Экраноплан типа "летающее крыло"

 

Изобретение относится к летательным аппаратам, которые могут перемещаться вблизи поверхности жидкости, а также к судам с динамическими принципами поддержания. Сущность изобретения заключается в том, что экраноплан включает шайбы-поплавки 1, соединенные между собой несущим крылом 2. При этом в носовой оконечности каждого шайбы-поплавка 1 закреплено подъемно-опускное подводное крыло 6, а на днище кормовой оконечности шайбы-поплавка 1 шарнирно закреплены по кромке поворотные стенки. Привод стенок обеспечивается гидроцилиндрами. Экраноплан оборудован суперкавитирующими частично погруженными гребными винтами 9, которые размещены в корму относительно стенок. Такое выполнение экраноплана позволяет улучшить мореходность судна и повысить эффективность пропульсивного комплекса (двигатель-движитель-корпус аппарата) в различных эксплуатационных режимах, а также обеспечить возможность подхода экраноплана к необорудованному берегу. 7 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам, которые могут перемещаться вблизи поверхности жидкости, а также к судам с динамическими принципами поддержания. Предлагаемое техническое решение может быть использовано при создании экранопланов.

В зависимости от принципов аэрогидродинамической компоновки экранопланы выполняются по схеме "летающее крыло" или самолетной. В схеме "летающее крыло", на которой базируется данный экраноплан, корпус аппарата выполняется в виде крыла малого удлинения, по бортам которого размещаются концевые шайбы (продольные плавучести).

Известен экраноплан типа "летающее крыло", характеризующийся тем, что в плоскости, перпендикулярной к диаметральной плоскости аппарата, несущее крыло имеет дугообразную, с переменной кривизной форму. Искривление имеет как входящая, так и выходящая кромки крыла, в целом ему придана арочная форма. На бортовых плавучестях экраноплана жестко закреплены подводные крылья, в качестве движителя аппарата предусмотрен воздушный винт.

Искривление крыла описанного экраноплана усложняет конструкцию и приводит к увеличению его массы по сравнению с "плоским" крылом. Установка на экраноплане неподвижных подводных крыльев делает рискованным его проход по мелководью и исключает подход к необорудованному берегу. К недостаткам также следует отнести использование на аппарате воздушных винтов, которые являются источником сильного шума.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является японский экраноплан КАС-3 (см.[1] стр. 102). Он выполнен по схеме "летающее крыло" и снабжен гребным винтом и концевыми шайбами-поплавками, установленными на крыле, кормовая кромка которого расположена перпендикулярно к диаметральной плоскости экраноплана, крыло аппарата имеет постоянный конструктивный угол атаки по всему размаху (по ширине аппарата), т.е. угол между основной плоскостью аппарата и хордой профиля крыла.

Недостатком данного экраноплана, имеющего "плоское" крыло является то, что он обладает по этой причине пониженной мореходностью, а точнее плохой всхожестью на волну.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в улучшении мореходности и повышении эффективности пропульсивного комплекса (двигатель-движитель-корпус аппарата) в различных эксплуатационных режимах. Также ставится задача обеспечения возможности подхода экраноплана к необорудованному берегу.

У экраноплана типа "летающее крыло", содержащего гребные винты и концевые шайбы-поплавки, установленные на крыле, кормовая кромка которого расположена перпендикулярно к диаметральной плоскости экраноплана, на днище кормовой оконечности каждого из концевых шайб-поплавков шарнирно закреплены поворотные стенки, образующие поперечный редан, между которыми размещен вал привода гребного винта, расположенного за кормовыми кромками поворотных стенок и выполненного суперактивирующим с частичным погружением, при этом угол между хордой профиля крыла и основной плоскостью экраноплана увеличивается в направлении от концевых шайб-поплавков к диаметральной плоскости экраноплана, который снабжен подъемно-опускными крыльями, установленными в носовой части каждого из поплавков.

Частично погруженные суперкавитирующие гребные винты в сочетании с поворотными стенками образуют единый регулируемый комплекс, эффективность которого при той или иной скорости движения экраноплана может быть повышена путем изменения положения по высоте поворотных стенок. Выполнение несущего крыла с переменным конструктивным углом атаки по его размаху позволяет улучшить всхожесть экраноплана на волны и увеличить создаваемую крылом подъемную силу. Установка подъемно-опускных подводных крыльев в носу делает возможным подход экраноплана к необорудованному берегу и существенно упрощает его постановку на стапель при осмотре и ремонте.

