Экраноплан-амфибия на воздушной подушке

 

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания летательных аппаратов, использующих экранный эффект. Экраноплан-амфибия имеет последовательно установленные основное и дополнительное экранные крылья малого удлинения, жестко соединяющие закрепленные на их торцах поплавки-скеги. Каждый из последних изогнут по радиусу в вертикальной плоскости. Выпуклый тарельчатый корпус установлен на поплавках-скегах между основным и дополнительным экранными крыльями вдоль их продольной оси. На носовых и кормовых частях каждого из поплавков-скегов смонтированы соответственно основные, а в случае необходимости, и вспомогательные тяговые двигатели соответственно с тянущими и толкающими воздушными винтами. На поплавках-скегах между основными тяговыми двигателями и выпуклым тарельчатым корпусом установлено переднее несущее крыло с поворотными в вертикальной плоскости секциями. Среднее несущее крыло состоит из поворотных секций, установленных на выпуклом тарельчатом корпусе. Система управления включает в себя установленные на кормовых частях поплавков-скегов вертикальные оперения с рулями по направлению, соединенные друг с другом задним несущим крылом с поворотными в вертикальной плоскости правой и левой секциями и с рулем по тангажу. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности эксплуатации экраноплана-амфибии на воздушной подушке, упрощении его конструкции и обеспечении возможности использования экраноплана на высотах от опорной поверхности, превышающих высоту им создаваемой воздушной подушки. 6 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 2073343, кл.⁷ В 60 V 1/08, 1994 г. экраноплан в виде водоизмещающего корпуса с хвостовым оперением, имеющим глиссирующие обводы и поперечный редан, закрепленное на нем крыло - центроплан, установленный за толкающим воздушным винтом тягового двигателя, отклоняющийся в вертикальной плоскости воздухозаборник с воздушным каналом в виде щели, соединяющей верхнюю и нижнюю поверхности центроплана.

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

Наиболее близким по своей технической сути к предложенному экраноплану-амфибии на воздушной подушке является известный из патента Российской Федерации 2078002, кл⁷. В 60 V 1/08, 1994 г. экраноплан-амфибия на воздушной подушке, содержащий образующее последнюю экранное крыло малого удлинения, на торцах которого закреплены симметрично его продольной оси выпуклые водоизмещающие поплавки-скеги, выпуклый корпус, со смонтированными на нем симметричными левой и правой секциями среднего несущего крыла большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со смонтированными на кормовых частях выпуклых поплавков-скегов вертикального оперения с рулями по направлению, верхние торцы которых соединены друг с другом смонтированным на их верхних кромках задним несущим крылом большого удлинения с рулем по тангажу.

Недостатком этого экраноплана-амфибии на воздушной подушке является 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 предлагаемого экраноплана-амфибии на воздушной подушке является повышение эффективности его эксплуатации, упрощение конструкции и обеспечение возможности его использования на высотах от опорной поверхности, превышающих высоту создаваемой им воздушной подушки.

Эта задача достигается тем, что экраноплан-амфибия на воздушной подушке, содержащий образующее последнюю экранное крыло малого удлинения, на торцах которого закреплены симметрично его продольной оси водоизмещающие выпуклые поплавки-скеги, выпуклый корпус, со смонтированными на нем симметричными левой и правой секциями среднего несущего крыла большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со смонтированными на кормовых частях вышеупомянутых поплавков-скегов вертикальными оперениями с рулями по направлению, верхние кромки которых соединены друг с другом смонтированным на них задним несущим крылом большого удлинения с рулем по тангажу, снабжен передним несущим крылом большого удлинения, дополнительным экранным крылом малого удлинения, установленным в одном уровне последовательно по ходу движения с основным экранным крылом малого удлинения, и переходами, имеющими герметичные люки и соединяющими полости вышеупомянутых поплавков-скегов с выпуклым корпусом, который выполнен тарельчатым из герметично соединенных верхней и нижней жестких оболочек, каждый из вышеупомянутых поплавков-скегов - торообразным (цилиндрическим, изогнутым по радиусу), несущие крылья большого удлинения - с симметричными относительно их продольной оси поворотными в вертикальных плоскостях правой и левой секциями, на носовых частях вышеупомянутых поплавков-скегов смонтированы тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами и переднее крыло большого удлинения, дополнительное экранное крыло малого удлинения смещено по ходу движения за выпуклый тарельчатый корпус и жестко связывает кормовые части вышеупомянутых поплавков-скегов, при этом угол атаки каждого несущего крыла большого удлинения в рабочем положении составляет 15-25^o в вертикальной плоскости, суммарная площадь нижних поверхностей несущих крыльев большого удлинения и длина каждого вышеупомянутого поплавка-скега L превышают суммарную площадь нижних поверхностей экранных крыльев малого удлинения и диаметр d поперечного сечения каждого вышеупомянутого поплавка-скега соответственно в 1,5-3,2 и 6,2-8,5 раз, а расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов и радиус R кривизны вышеупомянутых поплавков-скегов превышают диаметр d их поперечных сечений соответственно в 2,5-4,5 и 9-18 раз.

