ЭКРАНОПЛАН Российский патент 1998 года по МПК B60V1/08 

Изобретение относится к конструкции летательных аппаратов, а именно экраноплана, выполненного по типу "летающего крыла".

Известен экраноплан, содержащий крыло и кормовые устройства стабилизации, включающие вертикальное и горизонтальное оперения [1]. Однако этот экраноплан имеет существенный недостаток, заключающийся в следующем. Для компенсации неблагоприятного в отношении обеспечения устойчивости влияния скосов потока за крылом на эффективность горизонтального оперения последнее делается весьма развитым в продольном и поперечном направлениях и выносится на достаточно большое удаление от крыла в продольном направлении. Это приводит к непропорционально большим по сравнению с основным несущим крылом размерам и массе хвостового оперения, увеличению размеров и массы всего экраноплана, повышению напряжений и упругих деформаций в его элементах, что приводит к снижению прочности и устойчивости и уменьшению аэродинамического качества. Для повышения прочности и жесткости корпуса экраноплана приходится увеличивать толщину обшивки и ужесточать набор корпуса, что в итоге приводит к заметному снижению полезной весовой отдачи экраноплана.

В качестве прототипа выбран экраноплан, содержащий глиссирующие пластины, установленные на экраноплане и предназначенные для создания поддерживающей гидродинамической силы [2]. Связь между каждой из глиссирующих пластин и днищем экраноплана выполнена в виде двух параллельных тяг одинаковой длины, расположенных в вертикальной плоскости и шарнирно соединенных с глиссирующей пластиной и днищем. По замыслу авторов этой идеи, глиссирующие пластины при реализуемых сравнительно высоких скоростях движения являются эффективным стабилизатором экраноплана по крену и рысканию. Однако применение глиссирующих пластин для экранопланов имеет ряд существенных недостатков: неустойчивость стабилизирующего эффекта при высокой волне на поверхности воды; неизбежность поломки стабилизирующего устройства при его столкновении с плавающим твердым предметом или отмелью; создание дополнительного (гидродинамического) сопротивления полету экраноплана; неэффективность устройства на малых скоростях полета.

Существенным недостатком всех известных конструкций экранопланов является также то, что в них обычно не предусмотрены устройства посадки летательного аппарата на грунт.

Целью изобретения является создание устройства с устойчивым стабилизирующим эффектом на всех режимах движения и полета экраноплана с одновременным повышением надежности этого устройства, а также обеспечение возможности посадки экраноплана на грунт.

Поставленная цель достигается тем, что в экраноплане, содержащем кабину, крыло и устройства стабилизации, одно из этих устройств выполнено в виде вращающегося маховика, установленного внутри крыла на вертикальной оси и жестко соединенного с колесом приводной турбины; при этом экраноплан снабжен устройством посадки на грунт, выполненным в виде двух симметрично установленных подпружиненных костылей, шарнирно соединенных с корпусом кабины, а упомянутый маховик выполнен таким образом, что его вес максимально вынесен в его периферийную зону.

На фиг. 1 показан предлагаемый экраноплан (вариант с винтовыми движителями), изометрический вид сверху, с пусковой катапультой; на фиг. 2-4 - планер экраноплана в трех проекциях; на фиг. 5 - крыло экраноплана, изометрический вид сверху; на фиг. 6 - маховик с колесом приводной турбины; на фиг. 7 - поперечное сечение крыла по продольной оси экраноплана; на фиг. 8 - схема расположения устройства посадки; на фиг. 9 - положение устройства посадки в полете; на фиг. 10 - положение указанного устройства при посадке.

Как видно из фиг. 1, предлагаемый экраноплан представляет собой летательный аппарат типа "летающее крыло" и содержит крыло 1, кабину 2, оперение 3 как одно из устройств стабилизации и движители в виде двух воздушных винтов 4.

Обшивка крыла экраноплана усилена ребрами жесткости 5, 6, 7 и т.д. Для старта с земли предпочтительно применение катапульты, которая на фиг. 1 представлена в виде направляющих 8 и резинового жгута 9, зафиксированных на грунте с помощью кольев 10, 11 и т.д. соответствующей конструкции. Аппарат может устанавливаться на направляющие 8, например, нижними углами кабины, обшиты фторопластом для уменьшения трения при старте. Такая катапульта может устанавливаться на любом грунте в считанные минуты.

На фиг. 2-4 показан планер предлагаемого экраноплана в трех основных проекциях: фиг. 2 - вид сверху, фиг. 3 - вид спереди, фиг. 4 - вид сбоку.

