Система спасения самолета /варианты/
Изобретение относится к авиации, более конкретно к средствам спасения или частичного сохранения работоспособности самолета. Система спасения самолета содержит управляемые в полете разъемы консолей крыла, килей, рулей и мотогондол. В крыльевых топливных баках и в двигателях имеются пиропатроны, срабатывающие одновременно с разъемами, или с задержкой, или блокируемые. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность полетов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к конструкции самолетов как гражданских, так и военных. Особенно хорошо изобретение соответствует самолетам интегральной компоновки /когда фюзеляж имеет крылообразный профиль и относительно большую ширину, то есть в аэродинамическом смысле является частью крыла - Миг-29, Су-27, Су-31/ и имеющим как функцию управления механизм "ножниц" рулей высоты и управляемые векторы тяги двух двигателей.
Известны самолеты, имеющие отделяемую в аварийной ситуации кабину с крыльями, двигателем и органами управления /см. пат США B 419173, МКИ В64Д 25/12/. Недостатком прототипа является то, что спасается только экипаж и в лучшем случае - кабина /посадочных устройств в кабине не предусмотрено/. Сам же самолет погибает или, по крайней мере, не может продолжить полет.
Цель изобретения - частичное восстановление работоспособности самолета при некоторых повреждениях консолей крыла, киля и рулей или при пожаре установленных в мотогондолах двигателей. А также увеличение скорости полета в экстремальных ситуациях и создание радиолокационных и тепловых ложных целей.
Для этого каждая консоль крыла имеет один или несколько разъемов в продольной вертикальной плоскости, а также сами консоли, кили, рули и мотогондолы крепятся к фюзеляжу разъемными креплениями, которые в полете могут быть управляемо разомкнуты.
Такими креплениями могут быть например пироболты /полые болты, имеющие микрозаряд взрывчатого вещества/.
Или указанные конструктивные элементы самолета могут быть снабжены ленточными кумулятивными пирозарядами, "отрезающими" его по команде летчика или автоматически.
Сравнительно большая площадь крыльев и рулей современных самолетов, особенно сверхзвуковых, необходима лишь для взлета и посадки, а также хорошей маневренности на малых скоростях. При полете со скоростями, близкими к максимальной, площадь крыла и рулей может быть уменьшена в 50-100 раз, то есть может оказаться достаточным подъемной силы только фюзеляжа, поставленного под углом к набегающему потоку. Например, взлетно-посадочная скорость и максимальная скорость самолетов типа Миг-29 и Су-27 отличаются примерно в 10 раз. Подъемная сила крыла примерно пропорциональна второй степени скорости. То есть эти самолеты могут лететь на уровне земли с крылом, в 100 раз меньшим по площади, чем имеющееся. Площадь крылообразного в профиле фюзеляжа составляет примерно 30% от общей площади крыла. То есть его подъемной. силы даже с учетом уменьшения аэродинамического качества крыла /а на сверхзвуковых скоростях оно слабо зависит от удлинения/ вполне достаточно, чтобы продолжить полет и выполнить полетное задание. Если же "отстрелить" не все консоли полностью, а только часть их, то самолет даже сможет совершить посадку на взлетно-посадочную полосу достаточной длины.
При уменьшении площади крыла относительная площадь киля и рулей увеличивается, то есть управляемость самолета не только сохранится, но и увеличится.
При отстреле одного из килей или рулей управляемость ухудшится, что можно компенсировать увеличением отклонения органов управления. При отстреле обоих килей и/или рулей управляемость ухудшится критически. Но самолеты, имеющие управляемый вектор тяги в двух двигателях, смогут даже при этих условиях сохранять управляемость как по тангажу и направлению, так и по крену /разнонаправленно меняя вектор тяги двух двигателей/, возможно, отстрелив для этого консоли крыльев.
При отстреле частей консолей крыла с элеронами управляемость по крену можно сохранить и не имея управляемого вектора тяги - за счет механизма "ножниц" рулей высоты.
