ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫЙ КОМПЛЕКС ЭКРАНОПЛАНА-АМФИБИИ С ПОДДУВОМ Российский патент 2018 года по МПК B60V1/08 B64C35/00 B64C25/52 

Изобретение относится к авиации и транспортным средствам на динамической воздушной подушке и предназначено для создания гидросамолетов и экранопланов с возможностью амфибийной эксплуатации.

Сокращение дистанций разбега-пробега на взлете-посадке в стесненных условиях местности и минимизация веса конструкции из прочностных и ресурсных соображений, а также безопасности и комфортности пассажиров, при эксплуатации на взволнованной и неровной поверхности требует уменьшения скорости отрыва и времени разбега на старте и скорости касания и времени торможения при посадке. Скорость определяет силу удара о неровности (волну), а время разбега-пробега количество ударов на корпус. Эти параметры, в основном, зависят от тяговооруженности (отношение располагаемой тяги к весу) и аэрогидродинамического качества на этих режимах (отношение веса к потребной тяге горизонтального движения), а также от эффективности устройств торможения и амортизации. Повышение тяговооруженности ведет к установке более мощных двигателей с увеличением их весогабаритных и расходных параметров, что увеличивает вес и ухудшает экономичность экраноплана.

Предлагается улучшать аэрогидродинамическое качество на разбеге-пробеге организацией «поддува» струй от воздушных движителей спереди под корпус-крыло и выбором геометрических обводов поплавков, вместе с установкой особых устройств торможения, канала поддува, канала реверса и смягчения соприкосновения с неровностями поверхности. Все это объединено во «взлетно-посадочный комплекс», который также обеспечивает амфибийные свойства самостоятельного выхода на берег, руления и спуска на воду.

Известны патенты изобретений, в которых показаны некоторые аспекты построения такого комплекса - РФ №2099217, 2114764, 2127203 и производные от них с целью улучшения - патенты РФ №2286268, 2432274, 2432275, 2466888, 2471660, а также патент РФ №2337022, близкий по конфигурации поплавков.

Для пояснения технической сущности в изобретении представлены чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1 - компоновка устройств взлетно-посадочного комплекса,

Фиг. 2 - схема построения обводов палубы внутреннего борта поплавка,

Фиг. 3 - внешний борт поплавка,

Фиг. 4 - схема днища и накладок поплавка (вид на форштевень),

Фиг. 5 - схема днища и накладок поплавка (вид на корму),

Фиг. 6 - размещение колес и водного движителя на поплавке,

Фиг. 7 - размещение и конструкция устройств взлета и посадки,

Фиг. 8 - конструкция канала реверса.

Предлагаемый взлетно-посадочный комплекс экраноплана-амфибии (Фиг. 1) включает корпус-катамаран 1, силовую установку с воздушными винтами или винто-кольцевыми движителями 2, поплавки-лыжи 3, рулежные щитки 4 или щитки канала поддува 60, щитки или закрылки 5, 6 снизу концевой части корпуса, амортизируемые подошвы 7 зимних лыж с тормозами 8 и щитки канала реверса 9 в концевой части консолей корпуса 10. Кроме того, поплавки могут снабжаться колесами 11, 12 с реданными пластинами 13, 14 и вспомогательными движителями руления 15 с гребными винтами.

1.) В изобретении для корпуса экраноплана предложена гидродинамическая схема «катамаран», ввиду ее повышенной мореходности и предпочтительности в организации подушки под корпусом. Эта схема позволяет использовать поплавки 3, расположенные по бортам корпуса, в качестве бокового ограждения воздушной подушки. Для повышения эффективности ограждения нижняя продольная кромка поплавка выполняется прямолинейной. Корпус-катамаран 1 может быть выполнен в форме крыла с фюзеляжем 16 или в виде составного крыла с центральным крылом 65 и присоединенных к нему консолей 10. В этих случаях поплавки дополнительно служат аэродинамическими шайбами, улучшающими аэрогидродинамику корпуса.

Предлагается геометрия двух зеркально отраженных поплавков с объемом, обеспечивающим положение корпуса экраноплана над ватерлинией, что значительно уменьшает нагрузки на экраноплан и, вследствие этого, вес конструкции, обеспечивающей прочность. В сочетании аэрогидродинамики поплавков с их потребным водоизмещением, целесообразно отношение длины поплавков к ширине 15-25. Поплавки внутри разделяются на водонепроницаемые отсеки с объемами, позволяющими движение экраноплана при выходе из строя любых двух отсеков. Отсеки оснащены насосами, срабатывающими при появлении воды в отсеках. В дрейфе центр гидростатического давления погруженной части поплавков располагается в вертикальной плоскости, проходящей поперек экраноплана через его центр тяжести с отклонением до 3-5% длины поплавка.

