Самолет-амфибия схемы "летающее крыло"

Изобретение относится к морской авиации. Самолет-амфибия состоит из стреловидного крыла с механизацией, двигателей силовой установки и шасси, выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло» в виде центроплана без горизонтального оперения, на нижней поверхности которого образованы три выступающих вниз днища лодки с реданами, центральное из которых соединено с нижней поверхностью планера. Две балансирующие боковые поплавковые лодки прикреплены с помощью опор к законцовкам крыла, к которым прикреплены два киля вертикального оперения с двухсекционными рулями направления. Самолет-амфибия содержит два двигателя силовой установки, которые неподвижно прикреплены к двум килям вертикального оперения. Изобретение направлено на улучшение взлетно-посадочных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к морской авиации, и предназначено для использования возможностей самолета-амфибии взлетать с воды и садиться на воду, плавать, а также использовать в качестве сухопутного самолета при решении различных задач на суше и на море.

Уровень техники

В ряде стран строятся и эксплуатируются гидросамолеты и самолеты-амфибии классической схемы: летающие лодки с подкрыльными поплавками и поплавковые самолеты с обычным фюзеляжем. В России построены и эксплуатируются самолеты производства ТАНТК им. Г.М. Бериева: Бе-12, Бе-200, А-40 - все они содержат лодку и подкрыльные поплавки, расположенные на концах крыльев.

За аналог принят самолет-амфибия РФ 2471677 С1, кл. В64С 35/00. Самолет-амфибия содержит крыло с механизацией, хвостовое оперение, силовую установку, шасси, водоруль. Самолет-амфибия выполнен по схеме «летающее крыло», снабженное на нижней поверхности встроенными в него килевыми двухреданными выступами-днищами лодок. Нижняя поверхность крыла создает положительный угол по отношению к поверхности воды и установлена с зазором от нее. Лодки в совокупности с нижней поверхностью крыла образуют полости, имеющие форму клина, сужающегося к задней части крыла.

Недостатками аналога являются:

1) утяжеление планера и усложнение конструкции крыла за счет прикрепления сравнительно габаритных боковых лодок;

2) снижение эффективной площади крыла из-за установки двух силовых установок сверху и боковых лодок снизу, что в целом ухудшает аэродинамические характеристики самолета-амфибии.

Наиболее близким техническим решением является грузовой и пассажирский самолеты схемы «летающее крыло» - в патентах США №8366050 В2, опуб. 05.02.2009 и США № US 6708924 В2 опуб. 23.05.2003. В первом изобретении размеры планера ограничивают объем помещаемого груза. Грузовая дверь и рампа расположены на заднем конце секции планера и, когда дверь находится в закрытом положении, имеют форму, соответствующую внешней форме аэродинамической поверхности. Во втором изобретении предлагается повышение вместимости той же формы самолета за счет использования модульной конструктивно-силовой схемы, заменяемой при необходимости на более широкие или узкие фюзеляжи.

При указанной аэродинамической форме и компоновке, выполненной без поплавковых поверхностей, у аналога отсутствуют основные качества для самолета-амфибии, такие как способность безопасно взлетать и садиться на воду, непотопляемость и мореходность и др. Это непосредственно исключает возможность эксплуатации аналога на поверхности воды.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является достижение лучших качеств плавучести, непотопляемости, мореходности и способности маневрировать на воде.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение мореходных качеств дозвукового самолета-амфибии схемы «летающее крыло»: повышение дальности и продолжительности полета, снижение аэродинамических нагрузок по размаху путем оптимальной разгрузки, обеспечение безопасности и надежности при посадке и взлете, а также при маневрировании на акватории.

Технический результат достигается предлагаемой схемой конструкции - схемой самолета-амфибии «летающее крыло».

