Транспортный летательный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B64C39/06 

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для перевозки больших партий пассажиров, грузов и техники различного назначеиия с большим общим суммарным весом с дозвуковой крейсерской скоростью полета

на большие и средние дальности. Эксплуатация ТЛА может осуществляться с аэродромов и посадочных площадок как с твердым покрытиему так и с грун

товым покрытием.

I . ... Известен военно-транспортный самолет, выполненный по схеме высокоплана и содержащий фюзеляж, прямое крыло, Т-образное оперение, двигательную установку, систему управления,, топливную систему, кабину экипажа, отсек полезного груза и шасси; при этом два турбореактивных двигателя с высокой степенью двухконтурности установлены на верхней поверхности крыла, симметрично относительно продольной оси, обдувающие часть еговерхней поверхности; крыло имеет, толстый суперкритический профиль и механизацию; щиток Крюгера с системой управления пограничным слоем на носке, закрылок с обдуваемой струей двигателя верхней поверхностью, двухсекционный двухщеле врй закрылок, интерцепторы и элероны Топливные баки-отсеки расположены в крыле,, Фюзеляж технологически разделен на три секции: носовую (кабину экипажа), центральную (грузовая кабина) и хвостовую, где выполнена грузовая дверь. Недостатками указанного самолета являются в связи с локальным обдувом верхней поверхности крыла газовыми струями двигателей малый прирост кс эффициента подъемной силы и аэродинамического качества; недостаточная энергетическая мощность самолета и ограниченные габариты грузового отсека не позволяют транспортировать, грузы и технику больших весов и габаритов; невысокая оперативность погрузкивыгрузки грузов и техники, так как в грузовой отсек имеется только одинвход-выход через заднюю грузовую рам пу, что увеличивает время погрузкивыгрузки и усложняет погрузочно-раз грузочные работы; небольшая дальность полета (максимальная дальность полета с грузом 12,25 т составляет около 2000 км„). Наиболее близким из известных тех нических решений является летательный аппарат, содержащий корпус-крыло выполненное в виде круглого диска, двигательную установку, систему управления, топливные баки, отсек поле ногб груза, кабину экипажа и шасср, при этом в двигательную установку вх дят два передних и два задних турбореактивных двигателя, установленных верхней поверхности корпуса-крыла си П3 метрично относительно продольной оси Аппарата, в корпусе-крыле установлены также четыре вентилятора, привод котот рых осуществляется забором газов от основных двигателей (газовый привод), вентиляторы установлены симметрично относительно продольной оси аппарата, рва задних основных двигателя установлены на платформахи имеют возможность поворота вокруг вертикальной оси на для обеспечения вертикального взлета (посадки) задние основные двигатели ориентируются на 180 относительно передних основных двигателей, а выхлопные газы всех.основных двигателей направляются по отводным каналам и выбрасываются через выхлопные насадки вниз, под днище аппарата, создавая совместно с вентиляторами поле давления под днищем аппарата; в центре аппарата смонтированы кабина экипажа и пассажирская кабина, обе кабины представляют собой конструкцию, которая отделена от остальной конструк-. ции аппарата и снабжена четырьмя парашютами и тормозными ракетами для опасения в аварийных ситуациях Недостатки указанного аппарата, следующие: конструктивно-комПовоночная схема аппарата не обеспечивает ему получения приемлемых значений коэффициента подъемной силы и аэродинамического качества в диапазоне средних и больших высот и в диапазоне средних и больших дозвуковых скоростей полета (аппарат предназначен для вертикального взлета и пocaдк 1 и полета на малых высотах с небольшими дозвуковыми скоростями, где максимально используется интегральнь1й экранный эффект как за счет размеров и формы аппарата в плане, так и за счет направления части газовоздуш- ного потока от двигателей и вентиляторов под днище аппарата); недостаточная надежность системы стабилизации и управления аппаратом, осуществляемой с помощью кольцевых гироскопических масс, связанных с вентиляторами, создает опасные аварийные ситуации при отказе хотя бы одного вентилятора; расположение кабины экипажа в центре аппарата существенно затрудняет обзор экипажу на взлете и посадке и особенно обзор нижней полусферы,что снижает безопасность полетов; сложность эксплуатации силовой установки,включающей в свой. состав основные двигатели,вентиляторы с газовым приводом от основных двигателей и протяженные каналы для отвода и отбора газов; компоновка аппарата не обеспечивает загрузки-выгрузки и транспортировки грузов и техники больших весови габа,ритов (данный аппарат прелназначен для перевозки только пассажиров). Целью настоящего изобретения является улучшение аэродинамических, летно-технических и эксллуатационных характеристик аппарата о Указанная цель достигается тем, что у транспортного летательного аппарата, содержащего корпус-крыло, еыполненное в виде круглого диска, вертикальное и горизонтальное оперение. систему управления, шасси, кабину эки-20 пажа, двигательную установку, топливные баки, отсек полезного груза,двигатели установлены на верхней поверхности корпуса-крыла равномерно по его размаху Профиль-корпуса-крыла выполнен квазисуперкритическим. Для транспортировки больших партий техники и крупных контингентов пассажиров и повышения оперативности погру зочно-разгру.зочнь1х работ отсек полезного груза выполнен двухпалубным и разделен по оси симметрии жесткой перегородкой, при этом на нижней палубе выполнены передние и задние грузовые двери, а верхняя палуба соединена е нижней лестницамио Для транспортировки крупногабаритных грузов отсек полезного грузс выполнен однопалубным Вертикальное оперение выполнено в виде двух наклонных килей, которые в месте пересечения соединены с .горизон тальным оперением„Кроме того, горизонтальное оперение выполнено в виде диска С целью оперативного десантирования в воздухе на задних грузовых дверях смонтированы люки. На фиг, 1 схематично изображен транспортный летательный аппарат,. вид снизу; на фиг 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - то же, вид спереди; на фиг. j - то же, вид сбоку; на фиг., 5 - то же, вид сзади; на фиг,6 конструктивно-сйловая схема аппаратов;.5 реднеи части иорпуса-крыла, вдоль прона фиго 7 - разрез А-А на фиг, 6; На фиг, 8 - разрез Б-Б на фиг 6; на фиг. 9 - сечение В-В на фиг. 6; на фиг. 10 - разрез Г-Г на фиг. 7; на 83502 0 15