1.1.) Геометрические обводы поплавков оказывают одно из основных воздействий на аэрогидродинамическое качество экраноплана. В результате работ в рамках изобретения выявлена геометрия предпочтительных обводов поплавка. Схема построения таких обводов представлена на Фиг. 2-5.

1.1.1.) Поверхность внутреннего борта 17 - это вертикальная плоскость, ограниченная контуром, образованным двумя прямыми, расширяющимися от верха и низа вертикального транца 18, высотой h₄=0,04-0,044 длины поплавка , к форштевню 19 под углом ϕ₁₃=2-4° и переходящими, на верхней прямой с дистанции и с на нижней прямой, в дуги эллипса с большой полуосью, равной и ее отношением 2,3-2,7 к длине малой полуоси d₃. В корме 20 снизу прямолинейная часть контура подрезана прямой под углом ϕ₁₄=10-14° с дистанции

1.1.2.) Поверхность палубы 21 поплавка образована движением прямой линии с углом наклона ϕ₁ низа консоли корпуса 10, по контуру, сформированному верхней кромкой внутреннего борта поплавка и параллельной прямой на расстоянии ширины палубы b₅, переходящей в корме с дистанции от транца и с от носка форштевня, в дуги эллипса с большой осью, равной , и отношением к длине малой оси е₂=3,8-4,2d₂ и обрезом кормового эллипса транцевой прямой.

1.1.3.) Поверхность внешнего борта 22 поплавка (Фиг. 3) образована параллельным движением прямой линии по внешней кромке палубы под постоянным углом наружу к вертикали ψ₅=0÷20°, при этом нижняя кромка борта получена пересечением с поверхностью днища поплавка.

1.1.4.) Для днища 23 поплавка (Фиг. 4 и 5) предлагается поверхность с тремя поперечными реданами 24. От носка форштевня до первого редана, расположенного на дистанции , поверхность образована до пересечения с поверхностью внешнего борта, движением прямой по низу контура внутреннего борта параллельно его поперечной плоскости с изменением угла наклона прямой к горизонтали ψ₆ от 90° до ψ₆=18-20° по закону эллипса нижнего контура форштевня. Далее выполняется первое ступенчатое увеличение угла наклона образующей прямой в этом месте до ψ₇=24-26° с продолжением движения прямой до дистанции с уменьшением ее угла наклона линейно до ψ₈=14-16°. После этого производится второе ступенчатое увеличение угла наклона образующей прямой в этом месте до ψ₉=28-30° с продолжением ее движения до дистанции при уменьшении угла наклона линейно до ψ₁₀=18-20°. Затем следует третье ступенчатое изменение поверхности днища, выполненное только уменьшением высоты образующей прямой до палубы h₆ до h₇=80-81%h₆ с продолжением линейного уменьшения угла наклона образующей до ψ₁₁=10-12° на транце 18.

1.2.) Свою особую роль в существенном повышении гидродинамического качества имеет размещение на поверхности поплавка продольных 26 и косых 24, 27 реданных накладок, лыжной накладки 28 и скуловых накладок 29-32. В результате ряда экспериментов с поплавками в изобретении предлагается геометрия накладок и их размещения на поплавке.

1.2.1.) Накладки продольного редана 26, расположенные по всей длине поплавка посредине днища, имеют треугольное сечение с перпендикулярной к днищу одной стороной высотой h₈=0,045-0,050b₅, и прилегающей к днищу вниз второй стороной размером b₈=0,12-0,125b₅, и третьей стороной в виде дуги окружности радиусом R₂=0,18-0,19b₅.

1.2.2.) Накладки косых реданов-срывников (Фиг. 2) на внутреннем борту 24 расположены с дистанцией между собой в зоне от 25% до 85% длины поплавка и до высоты транца от нижней кромки борта h₅=h₄. На внешнем борту (Фиг. 3) на дистанции от транца размещена накладка косого редана-срывника 27. Все срывники имеют наклон вперед на угол ϕ₁₅=30-35° и сечение, аналогичное продольному редану.

1.2.3.) Лыжная накладка 28 пристыкована горизонтально к нижней кромке внутреннего борта. Внутренняя сторона лыжи продолжает внутренний борт и имеет высоту 0-0,015b₅. Внешняя сторона лыжи вертикальна и имеет высоту до пересечения с поверхностью днища. Ширина лыжи b₉=0,16-0,18b₅ ширины палубы и линейно уменьшается в носовой части с дистанции 75-77% от транца до нуля на дистанции 92-97%.

