САМОЛЕТ-АМФИБИЯ - ЛЕТНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2015 года по МПК B64C35/00 B64C39/04 

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к морской авиации, и предназначено для использования его возможностей для размещения, доставки до места потерпевшего бедствие судна достаточного количества спасательных спецсредств, посадки на воду или на сушу, оперативного, удобного и безопасного проведения операции по спасению пассажиров, экипажа, ценных грузов с судна, потерпевшего крушение или затонувшей подводной лодки, спасения обслуживающего персонала нефтяной платформы в океане, тушения пожара, обеспечения проведения монтажно-установочных и ремонтных работ нефте- и газопроводов, в том числе и под водой.

На протяжении последних десятилетий над проблемой создания сверхтяжелых самолетов-гигантов постоянно ведутся работы, создан ряд программ и проведены исследования, например, по следующим летательным аппаратам:

- европейская программа «Гидро-2000» по созданию сверхтяжелого гидросамолета, предназначенного для грузопассажирских перевозок на дальних маршрутах (1);

- самолет «Пеликан» (фиг.1) фирмы «Боинг» с размахом крыльев около 150 м. Его конструкция позволит перевозить до 1400 т грузов. Предполагается, что этот самолет будет летать над океаном на высоте примерно 6 м, используя экранный эффект. Он за один перелет сможет перевезти 17 танков;

За аналог принят сверхтяжелый самолет-амфибия «Пеликан» фирмы «Боинг» (2).

Летательный аппарат содержит корпус в виде лодки классической схемы с верхним расположением крыла и встроенными в него 4-мя двигателями. Низкорасположенный стабилизатор оперения разрезает кормовую часть лодки примерно в середине, киль расположен по оси симметрии над кормой. Лодка в поперечном сечении имеет форму прямоугольника. Консоли крыльев имеют герметичную полость, которая, опускаясь в воду, своим водоизмещением поддерживает самолет в равновесии на плаву.

Недостатками аналога являются:

1) опасность разворота при посадке с креном на одну сторону, при этом возможно «зарывание» крыла в волну, тоже самое при взлете и при плавании по акватории;

2) стабилизатор, расположенный в разрезе лодки, снижает ее прочность, а его низкое расположение создает сопротивление при разбеге от струйных потоков воды из-под редана;

3) двигатели, врезанные в конструкцию крыла, ослабляют его прочность, увеличивают его вес, уменьшают надежность и ресурс.

«Пеликан» не приспособлен для спасения потерпевших крушение на корабле или подводной лодке людей. Имея один корпус, самолет подвержен качке, неудобен для спуска и подъема плавсредств и для приема непосредственно пострадавших.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является сверхтяжелый самолет-амфибия (3).

Самолет-амфибия (3) Бе-2500 выполнен по схеме «летающее составное крыло», на концах которого установлены обтекатели, на верхней части которых расположены вертикальные аэродинамические поверхности - T-образное хвостовое оперение, а снизу на пилонах закреплены поплавки цилиндрической формы. Силовая установка состоит из шести перспективных двигателей HR-116 с тягой по 105 т каждый. Шасси выполнено по схеме «с носовой опорой», убираемое в полете в ниши лодки.

Недостатки прототипа в части мореходности такие же, как и у аналога, кроме того:

1) поплавки цилиндрической формы не обеспечивают остойчивости гидросамолета. Не имея клиновидного днища, они будут зарываться в воду и создавать дополнительное сопротивление на ходу, а при посадке - огромные перегрузки, которые могут привести к аварии самолета;

2) ограниченная мореходность, заключающаяся в наличии начального крена, потере устойчивости курса при посадке с креном на один поплавок, опасности разворота во время разбега при встрече поплавка с волной, имея малое водоизмещение поплавок не в состоянии «гасить» качку самолета;

3) в схеме данного самолета двигатели, установленные ассиметрично сбоку на килях, создают дополнительный изгибающий момент на лонжеронах киля, деформации которого могут привести к заклиниванию рулей поворота и аварии.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание самолета-амфибии с возможностью универсального применения в модификациях различного назначения при главном направлении использования его в качестве тяжелого самолета-амфибии (от 400 до 2500 т полетного веса) - летно-спасательного комплекса.

