Гидросамолет с экранным эффектом
Патент 2532658
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Гидросамолет с экранным эффектом
Иллюстрации
Изобретение относится к авиационной технике и касается летательных аппаратов, использующих экранный эффект. Гидросамолет с экранным эффектом содержит корпус в виде аэродинамического несущего крыла, содержащего центральную часть с полезным объемом и пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, стартово-посадочное устройство, вертикальное оперение, силовые установки, систему управления, второе аэродинамическое крыло, выполненное составным и расположенным над несущим крылом. Гидросамолет выполнен по тандемной схеме, при которой и переднее, и заднее крылья являются несущими. Переднее экранное аэродинамическое несущее крыло выполнено при виде спереди по схеме «обратная чайка», при виде сверху - трапециевидным с малым удлинением и относительно большой хордой, с большой обратной стреловидностью задней кромки, с установленными щитками Стокса, спроектированное по интегральной, ступенчатой, комбинированной схеме. Второе аэродинамическое крыло при виде спереди выполнено плоским с нулевой V-образностью и положительной стреловидностью при виде сверху, смещено назад относительно переднего экранопланного аэродинамического несущего крыла и расположено на высоте, значительно выше корпусов фюзеляжей, на вертикальном оперении, превышающей хорду второго крыла относительно опорной подстилающей поверхности, имеющее положительный угол атаки, с рулями высоты, с крылышками на концах в виде горизонтальных аэродинамических пластин, дополнительно снабжено отъемными частями крыла с элерон-рулями высоты. Стартово-посадочное устройство дополнительно снабжено выпускаемыми и убираемыми в полете гидролыжами. Достигается высокое аэродинамическое качество с уменьшенными затратами энергии при движении аппарата на экранном режиме и одновременно со значительно увеличенной полезной нагрузкой, переносимой аппаратом. 1 з.п. ф-лы, 22 ил., 2 табл.
Реферат
Изобретение относится к авиационной технике и касается создания летательных аппаратов, использующих экранный эффект.
Известен экранолет (см. патент РФ №2185979, МПК B60V 1/08, з.16.03.1998), состоящий из корпуса с хвостовым оперением и крыла малого удлинения, над которым установлен один или несколько двигателей с воздушным винтом, отличающийся тем, что боковые и задние кромки крыла расположены в единой плоскости, а нервюры крыла, сопряженные с бортами корпуса экранолета, установлены под углом 5-16° к указанной плоскости, нижней поверхности крыла задана куполообразная форма, кроме того, задняя и боковые кромки крыла выполнены из гибкого армированного материала и образуют гибкое ограждение воздушной подушки, воздушные винты расположены над крылом, перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал перед винтом.
Известный летательный аппарат (экранолет) обладает недостаточной подъемной силой и недостаточно высокими аэродинамическими качествами, чтобы выполнять самолетный режим на большой высоте и недостаточной поперечной и продольной управляемостью при наборе высоты и ухода с экранного режима полета.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является экраноплан (см. патент РФ №2273572, МПК B60V 1/08, з.15.04.2004), содержащий корпус в виде аэродинамического несущего крыла, содержащего центральную часть в виде низкорасположенного корпуса - крыла с полезным объемом и пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, стартово-посадочное устройство с вентиляторной установкой для создания воздушной подушки, горизонтальное и вертикальное оперение и маршевую силовую установку, систему управления, содержит второе аэродинамическое крыло, выполненное составным, состоящее из центральной части, имеющей угол атаки, с предкрылками, с элерон-закрылками, расположенной над несущим крылом экраноплана - низкорасположенным корпусом-крылом в хвостовой его части, и двух аэродинамических крыльев-консолей типа «чайка», расположенных на высоте, превышающей их хорду относительно опорной подстилающей поверхности, имеющих угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин, а в носовой части несущего крыла экраноплана - низкорасположенного корпуса-крыла - установлено третье крыло, расположенное на высоте, превышающей его хорду относительно опорной подстилающей поверхности, выполненное составным и состоящее из центральной части, имеющей угол атаки, с предкрылками, с элерон-закрылками, и аэродинамических крыльев-консолей, имеющих угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин.
Известный летательный аппарат (экраноплан) обладает недостаточной подъемной силой и недостаточно высокими аэродинамическими качествами, чтобы выполнять самолетный режим на большой высоте, и недостаточной поперечной и продольной управляемостью при наборе высоты и ухода с экранного режима полета.
Задача, на решение которой направлено рассматриваемое техническое решение, состоит в разработке летательного аппарата, использующего экранный эффект, с высокими аэродинамическими качествами, с уменьшенными затратами энергии при движении аппарата на экранном режиме и одновременно со значительно увеличенной полезной нагрузкой, переносимой аппаратом.
