RU135986U1 - Экраноплан - Google Patents

Abstract

1. Экраноплан, содержащий фюзеляж, крылья, воздушный ротор, органы управления, отличающийся тем, что его корпус построен по аэродинамической схеме "летающее крыло", один воздушный ротор расположен горизонтально на передней части корпуса, а второй воздушный ротор расположен горизонтально в кормовой части корпуса, причем оба воздушных ротора нижней своей частью расположены в радиальных каналах поперек корпуса, а верхняя часть выступает над поверхностью корпуса.2. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что верхняя плоскость корпуса по всей длине - усеченная и образует ровную площадку.3. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что в передней и средней частях корпуса размещаются кабина для экипажа и энергетическая установка.4. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что в передней части корпуса может монтироваться управляемый предкрылок.5. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что на боковинах корпуса смонтированы небольшие по размаху крылья-консоли, имеющие положительный угол поперечного сечения, на которых шарнирно закреплены элероны и закрылки.6. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что содержит хвостовое оперение со стабилизатором, рулями высоты и рулями направления.7. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что на задней кромке корпуса смонтированы закрылки и тормозные щитки.8. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что днище корпуса в передней части двояковогнутое, а в кормовой части - прямое.9. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что над каждым воздушным ротором установлен отражатель.

Description

Полезная модель относится к летательным аппаратам на динамической воздушной подушке, движущимся на небольшой высоте и поддерживающимся в воздухе аэродинамической подъемной силой, генерируемой на воздушном крыле, корпусе и других элементах, предназначенных для создания подъемной силы, с использованием в основном эксплуатационном режиме влияния близости опорной поверхности - «экранного эффекта», и касается конструирования экраноплана с роторной движительной установкой, значительно улучшающей летные характеристики аппарата и повышающей уровень устойчивости и управляемости в полете.

Как известно из аэродинамики, «экранный эффект» - это эффект резкого увеличения подъемной силы крыла и других аэродинамических характеристик летательного аппарата, проявляющийся при полете вблизи экранирующей поверхности (воды, земли и др.). При этом за крылом уменьшается скос потока и снижается вихреобразование около концов крыла, что ведет к снижению индуктивного сопротивления. Такое благоприятное влияние экрана на заметное увеличение подъемной силы крыла и снижение его аэродинамического сопротивления обеспечивает существенное повышение аэродинамического качества летательного аппарата (отношение подъемной силы к силе лобового сопротивления). «Это качество может достигать значительно больших показателей, чем у всех известных видов транспортных средств с близкими скоростями движения» [Н.И. Белавин, «Экранопланы», 1977 г., изд. «Судостроение», Ленинград, стр.19]. Эти уникальные свойства экраноплана существенно влияют на экономические показатели и позволяют применять силовую установку меньшей мощности, при этом увеличив полезную массу машины.

Однако предшествующий уровень техники показывает, что, несмотря на столь очевидные преимущества экранного полета, этот принцип трудно реализуем и широкого применения не получил. Действующие конструкции современных экранопланов сложны в производстве и обслуживании, малоэкономичны и далеки от совершенства, а также небезопасны в эксплуатации. Уровня серийного производства достигли лишь экранолеты в классе эксплуатации над водной поверхностью. Расширение области применения и условий эксплуатации данного вида транспорта является сложной технической задачей, решить которую возможно только при условии разработки новой концепции движения с использованием эффекта влияния экрана, обеспечивающей надежную стабилизацию и безопасность полетов на малой высоте над любой относительно ровной поверхностью.

Неудачи, с которыми столкнулись создатели экранопланов, объясняются прежде всего неразрешимыми проблемами в системе управления, из-за которых в основном происходят аварии. По этим причинам некоторые специалисты вообще ставят под сомнение перспективность данного вида транспорта.

Одной из самых трудноосуществимых задач в конструировании экранопланов остается придание ему продольной устойчивости - «способности сохранять заданный режим полета и возвращаться к нему после прекращения воздействия на него различного рода возмущений». [Н.И. Белавин, «Экранопланы», 1977 г., изд. «Судостроение», Ленинград, стр. 29]. Особенно эта проблема касается относительно небольших машин. Летать на малой высоте (до нескольких метров) особенно сложно из-за непосредственной близости опорной поверхности, где экран нестабильный и машина подвержена воздействию таких внешних факторов, как порывы ветра, «воздушные ямы», различные препятствия на пути и т.д., в силу чего пилоту на скорости бывает довольно сложно среагировать на кризисную ситуацию, чтобы выровнять аппарат, а над сильно пересеченной местностью полет зачастую вообще затруднен или даже невозможен. Поддерживать устойчивость и управляемость на таких переходных режимах, как взлет и посадка, также весьма затруднительно ввиду резко меняющихся внешних сил.

