Скеговый транспортный аппарат на динамической воздушной подушке

 

Использование: изобретение относится к транспорту и касается конструирования скеговых транспортных аппаратов на динамической воздушной подушке. Сущность заключается в том, что верхняя поверхность крыла выполнена с поперечным уступом, который смещен в сторону носа от плоскости миделевого сечения, при этом крыло в нижней части по его ширине выполнено с направляющими каналами, каждый из которых расположен против одного из сопел поддувного двигателя, причем угол наклона каждого из направляющих каналов больше угла наклона соответствующей отклоняющей насадки по отношению к горизонту. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к транспорту и касается конструирования скеговых транспортных аппаратов на динамической воздушной подушке.

Известен скеговый транспортный аппарат на динамической воздушной подушке, содержащий несущее крыло и стартовую маршевую установку /1/.

Наиболее близким к описываемому является скеговый транспортный аппарат на динамической воздушной подушке, содержащий несущее крыло-центроплан и стартовую маршевую установку с размещенными перед указанным крылом на пилоне поддувными двигателями, сопла которых выполнены с установленными под углом к горизонту отклоняющими насадками /2/.

У такого аппарата угол наклона газовой струи стартовых (поддувных) двигателей не может быть большим 20-25^о от горизонтальной плоскости. В противном случае появятся значительные потери горизонтальной составляющей тяги, аппарат будет разгоняться медленнее и может вообще не достичь эксплуатационных скоростей. Для того, чтобы газовая струя перекрывала всю высоту щели между передней кромкой несущего крыла и экраном, поддувные двигатели вместе с пилоном приходится удалять от передней кромки несущего крыла (а значит и от центра тяжести аппарата) на расстояние, достигающее 15-18 калибров сопла поддувного двигателя. При такой компоновке носовая часть аппарата получается относительно длинной и носовой пилон с поддувными двигателями становится источником возникновения больших кабрирующих моментов. Кроме того удаленный от несущего крыла носовой пилон и поддувные двигатели становятся источниками больших и переменных по величине и направленности скосов потока, набегающего на движущийся аппарат, т.е. источником нестабильности обтекания. Эти совокупно действующие факторы ведут к почти постоянному раскачиванию аппарата по вертикали и горизонтали, что вызывает быстрые изменения крена, дифферента и курса, создает частые и большие перегрузки на конструкции и оборудование аппарата. Борьба с перегрузками приводит к увеличению собственного веса аппарата и уменьшению его весовой отдачи (т.е. к уменьшению грузоподъемности). Кроме того, необходимость стабилизировать такой аппарат приводит к решению (см. прототип) вынести горизонтальные и вертикальные стабилизирующие поверхности далеко за пределы корпуса аппарата вверх (хвостовое оперение) и в стороны (элероны на дополнительных крыльевых консолях в районе несущего крыла), что также увеличивает собственный вес аппарата и уменьшает его весовую отдачу.

Целью изобретения является повышение весовой отдачи аппарата путем снижение перегрузок на конструкцию (соответственно уменьшение ее веса) за счет улучшения характеристик продольной балансировки при стабилизации обтекания несущего крыла.

Указанная цель достигается тем, что верхняя поверхность несущего крыла выполнена с поперечным уступом, который смещен в сторону носа от плоскости миделевого сечения, при этом крыло в нижней части по его ширине выполнено с направляющими каналами, каждый из которых расположен против одного из сопел поддувного двигателя, причем угол наклона каждого из направляющих каналов больше угла наклона соответствующей насадки по отношению к горизонту.

Кроме того, расположение (наклонных) сопел поддувных двигателей на пилоне и соответствующих направляющих каналов на нижней поверхности передней кромки крыла центроплана может иметь стреловидную в плане форму.

На фиг. 1 схематически изображен вид сбоку (в разрезе по диаметральной плоскости) на описываемый аппарат; на фиг. 2 вид на аппарат снизу, на фиг. 3 вид снизу на носовую часть аппарата в варианте исполнения со стреловидным пилоном и стреловидной передней кромкой несущего крыла; на фиг. 4 вид на аппарат спереди.

Несущее крыло 1 с бортовыми скегами 2 и 3 снабжено кормовой завесой 4 в виде секционированного закрылка или интерцептора, подамортизированного и управляемого цилиндрами-амортизаторами 5. На носовых частях скегов 2 и 3 закреплен пилон 6 со средствами стартовой механизации в виде поддувных двигателей 7, снабженных поворотными сопловыми насадками 8. Может быть предусмотрено и иное конструктивное исполнение этих средств стартовой механизации.

