Экраноплан Советский патент 1992 года по МПК B64C39/00 B60V1/00 

1Г

ел

с

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в конструкциях экранопланов. Цель изобретения - повышение устойчивости и безопасности движения над водной поверхностью в околоэкранном полете, снижение массы и повышение массовой отдачи. Цель достигается тем, что связь глиссирующей пластины 3 с днищем корпуса 2 выполнена в виде двух параллельных тяг 1 одинаковой длины, расположенных в плоскости симметрии экраноплана. Тяги 1 шарнирно связаны с пластиной 3 и днищем корпуса 2, а между корпусом 2 и тягой 1 установлен элемент упругой связи - амортизатор 5. Даны параметры пластины 3 и углы ее установки. 6 ил.

ц.м

/

ON Сл) Ю ЧЭ

Фиг.1

Изобретение относится к конструкции летательных аппаратов, а именно экраноп- ланов.

Известен экраноплан, содержащий корпус, крыло, кормовое устройство стабилиза- ции, включающее вертикальное (ВО) и горизонтальное (ГО) оперения. Однако этот экраноплан имеет существенный недостаток, заключающийся в следующем. Для компенсации неблагоприятного в отноше- нии обеспечения устойчивости влияния скосов потока за крылом на эффективность ГО последнее делается весьма развитым в продольном и поперечном направлениях и выносится на достаточно большое удаление от крыла в продольном направлении. Это приводит к непропорционально большим по сравнению с основным несущим крылом размерам и массе хвостового оперения, увеличению размеров и массы всего экра- ноплана, повышению напряжений и упругих деформаций в его элементах, что приводит к снижению прочности и устойчивости и уменьшению аэродинамического качества. Для повышения прочности и жес- ткости корпуса экраноплана приходится увеличивать толщину обшивки и ужесточать набор корпуса, что в итоге приводит к заметному снижению полезной весовой отдачи экраноплана. Применение для улучшения устойчивости системы автоматического управления повышает стоимость и усложняет экраноплан. Кроме того, согласно условиям эксплуатации, САУ зачастую приходится отключать на самых опасных режимах полета, связанных с разгоном и маневрированием.

В качестве прототипа выбрано транс- портнбе средство, содержащее глиссирующие пластины, установленные на транспортном средстве, которые служат для создания поддерживающей гидродинамической силы. Несущие гидродинамические способности каждой из используемых пластин существенно зависят от положения корпуса аппарата относительно водной по- верхности и ни одна из используемых пластин не может выполнять самостоятельно функции стабилизации. Все установленные пластины в совокупности при одновременном их использовании способны предохра- нять аппарат от создания значительного угла дифферента или крена, т.е. удара в воду. Недостатком предложенного глиссирующего устройства является наличие большого количества глиссирующих пла- стин (не менее трех), что создает значительное гидродинамическое сопротивление и требует увеличения тяги двигателей, повышение риска катастрофических последствий в случае поломки одной (любой) из

пластин и тем самым обусловливает использование пластин лишь на малых аппаратах при относительно невысокой скорости движения. Устройство используется на режимах взлета и посадки; на крейсерских режимах не используется.

Цель изобретения - повышение устойчивости и безопасности движения над водной поверхностью в околоэкранном полете, снижение массы и повышение массовой отдачи, улучшение динамических характеристик в продольном и боковом движении, обеспечение постоянного контакта глиссирующей пластины с водой и гашение вибра- ций корпуса. Поставленная цель изобретения достигается тем, что связь глиссирующей пластины с днищем выполнена в виде двух параллельных тяг одинаковой длины, расположенных в плоскости экраноплана и шарнирно связанных с глиссирующей пластиной и днищем на расстоянии L (0,8,...1,5)- Ьа, где L- расстояние от центра масс до оси шарнира крепления передней тяги к днищу корпуса; Ьа - средняя аэродинамическая хорда крыла, позади центра масс экраноплана, при этом между днищем и тягами установлен элемент упругой связи, глиссирующая пластина выполнена с поперечным V 20,..., 40°, площадью 0,2,..., 2% площади крыла, длиной (510%) Ьа и уставлена с углом атаки

24°, элемент упругой связи выполнен в

виде газогидравлического амортизатора самолетного типа, одним концом закрепленного на днище, а другим - к одной из тяг.