Самолет-амфибия представляет собой «летающее крыло», на нижней поверхности которого образованы три выступающие вниз днища лодки с реданами, центральное из которых соединено с нижней средней поверхностью планера, а две бортовые маленькие поплавковые лодки прикреплены к законцовкам крыла для обеспечения высокой поперечной балансировки при движении по воде. При этом крыло установлено с положительным углом по отношению к поверхности воды, что образует зазор от нее, и в совокупности с бортами балансировочных лодок и поверхностью воды образует полость, сужающуюся в продольном сечении к задней части крыла. Следовательно, при движении самолета по воде создается дополнительная подъемная сила за счет экранного эффекта.

Краткое описание чертежей

Сущность предлагаемого изобретения поясняется кратким описанием и прилагаемыми чертежами, где:

на фиг. 1 показана фронтальная проекция самолета-амфибии;

на фиг. 2 показана плановая проекция самолета-амфибии;

на фиг. 3 показана профильная проекция самолета-амфибии;

на фиг. 4 показана трехмерная модель самолета-амфибии.

Самолет-амфибия, показанный на чертежах (фиг. 1-4), представляет собой транспортный самолет. Самолет выполнен по схеме «летающее крыло» с расположением крыла - центроплан. Крыло 5 переменной стреловидности по передней и задней кромке имеет положительное «V» поперечное. Крыло 5 имеет высокую степень механизации, включающей как минимум два предкрылка 11, две секции двухщелевого или трехщелевого закрылка 14 и нижние щитки 15, интерцептора/воздушные тормозы 12, элероны 13. Кессонное крыло 5 выполнено герметичным и содержит топливные баки, основные шасси 16 и отсеки для перевозки коммерческого груза.

Центральная лодка 6, обладающая днищем переменной килеватости, разделена на водонепроницаемые отсеки перегородками для обеспечения непотопляемости в аварийной ситуации.

В центральной лодке 6 размещены кабины пилотов и экипажа 8, кабина пассажиров с основными выходами 9 и передними окнами 18 и аварийными 10, отсек багажа с донными люками 17. Предложенный самолет-амфибия снабжен морским оборудованием, обеспечивающим эксплуатацию на воде, швартовку на бочку и якорь, его буксировки на акватории.

Два турбореактивных двухконтурных или турбовинтовых двигателя 1, т.е. ТРДД или ТВД, крепятся над верхней поверхностью центральной лодки у хвостовой части с помощью пилонов, а остальные два ТРДД или ТВД 1 крепятся над стреловидными килями 2. Законцовка крыла образует базу крепления 3 к 2 и опор 7 боковых поплавковых лодок 4. База крепления 3 выполнена в виде обтекателя, содержащего радиоэлектронную аппаратуру и аэронавигационные огни.

Киль 2 имеет двухсекционный руль направления 20. Шасси самолета состоит из управляемой передней опоры 19 с двумя нетормозными колесами, двух (или больше) опор 16 по бокам центральной лодки с четырьмя колесами на каждой тележке. Убираются опоры 16 в подпольную часть крыла 5 через бортовые люки.

Реданы 6 и 4 сделаны так, чтобы обеспечивать высокую степень устойчивости при взлете и посадке, а также при равномерном движении и глиссировании.

Полет вблизи поверхности воды (земли) сопровождается созданием дополнительной подъемной силы благодаря экранному эффекту, что способствует улучшению взлетно-посадочных характеристик (ЛТХ) самолета в виде сокращения дистанции разбега. На задней кромке крыла 5 установлены трехщелевые закрылки 14 и нижние щитки 15, отклоняющиеся вниз, которые, изменяя направление потока, создают и регулируют дополнительную подъемную силу. При пробеге воздушные тормоза и интерцепторы 12, прикрепленные к верхней задней поверхности крыла 5, отклоняются вверх, увеличивая значительно тормозной эффект механизации крыла. Одновременно с этим в рамках данного изобретения предложено симметричное отклонение секций двухсекционного руля направления на углы до 40 градусов в момент касания с взлетно-посадочной полосой (ВПП) или водой. Верхняя секция отклоняется направо, а нижняя налево, или наоборот. В другом варианте изобретения, где существует горизонтальное оперение или переставной стабилизатор с двухсекционными рулями высоты симметрично отклоняются корневые и концевые его секции. В сумме это увеличивает лобовое сопротивление самолета и значительно сокращает дистанцию пробега. Кроме того, это расширяет функциональность органов управления оперения для работы в качестве воздушных тормозов.