Технический результат достигается тем, что самолет-амфибия - летно-спасательный комплекс содержит корпус-лодку, крыло, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, водоруль, кабину пилотов, поперечные перегородки, делящие лодку на водонепроницаемые отсеки. Он выполнен многокорпусным (например, трехкорпусным) полуторапланом, снабжен нижними полукрыльями, расположенными под верхним крылом, совпадающими с ним по контуру на виде сверху и расположенными между лодками выше скуловых образований под положительным углом к поверхности воды и с зазором от нее. При этом полукрылья имеют в задней части снизу щитки, отклоняющиеся вниз, а лодки, снабженные бортовыми приемными люками, разделены продольными перегородками, делящими центральную лодку на три этажа, а боковые лодки на два этажа, при этом в хвостовой и носовой частях центральной лодки установлены батискафы, а под которыми в днище лодки имеются люки, крышки которых открываются вниз для спуска батискафов в воду, в боковых лодках имеются баки и заборники для воды, а также люк для сброса воды, на палубах всех лодок в хвостовой и носовой частях имеются люки для выдвижных, дистанционно управляемых прожекторов.

Батискаф - дистанционно управляемый привязной самоходный подводный спасательный аппарат, оборудованный средствами спасения людей, отсеком для их размещения, снабженный автоматической управляемой камерой соединения с подводной лодкой и шлюзовой камерой (4).

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что предлагаемая схема и конструкция самолета-амфибии и ее возможности обладают новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется кратким описанием и прилагаемыми чертежами и иллюстрациями, где:

На фиг.1 показан самолет «Пеликан» фирмы «Боинг»;

На фиг.2 показана профильная проекция самолета-амфибии;

На фиг.3 показана фронтальная проекция самолета-амфибии;

На фиг.4 показана плановая проекция самолета;

На фиг.5 показан вид сбоку на боковую лодку;

На фиг.6 показан продольный разрез по крылу;

На фиг.7 показан вид на нижнее полукрыло в разрезе;

На фиг.8 показано поперечное сечение самолета;

Предлагаемый самолет-амфибия представляет собой трехкорпусный полутораплан, состоящий из центральной 1 и боковых 2 и 3 - двухреданных лодок с днищем переменной килеватости.

Крыло 4 верхнего расположения стреловидное, высокомеханизированное.

Под крылом 4 имеются полукрылья 5, расположенные между лодками 1, 2, 3, совпадающие с ним по контуру на виде сверху и закрепленные выше скуловых образований лодок 1, 2, 3.

Полукрылья 5 установлены под положительным углом к поверхности воды с целью использования дополнительной подъемной силы, создаваемой при разбеге струями воды, смешанными с воздушным потоком, при этом образуется смесь в виде пены, по поверхности которой полукрылья 5 скользят почти без сопротивления.

На задних участках полукрыльев 5 предусмотрены щитки 6, отклоняющиеся вниз и создающие дополнительную подъемную силу, а также регулирующие ее величину.

Над каждой лодкой 1, 2, 3 установлены по два двигателя 7, всего шесть двигателей. Хвостовое оперение в виде стабилизатора 8, установленного и закрепленного на верхней части кормы каждой лодки 1, 2, 3 и снабженного рулем высоты 9, киля 10, установленного на хвостовой части центральной лодки 1 и снабженного рулем направления 11.

В носовой части центральной лодки 1 расположена управляемая передняя опора 12, выполненная в виде тележки с четырьмя нетормозными колесами.

Основная опора 13 установлена по бокам центральной лодки 1 в районе редана с тележками по шесть спаренных колес каждая. Убираются основные опоры в ниши под грузовым полом 14. Аналогичные тележки установлены на дополнительных опорах 15 под боковыми лодками 2 и 3 по оси симметрии лодок. Убираются они также, как и передняя опора 12, в ниши под грузовым полом 14.

Все лодки 1, 2, 3 оснащены грузовым полом 14 и поперечными перегородками 16, делящими лодки на водонепроницаемые отсеки, продольной перегородкой 17 по оси симметрии и двумя продольными горизонтальными перегородками 18, делящими центральную лодку на 3 этажа, а боковые лодки 2, 3 имеют одну горизонтальную перегородку 19, делящую их на два этажа, позволяющие оборудовать отдельные помещения для приема пострадавших и оказания им медицинской помощи.

В средней части каждой боковой лодки 2 и 3 имеется отсек с водяным баком 20, под которым в днище имеется заборник 21 для набора воды в бак и люк для сброса воды 22 при тушении пожара.

В нижней части кормы центральной лодки 1 установлен водоруль 23. Каждая лодка 1, 2, 3 имеет бортовые приемные люки 24 и люки 25 в носовой и хвостовой части палубы для выдвижных дистанционно управляемых прожекторов.

