Многоцелевой самолет-амфибия

Многоцелевой самолет-амфибия

Реферат

 

Изобретение относится к морскому авиастроению и касается конструирования спасательных многоцелевых самолетов-амфибий. Самолет-амфибия содержит фюзеляж с крылом и хвостовым оперением, а также силовую установку и посадочный модуль. Последний имеет столбовой буй в виде поплавка с постоянным герметичным водоизмещающим объемом. Столбовой буй выполнен в виде телескопических штанг, размещенных в гильзах внутри поплавка. Верхние секции штанг соединены с фюзеляжем посредством быстроразъемных соединений. Нижние секции этих штанг соединены подвижно с противовесом. Торцы секций штанг снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями. Верхние секции штанг оборудованы подпружинивающими упорами. Технический результат реализации изобретения заключается в уменьшении влияния волнового воздействия на систему самолет-буй и снижении массы буя, что позволяет увеличивать запас топлива и дальность полета самолета-спасателя. 2 ил.

Изобретение относится к области морского авиастроения и может быть использовано для спасения людей, терпящих бедствие в Океане в широком диапазоне погодных условий.

Известен противолодочный самолет с вертикальным взлетом и посадкой Боинг 1041-133-1, содержащий фюзеляж, крыло, силовую установку с маршевыми двигателями и подъемными вентиляторами с механическим приводом, хвостовое оперение. /В. В. Володин и др. "Характеристика транспортных самолетов вертикального взлета и посадки", стр. 187, Рига, 1972 г./.

Недостатком этого самолета является непригодность его для спасения людей, терпящих бедствие на воде в удаленных районах Мирового океана и в любых районах Океана при высоте волны более 1-2 м, как из-за ограниченной дальности полета и отсутствия на самолете спасательного оборудования и средств, так и из-за ограниченности допустимых погодных условий.

Известен также десантный экраноплан типа "Лунь" ЦКБ им. Р.Е. Алексеева, содержащий фюзеляж, обеспечивающий разбег по воде при взлете и пробег при посадке на воду, крыло, восемь турбореактивных двигателей, хвостовое оперение. /А.С. Павлов " Военные корабли СССР и России " 1945-1995, стр. 157/.

Недостатком этого самолета является ограничение его мореходности пятью баллами. Кроме того, он не приспособлен для поиска и спасения терпящих бедствие на воде, имеет ограниченные возможности обнаружения из-за малой высоты полета, не превышающей 100 м. Большие взлетный вес и расход топлива также не соответствуют требованиям, предъявляемым к самолету-спасателю.

Известен также многоцелевой самолет-амфибия ОКБ имени Г.М. Бериева А-40, одной из задач которого является проведение спасательных операций, содержащий фюзеляж, крыло, два двухконтурных турбореактивных двигателя ТРДД, хвостовое оперение и способный взлетать и садиться на воду. /Ю.Зуенко, С. Коростелев " Боевые самолеты России", М., 1994 г./.

Недостатком этого самолета является предельная высота волны не более 1,8 м, что существенно ограничивает возможности его использования для спасения людей на просторах Мирового океана.

Известен взятый за прототип тяжелый гидросамолет США " FLAVNT" Faulconer Т. Р. - "Flat air ultra naval transport Flaunt" - AIAA Paper, 1986, N 86-2374, 9 p, снабженный системой стабилизации типа "столбовой буй", обеспечивающей возвышение фюзеляжа самолета при посадке на воду на высоте 6,8 м. Этому самолету, как и другим аналогам, в том числе и самолету-амфибия А-40 и десантному экраноплану типа "Лунь", не имеющим возможности вертикального взлета и посадки и нуждающимся в пробеге при посадке на воду и разбеге при взлете, присущи ограничения в возможности их использования при высоте волны более 1,8 м.

Существенным недостатком является необходимость при посадке на воду использования тяжелого и сложного оборудования, в том числе, системы гидравлики и поршня большого диаметра, вес которых составляет около 50% взлетного веса самолета. Кроме того, размещение на нижнем конце буя "лыжи" - герметичного объема большого водоизмещения, имеющей положительную плавучесть, существенно снижает остойчивость всей системы. К числу недостатков буя относится и большая площадь его продольного сечения, увеличивающая качку системы самолет-буй, что существенно ухудшает условия спасательной операции (поиск и безопасный подъем спасаемых на борт спасателя) и увеличивает опасность опрокидывания системы самолет-буй при усилении качки.