Управление движением по воде осуществляется дифференциальной тягой двигателей 1. Такой эффект достигается за счет длинного плеча, равного полуразмаху крыла, боковых двигателей 1.

Выбраны четыре двигателя 1 для повышения надежности самолета, два из которых способны обеспечить безопасный горизонтальный полет. Возможность балансировки и обеспечение достаточной боковой управляемости в случае отказа одного бокового двигателя 1 учитывается при выборе параметров органа путевого управления 20.

Согласно одному из вариантов изобретения - пассажирского самолета-амфибии, пассажирская кабина находится в центральной лодке и имеет окна 18, вырезанные по передней кромке крыла 5 и выходы 9 и 10. Аварийные выходы 10 открываются внутрь и направлены вниз и снабжены надувными трапами, позволяющими пассажирам скользить вниз при аварийной ситуации. Помимо окон 18 пассажирская кабина может иметь верхние окна 21, которые можно расширять по мере необходимости. Багажный отсек с люками 17, вырезанными на нижней поверхности крыла 5.

В других вариантах заявленный самолет-амфибия может использоваться в качестве грузового самолета для перевозки коммерческих и других типов грузов, при этом элементы 9, 10 и 19 отсутствуют.

Заявляемое изобретение реализуемо на основе достигнутого уровня авиационной техники.

Отмеченные высокие ВПХ дают предложенному самолету-амфибии эксплуатационные преимущества для посадки в зонах коротких ВПП.

Самолет-амфибия в патрульном варианте может выполнять задачи по мониторингу океанов, морей и прибрежных районов.

Аэродинамическую компоновку самолета-амфибии можно использовать для проектирования беспилотного летательного аппарата-амфибии (БПЛА-амфибии) с высокими летно-техническими характеристиками, взлетающего с палубы авианосца или запускаемого специальной катапультой.

1. Самолет-амфибия, состоящий из стреловидного крыла с механизацией, включающей предкрылки и закрылки, двигатели силовой установки и шасси, отличающийся тем, что он выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло» в виде центроплана, на нижней поверхности которого образованы три выступающих вниз днища лодок с реданами, центральная из которых соединена с нижней поверхностью, а две балансирующие боковые поплавковые лодки прикреплены с помощью опор к законцовкам крыла, к которым еще прикреплены два киля вертикального оперения с двухсекционными рулями направления.

2. Самолет-амфибия по п. 1, отличающийся тем, что как минимум два двигателя силовой установки неподвижно крепятся к двум килям вертикального оперения.

3. Самолет-амфибия по п. 1, отличающийся тем, что имеет дифференциально отклоняемые двухсекционные рули направления для исполнения роли дополнительных воздушных тормозов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Конвертоплан включает фюзеляж, планер и винтомоторную группу.

Изобретение относится к области беспилотной авиации. Беспилотный самолет содержит фюзеляж и крыло (1), выполненные по аэродинамической схеме «летающего крыла», силовую установку, которая размещена на опоре (2) над верхней поверхностью крыла (1) в носовой его части и может быть выполнена в виде двигателя (3) с соосным винтовентилятором (4), либо в виде двигателя с биротативным винтовентилятором с малошумными лопастями, либо в виде двигателя с соосным пропеллером.

Изобретение относится к беспилотным летательным аппаратам. Беспилотный летательный аппарат содержит крыло (1) прямой стреловидности, выполненное из условия использования аэродинамической схемы «летающее крыло», силовую установку, включающую двигатель с воздушным винтом, а также органы управления.