Поставленная задача решается за счет того, что гидросамолет с экранным эффектом содержит корпус в виде аэродинамического несущего крыла, содержащего центральную часть с полезным объемом - пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, стартово-посадочное устройство, вертикальное оперение, силовые установки, систему управления (не показана), второе аэродинамическое крыло, выполненное составным и расположенным за и над несущим крылом. Гидросамолет выполнен по тандемной схеме, при которой и переднее, и заднее крылья являются несущими (т.е. с положительным углом атаки), с разделением функций создания подъемной силы на переднее - на экранном режиме полета, и заднее - на самолетном режиме полета.
Переднее экранное аэродинамическое несущее крыло выполнено при виде спереди по схеме «обратная чайка», при виде сверху - трапециевидным с малым удлинением и относительно большой хордой, с большой обратной стреловидностью задней кромки, с установленными щитками Стокса (на чертеже не видно), спроектированное по интегральной, ступенчатой, комбинированной схеме, второе аэродинамическое крыло при виде спереди выполнено плоским с нулевой V-образностью и положительной стреловидностью при виде сверху, смещено назад относительно переднего экранопланного аэродинамичского несущего крыла и расположено на высоте, значительно выше корпусов фюзеляжей, на вертикальном оперении, превышающей хорду второго крыла относительно опорной подстилающей поверхности, имеющее положительный угол атаки, с рулями высоты, с крылышками на концах, в виде горизонтальных аэродинамических пластин, дополнительно снабжено отъемными частями крыла с элерон-рулями высоты.
Стартово-посадочное устройство дополнительно снабжено выпускаемыми и убираемыми в полете гидролыжами, в большегрузных машинах колесного шасси нет, при этом присутствуют гидролыжи, позволяя значительно улучшить взлетные и посадочные характеристики аппарата.
В большегрузных машинах дополнительно используют стартово-маршевые двигатели, передняя часть аппарата выполнена в виде набора пакета стартовых-маршевых силовых установок, скомпонованных в едином горизонтальном обтекателе двигателей (не являющееся третьим крылом), вектор тяги которых в момент старта направлен на подстилающую поверхность под центроплан первого экранного крыла для повышения относительного давления под крылом, а в крейсерском полете вектор тяги изменяется и направлен над верхней поверхностью цетроплана переднего экранного крыла для увеличения скорости потока над крылом, что увеличивает разряжение над крылом.
Выполнение гидросамолета по тандемной схеме, при которой и переднее, и заднее крылья являются несущими (т.е. с положительным углом атаки), позволяет увеличить подъемную силу как на экранном режиме - в большей степени за счет несущего переднего крыла, так и на самолетном режиме - за счет в большей степени несущего заднего крыла. При этом повышаются устойчивость и управляемость гидросамолета. При уходе самолета от экранного режима (при наборе высоты) фокус самолета смещается вперед, и именно на заднем крыле, за счет положительного отклонения рулей высоты и закрылков заднего крыла, создавая большую подъемную силу заднего крыла, за счет чего фокус возвращается на место, повышая устойчивость гидросамолета на переходном режиме, что позволяет данному аппарату легко переходить от экранного режима к самолетному и обратно. Таким образом, тандемная схема позволяет свободно осуществлять переход от экранного режима к самолетному и обратно.
Выполнение переднего экранного аэродинамического несущего крыла, при виде спереди по схеме «обратная чайка», при виде сверху - трапециевидным с малым удлинением и относительно большой хордой, с большой обратной стреловидностью задней кромки, с установленными щитками Стокса, что является признаками интегральной схемы, эффектом «перевернутой воронки», что позволяет сфокусировать основную подъемную силу на экранном режиме к оси летательного аппарата и повышает несущие способности самолета.
Переднее экранное аэродинамическое несущее крыло предназначено для создания основной подъемной силы и повышения аэродинамического качества, а следовательно, уменьшения необходимой тяговой силы при движении данного аппарата на экранном режиме полета. А значит, приводит и к снижению энергозатрат.
Выполнение переднего экранного аэродинамического несущего крыла по интегральной, ступенчатой, комбинированной схеме обеспечивает создание нескольких индуктивных вихрей с областью низкого давления по оси вихря, что в значительной степени (до 40%) повышает несущие свойства аппарата на больших углах атаки (при взлете и посадке), что значительно улучшает взлетно-посадочные характеристики аппарата в целом и дает возможность аппарату поднимать значительно большую полезную нагрузку.
Второе аэродинамическое крыло при виде спереди выполнено плоским с нулевой V-образностью и положительной стреловидностью при виде сверху, смещено назад относительно переднего экранопланного аэродинамического несущего крыла и расположено на высоте, значительно выше корпусов фюзеляжей, на вертикальном оперении, превышающей хорду второго крыла относительно опорной подстилающей поверхности, имеющее положительный угол атаки, с рулями высоты, с крылышками на концах, в виде горизонтальных аэродинамических пластин, дополнительно снабжено отъемными частями крыла с элерон-рулями высоты.
