ЭКРАНОПЛАН Российский патент 2013 года по МПК B60V1/08 

Изобретение относится к летательным аппаратам, использующим при полете динамическую воздушную подушку, а именно к экранопланам.

Известны экранопланы, выполненные по схеме "составное крыло", использующие в качестве взлетно-посадочного устройства поддув воздушными струями под крыло.

В патенте РФ №2286268 на изобретение «Экраноплан», МПК B60V 1/08, дата публикации 27.10.2006 г. [1], представлен экраноплан, содержащий фюзеляж, крыло, вертикальное и горизонтальное оперение, силовую установку, взлетно-посадочное устройство, при этом крыло выполнено составным, включающим центральное крыло - центроплан, и присоединенные к нему консоли, центроплан выполнен с отрицательным поперечным углом установки и с обратной стреловидностью по задней кромке, по концам центроплана установлены поплавки, консоли соединены с центропланом со стороны его задней кромки и установлены под положительным поперечным углом, силовая установка содержит, по меньшей мере, один двигатель, кинематически связанный с соответствующим воздушным движителем, взлетно-посадочное устройство содержит поплавки, соединенные с центропланом, пилон, установленный на фюзеляже перед передней кромкой центроплана, с размещенным на пилоне, по меньшей мере, одним воздушным движителем, оснащенным средством отклонения струи газа относительно центроплана. Представленная в описании изобретения [1] совокупность признаков экраноплана обеспечивает хорошие аэродинамические характеристики, устойчивость и управляемость. Однако представленный в описании изобретения [1] экраноплан выполнен однокилевым, что усложняет погрузку и разгрузку пассажиров и грузов и ограничивает габариты перевозимых грузов.

В патенте РФ №2252175 на изобретение «Многоцелевой самолет-амфибия (МСА)», МПК В64С 35/00, дата публикации 20.05.2005 г. [2], представлен гидросамолет, содержащий фюзеляж, крыло, силовую установку, взлетно-посадочное устройство, горизонтальное оперение и двухкилевое вертикальное оперение, при этом кормовая часть фюзеляжа выполнена сужающейся в вертикальной плоскости и оснащена грузовым люком. Представленная совокупность признаков позволяет выполнять погрузку и выгрузку грузов с габаритами в поперечном сечении, близкими к поперечному сечению кабины фюзеляжа. Однако отклонение створок люка в стороны и их фиксация вдоль килей вертикального оперения при обеспечении поперечного габарита входного люка равным габариту поперечного сечения кабины фюзеляжа приводит к усложнению конструкции. Кроме того, представленный в описании изобретения [2] гидросамолет не может совершать полеты в зоне действия экранного эффекта, что ограничивает его эксплуатационные свойства по сравнению с экранопланом.

Изобретение [1] принято в качестве наиболее близкого аналога.

Решаемой в изобретении задачей является улучшение эксплуатационных характеристик экраноплана. Достигаемый технический результат - увеличение габаритов перевозимых грузов и улучшение условий обслуживания экраноплана. Технический результат состоит также в улучшении взлетно-посадочных характеристик.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Экраноплан, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит фюзеляж, крыло, вертикальное и горизонтальное оперение, силовую установку, взлетно-посадочное устройство, силовая установка содержит по меньшей мере один двигатель, соединенный с воздушным движителем, взлетно-посадочное устройство содержит поплавки, соединенные с крылом, и пилон, установленный на фюзеляже перед передней кромкой крыла, на пилоне размещен, по меньшей мере, один воздушный движитель, оснащенный средством отклонения струи газа относительно крыла, но в отличие от наиболее близкого аналога [1] между кормой фюзеляжа и задней кромкой крыла выполнен редан, поплавки выполнены, по меньшей мере, с одним боковым реданом, вертикальное оперение выполнено двухкилевым, содержащим форкили и кили, при этом форкили выполнены как продолжение соответствующей боковой стенки фюзеляжа, кормовая часть фюзеляжа выполнена сужающейся в вертикальной плоскости, верхняя поверхность кормовой части фюзеляжа оснащена люком, соединенным с фюзеляжем с возможностью его перемещения относительно фюзеляжа, и приводом перемещения люка.