В теории экранного полета известны специфические особенности: крыло экраноплана создает подъемную силу в основном не за счет разреженного давления над верхней плоскостью, а за счет повышенного давления под нижней плоскостью. Причем фокус подъемной силы крыла (центр ее приложения) вблизи экрана не постоянный, а смещается в зависимости от высоты полета над экраном, скорости движения аппарата и угла атаки, что существенно осложняет систему продольной устойчивости [Н.И. Белавин, «Экранопланы», 1977 г., изд. «Судостроение», Ленинград, стр. 32].

Известно, что центр давления аэродинамического экрана при крейсерской скорости находится ближе к задней кромке крыла, но если экраноплан перед каким-нибудь препятствием взмывает вверх и выходит за пределы экрана, то центр давления смещается к передней кромке крыла, отчего может возникнуть так называемый «аэродинамический подхват» - самопроизвольный рост тангажа (изменение направления движения аппарата относительно поперечной оси) и необратимый процесс увеличения угла кабрирования, который может привести к перевороту через корму [статья «Аэродинамика экраноплана», http://http.Vairboat.fatal.ru/Wigs.htmm].

Опасная неустойчивость возникает и в момент обратного приближения аппарата к экрану, когда «воздух под крылом как бы запирается, давление под ним распределяется более равномерно и центр этого давления смещается назад. Все вместе это приводит к появлению значительного пикирующего (в сторону экрана) момента на аппарате» [«Физические особенности экранного эффекта. Продольная устойчивость экраноплана»; http:ekranoplan-ru.narod.ru/c31.htm].

А во время посадки с приближением к опорной поверхности «эффект экрана» усиливается и центр приложения подъемной силы опять же существенно смещается к задней кромке крыла, в то время как на передней кромке давление ослабевает, в результате чего появляется пикирующий момент, зачастую приводящий к перевороту машины через носовую часть - капотированию. Особенно неустойчив у экрана аппарат «самолетной» схемы и при малейших возмущениях либо ударяется об экран либо уходит в высоту. Действия рулей высоты для выравнивания машины при появлении подобных дисбалансирующих моментов зачастую не хватает, а увеличение площади стабилизаторов ухудшает аэродинамику, и все равно не обеспечивает полной гарантии восстановления устойчивости.

В силу этих причин полет в непосредственной близости от поверхности накладывает повышенные требования к обеспечению устойчивости экраноплана, в первую очередь в продольной плоскости.

Поперечная же устойчивость (по крену) практически постоянна и не столь проблематична, так как обеспечивается за счет эффекта самого экрана: при крене аппарата происходит резкое возрастание подъемной силы на части крыла, приближающейся к экранирующей поверхности, что приводит к появлению восстанавливающего эффекта [Н.И. Белавин, «Экранопланы», 1977 г., изд. «Судостроение», Ленинград, стр. 193-194]; [Ежи Бень, «Модели и любительские суда на воздушной подушке», Ленинград, изд. «Судостроение», стр.79].

Имеется патент №2360811 Щепочкиной Ю.А., опубликованный 10.07.2009, на «Экранолет», осуществляющий взлет и посадку на суше.

Конструкция экранолета состоит из полого крыла с нижней и верхней аэродинамическими поверхностями, в котором встроен герметичный полый корпус. В этом корпусе смонтированы на осях 2 ротора, находящиеся под вакуумом. На крыле установлен тяговый двигатель (винтомоторный, турбовинтовой, турбореактивный, воздушно-реактивный).

Роторы состоят из втулки, гладкого массивного обода и легкого прочного диска или спиц, имеют общий привод с возможностью вращения по- или против часовой стрелки.

