ЭКРАНОПЛАН Российский патент 2004 года по МПК B60V1/08 

Изобретение относится к транспорту и касается создания экранопланов - судов с динамическими принципами поддержания, являющимися скоростными транспортными средствами нового типа.

Известен экраноплан, содержащий фюзеляж с верхним крылом большого удлинения прямоугольной формы в плане с предкрылками, щелевыми закрылками и элеронами с плоской нижней поверхностью, симметричной относительно диаметральной плоскости экраноплана, нижнее низкорасположенное крыло малого удлинения с плоской нижней поверхностью, прямоугольной формы в плане с закрылками и бортовыми шайбами в виде водоизмещающих поплавков-скегов, при этом расстояние между верхним и нижним крыльями по высоте больше хорды верхнего крыла, вертикальное и горизонтальное оперения, маршевые двигатели, систему управления (RU №2078002 C1, 6 B 60 V 1/8, опублик. 27.04.97 г, бюл. №12).

Этот экраноплан обладает пониженными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат от внедрения этого изобретения заключается в повышении технических характеристик известного экраноплана. Этот результат достигается тем, что экраноплан, содержащий фюзеляж с верхним крылом большого удлинения прямоугольной формы в плане с предкрылками, щелевыми закрылками и элеронами с плоской нижней поверхностью, симметричной относительно диаметральной плоскости экраноплана, нижнее низкорасположенное крыло малого удлинения с плоской нижней поверхностью прямоугольной формы в плане с закрылками и бортовыми шайбами в виде водоизмещающих поплавков-скегов, при этом расстояние между верхним и нижним крыльями по высоте больше хорды верхнего крыла, вертикальное и горизонтальное оперения, маршевые двигатели, систему управления, согласно изобретению толкающие маршевые двигатели выполнены тянущими, в носовой части установлено третье крыло, состоящее из двух аэродинамических крыльев-консолей, имеющих угол атаки со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками и щелевыми элерон-закрылками, выполненных с аэродинамическими крылышками на концах в виде вертикальных пластин, плоская нижняя поверхность нижнего низкорасположенного крыла образует угол атаки относительно опорной подстилающей поверхности.

Использование аэродинамического крыла в носовой части значительно повышает несущие свойства экраноплана за счет как увеличения общей аэродинамической составляющей аэродинамических крыльев в носовой части совместно с верхним крылом большого удлинения, так и соответствующего оптимального распределения аэродинамической подъемной силы в определенной оптимальной пропорции между передним и верхним крылом экраноплана и результирующей точки ее приложения (аэродинамический фокус, определяемый из условия устойчивости экраноплана), повышая надежность “привязки” аппарата к экрану, увеличивается способность экраноплана к самостабилизации по высоте и повышается продольная устойчивость при полете на экране по сравнению с прототипом, что позволяет снизить взлетно-посадочные скорости, уменьшить динамические нагрузки как на органы управления, так и на конструктивно-силовую схему аппарата в целом, тем самым позволяя снизить общий вес всей конструкции, позволяя повысить полезную весовую отдачу экраноплана как транспортного средства по сравнению прототипом, позволяя также повысить устойчивость и управляемость, а значит, повысить и безопасность полета как на экране, так и на переходных режимах. Исходя из анализа чертежей прототипа можно сделать вывод, что относительное удлинение верхнего крыла составляет порядка λ>8,5, относительное удлинение нижнего низкорасположенного крыла составляет порядка λ=1. Использование третьего аэродинамического крыла в носовой части для данной компоновки позволяет уменьшить относительное удлинение верхнего аэродинамического крыла и сделать его λ<8, относительное удлинение нижнего низкорасположенного крыла увеличить и сделать его λ>1, тем самым еще более улучшая “привязку” аппарата к экрану, его самостабилизацию по высоте и дальнейшее повышение продольной устойчивости при полете на экране, повышая безопасность полета по сравнению с прототипом, повышая при этом, как указывалось выше, несущие свойства экраноплана как транспортного средства.