Экраноплан характеризуется тем, что на поверхности форкилей выполнены направляющие, взаимодействующие с ответными элементами люка, а на фюзеляже установлен привод, обеспечивающий отклонение люка в вертикльном направлении.

Экраноплан характеризуется тем, что задняя кромка форкилей выполнена вертикальной.

Экраноплан характеризуется тем, что кили вертикального оперения установлены под углом к вертикальной плоскости, проходящей через строительную горизонталь экраноплана.

Экраноплан характеризуется тем, что крыло выполнено составным, образованным из центроплана и присоединенных к нему консолей, центроплан выполнен с отрицательным поперечным углом установки и с обратной стреловидностью по задней кромке, по концам центроплана установлены поплавки, консоли соединены с центропланом со стороны его задней кромки и установлены под положительным поперечным углом установки.

При этом экраноплан характеризуется тем, что центроплан оснащен бесщелевыми двухзвеньевыми закрылками, а подфюзеляжная часть центроплана - двухзвеньевым щитком, при этом каждое из звеньев закрылков и щитка оснащено собственным приводом перемещения.

Экраноплан характеризуется тем, что средство отклонения струи газа относительно крыла выполнено в виде механизма поворота в вертикальной плоскости пилона с установленными на нем двигателями.

Экраноплан характеризуется тем, что он оснащен, по меньшей мере, одним двигателем, соединенным с горизонтальным оперением.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан экраноплан при виде в плане.

На фиг.2 показан экраноплан при виде сбоку.

На фиг.3 показан экраноплан при виде спереди.

На фиг.4 показан разрез А-А на фиг.1.

На фиг.5 показан разрез Б-Б на фиг.4.

На фиг.6 показан разрез В-В на фиг.1.

На фиг.7 показан разрез Г-Г на фиг.1.

На фиг.8 показан разрез Д-Д на фиг.1.

Экраноплан устроен следующим образом.

Экраноплан (фиг.1, 2, 3) содержит фюзеляж 1, крыло, вертикальное и горизонтальное 2 оперение, поплавки 3, по меньшей мере, один двигатель 4, соединенный с воздушным движителем, выполненным, например, в виде воздушного винта 5 и расположенный перед крылом. В качестве двигателя 4 могут использоваться авиационные поршневые, турбовинтовые и другие двигатели. На легких экранопланах в качестве двигателя 4 может использоваться автомобильный двигатель.

Горизонтальное оперение 2 установлено выше фюзеляжа 1, например, на вертикальном оперении. Вертикальное оперение выполнено двухкилевым, каждый из которых содержит форкиль 6 и собственно киль 7, оснащенный рулем направления (на фиг. не обозначен). Форкили 6 выполнены как продолжение соответствующей боковой стенки 8 фюзеляжа 1, их задняя кромка может выполняться как стреловидной, имеющей, например, одинаковую стреловидность с задней кромкой килей 7 вертикального оперения (фиг.2), так и перпендикулярной строительной горизонтали (СГФ) фюзеляжа 1 (фиг 4). Кили 7 вертикального оперения могут устанавливаться как вертикально (на фиг. не показано), так и под углом к вертикальной плоскости, проходящей через строительную горизонталь экраноплана (фиг.3).

Фюзеляж 1 в кормовой части 9 выполнен с сохранением постоянной ширины и сужающимся в вертикальной плоскости (фиг.2). Кормовая часть 9 фюзеляжа 1 оснащена люком 10, расположенным на ее верхней поверхности. Люк 10 соединен с фюзеляжем 1 с возможностью его перемещения относительно фюзеляжа 1 посредством привода. Привод перемещения люка 10 содержит силовой привод, выполненный, например, в виде, по меньшей мере, одного гидроцилиндра 11, соединенного с конструкцией фюзеляжа 1, и установленные на форкилях 6 направляющие 12, взаимодействующие с ответным элементом люка 10 (фиг.4).

