Экраноплан

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания летательных аппаратов, использующих экранный эффект. Экраноплан состоит из образующих воздушную подушку и установленных последовательно по ходу движения и примыкающих друг к другу переднего, основного и заднего экранных крыльев малого удлинения. Основное экранное крыло образовано из соединенных друг с другом верхней и нижней оболочек тарельчатого корпуса. Переднее и заднее экранные крылья связаны между собой носовыми и кормовыми частями поплавков-скегов, на которые оперто основное крыло. Тарельчатый с круговым обзором корпус соединен с полостями поплавков-скегов герметичными переходами. Верхняя жесткая оболочка этого корпуса имеет герметичные входной люк и иллюминаторы. В передней части каждого поплавка-скега установлен основной тяговый двигатель с воздушным винтом и размещена вспомогательная рубка управления. Вспомогательный двигатель имеет воздушный винт, который размещен в кольцевой обойме со смонтированным на ее заднем торце рулем по направлению и закреплен на поперечной опорной траверсе, связывающей кормовые части поплавков-скегов, на которых закреплено вертикальное оперение. Носовое несущее крыло установлено на вспомогательных рубках управления поплавков-скегов. Технический результат реализации изобретения состоит в повышении эффективности эксплуатации экраноплана, в обеспечении возможности его перемещения над замерзшей водной поверхностью и снегом и возможности полета на высоте, превышающей высоту создаваемой им воздушной подушки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания летательных аппаратов, использующих экранный эффект.

Известен из патента Российской Федерации №2078002, кл⁷. В 60 V 1/08, 1994 г. экраноплан, содержащий образующее воздушную подушку экранное крыло малого удлинения, на торцах которого закреплены симметрично его продольной оси выпуклые водоизмещающие поплавки - скеги, выпуклый корпус со смонтированными на нем симметричными левой и правой секциями среднего несущего крыла большого удлинения, тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, систему управления со смонтированными на кормовых частях выпуклыми поплавками-скегами вертикального оперения с рулями по направлению, верхние торцы которых соединены друг с другом смонтированным на их верхних кромках задним несущим крылом большого удлинения с рулем по тангажу.

Недостатками этого экраноплана является его малая эффективность при эксплуатации, сложность конструкции и невозможность его использования в качестве экранолета с превышением расстояния от него до опорной поверхности по сравнению с высотой его воздушной подушки.

Наиболее близким по своей технической сути к предложенному экраноплану является известный из патента Российской Федерации №2204499, кл.⁷ В 60 V 1/08, 2002 г. экраноплан, содержащий установленные последовательно по ходу движения на симметричных относительно центральной продольной оси торообразных (цилиндрических, изогнутых по радиусу) выпуклых поплавках-скегах с поперечным реданом основные тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, носовое, центральное и кормовое, симметричные относительно центральной продольной оси несущие крылья большого удлинения с откидными левой и правой секциями, при этом на образующем основное экранное крыло малого удлинения составном из герметично соединенных друг с другом выпуклых верхней и нижней жестких оболочек тарельчатом корпусе установлены откидные левая и правая секции центрального несущего крыла большого удлинения, причем несущие крылья большого удлинения в рабочем положение установлены в вертикальной плоскости под углом атаки, равном 15-25°, заднее экранное крыло малого удлинения, примыкающее к тарельчатому корпусу и жестко связывающее между собой кормовые части торообразных выпуклых поплавков-скегов, на которых закреплено вертикальное оперение со смонтированным на его верхних торцах кормовым несущим крылом большого удлинения с рулями по тангажу, и руль по направлению.

Достоинства этого экраноплана на воздушной подушке является упрощение конструкции, удобство эксплуатации, повышение полезной нагрузки и надежности и обеспечение возможности перемещений над замершей поверхностью водоемов и снегом.

Задачей предлагаемого экраноплана является повышение эффективности его эксплуатации, обеспечение возможности перемещения в экранном режиме полета над замершей водной поверхностью и снегом, упрощение конструкции и обеспечение возможности его использования на высотах от опорной поверхности превышающих высоту создаваемой им воздушной подушки.

