ЭКРАНОПЛАН-АМФИБИЯ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ Российский патент 2003 года по МПК B60V1/08 B60V3/08 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к летательным аппаратам, использующим экранный эффект.

Известен из патента Российской Федерации 2073343, кл⁷. В 60 V 1/08, 1994 г. экраноплан в виде водоизмещающего корпуса с хвостовым оперением, глиссирующими обводами и поперечным реданом с закрепленным на нем крылом - центропланом, имеющим установленный за толкающим воздушным винтом тягового двигателя отклоняющийся в вертикальной плоскости воздухозаборник с воздушным каналом в виде щели, соединяющей верхнюю и нижнюю поверхности центроплана.

Недостатком этого экраноплана является невозможность его использования над поверхностью земли как в летнее время, так и в зимнее время над замершей водной поверхностью водоема или покрытой снегом земной поверхностью.

Наиболее близким по своей технической сути к предложенному экраноплану-амфибии на воздушной подушке является известный из патента Российской Федерации 2078002, кл⁷. В 60 V 1/08, 1994 г. экраноплан-амфибия на воздушной подушке, содержащий образующее последнюю экранное крыло малого удлинения, симметрично продольной оси которого расположены выпуклые водоизмещающие поплавки-скеги, выпуклый корпус, составное из симметричных правой и левой секций несущее крыло большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со средствами стабилизации в виде вертикальных оперений с рулями по направлению, связанных друг с другом посредством горизонтального оперения с рулем по тангажу.

Недостатком этого экраноплана-амфибии на воздушной подушке является его малая эффективность при эксплуатации, сложность конструкции и невозможность его использования в качестве экранолета с превышением расстояния от него до опорной поверхности по сравнению с высотой его воздушной подушки.

Задачей предлагаемого экраноплана-амфибии на воздушной подушке является повышение эффективности его эксплуатации, упрощение конструкции и обеспечение возможности его использования на высотах от опорной поверхности, превышающих высоту создаваемой им воздушной подушки.

Эта задача достигается тем, что экраноплан-амфибия на воздушной подушке, содержащий образующее последнюю экранное крыло малого удлинения, симметрично продольной оси которого расположены выпуклые водоизмещающие поплавки-скеги, выпуклый корпус, составное из симметричных правой и левой секций несущее крыло большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со средствами стабилизации в виде вертикальных оперений с рулями по направлению, связанных друг с другом посредством горизонтального оперения с рулем по тангажу, снабжен смонтированными на выпуклых поплавках посредством пилонов моторными отсеками для размещения в них тяговых двигателей с воздушными пропульсивными винтами, на задних торцах которых установлены вертикальные оперения рулей по направлению, выпуклый корпус установлен на внутренних боковых поверхностях моторных отсеков и выполнен тарельчатым из герметично соединенных по периметру и оппозитно расположенных верхней и нижней жестких оболочек, экранное крыло малого удлинения - составным из контактирующих с вышеупомянутым корпусом и закрепленных на моторных отсеках выпуклых носовой и кормовой секций соответственно с трапецеидальным и криволинейным в плане контурами, каждый водоизмещающий поплавок-скег выполнен в виде эластичного газонепроницаемого цилиндрического пневмобаллона с внутренней полостью, разделенной на отдельные изолированные отсеки, и закрепленным на нем жестким несущим элементом, соединенным с опертым на него пилоном моторного отсека, правая и левая секции несущего крыла большого удлинения - съемными, смонтированными на продольных торцах носовой секции экранного крыла малого удлинения и наклоненными под углом атаки в 3-7^o в вертикальной плоскости, при этом вышеупомянутый корпус смещен назад по ходу движения относительно воздушных пропуль-сивных винтов, оси вращения которых расположены в вертикальных плоскостях, проходящих через продольные оси вышеупомянутых пневмобаллонов, причем расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов и длина L вышеупомянутых пневмобаллонов превышают диаметр d их поперечных сечений соответственно в 4,5-7,5 и 10-13,5 раз, причем длина L₁ несущего крыла большего удлинения и суммарная площадь нижней поверхности секций несущего крыла большего удлинения и нижней поверхности горизонтального оперения превышают длину L₂ горизонтального оперения и суммарную площадь поверхности нижней жесткой оболочки вышеупомянутого корпуса и нижних поверхностей носовой и кормовой секций экранного крыла малого удлинения соответственно в 1,2-1,5-2,5 и 5-7 раз, а расстояние Н от горизонтальных осей воздушных пропульсивных винтов до продольных осей вышеупомянутых пневмобаллонов и длина L₃ экранного крыла малого удлинения меньше диаметра D_V воздушного пропульсивного винта и длины L₁ несущего крыла большего удлинения соответственно 1,5-2,2 и 1,2-1,6 раз.