1.2.4.) Три скуловые накладки-брызгоотбойники 29-32 установлены в носовой и межреданных частях поплавка по месту стыка внешнего борта и днища. Первый брызгоотбойник 30 установлен в форштевне до первой реданной плоскости. Снизу поверхность брызгоотбойника образована движением вдоль днища перпендикулярно поплавку образующей в виде дуги окружности, касательной к днищу в точке на расстоянии от внутреннего борта b₇=0,8-0,9 ширины поплавка в этом месте b₆, и радиусом R₁, линейно увеличивающмся к редану от нуля у носка до R₁=0,34-0,36b₅. Сверху, до пересечения с продолжением поверхности внешнего борта, поверхность брызгоотбойника образована движением прямой линии под углом ψ₁₂=35-40° к вертикали и касательной к нижней дуге окружности.

Поверхность второго брызгоотбойника 31, установленного в первой межреданной части поплавка, образована продолжением движения прямолинейной образующей под прежним углом ψ₁₂ по направляющей прямой линии, соединяющей точку на верхней кромке торца первого брызгоотбойника на ширине к вертикали b₁₀=1,25-1,30b₅ с точкой в плоскости второго редана на ширине b₁₁=1,38-1,42b₅ и высоте h₉=0,21-0,25b₅, снизу поверхность образована движением дуги окружности радиуса R₃=0,34-0,36b₅ касательно к днищу с пересечением этой прямой.

Поверхность третьего брызгоотбойника 32, установленного во второй межреданной части поплавка, образована так же, как и в первой межреданной части, при этом направляющая прямая соединяет точку на верхней кромке торца второго брызгоотбойника на ширине b₁₂=1,20-1,25b₅ с точкой в плоскости третьего редана на ширине b₁₃=1,20-1,25b₅ и высоте h₁₀=0,35-0,40b₅.

1.3.) Предлагаемая геометрия поплавков обусловлена основными теоретическими положениями физики. Так, вертикальный внутренний борте прямолинейной кромкой у воды уменьшает скорость истечения воздушного потока под днищем поплавка (несколько «запирает» его) и, по «эффекту Бернулли», увеличивает давление снизу. У традиционных поплавков с симметричной поперечной килеватостью и надувных гибких поплавков под их днищем происходит разгон воздушного потока, вследствие этого давление под днищем уменьшается, и несущие свойства экраноплана ухудшаются.

Еще в 1925-1935 годах, когда теоретическими и многочисленными экспериментальными исследованиями закладывались основы аэрогидродинамики, было показано, что обтекание эллипсообразованных поверхностей наиболее благоприятно при оптимизации аэрогидродинамического качества гидросамолетов. Наличие образованных эллипсами поверхностей форштевня и кормы предлагаемых поплавков в значительной степени способствовало улучшению аэрогидродинамики при обтекании потоком воды и воздуха. Мощное скулообразование своей крученной нижней поверхностью формирует сход потока с поплавков, а ширина скул уменьшает нагрузку на поперечные реданы, тем самым значительно уменьшаются потери мощности, идущие на преодоление энергии брызгообразования.

Продольные, поперечные и косые реданы-срывники существенно уменьшили силы трения от «прилипания» воды. Положение транцевого среза на корме обеспечивает компромисс в уменьшении сопротивления воды на глиссировании при взлете и сопротивления воздуха, так называемого «донного», в крейсерском режиме.

Форма поверхности днища форштевня и первой межреданной части обеспечили быстроту выхода на глиссирование. Положение и геометрия второго и третьего поперечных реданов обеспечили устойчивое движение на глиссировании. Форма поверхности второй межреданной части, на которой в основном происходит разбег, позволила частично реализовать положительные эффекты движения на воздушно-водяном «пузыре». Положение третьего поперечного редана и транца обеспечило допустимый дифферент при отрыве от воды.

Наклонный подрез лыжи перед транцем позволяет передвижение назад по грунту, снегу и льду.

В патенте на изобретение РФ 2337022 предложены поплавки экраноплана-катамарана с развитой системой реданов и скуловых наделок. Недостатком является отсутствие сведений о геометрии поверхности поплавков (цилиндрическая, коническая, образованная эллипсами, пораболами и другое) и положении реданов, что существенно сказывается на гидросопротивлении и, в основном, на устойчивости глиссирования. Также отсутствие косых реданов-срывников на бортах и продольных до конца днища заметно увеличивает гидросопротивление. Необходимо отметить, что в патенте РФ 2337022 используется воздушная подушка от нагнетания воздуха изнутри задней части корпуса, в отличие от подушки поддува, и применение этих поплавков не в полной мере удовлетворяет корпусу-катамарану с поддувом, ввиду различия физики движения потока под корпусом.