В соответствии с целью изобретения экраноплан снабжен дополнительным устройством стабилизации (см. фиг. 5-7), выполненным в виде вращающегося маховика 12, установленного внутри крыла 1 на вертикальной оси 13. Для этого, как показано на фиг. 5, в крыле выполнено круглое окно, контуры которого на фиг. 2 обозначены окружной пунктирной линией. При этом, как обычно, крыло усилено лонжеронами (см. поз. 14, 15, 16 на фиг. 5 и 7). Маховик выполнен по типу велосипедного колеса, для усиления эффекта стабилизации вес его максимально вынесен в периферийную зону. С маховиком жестко соединено колесо 17 турбины, приводящееся во вращение выхлопными газами маршевых двигателей.

Экраноплан снабжен также устройством посадки аппарата на грунт (см. фиг. 8-10). Оно выполнено в виде двух симметрично установленных подпружиненных костылей 18, шарнирно соединенных в точке 19 с корпусом кабины. Роль пружины, взаимодействующей с костылями, может выполнять воздушная камера 20. В полете костыли удерживаются в положении, показанном на фиг. 9, а при посадке выкидываются в положение, показанное на фиг. 8 и 10.

Предлагаемый экраноплан функционирует как любой летательный аппарат типа самолета, то есть он может совершать взлет и посадку как на воду, так и на грунт.

Поскольку в полете экраноплан находится весьма близко от поверхности воды или суши, для него большое значение имеет надежная устойчивость как в поперечном, так и в продольном направлениях. Такую устойчивость ему обеспечивает эффект гироскопа, производимый описанным маховиком 12. При этом малое удлинение крыла и большая хорда позволяют экраноплану держать высокую воздушную подушку. Для посадки на грунт (главным образом в прибрежной зоне) вся нижняя поверхность кабины снаружи должна быть покрыта материалом с низким коэффициентом трения, например слоем фторопласта. Перед посадкой костыли 18 по команде пилота выдвигаются в положение, показанное на фиг. 8 и 10, так что соприкосновение с грунтом сначала происходит через костыли, воздушная камера 20 которых берет на себя часть нагрузки от веса аппарата.

Свободно вращающийся маховик большого диаметра обеспечивает устойчивость во много раз большую, чем управление рулями, которое эффективно только на больших скоростях и требует повышенного внимания к управлению. В предлагаемом варианте экраноплана стабильно держится заданный угол атаки крыла, а боковые порывы ветра не оказывают влияния. Все эти параметры аппарат сохраняет даже при зависании и парашютировании. При этом исключается необходимость применения весьма развитого в продольном и поперечном направлениях оперения, сопряженного с описанными выше недостатками. Основным стабилизирующим устройством в нашем случае будет маховик, а оперение будет служить только для размещения на нем рулей направления.

Крен и угол полета будут меняться очень плавно, независимо от резкости изменения положения рулей, что очень важно при полете на малой высоте. При этом расположив консоли крыла под углом 30^o, можно производить крытые виражи с помощью рулей направления, обходясь без элеронов.

В отношении технико-экономических показателей предлагаемый экраноплан имеет следующие преимущества по сравнению с аналогичными летательными аппаратами: повышенная устойчивость; возможность полета над сушей, что в ряде случаев может сократить протяженность маршрута; возможность использования экраноплана в качестве самолета.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Белавин Н.И. Экранопланы. - Судостроение, 1977, с. 64.

2. Авторское свидетельство СССР N 17663291, кл. В 64 С 39/00, 1992 (прототип).

Использование: изобретение относится к транспортным средствам на динамической воздушной подушке и касается конструирования экранопланов в виде летательных аппаратов, выполненных по типу "летающего крыла". Сущность изобретения состоит в том, что у экраноплана, содержащего кабину, крыло и устройства стабилизации полета, согласно изобретению, одно из устройств стабилизации выполнено в виде вращающего маховика, установленного внутри крыла на вертикальной оси и жестко связанного с колесом приводной турбины. У такого экраноплана маховик может быть выполнен таким образом, что его вес максимально вынесен в его периферийную зону. Наряду с этим такой экраноплан целесообразно снабжать устройством посадки на грунт, выполненным в виде двух симметрично установленных подпружиненных костылей, шарнирно соединенных с корпусом кабины, а вся нижняя поверхность кабины снаружи может быть покрыта материалом с низким коэффициентом трения, например, фторопластом. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Экраноплан, содержащий кабину, крыло и устройства стабилизации полета, отличающийся тем, что одно из устройств стабилизации выполнено в виде вращающегося маховика, установленного внутри крыла на вертикальной оси и жестко соединенного с колесом приводной турбины. 2. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что упомянутый маховик выполнен таким образом, что его вес максимально вынесен в его периферийную зону. 3. Экраноплан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен устройством посадки на грунт, выполненным в виде двух симметрично установленных подпружиненных костылей, шарнирно соединенных с корпусом кабины, а вся нижняя поверхность кабины снаружи покрыта материалом с низким коэффициентом трения, например фторопластом .