У данного аппарата на верхней поверхности несущего крыла 1 образован поперечный уступ 9, расположенный у носка крыла, кроме того, хвостик профиля несущего крыла также заканчивается уступом транцем 10. На нижней части носка несущего крыла образованы направляющие каналы 11, угол наклона которых α (фиг. 1) положительный по отношению к осям насадков 8, когда насадки отклонены на поддув.

При движении аппарата система его конструктивных элементов обеспечивает более высокую стабильность картины обтекания как по верхней, так и по нижней поверхности крыла в широком диапазоне курсовых углов к ветру, течениям, волновому фронту. Этой же цели служит и стреловидное в плане (фиг. 3) расположение сопел (двигателей на пилоне) и каналов по передней кромке центроплана.

Описываемый аппарат работает следующим образом. До начала движения сопла 8 поддувных двигателей 7 находятся в отклоненном на угол β положении. В этом положении оси сопел двигателей располагаются (в вертикальной плоскости) под углом α (фиг. 1) к стенкам каналов 11. Кормовая завеса (закрылок 4) находится в горизонтальном (или крайнем верхнем) положении. После включения стартовых поддувных двигателей 7 газовые струи их, направляемые соплами 8 под углом β к горизонту, входят в каналы 11 и дополнительно отклоненные этими каналами на угол α (фиг. 1) создают газовую завесу между передней кромкой несущего крыла 1 и водной поверхностью (по ватерлинии WL₁, характеризующей положение аппарата на воде в водоизмещающем состоянии, т.е. при скорости движения его равной или близкой к нулевой). Далее газовый поток от поддувных двигателей проходит под несущим крылом 1 и под закрылком 4 и, выходя в корме из-под аппарата, создает реактивную силу, разгоняющую аппарат. По мере увеличения скорости закрылок 4 посредством цилиндров-амортизаторов 5 отклоняют ближе к водной поверхности, благодаря уменьшению площади щели между закрылком 4 и водой, давление в воздушной подушке под несущим крылом 1 растет, уменьшается осадка скегов 2 и 3 и гидродинамическое сопротивление движению. Скорость аппарата возрастает и в конце он выходит на проектную ватерлинию (фиг. 1) WL₂, при которой на спокойной воде днищевые части скегов практически только скользят по поверхности воды. На этом основном режиме движения между задней кромкой закрылка и поверхностью воды остается существенный зазор. При установке на аппарате специальных маршевых двигателей (не показаны) задняя кромка закрылка 4 может практически касаться поверхности воды, что существенно уменьшает потери энергии на поддержание необходимого давления в воздушной подушке и соответственно уменьшается мощность стартовых двигателей 7. Для перехода с основного режима движения на движение в водоизмещающем положении или переводят поддувные двигатели 7 на малые хода, или переводят сопла 8 и закрылок 4 в горизонтальное положение, или (что делается чаще) применяют отработанную на модельных и ходовых испытаниях совокупность этих приемов уменьшения скорости движения и давления в воздушной подушке вплоть до полного включения силовой установки и остановки аппарата.

Такое конструктивное исполнение данного аппарата позволяет увеличить его весовую отдачу путем снижения возникающих при движении перегрузок на конструкцию за счет улучшения характеристик продольной балансировки при стабилизации обтекания (близким к центроплану расположением пилона, стреловидностью расположения сопел поддувных двигателей и соответствующих дополнительно отклоняющих газовый поток направляющих каналов).

Формула изобретения

1. СКЕГОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ АППАРАТ НА ДИНАМИЧЕСКОЙ ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ, содержащий несущее крыло-центроплан и стартовую маршевую установку с размещенными перед указанным крылом на пилоне поддувными двигателями, сопла которых выполнены с установленными под углом к горизонту отклоняющими насадками, отличающийся тем, что верхняя поверхность крыла выполнена с поперечным уступом, который смещен в сторону носа от плоскости миделевого сечения, при этом крыло в нижней части по его ширине выполнено с направляющими каналами, каждый из которых расположен против одного из сопл поддувного двигателя, причем угол наклона каждого из направляющих каналов больше угла наклона соответствующей отклоняющей насадки по отношению к горизонту.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что указанные сопла с отклоняющими насадками и направляющие каналы размещены в плане стреловидно с вершиной, направленной в сторону носа аппарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4