Экранолет

Экранолет

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области воздушного транспорта и может быть использовано при разработке аппаратов на динамической воздушной подушке, использующих экранный эффект при своем движении.

Известны экранолеты типа «летающее крыло», в которых несущее крыло опирается своими концами на два поплавка (см. патент 2081014 от 1992.07.06). Достоинством такой конструкции является высокое аэродинамическое качество и возможность использования объема самого крыла для размещения конструктивных элементов и оборудования. Основным недостатком ее считают технические трудности, которые надо преодолеть для придания продольной устойчивости.

Известен также экранолет, выполненный по схеме «составное крыло», содержащий центроплан, ограниченный водоизмещающими поплавками, фюзеляж, соединенный с центропланом по схеме «низкоплан», консоли, установленные вблизи задней кромки центроплана, вертикальное и установленное на нем горизонтальное оперение, силовую установку, включающую двигатели, размещенные в центроплане, выходной вал каждого из которых соединен через трансмиссию с валом движителя в виде воздушного винта в кольце, установленных перед центропланом. Воздушный винт в кольце имеет возможность поворота в вертикальной плоскости (см. патент №2099217 от 1995.12.29).

Недостатком является неэффективность известной схемы обдува с малым давлением под крылом, обусловленная обособленной компоновкой воздушного винта и крыла-консоли. Наличие возможности поворота воздушных винтов также неэффективно, так как поворот движителя осуществляется на малом плече до шарнира, что приводит к значительным колебаниям системы вал-движитель и сокращению срока службы.

Известны также экранолеты самолетной схемы с крылом малого удлинения. Такое крыло, несмотря на влияние корпуса, имеет предпочтение, так как малый размах крыла уменьшает вероятность задевания концов крыла за гребень волны.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является экранолет по патенту 2185979 от 2000.01.10, имеющий корпус (фюзеляж) с хвостовым оперением и крыло малого удлинения выпуклого профиля, передняя кромка которого имеет форму обратного V. Задняя и боковые кромки крыла из гибкого материала и выдвигающийся предкрылок образуют ограждение воздушной подушки. Над крылом расположен двигатель с воздушным винтом и установлен так, что плоскость его вращения пересекает плоскость крыла. Поверхность крыла, опускаясь вниз перед винтом ниже конца лопасти винта, образует кольцевой канал, а за винтом - воздухозаборник, по которому воздух от винта поступает под крыло. При вращении винта воздушный поток перед винтом захватывается в кольцевой канал, затем часть его проходит над крылом с большой скоростью, а другая его часть направляется под крыло. Поддув воздуха под крыло создает воздушную статическую подушку при нулевой скорости, а в начале движения образуется воздушная динамическая подушка.

В известном экранолете осуществляется комбинированная подача воздуха от воздушного винта: нагнетание воздуха под крыло обеспечивает равномерное повышение давления под крылом, а воздушный поток, движущийся над крылом и воздухозаборником с отсосом воздуха перед воздушным винтом, повышает разрежение над крылом, что обеспечивает высокое аэродинамической качество и снижение взлетно-посадочных скоростей.

Несмотря на достоинства такого экранолета, недостатком его является толстый аэродинамический профиль крыла с большим лобовым сопротивлением и сложная конструкция крыла с кольцевым каналом и воздухозаборником. Кроме того, при больших скоростях возможно возникновение противотока воздуха в канал и воздухозаборник, что может привести к непредсказуемым последствиям.

Поставлена задача упрощения конструкции экранолета при сохранении высокого аэродинамического качества.

Технический результат заключается в том, что малая относительная толщина профиля крыла снижает кривизну профиля и повышает действие экранного эффекта, что в сочетании с поддувом под крыло от тягового винта обеспечивает высокое аэродинамическое качество.

Поставленная задача достигается тем, что в экранолете, содержащем корпус с хвостовым оперением, один или несколько двигателей, установленных в корпусе, воздушный винт и крыло малого удлинения выпукловогнутого профиля, согласно изобретению, воздушные винты, связанные с двигателем трансмиссией, установлены в кольце перед крылом, профиль крыла выполнен с относительной кривизной и относительной толщиной , причем передняя кромка крыла шириной l=0,1-5% длины хорды установлена под нулевым углом атаки.