На фиг. 1 представлен вид на экраноплан сбоку, с секущими плоскостями "а-а" и "б-б" в основном режиме его движения (полный ход); на фиг. 2 вид экраноплана сверху; на фиг. 3 вид на экраноплан снизу; на фиг. 4 вид спереди, с секущими плоскостями а-а и б-б; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 1, при опущенных поворотных стенках перед винтами; на фиг. 6 разрез А-А на фиг. 1 (с обрывом), при поднятых поворотных стенках перед винтами; на фиг. 7 - схема определения конструктивного угла атаки профиля крыла, с профилями по секущим плоскостям "а-а" и "б-б".

Экраноплан включает шайбы-поплавки 1, которые соединены между собой несущим крылом 2. На крыле 2 в средней части по его размаху размещена надстройка 3 в виде сигарообразного тела. В кормовой оконечности крыло 2 снабжено закрылками 4, а на надстройке 3 установлен руль 5.

В носовой оконечности каждого шайбы-поплавка 1 закреплено подъемно-опускное крыло 6, а на днище кормовой оконечности каждого шайбы-поплавка 1 шарнирно закреплены по кромке поворотные стенки 7. Привод стенок 7 обеспечивается гидроцилиндрами 8.

Одной из отличительных особенностей экраноплана является оборудование его суперактивирующими частично погруженными гребными винтами 9, расположенными за кормовыми кромками относительно стенок 7. Валопровод, соединяющий винт 9 с двигателем привода ( условно не показан), удерживается кронштейном 10, жестко закрепленным на днище шайбы-поплавка 1. Последний представляет собой хорошо обтекаемый корпус, у которого килеватое в носовой части днище переходит в плоское в корме, на участке закрепления стенок 7.

В эксплуатационных условиях пропульсивный комплекс экраноплана будет работать в расчетном режиме (ход с полной скоростью) и на переходных (разгон). При этом, наряду с изменением частоты вращения винтов 9 с помощью поворотных стенок 7 регулируется величина их погружения в воду.

В процессе разгона экраноплана поворотные стенки 7 с помощью гидроцилиндров 8 прижимаются к днищу шайб-поплавков 1, при этом винты 9 работают с полным погружением в воду. Полное погружение винтов 9 в воду в процессе разгона экраноплана позволяет увеличить силу развиваемого упора.

После выхода экраноплана на "загорбовой "режим движения поворотные стенки 7 с помощью гидроцилиндров 8 отводятся от днища шайб-поплавков 1, образуя постепенно увеличивающийся редан. При приближении к полной скорости хода поворотные стенки 7 устанавливаются в положение, которому соответствует расчетное погружение винтов 9, т.е. положение когда ступица винта лишь касается свободный поверхности воды.

В режиме полного хода экраноплана поворотные стенки 7, глиссируя по поверхности воды, также будут создавать подъемную силу и стабилизировать посадку экраноплана. Для уменьшения силы трения поворотных стенок 7 о воду несложно обеспечить их "воздушную смазку".

Способность экраноплана подходить к необорудованному берегу имеет важное значение, особенно в речных условиях. Подходу к необорудованному берегу предлагаемого экраноплана предшествует поворот подводных крыльев из нижнего (рабочего) в верхнее (нерабочее) положение. После отхода экраноплана от берега подводные крылья опускаются. Последние также поднимаются при прохождении экранопланом мелководных участков в водоизмещающем положении и при подъеме его на слип для ремонта или осмотра.

Формула изобретения

Экраноплан типа "летающее крыло", содержащее гребные винты и концевые шайбы-поплавки, установленные на крыле, кормовая кромка которого расположена перпендикулярно к диаметральной плоскости экраноплана, отличающийся тем, что на днище кормовой оконечности каждого из концевых шайб-поплавков шарнирно закреплены поворотные стенки, образующие поперечный редан, между которыми размещен вал привода гребного винта, расположенного за кормовыми кромками поворотных стенок, и выполненного суперкавитирующим с частичным погружением, при этом угол между хордой профиля крыла и основной плоскостью экраноплана увеличивается в направлении от концевых шайб-поплавков к диаметральной плоскости экраноплана, который снабжен подъемно-опускными подводными крыльями, установленными в носовой части каждого из поплавков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7