Направляющая 12 может выполняться в виде расположенного вдоль дуги незамкнутого профиля 13, оснащенного рельсом 14 и т.п. элементом, не выходящим за теоретические обводы форкиля 6. При этом ответный элемент люка 10, взаимодействующий с соответствующей направляющей 12, может выполняться в виде ролика 15 с ребордами 16, охватывающими рельс 14 (фиг.5). В крайних положениях, а именно при закрытом и открытом люке 10, каждая из направляющих 12 и роликов 15 оснащена фиксатором их взаимного положения (на фиг. не показано). Фиксатор может выполняться в виде электромеханизма, например соленоида с выдвижным стержнем, входящим в соосные отверстия на направляющих 12 и в ролике 15 (на фиг. не показано), электрических замков и иным образом.

Люк 10 может выполняться составным, имеющим верхнюю часть, поднимаемую силовым приводом, а также нижнюю часть 17, отклоняемую вниз и служащую аппарелью при погрузо-разгрузочных работах (фиг.4).

Для повышения взлетно-посадочных характеристик и движения в режиме плавания экраноплана между кормой фюзеляжа 1 и задней кромкой крыла выполнен редан 18 (фиг.2, 4), поплавки 3 выполнены, по меньшей мере, с одним боковым реданом 19 (фиг.1, 2). Установленный перед крылом, по меньшей мере, один воздушный движитель оснащен средством наклона струи газа, выполненным, например, в виде соединенного с фюзеляжем 1 пилона 20 с установленным на нем, по меньшей мере, одним двигателем 4, который перемещается посредством привода 21 относительно оси 22 (фиг.6). В качестве воздушного движителя могут использоваться воздушный винт 5, сопло турбореактивного двигателя и другие устройства для перемещения газа (на фиг. не показаны).

Для повышения экономичности в крейсерском режиме экранного полета экраноплан может оснащаться, по меньшей мере, одним двигателем 23, соединенным с горизонтальным оперением 2 (фиг.1…4).

В предпочтительном варианте выполнения экраноплана крыло выполнено составным, состоящим из центроплана 24 и консолей 25, центроплан 24 выполнен с обратной стреловидностью по задней кромке (фиг.1) и с отрицательным поперечным углом установки (поперечным «V» - фиг.3), консоли 25 оснащены элеронами 26 (фиг.1) и могут оснащаться механизацией передней и/или задней кромок (на фиг. не показано), а фюзеляж 1 не выходит за теоретические обводы нижней поверхности профиля центроплана 24 (фиг.3). Центроплан 24 оснащен механизацией задней кромки, выполненной в виде закрылка 27, который в предпочтительном варианте выполнен безщелевым двухзвеньевым. Закрылок 27 может выполняться разделенным по размаху, по меньшей мере, на две секции. Каждое звено безщелевого двухзвеньевого закрылка 27 обладает собственным приводом 28 и 29 (фиг.7). Под фюзеляжем 1 установлен щиток 30, содержащий одинаковое с закрылком 27 количество звеньев, при этом каждое звено, например, двухзвеньевого щитка 30 оснащено собственными приводами 31 и 32 (фиг.8).

Экраноплан работает следующим образом.

При погрузо-разгрузочных работах люк 10 поднят вверх посредством выдвижения тяги гидроцилиндра 11, перемещения соединенного с люком 10 ролика 16 вдоль направляющих 12 и фиксации люка 10 относительно форкилей 6. При выполнении люка 10 из верхней и нижней 17 частей верхняя часть люка 10 поднята, а нижняя часть 17 люка 10 опущена для перемещения по ней грузов. После завершения погрузо-разгрузочных операций люк 10 закрывается и фиксируется в закрытом положении. Экраноплан переводится во взлетную конфигурацию (штрихпунктирные линии на фиг.4, 6, 7, 8). При этом пилон 20 с установленными на нем двигателями 4 поворачивается приводом 21 с обеспечением наклона струи за воздушным движителем, выполненным, например, в виде воздушного винта 5 (Фиг.6).

При выполнении экраноплана в предпочтительном варианте бесщелевые двухзвеньевые закрылки 27 центроплана 24 переводятся во взлетное положение, при котором первое звено приводом 28 отклоняется вниз, а второе звено приводом 29 отклоняется вверх относительно первого звена (фиг.7). Синхронно со звеньями закрылка 27 отклоняются приводами 31 и 32 соответственно первое и второе звено щитка 30 (фиг.8).