2.) С целью расширения возможностей амфибийного использования экраноплана в изобретении предлагается установить в каждом поплавке два колеса автомобильного или авиационного типа (Фиг. 6). Установка колес может быть с устройствами амортизации или без них. Так как подушка от «поддува», в основном, разгружает экраноплан, предпочтительным определено использовать только амортизацию резиновых пневмошин колеса. Колеса могут быть убираемыми или неубираемыми в поплавок. Предложены колеса с пневмошинами, выступающими из лыжи поплавка своими сегментами до 0,18-0,25 местной высоты поплавка. Колеса размещаются в нишах по оси лыжи. Из них основное колесо 11 с тормозным устройством расположено за центром тяжести экраноплана, а переднее колесо 12 с устройством самоориентирования размещено в форштевне поплавка.

2.1.) При водной эксплуатации на поплавках перед каждым колесом под лыжей с углом 25-40° к направлению движения по ширине лыжи размещаются продолговатые реданные пластины 13 и 14, выпускаемые перед разбегом на взлете и убираемые после пробега на посадке (Фиг. 6). Пластины убираются и выпускаются дистанционным приводом 33. Пластины способствуют безударному касанию воды с возникновением восстанавливающего момента сил на других режимах полета.

Известны примеры применения реданных пластин, так называемых «гидролыж», для значительного улучшения взлетно-посадочных характеристик на экранопланах «лодочной схемы» с развитыми реданными пластинами снизу корпуса-лодки (экраноплан «Орленок», патент СССР 1837506). Там гидролыжи убираются в крейсерском полете. В предлагаемом изобретении реданные пластины размещены на подошве лыж поплавков «корпуса-катамарана» с вертикальными внутренними бортами. В изобретении основное улучшение характеристик на взлете обеспечивается поддувом и обводами поплавков. Применение узких реданных пластин мало способствует уменьшению сопротивления воды на разбеге при взлете. В изобретении их основная задача улучшать безопасность крейсерского полета и посадки за счет безударного касания волн и возникновения восстанавливающего момента при этом.

2.2.) У экранопланов водоизмещением более 5 тонн поток воздуха от воздушных движителей при маневрировании экраноплана становится неприемлемым для находящихся за ними вблизи плавсредств и береговых объектов. В изобретении для руления на воде предлагается размещение с задней стороны кормы поплавка на транце одного или нескольких водных движителей 15 с гребными винтами, вращаемыми от электро- или иных двигателей (Фиг. 6). Движители с водозащищенными электродвигателями установлены на ферму 66, шарнирно навешанную к Г-образному основанию 34, закрепленному к углу транца 18 и палубы 21 поплавка с внешней стороны. На основании 34 со стороны палубы размещен дистанционный привод 33, который посредством угловой качалки 67 и рычага 68 опускает водные движители для руления и поднимает перед стартом. Такое наружное размещение вододвижительной установки с монтажем всех элементов в сборе на едином Г-образном основании упрощает обслуживание в эксплуатации и облегчает ее демонтаж при переходе на эксплуатацию зимой по льду и снегу. Также, оставаясь незатененной агрегатами, основная рабочая часть транца сохраняет свою функцию транцевого обреза кормы в значительном уменьшении гидродинамического сопротивления на глиссировании.

В патенте на изобретение №2466888 представлено размещение водного движителя внутри кормовой части поплавка. Показанное размещение использует водоизмещение поплавка и усложняет подходы к агрегатам при обслуживании, ремонте и демонтаже. Плавный обтекатель кормовой части поплавка способствует прилипанию водного потока, увеличивая сопротивление трения. Вследствие всего этого, такое устройство и его размещение значительно отличается и уступает предложенному в данном изобретении.

3.) Условия эксплуатации экраноплана зимой по снегу и льду отражаются на конструкции поплавков-лыж. Для уменьшения нагрузок на экраноплан в движении по наледям и снежным наносам при рулении и взлете-посадке необходима амортизация лыжи, а для обеспечения управляемости движения, как по направлению, так и по дистанции торможения, необходимы особые тормозные устройства.