Кроме того, экраноплан-амфибия на воздушной подушке может быть снабжен вспомогательными тяговыми двигателями с толкающими воздушными пропульсивными винтами, каждый из которых смонтирован соответственно на кормовой части одного из водоизмещающих выпуклых поплавков-скегов, и дополнительным подруливающим движителем, кинематически связанным с одним из вспомогательных тяговых двигателей, каждый тяговый двигатель - кольцевой обоймой, охватывающей его воздушный пропульсивный винт, каждый из вышеупомянутых поплавков-скегов - расположенными симметрично его продольной оси передними и задними съемными пневмокатками и закрепленной на его днище съемной лыжей, при этом каждый из вышеупомянутых поплавков-скегов может быть выполнен с рубкой управления, расположенной в его носовой части, а его днище - с поперечным реданом.

Сущность изобретения поясняется чертежами: где на фиг.1 схематично изображен общий вид экраноплана-амфибии на воздушной подушке; на фиг.2 - вид спереди на фиг.1 и на фиг.3 - вид в плане на фиг.1.

Экраноплан-амфибия на воздушной подушке состоит из образующих последнюю и установленных последовательно по ходу движения в одном уровне основного 1 и дополнительного 2 экранных крыльев малого удлинения, жестко соединяющих закрепленные на их торцах и расположенные симметрично относительно их общей продольной оси водоизмещающие выпуклые поплавки-скеги 3. Каждый из вышеупомянутых поплавков-скегов 3 выполнен торообразным (цилиндрическим, изогнутым по радиусу) в вертикальной плоскости с полостями, в которых могут быть размещены спальные места, коммерческие грузы или вспомогательное оборудование различного назначения (на чертежах условно не показаны). На вышеупомянутых поплавках-скегах 3 между основным 1 и дополнительным 2 экранными крыльями малого удлинения вдоль их продольной оси смонтирован соединенный переходами 4 с герметичными люками, имеющими обтекатели 5, с полостями поплавков-скегов 3, и выполненный из соединенных герметично верхней 6 и нижней 7 жестких оболочек выпуклый тарельчатый с круговым обзором корпус. Верхняя 6 жесткая оболочка выпуклого тарельчатого с круговым обзором корпуса имеет входной люк 8 и иллюминаторы 9. На носовых и кормовых частях каждого из вышеупомянутых поплавка-скега 3 смонтированы соответственно основные 10 и, в случае необходимости, вспомогательные 11 тяговые двигатели, соответственно с тянущими 12 и толкающими 13 воздушными пропульсивными винтами, которые могут быть размещены в охватывающих их кольцевых обоймах (на чертежах условно не показаны). На вышеупомянутых поплавках-скегах 3 между основными 10 тяговыми двигателями и выпуклым тарельчатым с круговым обзором корпусом установлено переднее 14 несущее крыло большого удлинения с шарнирно соединенными с ним поворотными в вертикальной плоскости правой 15 и левой 16 секциями, обеспечивающими складывание его для соблюдения габарита по ширине вышеупомянутых поплавков-скегов 3 на стоянке. Правая 17 и левая 18 с элеронами 19 секции среднего несущего крыла большого удлинения шарнирно установлены на выпуклом тарельчатом корпусе с круговым обзором вдоль его поперечной оси и выполнены поворотными в вертикальной плоскости для обеспечения складывания его, также с целью соблюдения габарита по ширине вышеупомянутых поплавков-скегов 3 на стоянке. Система управления экраноплана-амфибии на воздушной подушке включает смонтированные на кормовых частях вышеупомянутых поплавков-скегов 3 вертикальные оперения 20 с рулями по направлению 21, которые соединены друг с другом смонтированным на их верхних кромках задним 22 несущим крылом большого удлинения с шарнирно соединенными с ним поворотными в вертикальной плоскости правой 23 и левой 24 секциями, обеспечивающими складывание его для соблюдения габарита по ширине вышеупомянутых поплавков-скегов 3 на стоянке, и с рулем по тангажу 25. Для удобства эксплуатации экраноплана-амфибии на воздушной подушке он может быть снабжен дополнительным подруливающим движителем, например, в виде гребного винта 26, кинематически связанным с одним из вспомогательных 11 тяговых двигателей. Каждое несущее крыло большого удлинения в рабочем положении наклонено под углом атаки, равным 15-25^o (на чертежах условно не показаны). Суммарная площадь нижних поверхностей несущих крыльев большого удлинения и длина L каждого вышеупомянутого поплавка-скега 3 превышают суммарную площадь нижних поверхностей экранных крыльев малого удлинения и диаметр d поперечного сечения каждого вышеупомянутого поплавка-скега 3 соответственно в 1,5-3,2 и 6,2-8,5 раз. Расстояние Т между осями тянущих 12 воздушных пропульсивных винтов и радиус R кривизны вышеупомянутых поплавков-скегов 3 превышают диаметр d их поперечных сечений соответственно в 2,5-4,5 и 9-18 раз.