дольной оси, и для лучшего обзора вы-: несена вперед.

В центральной части корпуса-крылаi распопожены нижняя груаовая палуба k / фиг. 11 - разреа Д-Д иа (иг„ 7 (вид и плане нижней, грузовой палубы); на фиг о 12 - сечение по Е-И нл фиг 7 (вариант однопалубного отсека полезного груза). Транспортный летательный аппарат (ТЛА) представляет собой диркоплан, корпус-крыло 1 которого имеет в плане форму круга, а профиль корпуса-крыла выполнен квазисуперкритическим; практически вся верхняя поверхность корпуса-крыла обдувается газовыми струями, истекающими из профилированных сопл 2 двигателей 3 установленных равномернодискретно поразмаху корпуса-крыла на го верхней поверхности (фиг. 1-7). В задней части корпуса-крыла, на его верхней поверхности, расположены кили с рулями поворота 5, кили разнесены симметрично относительно продольной оси ТЛЛ, закреплены на продольных силовых профилированных фермах 6 конструкции корпуса -крыла и установлены под углом так, что в пересечении их концевых хорд образована жесткая консоль 7, иа которой смонтировано горизонтальное оперение в форме диска, включающее стабилизатор 8 и четырехсекционный руль высоты 9 (фиг„ 1-7); такая комбинированная компоновка вертикально-горизонтального оперения позволяет не только эффективно использовать вертикальное оперение для создания управляющих моментов по рысканию, но также .частично по тангажу и.крену, что позволяет уменьшить площадь горизонтального оперения повысить жесткость вертикальногоризонтального оперения, а также уменьшить площадь Трехсекционных зависающих элеронов 10, являющихся основными рулями по крену и установленными у задней кромки корпуса кры ла симметрйчно относительно продольной оси ТЛА; между килями в кормовой части корпусакрыла установлены четыре секции.аакрылков 11; для повышения боковой устойчивости ТЛА на малых скоростях ; полета Xпри заходе на посадку) на концевой поверхности корпуса-крыла выполнены боковые закрылки 12, отклоняющие ся вниз (фиг. 1-7). Кабина экипажа 13 установлена в и верхняя пассажирская палуба 15, которые соединены между собой лестницам 16, Погрузка-выгрузка грузов и техники и посадка-высадка пассажиров произ водится через передние 17 и задние 18 грузовые рампы (двери), расположенные симметрично относительно продольной оси, причем погрузка-выгрузка техники и грузов и посадка-высадка пассажиров может производиться параллельно (одновременно) через 11ередние и задние грузовые двери (фиг. 7,-11). Вдоль продольной оси аппарата вып полнена вертикальная перегородка жест кости 15), которая разделяет верхнюю и нижнюю палубы на две секции, в каждой секции грузового отсека пол размечен дорожками 20 для установки техники и грузово Для десантирования в воздухе на задних грузовых дверях смонтированы открывающиеся в полете центральные лю 21 (фиг„ 2,9-11). На верхней палубе в передней части расположены кухни (буфеты) 22, а между пассажирскими креслами 23 имеются проходы 24, ряды кресел разделены продольными дорожками 25; в задней части верхней палубы расположены курительные комнаты.26, откуда имеются выходы по коридорам 27 в.туалетные комнаты 28 (фиго 9,10); на потолке пассажирских салонов выполнены аварийные люки (двери) 29 с вмонтированными в них складнь1ми лестницами (фиг. 2, 6)о Для повышения жесткости, конструкции , снижения ее веса и придания требуемой формы профиля корпусу-крьшу ТЛА в силовую схему корпуса-крыла включена кольцевая .силовая профилированная ферма 30, с которой смонтирован продольно-поперечный силовой набор (к которому крепится обшивка), куда включены продольные силовые профилированные фермы 6, продольные подкрепляющие профилированные элементы 31 и поперечные подкрепляющие элементы (стрингеры) 32; фермы 6 включают полки 33, распорные элементы .3 и подкрепляющие стойки 35 (фиг, 6-9). Топливные баки Зб установлены в районе максимальной толщины профиля корпуса-крыла, между отсеком полезной нагрузки и кольцевой силовой профили рованной фермой, при этом центральные баки 37 расположены над отсеками основных стоек шасси (фиг, 6), Продольно-поперечный силовой набор