3.1.) В изобретении предлагается конструкция амортизированной лыжи с устройством торможения (Фиг. 7). Здесь подошва лыжи разделена на жесткие звенья 36, шарнирно связанные между собой. Ось каждого шарнира звеньев 37 является общей осью шарнирного крепления нижнего рычага 38 двурычажного пружинного механизма 39. Верхний рычаг 40 механизма крепится к шарниру 41, расположенному на корпусе 3 лыжи-поплавка над шарниром подошвы. Оба рычага соединены межрычажным шарниром 42. Между шарниром на корпусе лыжи и шарниром звеньев подошвы лыжи установлены пружины 43 или гидро либо пневмоамортизаторы, предварительно сжатые силой компенсирующей часть веса экраноплана в этом месте. При наезде на неровности вертикальные перемещения звеньев подошвы амортизируются пружинами, а боковым смещениям звеньев подошвы препятствуют двурычажные механизмы. Для компенсации продольного смещения звеньев подошвы лыжи в конце последнего звена шарнирно установлен рычаг 44, который также шарнирно крепится к транцу 18 корпуса лыжи-поплавка.

В патентах на изобретения №2099217, 2114764, 2442708, 2442709 амортизация осуществляется с использованием единой на всю длину гибкой подошвы лыжи или гибкой оболочки надувных лыж-поплавков. В высокоширотных регионах из-за сверхнизких температур, особенностей снежно-ледового покрова и взлетно-посадочных скоростей эксплуатация гибких резинотехнических и пластиковых изделий проблематична и малоресурсна. В данном изобретении применены жесткие металлические звенья подошвы лыжи, что более практично особенно при замене и ремонте.

3.2.) В качестве тормозного устройства 8 предлагается на звене подошвы лыжи-поплавка, расположенном за центром тяжести экраноплана, установить сектор 45, выступающий вниз из звена подошвы лыжи при его повороте дистанционным приводом 33 относительно оси 46 на звене подошвы (Фиг. 7). Выпуском тормозных секторов на левом, правом или обоих лыжах-поплавках выполняется управление направлением движения и дистанцией торможения экраноплана на снежно-ледовом покрове.

С боков от снега, влаги и пыли амортизационные и тормозные устройства лыж-поплавков могут прикрываться водонепроницаемой тканью 47.

3.3.) При посадке, ввиду малой предсказуемости состояния снега и льда по трению, может потребоваться экстренное повышение силы торможения. Это также бывает необходимо при появлении препятствий на рулении. Для этого в изобретении предлагается в хвостовой части консолей 10 корпуса установить щитки канала реверса воздушного потока из-под корпуса снизу-вверх-вперед над корпусом. Такая камера реверса 9 организуется поворотом нижнего щитка 48 вверх от нижней поверхности консоли до верхней поверхности по оси вращения 49, расположенной вдоль передней кромки щитка и передней нижней кромки канала. Верхний щиток 50 поворачивается вверх на угол 30-50° по оси 51, расположенной вдоль задней кромки щитка и задней верхней кромки канала. Поворот щитков происходит совместно за счет связывающего их рычага 52 от дистанционного привода 33, двигающего нижний щиток. Схема поворота воздушного потока из под днища корпуса наверх-вперед изображена на Фиг. 7.

4.) Для рационального формирования воздушной подушки «поддува» воздушные винты или винто-кольцевые движители 2 располагаются на удалении 1,8-2,3 диаметра винта до передней кромки консолей корпуса 10 и направляют воздушные струи от них под углом не более 15-17°, так как при увеличении этого угла усиливается неблагоприятное брызгообразование. Эксплуатация экраноплана происходит в пределах высоты птичьего полета, поэтому по передней кромке кольцевых насадков винтов закрепляется птицезащитная сетка 53. Под корпусом экраноплана организуется камера повышенного давления путем ограждений (Фиг. 7), по бокам прямолинейной подошвой лыж-поплавков 3, спереди завесой от давления струй воздуха движителей и сзади выпуском вниз, до уровня лыжи, щитка 6 в конце центрального крыла одновременно с поворотом вниз, до уровня лыжи, задних нижних щитков или закрылков 5 консолей корпуса 10.

В патентах на изобретения №2286268, 2432274, 2432275, 2466888, 2471660 предложены для формирования ограждения подушки поддува в конце корпуса использовать «двухзвеньевые» щитки снизу фюзеляжа и «двухзвеньевые» закрылки консолей корпуса с подвижным соединением звеньев через дистанционные приводы, имеющими функции демпфирования. Такое устройство позволяет огибать неровности только в плоскости оси, соединяющей звенья. В патенте на изобретение №2099217 представлен закрылок, у которого хвостовая часть по всему размаху выполнена из гибкого и упругого материала, например из резины, эластичного пластика и подобного материала. Такая конструкция обеспечивает пространственное (в различных направлениях) огибание неровностей с меньшими потерями на растекание подушки поддува. Но на практике применение гибких и упругих материалов, особенно в переходных и арктических погодных условиях, малоресурсно и в эксплуатации проблематично.

