ГИДРОСАМОЛЕТ Советский патент 2006 года по МПК B64C35/00 

Изобретение относится к области воздушного транспорта и может быть использовано при создании гидросамолетов, экранолетов и экранопланов.

Особенностью известных в настоящее время гидросамолетов является разделение функций аэродинамики и гидродинамики. Практически во всех схемах гидростатика и гидродинамика обеспечиваются корпусом лодки или поплавками, а аэродинамика - высокорасположенным крылом, см., например, самолеты Бе-6; Бе-10, Бе-12, Martin ″Seamaster″ (ист. "Jane's all world's aircraft″ за 1959-1960 гг., 1962-1963 гг., стр.292; 1974-75 гг., стр.490-491, 1959-1960 гг., стр.345).

Требования, предъявляемые к гидросамолету, такие как обеспечение мореходности, продольной и поперечной остойчивости, устойчивости глиссирования и др., находятся в противоречии с требованиями аэродинамики, что приводит к поиску компромиссных решений.

Большой потребный объем лодки, наличие скул, реданов и органов поперечной остойчивости (поплавков или жабр), большие перегрузки при взлете и посадке существенно снижают весовую отдачу и аэродинамическое качество гидросамолета, что ухудшает его летно-технические характеристики. Особо сложной проблемой является создание амфибий. Уборка шасси крупных амфибий классической схемы вырастает в сложную проблему, решение которой ведет также к ухудшению летных данных.

Известен гидросамолет ″Shin-Meiwa PS-1″ (см. "Jane's all world's aircraft″,1974-1975 гг., стр.154), выполненный по самолетной схеме, имеющей лодку-фюзеляж, высокорасположенное крыло с двигателями и Т-образное оперение.

Схема этого гидросамолета имеет вышеперечисленные недостатки, такие как небольшая весовая отдача и аэродинамическое качество, а отсюда низкие летно-технические характеристики.

Предлагаемая схема гидросамолета устраняет эти недостатки.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение летно-технических характеристик гидросамолета.

Указанная цель достигается тем, что гидросамолет выполнен в виде летающего крыла прямой стреловидности с наплывом, которое образовано суперкритическим профилем по оси симметрии и профилем положительной вогнутости на границе наплыва. Нижняя центральная часть крыла снабжена продольными реданами, а в районе центра тяжести - выдвижным поперечным реданом, уменьшающими заливаемость конструкции при взлете и посадке.

На чертеже показан общий вид заявляемого гидросамолета в трех проекциях в варианте с разнесенным Т-образным оперением.

Предлагаемый гидросамолет выполнен по "интегральной схеме" и представляет собой летающее крыло 1 прямой стреловидности с наплывом 2. Крыло образовано суперкритическим профилем 3 и обычным профилем положительной вогнутости 4. Начальная дифферентовка гидросамолета обеспечивается подбором относительных толщин профилей, угла поперечного V центроплана и размеров наплыва.

Для уменьшения смоченной поверхности крыла при глиссировании на его нижней поверхности, в центральной части установлены четыре продольных редана 5 и один поперечный выдвижной редан 6, который расположен в районе центра тяжести.

Поперечная остойчивость обеспечивается задней кромкой крыла, которая в режиме плавания касается воды. Поскольку при взлете и посадке предлагаемого гидросамолета используется экранный эффект, дающий существенное увеличение подъемной силы, для повышения его эффективности по концам центроплана установлены шайбы 7, предотвращающие вытекание воздуха из-под центроплана через торцевые поверхности. Шайбы 7 переходят в воздушные кили 8 на верхней поверхности центроплана, которые кроме своего основного назначения (обеспечения путевой устойчивости) выполняют роль концевых шайб, увеличивающих эффективное удлинение крыла.

В зависимости от назначения гидросамолета и требований к запасу продольной устойчивости он может быть выполнен как по схеме "летающее крыло", так и по самолетной схеме, т.е. с горизонтальным оперением. Горизонтальное оперение 9 устанавливается на килях, при этом рули 10 горизонтального оперения могут использоваться не только для продольного управления как на обычном самолете, но и поперечного, т.е. в качестве элеронов. Это повышает мореходность, т.к. рулевые поверхности расположены далеко от воды и надежно защищены крылом. Двигатели 11 установлены в хвостовой части и также хорошо защищены от попадания воды в воздухозаборники. Для придания гидросамолету амфибийных свойств на нем может быть установлено убирающееся в крыло колесное или лыжное шасси.

Взлет гидросамолета с воды происходит следующим образом.

В начале разбега гидросамолет находится в режиме плавания и поддерживается на плаву гидростатическими силами, создаваемыми погруженной в воду частью крыла. После вывода двигателей на взлетный режим начинается разгон гидросамолета. По мере роста скорости возникает и быстро растет гидродинамическая сила поддерживания, которая ведет к резкому всплытию гидросамолета и уменьшению смоченной поверхности. При дальнейшем увеличении скорости он выходит на режим чистого глиссирования на выдвижном редане 6, а затем в режим экранного полета.

Для ухода в свободный полет (вне экрана) гидросамолет должен быть разогнан до скорости, превышающей минимальную эволютивную скорость, потребную для свободного полета.

Посадка гидросамолета производится в обратном порядке.

По сравнению с гидросамолетом, выполненным по классической схеме, предлагаемый гидросамолет имеет следующие преимущества:

- благодаря использованию экранного эффекта, сильно повышающего несущие свойства крыла при взлете и посадке, крыло может быть выполнено без механизации, что существенно упрощает конструкцию;

- отсутствие традиционной для гидросамолета лодки существенно уменьшает аэродинамические сопротивление и вес конструкции;

- двигатели надежно защищены от попадания водяных струй в воздухозаборники и имеют хороший доступ при обслуживании на плаву;

- низкое положение центра тяжести по сравнению с гидросамолетом классической схемы повышает остойчивость на плаву и устойчивость глиссирования;

- низкорасположенное крыло большого объема позволяет оснастить гидросамолет простым по конструкции и легким по весу убирающимся шасси колесного или лыжного типа.

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания гидросамолетов и экранопланов. Гидросамолет имеет крыло, оперение и силовую установку. Гидросамолет выполнен в виде летающего крыла прямой стреловидности с наплывом в центральной части. На нижней поверхности этого крыла расположен продольный редан, а в районе центра тяжести установлен выдвижной поперечный редан, уменьшающий заливаемость при взлете и посадке. Крыло может быть образовано суперкритическим профилем по оси симметрии с линейным переходом на профиль с положительной вогнутостью на границе наплыва. Технический результат реализации изобретения состоит в улучшении летно-технических характеристик гидросамолета, а также несущих характеристик его крыла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидросамолет, содержащий крыло, оперение и силовую установку, отличающийся тем, что, с целью улучшения летно-технических характеристик, он выполнен в виде летающего крыла прямой стреловидности с наплывом в центральной части, на нижней поверхности которого расположены продольные реданы, а в районе центра тяжести установлен выдвижной поперечный редан.2. Гидросамолет по п.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения несущих характеристик, крыло образовано суперкритическим профилем по оси симметрии с линейным переходом на профиль с положительной вогнутостью на границе наплыва.