Экранолет, его взлетно-посадочное устройство и привод складывания крыла

 

Использование: в воздушном и водном транспорте, а именно в экранолетах, судах скегового типа, взлетно-посадочных устройствах и в приводах складывания крыла. Сущность группы изобретений: экранолет содержит составное крыло, включающее центроплан и консоли, оперение, фюзеляж, взлетно-посадочное устройство, силовую установку, двигатели которой размещены в центроплане и соединены с движителями в виде винтов в кольце посредством промежуточного вала и двухстепенных шарниров, оси которых совпадают с осью поворота пилонов, на которых установлены двигатели. Взлетно-посадочное устройство выполнено в виде поплавков, включающих гибкую лыжу, соединенную с корпусом поплавка гибкой обшивкой, а также упругим элементом и двухзвенным механизмом. Перегородки внутри корпуса образуют замкнутые камеры, в каждой из которых имеется амортизационный клапан. Привод складывания крыльев обеспечивает подъем и фиксацию консолей для улучшения маневренности на плаву и не выходит за габариты центроплана. 3 с и 15 з. п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к летательным аппаратам, использующим при полете динамическую воздушную подушку и способным совершать полет как в зоне действия, так и вне зоны действия экранного эффекта (близости опорной поверхности), т.е. к экранолетам, взлетно-посадочным устройствам и приводу складывания крыла.

Известные экранопланы и экранолеты. Так, в [1] представлен экраноплан, выполненный по схеме "составное крыло", содержащий центроплан, ограниченный водоизмещающими поплавками, и имеющий отрицательный поперечный угол установки и заднюю кромку с обратной стреловидностью, оснащенную механизацией задней кромки центроплана, консоли, установленные со стороны задней кромки центроплана, фюзеляж, соединенный с центропланом по схеме "низкоплан", вертикальное и установленное на нем горизонтальное оперения, двигатель с движителем.

Недостатком экраноплана [1] является использование в качестве движителя гребного винта, что не позволяет ему совершать полеты на большой высоте, т. е. вне зоны действия экранного эффекта, не позволяет развивать больших скоростей и исключает его всесезонную эксплуатацию. Недостатком является также отсутствие средств создания воздушной подушки, что увеличивает взлетно-посадочные скорости и приводит к увеличению массы конструкции и энерговооруженности экраноплана в целом.

Известен экранолет [2] выполненный по схеме "составное крыло", содержащий центроплан, ограниченный водоизмещающими шайбами, оснащенный бесщелевой механизацией задней кромки консоли, вертикальное и впереди расположенное горизонтальное оперение, фюзеляж, силовую установку, содержащую размещенные в центроплане двигатели, соединенные с движителем, выполненные в виде воздушного винта, размещенным перед центропланом и соединенным с двигателем посредством вала.

Недостатком экранолета [2] является соединение консолей с устройством без возможности их подъема, что ограничивает маневренность экранолета на плаву, а также выполнение движителей без возможности поворота относительно фюзеляжа, и их размещение под фюзеляжем, что исключает возможность обдувки верхней поверхности крыла в режиме полета и увеличивает сопротивление экранолета вследствие обдува движителей, выполненных в виде отклоняемых щитков.

Известен экраноплан [3] содержащий водоизмещающий фюзеляж, которому придана форма, подобная крылу малого удлинения консоли, размещенные вблизи задней кромки фюзеляжа, двигатель с винтовым движителем, причем крылья соединены с фюзеляжем с возможностью подъема их вверх путем поворота относительно горизонтального шарнира. Недостатком экраноплана [3] является отсутствие системы поддува, что повышает его взлетно-посадочные скорости и увеличивает относительную массу конструкции, а также уменьшает остойчивость и, соответственно, мореходность при поднятых вверх консолях.

Наиболее близким аналогом является экранолет [4] выполненный по схеме "составное крыло", содержащий центроплан, ограниченный водоизмещающими поплавками, являющимися взлетно-посадочным устройством, и оснащенным бесщелевой механизацией задней кромки, консоли, расположенные со стороны задней кромки центроплана, вертикальное и установленное на нем горизонтальное оперения, фюзеляж, силовую установку, движители которой соединены с фюзеляжем и установлены перед центропланом с возможностью поворота в вертикальной плоскости, механизм поворота движителей. Недостатком экранолета [4] является совмещение двигателей силовой установки с движителями, что увеличивает площадь экранолета и, следовательно, аэродинамическое сопротивление при нулевой подъемной силе. Недостатком также является соединение консолей с центропланом без возможности их подъема, что ухудшает маневренность экранолета на плаву и мореходность в режимах плавления и дрейфа. Кроме того, недостатком является выполнение центроплана с прямой задней кромкой и нулевым поперечным углом, что ухудшает устойчивость экранолета при полете в зоне действия экранного эффекта без системы автоматического управления.

Из уровня техники известны взлетно-посадочные устройства экранолетов и других летательных аппаратов и судов скегового типа.

Известно взлетно-посадочное средство, содержащее корпус и лыжу, составленную из отсеков, каждый из которых соединен с корпусом посредством шарнирного соединения и расположенного вдоль продольной оси упругого элемента. Такое соединение каждого отсека лыжи с корпусом ограничивает перемещение отсеков лыжи, что ухудшает проходимость при взлете с неровной поверхности. Кроме того, выполнение корпуса плоским ограничивает возможности взлетно-посадочного устройства при посадке и взлете с воды.

Известно [6] взлетно-посадочное устройство для экранолетов и других летательных аппаратов и судов, содержащее корпус, лыжу, упругую подошву лыжи, эластичную обшивку, средство поддержания лыжи, причем подошва лыжи по контуру соединена с корпусом посредством эластичной обшивки, с образованием замкнутой герметичной камеры, и выполнена с возможностью углового перемещения в продольной плоскости относительно корпуса.