Затем пилон 20 вместе с установленными на нем двигателями 4 приводом 21 отклоняется во взлетное положение, включаются двигатели 4, и воздушная струя от движителей, например воздушных винтов 5, направляется под крыло, например, под центроплан 24. При этом создается динамическая воздушная подушка, а отклоненные вверх вторые звеньям закрылка 27 и щитка 30 предотвращают возникновение под центропланом 24 обратных течений, и вытекающая из-под закрылков 27 и щитков 30 воздушная струя создает тягу. Экраноплан начинает движение, сходит с пологого берега в воду и начинает разбег по воде. Наличие боковых реданов 19 на поплавках 3 обеспечивает выход экраноплана с поддувом на режим глиссирования, а редан 18 предотвращает выход экраноплана на неустойчивые режимы глиссирования. Благодаря поддуву экраноплан разгружается и выходит из воды на скорости, при которой аэродинамическая подъемная сила меньше силы веса экраноплана. После выхода из воды гидродинамическое сопротивление уменьшается, и экраноплан движется с ускорением. При достижении крейсерской скорости пилон 20 с установленными на нем двигателями 4 с воздушными движителями, например винтами 5, переводится в крейсерскую конфигурацию, закрылки 27 и щитки 30 убираются (сплошные линии на фиг.6, 7, 8), и экраноплан выполняет крейсерский полет в экранном режиме. После выполнения полета закрылки 27 и щитки 30 переводятся в посадочную конфигурацию, и экраноплан совершает посадку. Для выхода на берег пилон 20 с установленными на нем двигателями 4 поворачивается в посадочное положение, закрылки 27 и щитки 30 переводятся в посадочную конфигурацию, благодаря поддуву экраноплан разгружается и на динамической воздушной подушке выходит на берег.

После остановки экраноплана верхняя часть люка 12 поднимается, нижняя часть 19 опускается и производится разгрузка экраноплана. При проведении профилактических и ремонтных работ, а также при подготовке к следующему рейсу, особенно вдали от базы, может использоваться верхняя поверхность поднятого люка 12 в качестве опоры для установки стремянок, размещения на ней инструментов и оборудования. Это улучшает эксплуатационные свойства экраноплана как в части проведения погрузо-разгрузочных работ, так и в части выполнения обслуживания и ремонта вертикального оперения и двигателя 23, установленного на горизонтальном оперении 2.

Таким образом, заявленная совокупность признаков улучшает эксплуатационные свойства экраноплана как при режиме взлета и посадки, так и при проведении погрузо-разгрузочных работ, технического обслуживания и ремонта экраноплана.

Представленный в описании изобретения уровень раскрытия совокупности существенных признаков достаточен для разработки и изготовления планера экраноплана на специализированных предприятиях с достижением заявленного технического результата.

Перечень позиций к фигурам изобретения «Экраноплан»

1 - фюзеляж;

2 - горизонтальное оперение;

3 - поплавки;

4 - двигатель;

5 - воздушный винт;

6 - форкиль;

7 - киль;

8 - боковая стенка фюзеляжа 1;

9 - кормовая часть фюзеляжа;

10 - люк;

11 - гидроцилиндр;

12 - направляющая;

13 - незамкнутый профиль направляющей 12;

14 - рельс;

15 - ролик;

16 - реборды ролика 15, охватывающие рельс 14;

17 - нижняя часть люка 10;

18 - редан между кормой фюзеляжа 1 и задней кромкой крыла;

19 - боковой редан на поплавке 3;

20 - пилон;

21 - привод пилона 20;

22 - ось поворота пилона 20;

23 - двигатель, установленный на горизонтальном оперении 2;

24 - центроплан составного крыла;

25 - консоли составного крыла;

26 - элероны консолей 25;

27 - бесщелевой двухзвеньевой закрылок центроплана 24;

28 - привод отклонения первого звена закрылка 27 центроплана 24;

29 - привод отклонения второго звена закрылка 27 центроплана 24;

30 - двухзвеньевой щиток;

31 - привод отклонения первого звена щитка 30 центроплана 24;

32 - привод отклонения второго звена щитка 30 центроплана 24.