Выполнение второго аэродинамического крыла смещенным назад относительно переднего экранопланного аэродинамического несущего крыла и расположенным на высоте, значительно выше корпусов фюзеляжей, на вертикальном оперении, превышающей хорду второго крыла относительно опорной подстилающей поверхности, имеющим положительный угол атаки с рулями высоты и закрылками, позволяет создать значительную часть подъемной силы и выполнять полет аппарата как на экранном, так и на самолетном режимах с высокой устойчивостью и управляемостью.
Выполнение второго аэродинамического крыла снабженным отъемными частями крыла с крылышками на концах в виде горизонтальных аэродинамических пластин и позволяет получить крыло большого размаха с высокими аэродинамическими характеристиками, что в свою очередь позволяет выполнять самолетный режим полета и экранопланный режим полета с высокими аэродинамическими характеристиками [большая дальность полета (до 15000 км), высокая крейсерская скорость полета (до 550 км/час), очень большая полезная нагрузка, превышающая пустой вес самого аппарата].
Выполнение второго аэродинамического крыла с элерон-рулями высоты позволяет обеспечивать в большей степени продольную и поперечную управляемость, элерон-рули предназначены для увеличения подъемной силы на самолетном режиме полета.
Выполнение стартово-посадочного устройства с выпускаемыми и убираемыми в полете гидролыжами позволяет в значительной степени снизить гидродинамическое сопротивление аппарата в целом при разбеге с воды на режиме глиссирующего движения на воде, шасси (для посадки на твердую поверхность) выпускаются из гидролыжи. При этом гидролыжи амортизируют гидроудары, снижают энергозатраты на момент старта с воды.
Использование в большегрузных машинах дополнительных стартово-маршевых двигателей, скомпонованных в едином горизонтальном обтекателе (не являющемся третьим крылом), вектор тяги которых в момент старта направлен под центроплан первого экранного крыла, а в крейсерском полете вектор тяги изменяется и направлен над верхней поверхностью цетроплана переднего экранного крыла. Пакет стартово-маршевых двигателей выполнен в виде горизонтального набора стартовых-маршевых силовых установок в передней части аппарата, стартово-маршевые двигатели выполнены с изменяемым вектором тяги, каждый для повышения давления под нижними поверхностями центрального центроплана и под основными плоскостями крыльев.
Все они необходимы для увеличения эффекта экрана методом повышения давления газа под крыльями в момент старта.
На чертежах представлены:
Фиг.1А - гидросамолет (AL-20), вид спереди.
Фиг.1Б - гидросамолет (AL-20), вид сбоку.
Фиг.1В - гидросамолет (AL-20), вид сверху.
Фиг.2А - большегрузный гидросамолет (AL-30), вид спереди.
Фиг.2Б - большегрузный гидросамолет (AL-30), вид сбоку.
Фиг.2В - большегрузный гидросамолет (AL-30), вид сверху.
Фиг.3А - большегрузный гидросамолет (AL-40), вид спереди.
Фиг.3Б - большегрузный гидросамолет (AL-40), вид сбоку.
Фиг.3В - большегрузный гидросамолет (AL-40), вид сверху.
Фиг.4А - большегрузный гидросамолет (AL-50), вид спереди.
Фиг.4Б - большегрузный гидросамолет (AL-50), вид сбоку.
Фиг.4В - большегрузный гидросамолет (AL-50), вид сверху.
Фиг.5А - большегрузный гидросамолет (AL-1300), вид спереди.
Фиг.5Б - большегрузный гидросамолет (AL-1300), вид сбоку.
Фиг.5В - большегрузный гидросамолет (AL -1300), вид сверху.
Фиг.6А - большегрузный гидросамолет (AL-2600), вид спереди.
Фиг.6Б - большегрузный гидросамолет (AL-2600), вид сбоку.
Фиг.6В - большегрузный гидросамолет (AL-2600), вид сверху.
Фиг.7А - большегрузный гидросамолет (AL-3400), вид спереди.
Фиг.7Б - большегрузный гидросамолет (AL-3400), вид сбоку.
Фиг.7В - большегрузный гидросамолет (AL-3400), вид сверху.
Фиг.8 - схематическое изображение природы появления индуктивных присоединенных вихревых потоков, образованных над верхней поверхностью крыльев гидросамолета с экранным эффектом, спроектированных на основе интегрально-ступенчатой схемы конфигурации крыльев вида в плане.
