ГИДРОСАМОЛЕТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1996 года по МПК B64C35/00 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно, к гидросамолетам.

Известен гидросамолет, содержащий корпус, крыло, хвостовое оперение и дополнительную стабилизирующую поверхность [1] Недостатком этого самолета является большой вес конструкции корпуса и низкое аэродинамическое качество.

Известен также гидросамолет, содержащий корпус, хвостовое оперение и крыло типа "чайка" с водоизмещающим центропланом [2] Недостатком его является сложная конструкция крыла самолета, низкие запасы продольной и поперечной остойчивости.

Задачей изобретения является создание гидросамолета с высоким аэродинамическим качеством, достаточным запасом продольной и поперечной остойчивости, брызгозащищенностью элементов конструкции на режимах взлета и посадки путем воздействия на несущую поверхность самолета брызговой струей, сходящей с корпуса гидросамолета.

Решение задачи обеспечивается тем, что в гидросамолете, содержащем крыло, горизонтальное и вертикальное оперение, глиссирующий корпус с реданом, стабилизирующая поверхность закреплена на корпусе выше скуловой линии с положительным углом установки, причем расстояние от задней кромки до редана составляет не менее полуширины корпуса.

Кроме того, задняя кромка стабилизирующей поверхности расположена позади редана в диапазоне высот над основной плоскостью гидросамолета:

где Н_o осадка корпуса на режиме плавания по первому редану;
Φ угол дифферента гидросамолета;
n расстояние от задней кромки стабилизирующей поверхности до редана.

Кроме того, размах стабилизирующей поверхности составляет две-три ширины корпуса гидросамолета.

Кроме того, стабилизирующая поверхность установлена на боковых поверхностях корпуса с углом поперечного "V" в диапазоне ψ = ±20^°.
Решение задачи обеспечивается также тем, что в гидросамолете, содержащем глиссирующий корпус с реданом, горизонтальное и вертикальное оперение, закрепленное на корпусе крыло, передняя кромка центроплана которого расположена впереди редана, а задняя кромка позади редана, крыло закреплено на корпусе выше его скуловой линии с положительным углом установки, при этом расстояние от задней кромки центроплана крыла до редана составляет не менее полуширины корпуса.

Кроме того, задняя кромка центроплана крыла установлена позади редана в диапазоне высот относительно основной плоскости гидросамолета:
,
где H_o осадка корпуса на режиме плавания по первому редану;
Φ угол дифферента гидросамолета;
n расстояние от задней кромки центроплана до первого редана, при этом величина n выбрана из соотношения:
3/4 b_a ≅ n ≅ b_a,
где b_a средняя аэродинамическая хорда крыла.

Кроме того, размах центроплана крыла составляет две-три ширины корпуса гидросамолета.

Кроме того, центроплан установлен на корпусе с углом поперечного "V" в диапазоне ψ = ±15^°.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен гидросамолет, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид спереди, вариант с крылом; на фиг. 3 то же, вариант со стабилизирующей поверхностью.

Гидросамолет содержит корпус 1 с реданом 2, крыло 3, вертикальное и горизонтальное оперение 4, стабилизирующую поверхность 5.

Стабилизирующая поверхность 5 крепится к корпусу таким образом, что она образует положительный угол установки α с основной плоскостью корпуса гидросамолета и расположена выше его скуловой линии, а ее передняя кромка устанавливается впереди редана.

Выбор местоположения стабилизирующей поверхности определяется необходимостью получения достаточной подъемной силы при глиссировании на брызговых струях.

Гидросамолет работает следующим образом. При взлете и посадке, когда скорость глиссирования составляет величину V ≥ 0,3 V_отр, брызговые струи, выходящие из-под корпуса гидросамолета, попадают на крыло или стабилизирующую поверхность, установленную соответствующим образом относительно корпуса гидросамолета. Создаваемая гидродинамическая сила обеспечивает поперечную и продольную остойчивость самолета, а низкое расположение крыла и устранение опорных поплавков или жабр высокое аэродинамическое качество.

