RU136773U1

RU136773U1 - SCREEN PLAN

Info

Publication number: RU136773U1
Application number: RU2013128790/11U
Authority: RU
Inventors: Георгий Владимирович Анцев; Валерий Николаевич Блохин; Андрей Вячеславович Нечаев; Сергей Вячеславович Платонов; Виктор Михайлович Прохоров
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2014-01-20

Abstract

Полезная модель относится к летательным аппаратам, использующим при движении экранный эффект. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение экономической эффективности и безопасности эксплуатации экраноплана, содержащего корпус, несущее монокрыло малою удлинения, оперение, стартовую и маршевую силовую установку. Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является повышение аэродинамического качества крыла за счет применения в качестве несущего крыла экраноплана вместо монокрыла малого удлинения крыла составного, имеющего существенно большие удлинение и аэродинамическое качество. Достижению указанного технического результата сопутствует применение совокупности описываемых далее существенных конструктивных особенностей составного крыла. Составное крыло имеет центроплан малого удлинения с концевыми шайбами и однощелевыми закрылками, под который направляются газовые струи стартовых двигателей с целью создания воздушной подушки на взлетно-посадочных режимах, и консоли, хорда которых значительно меньше, а удлинение больше, чем у центроплана, в результате чего повышается удлинение составного крыла и его аэродинамическое качество. Консоли формируются из переходных частей (наплывов) и собственно консолей, имеющих положительную V-образность с целью удаления их от поверхности воды. Стыковка консолей с центропланом выполняется на внешней поверхности скегов таким образом, что хвостик профиля наплыва находится на верхней дужке центроплана, верхняя дужка корневого сечения наплыва совпадает с верхней дужкой концевою сечения центроплана, по нижней поверхности профиль наплыва совпадает с профилем концевого сечения центроплана в носовой части профиля. Корневое сечение наплыва установлено под отрицательным углом заклинки к концевому сечению центроплана с целью устранения отрыва потока в эксплуатационном диапазоне углов атаки. Увеличение местных углов атаки под воздействием концевого вихря центроплана приводит к увеличению подъемной силы консоли и наклону вектора подъемной силы вперед, вследствие чего появляется составляющая подъемной силы на направление движения, уменьшающая сопротивление экраноплана. Консоли имеют стреловидность по передней и задней кромкам и смещены ближе к хвостику концевого сечения центроплана за центр масс экраноплана с целью увеличения аэродинамического качества, положительного межфокусного расстояния и создания дополнительно к стабилизатору демпфирующего момента. Консоль имеет положительную крутку от корневого сечения наплыва к концевому сечению консоли, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки по размаху консоли и также повышение аэродинамического качества. Консоли оборудуются концевыми устройствами типа концевых шайб или стреловидных крыльевых элементов или их комбинацией, что также увеличивает аэродинамическое качество. Для увеличения подъемной силы на взлетно-посадочных режимах центроплан оборудуется однощелевыми закрылками. С целью расширения области устойчивых режимов полета и повышения мореходности экраноплана предусмотрено применение системы автоматизированного управления движением (САУД), работающей в режиме стабилизации тангажа и курса. Экраноплан управляется одним человеком (судоводителем): в продольном канале - только тягой двигателей, в боковом - рулем направления. The utility model relates to aircraft using a screen effect when driving. The task to which the claimed utility model is aimed is to increase the economic efficiency and safety of the operation of an ekranoplane containing a hull carrying a small wing of small elongation, plumage, launch and marching power plant. The technical result provided by the utility model is to increase the aerodynamic quality of a wing due to the use of an ekranoplane as a supporting wing instead of a single wing of a small elongation of a compound wing, which has significantly greater elongation and aerodynamic quality. The achievement of the specified technical result is accompanied by the use of the combination of the essential structural features of the composite wing described below. The composite wing has a small extension center section with end washers and single-slot flaps, under which gas jets of the starting engines are sent to create an air cushion for takeoff and landing modes, and consoles, the chords of which are much smaller and the extension is greater than the center section, resulting in The elongation of the compound wing and its aerodynamic quality increase. Consoles are formed from transitional parts (influxes) and consoles proper, having a positive V-shape in order to remove them from the surface of the water. Docking of consoles with the center section is performed on the outer surface of the skegs so that the tail of the influx profile is located on the upper handle of the center section, the upper handle of the root section of the influx coincides with the upper handle of the end section of the center section, on the lower surface, the influx profile coincides with the profile of the end section of the center section in the nose section . The root cross-section of the influx is set at a negative angle of the spell to the end section of the center section in order to eliminate flow separation in the operational range of angles of attack. The increase in local angles of attack under the influence of the center vortex end vortex leads to an increase in the cantilever lift and tilt of the lift vector forward, as a result of which a lift component appears in the direction of travel, which reduces the winged drag. The consoles have sweep along the leading and trailing edges and are shifted closer to the tail end of the center section beyond the center of mass of the winged wing in order to increase aerodynamic quality, positive interfocal distance and create a damping moment in addition to the stabilizer. The console has a positive twist from the root section of the influx to the terminal section of the console, which ensures uniform load distribution over the span of the console and also increases aerodynamic quality. The consoles are equipped with end devices such as end washers or swept wing elements, or a combination thereof, which also increases aerodynamic quality. To increase the lift in takeoff and landing modes, the center section is equipped with single-slot flaps. In order to expand the area of stable flight regimes and increase the seagoing of the ekranoplan, it is envisaged to use an automated motion control system (SAUD) operating in the stabilization mode of pitch and course. The ekranoplan is controlled by one person (navigator): in the longitudinal channel - only by engine thrust, in the lateral - by rudder.