Гидросамолет содержит:
1. Корпус-фюзеляж центроплана первого аэродинамического несущего крыла;
- 1a - два корпуса фюзеляжа лодки катамаранного типа;
- 1б - внешний трапециевидный центроплан;
- 1в - предкрылки;
- 1г - отъемная часть консоли;
- 1д - крылышки;
- 1e - элерон;
2. Стартовые силовые установки;
3. Стартово-посадочное устройство;
4. Вертикальное оперение;
5. Маршевые силовые установки;
6. Второе аэродинамическое крыло;
- 6а - центральная часть второго аэродинамического крыла;
- 6б - отъемная часть консоли;
- 6в - элерон-руль высоты;
- 6г - предкрылки;
- 6д - крылышки.
7. Стартовые маршевые двигатели на большегрузном летательном аппарате;
8. Обтекатель.
Гидросамолет с экранным эффектом представляет собой биплан тандемной последовательной схемы и с тремя поперечно разнесенными, параллельно расположенными фюзеляжами 1, 1a, вписанными в большой по длине хорды, центральный центроплан основного трапециевидного крыла (1-1e).
Средний фюзеляж (1а) внизу по днищу не цельный, а прерывается на переднее и заднее днище (не показано). Он выполнен выше по основанию днища крайних двух фюзеляжей, вследствие чего он не касается воды при спокойном волнении моря, поэтому он не создает дополнительного гидродинамического сопротивления. Но если поднимается сильное волнение моря и волны достают до днища среднего фюзеляжа, то средний фюзеляж начинает стабилизировать движение гидросамолета в продольном направлении, повышая остойчивость, за счет своего водоизмещения. Тем самым уменьшается амплитуда колебания качки от волнения моря. Все это в целом значительно приведет к улучшению мореходности, остойчивости и к значительному снижению гидродинамического сопротивления экранопланов в момент старта и при водоизмещающемся режиме плавания на малых скоростях движения.
Средний фюзеляж 1 незамокаемый (не достающий до уровня воды), предназначен для размещения основного пассажирского и грузового салона. Боковые фюзеляжи - лодки 1а - водоизмещаемые, выполнены по катамаранной схеме, они ограничивают центроплан от индуктивного перетекания потока и замыкают силовую гидродинамическую и аэродинамическую схему аппарата, что дает уменьшение индуктивного сопротивления и существенный выигрыш в несущих свойствах аппарата. Такая тандемная силовая схема летательного аппарата позволяет оптимизировать и улучшить аэродинамику и устойчивость экранолета особенно на экранном режиме полета.
Она позволит разгрузить и равномерно распределить все нагрузки от грузов и от воздушно-динамических, гидродинамических сил, действующих на крылья и корпус летательного аппарата. Все это, при больших размерах гидросамолета с экранным эффектом, позволит использовать более упрощенный, а значит и более легкий конструктивно-силовой каркас аппарата. Это существенно снизит вес аппарата в целом. Тем самым позволяют сделать корпус гидросамолета более компактным, более легким и более прочным. При этом значительно улучшится технологичность автоматизации погрузочно-разгрузочных работ на этих гидросамолетах. Кроме этого, при такой компоновке трех фюзеляжей с центральным центропланом обеспечивается более рациональное размещение, закрепление и распределение грузов по несущей поверхности крыла и внутри центропланов и фюзеляжей. Это позволит сделать более компактными и универсальными эти воздушные суда при перевозке большого разнообразного вида и количества грузов.
Центральный центроплан (1-1е) ступенчато-интегрально переходит в комплект крыльев, ступенчато сужающихся и уменьшающихся по площади, установочному углу атаки и по величине хорды с каждой стороны. Это и есть интегрально-ступенчатая схема. За счет применения такой комбинированной интегральной ступенчатой аэродинамической схемы компоновки, возможно, наиболее полно получить максимальное количество подъемной силы при минимуме лобового сопротивления с центрального центроплана малого удлинения и с основных крыльев на больших углах атаки, как на режиме экранного, так и на режиме самолетного полета.
Основное экранное крыло (1) этого гидросамолета - трапециевидное с малым удлинением и относительно большой хордой. Это крыло предназначено для получения основной подъемной силы на экранном режиме полета. Оно спроектировано по интегральной, ступенчатой, комбинированной схеме переменного удлинения, стреловидности и сужения (вид план - сверху). Поверхности сужающихся центропланов имеют хорошо развитую переднюю механизацию в виде предкрылков, а в задней его части оно оснащено механизацией в виде щитка Стокса (на чертеже не показано), что значительно повышает несущие свойства и качество всего аппарата в целом, как при взлете и посадке, так и на крейсерском полете. А верхняя задняя поверхность центрального центроплана модифицирована сверху, то есть спрофилирована таким образом, что формируются два (или четыре) полукольца туннельного вида вдоль оси, в которых установлены две (три, четыре) маршевые винтомоторные силовые установки (5). Эти силовые установки (5), расположенные в полутуннельных каналах сверху профиля крыла, будут значительно повышать несущие свойства центральных центропланов и всего крыла в целом всех рассматриваемых гидросамолетов с экранным эффектом. Комбинация центроплана и отъемные части консолей выполнены, при виде спереди, по схеме «обратная чайка» (обратной W-видной V-образностью). На концах крыльев расположены отъемные части консолей (1г) (ОЧК) на основе профиля П-301М-15, которые крепятся к основному крылу через боковые односторонние шайбы-поплавки. Отъемные части консолей (1г) эффективно механизированы предкрылками. На отъемных частях консолей (1г) расположены целевые элероны (1е), которые обеспечивают поперечную устойчивость и управляемость на всех режимах полета.