Кроме того, в экраноплане-амфибии на воздушной подушке каждый тяговый двигатель может быть снабжен кольцевой обоймой, охватывающей его воздушный пропульсивный винт, каждый из газонепроницаемых цилиндрических пневмобаллонов - дополнительными боковыми пнемобаллонами и закрепленной на его днище съемной лыжей, а каждый из эластичных газонепроницаемых цилиндрических пневмобаллонов и/или каждая съемная лыжа могут быть выполнены с поперечным реданом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид спереди на экраноплан-амфибию на воздушной подушке, на фиг.2 - вид в плане на фиг.1, на фиг.3 - вид сбоку на фиг.1.

Экраноплан-амфибия на воздушной подушке состоит из параллельно расположенных водоизмещающих поплавков-скегов, каждый из которых выполнен в виде эластичного газонепроницаемого цилиндрического пневмобаллона 1 с внутренней полостью, разделенной на отдельные изолированные отсеки, и наконечником (условно не показано) и закрепленным на нем жестким несущим элементом 2, соединенным с опертым на него пилоном 3 моторного отсека 4. Внутри каждого размещен тяговый двигатель с воздушным пропульсивным винтом 5, продольные оси которых расположены в вертикальных плоскостях, проходящих через продольные оси пневмобаллонов 1. Задний торец каждого моторного отсека 4 соединен с вертикальным 6 оперением руля 7 по направлениям. Параллельные вертикальные 6 оперения рулей по направлению 7, установленные на каждом из моторных отсеков 4, соединены друг с другом горизонтальным 8 оперением с элеронами 9 и рулем по тангажу 10. На внутренних боковых поверхностях моторных отсеков 4 закреплен смещенный по ходу назад относительно воздушных пропульсивных винтов 5 выпуклый корпус, выполненный тарельчатым из герметично соединенных по периметру и оппозитно расположенных верхней 11 и нижней 12 жестких оболочек. Верхняя 11 жесткая оболочка имеет герметичные откидные люки-блистеры 13. Экранное крыло малого удлинения - составным из контактирующих с вышеупомянутым корпусом и закрепленных на моторных отсеках 4 выпуклых носовой 14 и кормовой 15 секций, имеющих соответственно трапецеидальный и криволинейный в плане контуры. На продольных торцах носовой 14 секции экранного крыла малого удлинения установлены съемные правая 16 и левая 17 секции несущего крыло большого удлинения, которые имеют элероны 18 и выполнены съемными и наклоненными под углом атаки в 3-7^o в вертикальной плоскости. Расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов 5 и длина L вышеупомянутых пневмобаллонов 1 превышают диаметр d поперечных сечений последних соответственно в 4,5-7,5 и 10-13,5 раз. Причем длина L₁ несущего крыла большего удлинения и суммарная площадь нижней поверхности секций несущего крыла большего удлинения и нижней поверхности горизонтального 8 оперения превышают длину L₃ горизонтального оперения и суммарную площадь поверхности нижней 12 жесткой оболочки вышеупомянутого корпуса и нижних поверхностей носовой 14 и кормовой 15 секций экранного крыла малого удлинения соответственно в 1,2-1,5 и 5-7 раз. Расстояние Н от горизонтальных осей воздушных пропульсивных винтов 5 до продольных осей вышеупомянутых пневмобаллонов 1 и длина L₂ экранного крыла малого удлинения меньше диаметра D_v воздушного пропульсивного винта 5 и длины L₁ несущего крыла большего удлинения соответственно 1,5-2,2 и 1,2-1,6 раз.