Таким образом, применение аэродинамических крыльев-консолей в носовой части экраноплана позволяет уменьшить относительное удлинение верхнего крыла большого удлинения и сделать его λ<8, а нижнее низкорасположенное экранное крыло, выполненное с углом атаки относительно опорной подстилающей поверхности, выполнить с относительным удлинением λ>1, тем самым позволяя значительно увеличить полезную весовую отдачу экраноплана как транспортного средства, повысить устойчивость и управляемость, а значит, повысить и безопасность полета на экране и в переходных режимах по сравнению с прототипом.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- на фиг.1 показан экраноплан, вид сбоку;

- на фиг.2 то же, вид сверху,

- на фиг.3 - то же, вид спереди.

Экраноплан содержит фюзеляж 1, верхнее крыло 2 большого удлинения прямоугольной формы в плане с предкрылками 3, щелевыми закрылками 4 и элеронами 5, аэродинамическими крылышками в виде вертикальных пластин 16, нижнее низкорасположенное крыло 6 малого удлинения прямоугольной формы в плане с закрылками 7 и бортовыми шайбами в виде водоизмещающих поплавков-скегов 8, вертикальное оперение 9, горизонтальное оперение 10, маршевые двигатели 11, крылья-консоли в носовой части 12 с аэродинамическими крылышками 13 на концах в виде вертикальных пластин, предкрылками 14, элеронами-закрылками 15, систему управления (на чертежах не показана). Плоская нижняя поверхность нижнего низкорасположенного крыла выполнена с углом атаки относительно опорной подстилающей поверхности.

Разбег экраноплана при его эксплуатации выполняется обычно против ветра с небольшими курсовыми углами к фронту волн и начинается переводом двигателей на максимальный режим работы, аналогично прототипу.

В начале движения в контакте с водой находятся бортовые поплавки-скеги 8, а затем по мере увеличения скорости движения экраноплана под воздействием набегающего потока воздуха на нижнем крыле 6, верхнем крыле 2 большого удлинения, передних крыльях 12 образуется аэродинамическая подъемная сила, под действием которой экраноплан отрывается от поверхности воды и продолжает полет в крейсерском режиме движения с работающими маршевыми двигателями. Посадка экраноплана осуществляется на водную поверхность переводом двигателей на режим полетного малого газа при выпущенных закрылках нижнего 6, верхнего 2, передних крыльев-консолей 12. Двигатели 11 и не показанные на чертежах агрегаты, механизмы и оборудование выбраны из серийных авиационных изделий, обеспечивающих заданные режимы эксплуатации экраноплана. Сопоставляя технико-экономические характеристики разработанного экраноплана с аналогичными характеристиками прототипа, можно сделать вывод о том, что отличительные признаки заявляемого изобретения, а именно:

- применение тянущих двигателей вместо толкающих позволяют улучшить обдув верхнего крыла 2, и увеличить аэродинамическую подъемную силу данного крыла;

- применение аэродинамических крыльев-консолей в носовой части экраноплана позволяет уменьшить относительное удлинение верхнего крыла 2, и сделать его λ<8;

- нижнее низкорасположенное экранное крыло, выполненное с углом атаки относительно опорной подстилающей поверхности, выполнить с относительным удлинением λ>1, тем самым позволяя значительно увеличить полезную весовую отдачу экраноплана как транспортного средства, повысить устойчивость и управляемость, а значит, повысить и безопасность полета на экране и в переходных режимах по сравнению с прототипом.

Аэродинамические крылья консоли 12 в носовой части также позволяют увеличить общую аэродинамическую подъемную силу всего аппарата и снизить взлетно-посадочные скорости, тем самым позволяя снизить собственный вес всей конструкции и, как следствие, увеличить полезную весовую отдачу экраноплана как транспортного средства и в своей совокупности придают экраноплану новые свойства и обеспечивают ему преимущества в техническом, экономическом и экологическом аспектах, а именно: в надежности конструкции, функциональной простоте и особенно в рациональной аэродинамической компоновке, обеспечивающей надежную и достаточную “привязку” аппарата к экрану как за счет измененного по сравнению с прототипом нижнего крыла, так и за счет дополнительного управляющего воздействия от крыльев консолей в носовой части, повышающего устойчивость и управляемость экраноплана в полете, позволяя успешно совершать маневры по скорости, изменения направления движения необходимых для безопасного прохождения узкостей и поворотов рек, скопления судов, мостов и т.д.