При полете на малой высоте крыло создает упругую «воздушную подушку» и подъемную силу, а «холостое» вращение роторов обеспечивает экраноплану стабильное положение по горизонтали. Посадку осуществляют на твердую площадку аэродрома, при этом шасси, расположенное вдоль и поперек крыла, улучшает условия посадки.

Однако эта конструкция вызывает сомнения в возможности практического использования. Большие тяжелые экранопланы изначально не могут быть безопасными для полетов на малой высоте над твердой поверхностью, так как управлять полетом и совершать маневры в непосредственной близости от земли из-за больших габаритов весьма проблематично. Недостатком этой конструкции является также необходимость постоянного поддержания вакуума в корпусе, где установлены массивные роторы, предназначение которых заключается лишь в создании гироскопического эффекта и которые при этом отбирают на себя определенную часть энергии двигателя. Для движения и поддержания в воздухе тяжелого аппарата потребуется дорогостоящая и неэкономичная силовая установка. Роторы, вращающиеся в горизонтальной плоскости, за счет гироскопического эффекта будут противодействовать воздушным рулям, что затруднит управление полетом.

Известен «Самолет с аэродинамическим устройством, генерирующим подъемную силу», по патенту США US 2011101173 (дата приоритета 31.03.2006 г.) Патрика Пиблса «FanWing», разработанный компанией FanWing Ltd. NASA (США), сочетающий в себе преимущества как самолета, так и вертолета. Самолет с аэродинамическим устройством, генерирующим подъемную силу состоит из фюзеляжа, крыльев по обе стороны фюзеляжа, на каждом крыле расположен воздушный ротор, создающий подъемную силу на крыльях, на каждом крыле имеется хвостовая часть для формирования задней кромки крыла. Хвостовая часть крыла может перемещаться относительно оси ротора и фюзеляжа для обеспечения переменной силы тяги.

В конструкции этого самолета используется главный принцип - принудительный обдув верхней плоскости крыла, из-за которого на нем создается значительное разрежение и заметно увеличивается подъемная сила. Кроме того, из-за большой поверхности самого движителя увлекаемый лопастями поток воздуха тоже очень большой и за счет этого для взлета «FanWing» потребуется двигатель много меньшей мощности, чем для обычного летательного аппарата. Поскольку поток воздуха от ротора устремляется по поверхности крыла назад и вниз, то создается дополнительная подъемная сила.

Автор изобретения позиционирует машину как замену вертолету, поэтому делает свои летательные аппараты вдвое более энерговооруженными, в ущерб их полезной нагрузке и экономичности. [«Летательный аппарат Патрика Пиблса FanWing, технические особенности». http:/science.compulenta.ru/695404].

Технические особенности FanWing указываются следующие:

- короткий разбег при взлете и посадке, длительность автономного полета, высокая стабильность при боковых ветрах и турбулентности, хорошая маневренность на низких скоростях.

Конструкция самолета FanWing имеет определенные недостатки:

- самолет при полете создает недостаточно плотную воздушную опору и отказ ротора на большой высоте представляет серьезную опасность, так как авторотация и планирование весьма проблематичны;

- ротор и его обтекаемый кожух имеют довольно высокое лобовое сопротивление, что ухудшает аэродинамику аппарата и затрудняет полет на больших скоростях, а также требует значительных энергетических затрат на движение и поддержание аппарата в воздухе;

Концепцию крыла-вентилятора разрабатывает еще одна компании NASA - Propulsive Wing 2006 г. (США). В конструкции самолета применяется довольно толстое крыло, на задней кромке которого вместо лонжеронов располагается ротор-вентилятор. Он засасывает воздух, обтекающий верхнюю плоскость, и выпускает его через отверстие в задней оконечности крыла, таким образом создавая дополнительную подъемную силу за счет разрежения и тягу за счет реактивного эффекта. [«Нелетательный аппарат. Цикложир. Популярная механика» www.popmech.ru/article/7992-neletatelnyiy-apparat/].

Данная конструкция имеет толстое крыло, которое создает большое лобовое сопротивление, что отрицательно сказывается на скоростных возможностях самолета.

Конструкция самолета FanWing является наиболее близкой по технической сущности к заявляемому экраноплану и выбрана в качестве прототипа.

Целью предлагаемой полезной модели является создание экраноплана на основе нового принципа движения, обладающего оптимальными летными характеристиками и высоким уровнем устойчивости, способного совершать стабильный полет на всех режимах движения, причем не только на водной поверхностью, но и в неиспользуемом практически диапазоне движения - над твердой земной поверхностью.