В центральной лодке 1 в верхней части носового отсека расположена кабина экипажа 26, а под ней в нижней части носового отсека имеется крупногабаритный люк 27, крышка которого 28 (часть днища лодки) открывается вниз и при положении самолета на плаву опускается прямо в воду. В этом отсеке устанавливается батискаф 29 (дистанционно управляемый привязной самоходный подводный спасательный аппарат) в походном положении на грузовом полу 14 и частично на крышке люка 28, где он закрепляется расчалками к полу 14 и крышке люка 28. Под батискафом 29 имеются, например, рольганговые дорожки для его перемещения и спуска на воду через люк 27. По наклонной крышке люка 28 батискаф 29 легко спускается в воду под собственным весом. Батискаф 29 соединяется тросом-кабелем с лебедкой на лодке 1.

Обратными действиями по управлению лебедкой батискаф 29 подтягивается к люку 27 и далее на наклонную крышку люка 28 и втягивается на место в походное положение, одновременно закрывается крышка люка 28.

Аналогичный люк 30 имеется в днище хвостовой части центральной лодки 1, где таким же образом размещается батискаф 31 типа «Русь», оснащенный манипулятором для ремонта судов, трубо- и газопроводов под водой и других работ.

Одним из преимуществ этого самолета-амфибии является использование полукрыльев 5 как уникального пирса (причала), удобный для спуска на воду и приема на борт спасательных катеров 32, плотов 33, других спасательных средств, потерпевших и ценных грузов.

На верхней поверхности полукрыльев 5 устанавливается настил 34 из пластмассы для обеспечения безопасного хождения людей, который крепится к поверхности полукрыльев 5 с помощью, например, присосок и для надежности дополнительно по краям фиксируется, например, натяжными лентами, закрепленными на крыле легкосъемными фиксаторами. Также устанавливаются, например, эллинги-«склизы» для спуска и приема спасательных катеров 32 и плотов 33 и для транспортировки непосредственно пострадавших на передвижных носилках. На нижней поверхности верхнего крыла 4 над полукрыльями 5 закрепляются, например, тельферы для передвижения катеров 32 из корпуса до спуска на воду и других грузов.

Для безопасной работы спасателей и потерпевших между верхним крылом 4 и нижними полукрыльями 5 устанавливаются стойки 35, к которым крепится ограждение, предохраняющее людей от падения в воду и защищающее от волны. Между стойками оборудованы выходы-приемники с навесными трапами 36 для приема пострадавших.

Главным достоинством предлагаемой схемы самолета-амфибии является обеспечение практически нулевой качки на плаву, определяемой высоким водоизмещением центральной 1 и боковых лодок 2, 3 и наличием нижних полукрыльев 5, которые в совокупности с корпусами парируют агрессивные моменты качания, вызываемые волной.

Спасение на воде осуществляется следующим образом

Самолет-амфибия приводняется на месте крушения судна или подводной лодки. Оперативно открываются бортовые приемные люки 24 и спускается часть плотов 33 и катеров 32, выставляются приемные трапы 36 из люков 24. Этим временем открываются двери и люки выхода на полукрыло 5. Устанавливаются настил 34 и ограждения и также устанавливаются желоба для спуска и приема катеров 32 и плотов 33, приемные трапы 36, тельфер на верхнем крыле 4. Спускаются катера 32 и плоты 33 и начинается прием непосредственно потерпевших. Принятые на борт люди размещаются по помещениям в зависимости от необходимости оказания медпомощи.

При спасении экипажа подводной лодки открываются носовой 27 и кормовой 30 люки и спускаются под воду батискафы 29 и 31. Батискаф опускается к лежащей на дне подводной лодке, устанавливается на нее, совмещаются приемные люки, соединяются замковым устройством и обеспечивается переход экипажа из подводной лодки в батискаф. В ночное время открываются палубные люки 25 и выдвигаются дистанционно управляемые прожекторы.

При тушении пожаров на судне или нефтяной платформе в зависимости от ситуации самолет сбрасывает воду на пожар, приводняется и производятся работы по спасению обслуживающего персонала.

При необходимости повторного сброса воды на пожар возможен набор воды заборниками 21 на глиссировании самолета по водной поверхности.

Иллюстрации, поясняющие тушение пожара и спасение пострадавших на воде, прилагаются.