В задней части аппарата располагается хвостовое оперение (4) - в виде трех килей вертикального оперения, на верхних концах которых крепится второе крыло большого удлинения (6). Оно предназначено для создания основной подъемной силы на режимах самолетного полета.
На самолетном режиме второе крыло (6) большого удлинения и площади, будет создавать значительную долю несущей подъемной силы при максимально обеспечении устойчивости и управляемости гидросамолета, компенсируя перемещение фокуса вперед при уходе его от подстилающей поверхности на переходном режиме.
Заявляемые гидросамолеты с экранным эффектом имеют нестандартную конфигурацию своих обводов крыльев в плане, выполненных по интегрально-ступенчатой схеме. Форма конфигурации обводов всего крыла в целом в плане основана на принципах вихревой аэродинамики, возникающих на основе интегрально-ступенчатых ссужающихся крыльев (что видно на фиг.8) с отрицательной аэродинамической и геометрической крутках крыла. Большой несущий профилированный центроплан, малого удлинения с тремя вписанными в него глиссирующими фюзеляжами-лодками, выполненными по тримаранной схеме.
На фиг.8 показано, как центральный центроплан 1 ступенчато-интегрально переходит в комплект крыльев, ступенчато сужающихся и уменьшающихся по площади, установочному углу атаки и по величине хорды с каждой стороны. Это и есть интегрально-ступенчатая схема. За счет применения такой комбинированной интегральной ступенчатой аэродинамической схемы компоновки возможно увеличение подъемной силы при минимуме лобового сопротивления с центрального центроплана малого удлинения и с основных крыльев на больших углах атаки, как на режиме экранного, так и на режиме самолетного полета.
У гидросамолетов с экранным эффектом все силовые установки разделены на группы:
1. Энергоустановки - для выработки электроэнергии.
2. Маршевые (5) - крейсерские типа ТВД и ДТРД, работающие в процессе всего полета;
3. Стартовые (2) на основе ТРД, работающие только во время старта, и имеют изменяемые векторы тяги;
4. Маршевые-стартовые силовые установки на основе ДТРД с изменяемым вектором тяги, каждая для повышения давления под нижними поверхностями центрального центроплана и под основными плоскостями крыльев. Все они необходимы для увеличения эффекта экрана методом повышения давления под крыльями в момент старта (принцип поддувки).
Как видно, заявляемые гидросамолеты с экранным эффектом имеет в составе своего крыла очень хорошо развитые законцовочные отъемные части консоли 1г, все эти поверхности имеют элероны 1е для повышения поперечной управляемости, особенно на самолетном режиме. Отъемные части консоли 1г хорошо развиты по площади, стоят под более отрицательным углом атаки по отношению к центроплану 1, а также имеют хорошую V-образность, и большой площади элероны 1е способны обеспечить гидросамолету достаточную поперечную устойчивость и управляемость, как на экранном, так и на самолетном режимах полета.
Также отъемные части консоли 1 г имеют хорошо развитую переднюю механизацию в виде предкрылков 1в, что значительно повышает несущие свойства и качество всего аппарата в целом в момент старта и на крейсерском экранном и самолетном режимах полета. Выпущенные предкрылки 1в увеличивают коэффициент подъемной силы и уменьшают установочный угол атаки при ступенчатом изменении площади сужающегося центроплана 1.
Срывающийся со ступени индуктивный вихрь из-под сужающегося центроплана 1, направленный снизу вверх над последующей консольной плоскостью крыла отъемные части консоли 1г, вызывает увеличении подъемной силы меньшего крыла, установленного под более отрицательным углом атаки, причем эта составляющая вектора подъемной силы направлена вперед.
Следовательно, она компенсирует и переводит эту «потерянную энергию вихря» в составляющую вектора силы, образованную на последующей внешней консоли крыла. Она значительно уменьшает, тем самым, общее индуктивное сопротивление.