Работает экраноплан-амфибия на воздушной подушке следующим образом. После включения дополнительного подруливающего движителя, например, в виде гребного винта 26, кинематически связанного с одним из вспомогательных 11 тяговых двигателей и отхода от причальных мостков (на чертежах условно не показаны) и выхода на фарватер водоема отключают дополнительный подруливающий движитель, например, в виде гребного винта 26. После включения дополнительного подруливающего движителя, например, в виде гребного винта 26, кинематически связанного с одним из вспомогательных 11 тяговых двигателей и отхода от причальных мостков (на чертежах условно не показаны) и выхода на фарватер водоема отключают дополнительный подруливающий движитель, например, в виде гребного винта 26, а правые 15, 17 и 23 и левые 16, 18 и 24 секции несущих крыльев большого удлинения раскрывают и фиксируют в рабочем положении. Затем включают в рабочий режим основные 10 тяговые двигатели с тянущими 12 воздушными пропульсивными винтами, а при необходимости, в случае полной загрузки, и вспомогательные 11 тяговые двигатели с толкающими 13 воздушными пропульсивными винтами. Поскольку оси вращения тянущих 12 воздушных пропульсивных винтов основных 10 тяговых двигателей смещены вниз относительно переднего и среднего несущих крыльев большого удлинения, то при вращении тянущих 12 воздушных пропульсивных винтов поток воздуха устремляется в пространство между нижними поверхностями основного 1 и дополнительного 2 экранных крыльев малого и поверхностью нижней жесткой 7 оболочки выпуклого тарельчатого с круговым обзором корпуса и поверхностью водоема (на чертежах условно не показан), создавая воздушную подушку, подъемная сила которой приподнимает экраноплан-амфибию относительно поверхности водоема. Часть потока воздуха, не захваченная образованной воздушной подушкой, обтекая переднее 14, среднее и заднее 22 несущие крылья большого удлинения, создает дополнительную подъемную силу и создает горизонтальную силу, разгоняющую экраноплан-амфибию на воздушной подушке. По мере роста скорости растут и подъемные силы переднего 14, среднего и заднего 22 несущих крыльев большого удлинения, что позволяет оторваться от поверхности водоема. В случае необходимости преодоления препятствий, выступающих над поверхностью водоема, или полета на внеэкранном режиме, увеличивают скорость вращения тянущих 12 воздушных пропульсивных винтов, изменяя при этом шаг их лопастей, устанавливая их в положение, необходимое для полета на указанном режиме. При указанном режиме работы тянущих 12 и толкающих 13 воздушных пропульсивных винтов увеличивается скорость движения экраноплана-амфибии на воздушной подушке, что обуславливает увеличение подъемной силы, 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, изменение шага лопастей тянущих 12 и толкающих 13 пропульсивных воздушных винтов и снижение их оборотов на оптимальные для полета в экранном режиме. При необходимости посадки уменьшают постепенно величину потока воздуха, нагнетаемого между нижними поверхностями в пространство между нижними поверхностями основного 1 и дополнительного 2 экранных крыльев малого удлинения и поверхностью нижней жесткой 8 оболочки выпуклого тарельчатого с круговым обзором корпуса и поверхностью водоема, поплавки-скеги 3 вступают в контакт с поверхностью водоема, а по мере уменьшения оборотов тянущих 12 и толкающих 13 воздушных пропульсивных винтов поступательная скорость движения экраноплана-амфибии на воздушной подушке уменьшается и он останавливается. После чего правые 15, 17 и 23 и левые 16, 18 и 24 секции складывают, переводя переднее 14, среднее и заднее 22 несущие крылья большого удлинения в нерабочее положение, а затем, включив дополнительный подруливающий движитель, например, в виде гребного винта 26, подходят к причальным мосткам (на чертежах условно не показаны).