Технический результат от использования всей совокупности существенных признаков полезной модели заключается в обеспечении оптимальных летных характеристик, в улучшении самостабилизации в режиме экранного полета. обеспечении высокого уровня управляемости и устойчивости движения по высоте, тангажу и крену.

Конструктивная компоновка экраноплана выполнена по схеме «летающее крыло» («крыло-корпус»), использована нетрадиционная движительная установка в виде горизонтальных воздушных турбин с роторными нагнетателями, которые служат одновременно для тяговых и несущих функций и обеспечивают устойчивый полет экраноплана над любым типом поверхности, создающим экран.

Из аэродинамики известно, что экраноплан во время полета на границе двух сред подвергается значительным инерционным и ударным нагрузкам, поэтому выбирая между требованиями аэродинамики и технологичностью машины, решающим должно быть обеспечение прочности аппарата и безопасности экипажа.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами на которых представлены:

Фиг. 1 - Вид экраноплана сверху;

Фиг. 2 - Вид экраноплана спереди;

Фиг. 3 - Вид экраноплана сбоку;

Фиг. 4 - Турбина с ротором и отражателем.

Этим требованиям отвечает взятая за основу схема конструкции «летающее крыло» (разновидность «бесхвостки»), внутри которого могут размещаться все агрегаты, экипаж и полезный груз. Компактный несущий корпус такой конструкции, по сравнению с самолетной схемой, кардинально изменяет аэродинамику экраноплана, поскольку вся его поверхность создает подъемную силу, а при относительно невысокой крейсерской скорости и высоте полета большая площадь такого крыла дает уменьшение удельной нагрузки на него, а также обеспечивает хорошее планирование. Кроме того, «летающее крыло» позволяет гораздо эффективнее использовать «воздушную подушку» экрана, увеличить грузоподъемность и высоту полета, обеспечивает упрощение структуры конструкции, ее высокую прочность и живучесть, что в свою очередь сказывается на надежности и эксплуатационной безопасности аппарата.

Конструктивная схема предлагаемого экраноплана представляет из себя довольно объемное крыло с верхней аэродинамической поверхностью, корпус которого может быть выполнен в виде диска, эллиптической в плане формы, вытянутого от носа к корме (см. схему в 3 проекциях Фиг. 1-3). Конфигурация корпуса может быть любой другой формы, оптимальной для эксплуатационных целей и улучшающей аэродинамику аппарата. Эллиптический же корпус признается наилучшим в аэродинамическом отношении, поскольку обладает хорошей маневренностью, у него протяженнее и плотнее воздушная подушка экрана, а за счет увеличенной хорды крыла при заданной его площади может быть увеличена абсолютная высота полета экраноплана [«Физические особенности экранного эффекта», http:/ekranoplan-ru.narod.ru/c31.htm]; [Н.И Белавин. «Экранопланы», 1977 г., изд. «Судостроение», Ленинград, стр. 225].

Верхняя выпуклая плоскость корпуса по всей длине - усеченная и образует ровную площадку (2).

В носовой и средней частях аппарата размещаются кабина для экипажа и энергетическая установка (на схеме не показана). Как вариант - кабина (3) может быть выступающей из корпуса. Расположение центра массы впереди аэродинамического фокуса улучшает центровку экраноплана, от которой зависят ходовые характеристики и продольная устойчивость [Ежи Бень, «Модели и любительские суда на воздушной подушке», Ленинград, изд. «Судостроение», стр. 78].

Для стабилизации высоты полета и балансировки по тангажу при полете на закритических углах атаках в носовой части корпуса может монтироваться управляемый предкрылок (4).

На боковинах корпуса смонтированы небольшие по размаху крылья-консоли (5), имеющие положительный угол поперечного V, на которых шарнирно закреплены элероны (6) и закрылки (7), служащие для балансировки и управления устойчивостью по тангажу и крену.

Хвостовое оперение для обеспечения надлежащей управляемости и путевой устойчивости двух-, а предпочтительнее даже трехкилевое, достаточно выраженное (8).