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения безопасности спасения людей, терпящих бедствие на воде, путем уменьшения влияния волнового воздействия на систему самолет-буй и снижения веса буя, позволяющее увеличить запас топлива и дальность полета спасателя.

Для достижения этого технического результата в многоцелевом самолете-амфибии, содержащем фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку и посадочный модуль со столбовым буем, по форме в виде поплавка с постоянным герметичным водоизмещающим объемом. Сам столбовой буй выполнен в виде телескопических штанг, размещенных в гильзах внутри поплавка, при этом верхние секции штанг соединены с фюзеляжам с помощью быстроразъемных соединений, а нижние секции подвижно - с противовесом, кроме того, торцы секций штанг снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями, а верхние секции штанг оборудованы подпружиненными упорами.

Отличительными признаками предлагаемого самолета-амфибии от указанного выше известного, наиболее близкого к нему является выполнение столбового буя в виде телескопических штанг, размещенных в гильзах внутри поплавка, при этом верхние секции штанг соединены с фюзеляжем с помощью быстроразъемных соединений, а нижние секции подвижно - с противовесом, кроме того, торцы секций штанг снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями, а верхние секции штанг оборудованы подпружиненными упорами.

Благодаря наличию этих признаков повышается безопасность приводнения самолета-амфибии и снижается вероятность его повреждения от волнового воздействия и заливания водой маршевых двигателей при неблагоприятных погодных условиях.

Кроме того, замена цилиндрических оболочек буя телескопическими секциями снижает вес буя, что позволяет увеличить запас топлива и увеличить дальность полета самолета-амфибии.

Важным фактором, увеличивающим остойчивость системы самолет-буй и повышающим допустимый уровень волнения, является снижение центра тяжести системы за счет снижения веса основной части буя.

Размещение телескопических секций штанг в сложенном состоянии в гильзах, расположенных в объеме поплавка, позволяет в тех же габаритах фюзеляжа увеличить диаметр поплавка, что позволяет увеличить остойчивость системы, а наличие свободной горизонтальной поверхности поплавка позволяет использовать ее в качестве накопительной площадки для спасаемых и поднимать с нее спасаемых на борт спасателя.

Предлагаемый вариант посадочного модуля самолета-амфибии иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 показан общий вид самолета-амфибии со штанговым буем в рабочем положении.

На фиг. 2 - продольный разрез участка фюзеляжа и буя в сложенным состоянии.

Многоцелевой самолет-амфибия (фиг. 1) содержит фюзеляж 1, крыло 2, с размещенными на них маршевыми двигателями 3, подъемные вентиляторы 4, размещенные в обтекателях, хвостовое оперение 5, спасательный люк 6, раздвижной штанговый буй, с верхними 7 и нижними секциями 8, поплавком 9 и противовесом 10.

В полете буй в сложенном состоянии вместе с обеспечивающими его использование системами размещается в подвешенном положении (фиг. 2) в специальном отсеке 24 самолета. Основным элементом буя является поплавок 9, разделенный цилиндрической переборкой 10 на две полости: периферийную 11 и центральную 12. В периферийной полости 11 размещены гильзы с заключенными в них секциями телескопических штанг: верхними 13, соединяющими поплавок 9 с конструкциями фюзеляжа, и нижними 14, подвижно соединяющими поплавок 9 с противовесом (балластом) 15. Верхние и нижние концы телескопических секций 13 и 14 снабжены центрирующими кольцами 16, играющими одновременно роль фиксаторов и упоров, герметизирующими прокладками, образующими замкнутые межсекционные объемы, заполненные рабочей жидкостью с воздушной подушкой, и амортизаторами, например, пружинами, а секции верхних штанг снабжены дополнительно еще подпружиненными упорами 17, воспринимающими вес самолета при посадке его на воду на поплавке.