Заявляемый гидросамолет с экранным эффектом отличается принципиально новой гидродинамикой обтекания обводов днища. Это заключается в том, что гидросамолеты с экранным эффектом состоят из 3 корпусов фюзеляжа 1, 1a с тремя гидролыжными устройствами (стартово-посадочное устройство 3), выполненными по трехстоечной схеме. Такая схема, благодаря выступающему вперед среднему фюзеляжу 1, значительно, увеличивает остойчивость на водной поверхности, особенно в условиях сильной волновой качки. При помощи программируемого, последовательного выпуска гидролыжных устройств (сначала выпускается передняя - более длинная - центральная гидролыжа, а затем - задние боковые, на чертеже не показано) в начале разбега, мы получаем программируемую методику подъема «вздыбливания» и выхода из воды на режим глиссирования гидросамолета в процессе его разбега. Последовательный выпуск (опускание вниз) водоизмещающей передней лыжи, а затем и задних водоизмещающих гидролыж 3, за счет выталкивающей гидростатической (архимедовой силы) и гидродинамической сил, будет приводить к тому, что, соответственно, последовательности опускания передней, а затем и основных гидролыж, основной корпус гидросамолетов с экранным эффектом сначала поднимет нос в процессе разгона, а затем и полностью выйдет из зеркала воды вверх, а затем продолжит глиссирующий разбег на гидролыжах, на порядок снизив гидравлическое сопротивление корпусов о воду. Это значительно улучшит взлетные характеристики и уменьшит энергозатраты на разбеге гидросамолета в момент старта. Кроме этого, средний фюзеляж 1 внизу под днищем имеет только переднюю часть, т.е. снизу он прерывается под центропланом. Под центропланом средний фюзеляж отсутствует. Тем самым создаются под днищем два расширяющихся конфузора воздушного потока, которые под центропланом соединяются в один расширенный поток, что в свою очередь приведет к повышению относительного статического давления под центропланом и увеличению несущей подъемной силы. Применение гидролыж для старта в момент разбега гидросамолетов с экранным эффектом настолько эффективно и целесообразно, что дает прирост в подъемной несущей силе, в момент старта, выше, чем вся аэродинамическая механизация крыла, поэтому ее применение на гидросамолетах вполне обоснованно и целесообразно.
Заявляемые гидросамолеты с экранным эффектом - всесезонное, высокоэкономичное транспортное средство многоцелевого назначения с бесконтактным движением над поверхностью на высотах 1-10 м на экранном режиме и выше до 4000 м на самолетном режиме полета.
Заявляемое техническое решение охватывает серию гидросамолетов с экранным эффектом AL: малой, средней и большой грузоподъемности, характеристики которых сведены в нижеприведенных таблицах.
| Основные технические данные, предлагаемых к рассмотрению гидросамолетов с экранным эффектом | |||||
| Модификация экранолета | Al-20ТВД. | Al-30ТВД. | Al-40ТВД. | Al-50ТВД. | |
| Взлетный максимальный вес, G(тонн) | 20 | 30 | 40 | 50 | |
| Экипаж (пассажиры), человек | 4(до 60) | 4(до 70) | 4(до 100) | 4(до 130) | |
| Коммерческая полезная нагрузка, (т) | 12 | 17 | 24 | 30 | |
| Производитель двигателя engine Manufacturer | Запорожский з-д ЗМКБ «Прогресс» Zaporozhskii zavod ZMKB Progress | Запорожский з-д ЗМКБ «Прогресс» Zaporozhskii zavod ZMKB Progress | Запорожский з-д ЗМКБ «Прогресс»GE HondaZaporozhskii zavod ZMKB Progress GE Honda | Запорожский з-д ЗМКБ «Прогресс» GE Honda Zaporozhskti zavod ZMKB Progress GE Honda | |
| 2×ТВД-1500, | 3×ТВД-1500, | 4×ТВД-1500, | |||
| - маршевые: | 4×ТВД V601Е или V601D | или2хТВД AlliedSignal ТРЕ331-140Д-801Е, | или3×ТВД AlliedSignal ТРЕ331-140Д-801E, | или4×ТВД AlliedSignal ТРЕ331-140Д-801E, | |
| Тип двигателя | |||||
| - стартовые: | +Эл. Дв | или2 ТВД General Electric CT7-9B | или 2 ТВД General Electric CT7-9B | или 2 ТВД General Electric CT7-9B | |
| - ВСУ: | АИ-450-MC | 4 АИ-450-МС | 4 ТВД-HF 120 Honda Turbofan | 4ТВД-НР 120 Honda Turbofan | |