Стабилизатор (9) и рули высоты (10), расположенные высоко на килях, выведены из возмущенного потока реактивной струи движителей, и находятся вне зоны влияния экрана, что повышает эффективность управления по тангажу и улучшает продольную статическую устойчивость аппарата [Н.И Белавин, «Экранопланы». 1977 г., изд. «Судостроение», Ленинград, стр. 58, 68].

Рули направления на килях (11) частично расположены внутренней плоскостью в воздушном потоке, отбрасываемом роторами, что позволяет управлять вектором тяги, перенаправляя реактивную струю в нужную сторону и гораздо эффективнее маневрировать по курсу.

Для улучшения несущих свойств корпуса и балансировки аппарата на его задней кромке монтируются средства механизации - закрылки и тормозные щитки (12).

Днище корпуса (13) в передней части может быть, как вариант, двояковогнутого типа, а в кормовой части - прямая. Такая форма предотвратит перетекание потока из-под днища в стороны и увеличит подъемную силу крыла.

Шасси экраноплана (14) может быть колесным, сменным или любого другого типа, в зависимости от местности базирования и условий движения.

Главная конструктивная особенность экраноплана - применение нетрадиционной движительной установки из двух воздушных турбин, горизонтально установленных на передней скошенной части корпуса перед самой его вершиной и в кормовой части, благодаря которым решаются все проблемные вопросы, касающиеся устойчивости и управляемости аппарата.

Турбина состоит из радиального канала (15), расположенного поперек корпуса, и вращающейся части - двух соосных роторов цилиндрической формы с лопастями, расположенных нижней частью в каналах, а верхняя часть их выступает над плоскостью крыла (16). Каналы предназначены для отсекания встречного потока воздуха с лопастей, находящихся в нижнем положении, и предотвращения тем самым их торможения.

С торцов роторы закрыты концевыми шайбами (на схеме не показаны), которые плавно переходят в бортовые шайбы (22), тянущиеся вдоль обеих боковых кромок верхней плоскости крыла, а в хвостовой части плавно переходят в кили (23).

По осевой линии верхней плоскости крыла может быть проложена еще одна специальная шайба (24), разграничивающая потоки воздуха между соосными роторами. Шайбы препятствуют образованию завихрений и перетеканию потока воздуха от роторов в стороны, что способствует повышению тяги движителей, увеличению подъемной силы и аэродинамического качества экраноплана.

Установленная внутри корпуса силовая установка (на схеме не указана) в предпочтительном варианте может состоять из двух двигателей с возможностью синхронного и асинхронного привода на соосные роторы.

Ротор (Фиг. 4) представляет из себя установленный на оси (17) легкий полый цилиндр (18), по периферии которого ровными рядами закреплены продольные лопасти (19). На поверхности лопастей могут быть нанесены поперечные направляющие борозды для создания скоростного струйного потока.

Над каждым ротором установлен отражатель - спрямляющий аппарат (20) с закрылками (21) на задней кромке, которые служат в качестве сопла (диффузора) для формирования и выравнивания струи потока воздуха, нагнетаемого лопастями и безотрывного перераспределения его в пограничном слое крыла в кормовую часть.

Роторный движитель работает по принципу тангенциального (диаметрального) вентилятора и на основе «эффекта Магнуса» - физического явления, возникающего при обтекании вращающегося цилиндрического тела (ротора) потоком жидкости или газа, при котором вследствие разницы давления попутного и встречного потоков на его поверхности возникает поперечная сила, направленная в ту сторону, где направление потока и направление вращения тела совпадают, причем чем выше угловая скорость вращения и скорость потока, тем больше эта сила при прочих равных со статическим крылом условиях [«Эффект Магнуса». Википедия].

«Эффект Магнуса» известен давно, неоднократно предпринимались попытки использовать вращающийся цилиндр вместо паруса и вместо крыла самолета, однако область его практического применения до сих пор полностью не раскрыта.

