СПАСАТЕЛЬНЫЙ ТРИМАРАННЫЙ ЭКРАНОПЛАН Н.Р.ЯНСУФИНА Российский патент 2005 года по МПК B60V1/08 

Предлагаемое изобретение относится к аварийно-спасательным, для экстренного спасения людей, незамедлительного подъема затонувших подводных лодок, судов из глубин морей, океанов.

Тримаранный экраноплан может быть использован в качестве пассажирского, туристического, грузопассажирского и грузового транспорта.

Известно шарнирно-сочлененное спасательное средство, содержащее: два однотипных крупнотоннажных судна; две пространственные фермы прямоугольного или треугольного поперечного сечения; два канатных чала; четыре опорно-поворотных круга, причем опорно-поворотные круги установлены на носовой, кормовой частях палубы со стороны бортов, обращенных друг к другу. Пространственные фермы шарнирно соединены концами за опорно-поворотные круги, одна ферма - за передние, вторая - за задние. Чалы, оплетенные петлей концами и закрепленные на опорно-поворотных кругах, диагонально связывают два судна, обеспечивая надежную, неизменяемую треугольную систему.

Между судами при этом образуется большое с гектар поле, дающее возможность пространственно зачалиться и зачалить затонувшую подводную лодку или судно.

Недостатки этого конструктивного решения и продиктованного этим способа подъема заключаются в следующем:

- главным недостатком является тихоходность каждого судна в отдельности и собранного вместе;

- монтаж ферм на месте чрезвычайного происшествия потребует следования плавучего крана, а краны, как известно, чрезвычайно тихоходны и малоостойчивы на море при большом ветре и волнении;

- судна под спасательное средство приспособлены из существующего морского грузового транспорта, продиктованного небольшими материальными затратами и времени на переоборудование, преимущественно из отслуживших опорно-поворотных кругов списанных кранов, крановых стрел в качестве распорных пространственных ферм, но на сегодняшний день являются прогрессивным техническим решением для подъема тяжеловесных атомных подводных лодок.

Ближайшим прототипом заявленному техническому решению является экраноплан "Спасатель", созданный КБ имени Ростислава Алексеева и который назван американцами "Каспийским монстром" - уродом.

"Спасатель" развивает скорость до 500 км в час. В критический момент может разместить на борту до 500 человек. Оснащен многими средствами помощи пострадавшим, например, глубоководным аппаратом "Бестер" и другими принадлежностями (см. Статья "Каспийский монстр вовсе не фантастика", газета "Правда," №131, 10-13 ноября 2000 г.).

При всех достоинствах экраноплана "Спасатель" можно отметить следующие недостатки:

- стихийные бедствия на море, океане, при разбушевавшейся стихии, превышающей пятибалльную шкалу волн, может продержаться довольно продолжительное время, и это происходит не только на северных, южных арктических широтах, но и в тропических, где берут начало теплые течения Гольфстрим, Куро-Сиво, холодное течение Лабрадор, откуда чаще всего зарождаются торнадо-смерчи, сметающие на своем пути все. Пример тому, приостановка на несколько дней извлечения погибших в атомоходе "Курск", когда волны достигали шестиметровой высоты. Поэтому экраноплан "Спасатель не всегда может прийти к месту ЧП вовремя;

- представим, "Спасатель" пришел вовремя, в затонувшей подлодке еще живые люди, люки не открываются - заклинены и "Спасатель" оказался беспомощным, потому что не может поднять подлодку на поверхность воды;

- на экраноплане невозможно квалифицированно оказать срочную безотлагательную помощь при 500 спасенных разного морального и физического состояния;

- у экраноплана 8 турбореактивных двигателей, поэтому радиус действия невелик;

- не использован эффект экрана от использования параллельных на одном уровне крыльев, так как создатели экраноплана пошли по традиционному пути самолетостроения, так же, как первые автомобили были телегами с двигателем.