В случае использования экраноплана-амфибии на воздушной подушке в зимнее время, на нижние поверхности поплавков-скегов 3 закрепляют съемные лыжи (на чертежах условно не показаны), позволяющие осуществлять разгон и посадку на замерзшую поверхность водоемов и снег.

Экраноплан-амфибия на воздушной подушке может быть использован в трудно доступных территориях для перевозки пассажиров и небольших грузов над заболоченной местностью и водными поверхностями водоемов, а также в качестве личного транспортного средства.

Формула изобретения

1. Экраноплан-амфибия на воздушной подушке, содержащий образующее последнюю экранное крыло малого удлинения, на торцах которого закреплены симметрично его продольной оси водоизмещающие выпуклые поплавки-скеги, выпуклый корпус со смонтированными на нем симметричными левой и правой секциями среднего несущего крыла большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со смонтированными на кормовых частях вышеупомянутых поплавков-скегов вертикальными оперениями с рулями по направлению, верхние кромки которых соединены друг с другом смонтированным на них задним несущим крылом большого удлинения с рулем по тангажу, отличающийся тем, что он снабжен передним несущим крылом большого удлинения, дополнительным экранным крылом малого удлинения, установленным в одном уровне последовательно по ходу движения с основным экранным крылом малого удлинения, и переходами, имеющими герметичные люки и соединяющими полости вышеупомянутых поплавков-скегов с выпуклым корпусом, который выполнен тарельчатым из герметично соединенных верхней и нижней жестких оболочек, каждый вышеупомянутый поплавок-скег - торообразным (цилиндрическим, изогнутым по радиусу), несущие крылья большого удлинения - с симметричными относительно их продольной оси поворотными в вертикальных плоскостях правой и левой секциями, на носовых частях вышеупомянутых поплавков-скегов смонтированы тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами и переднее крыло большого удлинения, дополнительное экранное крыло малого удлинения смещено по ходу движения за выпуклый тарельчатый корпус и жестко связывает кормовые части вышеупомянутых поплавков-скегов, при этом угол атаки каждого несущего крыла большого удлинения в рабочем положении составляет 15-25^o в вертикальной плоскости, суммарная площадь нижних поверхностей несущих крыльев большого удлинения и длина каждого вышеупомянутого поплавка-скега L превышают суммарную площадь нижних поверхностей экранных крыльев малого удлинения и диаметр d поперечного сечения каждого вышеуказанного поплавка-скега соответственно в 1,5 - 3,2 и 6,2 - 8,5 раз, а расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов и радиус R кривизны вышеупомянутых поплавков-скегов превышают диаметр d их поперечных сечений соответственно в 2,5 - 4,5 и 9 - 18 раз.

2. Экраноплан-амфибия по п. 1, отличающийся тем, что каждый из водоизмещающих выпуклых поплавков-скегов выполнен с рубкой управления в его носовой части.

3. Экраноплан-амфибия по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен вспомогательными тяговыми двигателями с толкающими воздушными пропульсивными винтами, каждый из которых смонтирован соответственно на кормовой части одного из водоизмещающих выпуклых поплавков-скегов.

4. Экраноплан-амфибия по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый из водоизмещающих выпуклых поплавков-скегов снабжен закрепленной на его днище съемной лыжей.

5. Экраноплан-амфибия по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что днище каждого из водоизмещающих выпуклых поплавков-скегов выполнено с поперечным реданом.

6. Экраноплан-амфибия по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый тяговый двигатель снабжен кольцевой обоймой, охватывающей его воздушный пропульсивный винт.

7. Экраноплан-амфибия по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным подруливающим движителем, кинематически связанным с одним из вспомогательных тяговых двигателей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3