ЭКРАНОЛЕТ Российский патент 2002 года по МПК B60V1/08 

Изобретение относится к области воздушного транспорта, а именно к аппаратам на динамической воздушной подушке, использующим экранный эффект при своем движении. Изобретение может быть использовано при разработке экранолетов народнохозяйственного назначения.

Из технической литературы известен легкий экранолет Х-113 (см. кн. Н.И. Белавин "Экранопланы", Л.: Судостроение, 1977 г., с.98-99), состоящий из центроплана, выполненного в виде крыла малого удлинения треугольной формы в плане, в задней части которого установлено Т-образное хвостовое оперение. Над крылом на пилоне расположен двигатель с воздушным винтом. Экранолет имеет поплавки остойчивости и концевые шайбы с элеронами.

Известен также четырехместный экранолет Х-114 (см. там же с.118 и 146-147), который имеет два водоизмещаюших поплавка, корпус расположенный на передней кромке крыла над поверхностью экрана и мотоустановку с толкающим воздушным винтом, расположенную на пилоне над треугольным крылом в плане. По концам крыла установлены концевые шайбы с элеронами, а в его задней части - Т-образное хвостовое оперение.

Недостатком указанных устройств является обособленность основных агрегатов (фюзеляжа, лодки, хвостового оперения) в аэродинамической компоновке экранолета, что приводит к повышению аэродинамического сопротивления и массы его конструкции.

Прототипом предлагаемого изобретения является экранолет по заявке на патент Германии 1234535 А, МПК В 60 V 1/08, опублик. 16.02.1967, который состоит из корпуса с хвостовым оперением и крыла малого удлинения, над которым установлен один двигатель с воздушным винтом.

Недостатками прототипа являются сложная конструкция, низкое аэродинамическое качество и высокая потребная мощность двигателя для создания воздушной подушки.

Технической задачей данного изобретения является повышение аэродинамического качества экранолета и упрощение его конструкции.

Указанная задача решается следующим образом.

Боковые и задние кромки крыла расположены в единой плоскости, а нервюры крыла, сопряженные с бортами корпуса экранолета, установлены под углом 5-16^o к указанной плоскости, нижней поверхности крыла задана куполообразная форма, кроме того, задняя и боковые кромки крыла выполнены из гибкого армированного материала и образуют гибкое ограждение воздушной подушки, воздушные винты расположены над крылом, перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал перед винтом.

На фиг.1, 2 и 3 - четырехместный экранолет показан сбоку, сверху и спереди;
на фиг.4 и 5 - 30-местный экранолет с двумя двигателями показан сбоку и спереди;
на фиг.6 - изображен 2-моторный экранолет сверху.

Экранолет состоит из корпуса (фюзеляжа) 1, к которому пристыковано крыло 2, на котором закреплено хвостовое оперение, состоящее из киля 3 с рулем поворота 4 и стабилизатора 5 с рулем высоты 6. Снизу под крылом расположен водный руль 7 поворота для маневрирования по воде.

В корпусе расположена кабина экипажа и пассажиров. Корпус, кроме того, рассчитан на транспортировку грузов.

На экранолете установлен один или несколько двигателей 8 с воздушным винтом 9. Двигатель установлен на мотораме 10.

На концевых участках крыла закреплены концевые шайбы 11 с элеронами 12. На концах крыла расположены несущие поплавки 13 или поплавки остойчивости 14, когда корпус экранолета выполнен водоизмещающим (фиг.1-3).

Несущие поплавки снизу имеют покрытие из листа 15, обладающего высокими антифрикционными свойствами (листовой полиэтилен, фторопласт). Между листом 15 с низким сопротивлением трения и жестким корпусом поплавка установлен эластичный слой материала или надувные баллоны 16, размещенные по всей длине поплавка и разделенные на отдельные секции.

Задние и боковые кромки 17 крыла выполнены из листового гибкого материала. Они приклепаны к несущей задней кромке 18 крыла, которая выполнена силовой. Кромки 17 выполнены, например, из листовой пористой резины (или полиуретана) с удельным весом 0,2-0,3 кг/м², она имеет положительную плавучесть. Лист 17 армирован капроновой или тонкой металлической сеткой.

Наружный контур задней и боковых кромок 17 выполнен по эллептической кривой. А несущие силовые кромки 18 крыла для упрощения конструкции и обеспечения ее технологичности расположены по прямой линии.

Эластичные задние и боковые кромки крыла, пневматические баллоны водоизмещающих поплавков и выдвижные предкрылки 19 образуют гибкое ограждение статической воздушной подушки. Предкрылок выполнен автоматически отклоняющимся традиционной схемы, он отклоняется относительно оси 20 при появлении избыточного давления под крылом. Предкрылок отклоняется по бортовым направляющим 21. На двухмоторном экранолете направляющие выполнены выдвижными из корпуса (не показаны).