Переоборудованный ТУ-104 первый, к стати в мире пассажирский лайнер с турбореактивным двигателем, переоборудованный V-образным дном с реданом и убирающими поплавками на крыльях, тем более со стреловидным крылом, да еще с отрицательным углом Ψ поперечного ν и при более высоком аэродинамическом качестве, будет развивать скорость более высокую, чем экраноплан "Спасатель". У ТУ-104 даже соблюдено правило площадей на месте смыкания фюзеляжа и крыльев.

Целью изобретения является спасение людей, защита жизни спасателей, создание наиболее благоприятных условий для работы и отдыха, оказание медицинской помощи и последующего лечения, профилактики, реабилитации последствий полученных физических, душевных травм, обеспечения культурного досуга спасенных и обслуживающего персонала, скорейшего достижения места происшествия ЧП, и экстренного поднятия затонувшей подводной лодки, судна с последующей буксировкой на базу.

Поставленная цель достигается тем, что спасательным экраноплан выполнен в виде судна тримаранного типа, многоярусными фюзеляжами большой грузоподъемности и с большим аэродинамическим качеством. Каждый фюзеляж разделен внутри отсеками с герметизируемыми при чрезвычайных происшествиях проемами, причем два фюзеляжа большей длины расположены на некотором расстоянии друг от друга и на равном от оси симметрии, а третий фюзеляж, примерно укороченный вдвое, установлен несколько выступающим вперед двух боковых фюзеляжей, на оси симметрии экраноплана является штурманской и для всего обслуживающего персонала.

Фюзеляжи соединены между собой прямоугольными крыльями под соответствующим углом атаки, причем фюзеляж, расположенный на оси симметрии, удерживается двумя проходными крыльями, во втором из них выполнен сквозной коридор, для прохода в боковые фюзеляжи.

Дно каждого фюзеляжа выполнено V-образным на всю длину, а в нишах через определенные расстояния установлены выдвижные крылья, возможно в соответствии с авторским свидетельством №168999 с приоритетом №646072 от 21 декабря 1959 г. По этой одной заявке мной получено два а.с., в частности №169000.

Внизу на хвосте (корме) боковых фюзеляжей выполнены выдвижные соосные гребные винты и гидродинамические рули. На крыше (потолке) всех фюзеляжей через определенные расстояния выполнены эвакуационные, смотровые проемы, заполненные органическим стеклом, а сверху среднего, штурманского фюзеляжа на носовой части выполнен аэродинамический руль поворота.

С наружной стороны боковых фюзеляжей выполнены стреловидные крылья с отрицательным углом Ψ поперечного ν. Концы каждого стреловидного крыла соединены прочной швартовой рейкой с закрепленным с внешней стороны противоударным эластичным обтекаемым листом. А нижняя выступающая часть рейки выполняет функцию аэродинамического гребня. С целью эффективности создания большой подъемной силы при разгоне экраноплана и его эффективного торможения каждое крыло снабжено выдвижным или поворотным закрылком.

Сверху на заднем прямоугольном крыле между боковыми фюзеляжами на обтекаемых кронштейнах установлены прямоточные воздушно-реактивные двигатели-ПВРД, а впереди на следующем крыле или через одно, установлены на таких же кронштейнах турбореактивные двигатели-ТРД на одном уровне с ПВРД, но смещенные в осях на половину размера между ними. Такая расстановка, впереди ТРД, сзади ПВРД при работе ТРД создает скоростной напор, при котором при нулевой скорости любого летательного может работать ПВРД, что очень важно при взлете. ПВРД-двигатель не высотный. Его характеристика с подъемом на высоту уменьшается. Лучшая его характеристика только на уровне моря, поэтому оснащение экранопланов ПВРД даст наилучший эффект. Использование ПВРД в сочетании с ТРД является большим техническим достижением.

Кроме того, эффект параллельных, на одном уровне установленных крыльев при полете обеспечивает наибольшую подъемную силу, создавая под крылом плотный воздушный экран, захватывая и отсылая вниз под крылья толстый воздушный слой.

