Изобретение относится к авиационной технике, а именно к легкому двухмоторному самолету многоцелевого назначения, предназначенному для выполнения пассажирских перевозок, аэрофотосъемочных, аэрогеофизических, лесоохранных, поисково-спасательских и мониторинговых работ.
Ближайшим аналогом является конструкция легкого шестиместного двухмоторного пассажирского самолета, снабженного двумя двигателями, установленными на крыле самолета, заключенным в мотогондолы.
Указанная конструкция самолета имеет следующие недостатки:
1. Двигатели размещены на крыле снаружи, что увеличивает лобовое сопротивление самолета.
2. Двигатели находятся под воздействием внешней среды: осадков в виде дождя, снега, града, обледенения, резкого перепада температур, что ухудшает условия работы двигателей и снижает технический ресурс.
3. Мотогондолы, установленные на крыле, снижают летно-техническое качество самолета.
4. Размещение двигателей на крыле затрудняет осмотр, техобслуживание, ремонт и замену двигателей.
5. Двигатели не защищены от попадания птиц, жестких частиц и пыли.
Целью изобретения является улучшение летно-технических и эксплуатационных качеств самолета, повышение надежности, экономичности и безопасности при эксплуатации в различных климатических зонах, в условиях низких температур, географических широтах более 70o с.ш.
Поставленная цель достигается тем, что два двигателя устанавливаются внутри фюзеляжа самолета, в его задней части, с левой и правой стороны относительно его продольной оси симметрии, а воздушные винты толкающего типа располагаются на центральной части крыла и приводятся во вращение при помощи трансмиссионных передач, размещенных внутри центроплана, при этом один конец каждого трансмиссионного вала механически связан с редуктором соответствующего двигателя, а другой (внешний) конец трансмиссионного вала соединен с механизмом привода винта, установленном на крыле, заключенным в металлический картер, обводы которого плавно переходят в контур носового обтекателя винта, при этом механизм привода винта содержит полувал, закрепленный на подшипниках, к которому жестко присоединяется воздушный винт и зубчатые шестерни, а правый и левый трансмиссионные валы соединены между редукторами двигателей промежуточными валами, состоящими из двух частей, механически соединяемых между собой управляемой муфтой, связывающей между собой обе половины промежуточного вала в случае остановки одного двигателя в полете и включающей в действие трансмиссию и винт остановившегося двигателя в полете, при этом самолет имеет центральную часть крыла, изогнутую в форме крыла чайки с увеличенной стреловидностью передней кромки носка центроплана, который представляет собой полую съемную конструкцию и является одновременно топливным баком, а носки консолей на некоторой длине также имеют полую конструкцию, которая служит емкостями для топлива, при этом в носовой части самолета находится кабина экипажа, в которой расположены рабочие места летчика, штурмана (наблюдателя), навигационно-пилотажное, радиотехническое оборудование, средства управления и коррекции полета, в средней части самолета находятся салон (или отсек полезного груза), в котором расположены пассажирские кресла, шкаф-бар, откидной столик, а в специализированных модифицированных самолетах устанавливается аэрофотосъемочное, геолого-исследовательское, поисковое или же другое оборудование, а в полу салона выполняются люки для аэрофотоустановок или для десантирования людей и различных грузов, закрываемые изнутри жесткими панелями, а снаружи управляемыми створками, в конце салона расположен бытовой отсек, в котором находятся гардероб и санузел и багажное отделение для личного груза пассажиров, имеющее доступ как изнутри, так и снаружи самолета, а носовая часть самолета выполнена в виде каркаса из легких сплавов, который в зависимости от назначения самолета может быть закрыт непрозрачными панелями из органического небьющегося стекла типа "триплекс", передний иллюминатор выполнен из утолщенного, птицестойкого стекла, а двигательный отсек снабжен системой сигнализации о пожаре и средствами пожаротушения, при этом он изолирован от пассажирского салона двумя противопожарными, звукопоглощающимися перегородками, а в нижней части отделен экраном, отражающим ИК-тепловые излучения от двигателей, для чего также выхлопные патрубки двигателей выведены в верхнюю часть фюзеляжа.
Пассажирский салон оборудован общим и индивидуальным освещением, радио и радиотелефонной связью, системой вентиляции и обогрева, в носовой части фюзеляжа снизу установлен радиолокатор оповещения метеобстановки, на консолях крыла установлены закрылки, а на центроплане - тормозные воздушные щитки, отклоняемые на угол 45o при посадке на ВПП.