Взлетно-посадочное устройство [6] принятое за наиболее близкий аналог, содержит только одну замкнутую камеру, которая соединена с источником сжатого воздуха. Это уменьшает безопасность в случае ее повреждения, например, образования отверстия в замкнутой камере. Соединение полости камеры с компрессором для поддержания давления увеличивает затраты энергии и, следовательно, топлива при использовании взлетно-посадочного устройства транспортным средством.

Взлетно-посадочное устройство [6] принято за наиболее близкий аналог изобретения.

Из уровня техники известны механизмы подъема консоли крыла.

Известен привод складывания крыла, содержащий консоли и центроплан, рычажно-шарнирные механизмы перемещения и фиксации консоли. Каждый механизм привода оснащен собственным энергоприводом. что усложняет конструкцию и увеличивает ее массу.

Известен [8] привод складывания консолей крыла, содержащий механизм перемещения и фиксации консоли, механизм перемещения консоли содержит энергопривод с тягой переменной длины, двухплечевую качалку, тягу консоли, шарнирные опоры энергопривода и качалки, закрепленные на центроплане, механизм фиксации консоли содержит фиксатор и его гнездо, консоль шарнирно соединена с центропланом, гнездо фиксатора расположено в центроплане и консоли, одно плечо качалки механизма перемещения кинематически связано с тягой переменной длины энергопривода, а другое плечо кинематически связано с консолью. Привод оснащен также дополнительным энергоприводом, предназначенным для приведения в действие механизма фиксации консоли. Это приводит к усложнению конструкции, и увеличению ее массы.

Привод принят за наиболее близкий аналог изобретения "Привод складывания консоли крыла".

Технический результат группы изобретений заключается в обеспечении экранолета высокими летно-техническими характеристиками за счет уменьшения лобового сопротивления, обеспечения малой величины радиуса инерции, малой взлетной и посадочной скорости, а также выполнения экранолета без системы автоматического управления с достаточной устойчивостью при полете и высокой маневренностью на плаву. Кроме того, технический результат заключается в повышении остойчивости и повышении мореходности на плаву, в том числе при сильном ветре и волнении.

Технический результат изобретения "Взлетно-посадочное устройство" заключается в обеспечении возможности посадки на любую поверхность, уменьшении нагрузки, действующей на экранолет, при случайной встрече с волной, и деформации днища концевой шайбы при движении по неровной поверхности.

Технический результат изобретения "привод складывания крыла" заключается в использовании одного энергопривода для подъема (опускания) и фиксации положения крыла в поднятом и рабочем положении.

Сущность группы изобретений заключается в следующем.

Экранолет, как и известный из наиболее близкого аналога [4] выполнен по схеме "составное крыло", содержит центроплан, ограниченный водоизменяющими поплавками и оснащенный бесщелевой механизацией задней кромки, консоли, расположенные вблизи задней кромки центроплана, вертикальное и горизонтальное оперения, фюзеляж, силовую установку, содержащую по меньшей мере один двигатель и один движитель, пилоны, механизм поворота движителей, взлетно-посадочное устройство, выполненное в виде концевых аэродинамических шайб, установленных по концам центроплана, консоли соединены с центропланом со стороны задней кромки центроплана, движители по пилонах установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством соответствующего поворота в вертикальной плоскости посредством соответствующего механизма, но, в отличие от наиболее близкого аналога [4] центроплан выполнен с отрицательным поперечным углом установки и с обратной стреловидностью по задней кромке, консоли расположены с положительным поперечным углом установки, движители выполнены в виде винта в кольце, каждый двигатель размещен внутри центроплана и соединен с соответствующим винтом в кольце посредством промежуточного вала и по меньшей мере одного двухстепенного шарнира, один из которых предназначен для соединения промежуточного вала с валом винта, причем ось поворота движителей проходит через двухстепенные шарниры, соединяющие промежуточный вал с валом винта в кольце.

Экранолет характеризуется также тем, что концевые аэродинамические шайбы выполнены в виде водоизмещающих поплавков.

Экранолет характеризуется тем, что он оснащен приводом подъема консолей, обеспечивающим в поднятом положении наклон консолей друг к другу под острым углом.

Экранолет характеризуется тем, что он оснащен механизацией задней кромки центроплана, выполненной в виде щитка, который по размаху может выполняться по меньшей мере двухсекционным, и оснащен автономными приводами отклонения секций щитка. Кроме того, щиток может выполняться двухзвеньевым с осью поворота первого звена параллельной задней кромки центроплана и использованием второго звена щитка гибким.

Экранолет, кроме того, характеризуется тем, что фюзеляж оснащен кабиной с фонарем, который содержит по меньшей мере одну пару створок, соединенных с фонарем кабины посредством шарнира, расположенного в верхней части кабины, и замка, размещенного в месте сопряжения кабины с центропланом.

Сущность изобретения "Взлетно-посадочное устройство" состоит в следующем.

Как и в наиболее близком аналоге по заявке ФРГ [6] взлетно-посадочное устройство содержит корпус, лыжу, упругую подошву лыжи, эластичную обшивку, средство поддержания формы лыжи, при этом подошва лыжи по контуру соединена с корпусом посредством эластичной обшивки с образованием замкнутой герметичной камеры и выполнена с возможностью углового и вертикального перемещения в продольной полости относительно корпуса, но в отличие от наиболее близкого аналога [6] замкнутая камера содержит по меньшей мере одну перегородку, соединенную со стенками камеры с образованием замкнутых отсеков, средство поддержания формы лыжи содержит, по меньшей мере, по одному упругому элементу, двухзвенному механизму, поддерживающему форму лыжи в поперечной плоскости, и амортизационному клапану, которыми оснащен каждый отсек замкнутой камеры, причем упругий элемент и двухзвенный механизм закреплены на подошве лыжи и на противоположной ей стороне камеры, на которой также установлен амортизационный клапан.

Взлетно-посадочное устройство характеризуется тем, что корпус выполнен в виде концевой аэродинамической шайбы, как водоизмещающий поплавок.

Сущность изобретения "Привод складывания крыла" состоит в следующем.

Как и в наиболее близком аналоге по патенту США [8] привод складывания крыла содержит механизм перемещения и механизм фиксации консоли относительно центроплана: механизм перемещения консоли содержит энергопривод с тягой переменной длины, двуплечую качалку, тягу консоли, шарнирные опоры энергопривода и двуплечей качалки, закрепленные на центроплане; механизм фиксации консоли содержит фиксатор и его гнездо, консоль, шарнирно соединенную с центропланом, гнездо фиксатора, расположенное в центроплане и консоли, одно плечо качалки механизма перемещения кинематически связано с консолью, а другое плечо качалки кинематически связано с тягой переменной длины энергопривода, но, в отличие от наиболее близкого аналога по патенту США [8] механизм перемещения содержит тягу для соединения с консолью, качалка перемещения консоли содержит ограничитель и шарнирную опору двуплечей качалки механизма фиксации, который содержит указанную двуплечую качалку, с ответным элементом, например, пазовым, взаимодействующим с ограничителем, например, штырем, вилку, на валу которой закреплен рычаг, тягу фиксатора, двуплечую качалку фиксатора, шарнирные опоры вала вилки и двуплечей качалки фиксатора, установленные на центроплане, при этом одно плечо качалки фиксатора кинематически связано с фиксатором, а другое плечо шарнирно соединено с тягой фиксатора, другой конец которой шарнирно соединен с рычагом, закрепленном на валу вилки, которая входит во взаимодействие с плечом качалки механизма фиксации, другое плечо которой соединено с тягой переменной длины энергопривода, причем кинематическая связь двуплечей качалки механизма перемещения с энергоприводом осуществлена посредством шарнирного соединения с качалкой механизма фиксации, и ограничителя, установленного на качалке механизма перемещения, с ответным элементом, размещенным на качалке механизма фиксации, обеспечивающим угловое перемещение качалок относительно друг друга при введении в действие механизма фиксации, а другое плечо качалки механизма перемещения шарнирно соединено с тягой консоли, другой конец которой шарнирно соединен с консолью.

Привод складывания крыла характеризуется тем, что фиксатор выполнен в виде дуги, гнездо в центроплане и в консоли выполнены в виде паза под дугу фиксатора, жестко закрепленного на соответствующем плече качалки фиксатора.

Фиксатор привода предлагается также выполнять и в виде кривошипно-ползунного механизма, в котором кривошип шарнирно соединен с соответствующим плечом качалки фиксатора и с ползуном, взаимодействующим с гнездом фиксатора.

Привод характеризуется тем, что он оснащен установленным на опоре качалки фиксатора и предназначен для ограничения ее перемещения, и выключателем индикатора положения консоли.

Качалку фиксатора с ее опорой предлагается соединять упругой связью, а тяги консоли и фиксатора предлагается выполнять с возможностью изменения их длины.

Кроме того, привод характеризуется тем, что при верхнем положении консоли оси шарнирного соединения консоли с тягой, тяги с соответствующим плечом качалки механизма перемещения и указанной качалки с опорой расположены на одной прямой, создавая геометрический замок верхнего положения консоли.

Перечисленные признаки являются существенным для достижения технического результата и взаимосвязаны между собой.

Выполнение экранолета по схеме "составное крыло" с центропланом, с отрицательным поперечным углом установки и отрицательной стреловидностью задней кромки, оснащенной бесщелевой механизацией, размещение консолей вблизи задней кромки центроплана с поперечным положительным углом установки, с вертикальным и горизонтальным оперением обеспечивает устойчивость при полете в зоне действия экранного эффекта вследствие незначительного изменения взаимного положения аэродинамических фокусов по тангажу высоте , где m_z коэффициент момента аэродинамических сил относительно поперечной оси Z; C_y коэффициент аэродинамической подъемной силы; n относительная высота над экраном, равная отношению высоты над экраном к средней аэродинамической хорде крыла b_a ν угол тангажа Размещение консолей вблизи задней кромки центроплана обеспечивает смещение фокуса по тангажу за фокусом по высоте , что позволяет уменьшить площадь горизонтального оперения, которое вследствие его установки на вертикальном оперении находится в зоне незначительных скосов потока.

Концевые аэродинамические шайбы усиливают действие экранного эффекта на центроплане.

Кроме того, поворот движителей относительно двухстепенного шарнира, соединяющего вал винтового движителя с валом двигателя, обеспечивает удаление нижней кромки воздушного винта (и винта в кольце) от опорной поверхности. Это предотвращает засасывание предметов и воды при работе двигателей, а также гарантирует отсутствие соприкосновения движителя с водой при волнении, что особенно важно для легких экранолетов.

Размещение двигателей внутри центроплана уменьшает площадь миделя, что приводит к уменьшению лобового сопротивления, C_xo, следовательно, увеличению максимального аэродинамического качества , где коэффициент отвала поляры, характеризующий индуктивное сопротивление 1 - ν поправка Визельбергера; геометрическое удлинение крыла, где l размах крыла в плане вместе с консолями;
S площадь крыла в плане.

Кроме того, размещение двигателей в центроплане, небольшое горизонтальное оперение обуславливает концентрацию масс агрегатов вблизи центра масс экранолета, что обеспечивает небольшую величину приведенного радиуса инерции экранолета и создает условия для обеспечения хорошей управляемости экранолета.

Положительный поперечный угол установки консолей обеспечивает повышение боковой устойчивости, особенно вблизи экрана, в связи с возникновением восстанавливающего момента на консоли при крене.

Наличие механизма складывания консолей, размещенного в центроплане, не ухудшает аэродинамики экранолета, и обеспечивает повышение маневренности экранолета на плаву и при движении на режиме поддува за счет уменьшения размаха крыльев.

Кроме того, наклон консолей навстречу друг другу, т.е. размещение каждой консоли под острым углом к вертикальной плоскости в их поднятом положении обеспечивает повышение остойчивости и неопрокидывание экранолета за счет направленной вниз составляющей аэродинамической силы, что особенно важно при сильном боковом ветре и волнении.

Оснащение задней кромки центроплана бесщелевой механизацией в виде щитка обеспечивает при его выпущенном положении создание замкнутой камеры под центропланом, что способствует повышению эффективности поддува.

Выполнение щитка по меньшей мере двухсекционным и оснащение каждой секции автономным энергоприводом позволяет управлять курсом экранолета при движении на поддуве, за счет подъема секции щитка со стороны, противоположной центру радиуса поворота, и креном экранолета при движении без поддува.

Выполнение механизации задней кромки двухзвеньевой с гибким и упругим вторым звеном, обеспечивает уменьшение ударной нагрузки на центроплан при встрече с волной и неровной поверхностью при выпущенном положении щитка, а также плотное прилегание к опорной поверхности, что способствует уменьшению относительной массы конструкции и повышению эффективности экранного полета, особенно при поддуве.

Оснащение фюзеляжа кабиной с фонарем, содержащим по меньшей мере одну пару створок, каждая из которых соединена с кабиной посредством шарнира, расположенного в верхней части кабины, и замка, размещенного в месте сопряжения кабины с центропланом, обеспечивает удобство посадки пассажиров в пассажирском варианте исполнения экранолета, а также улучшает обзор из кабины.

Выполнение взлетно-посадочного устройства, содержащем корпус, соединенный с лыжей и упругой подошвой посредством эластичной обшивки с образованием замкнутой герметичной камеры, разделенной перегородкой на замкнутые отсеки, выполнение средства поддержания формы лыжи, в виде размещенных в каждом отсеке по меньшей мере одного упорного элемента и двухзвеньевого механизма, закрепленных на подошве и противоположной стороне камеры, на которой также установлен амортизационный клапан, обеспечивает амортизацию экранолета при встрече с препятствием, например волной, качкой и т.п. за счет деформации упругой подошвы лыжи, упругих элементов соединения подошвы с корпусом посредством эластичной оболочки. Амортизационный клапан обеспечивает изменение объема воздуха при деформации отсеков, а упругие элементы позволяют быстро восстанавливать форму лыжи, и наполнять ее воздухом. Двухзвеньевые механизмы обеспечивают сохранение формы лыжи в поперечном направлении, а наличие нескольких отсеков повышает непотопляемость и безопасность эксплуатации в случае повреждений одного из отсеков лыжи и наполнения его водой.

Выполнение корпуса взлетно-посадочного устройства в виде концевой аэродинамической шайбы водоизмещающего поплавка с лыжей обеспечивает повышение аэродинамических и летно-технических характеристик экранолета и придает амфибийность экранолету, позволяя совершать взлеты и посадки с разных типов поверхности.

Выполнение привода складывания крыла в виде механизма перемещения и фиксации положения элементов, предназначенных для закрепления на консоли, выполнение механизма перемещения в виде двуплечей качалки, один конец которой шарнирно соединен с тягой, шарнирно соединенной с элементов консоли, а другого плеча соединенным посредством ограничителя и ответного, например, пазового элемента на двуплечей качалке механизма фиксации, шарнирно соединенной с качалкой механизма перемещения, выполнение одного плеча качалки механизма фиксации шарнирно соединенного с тягой переменной длины энергопривода, а другого плеча входящим во взаимодействие с вилкой, на валу которой закреплен рычаг, шарнирно соединенный с тягой фиксатора, другой конец которой шарнирно соединен с плечом двуплечей качалки фиксатора, другое плечо которой соединено с фиксатором, размещение опор энергопривода, качалок механизма перемещения фиксатора и вала вилки на элементе, предназначенном для соединения с центропланом, и наличие на центроплане и консоли гнезда для взаимодействия с фиксатором обеспечивает возможность фиксации и расфиксации положения консолей и центроплана и перемещение консоли при использовании только одного энергопривода. При этом угловой ход, обеспечиваемый ограничителем и ответным элементом на качалках механизмов перемещения и фиксации консоли, дает возможность при взаимодействии с вилкой плеча качалки механизма фиксации, перемещаемой энергоприводом до момента контакта элементов ограничителя, причем при повороте вилки укрепленной на ее валу рычаг обеспечивает перемещение фиксатора относительно гнезда, соединяя и разъединяя консоль и центроплан. При этом взаимодействие механизмов перемещения и фиксации осуществляется в угловом диапазоне перемещений ограничителя и его ответного пазового элемента. После выхода из вилки плеча качалки механизм фиксации начинает действовать механизм перемещения консоли, за счет взаимодействия ограничителя и его ответного пазового элемента.

Выполнение фиксатора в виде дуги и пазового гнезда в центроплане под жестко закрепленный фиксатор на соответствующем плече качалки обеспечивает простоту конструкции.

Выполнение фиксатора в случае кривошипно-ползунного механизма, кривошип которого шарнирно соединен с соответствующим плечом качалки, а другой с ползуном, взаимодействующим с гнездом фиксатора, обеспечивает предпочтительную работу механизма при деформациях консоли и центроплана крыла.

Наличие регулируемого упора на опоре качалки фиксатора, предназначенного для ограничения ее углового перемещения обеспечивает установку необходимого хода фиксатора и защемление паза вилки с двуплечей качалкой механизма фиксации.

Наличие выключателя индикатора положения консоли обеспечивает пилоту возможность контроля положения консоли.

Наличие упругой связи между качалкой фиксатора и ее опорой предотвращает несанкционированный ввод фиксатора в гнездо и гарантирует взаимодействие качалки механизма фиксации с вилкой, а выполнение тяг с возможностью изменения их длины позволяет производить регулировку привода.

Выполнение фиксации консоли в поднятом положении при размещении на одной прямой шарнирных соединений консоли с тягой, тяги с соответствующим плечом качалки механизма перемещения и ее опорой обеспечивает устойчивое положение консоли в связи с расположением указанных элементов привода в "геометрическом замке".

Рассмотренное выполнение привода обеспечивает уменьшение его массы, повышение надежности, уменьшение энергозатрат при его работе и наличие одного энергопривода.

На фиг. 1 показан экранолет, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 то же, вид спереди; на фиг.4 дан разрез 1-1 на фиг.1; на фиг.5 показан разрез 2-2 на фиг.4; на фиг.6 представлен разрез 3-3 на фиг.1; на фиг.7 показан разрез 4-4 на фиг.1; на фиг.8 показан разрез 5-5 на фиг.4; на фиг.9 показан общий вид взлетно-посадочного устройства, выполненного в виде поплавка; на фиг.10 дан разрез вдоль плоскости поплавка; на фиг.11 показано поперечное сечение 6-6 поплавка; на фиг.12 узел А на фиг.10; на фиг.13 показан привод складывания крыла, вид сверху; на фиг.14 показан разрез 7-7 на фиг. 13; на фиг.15 показан разрез 8-8 на фиг.13.

В предпочтительном варианте выполнения экранолет устроен следующим образом.

Как показано на фиг.1, 2, 3, экранолет содержит центроплан 1 и консоли 2, составляющие вместе составное крыло, взлетно-посадочное устройство в виде водоизмещающих поплавков 3, вертикальное 4 и размещенное на нем горизонтальное 5 оперение, фюзеляж 6, силовую установку, включающую винтовой движитель 7 в кольце 8, установленных на пилонах 9, соединенных с фюзеляжем 6, и двигатели 10, (фиг.4, 8) размещенные в центроплане 1, выходной вал 11 каждого из которых соединен с валом 12 движителя 7 посредством промежуточного вала 13 и пары двухстепенных шарниров 14 и 15.

Возможно также соединение промежуточного вала с выходным валом 11 двигателя 10 посредством шлицевого соединения (на фиг. не показано).

Движители 7 выполнены с возможностью поворота вокруг оси 16, проходящей через двухстепенные шарниры 15, соединяющие вал 12 воздушного винта 7 с промежуточным валом 11 двигателя 10. Механизм поворота работает от энергопривода 17, взаимодействующего с рычагом 18.

Корпус энергопривода закреплен на силовом наборе фюзеляжа 6, а шток шарнирно соединен с рычагом 18, ось 19 вращения которого совпадает с осью 16 поворота воздушных винтов 7 в кольце 8.

Консоли 2 составного крыла соединены с центропланом 1 с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством привода 20.

Центроплан 1 выполнен с отрицательным поперечным углом установки (фиг.3) и имеет заднюю кромку 21 с обратной стреловидностью. Задняя кромка 21 оснащена бесщелевой механизацией, в качестве которой, в предпочтительном варианте выполнения используется простой щиток 22 (фиг.6). Щиток 22 по размаху может выполняться, по меньшей мере из двух секций, каждая из секций оснащения автономным энергоприводом для ее отклонения. Щиток 22 может выполняться также двухзвеньевым, расположением оси вращения первого звена параллельно задней кромки, и выполнение второго звена гибким и упругим. Консоли также могут оснащаться механизацией 23.

В предпочтительном варианте выполнения вертикальное оперение 4 однокилевое и оснащено рулем поворота 24 с триммером 25. Горизонтальное оперение 5 оснащено рулем высоты 26 с триммером 27.

Фюзеляж 6 соединен с центропланом 1 по схеме "низкоплан", в предпочтительном варианте выполнения, не выходит за обводы нижней поверхности центроплана 1. Фюзеляж 6 имеет кабину 28 с фонарем 29, содержащим по меньшей мере две пары створок 30, 31, соединенных с кабиной 28 посредством шарниров 32, 33, расположенных в верхней части кабины 31, и замков (на фиг. не показаны) в месте сопряжения кабины 31 с верхней поверхностью центроплана 1.

В пассажирском исполнении, например, на 6 пассажиров, фонарь 29 имеет две пары створок 30, 31, каждая пара на два ряда кресел (на фиг. не показано).

Возможно и другое выполнение экранолета, но описанное является предпочтительным.

Взлетно-посадочное устройство выполнено следующим образом.

Взлетно-посадочное устройство содержит корпус 34, выполненный, например, в виде концевой аэродинамической шайбы (на фиг. 1 не показано) или поплавка 3, лыжу 35, содержащую гибкую подошву 36, соединенную с корпусом 34 посредством эластичной обшивки 37, а также средство поддержания формы лыжи 35, содержащее упругие элементы, например, пружины 38, двухзвенные механизмы 39 и амортизационные клапаны 40. Между подошвой 36 лыжи 35, корпусом 34 и эластичной обшивкой 37 образована герметичная камера, которая перегородками 41 разделена на замкнутые отсеки 42. В каждом отсеке 42 установлены по меньшей мере пружина 38, двухзвенный механизм 39 и амортизационные клапаны 40. Пружина 38 и двухзвенный механизм 39 закреплены на подошве 36 и противоположной стороне 43 корпуса 34 на которой размещен также клапан 40. Жесткость лыжи 35 в поперечном направлении обеспечивается за счет выполнения звеньев 44 и 45 двухзвенного механизма с максимально возможной шириной, близкой к ширине лыжи 35. Гибкая подошва 36 лыжи 35 собрана из гибких листов 46, соединенных между собой накладками 47, и износостойкого покрытия 40, например из тефлона.

Привод складывания крыльев устроен следующим образом.

Привод складывания крыльев содержит энергопривод 49 с тягой 50 переменной длины, механизм перемещения и механизм фиксации консоли 2, и платформу 51, предназначенную для соединения с центром 1.

Механизм перемещения консоли 2 содержит двухплечую качалку 52, одно плечо которой кинематически связано посредством тяги 53 и шарнирных соединений 54, 55 с консолью 2, а также опору 56 качалки, установленную на платформе 51. Другое плечо качалки 52 содержит ограничитель 57, взаимодействующий с ответным пазовым элементом 58, размещенным на двухплечей качалке 59, и опору качалки 60. Ограничитель 57 и ответный элемент 58 обеспечивают угловое перемещение качалок 52 и 59 относительно друг друга, при котором происходит взаимодействие механизмов перемещения и фиксации.

Механизм фиксации консоли 2 содержит двухплечую качалку 59, одно плечо которой соединено посредством шарнира 61 с тягой 50 переменной длины энергопривода 49, а другое 62 входит во взаимодействие с вилкой 63, на валу 64 которой соединен с платформой 51 и содержит рычаг 65, соединенный посредством шарнира 66 с тягой 67 фиксатора 68, другой конец которой посредством шарнира 69 соединен с двухплечей качалкой 70 фиксатора 68, другое плечо которой входит во взаимодействие с фиксатором 68, взаимодействующим в свою очередь с гнездом 71 на центроплане 1, Опоры 72, 56, 73, соответственно энергопривода 49 качалки 52 механизма перемещения и качалки 70 фиксатора закреплены на платформе 51 центроплана 1. Центроплан 1 соединен с консолью 2 посредством шарнира 74 и гнезда 71, 75 на центроплане 1 и консоли 2 соответственно, которые в рабочем положении консоли 2 расположены соосно и соединяются фиксатором 68.

После выхода плеча 62 качалки 59 из взаимодействия с вилкой 63 ограничитель 57 входит во взаимодействие (упирается) с ответным пазовым элементом 58, и качалка 52 механизма перемещения соединяется посредством качалки 59 механизма фиксации с тягой 50 переменной длины энергопривода 49.

Фиксатор 68 может выполняться в виде дуги, а гнезда 71. 75 в виде паза под эту дугу.

Однако более предпочтительным является выполнение фиксатора 68 в виде кривошипно-ползунного механизма, кривошип 76 которого шарнирно соединен с плечом качалки 70 и ползуном 77, взаимодействующего с гнездом 71, 75.

Механизм фиксации консоли оснащен индикатором 78 положения консоли и упором 79, который установлен на опоре 73, выполнен с возможностью регулировки и предназначен для взаимодействия с качалкой 70. Качалка 70 и ее опора 73 соединены между собой упругой связью 80. Тяги 53 и 67 выполнены с возможностью изменения и фиксации их длины.

Экранолет функционирует следующим образом.

Перед взлетом движители, выполненные в виде винтов 7 в кольце 8 посредством электропривода 17 механизма, и рычага 18, поворачиваются вокруг оси 16, проходящей через двухстепенные шарниры 15, соединяющие вал 12 движителя и промежуточный вал 13, затем включаются двигатели 10, которые посредством валов 11, 12, 13 и двухстепенных шарниров 14, 15 вращают воздушные винты 7, размещенные в кольце 8. Бесщелевая механизация центроплана 1, выполненная, например, в виде простого щитка 22, и механизация 23 консолей 2 устанавливаются во взлетную конфигурацию. При этом между водоизмещающимися поплавками 3, щитком 22 и опорной поверхностью образуется замкнутая камера. Струи воздуха движителей 7 направляются под центроплан 1, создают избыточное давление на днище центроплана 1, что обеспечивает подъем экранолетов на малых скоростях движения, тем самым уменьшая гидродинамическое сопротивление поплавков 3 и увеличивая избыточную тягу. Происходит разбег на воздушной подушке "поддува" и взлет экранолета.

После взлета движители 7 посредством электропривода 17 и рычага 18 поворачиваются в крейсерское положение. Механизация 22, 23 центроплана 1 и консолей 2 также приводится в крейсерскую конфигурацию, и осуществляется полет. При этом задняя кромка 21 центроплана 1 параллельна опорной поверхности, а движители 7 устанавливаются под углом, обеспечивающим обдув верхней поверхности центроплана 1, что приводит к повышению аэродинамической подъемной силы (к увеличению коэффициента подъемной силы C_y).

В случае необходимости тяга движителей 7 увеличивается, например, за счет увеличения числа оборотов выходного вала 11 двигателя 10, экранолет набирает высоту, выходит из зоны действия экранного эффекта и совершает полет в самолетном режиме.

Перед посадкой механизация 22, 23 центроплана 1 консолей 2 переводится в посадочную конфигурацию, движители 7 посредством электропривода 17 и рычага 18 поворачиваются и, при уменьшении тяги движителя, обеспечивается посадка экранолета. За счет поддува под центроплан 1 скорость касания опорной поверхности незначительна, что позволяет уменьшить массу конструкции экранолета.

Выполнение щитков 21 по крайней мере двухсекционными по размаху и оснащение каждого щитка автономным энергоприводом позволяет управлять по курсу и улучшить разворот в движении на поддуве при выпущенных щитках за счет поднятия секции щитка со стороны, противоположной развороту. При полете без поддува отклонение секции щитка обеспечивает управление по крену.

Исполнение секций щитка двухзвеньевыми с гибким и упругим нижним звеном обеспечивает безаварийное огибание им неровной поверхности или ударившей волны при движении с выпущенным щитком.

При маневрировании на плаву или в режиме дрейфа консоли 2 поднимаются вверх посредством приводов 20 и механизмов складывания крыла.

Посадка и высадка пассажиров производится в кабину 28 фюзеляжа 6 при поднятых створках 30, 31 фонаря 29. Перед полетом створки 30, 31 опускаются и их положение фиксируется замком (на фиг. не показано).

Размещение двигателей 10, привода 20 складывания консолей 2 внутри центроплана 1, соединение фюзеляжа 6 с центропланом 1 по схеме "низкоплан", при котором не нарушаются обводы нижней поверхности центроплана, смещение консолей 2 к задней кромке 21 центроплана 1, позволяющее уменьшить площадь горизонтального оперирования 5, обеспечивают малое значение величины коэффициента лобового сопротивления C. Наряду с увеличением удлинения составного крыла благодаря наличию консолей 2 обеспечивается увеличение максимального аэродинамического качества экранолета, что в целом повышает его аэродинамические и летно-технические характеристики, и обеспечивается устойчивость и управляемость экранолета.

Взлетно-посадочное устройство работает следующим образом.

При встрече препятствия гибкая подошва 36 и эластичная обшивка 37 сжимается вследствие сокращения пружины 38 огибает препятствие. При изменении объема лыжи 35 через амортизационный клапан отсека 42 выходят избытки воздуха. После прохождения препятствия пружины 38 восстанавливают форму лыжи 35, объем которой увеличивается и происходит выравнивание атмосферного давления в отсеке 42.

Двухзвеньевой механизм 39 содержит звенья 44, 45 с большой шириной, соответствующей ширине лыжи 35, за счет чего обеспечивается жесткость и прочность лыжи 36 в поперечном направлении.

Взлетно-посадочное устройство может использоваться для посадки на воду, снег, лед, траву и ровную поверхность. При этом в качестве корпуса 34 может быть использована как концевая аэродинамическая шайба 11 (на фиг. не показана), так и водоизмещающий поплавок 3. Благодаря наличию отсеков 42 и средств поддержания формы, лыжа 35 обладает эластичностью и упругостью, обеспечивающими уменьшение сопротивления движению при взаимодействии с препятствиями.

Привод складывания крыла работает следующим образом.

В рабочем состоянии крыла положение консоли 2 относительно центроплана 1 зафиксировано шарнирным соединением 74 и расположением в гнездах 71, 75 фиксатором 69.

При подъеме консоли 2 тяга 50 переменной длины перемещается энергоприводом 49, и при взаимодействии тяги 50 посредством шарнирного соединения 61 перемещает двухплечую качалку 59 относительно ее опоры 56, закрепленной на качалке 52 механизма перемещения консоли 2. Величина углового перемещения качалок 52 и 59 определяется взаимодействием ограничителя 57 и его ответного элемента, расположенных на качалках 52 и 59. При правильно выбранном диапазоне перемещения, качалка 59 своим плечом 62 взаимодействует с ползуном вилки 63, поворачивая ее и, следовательно, вал 64 с закрепленным на нем рычагом 65. Рычаг 65, в свою очередь, посредством тяги 67 поворачивает качалку 70 и выводит фиксатор 69 из гнезда 75 консоли 2, тем самым давая возможность перемещению консоли 2 относительно центроплана 1 вокруг шарнира 74.

После выхода фиксатора 69 из гнезда 71, 75 и достижения упора 79 качалка 70 останавливается. При этом наличие упругой связи 80 между качалкой 70 и ее опорой 73 предотвращает самопроизвольный вход фиксатора 69 в гнезда 71. 75.

После выхода фиксатора 69 из гнезда 71, 75 ограничитель 57 и его ответный элемент 58 входят во взаимодействие (упираются друг в друга), образуя посредством опоры 56 и качалки 59 механизма фюзеляжа жесткое соединение плеча качалки 52 механизма перемещения, с тягой 50 переменной длины энергопривода 49. При совместном повороте качалок 52, 59 тягой 50 переменной длины плечо 62 качалки 59 выходит из зацепления с вилкой 63, что обеспечивают поворотом качалки 52 механизма перемещения консоли 2 относительно опоры 60, с помощью тяги 53 и поднимает (складывание) тяги консоли 2. Подъем продолжается вплоть до мертвой точки, при которой оси шарниров 54, 55 и 59 расположены на одной прямой. При этом положение консоли 2 относительно центроплана 1 становится устойчивым. Однако возможна установка и дополнительного упора (на фиг. не показано), предотвращающего дальнейшее перемещение консоли в сторону продольной оси летательного аппарата.

Опускание консоли 2 производится в обратной последовательности.

Представленное выполнение привода складывания крыла обеспечивает малые габариты, упрощение конструкции и уменьшение ее за счет использования для механизма в перемещении и фиксации консоли одного энергопривода.

Формула изобретения

1. Экранолет, содержащий центроплан с консолями, взлетно-посадочное устройство, вертикальное и горизонтальное оперение, фюзеляж, силовую установку, содержащую по меньшей мере один двигатель и один движитель, пилоны, механизм поворота движителей, взлетно-посадочное устройство, концевые аэродинамические шайбы, установленные по концам центроплана, консоли, соединенные с центропланом со стороны задней кромки центроплана, движители на пилонах, установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости, отличающийся тем, что центроплан выполнен с отрицательным поперечным углом установки и с обратной стреловидностью по задней кромке, консоли установлены под положительным поперечным углом установки, движители выполнены в виде по меньшей мере одного воздушного винта в кольце, каждый двигатель размещен внутри центроплана и соединен с соответствующим воздушным винтом в кольце посредством промежуточного вала, и по меньшей мере одного двухстепенного шарнира, один из которых предназначен для соединения промежуточного вала с валом винта, причем ось поворота движителя проходит через двухстепенные шарниры, соединяющие промежуточный вал с валом воздушного винта.

2. Экранолет по п.1, отличающийся тем, что взлетно-посадочное устройство выполнено в виде водоизменяющих поплавков.

3. Экранолет по п.1 или 2, отличающийся тем, что он оснащен механизмом подъема консоли, обеспечивающим в поднятом положении наклон консолей друг к другу.

4. Экранолет по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что центроплан оснащен механизацией задней кромки.

5. Экранолет по п.4, отличающийся тем, что механизация выполнена в виде щитка.

6. Экранолет по п.5, отличающийся тем, что щиток по размаху выполнен по меньшей мере двухсекционным и оснащен автономными приводами отклонения каждой секции щитка.

7. Экранолет по любому из пп.4 6, отличающийся тем, что щиток выполнен двухзвенным, ось поворота первого звена параллельна задней кромке, а второе звено выполнено гибким и упругим.

8. Экранолет по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что фюзеляж оснащен кабиной с фонарем, который содержит по меньшей мере пару створок, каждая из которых соединена с кабиной посредством шарнира, расположенного в верхней части кабины, и замка, размещенного в месте сопряжения кабины с центропланом.

9. Взлетно-посадочное устройство экранолета содержит корпус, лыжу, упругую подошву лыжи, при этом подошва лыжи по контуру соединена с корпусом посредством эластичной обшивки с образованием замкнутой камеры и выполнена с возможностью углового и вертикального перемещения в продольной плоскости относительно корпуса, отличающееся тем, что замкнутая камера содержит по меньшей мере одну перегородку, соединенную со стенками камеры с образованием замкнутых отсеков, средство поддержания формы лыжи содержит по меньшей мере по одному упругому элементу, двухзвенному механизму и амортизационному клапану, которыми оснащен каждый отсек замкнутой камеры, причем упругий элемент и двухзвенный механизм закреплены на подошве лыжи и на противоположной ей стороне камеры, на которой также установлен амортизационный клапан.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде концевой аэродинамической шайбы центроплана.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде водоизмещающего поплавка.

12. Привод подъема консоли, содержащий механизм перемещения консоли и механизм фиксации консоли, механизм перемещения содержит энергопривод с тягой переменной длины, двуплечую качалку, тягу консоли, шарнирные опоры энергопривода и двуплечей качалки, закрепленные на центроплане, механизм фиксации консоли содержит фиксатор и его гнездо, шарнирное соединение консоли с центропланом, гнездо фиксатора расположено в центроплане и консоли, одно плечо качалки механизма перемещения кинематически связано с тягой переменной длины энергопривода, а другое плечо качалки кинематически связано с консолью, отличающийся тем, что механизм перемещения содержит тягу для соединения с консолью, качалка перемещения консоли содержит ограничитель и шарнирную опору двуплечей качалки механизма фиксации, который содержит указанную двуплечую качалку с ответным элементом, взаимодействующим с ограничителем на качалке механизма перемещения, вилку, на валу которой закреплен рычаг, тягу, шарнирно соединенную с рычагом фиксатора, двуплечую качалку фиксатора, шарнирные опоры вала вилки и двуплечей качалки фиксатора, установленные на центроплане, при этом одно плечо качалки фиксатора связано с фиксатором консоли, а другое плечо шарнирно соединено с тягой механизма фиксации, другой конец которой шарнирно соединен с рычагом, закрепленным на валу вилки, которая входит во взаимодействие с плечом двуплечей качалки механизма фиксации, другое плечо которой при угловом взаимном перемещении качалок механизмов перемещения и фиксации консолей шарнирно соединено с тягой переменной длины энергопривода, причем кинематическая связь двуплечей качалки механизма перемещения с энергоприводом осуществлена посредством шарнирно соединенной с качалкой механизма перемещения опоры качалки механизма фиксации, и ограничителя, установленного на качалке механизма перемещения, с ответным элементом, размещенным на качалке механизма фиксации, допускающим угловое перемещение качалок относительно друг друга, а другое плечо качалки механизма перемещения шарнирно соединено с тягой консоли, другой конец которой шарнирно соединен с консолью.

13. Привод по п.12, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде дуги, гнездо в центроплане и в консоле выполнены в виде паза под дугу фиксатора, причем фиксатор жестко закреплен на соответствующем плече качалки.

14. Привод по п.12, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, в котором кривошип шарнирно соединен с соответствующим плечом качалки фиксатора, и шарнирно соединен с ползуном, взаимодействующим с гнездом фиксатора.

15. Привод по любому из пп.12 14, отличающийся тем, что он оснащен упором, установленным на опоре качалки фиксатора и ограничивающим ее угловое перемещение для обеспечения заземления паза вилки с двуплечей качалкой механизма фиксации и регулировки необходимого хода фиксатора.

16. Привод по любому из пп.12 15, отличающийся тем, что он снабжен упругой связью между качалкой фиксатора и ее опорой, исключающей произвольное срабатывание фиксатора и гарантирующей взаимодействие качалки механизма фиксации с вилкой.

17. Привод по любому из пп.12 15, отличающийся тем, что при верхнем положении консоли оси шарнирного соединения консоли с тягой, тяги с соответствующим плечом качалки механизма перемещения и указанной качалки с центропланом расположены на одной прямой, обеспечивая геометрический замок верхнего положения консоли.

18. Привод по любому из пп.12 17, отличающийся тем, что тяги консоли и фиксатора выполнены с возможностью изменения и фиксации их длины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15