СГФ - средняя горизонталь фюзеляжа;

ВЛ - ватерлиния.

Изобретение относится к транспортным средствам на динамической воздушной подушке и, в частности, к экранопланам. Экраноплан имеет фюзеляж, крыло, вертикальное и горизонтальное оперение, силовую установку, взлетно-посадочное устройство. Силовая установка содержит по меньшей мере один двигатель, соединенный с воздушным движителем. Взлетно-посадочное устройство имеет поплавки, соединенные с крылом, и пилон, установленный на фюзеляже перед передней кромкой крыла. На пилоне размещен, по меньшей мере, один воздушный движитель, оснащенный средством отклонения струи газа относительно центроплана. Между кормой фюзеляжа и задней кромкой крыла выполнен редан. Поплавки имеют, по меньшей мере, один боковой редан. Вертикальное оперение выполнено двухкилевым, содержащим форкили и кили. Форкили образованы продолжением соответствующей боковой стенки фюзеляжа. Кормовая часть фюзеляжа выполнена сужающейся в вертикальной плоскости. Верхняя поверхность кормовой части фюзеляжа оснащена люком, соединенным с фюзеляжем с возможностью его перемещения относительно фюзеляжа, и приводом перемещения люка. Изобретение увеличивает габариты перевозимых грузов, а также улучшает условия обслуживания экраноплана и его взлетно-посадочные характеристики. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Экраноплан, содержащий фюзеляж, крыло, вертикальное и горизонтальное оперение, силовую установку, взлетно-посадочное устройство, силовая установка содержит по меньшей мере один двигатель, соединенный с воздушным движителем, взлетно-посадочное устройство содержит поплавки, соединенные с крылом, и пилон, установленный на фюзеляже перед передней кромкой крыла, на пилоне размещен, по меньшей мере, один воздушный движитель, оснащенный средством отклонения струи газа относительно центроплана, отличающийся тем, что между кормой фюзеляжа и задней кромкой крыла выполнен редан, поплавки выполнены, по меньшей мере, с одним боковым реданом, вертикальное оперение выполнено двухкилевым, содержащим форкили и кили, при этом форкили образованы продолжением соответствующей боковой стенки фюзеляжа, кормовая часть фюзеляжа выполнена сужающейся в вертикальной плоскости, верхняя поверхность кормовой части фюзеляжа оснащена люком, соединенным с фюзеляжем с возможностью его перемещения относительно фюзеляжа, и приводом перемещения люка.

2. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что на поверхности форкилей выполнены направляющие, взаимодействующие с ответными элементами люка, а на фюзеляже установлен привод, обеспечивающий отклонение люка в вертикальном направлении.

3. Экраноплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что задняя кромка форкилей выполнена вертикальной.

4. Экраноплан по п.1 или 2, отличающийся тем, что кили вертикального оперения установлены под углом к вертикальной плоскости, проходящей через строительную горизонталь экраноплана.

5. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что крыло выполнено составным, образованным из центроплана и присоединенных к нему консолей, центроплан выполнен с отрицательным поперечным углом установки и с обратной стреловидностью по задней кромке, по концам центроплана установлены поплавки, консоли соединены с центропланом со стороны его задней кромки и установлены под положительным поперечным углом установки.

6. Экраноплан по п.5, отличающийся тем, что центроплан оснащен безщелевыми двухзвеньевыми закрылками, а подфюзеляжная часть центроплана - двухзвеньевым щитком, при этом каждое из звеньев закрылков и щитка оснащены собственным приводом перемещения.

7. Экраноплан по п.1, или 2, или 5, отличающийся тем, что средство отклонения струи газа относительно центроплана выполнено в виде механизма поворота в вертикальной плоскости пилона с установленными на нем двигателями.

8. Экраноплан по п.1, или 2, или 5, отличающийся тем, что он оснащен, по меньшей мере, одним двигателем, соединенным с горизонтальным оперением.