Технический облик и внешний вид заявляемого экраноплана сформированы как новый тип скоростного транспортного средства, не имеющего аналогов ни по внешнему облику, ни по диапазону эксплуатационных характеристик, который определен всепогодностью и круглогодичностью эксплуатации, высоким уровнем надежности и гарантированной безопасностью полетов.

Применение экраноплана многообразно, например, для эксплуатации в речных и озерных условиях - для быстрой доставки пассажиров и грузов из одного района в другой, а также для смены вахт и т.п.

Результаты проведенных исследований и испытаний в аэротрубах, на буксируемой модели позволили провести расчетную оптимизацию основных параметров и характеристик систем, агрегатов и оборудования, соответствующих компоновочной схеме и обеспечивающих заданные режимы эксплуатации, доказывающих возможность получения высоких летно-технических характеристик на различных высотах экранного полета.

Изобретение относится транспорту и касается создания экранопланов. Экраноплан содержит фюзеляж с верхним крылом большого удлинения прямоугольной формы в плане с предкрылками, щелевыми закрылками и элеронами с плоской нижней поверхностью, симметричной относительно диаметральной плоскости экраноплана. Экраноплан имеет нижнее низкорасположенное крыло малого удлинения с плоской нижней поверхностью прямоугольной формы в плане с закрылками и бортовыми шайбами в виде водоизмещающих поплавков-скегов. Расстояние между верхним и нижним крыльями по высоте больше хорды верхнего крыла. Экраноплан включает в себя вертикальное и горизонтальное оперения, маршевые двигатели и систему управления. Маршевые двигатели выполнены тянущими. В носовой части экраноплана расположено третье крыло, состоящее из двух аэродинамических крыльев-консолей, имеющих угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками и с элерон-закрылками. Крылья-консоли третьего крыла выполнены с аэродинамическими крылышками на концах в виде вертикальных пластин. Верхнее крыло может выполняться с аэродинамическими крылышками на концах в виде вертикальных пластин и с удлинением λ<8. Нижнее крыло может иметь удлинение λ>1, а его плоская нижняя поверхность может иметь угол атаки с опорной подстилающей поверхностью. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении технических характеристик экраноплана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Экраноплан, содержащий фюзеляж с верхним крылом большого удлинения прямоугольной формы в плане с предкрылками, щелевыми закрылками и элеронами с плоской нижней поверхностью, симметричной относительно диаметральной плоскости экраноплана, нижнее низкорасположенное крыло малого удлинения с плоской нижней поверхностью прямоугольной формы в плане с закрылками и бортовыми шайбами в виде водоизмещающих поплавков-скегов, при этом расстояние между верхним и нижним крыльями по высоте больше хорды верхнего крыла, вертикальное и горизонтальное оперения, маршевые двигатели, систему управления, отличающийся тем, что маршевые двигатели выполнены тянущими, в носовой части экраноплана расположено третье крыло, состоящее из двух аэродинамических крыльев-консолей, имеющих угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками и с элерон-закрылками, выполненных с аэродинамическими крылышками на концах в виде вертикальных пластин.2. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что верхнее крыло большого удлинения прямоугольной формы в плане выполнено с аэродинамическими крылышками на концах в виде вертикальных пластин и удлинением λ<8, нижнее низкорасположенное крыло малого удлинения прямоугольной формы в плане с плоской нижней поверхностью выполнено с удлинением λ>1, а плоская нижняя поверхность нижнего низкорасположенного крыла имеет угол атаки с опорной подстилающей поверхностью.