В данном изобретении, для обеспечения гибкости и упругости щитков и закрылков, предложено простое решение с металлическими пружинными элементами. Размер щитка и закрылка по полету составляет 20-22% хорды центрального крыла и консолей корпуса, соответственно. Для движения по неровностям щиток и закрылки на 30-40% от конца разбиты по своему размаху на отдельные секции 54 и 55. Каждая секция упруго соединена с основной частью щитка и закрылков пружинными накладками 56. Секции на конце имеют снизу и сверху дополнительные пружинящие пластины 57. Такая двойная упругая конструкция щитка и закрылка позволяет секциям при движении пространственно огибать неровности различной размерности и смягчать касания волн. Выпуск центрального щитка выполняется дистанционным приводом 33 поворотом относительно оси 58, находящейся на нижней поверхности центрального крыла и передней кромке щитка, один из видов оси - это рояльная петля. Поворот закрылков производится дистанционным приводом 33 относительно оси, расположенной на 23-25% хорды закрылка. За счет этого снимается значительная часть аэродинамической нагрузки на управление закрылком.

5.) Распределение давления воздуха под днищем корпуса экраноплана при движении на подушке «поддува» образует пикирующий момент, который приводит к зарыванию носков лыж-поплавков препятствующему движению. Для создания противодействующего кабрирующего момента и балансировки при рулении, выходе из воды на пологий берег и сходе на воду с использованием поддува в передней части днища корпуса устанавливаются рулежные щитки 4. Щитки размещены на консолях внутреннего составного крыла по их размаху с дистанции 10-15% хорды консоли и имеют вид панелей шириной 5-6% хорды. Рулежные щитки выпускаются перед рулением, выходом на берег и сходом на воду дистанционным приводом 33 путем поворота вниз на угол до 60° относительно оси 59, находящейся на нижней поверхности консолей и передней кромке щитка.

В патентах на изобретения №2432275, 2466888 упомянуты нижние передние щитки, устанавливаемые с целью предотвращения противотока воздуха вперед ухудшающего эффективность поддува. Но в предлагаемом размещении рулежных щитков цель принципиально другая, это балансировка экраноплана на поддуве, и отношения к указанным в патентах щиткам не имеют. По своей физической основе у таких рулежных щитков иные углы отклонения, размещение на корпусе, вид и размерность, которые были предложены выше в предпочтительном варианте.

5.1.) При размещении воздушных движителей при поддуве может наблюдаться затенение потока от движителей поверхностью носовой части корпуса, в результате которого эффективность поддува понижается. В патентах на изобретения №2127203, 2286268, 2432274 показаны различные варианты механизации носка консолей корпуса, организующей в нем проточный канал для прохода струй воздуха от движителей, существенно уменьшая площадь затенения потока. В конструкции этих вариантов механизации, как показано, 2-3 щитка или элементов затеняющей носовой поверхности поворачиваются по потоку 2-3 отдельными приводами или кинематически от поворота воздушных движителей. Применяется также перемещение самого носка отдельным приводом. Это сказывается на увеличении веса устройств, уменьшении надежности и сложности эксплуатации, особенно в переходных и арктических условиях погоды.

В данном изобретении предложена более простая конструкция канала поддува. Для уменьшения площади затенения организован (Фиг. 1 и 8) проточный канал поддува 60 путем поворота по потоку от движителей части носовой поверхности консолей корпуса 10, в виде связанных рычагом 61, верхнего 62 и нижнего 63 щитков. Поворот выполняется дистанционным приводом 33, управляя которым также можно балансировать экраноплан при движении на поддуве. В полете на «экране» щитки поворачиваются вверх, образуя теоретический профиль носка 64 консолей.

Изобретение относится к авиации и транспортным средствам на динамической воздушной подушке и предназначено для создания гидросамолетов и экранопланов с возможностью амфибийной эксплуатации. Взлетно-посадочный комплекс экраноплана-амфибии содержит корпус-катамаран, составленный из центральной части или крыла малого удлинения и пристыкованных к ней по бокам консолей с размещенными по краям снизу двумя зеркально отраженными поплавками-лыжами. Комплекс также снабжен рулежными щитками или щитками канала поддува в передней части консолей, упругим щитком снизу в конце центральной части корпуса и упругим щитком или закрылком консолей корпуса, каналом реверса и лыжами с амортизируемыми жесткими звеньями подошвы с сектором тормоза на звене за центром тяжести экраноплана. Достигается улучшение аэрогидродинамического качества на разбеге-пробеге экраноплана-амфибии. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Взлетно-посадочный комплекс экраноплана-амфибии, содержащий корпус-катамаран, составленный из центральной части или крыла малого удлинения и пристыкованных к ней по бокам консолей с размещенными по краям снизу двумя зеркально отраженными поплавками-лыжами, снабжен спереди консолей воздушными винтами или винто-кольцевыми движителями с птицезащитными сетками перед винтами, рулежными щитками или щитками канала поддува в передней части консолей, упругим щитком снизу в конце центральной части корпуса и упругим щитком или закрылком консолей корпуса, каналом реверса и лыжами с амортизируемыми жесткими звеньями подошвы с сектором тормоза на звене за центром тяжести экраноплана.