Работает экраноплан-амфибия на воздушной подушке следующим образом. После включения тяговых двигателей и отхода экраноплана-амфибии на воздушной подушке от причальных мостков (условно не показанных) тяговые двигатели переводят в рабочий режим и поток воздуха от работающих воздушных пропульсивных винтов 5, оси которых смещены вниз относительно нижней 12 жесткой оболочки выпуклого тарельчатого корпуса и выпуклых носовой 14 и кормовой 15 секций экранного крыло малого удлинения, устремляется в пространство между нижними поверхностями последних и поверхностью водоема (условно не показано), создавая воздушную подушку, подъемная сила которой приподнимает экраноплан-амфибию на воздушной подушке относительно поверхности водоема. Часть потока воздуха, не захваченная образованной воздушной подушкой, создает горизонтальную силу, разгоняющую экраноплан-амфибию на воздушной подушке. По мере роста скорости растут подъемные силы экранного крыла малого удлинения, что позволяет оторваться от поверхности водоема. В дальнейшем движение экраноплана- амфибии на воздушной подушке поддерживается над поверхностью водоема в основном только создаваемой ею подъемной силой. В случае необходимости преодоления препятствий, выступающих над поверхностью водоема, или полета на внеэкранном режиме на продольных торцах выпуклой носовой 14 секции экранного крыла малого удлинения устанавливают съемные правую 16 и левую 17 секции несущего крыла большого удлинения. Затем увеличивают скорость вращения воздушных пропульсивных винтов 5, изменяя при этом шаг их лопастей, устанавливая их в положение, необходимое для полета на указанном режиме, что обуславливает увеличение скорости движения экраноплана-амфибии на воздушной подушке и увеличение подъемной силы, а вследствие этого и переход на внеэкранный режим полета.

При переходе с внеэкранного режима полета на экранный режим полета осуществляют снижение высоты полета до высоты, необходимой для образования эффекта воздушной подушки, изменение шага лопастей воздушных пропульсивных винтов 5 и снижение их оборотов на оптимальные для полета в экранном режиме. При необходимости посадки уменьшают постепенно величину потока воздуха, нагнетаемого между нижними поверхностями носовой 14 и кормовой 15 секциями экранного крыла малого удлинения и поверхностью водоема, эластичные газонепроницаемые цилиндрические пневмобаллоны 1 вступают в контакт с поверхностью водоема, а по мере уменьшения оборотов воздушных пропульсивных винтов поступательная скорость движения экраноплана-амфибии на воздушной подушке уменьшается и он останавливается. В случае использования экраноплана-амфибии на воздушной подушке в зимнее время на нижних поверхностях ластичных газонепроницаемых цилиндрических пневмобаллонов 1 устанавливают съемные лыжи (условно не показаны), позволяющие осуществлять разгон и посадку на замерзшую поверхность водоемов и покрытую снегом земную поверхность.

Экраноплан-амфибия на воздушной подушке может быть использован в труднодоступных территориях для перевозки пассажиров и небольших грузов над заболоченной местностью и водными поверхностями водоемов, а так же в качестве личного транспортного средства.