Глиссирующие элементы крыла располагаются вне следа за первым реданом и, следовательно, устраняется верхняя зона неустойчивого глиссирования, выход в которую для гидросамолетов обычной компоновки катастрофически опасен. Следовательно, для предлагаемого гидросамолета возрастает безопасность выполнения взлетов и посадок на воде, снижаются требования к технике пилотирования. Кроме того, за счет компактного расположения точек приложения гидродинамических подъемных сил вблизи центра тяжести гидросамолета, заметно ослабляются его раскачка по углу дифферента при движении на волне. В обычном гидросамолете при вхождении носовой части лодки в волну центр давления смещается далеко вперед, возникает кабрирующий момент, который увеличивает угол дифферента v и угловую скорость дифферента до тех пор, пока не будет пройдена волна или не будет достаточно заглублен второй редан, создающий момент на пикирование. В предлагаемом гидросамолете при входе носовой части лодки в волну резко усиливаются брызговые струи, создающие подъемную силу на размещенных сзади центра тяжести несущих поверхностях. В результате практически одновременно с возникновением дестабилизирующего момента на кабрирование появляется компенсирующий момент на пикирование. Как следствие, ослабляются угловые колебания гидросамолета и возрастает его мореходность. ЫЫЫ2

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к гидросамолетам. Гидросамолет содержит корпус с реданом, крыло, вертикальное и горизонтальное оперение, стабилизирующую поверхность. Крыло или стабилизирующая поверхность закреплена на корпусе с положительным углом установки выше скуловой линии гидросамолета, причем передняя кромка указанных элементов располагается перед реданом, а задняя кромка за реданом. Изобретение позволяет повысить аэродинамическое качество гидросамолета и обеспечить достаточный запас продольной и поперечной устойчивости. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидросамолет, содержащий крыло, горизонтальное и вертикальное оперение, глиссирующий корпус с реданом, стабилизирующую поверхность, передняя кромка которой расположена перед реданом, а задняя кромка позади редана, отличающийся тем, что стабилизирующая поверхность закреплена на корпусе выше скуловой линии с положительным углом установки, причем расстояние от задней кромки до редана составляет не менее полуширины корпуса. 2. Гидросамолет по п. 1, отличающийся тем, что задняя кромка стабилизирующей поверхности установлена позади редана в диапазоне высот относительно основной плоскости гидросамолета

где H_о осадка корпуса на режиме плавания по первому редану;
Φ угол дифферента гидросамолета;
n расстояние от задней кромки стабилизирующей поверхности до редана. 3. Гидросамолет по п. 1, отличающийся тем, что размах стабилизирующей поверхности составляет две три ширины корпуса гидросамолета. 4. Гидросамолет по п. 1, отличающийся тем, что стабилизирующая поверхность установлена на боковых поверхностях корпуса с углом поперечного v в диапазоне ψ = ±20^°.
5. Гидросамолет, содержащий глиссирующий корпус с реданом, горизонтальное и вертикальное оперение, закрепленное на корпусе крыло, передняя кромка центроплана которого расположена впереди редана, а задняя кромка позади редана, отличающийся тем, что крыло закреплено на корпусе выше его скуловой линии с положительным углом установки, при этом расстояние от задней кромки центроплана крыла до редана составляет не менее полуширины корпуса. 6. Гидросамолет по п. 5, отличающийся тем, что задняя кромка центроплана крыла установлена позади редана в диапазоне высот относительно основной плоскости гидросамолета

где H_о осадка корпуса на режиме плавания по первому редану;
Φ угол дифферента гидросамолета;
n расстояние от первого редана до задней кромки центроплана, при этом величина n выбрана из соотношения
3/4 b_а ≅ n ≅ b_a,
где b_a средняя аэродинамическая хорда крыла. 7. Гидросамолет по п. 5, отличающийся тем, что размах центроплана составляет две три ширины корпуса гидросамолета. 8. Гидросамолет по п. 5, отличающийся тем, что центроплан установлен на корпусе с углом поперечного v в диапазоне ψ = ±15^°.