Новым является то, что спасательным тримаранный экраноплан выполнен многоярусным из трех фюзеляжей, с донной частью на всю длину V-образной формы, на определенном расстоянии днища выполнены обтекаемые ниши, в которых размещены выдвижные подводные крылья, изменяемые дистанционным управлением площадью, а внизу на зaднeй части двyx боковых фюзеляжей выполнены выдвижные соосные винты и гидродинамические рули.

Сверху каждого фюзеляжа через определенные расстояния выполнены эвакуационно-смотровые загерметизированные проемы, заполненные органическим стеклом. На крыше среднего фюзеляжа, на его носовой части установлен аэродинамический руль поворота.

Все три фюзеляжа соединены между собой горизонтальными на одном уровне прямоугольными крыльями с соответствующим углом атаки, снабжены закрылками расчлененными по длине на участки.

С внешних сторон двух боковых фюзеляжей выполнены напротив прямоугольных крыльев стреловидные с отрицательные углом Ψ поперечного ν, а концы их прикреплены к прочной обтекаемой швартовой рейке, снаружи которой на всю длину прикреплен противоударный лист из эластичного материала, а внизу выступающая часть рейки выполняет одновременно и функцию аэродинамического гребня.

На последнем заднем крыле между двумя боковыми фюзеляжами, на обтекаемых кронштейнах через определенные расстояния, прикреплены прямоточные воздушно-реактивные двигатели-ПВРД, а впереди на следующем крыле или через одно установлены на таких же кронштейнах турбореактивные двигатели-ТРД, но они установлены на одном уровне между осями ПВРД.

Новая совокупность признаков позволяет спасательному тримаранному экраноплану прибыть к месту чрезвычайного происшествия за короткий срок, спасти людей с большей вероятностью, оказать всемерную помощь, оперировать, лечить, обеспечивать питанием, досугом и одновременно принять срочные меры по подъему подводной лодки, судна, где есть или предполагаются живые люди, с последующим извлечением живых или мертвых.

После принятия мер плавучести поднятой подводной лодки, судна, оно может быть отбуксировано самим экранопланом, как обычным водоизмещающим судном, до базы или на завод.

Спасательный экраноплан хорошо и даже достаточно легко может собрать нефтяное пятно, пропустив между фюзеляжами. Его объем и грузоподъемность вполне это позволяет, с последующей перегрузкой в нефтеналивное судно.

На фиг.1 показан спасательный тримаранный экраноплан в плане, где пунктирными линиями показаны выдвинутые закрылки;

- на фиг.2 - вид экраноплана в полете сбоку, швартовая рейка с противоударным эластичным амортизатором, не показаны;

- на фиг.3 - продольный разрез по A-A, пунктирными линиями показаны закрылки, выдвижные подводные крылья, выдвижные соосные гребные винты и гидродинамический руль;

- на фиг.4 - схематично: обтекание крыльев набегающими слоями воздуха, обеспечивающее повышенную подъемную силу за счет уплотнения воздуха под крыльями;

- на фиг.5 - вид экраноплана по А в полете (экранировании);

- на фиг.6 - разрез экраноплана по Б-Б;

- на фиг.7 - разрез по В-В;

- на фиг.8 - аксонометрический вид экраноплана;

- на фиг.9 - поперечный разрез швартовой рейки по Г-Г.

Спасательный тримаранный экраноплан содержит: два многоярусных фюзеляжа 1, 2 большой длины, расположенные от оси симметрии напротив друг друга на некотором расстоянии, третий фюзеляж 3 расположен на оси симметрии и несколько выступает вперед, в результате чего из носовой части-кабины штурманов, увеличивается обзор более чем на полкруга. Все фюзеляжи соединены между собой на определенном расстоянии друг от друга прямоугольными крыльями 4, причем фюзеляж 3 должен быть соединен с не менее чем двумя крыльями. Низ каждого фюзеляжа выполнен V-образным, на котором через определенные расстояния выполнены ниши, в которых размещены выдвижные подводные крылья 5 с изменяемой дистанционно площадью, а снизу задней части фюзеляжей 1, 2 выполнены соосные выдвижные гребные винты 6 и гидродинамические рули 7. На хвостовой части сверху выполнены традиционно известные кили 8, стабилизаторы 9.