На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 показана конструкция гидростабилизирующего устройства; на фиг. 3 представлена амплитуд- ночастотная характеристика газогидравлического амортизатора; на фиг. 4 - дан график зависимости динамического заброса A ha от относительной высоты при возмущающем воздействии рулем; на фиг. 5 - показан график зависимости динамического заброса Aha no h от h при возмущающем воздействии закрылками; на фиг. б дан график зависимости радиуса виража от скорости полета V.

Длины тяг I и их крепление к корпусу 2 и пластине 3 подбираются так, чтобы оси 4 тяг в точках пересечения с осями, проведенными в плоскости симметрии экраноплана через центры шарниров на пластине 3 и корпусе 2, составили параллелограмм. Для обеспечения постоянного контакта гидро- стабилизирующей пластины 3 с водой даже при наличии волнения на поверхности, восприятия вибрационных нагрузок, действующих на экраноплан, на нем устанавливается газогидравлический амортизатор 5 самолетного типа, который одним концом крепится к днищу корпуса 2, другим - к одной из тяг 1. Гидродинамические силы, возникающие на гидростабилизирующей пластине 3 при ее глиссировании, через параллелог- раммный механизм и амортизирующее устройство 5 передаются на корпус экраноплана и служат для его стабилизации.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

Увеличение угла тангажа вызывает увеличение, а уменьшение тангажа - уменьшение угла атаки агс. гидростабилизирующей пластины. Изменение агс при водит к соответствующему изменению подъемной силы пластины Угс, причем приращение ДУгс вызывает появление на экраноплане приращения продольного момента Mz относительно центра масс экраноплана - положительного при уменьшении и отрицательного - при увеличении тангажа. За счет этого осуществляется стабилизующее влияние пластины. Поскольку гидростабилизи- рующее устройство имеет свободу перемещения лишь в вертикальной плоскости симметрии, а в вертикальной поперечной плоскости оно перемещения не имеет, то имеющая поперечную V-образность глиссирующая пластина 3 при реализуемых сравнительно высоких скоростях движения является эффективным стабилизатором экраноплана по крену и рысканию. В то же время стабилизирующая пластина, будучи в контакте с водой позади центра масс экраноплана, позволяет уменьшить радиус виража при развороте. Макетный образец предложенного устройства успешно прошел ходовые испытания на радиоуправляемой модели экраноплана. Некоторые результаты испытаний приведены на фиг, 4, 5 и 6. Испытания показали, что использование гидростабилизирующегоустройства позволяет существенно уменьшить динамический заброс экраноплана по высоте при возмущающих воздействиях на экраноплан, а также радиус виража в полете. Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечения по сравнению с базовым объектом - экранопланом следующие преимущества: экономию материалов, снижение размеров и массы экраноплана за счет возможного уменьшения размеров и массы основного стабилизирующего устройства при тех же характеристиках устойчивости и полезной весовой

отдаче; снижение нагрузок и упругих деформаций конструкции экраноплана также за счет возможного уменьшения размеров основного стабилизирующего устройства; применение гидростабилизатора позволяет

повысить устойчивость и, следовательно, безопасность полета за счет стабилизирующего эффекта, достигаемого вследствие контакта гидростабилизирующей поверхности с водной поверхности; повышение полезной весовой отдачи за счет уменьшения массы хвостового оперения.

Формула изобретения 1 .Экраноплан, содержащий корпус, крыло, кормовое устройство стабилизации,

отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и безопасности движения над водной поверхностью в околоэкранном полете, снижения массы и повышения массовой отдачи, он снабжен

гидростабилизирующим устройством, выполненным в виде глиссирующей пластины, шарнирно установленной на двух параллельных тягах одинаковой длины, расположенных в плоскости симметриф

экраноплана и шарнирно закрепленных на его днище на расстоянии 1 (0,8...1,5) Ьа где L - расстояние от центра масс до оси шарнира крепления передней тяги к днищу корпуса; Ьа - средняя аэродинамическая хорда

крыла, позади центра масс экраноплана, и элементом упругой связи, установленным между днищем и тягами.

динамических характеристик в продольном и боковом движении, глиссирующая пластина выполнена с поперечным V 20-40°, площадью 0,2...2% площади крыла, длин ой (5...10%) Ьа и установлена с углом атаки 2-4°.

о

ff.J

Фие.з

К

У

А-А

V

Фиг. 2

7,0 и},гч

ьЬг ГРАД

&Ьв.

Фиг. 4

„

AOj

Фиг. S

,

j

0.3

,«%

Фиг 6