На фиг.1, 2, 3 даны три проекции экраноплана. Вид сбоку, сверху и спереди. На фиг.4 показан профиль крыла.

Экранолет содержит водоизмещающий корпус (фюзеляж) 1, к которому пристыковано крыло 2, на котором закреплено вертикальное оперение и установленное на нем горизонтальное оперение. Вертикальное оперение состоит из киля 3 с рулем поворота 4, горизонтальное - из стабилизатора 5 с рулем высоты 6. В корпусе 1 расположена кабина экипажа. Силовая установка включает два воздушных винта 7 в кольце 8, установленных на пилонах 9, соединенных с корпусом 1, в котором размещен двигатель (или несколько двигателей) 10, выходной вал которого соединен через редуктор 11, промежуточный вал 12, проходящий внутри лонжерона 13, и редуктор 14 с валом 15 воздушного винта 7. На концевых участках крыла закреплены элероны 16. Поплавки 17 для взлета-посадки выполнены по общеизвестным схемам (фиг.5), например, как в патенте 2099217, содержат корпус поплавка 18, гибкую лыжу 19 с износостойким, обладающим высокими антифрикционными свойствами покрытием 20, соединенную с корпусом поплавка 18 гибкой обшивкой. Между гибкой лыжей 19 и жестким корпусом поплавка 18 расположены упругие элементы 21 для поддержания формы лыжи, например надувные баллоны, размещенные по всей длине поплавка 17, разделенные на отдельные секции. Для руления на малой скорости в корпусе в кормовой части расположен водный руль направления 22. Крыло 2 выполнено с «тонким» аэродинамическим профилем с относительной толщиной и относительной кривизной , передняя кромка шириной l=0,1-5% находится под нулевым углом атаки. Установлено, что профиль крыла с такими параметрами повышает действие экранного эффекта.

Предлагаемая конструкция экраноплана работает следующим образом. После принятия решения о взлете экраноплан начинает движение с малой скоростью (5-10 км/час), выходя на стартовую позицию. При этом пилот управляет по курсу с помощью водного руля 22 и синхронно действующим с ним воздушным рулем 4. После выхода на открытую акваторию пилот переводит двигатель на максимальный режим. Под действием попадающего в подкрыльевое пространство воздушного потока в сочетании с повышенным экранным эффектом, обусловленным профилем крыла, экраноплан разгружается, осадка на воде уменьшается и за счет горизонтальной составляющей тяги экранолет начинает разгоняться. По достижении взлетной скорости 40-50 км/час пилот берет штурвал на себя, воздействуя на руль высоты 6, обеспечивает выход экраноплана на расчетный режим и крейсерский полет на высоте 2-3 м над поверхностью воды. Управление по крену осуществляется с помощью элеронов 16. После выхода на крейсерский режим полета над поверхностью воды мощность двигателя снижают, переводя его на крейсерский режим. Посадку экранолет совершает в обратной последовательности. Снижают мощность двигателя, уменьшая скорость до посадочной.

По сравнению с прототипом предложен экранолет, в котором упрощена конструкция за счет исключения мероприятий по созданию статической воздушной подушки, в то же время, повышение действия экранного эффекта, обусловленное аэродинамическим профилем крыла заданных параметров, в сочетании с поддувом под крыло от тягового двигателя, обеспечило высокое аэродинамическое качество прототипа.

Экранолет, содержащий корпус с хвостовым оперением, один или несколько двигателей, установленных в корпусе, воздушный винт и крыло малого удлинения выпукловогнутого профиля, отличающийся тем, что воздушные винты установлены в кольце перед крылом, профиль крыла выполнен с относительной кривизной от 1 до 20% и относительной толщиной 0,5-8%, причем передняя кромка крыла шириной 0,1-5% длины хорды установлена под нулевым углом атаки.