С наружной (внешней) сторон фюзеляжей 1, 2, напротив прямоугольных крыльев 4, выполнены консольные стреловидные крылья 10, с отрицательным углом Ψ поперечного ν, а на их концах прикреплены швартовые рейки 11 с противоударными снаружи амортизаторами 12 из эластичного материала, например, резины, полиуретана, или из дерева.

На крыше каждого фюзеляжа через определенные расстояния выполнены эвакуационно-смотровые проемы (герметичные) 13, заполненные оргстеклом.

На штурманском фюзеляже 3, сверху на крыше носовой части установлен, аэродинамический руль поворота 14.

На последнем (хвостовом) прямоугольном крыле 4, на равномерно расположенных, обтекаемых кронштейнах установлены прямоточные воздушно-реактивные двигатели 15 ПВРД, а на следующем впереди или через одно крыло, установлены турбореактивные двигатели 16-ТРД.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения спасательного тримаранного экраноплана заключаются в следующем:

- тримаранный экраноплан при внепогодных условиях на море, океане более приспособлен, чем любой другой спасатель и может достичь места происшествия ЧП;

- более приспособлен к спасению людей за счет множества всевозможных вспомогательных средств, даже погасить волнение между фюзеляжами;

- одновременно может вести работу по подъему судна или подводной лодки независимо от их водоизмещения, с возможностью спасти еще живых людей, поднять погибших вместе с подводной лодкой;

- габариты и многоярусность фюзеляжей экраноплана обеспечат всяческую помощь пострадавшим при наличии всех медицинских служб, не исключая и морально-психологические, обеспечат хорошие условия работы обслуживающему персоналу, а также их хороший, отдых, культурный досуг;

- экраноплан, являющийся в сущности океанским лайнером с высокой комфортностью помещений (кают), где продолжительное время могут и будут находиться потерпевшие больные люди, проходить лечебные процедуры, отдыхать, даже гулять, где есть культурно-развлекательные помещения, столовые, буфеты, кают-кампания для обслуживающего персонала и штурманов.

- экраноплан может выполнять не только функции спасателя, но и в особых случаях взять на буксир потерпевшее ЧП судно, или поднятую со дна подводную лодку;

- с технической точки зрения, экраноплан с прямоугольными на одном уровне крыльями между фюзеляжами обладает большой подъемной силой над водой на единицу площади крыла и в целом на все крыло, чем всякий другой экраноплан, не исключая и "Спасатель";

- весьма важным комбинационным техническим решением является сочетание работы турбореактивных двигателей с прямоточно-воздушно-реактивными двигателями, чего нет ни на одном летательном аппарате, в том числе и на экраноплане "Спасатель", а причина в том, что прямоточный воздушно-реактивный двигатель на нулевой скорости любого летательного аппарата не работает, пока не будет достаточного скоростного напора;

- предложенный экраноплан должен найти широкое применение на морском пассажирском, грузопассажирском транспорте, в туристических целях и на военно-морском флоте;

- подобное спасательное средство развивает большую скорость, не ограниченную 500 километрами в час.