2. Взлетно-посадочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что поверхность поплавка, имеющего отношение длины к ширине 15-25, составлена для внутреннего борта вертикальной плоскостью, ограниченной контуром, образованным двумя прямыми, расширяющимися от верха и низа вертикального транца, высотой 0,04-0,044 длины поплавка, к форштевню под углом 2-4 градуса, и переходящими на верхней прямой с дистанции от транца 85-90% длины поплавка и с 70-75% на нижней прямой в дуги эллипса с большой осью, равной 0,30-0,33 длины поплавка и отношением к длине малой оси 2,4-2,8, подрезанным в корме снизу под углом 10-14 градусов прямой линией с дистанции 3,5-4,5% до транца, для палубы поплавка поверхность образована движением прямой линии с углом наклона низа консоли корпуса, по контуру, сформированному верхней кромкой внутреннего борта поплавка и паралельной прямой на расстоянии ширины палубы, переходящей в корме с дистанции 16-17% до транца и с 75-80% в форштевне, в дуги эллипса с большой осью, равной 0,24-0,26 длины поплавка и отношением к длине малой оси 3,8-4,2 и обрезом кормового эллипса транцевой прямой, для внешнего борта поверхность образована параллельным движением прямой линии по внешней кромке палубы под постоянным углом к вертикали 0-20 градусов, при этом нижняя кромка борта получена пересечением с поверхностью днища поплавка.

3. Взлетно-посадочный комплекс по п.2, отличающийся тем, что для днища поплавка сформирована поверхность с тремя поперечными реданами, образованная от носка форштевня до дистанции от транца 69-71% движением прямой по низу контура внутреннего борта параллельно его поперечной плоскости с изменением угла наклона прямой к горизонтали от 90 до 18-20 градусов по закону эллипса нижнего контура форштевня, первым ступенчатым увеличением угла наклона образующей прямой в этом месте до 24-26 градусов с продолжением его уменьшения линейно до 14-16 градусов на дистанции 48-50% от транца, вторым ступенчатым увеличением угла наклона образующей прямой в этом месте до 28-30 градусов с продолжением его уменьшения линейно до 18-20 градусов на дистанции 29-31% от транца, третьим ступенчатым изменением поверхности днища, выполненным уменьшением на 19-20% высоты образующей прямой до палубы с продолжением линейного уменьшения угла образующей до 10-12 градусов на транце.

4. Взлетно-посадочный комплекс по п.3, отличающийся тем, что на каждом поплавке в носовой и межреданных частях по стыку днища и внешнего борта установлены накладки в виде трех скуловых брызгоотбойников с поверхностью, организованной в форштевне до первого редана, снизу движением вдоль днища перпендикулярно поплавку образующей в виде дуги окружности, касательной к днищу в точке на расстоянии от внутреннего борта 0,8-0,9 ширины поплавка в этом месте, и радиусом, линейно увеличивающимся к редану от нуля у носка до 0,34-0,36 ширины палубы, сверху движением прямой линии под углом 35-40 градусов к вертикали и касательной к нижней дуге, в первой межреданной части поверхность брызгоотбойника образована продолжением движения прямолинейной образующей под прежним углом к вертикали по направляющей прямой линии, соединяющей точку на верхней кромке торца первого брызгоотбойника на ширине 1,25-1,30 ширины палубы с точкой в плоскости второго редана на ширине 1,35-1,40 и высоте 0,245-0,250 ширины палубы, снизу поверхность образована движением дуги окружности радиуса 0,36-0,37 ширины палубы касательно к днищу с пересечением этой прямой, во второй межреданной части поверхность брызгоотбойника образована так же, как и в первой межреданной части, при этом направляющая прямая соединяет точку на верхней кромке торца второго брызгоотбойника на ширине 1,15-1,20 ширины палубы с точкой в плоскости третьего редана на ширине 1,20-1,25 и высоте 0,35-0,40 ширины палубы.