На самолете установлено трехколесное шасси, убирающееся в фюзеляж с пневматиками низкого давления, обеспечивающими эксплуатацию самолета на грунтовых аэродромах с удельной прочностью грунта 3,5 кг/см2.
На фиг. 1 дан общий вид самолета в пассажирском варианте при виде сбоку; на фиг. 2 - общий вид того же самолета спереди; на фиг. 3 - общий вид самолета в плане; на фиг. 4 - компоновка самолета в пассажирском варианте, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, при виде в плане; на фиг. 6 - общий вид двигательной установки, вид в плане; на фиг. 7 - то же, вид сзади по полету; на фиг. 8 - общий вид легкого самолета в варианте аэрофотосъемщика, вид сбоку; на фиг. 9 - установка аэрофотоаппарата; разрез А-А фиг. 8; на фиг. 10 - общий вид легкого самолета в варианте аэрофотосъемщика, вид в плане; на фиг. 11 - общий вид легкого самолета в варианте аэрофотосъемщика, вид впереди; на фиг. 12 - кабина экипажа легкого самолета аэрофотосъемщика, вид сбоку; на фиг. 13 - то же, вид в плане; на фиг. 14 - то же, вид спереди на рабочее место штурмана; на фиг. 15 - общий вид салона легкого самолета с люком для десантирования в перспективе; на фиг. 16 - сечение по люку для десантирования; на фиг. 17 - общий вид легкого самолета на лыжах, вид сбоку; на фиг. 18 - то же, вид спереди; на фиг. 19 - общий вид легкого самолета на поплавках, вид сбоку; на фиг. 20 - то же, вид спереди; на фиг. 21 - то же, вид в плане.
Легкий двухмоторный многоцелевой самолет в данном изобретении представляется в двух основных вариантах.
1. Легкий двухмоторный шестиместный пассажирский самолет (базовый вариант).
2. Легкий самолет для выполнения аэрофотосъемочных аэрогеофизических, мониторинговых, лесоохранных и др. работ (вариант базового самолета).
Базовый легкий шестиместный самолет имеет несколько модификаций: аэрофотосъемочный, лесоохранный, геологоразведывательный, экстренной медицинской помощи, поисково-спасательный, охраны государственных границ и др.
Различные модификации самолета отличаются между собой в основном составом экипажа, составом оборудования, устанавливаемого в грузовом отсеке (салоне), и некоторыми изменениями в конструкции носовой части самолета, кабины экипажа, силовой части пола салона и др. в соответствии с принадлежностью самолета и выполняемому виду работ.
Конструктивно легкий самолет представляет собой свободнонесущий моноплан с верхним расположением крыла, изогнутого в корневой части в виде крыла "чайки".
Самолет состоит из фюзеляжа 1, центроплана 2, двух консолей 3 с элеронами 4 и закрылками 5, щитков 6, горизонтального оперения 7 с рулем высоты 8 и вертикального оперения 9 с рулем направления 10 (фиг. 1, 2 и 3).
Самолет оборудован трехколесным шасси, состоящим из двух основных опор 11 и передней стойки 12, убирающихся в полете в фюзеляж.
Самолет имеет емкий фюзеляж объемом более 10 м3 и просторный светлый салон с широкими окнами 13.
В носовой части фюзеляжа расположена кабина экипажа 14, в ней с левой стороны находится кресло летчика 15, а с правой стороны кресло пятого пассажира 16 (фиг. 4, 5).
В кабине размещены: приборная доска 17, пульты 18, пилотажно-навигационное 19 и радиотехническое оборудование 20, кабина оснащена объемным передним иллюминатором из птицестойкого, тонированного стекла 21, обеспечивающего летчику широкий обзор передней полусферы.
В салоне самолета расположены четыре пассажирских кресла 22 и шкаф-фар 23 для хранения и подогрева пищи.
В средней части фюзеляжа находится грузовой отсек или пассажирский салон, оборудованный входной дверью 24, расположенной с левой стороны фюзеляжа и аварийной дверью 25, расположенной с правой стороны.
Салон оборудован общим и индивидуальным освещением, системой кондиционирования и вентиляции.
В конце салона расположен вспомогательный отсек 26, в котором находятся: туалет 27, емкости с водой 28, аптечка, отсек 26 изолирован от пассажирского салона звукопоглощающей противопожарной перегородкой 29 с раздвижной дверью.
В отсеке 26 с левой и правой сторон находятся герметизированные ниши 30, служащие для уборки колес основных стоек шасси 11.
За вспомогательным отсеком 26 расположен отсек двигательной установки 31 и багажное отделение 32, доступ к которому может быть как изнутри, так и снаружи (фиг. 4).
Самолет оборудован двумя двигателями 33 автомобильного типа, работающими на автомобильных бензинах, двигатели расположены рядом друг с другом.
Двигательная установка 31 снабжена двумя многолопастными воздушными винтами 34 толкающего типа, установленными на крыле самолета 2, привод к которым осуществляется посредством трансмиссионных валов 36, расположенных в центроплане 2, находящихся на расстоянии от фюзеляжа самолета, несколько превышающем размеры радиуса винта.
Трансмиссионные валы 35 механически связаны, с одной стороны, с редукторами двигателей 36, а с другой стороны через конические шестерни - с приводным механизмом винта 37, заключенным в обтекатель 38, снабженный полувалом 39, на который крепится воздушный винт 34 (фиг. 6 и 7).
Приводной механизм винта 37 заключен в металлический корпус и жестко присоединен к крылу 2, и имеет обтекаемую форму (фиг. 6 и 7).
Между редукторами левого и правого двигателей 33 проведен промежуточный вал 40, состоящий из двух половин (левой и правой), соединяемых между собой управляемой муфтой 41, при помощи которой обе половины промежуточного вала 40 могут быть соединены или разомкнуты.
Двигательный отсек 21 изолирован от вспомогательного отсека 27 эффективной противопожарной шумопоглощающей перегородкой 42 и снабжен системой сигнализации и системой тушения пожара.
В нижней части двигательный отсек 31 изолирован от заднего багажного отсека 32 теплоотражающим экраном 43, аналогичные теплоотражающие экраны устанавливаются с боков и в задней части двигательного отсека 31 в целях исключения активного ИК-излучения от двигателей (фиг. 6, 7).
С этой же целью выхлопные патрубки 44 обоих двигателей выводятся в верхнюю часть фюзеляжа и заключаются в ИК-отражающие экраны (фиг. 4, 5, 6 и 7).
Конструкция самолета изготовлена в основном из легких сплавов, неметаллических и композиционных материалов.
Каркас носовой части фюзеляжа - литой из бериллиевых сплавов, обшитый глухими панелями 45 из неметаллических материалов (фиг. 12).
На самолете имеются пять топливных баков, связанных между собой системой топливоподачи.
Основными топливными баками являются два бака 46, расположенных в передней части центроплана 2, и два бака 47, размещенных в консолях крыла 3.
Пятый бак 48, дополнительный, располагается в верхней части отсека 26 и используется при перегонах самолета.
Бензобаки 46, 47 и 48 имеют самостоятельные заливные горловины, расположенные в верхней части крыла и центроплана, и снабжены системой контроля топлива.
Задний отсек 32 служит для хранения личного груза пассажиров или технического инвентаря, который может использоваться в качестве центровочного груза. При недостаточном количестве пассажиров багаж из грузового отсека 32 перемещается в салон для обеспечения необходимой центровки самолета.
Салон самолета оборудован удобными, комфортабельными креслами, два из которых имеют раскладывающуюся конструкцию и вместе с двумя другими могут превращаться в спальные места.
Кресла легко демонтируются, могут перемещаться по полу, превращая пассажирский салон в деловое помещение с баром и деловым столиком на четыре персоны или в грузовой отсек.
Легкий самолет, предназначенный для проведения аэрофотосъемочных и других работ, связанных с фотографированием земной поверхности, является модификацией базового пассажирского легкого самолета (фиг. 1, 2) и отличается от него компоновкой пассажирского салона, кабины и составом экипажа при сохранении самолета общей конструкции планера и его летно-технических характеристик.
На аэрофотосъемочном самолете в кабине экипажа перед креслом летчика 15 размещается рабочее место штурмана или наблюдателя 49, которое оборудуется пультом управления фотоустановкой 50, коллиматорным прицепом-пеленгатором 51, аппаратурой коррекции трассы полета 52, столиков 53, полкой 54 хранения топографических карт и др. оборудованием (фиг. 10, 13).
В целях обеспечения штурману (наблюдателю) широкого визуального обзора передней полусферы и требуемых углов обзора земной поверхности непрозрачные панели 55, установленные на каркасе 45 носовой части пассажирского самолета, заменяются на прозрачные панели из органического стекла 56 типа "триплекс", в нижней части кабины снаружи устанавливается метеорологический локатор 57.
В пассажирском салоне вместо пассажирских кресел устанавливаются: аэрофотоаппарат, электронно-командный прибор, навигационный вычислитель 60, доплеровский измеритель скорости сноса 61, топографический радиовысотомер 62, статометр 63, фоторегистратор 64, пульт бортоператора 65, кассеты и другое специальное оборудование.
Вспомогательный отсек 26 затемняется и оснащается оборудованием для перезарядки и хранения кассет 66, водообеспечения и туалетными принадлежностями походного типа 67.
В верхней части фюзеляжа устанавливаются астролюк с антенной приемоиндикатора 68 и антенные устройства радиосвязи (фиг. 8).
Рядом с электронно-командным прибором 59 устанавливается рабочее место бортоператора 69, которое оборудуется полкой 70 с элементами управления и столиком 71.
В варианте самолета для проведения лесоохранных, поисковоспасательных и других видов работ, требующих десантирования людей, пожарных, технических грузов и средств пожаротушения, в конструкцию пассажирского самолета вносятся следующие доработки: непрозрачные панели 55 носовой части фюзеляжа (фиг. 5) заменяются на прозрачные панели 56 от органического стекла (фиг. 10, 11).
В полу пассажирского салона 72 выполняется десантный люк 73, закрывающийся со стороны салона жесткими крышками 74, а снаружи управляемыми створками 75, приводимыми в действие механизмами 85.
Рядом с креслом летчика 15 с правой стороны устанавливается кресло командира (наблюдателя 16 (фиг. 4, 5)), его рабочее место оборудуется фотосредствами или визуального наблюдения, устанавливается аппаратура контроля внешней среды 76 или же другие специальные приборы.
Во вспомогательном отсеке 26 размещаются технические или спасательные средства и туалет 77.
Базовый самолет и самолеты всех модификаций могут быть установлены на лыжи и на поплавки.
При установке самолета на лыжи на его переднюю стойку 12 вместо колеса устанавливается передняя лыжа 78, а на основные стойки 11 вместо колес устанавливаются две основные лыжи 79 (фиг. 17, 18).
Для эксплуатации самолета на воде он устанавливается на два поплавка 80.
Поплавки в задней части самолета присоединяются к узлам основных стоек шасси 11 и усиливаются боковыми раскосами 83, а в передней части поплавки 80 присоединяются к силовой раме 81, состоящей из горизонтальной штанги 82 и раскосов 83, имеющих сечение каплевидной обтекаемой формы.
Для удобства входа и выхода пассажиров из самолета входная дверь оборудуется жестким трапом 84, присоединенным с одного края к раскосу 83.
Все варианты легкого самолета имеют одну и ту же аэродинамическую компоновку и размерность и не отличаются друг от друга своими летно-техническими характеристиками и режимами полета, основными из которых являются следующие:
1. При выполнении аэросъемочных работ для крупномасштабного картографирования или других видов работ, требующих минимальной скорости горизонтального полета (140-150 км/ч.), полет самолета производится на положительных углах α около 6-8o при отклоненных закрылках на угол 20o.
2. Крейсерский полет самолета производится на крейсерском режиме работы двигателей с раздельной работой воздушных винтов.
3. В случае остановки одного (любого) двигателя 33 в полете производится автоматическое отключение трансмиссионного вала 35 от редуктора остановившегося двигателя и его автоматическое переключение на редуктор работающего двигателя, в результате чего в работу включается воздушный винт 34 остановившегося двигателя и самолет продолжает полет на одном двигателе с двумя работающими винтами 34.
4. Разбег самолета производится на форсажном режиме работы двигателя с закрылками, отклоненными на угол 15-20o до подъема самолета на высоту примерно 30 м от земли.
5. Посадка самолета (в целях сокращения дистанции пробега) выполняется с закрылками 5, отклоненными на угол 20-25o, отпущенными щитками 6 на центроплане 2, на угол до 45o и с торможением основных колес.
6. Нормальный горизонтальный полет производится с убранными шасси.
7. Взлет самолета на поплавках производится на форсажном режиме работы моторов с отклоненными закрылками на угол 20o.
Легкий самолет предлагаемой конструкции имеет следующие технические преимущества:
1. Вследствие снятия двигателя с крыла и улучшения его аэродинамического качества самолет имеет высокие летно-технические и эксплуатационные характеристики.
2. Двигатели самолета хорошо защищены от метеорологических осадков: снега, града, обледенения, механических повреждений низких температур, что обеспечивает надежную работу и запуск двигателей в любых климатических условиях.
3. Обеспечивается свободный подход к двигателям, что облегчает осмотр, контроль, техническое обслуживание, ремонт и замену двигателей.
4. Самолет имеет небольшую массу, небольшие размеры, портативен и легко транспортируется всеми видами транспорта.
5. Самолет высоко экономичен. Имеет низкие удельные расходы топлива, работает на дешевых автомобильных бензинах отечественных и зарубежных марок.
Имеет самую дешевую стоимость провоза пассажиров по сравнению с зарубежными самолетами данного класса.
6. Моторы, примененные на самолете автомобильного типа отечественного производства, обладают высокой ремонтоспособностью и обеспечиваются запасными частями.
7. В самолете предусмотрены все удобства и максимальный уровень комфорта для пассажиров в полете и пребывании в различных климатических условиях, в том числе в районах Сибири и Крайнего Севера России.
8. Самолет обладает повышенной безопасностью и надежностью. Он оснащен двумя надежно работающими двигателями массовой технологии.
Остановка одного из двигателей в полете не грозит чрезвычайной ситуацией, так как винт остановившегося в полете двигателя автоматически переключается на работающий двигатель и самолет продолжает полет на одном двигателе с двумя работающими винтами.
9. Отсутствие мотогондол на крыле впереди винтов повышает КПД воздушных винтов.
10. Конструкция самолета легко модифицируется в самолеты различного назначения без технологических доработок планера, в результате чего пассажирский самолет может быть модифицирован в самолеты следующих назначений:
- грузопассажирский, грузовой,
- деловой бизнес-класса,
- коммерческий самолет-такси,
- аэрофотосъемщик,
- самолет для проведения геологических, аэрофизических, мониторинговых работ,
- лесоохранный,
- сторожевой, для охраны государственных границ,
- поисково-спасательный,
- оказания экстренной медицинской помощи в отдаленных районах,
- легкий самолет личного пользования и туризма.
11. Самолет может быть установлен на лыжи и на поплавки и использоваться как аэрофотосъемщик и спасательный самолет с эксплуатацией на воде при волнении при высоте волны до 0,7 м.
12. Конструкция самолета предусматривает возможность дисантирования людей, технических, продовольственных и медицинских грузов с малой высоты при скорости полета менее 140 км/ч.
13. Самолет защищен и недосягаем для поражения переносными зенитными ракетными комплексами типа "Стингер", "Стрела-2М", "Игла-1".
Использование: легкий двухмоторный многоцелевой самолет предназначен для эксплуатации в регионах с разнообразными климатическими и географическими условиями и отдельных районах Севера России. Сущность изобретения: форма крыла самолета изогнута в корневой части, двигатели размещены внутри фюзеляжа за пассажирским салоном, а воздушные винты установлены на крыле в месте перехода консолей крыла в центроплан. Привод к винтам осуществляется при помощи трансмиссионных передач, размещенных в центральной части крыла, соединенных с двигателями, а с другой стороны с валом воздушного винта, заключенного в металлический корпус, присоединенный к крылу. Двигатели через редукторы соединены между собой механическим устройством. Топливная система состоит из нескольких топливных баков, основами служат передние части центроплана, представляющие собой кессонную конструкцию и баки в консолях крыла. Двигательный отсек изолирован от пассажирского салона противопожарными, шумопоглощающими перегородками. Самолет имеет несколько модификаций и рассчитан на широкое применение в народном хозяйстве для проведения аэрофотосъемочных, лесоохранных работ, деловых связей, туризма и использования в качестве личного воздушного транспорта. 7 з.п. ф-лы, 21 ил.