зависающих элеронов и вертикально-горизонтального оперения включает лонжероны 38, стрингеры 39 и нервюры АО (фигс, 6,7) с ТЛА имеет трехопорное шасси, при этом основные опоры шасси k включают по четыре двухколесных спаренных стоек, а носовая опора 42 - две трехколесные спаренные стойки; для уборки тележек шасси в корпусе-крыле ТЛА выполнены ниши соответственно для основных опор 43 и для носовой опоры t (фиго.1-7)о Отсек полезного груза 5 выполнен в центральной части корпуса-крыла двухпалубным, однако в варианте ТЛА для перевозки крупногабаритных грузов и техники, отсек 45 выполнен однопалубным, без перегородки жесткости вдоль продольной оси аппарата (фиг„ 7,9,12), грузовой отсек46 соединен с пассажирскими салонами 47 лестницами 1б„ Продолжением задних грузовых дверей служат боковые створки 4П, открывающиеся только на земле при погрузкевыгрузке техники и грузов большой высоты (фиг о 1)о Конструктивно-компоновочная схема предложенного ТЛА обеспечивает ему следующие основные преимущества: полная антиштопорность аппарата, ибо для ТЛА здесь не создаются условия авторотации корпуса-крыла; возможность получения для предложенного аппарата с малым удлинением (1 1,274) высокого значения аэродинамического качества на крейсерском режиме полета (К 17-19) за счет примейения квазисуперкритического профиля корпуса-крыла и безотрывного обдува практически всей его -верхней поверхности газовыми струями, истекающими из профилированных сопл двигателей, установленных на верхней поверхности корпуса-крыла равномерно-дискретно по его размаху (вследствие увеличения циркуляции скорости по контуру корпуса-крыла практически по всему его размаху) ; механизация корпуса-крыла практически по всему его размаху с учетом высокого значения экранного эффекта корпуса-крыла обеспечивают высокие значения коэффициента подъемной силы, Р3 на режимах взлета и посадки ТЛА, уменьшая скорость отрыва и посадки (приземления) ориентировочно на 30, а длину разбега и пробега практически - вдвое; использование для корпуса-крыла ТЛ квазисуперкритического профиля с толщиной 12-1б позволяет получить большие полезные об-ьемы внутри корпусакрыла для размещения топлива, оборудо вания, шасси, полезного груза, при этом объем отсека полезного груза в 2,5 раза выше; органичное сочетание.свойств корпуса и крыла в ТЛА обеспечивает ему как высокую жесткость конструкции, так и более равномерное распределение всех видов нагрузки на конструкцию в полете, что приводит к уменьшению веса конструкции ориентировочно на большая ширина отсека полезного груза в ТЛА позволяет выполнить по размаху этого отсека группу задних и группу передних грузовых дверей, что существенно повышает оперативность погрузоч но-разгрузочных работ (параллельная погрузка-выгрузка из передних и задни грузовых дверей); высокие аэродинамические характеристики ТЛА в сочетании с выбранной силовой установкой обеспечивают ему высокую дозвуковую скорость полета.на 850 км/ч, Н крейсерском режиме 11 км ); прямые эксплуатационные расходы снижаются орйентировочно-в 10-15 раз в пересчете на тонну-километр пере- возимого полезного груза; прямой экономический эффект от реализации этого предложения (в расчете на максимальную полезную нагрузку одного аппарата, равную около бОО т) для нужд транспорта в различных отраслях народного хозяйства страны ориентировочно составит 15 млрд. рубо в год; тгредложенный ТЛА после его разра- ботки будет обладать высокой конструктивно-технологической- преемствен ностью, так как позволит по мере готовности промышленности перейти на во дородное топливо, а в дальнейшем - на атомную и новейшую энергетику; реализация данного предложения приведет к существенному снижению интё сивности полетов на внутренних авиалиниях страны при значительном повышении объема перевозок и повышению, безопасности полетов, а также - к уменьшению загрязнения окружающей среды по сравнению с Наиболее мощными по грузоподъемности современными самолетамианалогами ориентировочно в 10 раз (в расчете на одну тонну перевозимого полезного груза). j -гййшттг / ; /7 412 иг.З / .« .V fc.7

1. ТРАНСПОРТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус-крыло, выполненное в виде круглого л.иска, вертикальное и горизонтальное onepe-" ние, систему управленияi шасси, кабиг ну экипажа, двигательную установку, топливные баки, отсек полезного груза, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения аэродинамически>&<, лет- но-технических и эксплуатационных характеристик, двигатели установлены на верхней поверхности корпуса"Крыла равномерно по его размаху»2 о Аппарат по п„ 1, от л и ч а ю- щ и и с я тем, что.профиль корпуса- крыла выполнен квазисуперкритическимоЗо Аппарат по п., 1, о Т л и ц а ю- щ и. и с я тем, что, с целью транспор-тировки больших партий техники и круп~ ных контингентов пассажиров и повышения оперативности погрузочно-разгру- зочных работ, отсек полезного груза . выполнен двухпалубным и разделен по оси симметрии жесткой перегородкой, при этом на нижней палубе выполнены передние и задние грузовые двери, а верхняя палуба соединена с нижней • лестницами о , .^. Аппарат по п, 1, о т я и ч а ю- щ и и с я тем, что,с целью транспортировки крупногабаритных грузов, ОТ'- сек полезного груза выполнен однопалубным.5.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что вертикальное оперение выполнено в виде двух наклонных килей, которые в месте пересече-'; ния соединены с горизонтальным оперением в6,Аппарат по п, 5, о т л и ч а ю- щ и и с я 'тем, что горизонтальное оперение выполнено в виде диска,7о Аппарат по По 3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью оперативного десантирования, на задних грузовых дверях смонтированы люки.00ы ел о го ы

33 33 34 3

J6 J6 7е 6 } /5 fff fi 6-6 Фиг.9 г.Я б