| - маршевые: | 4*550 | 4*750 | 2*1500 | 2*1500 | |
| Кол-во * мощность, л.с./ кгс | |||||
| - стартовые: | (или 2*1700) | (или 2*1700) | |||
| - ВСУ | 2*500 | 2*500 | 4*800 | 4*800 | |
| Запас топлива, (тонн) | 5 | 5 | 1 | 6 | |
| Дальность полета, км, на Н=1-3 м | 10000 | 12000 | 13000 | 15000 | |
| Дальность полета, км, с частичным самолетным режимом,. с Н более 3-5м | 6000 | 6000 | 8000 | 10000 | |
| Крейсерская скорость полета, км/час | 420 | 420 | 450 | 450 | |
| Максимальная скорость V полета, км/час | 500 | 500 | 550 | 550 | |
| Осадка в дрейфе на воде, м | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 | |
| Допустимое волнение моря при взлете / посадке, баллов | 3-4 баллов Н3%=1.5-2 м, | 3-4 баллов Н3%=1.5-2м, | 3-4 баллов Н3%=1.5-2м, | 3-4 баллов Н3%=1.5-2м, | |
| Мореходность - допустимое волнение моря при полете, баллов | 6 | 6 | 6 | 6 | |
| Высота руления, м | 0.1…0.2 | 0.1…0.2 | 0.1…0.2 | 0.1…0.2 |
| Поверхность эксплуатации на высоте на высоте 0-1-5 м | вода, грунт, бетон, снег, лед, битый лед, болото, луг, грунт | вода, грунт, бетон, снег, лед, битый лед, болото, луг, грунт | вода, грунт, бетон, снег, лед, битый лед, болото, луг, грунт | вода, грунт, бетон, снег, лед, битый лед, болото, луг, грунт |
| Максимальный потолок полета на самолетном режиме (м) (ограничение по кислородному голо) | 4000 | 4000 | 4000 | 4000 |
| Габариты: - Длинна (м): | 29 | 38 | 46 | 49 |
| - Размах (м): | 26 | 36 | 42 | 46 |
| - Высота (м): | 8 | 8 | 8.8 | 9.2 |
| - Площадь (м2): | 226 | 286 | 313 | 342 |
| Удельная нагрузка (кГ·м2.): | 65/74 | 65/74 | 69/81 | 73/94 |
| Мак. аэродинам. качество на (мин, Р) наивыгоднейшем экран. Режиме | 35 | 35 | 40 | 42 |
| Мак. аэродинам. качество на экран. на крейсерском режиме полета | 20 | 20 | 28 | 32 |
| Макс. Аэродинам. качество на самолетном режиме | 12 | 12 | 17 | 22 |
| Необходимая суммарная мин. потребная тяга двигателей для наивыгодейшего экранного, реж. полета на наив. V (P=G/K) (кгс) | 1667 | 1967 | 3690 | 4720 |
| Необходимая суммарная потребная тяга двиг-й для крейсерского режима экранного полета (P=G/K);(кгс) | 1950 | 2150 | 3250 | 4150 |
| Необходимая мин. суммарная потребная тяга двигателей для самолетного крейсерского режима полета (P=G/K) (кгс) | 2400 | 2400 | 4400 | 5900 |
| Распологаемая суммарная тяга(Р кгс) двигателей на макс. реж. работы дв. | 5250 | 5250 | 7700 | 7700 |
| Распологаемая суммар. тяга марш. двигателей на крейс. реж. работы дв. (75% от максим, суммар. Р дв.) (кгс) | 4187 | 4187 | 4500 | 4500 |
| Тяговооруженность P/G (кг/кг) макс.режим полета / крейс. режим. полета. | 0,195/0,105 | 0,195/0,105 | 0,26/0,195 | 0,36/0,365 |
| Модификация экранолета | Al-1300. | Al-2600 | Al-3400. | |
| Взлетный максимальный вес, G(тонн) 1 | 1300 | 2400 | 34000 | |
| Экипаж (пассажиры), человек | 8(до 1200) | 14(до 2600) | 14(до 3400) | |
| Коммерческая полезная нагрузка, (т) | 1300 | 2600 | 3400 | |
| Кол-во евроконтейнеров: 40 фут.-+20 футовых (шт.) увел. объема | 11+11 | 24+11 | 26+12 | |
| Производитель двигателя | Запорожский з-д и ЗМКБ «Прогресс» | Запорожский з-д и ЗМКБ «Прогресс» | Запорожский з-д и ЗМКБ «Прогресс» | |
| - маршевые: | Д-27, | Д-27 | Д-27 | |
| Тип двигателя | АИ-436Т12 | АИ-436Т12 | АИ-436Т12 | |
| - стартовые: | РД-33МК | АЛ-31ФН | АЛ-31ФН | |
| - ВСУ: | АИ-450-МС | АИ-450-МС | АИ-450-МС | |
| - маршевые: | 2*14000 | 8*14000 | 10*14000 | |
| Кол-во * мощность, л.с./ кгс | 6*12000 | 8*12000 | 8*12000 | |
| - стартовые: | 6*9000 | 6*12700 | 6*12700 | |
| -ВСУ: | 2*500 | 4*500 | 4*500 | |
| Запас топлива, т | 160 | 300 | 500 | |
| Дальность полета, км, на высоте 1-3 м | 15000 | 15000 | 20000 | |
| Дальность полета, км, с частичным i самолетным режимом. С Н более 3-5 м | 10000 | 10000 | 14000 | |
| Крейсерская скорость полета, км/час | 540 | 540 | 550 | |
| Максимальная скорость полета, км/час | 600 | 600 | 600 | |
| Осадка в дрейфе на воде, м | 1.45 | 2 | 3 | |