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания летательных аппаратов, использующих экранный эффект. Экраноплан имеет экранное крыло малого удлинения, составное из симметричных правой и левой секций, несущее крыло большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со средствами стабилизации в виде вертикальных оперений с рулями по направлению, связанных друг с другом посредством горизонтального оперения с рулем по тангажу. Экраноплан имеет смонтированные на выпуклых поплавках посредством пилонов моторные отсеки для тяговых двигателей с воздушными пропульсивными винтами, на задних торцах которых установлены вертикальные оперения рулей по направлению. Выпуклый корпус установлен на внутренних боковых поверхностях моторных отсеков и выполнен тарельчатым. Экранное крыло является составным из контактирующих с вышеупомянутым корпусом и закрепленных на моторных отсеках выпуклых носовой и кормовой симметричных секций соответственно с трапецеидальным и криволинейным в плане контурами. Каждый поплавок-скег является эластичным, газонепроницаемым, цилиндрическим пневмобаллонном с внутренней полостью, разделенной на отдельные изолированные отсеки, и с закрепленным на нем жестким несущим элементом, соединенным с опертым на него пилоном моторного отсека. Секции несущего крыла являются съемными и смонтированы на продольных торцах носовой секции экранного крыла малого удлинения. Технический результат реализации изобретения состоит в повышении эффективности эксплуатации, упрощении конструкции и обеспечении возможности использования экраноплана на высотах от опорной поверхности, превышающих значение высоты создаваемой им воздушной подушки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Экраноплан-амфибия на воздушной подушке, содержащий образующее последнюю экранное крыло малого удлинения, симметрично продольной оси которого расположены выпуклые водоизмещающие поплавки-скеги, выпуклый корпус, составное из симметричных правой и левой секций несущее крыло большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со средствами стабилизации в виде вертикальных оперений с рулями по направлению, связанных друг с другом посредством горизонтального оперения с рулем по тангажу, отличающийся тем, что он снабжен смонтированными на выпуклых поплавках посредством пилонов моторными отсеками для размещения в них тяговых двигателей с воздушными пропульсивными винтами, на задних торцах которых установлены вертикальные оперения рулей по направлению, выпуклый корпус установлен на внутренних боковых поверхностях моторных отсеков и выполнен тарельчатым из герметично соединенных по периметру и оппозитно расположенных верхней и нижней жестких оболочек, экранное крыло малого удлинения - составным из контактирующих с вышеупомянутым корпусом и закрепленных на моторных отсеках выпуклых носовой и кормовой симметричных секций соответственно с трапецеидальным и криволинейным в плане контурами, каждый водоизмещающий поплавок-скег выполнен в виде эластичного газонепроницаемого цилиндрического пневмобаллона с внутренней полостью, разделенной на отдельные изолированные отсеки, и закрепленным на нем жестким несущим элементом, соединенным с опертым на него пилоном моторного отсека, правая и левая секции несущего крыла большого удлинения - съемными, смонтированными на продольных торцах носовой секции экранного крыла малого удлинения и наклоненными под углом атаки в 3-7^o в вертикальной плоскости, при этом вышеупомянутый корпус смещен назад по ходу движения относительно воздушных пропульсивных винтов, оси вращения которых расположены в вертикальных плоскостях, проходящих через продольные оси вышеупомянутых пневмобаллонов, причем расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов и длина L вышеупомянутых пневмобаллонов превышают диаметр d их поперечных сечений соответственно в 4,5-7,5 и 10-13,5 раза, причем длина L₁ несущего крыла большого удлинения и суммарная площадь нижней поверхности секций несущего крыла большого удлинения и нижней поверхности горизонтального оперения превышают длину L₃ горизонтального оперения и суммарную площадь поверхности нижней жесткой оболочки вышеупомянутого корпуса и нижних поверхностей носовой и кормовой секций экранного крыла малого удлинения соответственно в 1,2-1,5 и 5-7 раз, а расстояние Н от горизонтальных осей воздушных пропульсивных винтов до продольных осей вышеупомянутых пневмобаллонов и длина L₂ экранного крыла малого удлинения меньше диаметра D_v воздушного пропульсивного винта и длины L₁ несущего крыла большого удлинения соответственно в 1,5-2,2 и 1,2-1,6 раза. 2. Экраноплан-амфибия по п. 1, отличающийся тем, что каждый тяговый двигатель снабжен кольцевой обоймой, охватывающей его воздушный пропульсивный винт. 3. Экраноплан-амфибия по п.1, отличающийся тем, что каждый из эластичных газонепроницаемых цилиндрических пневмобаллонов снабжен съемной лыжей. 4. Экраноплан-амфибия по п.3, отличающийся тем, что каждый из эластичных газонепроницаемых цилиндрических пневмобаллонов и/или каждая съемная лыжа выполнены с поперечным реданом.