5. Взлетно-посадочный комплекс по п.3, отличающийся тем, что на каждом поплавке установлены гидродинамические накладки в виде продольного редана посредине днища на всю длину поплавка, имеющего треугольное сечение с перпендикулярной к днищу стороной высотой 0,045-0,050 ширины палубы и прилегающей к днищу вниз стороной размером 0,12-0,125 ширины палубы с концами, соединенными дугой окружности радиусом 0,18-0,19 ширины палубы, срывников, расположенных на внутреннем борту в зоне от 25% до 85% длины поплавка и до высоты транца от нижней кромки борта с дистанцией между собой 7-8% длины поплавка, и срывника на внешнем борту с дистанцией 6-7% от транца с наклоном всех срывников вперед на угол 30-35 градусов и сечением срывников аналогичным продольному редану, и лыжи, пристыкованной горизонтально к нижней кромке внутреннего борта высотой у этой кромки 0-0,015 ширины палубы с высотой вертикальной внешней стороны до ее пересечения с поверхностью днища и шириной 0,16-0,18 ширины палубы, линейно уменьшающейся в носовой части с дистанции 75-77% от транца до нуля на дистанции 92-97%.

6. Взлетно-посадочный комплекс по п.5, отличающийся тем, что внутри каждого поплавка по оси лыжи установлены убираемые или неубираемые колеса с пневмошинами, выступающие из лыжи поплавка своими сегментами до 0,18-0,25 местной высоты поплавка, в виде основного колеса с тормозом, расположенного за центром тяжести экраноплана, и самоориентируемого переднего колеса, размещенного в форштевне поплавка.

7. Взлетно-посадочный комплекс по п.6, отличающийся тем, что лыжа поплавка перед каждым колесом снабжена прикрывающей его по ширине продолговатой реданной пластиной, установленной с наклоном 25-40 градусов к направлению движения, выпускаемой перед разбегом по воде на взлете и убираемой после пробега на посадке дистанционным приводом.

8. Взлетно-посадочный комплекс по п.7, отличающийся тем, что с задней стороны кормы поплавка к углу транца и палубы закреплено Г-образное основание с размещением на нем шарнирно навешенной фермы с водными движителями, по крайней мере одним с гребными винтами, вращаемыми от электро- или иных двигателей, и дистанционного привода, поднимающего к транцу из воды эту ферму с движителями после руления посредством угловой качалки и рычага.

9. Взлетно-посадочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что в хвостовой части корпуса размещены поворачиваемые дистанционными приводами вниз до уровня подошвы лыж-поплавков щиток на нижней поверхности центрального крыла, разделенный по оси корпуса на две половины, и щитки или закрылки на каждой консоли шириной 20-22% хорды консоли, имеющие с дистанции 60-70% этой ширины, распределенные по размаху отдельные секции, выполненные упругими установкой на стыке с корпусами щитков и закрылков накладных плоских пружин и пружинных пластин снизу и сверху хвостика секций.

10. Взлетно-посадочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что консоли корпуса на нижней поверхности с расстояния 10-15% хорды от передней кромки оснащены установленными по размаху консоли рулежными щитками в виде панелей трапеции шириной 5-6% хорды, поворачиваемых вокруг оси, находящейся на поверхности консолей и передней кромке щитка, дистанционным приводом вниз на угол до 60 градусов.

11. Взлетно-посадочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что в носке консолей корпуса сверху и снизу установлены щитки канала поддува, организованного поворотом вниз от дистанционного привода этих связанных рычагом щитков, являющихся частью верхней и нижней поверхности носка консолей.

12. Взлетно-посадочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что консоли корпуса в хвостовой части оснащены снизу и сверху щитками канала реверса воздушного потока снизу-вверх-вперед, организованного поворотом дистанционным приводом нижнего щитка вверх до верхнего контура консоли по оси вращения, расположенной вдоль передней кромки щитка и передней нижней кромки канала, и верхнего щитка, связанного рычагом с нижним, вверх на угол 30-50 градусов по оси, расположенной вдоль задней кромки щитка и задней верхней кромки канала.

13. Взлетно-посадочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что лыжи-поплавки оснащены амортизируемой подошвой, состоящей из шарнирно состыкованных звеньев, соединенных на стыках пружинами или гидро- либо пневмоамортизаторами, с расположенными над ними шарнирами корпуса лыж-поплавков, через два шарнирно связанных рычага, и имеющей на транце рычаг компенсации продольного смещения подошвы.

14. Взлетно-посадочный комплекс по п.13, отличающийся тем, что подошва лыжи-поплавка снабжена тормозным устройством в виде сектора, выдвигаемого из подошвы вниз, путем поворота дистанционным приводом вокруг оси, закрепленной на подошве.