Изобретение относится к судостроению и касается создания спасательных тримаранных экранопланов (СТЭ). СТЭ является судном и содержит три фюзеляжа-корпуса (Ф-К). Ф-К соединены между собой прямоугольными крыльями, при этом Ф-К, расположенный на оси симметрии экраноплана, выдвинут вперед. Экраноплан имеет киль и стреловидный стабилизатор. Ф-К выполнены реданными, многоярусными (многоэтажными) и разделены на герметизируемые отсеки по длине. Боковые Ф-К выполнены удлиненными не менее чем в два раза по отношению к длине третьего Ф-К, расположенного на оси симметрии экраноплана. Одно из прямоугольных крыльев выполнено проходным с расположенным внутри него коридором сообщения для прохода в боковые Ф-К. С наружной стороны двух Ф-К в соответствии с расположением прямоугольных крыльев между ними выполнены стреловидные крылья с отрицательным углом поперечного ν. Концы каждого крыла прикреплены к швартовой рейке, защищенной с внешней стороны обтекаемой эластичной лентой. Нижняя часть рейки установлена с возможностью выполнения функции аэродинамического гребня при полете. Внизу реданной части каждого Ф-К выполнены ниши, в которые вмонтированы выдвижные подводные крылья с площадью, изменяемой с помощью дистанционного управления. Сверху каждый Ф-К имеет удаленные друг от друга эвакуационно-смотровые проемы с оргстеклом. На передней верхней части Ф-К, находящегося на оси симметрии экраноплана, установлен аэродинамический руль поворота, а на хвостовой части внизу двух боковых Ф-К выполнены выдвижные соосные гребные винты и гидродинамические рули. На последнем заднем прямоугольном крыле между боковыми Ф-К на обтекаемых кронштейнах установлены через равные расстояния прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Турбореактивные двигатели установлены на таких же кронштейнах на следующем впереди прямоугольном крыле или через одно - в промежутках между осями прямоточных воздушно-реактивных двигателей на одном и том же уровне с последними. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных характеристик СТЭ. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Спасательный тримаранный экраноплан, являющийся тримаранным судном и содержащий три фюзеляжа-корпуса, соединенные между собой прямоугольными крыльями, причем фюзеляж-корпус, расположенный на оси симметрии экраноплана, выдвинут вперед, киль, стреловидный стабилизатор, турбореактивные двигатели, отличающийся тем, что фюзеляжи-корпуса выполнены реданными, многоярусными (многоэтажными) и разделены на герметизируемые отсеки по длине, при этом боковые фюзеляжи-корпуса выполнены удлиненными не менее чем в два раза по отношению к длине третьего фюзеляжа-корпуса, расположенного на оси симметрии экраноплана, при этом одно из прямоугольных крыльев выполнено проходным с расположенным внутри него коридором сообщения для прохода в боковые фюзеляжи-корпуса.2. Спасательный тримаранный экраноплан по п.1, отличающийся тем, что с наружной стороны двух боковых фюзеляжей-корпусов в соответствии с расположением прямоугольных крыльев между ними выполнены стреловидные крылья с отрицательным углом поперечного V, а концы каждого крыла прикреплены к прочной швартовой рейке, защищенной с внешней стороны обтекаемой эластичной лентой, причем нижняя часть рейки установлена с возможностью выполнения функции аэродинамического гребня при полете.3. Спасательный тримаранный экраноплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что внизу реданной части каждого фюзеляжа-корпуса выполнены ниши, в которые вмонтированы выдвижные подводные крылья с площадью, изменяемой с помощью дистанционного управления, а сверху каждый фюзеляж-корпус имеет удаленные друг от друга эвакуационно-смотровые проемы с оргстеклом, на передней верхней части фюзеляжа-корпуса, находящегося на оси симметрии экраноплана, установлен аэродинамический руль поворота, а на хвостовой части внизу двух боковых фюзеляжей-корпусов выполнены выдвижные соосные гребные винты и гидродинамические рули.4. Спасательный тримаранный экраноплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что на последнем заднем прямоугольном крыле между боковыми фюзеляжами-корпусами на обтекаемых кронштейнах установлены через равные расстояния прямоточные воздушно-реактивные двигатели, а турбореактивные двигатели установлены на таких же кронштейнах на следующем впереди прямоугольном крыле или через одно - в промежутках между осями прямоточных воздушно-реактивных двигателей на одном и том же уровне с последними.