид спереди на фиг. 1; на фиг. 3 - вид в плане на фиг. 1.

Амфибийный аппарат на воздушной подушке состоит из лодки 1 с крылом 2 малого удлинения, тягового двигателя 3 с заключенным в кольцевую обойму 4 пропульсивным толкающим воздушным винтом 5. Позади пропульсивного толкающего воздушного винта 5 по ходу движения в лодке 1 образовано сообщающееся с полостью камеры 6 воздушной подушки окно-туннель 7. Лодка 1 снабжена системой управления в виде смонтированных на ее кормовой части средств стабилизации и управления по курсу и дифференту в виде вертикальные рулей 8, смещенных по ходу вперед относительно горизонтальных рулей 9, и закрепленными на боковых кромках передней части крыла 2 малого удлинения симметрично продольной оси лодки 1 и наклоненными под углом α=30 - 60^o в вертикальной плоскости стабилизирующими шайбами в виде поплавков 10 с элеронами 11. Нижняя часть кольцевой обоймы 4 пропульсивного винта 5 опущена на 0,35-0,55 ее диаметра D в окно-туннель 7 лодки 1, площадь S поперечного сечения которого меньше опорной площади S₁ камеры 6 воздушной подушки в 3,8 - 5,2 раза. Радиус R кривизны нижней поверхности 12 крыла 2 малого удлинения и высота H максимального поперечного сечения лодки 1 превышают максимальную высоту H₁ камеры 6 воздушной подушки и расстояние L от оси пропульсивного воздушного винта 5 до днища лодки 1 соответственно в 2,7-3,5 и 1,1-1,5 раза. Максимальная высота H₁ камеры 6 воздушной подушки и площадь S₂ нижней поверхности горизонтальных рулей 9 составляют соответственно 0,2 - 0,6 высоты H максимального поперечного сечения лодки 1 и 0,3 - 0,45 площади S₃ горизонтальной проекции крыла 2 малого удлинения.

Работает амфибийный аппарат на воздушной подушке следующим образом.

После включения тягового двигателя 3, поскольку ось вращения толкающего винта 4 расположена в окне-туннеле 7 так, что центральная часть нижней поверхности 12 выпуклого экранного 2 крыла малого удлинения, образующая камеру 6 воздушной подушки, расположена выше крайнего нижнего уровня положения конца лопасти толкающего винта 5, то при вращении последнего поток воздуха устремляется в пространство между нижней поверхностью 12 экранного крыла 2 и поверхностью 13 водоема, создавая воздушную подушку, подъемная сила которой приподнимает амфибийный аппарат на воздушной подушке относительно поверхности водоема 13. Часть потока воздуха, не захваченная экранным крылом 2, создает горизонтальную силу, разгоняющую амфибийный аппарат на воздушной подушке. По мере роста скорости растут подъемные силы экранного крыла 2 малого удлинения, что позволяет оторваться от поверхности 13 водоема. В дальнейшем движение лодки 1 поддерживается над поверхностью 13 водоема в основном только подъемной силой, создаваемой экранным крылом 2 малого удлинения. В случае необходимости преодоления препятствий, выступающих над поверхностью 13 водоема или полета на внеэкранном режиме, увеличивают скорость вращения толкающего винта 5 и изменяют шаг его лопастей, устанавливая их в положение, необходимое для полета на указанном режиме. При указанном режиме работы толкающего винта 5 увеличивается скорость движения амфибийного аппарата на воздушной подушке, что обусловливает увеличение подъемной силы экранного крыла 2 малого удлинения, а вследствие этого, и переход на внеэкранный режим полета. При переходе с внеэкранного режима полета на экранный режим полета осуществляют снижение высоты полета до высоты, необходимой для образования эффекта воздушной подушки, и изменение шага лопастей толкающего винта 5 и его оборотов на оптимальные для полета в экранном режиме. При необходимости посадки уменьшают постепенно величину потока воздуха, нагнетаемого под выпуклое экранное крыло 2 малого удлинения, благодаря чему лодка 1 вступает в контакт с поверхностью 13 водоема, а по мере уменьшения оборотов толкающего винта 5 поступательная скорость движения амфибийного аппарата на воздушной подушке уменьшается и он останавливается.

Формула изобретения

1. Амфибийный аппарат на воздушной подушке, содержащий корпус в виде, по крайней мере, одной лодки с экранным крылом, тяговый двигатель с заключенным в кольцевую обойму пропульсивным толкающим воздушным винтом, позади которого по ходу движения в лодке образовано сообщающееся с полостью камеры воздушной подушки окно-туннель, и систему управления по курсу и дифференту в виде горизонтальных и вертикальных рулей, отличающийся тем, что снабжен закрепленными на боковых кромках передней части экранного крыла симметрично продольной оси корпуса наклоненными под углом α = 30 - 60^o в вертикальной плоскости стабилизирующими шайбами в виде поплавков с элеронами, а упомянутое крыло выполнено выпуклым с малым удлинением и полуэллиптическим в плане контуром, нижняя часть кольцевой обоймы пропульсивного винта опущена на 0,35 - 0,55 ее диаметра D в окно - туннель лодки, площадь S поперечного сечения которого меньше опорной площади S₁ камеры воздушной подушки в 3,8 - 5,2 раза, причем последняя образована нижней поверхностью экранного крыла, радиус R кривизны которой и высота H максимального поперечного сечения лодки превышают максимальную высоту H₁ камеры воздушной подушки и расстояние L от оси пропульсивного воздушного винта до днища лодки соответственно в 2,7 - 3,5 и 1,1 - 1,5 раза, при этом вертикальные рули смещены по ходу вперед относительно горизонтальных рулей, закрепленных в кормовой части лодки, а максимальная высота H₁ камеры воздушной подушки и площадь S₂ нижней поверхности горизонтальных рулей составляют соответственно 0,2 - 0,6 высоты H максимального поперечного сечения лодки и 0,3 - 0,45 площади S₃ горизонтальной проекции экранного крыла.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что лодка снабжена закрепленной на ее днище съемной предохранительной лыжей.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что днище лодки выполнено с поперечным реданом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3