Нижняя поверхность крыла имеет куполообразную форму с целью образования воздушной подушки под ним. Для этого бортовые нервюры 22 крыла расположены под углом 5-16^o, а задние и боковые кромки крыла находятся в единой горизонтальной плоскости. Для создания купола под крылом передние кромки 23 крыла направлены к корпусу (к вертикальной оси) под углом 5-16^o. Таким образом, под крылом образуется купол воздушной подушки, ограниченный по периметру гибким ограждением.

Нагнетание воздуха под крыло осуществляют с помощью воздушного винта 9, плоскость вращения которого пересекает плоскость крыла.

Воздушный винт расположен перед ковшеобразным воздухозаборником 24, который образован выступающей вверх верхней поверхностью крыла и нижней поверхностью, замкнутых на острую переднюю кромку 25 воздухозаборника.

Перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал и эллипсоидную впадину 26 перед винтом. Таким образом, при работе винта часть воздуха, отсасываемая с поверхности крыла, нагнетается через воздухозаборник вниз под крыло в купол статической воздушной подушки.

Для увеличения эффективности работы воздушных винтов, расположенных над крылом, их устанавливают в диапазоне 15-70% корневой хорды крыла - вк. При этом воздушные потоки, движущийся над крылом (отсасываемый) и проходящий сверху воздухозаборника, обеспечивают повышение разрежения над крылом. А нагнетаемый вниз воздух создает под крылом равномерное повышение давления. Для создания большей площади активного потока над крылом необходимо повысить площадь крыла, омываемую потоком воздуха сверху. Поэтому пересечение плоскости вращения винта с теоретической плоскостью 27 крыла принимают по возможности максимальным в пределах 20-80% размаха крыла.

Для повышения эффективности работы винта и для генерирования горизонтальных вихрей, движущихся сверху над крылом, кольцевой канал винта продолжают с помощью аэродинамических гребней 28.

Полет предлагаемого экранолета происходит обычным для данного класса летательных аппаратов образом. После запуска двигателей и повышения оборотов воздушного винта растет давление в воздушной подушке за счет нагнетания воздуха через воздухозаборники вниз под крыло.

Предкрылок автоматически выпускается. На четырехместном легком экранолете установлено ручное управление закрылком. При выпущенном закрылке экранолет начинает разгон на воздушной подушке. При увеличении скорости движения до 40-50 км предкрылок от скоростного напора (который выше, чем в воздушной подушке) автоматически убирается (или на легком экранолете с помощью ручного привода).

Затем экранолет увеличивает скорость до крейсерской и совершает полет. Посадка экранолета осуществляется в обратном порядке.

На максимальной мощности двигателя экранолет выходит на статическую воздушную подушку на месте и затем начинает движение к месту старта.

Экранолет совершает полет на высоте 1-2 м, т.е. на высоте значительного действия экранного эффекта и оптимального пилотирования. Эволюции в воздухе и посадка экранолета осуществляются так же, как и самолета с силовой установкой, обеспечивающей небольшой избыток мощности и вертикальную скорость полета до 1 м/с.

По сравнению с прототипом предложенный экранолет имеет большее аэродинамическое качество, меньшее гидродинамическое сопротивление и лучшие эксплуатационные свойства. Относительная масса предложенного экранолета ниже, чем у прототипа благодаря оптимальности обводов наружных и аэродинамических форм.

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и касается создания аппаратов на динамической воздушной подушке. Экранолет имеет корпус с хвостовым оперением и крыло малого удлинения. Над этим крылом установлен один или несколько двигателей с воздушным винтом. Боковые и задние кромки крыла расположены в единой плоскости. Нервюры крыла сопряжены с бортами корпуса экранолета и установлены под углом 5-16^o к указанной выше плоскости. Нижняя поверхность крыла имеет куполообразную форму. Кроме того, задняя и боковые кромки крыла выполнены из армированного материала и образуют гибкое ограждение воздушной подушки. Воздушные винты расположены над крылом. Перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал перед винтом. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении аэродинамического качества и в упрощении конструкции экранолета. 6 ил.

Экранолет, состоящий из корпуса с хвостовым оперением и крыла малого удлинения, над которым установлен один или несколько двигателей с воздушным винтом, отличающийся тем, что боковые и задние кромки крыла расположены в единой плоскости, а нервюры крыла, сопряженные с бортами корпуса экранолета, установлены под углом 5-16^o к указанной плоскости, нижней поверхности крыла задана куполообразная форма, кроме того, задняя и боковые кромки крыла выполнены из гибкого армированного материала и образуют гибкое ограждение воздушной подушки, воздушные винты расположены над крылом, перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал перед винтом.