Пространство периферийной полости 11 между гильзами 13 и 14 с секциями телескопических штанг заполнено воздухосодержащими гранулами 18 из газоплотного материала.

В центральной полости 12 поплавка, снабженной входным люком 19 и трапом 20, размещен спасательный отсек с необходимыми для выживания средствами (для спасшихся самостоятельно после отлета спасателя), связью, сигнализацией и размещенными в нижней части отсека источниками электропитания 21.

Многоцелевой самолет-амфибия использует буй следующим образом. В режиме готовности к вылету посадочный модуль-столбовой буй находится в сложенном состоянии и с помощью быстроразъемных соединений 23, 25 и 27 подвешен к фюзеляжу 1. Силовая установка и шасси (не показано) подготовлены к вылету по принятому варианту взлета (вертикальному или с разбегом - для экономии топлива). На борт принят максимальный запас топлива. Состав команды спасателей и спасательное снаряжение соответствуют известным условиям аварийной ситуации. При необходимости производят заправку самолета в воздухе. По прибытию в район бедствия снижаются до необходимой высоты, обнаруживают терпящих бедствие, выбирают место приводнения, начинают маневр вертикального снижения, для чего силовую установку 3 плавно переводят с маршевого режима на работу вентиляторной установки 4 в режим спуска, разворачивают самолет носом против ветра и удерживают его от сноса. Приближаются к водной поверхности, открывают спасательный люк 22, отключают быстроразъемное соединение 23, благодаря чему противовес 15 создает давление в межсекционных объемах секций нижних штанг 14, вследствие чего происходит в них сжатие воздушных подушек, проседание секций, раскрытие зазоров и вытекание через них рабочей жидкости, определяющее требуемую скорость раздвижения секций штанг буя. После прихода нижних секций штанг и противовеса в рабочее состояние отключают быстроразъемное устройство 25, контролируют приход поплавка 9 в рабочее положение и постановку секций верхних штанг 13 на упоры 17 и садятся на воду. Спускают спасателей на верхнюю площадку поплавка 9, приводят в рабочее положение тросовый транспортер. Сбрасывают терпящим бедствие воздухонаполненные спасательные пояса на спасательных концах-тросах, закрепленных на поплавке. Подтягивают спасаемых к поплавку, поднимают на верхнюю площадку поплавка и поднимают их тросовым транспортером в спасательный отсек самолета. После окончания спасательной операции увеличивают мощность двигателей, начинают подъем, включают при необходимости форсаж, отключают быстроразъемное устройство 27. соединяющее буй через соединительное кольцо 26 с фюзеляжем, сбрасывают буй и оставляют его на плаву, закрывают спасательный люк 22, взлетают и плавно переводят работу маршевых двигателей 3 на режим горизонтального полета, снижают мощность с подъемных вентиляторов 4 и останавливают их.

При возвращении в случае необходимости производят дозаправку самолета в воздухе.

Оставленный на воде буй служит средством самоспасения оставшихся на воде людей, для чего он оборудован средствами связи, световой и звуковой сигнализации, что облегчает его обнаружение судами, направленными для его транспортировки на базу.

Использование многоцелевого самолета-амфибии с посадочным модулем в виде штангового столбового буя помимо решения главных задач: повышения вероятности спасения и самоспасения терпящих бедствие на воде в широком диапазоне погодных условий при высоте волны 8-10 м, обеспечивает уменьшение влияния волнового воздействия на систему самолет-буй (меньше площадь продольного сечения буя-штанги вместо цилиндра), что улучшает условия и увеличивает безопасность спасения и снижает вес буя, что может быть использовано для увеличения запаса топлива.

Формула изобретения

Многоцелевой самолет-амфибия, содержащий фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку и посадочный модель со столбовым буем в виде поплавка с постоянным герметичным водоизмещающим объемом, отличающийся тем, что столбовой буй выполнен в виде телескопических штанг, размещенных в гильзах внутри поплавка, при этом верхние секции штанг соединены с фюзеляжем с помощью быстроразъемных соединений, а нижние секции подвижно с противовесом, кроме того, торцы секций штанг снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями, а верхние секции штанг оборудованы подпружиненными упорами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2