Эта задача достигается тем, что экраноплан, содержащий установленные последовательно по ходу движения на симметричных относительно центральной продольной оси торообразных (цилиндрических, изогнутых по радиусу) выпуклых поплавках-скегах с поперечным реданом основные тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, носовое, центральное и кормовое, симметричные относительно центральной продольной оси несущие крылья большого удлинения с откидными левой и правой секциями, при этом на образующем основное экранное крыло малого удлинения составном из герметично соединенных друг с другом выпуклых верхней и нижней жестких оболочек тарельчатом корпусе установлены откидные левая и правая секции центрального несущего крыла большого удлинения, причем несущие крылья большого удлинения в рабочем положении установлены в вертикальной плоскости под углом атаки, равным 15-25°, заднее экранное крыло малого удлинения, примыкающее к тарельчатому корпусу и жестко связыващее между собой кормовые части торообразных выпуклых поплавков-скегов, на которых закреплено вертикальное оперение со смонтированным на его верхних торцах кормовым несущим крылом большого удлинения с рулями по тангажу, и руль по направлению, снабжен примыкающим к тарельчатому корпусу и соединяющим между собой носовые части торообразных выпуклых поплавков-скегов передним экранным крылом малого удлинения, установленным в одном уровне с задним экранным крылом малого удлинения и смещенным назад по ходу движения относительно последнего, и расположенным вдоль центральной продольной оси вспомогательным тяговым двигателем с воздушным пропульсивным винтом, охватываемым кольцевой обоймой, на заднем торце которой смонтирован руль по направлению, выпуклые поплавки-скеги выполнены с расположенными в их носовых частях вспомогательными рубками управления, на которых установлено носовое несущее крыло большого удлинения, выпуклая нижняя жесткая оболочка тарельчатого корпуса - с расположенным в ее передней части дополнительным блистером, заднее экранное крыло малого удлинения - закрылком, при этом площадь S_oc нижней поверхности основного экранного крыла малого удлинения превышает площадь S_п нижней поверхности переднего экранного крыла малого удлинения и площадь S_з заднего экранного крыла малого удлинения соответственно в 3-5 и 0,8-1,35 раз, сумма площадей нижней поверхности крыльев большого удлинения и суммарная мощность N_об основных тяговых двигателей 8 превышают сумму площадей нижних поверхностей экранных крыльев малого удлинения и мощность N_вc вспомогательного тягового двигателя соответственно в 1,5-3,5 и 1,9-3,5 раз, а размах L_ц центрального крыла большого удлинения в рабочем положении превышает длины L_н и L_к соответственно носового и кормового крыльев большого удлинения в 1,05-1,35 раз.

Кроме того, в экраноплане каждый из выпуклых поплавков-скегов может быть снабжен закрепленной на его днище съемной лыжей, основные тяговые двигатели - кольцевыми обоймами, охватывающими их воздушные пропульсивные винты, а расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов последних и радиус R кривизны выпуклых поплавков-скегов могут превышать диаметр d их поперечных сечений соответственно в 2,5-4,5 и 9-18 раз.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид спереди экраноплана, на фиг.2 - вид в плане на фиг.1 и на фиг.3 - вид сбоку на фиг.1.

Экраноплан состоит из образующих воздушную подушку, установленных последовательно по ходу движения и примыкающих друг к другу переднего, основного 1 и заднего 4 экранных крыльев малого удлинения. Крыло 1 образовано из герметично соединенных друг с другом выпуклых верхней 2 и нижней 3 жестких оболочек тарельчатого с круговым обзором корпуса. Переднее 1 и заднее 4 экранные крылья малого удлинения связывают друг с другом соответственно носовые и кормовые части симметричных относительно их общей продольной оси водоизмещающих выпуклых торообразных (цилиндрическим, изогнутым по радиусу в вертикальной плоскости) поплавков-скегов 5, на которые оперто основное 2 экранное крыло малого удлинения. Каждый из вышеупомянутых поплавков-скегов 5 выполнен с полостью, в которой могут быть размещены спальные места, коммерческие грузы или вспомогательное оборудование различного назначения (на чертежах условно не показанны). Тарельчатый с круговым обзором корпус соединен с полостями выпуклых торообразных поплавков-скегов 5 посредством имеющих обтекатели герметичных переходов (на чертежах условно не показанных), а верхняя выпуклая жесткая оболочка 2 имеет герметичные входной люк 6 и иллюминаторы 7. В передней части каждого выпуклого торообразного поплавка-скега 5 установлен основной тяговый двигатель 8 с пропульсивным воздушным винтам 9 и размещена вспомогательная рубка 10 управления. Вспомогательный тяговый двигатель 11 с пропульсивный воздушным винтом 12, размещенным в кольцевой обойме 13, на заднем торце которой смонтирован руль 14 по направлению, закреплен за задним 4 экранным крылом малого удлинения на поперечной опорной траверсе 15, связывающей кормовые части выпуклых торообразных поплавков-скегов 5, на которых смонтировано вертикальное оперение 16. Носовое 17 несущее крыло большого удлинения смонтировано на вспомогательных рубках 10 управления выпуклых торообразных поплавков-скегов 5 и имеет левую 18 и правую 19 откидные секции с элеронами 20. Центральное несущее крыло большого удлинения образовано из левой 21 и правой 22 откидных секций с элеронами 20, смонтированных на тарельчатом с круговым обзором корпусе симметрично продольной оси. Кормовое 23 несущее крыло большого удлинения смонтировано на верхних торцах вертикального оперения 16 и имеет левую 24 и правую 25 откидные секции с рулями 26 по тангажу. Несущие крылья большого удлинения в рабочем положение установлены в вертикальной плоскости под углом атаки, равном 15-25° (на чертежах условно не показанных). Площадь S_oc нижней поверхности основного экранного крыла малого удлинения превышает площадь S_п нижней поверхности переднего 1 экранного крыла малого удлинения и площадь S_з заднего 4 экранного крыла малого удлинения соответственно в 3-5 и 0,8-1,35 раз. Сумма площадей S_сум нижней поверхности крыльев большого удлинения и суммарная мощность N_об основных тяговых двигателей 8 превышают сумму площадей S_oc+S_п+S_з нижних поверхностей экранных крыльев малого удлинения и мощность N_вc вспомогательного тягового двигателя 11 соответственно в 1,5-3,5 и 1,9-3,5 раз. Размах L_ц центрального крыла большого удлинения в рабочем положении превышает длины L_н и L_к соответственно носового 17 и кормового 23 крыльев большого удлинения В 1,05-1,35 раз.

Работает экраноплан следующим образом. После запуска вспомогательного 11 тягового двигателя, отхода экраноплана от причальных мостков (на чертежах условно не показанных) и выхода на фарватер при помощи пропульсивного воздушного винта 12 вышеуказанного двигателя раскрывают левые 18, 21, 24 и правые 19, 22, 25 откидные секции несущих крыльев большого удлинения и фиксируют их рабочем положении. Затем запускают основные тяговые двигатели 8, после прогрева которых их пропульсивные воздушные винты 9 переводят в рабочее положение, а так как их оси смещены вниз относительно нижних поверхностей переднего 1, тарельчатого с круговым обзором корпуса, образующего основное, и заднего 4 экранных крыльев малого удлинения, то при вращении пропульсивных воздушных винтов 9 поток воздуха устремляется в пространство между нижними поверхностями переднего 1, тарельчатого с круговым обзором корпуса, образующего основное, и заднего 4 экранных крыльев малого удлинения и поверхностью водоема (на чертежах условно не показано), создавая воздушную подушку, подъемная сила которой приподнимает экраноплан относительно поверхности водоема. Часть потока воздуха, не образующая воздушную подушку, обтекая носовое 17, центральное и кормовое 23 несущие крылья большого удлинения, создает дополнительную подъемную и горизонтальную силы, причем последняя разгоняет экраноплан.

По мере роста скорости растут подъемные силы экранных крыльев малого удлинения, что позволяет оторваться от поверхности водоема. В дальнейшем движение экраноплана поддерживается над поверхностью водоема в основном только создаваемой ею подъемной силой. В случае необходимости преодоления препятствий, выступающих над поверхностью водоема, или полета на внеэкранном режиме увеличивают скорость вращения воздушных пропульсивных винтов 9 и 12, изменяя при этом шаг их лопастей, устанавливая их в положение, необходимое для полета на указанном режиме, что обуславливает увеличение скорости движения экраноплана и увеличение подъемной силы, а вследствие этого, и переход на внеэкранный режим полета. При переходе с внеэкранного режима полета на экранный режим полета осуществляют снижение высоты полета до высоты, необходимой для образования эффекта воздушной подушки, изменение шага лопастей воздушных пропульсивных винтов 9 и 12 и снижение их оборотов на оптимальные для полета в экранном режиме. При необходимости посадки уменьшают постепенно величину потока воздуха, нагнетаемого между нижними поверхностями переднего 1, тарельчатого с круговым обзором корпуса, образующего основное, и заднего 4 экранных крыльев малого удлинения и поверхностью водоема, выпуклые торообразные поплавки-скеги 5 вступают в контакт с поверхностью водоема, а по мере уменьшения оборотов воздушных пропульсивных винтов поступательная скорость движения экраноплана уменьшается и он останавливается. В случае использования экраноплана в зимнее время на нижние поверхности устанавливают съемные лыжи (на чертежах условно не показаны), позволяющие осуществлять разгон и посадку на замерзшую поверхность водоемов и покрытую снегом земную поверхность.

Экраноплан может быть использован в труднодоступных территориях для перевозки пассажиров и небольших грузов над заболоченной местностью и водными поверхностями водоемов, а так же в качестве личного транспортного средства.

1. Экраноплан, содержащий установленные последовательно по ходу движения на симметричных относительно центральной продольной оси торообразных (цилиндрических, изогнутых по радиусу) выпуклых поплавках-скегах с поперечным реданом основные тяговые двигатели с воздушными пропульсивными винтами, носовое, центральное и кормовое, симметричные относительно центральной продольной оси несущие крылья большого удлинения с откидными левой и правой секциями, при этом на образующем основное экранное крыло малого удлинения составном из герметично соединенных друг с другом выпуклых верхней и нижней жестких оболочек тарельчатом корпусе установлены откидные левая и правая секции центрального несущего крыла большого удлинения, причем несущие крылья большого удлинения в рабочем положении установлены в вертикальной плоскости под углом атаки, равным 15-25°, заднее экранное крыло малого удлинения, примыкающее к тарельчатому корпусу и жестко связывающее между собой кормовые части торообразных выпуклых поплавков-скегов, на которых закреплено вертикальное оперение со смонтированным на его верхних торцах кормовым несущим крылом большого удлинения с рулями по тангажу, и руль по направлению, отличающийся тем, что он снабжен примыкающим к тарельчатому корпусу и соединяющим между собой носовые части торообразных выпуклых поплавков-скегов передним экранным крылом малого удлинения, установленным в одном уровне с задним экранным крылом малого удлинения, и смещенным назад по ходу движения относительно последнего и расположенным вдоль центральной продольной оси вспомогательным тяговым двигателем с воздушным пропульсивным винтом, охватываемым кольцевой обоймой, на заднем торце которой смонтирован руль по направлению, выпуклые поплавки-скеги выполнены с расположенными в их носовых частях вспомогательными рубками управления, на которых установлено носовое несущее крыло большого удлинения, выпуклая нижняя жесткая оболочка тарельчатого корпуса - с расположенным в ее передней части дополнительным блистером, заднее экранное крыло малого удлинения - закрылком, при этом площадь S_oc нижней поверхности основного экранного крыла малого удлинения превышает площадь S_п нижней поверхности переднего экранного крыла малого удлинения и площадь S_з заднего экранного крыла малого удлинения соответственно в 3-5 и 0,8-1,35 раз, сумма площадей нижней поверхности крыльев большого удлинения и суммарная мощность N_об основных тяговых двигателей превышают сумму площадей нижних поверхностей экранных крыльев малого удлинения и мощность N_вc вспомогательного тягового двигателя соответственно в 1,5-3,5 и 1,9-3,5 раз, а размах L_ц центрального крыла большого удлинения в рабочем положении превышает длины L_н и L_к соответственно носового и кормового крыльев большого удлинения в 1,05-1,35 раз.

2. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что расстояние Т между осями воздушных пропульсивных винтов и радиус R кривизны выпуклых поплавков-скегов превышают диаметр d их поперечных сечений соответственно в 2,5-4,5 и 9-18 раз.

3. Экраноплан по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый из выпуклых поплавков-скегов снабжен закрепленной на его днище съемной лыжей.

4. Экраноплан по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый основной тяговый двигатель снабжен кольцевой обоймой, охватывающей его пропульсивный воздушный винт.