Даже полностью отстрелив консоли крыла, оба киля и оба руля самолеты типа Миг-29 или С-27 смогут продолжить управляемый полет, причем даже с еще большей скоростью. То есть для выполнения особо важного задания летчик может отстрелить совершенно исправные консоли, кили и рули, выполнить задание и вернуться в район, удобный для катапультирования. Более того, при наличии на аэродроме специального устройства /на которое подана отдельная заявка на патент/ самолет с хорошей тяговооруженностью сможет совершить вертикальную посадку "хвостом вниз". При повреждении или отказе двигателя в мотогондоле он может быть отстрелен для уменьшения веса и аэродинамического сопротивления, и если самолет имел два или более двигателя, то он сможет продолжить полет и совершить посадку.
При реальной угрозе поражения зенитной ракетой летчик может отстрелить и совершенно исправный ближний к ракете двигатель, чтобы спасти самолет, а затем продолжить полет и совершить посадку.
В узел крепления мотогондол следует ввести тензодптчик, блокирующий отсоединение двигателя, если его тяга превышает его аэродинамическое сопротивление. А равнодействующая действующих на мотогондолу сил должна быть направлена от фюзеляжа. Все остальные разъемы блокированы по минимально допустимой скорости отсоединения.
Все кинематические, электрические и трубопроводные соединения в местах разделения выполнены саморазъемными, например с помощью муфт, электроразъемов, золотниковых или шариковых клапанов и т.п. Или могут иметь ленточные кумулятивные микрозаряды взрывчатого вещества, "отрезающие" указанные соединения при разделении.
Отсоединившиеся части самолета представляют собой ложные радиолокационные цели-ловушки, а консоли, в результате разрушения крыльевых топливных баков и воспламенения остатков топлива от зарядов пироболтов - еще и инфракрасные цели-ловушки. Для надежного осуществления последнего в топливных баках имеются пиропатроны, срабатывающие одновременно с пироболтами или блокируемые, если вспышка вызовет демаскировку. Или срабатывающие с задержкой, если их действие представляет опасность для самолета. Так же и в двигателе.
На фиг.1 и фиг.2 схематично показан самолет, на котором пунктиром показаны возможные места раъемов частей самолета. На фиг.3 показан разрез консоли крыла самолета в вертикальной поперечной плоскости, где 1 и 2 - части лонжерона крыла, 3 и 4 - силовые нервюры, соединенные пироболтами 5.
Система спасения самолета работает следующим образом: при повреждении и деформации /например, в результате обстрела, теракта или попадания в стаю птиц/ частей самолета, в результате чего дальнейший управляемый полет делается невозможным, летчик может вызвать срабатывание пироболтов 5, и поврежденная часть отделится от самолета. Если повреждены консоли крыла, то отсоединение должно быть симметричным.
При отсоединении консолей, если они расположены на одной горизонтали с рулями высоты, летчику перед размыканием следует резко опустить нос самолета. А при отсоединении мотогондол, наоборот, поднять.
При пожаре одного или всех двигателей летчик может отсоединить один или даже все двигатели и продолжить полет, пусть даже планирующий. чего при запасе высоты может хватить для выполнения задания, вынужденной посадки /если на борту пассажиры или ценный груз/, или для выхода из зоны, нежелательной для катапультирования.
По окончании полета летчик, возможно, сможет совершить посадку /зависит от типа самолета и от того, какие части были отстрелены/.
Применение предложенной системы позволит резко повысить эффективность и безопасность самолетов, особенно при применении их в крайней обстановке.
1. Система спасения самолета, содержащая управляемые в полете разъемы консолей крыла, килей, рулей и мотогондол, отличающаяся тем, что в крыльевых топливных баках и в двигателях имеются пиропатроны, срабатывающие одновременно с разъемами, или с задержкой, или блокируемые.
2. Система спасения самолета, содержащая управляемые в полете разъемы консолей крыла, килей, рулей и мотогондол, отличающаяся тем, что разъемы мотогондол блокированы по максимально допустимой тяге, а остальные - по минимально допустимой скорости, при которой возможно безопасное отсоединение.