Изобретение относится к авиационной технике. Способ размещения двигателя на летательном аппарате типа «летающее крыло» заключается в том, что мотогондолу (1) двигателя устанавливают в хвостовой части крыла (2) таким образом, что зазор между нижней точкой мотогондолы (1) двигателя и поверхностью крыла (2) составляет (0,37-0,41)D, где D - внутренний диаметр входного сечения воздухозаборника.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов короткого взлета и посадки. Самолет содержит крыло (1), выполненное в совокупности с фюзеляжем по аэродинамической схеме «летающее крыло».

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный универсальный самолет включает фюзеляж и крыло, выполненные по схеме «летающее крыло» (1), а также силовую установку, установленную на опоре (2) и выполненную в виде двигателя (3) и воздушного винта (4).

Летательный аппарат (10) с малой радиолокационной сигнатурой включает двигательную установку (18) для приведения в движение летательного аппарата (10), имеющего воздухозаборник (16) и сопловое отверстие (14), нишу (20, 24, 26), через которую предусмотрена возможность ввода других компонентов летательного аппарата (10) вовнутрь.

Изобретение относится к авиации, а именно к конструкции крыла летательного аппарата, выполненного по аэродинамической схеме «летающее крыло». На верхней поверхности крыла летательного аппарата, выполненного по схеме «летающее крыло» малого размаха, от передней кромки аэродинамического профиля до задней располагаются два вертикальных продольных киля, симметрично относительно продольной оси ЛА.

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА). ЛА содержит две тандемно расположенные несущие поверхности - переднюю и заднюю, выполненные с возможностью создания положительной подъемной силы.

Изобретение относится к летальным аппаратам тяжелее воздуха и касается аппаратов вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат выполнен по схеме «летающее крыло» и содержит силовые агрегаты, шасси, кабину, механизм управления, расположенный по всей задней кромке крыла, три винта, вал, через который осуществляется привод и обеспечивается синхронная работа винтов от силовых агрегатов.

Изобретение относится к гидросамолетам и касается корпусов летающих лодок. Летающая лодка (катер-самолет) содержит фюзеляж-лодку, крыло малого удлинения, близкое в плане к треугольной форме, имеющее водоизмещающие элементы по бокам крыла и элероны на задней кромке, хвостовое оперение, силовую установку.

Изобретение относится к мягким реданированным поплавкам транспортного средства. Мягкий реданированный поплавок содержит по меньшей мере один редан и по меньшей мере одну пневмооболочку, в которой размещен пневмобаллон.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям гидросамолетов. Фюзеляж гидросамолета содержит днище.

Изобретение относится к авиастроению и касается разработки гидросамолетов, самолетов-амфибий, экранопланов и экранолетов. .

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания гидросамолетов и самолетов-амфибий. .

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания гидросамолетов и самолетов-амфибий. .

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования в конструкции корпусов лодок гидросамолетов. .

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в конструкциях лодок легких гидросамолетов. .

Изобретение относится к области самолетостроения и может быть применено для проведения поисково-спасательных операций на водных акваториях. .

Изобретение относится к авиации. Беспилотный самолет - амфибия содержит лодку, крыло, горизонтальное и вертикальное (8) оперение, размещенное на продольных балках.

Изобретение относится к морской авиации. Самолет-амфибия состоит из стреловидного крыла с механизацией, двигателей силовой установки и шасси, выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло» в виде центроплана без горизонтального оперения, на нижней поверхности которого образованы три выступающих вниз днища лодки с реданами, центральное из которых соединено с нижней поверхностью планера. Две балансирующие боковые поплавковые лодки прикреплены с помощью опор к законцовкам крыла, к которым прикреплены два киля вертикального оперения с двухсекционными рулями направления. Самолет-амфибия содержит два двигателя силовой установки, которые неподвижно прикреплены к двум килям вертикального оперения. Изобретение направлено на улучшение взлетно-посадочных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх