МНОГОЦЕЛЕВОЙ САМОЛЕТ Российский патент 2001 года по МПК B64C39/08 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции, аэродинамической компановке самолетов многоцелевого назначения.

Известен самолет (Eligt International, 1986, N 6, p. 46), содержащий высоко- и низкорасположенные крылья с положительной стреловидностью и сочлененные между собой по торцам пилонами.

Недостатками этой аэродинамической схемы является следующее: небольшой разнос крыльев по вертикали и аэродинамическое затенение заднего крыла на углах атаки, увеличенный крутящий момент на крыле.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является конструкция легкого многоцелевого самолета (см. патент Российской Федерации N 2001842 C1), содержащая фюзеляж с установленным в его хвостовой части двигателем с толкающим винтом в кольце, высоко- и низкорасположенные крылья, сочлененные между собой по торцам пилонами с рулями управления по курсу, переднее цельноповоротное оперение, при этом высокорасположенное крыло, имеющее управляющие поверхности, центрапланной частью установлено на верхней части кольца толкающего винта. Высокорасположенное крыло имеет обратную стреловидность и поэтому находится позади низкорасположенного крыла.

Недостатками этого самолета является малая грузоподъемность и надежность из-за опасности попадания посторонних предметов в винт двигателя, приподнятых колесами. А также небольшая дальность полета, недостаточная эффективность управляющих поверхностей: элеронов, рулей высоты и другой механизации крыла в результате аэродинамического затенения нижним крылом верхнего крыла при заходе на посадку на больших углах атаки.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в улучшении эксплуатационно-технических характеристик, а именно: в увеличении грузоподъемности и дальности полета, увеличении безопасности эксплуатации самолета, т.е. увеличении устойчивости и управляемости самолета на всех режимах полета: взлете, горизонтальном полете, виражах и посадке.

Технический результат достигается тем, что в многоцелевом самолете, содержащем фюзеляж, высоко- и низкорасположенные крылья с управляющими поверхностями и сочлененные между собой по торцам пилонами с рулями управления по курсу, переднее цельноповоротное оперение, при этом низкорасположенное крыло выполнено с прямой стреловидностью и V-образностью, высокорасположенное крыло предлагаемого самолета выполнено с прямой стреловидностью и вынесено вперед из зон затенения от нижнего крыла даже при больших углах атаки, таким образом, чтобы центр тяжести самолета оставался впереди суммарного центра давления крыльев, при этом пилоны, соединяющие торцы крыльев, имеют обратную стреловидность, а центральная часть верхнерасположенного крыла соединена с фюзеляжем в районе между центром тяжести самолета и его суммарным центром давления центральным пилоном, на котором размещены двигатели.

Кроме того, верхнерасположенное крыло имеет предкрылки и при виде спереди может не иметь V-образности, в центральном пилоне размещены дополнительные или основные топливные баки. Нижнерасположенное крыло самолета может иметь варианты расположения как низкоплан, так и средне- и высокоплан, например для гидросамолета или амфибии.

Такой существенный отличительный признак, как вынос вперед высокорасположенного крыла за счет его прямой стреловидности и за счет обратной стреловидности пилонов, соединяющих торцы верхнерасположенного и нижнерасположенного крыльев, позволяет исключить влияние возмущенного потока от нижнего крыла на обтекание верхнего крыла даже при больших углах атаки, например при посадке. Это благоприятно сказывается на управляемости и устойчивости самолета, т.е. элероны и закрылки верхнерасположенного крыла находятся вне затененной зоны и вместе с элеронами нижнерасположенного крыла обеспечивают продольную и поперечную управляемость самолета.

Такой существенный отличительный признак, как "центральная часть верхнерасположенного крыла соединена с фюзеляжем в районе между центром тяжести самолета и его суммарным центром давления центральным пилоном", на котором расположены двигатели, позволяет облегчить конструкцию верхнего крыла, а за счет этого увеличить грузоподъемность самолета. А размещение двигателей на центральном пилоне позволяет обезопасить двигатели от попадания посторонних предметов, а это увеличивает надежность самолета.

Такой существенный отличительный признак, как "пилоны, соединяющие торцы крыльев имеют обратную стреловидность", позволяет вынести вперед верхнее крыло относительно нижнего в более благоприятную невозмущенную зону, что также позволяет увеличить подъемную силу крыла, и как следствие этого грузоподъемность самолета, а также его надежность, т.к. верхнерасположенное крыло работает в невозмущенной зоне.

Такой существенный отличительный признак, как "в центральном пилоне размещены дополнительные или основные топливные баки", позволяет увеличить дальность полета без увеличения веса планера, т.к. размещение топливных баков в центральном пилоне в районе между центром тяжести самолета и его суммарным центром давления позволяет уменьшить вес топливной системы за счет уменьшения количества перекачивающих агрегатов и трубопроводов, а также увеличивает суммарную емкость топливных баков, что позволит увеличить дальность полета.

Такой отличительный признак, как "верхнерасположенное крыло имеет предкрылки и при виде спереди может не иметь V-образности", также позволяет увеличить грузоподъемность самолета.

На фиг. 1 представлен самолет заявленной конструкции, вид сбоку.

На фиг. 2 - то же, вид сверху.

На фиг. 3 - то же, вид спереди.

На фиг. 4 - то же, вид спереди для варианта - среднеплан.

На фиг. 5 - то же, вариант - высокоплан.

Многоцелевой самолет содержит фюзеляж 1 с кабиной экипажа 2 и пассажирским или грузовым отсеком 3. Передняя часть фюзеляжа 1 снабжена цельноповоротным горизонтальным оперением 4 типа "утка".

Крыло самолета является сочлененным и состоит из двух крыльев с прямой стреловидностью - низкорасположенного 5 и высокорасположенного 6. Верхнее крыло 6 снабжено элеронами 7 и другой механизацией крыла, как закрылки 8, предкрылки 9, а нижнее крыло 5 снабжено элеронами 10 и другой механизацией крыла.

Концы крыльев соединены с помощью пилонов 11 с обратной стреловидностью, на которых размещены рули управления по курсу 12.

На фюзеляже 1 закреплены переднее 13 и задние 14 шасси.

Центроплан верхнерасположенного крыла 6 соединен центральным пилоном 15 с фюзеляжем 1 в районе между центром тяжести самолета и его суммарным центром давления. На центральном пилоне 15 размещены двигатели 16.

Взлет и полет самолета происходит обычным способом. Экипаж размещается в кабине 2 фюзеляжа 1. Пассажиры или грузы размещены в отсеке 3. При включении двигателей 16 происходит разбег самолета на шасси 13 и 14. Набегающий поток воздуха при обтекании низкорасположенного крыла 5 и высокорасположенного крыла 6 создает подъемную силу на крыльях 5 и 6, за счет которой происходит взлет и полет самолета. Причем верхнерасположенное стреловидное крыло 6, вынесенное вперед на пилонах 11 работает в невозмущенном потоке, обеспечивая самолет устойчивостью и управляемостью за счет механизации крыла 7, 8, 9, элеронов 10, размещенных на низкорасположенном крыле 5, переднего цельноповоротного горизонтального оперения 4 и рулей управления по курсу 12, размещенных на пилонах 11, достаточной для многоцелевого самолета.

Двигатели 16, размещенные на центральном пилоне 15, находятся далеко от ВПП, что исключает попадание в них посторонних предметов. А размещенные в центральном пилоне 15 топливные баки позволяют увеличить дальность полета.

Тот факт, что верхнерасположенное крыло 6 и низкорасположенное крыло 5 создают суммарную подъемную силу, направленную вверх несколько позади центра тяжести самолета, имеющего небольшой размах крыла, позволяет самолету совершать даже вынужденную посадку при неработающих двигателях. При подходе самолета к земле на нижнерасположенном крыле 5 за счет экранного эффекта, создается дополнительная подъемная сила, а на верхнерасположенном крыле 6, за счет выдвижения предкрылков 9, также создается дополнительная подъемная сила, позволяющая плавно приземлить самолет, а цельноповоротное переднее оперение 4 позволяет эффективно управлять самолетом при посадке. Посадка и пробег самолета происходит на шасси 13 и 14.

Самолет рассчитан на перевозку грузов и пассажиров, причем взлетный вес самолета может колебаться в большом диапазоне.

Изобретение относится к авиации и касается конструирования авиационной техники, и, в частности, создания многоцелевых самолетов. Самолет имеет верхне- и нижнерасположенные крылья с управляющими поверхностями, сочлененные между собой по торцам пилонами с обратной стреловидностью и с рулями управления по курсу. Самолет содержит переднее цельноповоротное оперение. Нижнерасположенное крыло имеет прямую стреловидность. Верхнерасположенное крыло выполнено с прямой стреловидностью и вынесено вперед из зоны затенения от нижнего крыла даже при больших углах атаки таким образом, чтобы центр тяжести самолета оставался впереди суммарного центра давления крыльев. Центральная часть верхнерасположенного крыла соединена с фюзеляжем в районе центра тяжести самолета центральным пилоном, на котором размещены двигатели. Верхнерасположенное крыло имеет предкрылки, и оно может при виде спереди не иметь V-образности. Нижнерасположенное крыло имеет V-образность. В центральном пилоне могут располагаться дополнительные или основные топливные баки. Нижнерасположенное крыло самолета может иметь варианты расположения как низкоплан, так и средне- и высокоплан. Технический результат реализации настоящего изобретения заключается в улучшении эксплуатационно-технических характеристик самолета, а именно в увеличении грузоподъемности самолета и дальности его полета при увеличении безопасности эксплуатации, т.е. увеличении устойчивости и управляемости самолета во время взлета, горизонтального полета, виражей и посадки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Многоцелевой самолет, содержащий верхне- и нижнерасположенные крылья с управляющими поверхностями, сочлененные между собой по торцам пилонами с рулями управления по курсу, переднее цельноповоротное оперение, при этом нижнерасположенное крыло выполнено с прямой стреловидностью и V-образностью, отличающийся тем, что верхнерасположенное крыло выполнено с прямой стреловидностью и вынесено вперед из зоны затенения от нижнего крыла даже при больших углах атаки таким образом, чтобы центр тяжести самолета оставался впереди суммарного центра давления крыльев, при этом пилоны, соединяющие торцы крыльев, имеют обратную стреловидность, а центральная часть верхнерасположенного крыла соединена с фюзеляжем в районе центра тяжести самолета центральным пилоном, на котором размещены двигатели. 2. Самолет по п.1, отличающийся тем, что верхнерасположенное крыло имеет предкрылки, а при виде спереди может иметь V-образности. 3. Самолет по п.1, отличающийся тем, что в центральном пилоне размещены дополнительные или основные топливные баки. 4. Самолет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что нижнерасположенное крыло самолета может иметь варианты расположения как низкоплан, так и средне- и высокоплан.