Расчеты специалистов показывают, что для экранопланов наиболее рационален движитель типа вертолетного винта, а вращающийся цилиндр как раз создает вертикально направленную подъемную силу, причем в несколько раз большую, чем крыло самолета [«Физические особенности экранного эффекта. Особенности силовых установок экраноплана», http:/ekranoplan-ru.narod.ru/c3.htm]; [В.И. Меркулов, «Гидродинамика знакомая и незнакомая», Москва, «Наука», 1989 г., стр. 56]. В силу этого конструктивное решение внедрить на экраноплане роторный движитель хотя и вытекает из известных концепций летательных аппаратов, таких как циклокоптер (цикложир), однако в новой компоновке - применительно к экранному полету, обладает новизной, поскольку именно в результате комбинации роторных турбин с «летающим крылом» возникает новый положительный эффект, позволяющий решить основные проблемные вопросы, касающиеся эффективной стабилизации и безопасности полетов экраноплана.

Система предлагаемого экраноплана работает следующим образом. Роторы приводятся в движение высокооборотной двигательной установкой, при этом его лопасти захватывают воздух с фронтальной части крыла и с большой скоростью перебрасывают вдоль верхней плоскости в кормовую часть, вследствие чего над крылом создается сильное разрежение и возникает подъемная сила, причем не только на крыле, но и на самих роторах за счет «эффекта Магнуса».

Подъемная сила на крыле из-за принудительного обдува его верхней поверхности начинает вырабатываться даже на стоянке. В то же время на вращающихся роторах в результате «эффекта Магнуса» также инициируется подъемная сила, вектор тяги которой направлен вверх, а реактивная сила воздушного потока повышает давление позади крыла и за кормой возникает горизонтальная тяга, толкающая экраноплан вперед. При движении аппарата во время старта в результате отсоса роторами воздуха с передней кромки крыла происходит снижение индуктивного сопротивления, а под крылом в набегающем потоке за счет подпора воздуха также возникает заметная подъемная сила, которая возрастает уже за счет увеличения аэродинамического давления экрана.

Таким образом, подъемная сила экраноплана складывается из нескольких составляющих и аппарат в полете опирается не только на «воздушную подушку» экрана, которая зачастую бывает нестабильной, но также поддерживается в воздухе за счет подъемной силы на крыле, и на вращающихся роторах, которые функционируют в более стабильном воздушном пространстве, не ограниченном экраном, что позволяет достигать компромисса в соотношении подъемной силы, возникающей под крылом, и над крылом, как на границе экранного полета, так и на режимах экранного и свободного полетов, что в совокупности существенно улучшает летные характеристики аппарата и стабилизирует полет.

Эффект от взаимодействия этих сил выражается в коротком разбеге и пробеге при взлете и посадке экраноплана, а также в возможности применения двигательной установки гораздо меньшей мощности, чем для обычных летательных аппаратов. Взлет и посадку экраноплана можно сделать еще короче, если в корпусе за передними роторами смонтировать щелевые каналы-сопла для перенаправления воздушной струи под днище.

Важнейшей аэродинамической характеристикой нагнетателей является зависимость давления от производительности. Компоновка вентиляторных роторов на крыле последовательно друг за другом в сумме существенно повышает давление нагнетателей, в то время как роторы установленные параллельно (соосные) увеличивают производительность движителей (т.е. объемный расход воздуха) [Ежи Бень, «Модели и любительские суда на воздушной подушке», Ленинград, изд. «Судостроение», стр. 35, 37]. Это факт подтверждает, что выбранная схема установки роторных нагнетателей на экраноплане вполне функциональна, и пригодна для создания необходимого напора воздуха и приданию ему требуемых параметров.

Регулирование производительности и напора нагнетателей можно осуществлять дросселированием, изменением частоты вращения роторов и изменением положения сопловых устройств.

Поскольку лопасти роторов в верхнем положении вращаются над плоскостью крыла по встречному потоку, то они не затормаживают воздух, а только подгоняют его, причем с ростом скорости потока уменьшается индуктивное сопротивление, увеличивается тяга, поэтому энергетические затраты на вращение роторов будут невелики [В.И. Меркулов, «Гидродинамика знакомая и незнакомая», Москва. «Наука», 1989 г., стр. 73].

Управляемость экранопланом в вертикальной плоскости осуществляется перекладкой горизонтальных воздушных рулей и закрылками, но из-за малого плеча поверхностей управления их действия зачастую бывает недостаточно. В такой ситуации продольная балансировка может строиться еще за счет дросселирования и изменения частоты вращения передних или задних роторов, то есть за счет увеличения или уменьшения их подъемной силы. Этими приемами можно более эффективно управлять полетом и на сверхмалых скоростях и на взлетно-посадочных режимах.