Отмеченные отличительные признаки обеспечивают возможность спасения людей, потерпевших бедствие при крушении судов и при авариях на подводных лодках, нефтяных платформах в океане, оказания им немедленной медицинской помощи, а также проведения ремонтных работ под водой: нефте- и газопроводов, подводных лодок, днища на судне, потерпевшем крушение и тушения пожаров на судах, нефтеплатформах и на суше.

Предлагаемое изобретение осуществимо по существующей технологии из применяемых материалов в самолетостроении и с применением перспективных двигателей, опираясь на имеющиеся в судостроении технологии по изготовлению и опыт в эксплуатации обитаемых подводных аппаратов (ОПА) (типа «Русь», «Мир» и других).

Самолет-амфибия по данной схеме конструкции может выполняться в различных вариантах по назначению и по полетному весу:

1. в качестве летающего госпиталя;

2. для мониторинга океана с размещением в нем исследовательских лабораторий, филиала института океанологии;

3. транспортный и военно-транспортный;

4. противопожарный и др.

По полетному весу.

Возможна постройка в настоящее время самолета-амфибии - трехкорпусного полутораплана с полетным весом 600 т, по весу, оснащению двигателями и шасси, аналогичного тяжелому самолету Ан-225 (Мрия), существующему в эксплуатации.

Возможны и другие перспективные варианты с полетным весом от 800 т до 2500 т и более.

Технико-экономическая эффективность выражается в значительном расширении возможностей самолета-амфибии летно-спасательного комплекса по сравнению с имеющимися аналогами, создание условий для безопасной и удобной работы по спасению людей с судов, нефтяных платформ, потерпевших бедствие, обеспечение спасения членов экипажа затонувшей подводной лодки и ремонтных работ на глубине, а также эффективное тушение пожаров.

Источники информации

1. Гидро 2000 Экспресс-информация «Авиационная и ракетная техника №1627 от 01.10.1990 г., УДК 629.735.33/44.

2. Журнал FLIGHT INTERNATIONAL.1-7 июля 2003 г., стр.42-44.

3. Патент на промышленный образец №57922, МКПО 12-07.

4. www. ozakaz интернет - приложение «Оборонный заказ» №24, сентябрь 2009 г. «История и основные тенденции развития систем спасения подводников».

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям самолетов-амфибий. Самолет-амфибия - летно-спасательный комплекс выполнен многокорпусным, например трехкорпусным, полуторапланом, и содержит корпус-лодку, крыло, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, водоруль, кабину пилотов, поперечные перегородки, делящие лодки на водонепроницаемые отсеки, нижние полукрылья. Полукрылья расположены под верхним крылом, совпадают с ним по контуру на виде сверху и установлены между лодками выше скуловых образований под положительным углом к поверхности воды и с зазором от нее. Полукрылья снабжены в задней части снизу щитками, отклоняющимися вниз. Лодки снабжены бортовыми приемными люками, разделены продольными перегородками, делящими центральную лодку на три этажа, а боковые лодки на два этажа. В хвостовой и носовой частях центральной лодки установлены батискафы, а под ними в днище лодки имеются люки, крышки которых открываются вниз для спуска батискафов в воду. В боковых лодках имеются баки и заборники для воды, а также люки для сброса воды. На палубах всех лодок в хвостовой и носовой частях имеются люки для выдвижных дистанционно управляемых прожекторов. Достигается снижение качки на плаву, возможность оснащения самолета необходимыми спасательными средствами. 8 ил.

Самолет-амфибия - летно-спасательный комплекс, содержащий корпус-лодку, крыло, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, водоруль, кабину пилотов, поперечные перегородки, делящие лодки на водонепроницаемые отсеки, отличающийся тем, что он выполнен многокорпусным, например трехкорпусным полуторапланом, снабженным нижними полукрыльями, расположенными под верхним крылом, совпадающими с ним по контуру на виде сверху и установленными между лодками выше скуловых образований под положительным углом к поверхности воды и с зазором от нее, при этом полукрылья имеют в задней части снизу щитки, отклоняющиеся вниз, а лодки, снабженные бортовыми приемными люками, разделены продольными перегородками, делящими центральную лодку на три этажа, а боковые лодки на два этажа, при этом в хвостовой и носовой частях центральной лодки установлены батискафы, а под ними в днище лодки имеются люки, крышки которых открываются вниз для спуска батискафов в воду, в боковых лодках имеются баки и заборники для воды, а также люки для сброса воды, на палубах всех лодок в хвостовой и носовой частях имеются люки для выдвижных, дистанционно управляемых прожекторов.