| Допустимое волнение моря при взлете посадке, баллов; | 4-5 баллов Н3%=2.5-3 м, | 6-7 баллов Н3%=3.5-4м, | 7-8 баллов Н3%=4.5-6 м, | |
| Мореходность - допустимое волнение моря при полете, баллов | не ограничено | не ограничено | не ограничено | |
| Высота руления, м | 1…2 | 2…3 | 3…4 | |
| Поверхность эксплуатации на высоте на высоте 0-1-5 м | вода, снег, лед, битый лед, болото, луг, грунт и т.п. | вода, снег, лед, битый лед,болото, луг, грунт и т.п. | вода, снег, лед, битый лед, болото, луг, грунт и т.п. | |
| Максимальный потолок полета на самолетном режиме (м) j | 4000 | 4000 | 4000 | |
| Габариты: - Длинна (м): | 70 | 116 | 126 | |
| - Размах (м): | 62 | 98 | 108 | |
| - Высота (м): | 14 | 21 | 21 | |
| - Площадь (м2): | 1308 | 3900 | 5300 | |
| Удельная нагрузка (кГ·м2.): | 75/84 | 611/764 | 691/794 |
| Мак. аэродинам, качество на (мин Р) наивыгоднейшем экран, режиме | 60 i | 80 | 90 |
| Мак. аэродинам, качество на экран, на крейсерском режиме полета | 39 ^ | 47 | 53 |
| Макс. аэродинам, качество на самолетном режиме | 15 | 18 | 19 |
| Необходимая суммарная мин. потребная тяга двигателей для наивыгодейшего экранного. реж. полета на наив. V (P=G/K) (кгс) | 80000 | 15000 | 180000 |
| Необходимая суммарная потребная тяга двиг-й для крейсерского режима экранного полета (P=G/K) (кгс) | 120000 | 170000 | 22000 |
| Необходимая мин. суммарная потребная тяга двигателей для самолетного крейсерского режима полета (P=G/K) (кгс) | 120000 | 160000 | 2900000 |
| Распологаемая суммарная тяга(Р кгс) двигателей на макс. реж. работы дв. | 160000 | 200000 | 300000 |
| Распологаемая суммар. тяга марш. двигателей; на крейс. реж. работы дв. (75% от максим. сумм. Р дв.) (кгс) | 120000 | 160000 | 230000 |
| Тяговооруженность P/G (кг/кг) макс.режим полета / крейс. режим полета. | 0,185/0,085 | 0,17/0,075 | 0,16/0,07 |
Использование заявляемого гидросамолета с экранным эффектом позволяет совместить в одном аппарате качество экраноплана при значительной экономии расхода энергии на крейсерском полете на малой высоте и высокое качество самолета при необходимости выхода на большую высоту полета для преодоления наземных препятствий.
1. Гидросамолет с экранным эффектом, содержащий корпус в виде аэродинамического несущего крыла, содержащего центральную часть с полезным объемом и пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, стартово-посадочное устройство, вертикальное оперение, силовые установки, систему управления, второе аэродинамическое крыло, выполненное составным и расположенным над несущим крылом, отличающийся тем, что он выполнен по тандемной схеме, при которой и переднее, и заднее крылья являются несущими (с положительным углом атаки), переднее экранное аэродинамическое несущее крыло выполнено при виде спереди по схеме «обратная чайка», при виде сверху - трапециевидным с малым удлинением и относительно большой хордой, с большой обратной стреловидностью задней кромки, с установленными щитками Стокса, спроектированное по интегральной, ступенчатой, комбинированной схеме, второе аэродинамическое крыло при виде спереди выполнено плоским с нулевой V-образностью и положительной стреловидностью при виде сверху, смещено назад относительно переднего экранопланного аэродинамического несущего крыла и расположено на высоте, значительно выше корпусов фюзеляжей, на вертикальном оперении, превышающей хорду второго крыла относительно опорной подстилающей поверхности, имеющее положительный угол атаки, с рулями высоты, с крылышками на концах, в виде горизонтальных аэродинамических пластин, дополнительно снабжено отъемными частями крыла с элерон-рулями высоты, стартово-посадочное устройство дополнительно снабжено выпускаемыми и убираемыми в полете гидролыжами.
2. Гидросамолет с экранным эффектом по п.1, отличающийся тем, что в большегрузных машинах дополнительно используют стартово-маршевые двигатели, а передняя часть аппарата выполнена в виде набора пакета стартовых-маршевых силовых установок, скомпонованных в едином горизонтальном обтекателе.