Изменение направления полета в горизонтальной плоскости осуществляется при помощи вертикальных аэродинамических рулей, элеронов и закрылков, а также дифференцированием тяги роторов, уменьшая обороты с одной стороны борта и увеличивая с другой. Эти приемы позволяют создать достаточный для управления момент в каналах крена, расширяют диапазон маневренности, позволяют снизить инерционность при поворотах, уверенно и с малым креном входить в вираж и выходить из него, что делает машину устойчивее и безопаснее. Кроме того, дифференцированным отклонением рулей направления возможно осуществлять торможение.

При заходе на посадку, когда в связи с замедлением скорости движения происходит ослабление действия «воздушной подушки» экрана, снижается подъемная сила под крылом, что может привести к возникновению пикирующего момента. В случае возникновения подобной или иной нештатной ситуации подъемная сила на вращающихся роторах позволит повысить коэффициент подъемной силы аппарата, сгладив тем самым отрицательные моменты и стабилизировать полет, обеспечивая безопасную посадку.

Заявленный экраноплан отличается от типовых летательных аппаратов существенными преимуществами:

- короткий взлет и посадка;

- способность летать на малой высоте с минимальной скоростью над любым типом поверхности;

- высокая устойчивость в турбулентных потоках воздуха и маневренность;

- компактность, высокая прочность и живучесть;

- экономичность;

- вращающиеся роторы малошумны и безопасны для окружающих;

- не поднимает много пыли и брызг;

- способен создавать достаточно плотную воздушную подушку и хорошо планирует.

Важное достоинство роторного экраноплана и в том, что ему не нужна специальная силовая установка для создания тяги, так как роторы выполняют одновременно функции по созданию подъемной силы и горизонтальной тяги, а мощность двигателей максимально преобразуется в полезную работу.

В силу указанных положительных факторов, конструктивное решение использовать роторный движитель в компоновке экраноплана типа «летающее крыло» вполне рационально, поскольку сочетание преимуществ и результативности каждого из них позволяет добиться оптимальных летных характеристик и обеспечивает высокий уровень управляемости и устойчивости движения по высоте, тангажу и крену, что соответствует техническому результату, на достижение которого направлена полезная модель.

Чтобы оградить во время полета аппарат от попадания в лопасти птиц, роторы могут быть защищены решетками или жалюзи.

При необходимости аппарату можно придать непотопляемость, оборудовав в корпусе герметичные отсеки плавучести или заполнив их легким пористым материалом.

Управление экранопланом требует определенных навыков, поэтому необходима специальная подготовка пилотов, кроме того, часть функций можно механизировать - помимо специальных измерительных приборов установить, например, бортовую ЭВМ, которая поможет выбрать оптимальную скорость и другие параметры полета, контролировать расход топлива и т.д., можно оборудовать аппарат автоматической системой навигации и управления движением, которая сможет поддерживать горизонтальное положение и высоту полета в автоматическом режиме и другими средствами автоматизации.

Claims (9)

1. Экраноплан, содержащий фюзеляж, крылья, воздушный ротор, органы управления, отличающийся тем, что его корпус построен по аэродинамической схеме "летающее крыло", один воздушный ротор расположен горизонтально на передней части корпуса, а второй воздушный ротор расположен горизонтально в кормовой части корпуса, причем оба воздушных ротора нижней своей частью расположены в радиальных каналах поперек корпуса, а верхняя часть выступает над поверхностью корпуса.

2. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что верхняя плоскость корпуса по всей длине - усеченная и образует ровную площадку.

3. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что в передней и средней частях корпуса размещаются кабина для экипажа и энергетическая установка.

4. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что в передней части корпуса может монтироваться управляемый предкрылок.

5. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что на боковинах корпуса смонтированы небольшие по размаху крылья-консоли, имеющие положительный угол поперечного сечения, на которых шарнирно закреплены элероны и закрылки.

6. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что содержит хвостовое оперение со стабилизатором, рулями высоты и рулями направления.

7. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что на задней кромке корпуса смонтированы закрылки и тормозные щитки.

8. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что днище корпуса в передней части двояковогнутое, а в кормовой части - прямое.

9. Экраноплан по п.1, отличающийся тем, что над каждым воздушным ротором установлен отражатель.

Images