Description

Полезная модель относится к летательным аппаратам, использующим при движении экранный эффект.The utility model relates to aircraft using a screen effect when driving.

Известно судно на воздушной подушке или экраноплан, патент GB 2120990 (А) - 1983-12-14, МПК B60V 1/08, B60V 3/08. Судно содержит два параллельных корпуса, соединенных посредством центрального крыла, под которым между корпусами образовано открытое спереди пространство, а также хвостовую часть. Два турбовентиляторных двигателя расположены перед крылом с возможностью наклона относительно горизонтальной поперечной оси. Благодаря этому при взлете и посадке воздушный поток от двигателя может быть направлен под центральное крыло, а во время плавания он может перемещаться вдоль верхней поверхности крыла для увеличения аэродинамической подъемной силы. Каждый корпус имеет острую килевую часть, совмещенную с его внутренней стороной. Боковые крылья установлены на корпусах ближе к корме, чем центральное крыло, с тем, чтобы компенсировать смещение точки приложения подъемной силы к центральному крылу при переходе от режима плавания к режиму свободного полета на высоте нескольких метров над водной поверхностью. Недостатками этого экраноплана являются: отсутствие амфибийности, более высокие нагрузки в режиме контакта с водой, нежели у компоновки с надувными баллонетами на корпусе и скегах, невысокое аэродинамическое качество и проблемы с устойчивостью полетов вблизи экрана - особенно над взволнованной поверхностью.Known hovercraft or ekranoplan, patent GB 2120990 (A) - 1983-12-14, IPC B60V 1/08, B60V 3/08. The vessel contains two parallel hulls connected by a central wing, under which between the hulls there is formed an open front space, as well as a tail section. Two turbofan engines are located in front of the wing with the possibility of tilt relative to the horizontal transverse axis. Due to this, during takeoff and landing, the air flow from the engine can be directed under the central wing, and during swimming, it can move along the upper surface of the wing to increase aerodynamic lift. Each body has a sharp keel portion, combined with its inner side. The side wings are mounted on the hulls closer to the stern than the central wing, in order to compensate for the shift of the point of application of the lifting force to the central wing during the transition from the swimming mode to the free flight mode at a height of several meters above the water surface. The disadvantages of this ekranoplan are: lack of amphibianity, higher loads in the mode of contact with water than in the layout with inflatable balloons on the hull and skegs, low aerodynamic quality and problems with the stability of flights near the screen - especially over an excited surface.

Судно-экраноплан, патент RU 2073343, МПК B60V 1/08, B64C 35/00, опубл. 10.02.1997, содержит крыло-центроплан с центральным и бортовыми (концевыми) поплавками-скегами и соединенные с крылом-центропланом боковые консоли. Центроплан и консоли имеют общую хорду в месте соединения и переднюю кромку одинаковой стреловидности в диапазоне углов 20…30°. Центроплан и консоли имеют S-образный профиль, относительная толщина и вогнутость которых изменяются по размаху в диапазонах 0,06…0,16 и 0,02…0,04 соответственно, причем верхние значения соответствуют сечению центроплана по оси симметрии судна. Консоли выполнены в форме равнобедренной трапеции с относительным сужением >2. В кормовой части центроплана позади плоскости воздушного винта расположен отклоняемый на угол 30…45° от верхней поверхности центроплана воздухозаборник с воздушным каналом, выполненным в виде профилированной щели, соединяющим верхнюю и нижнюю поверхности центроплана. Центральный поплавок выполнен в виде водоизмещающего корпуса с глиссирующими обводами и поперечным реданом, расположенным перед центром масс на расстоянии, равном полуширине водоизмещающего корпуса. Бортовые поплавки выполнены в виде ножеобразных шайб. Геометрический центр площади центроплана смещен в корму относительно центра масс на расстояние, равное полуширине водоизмещающего корпуса. В кормовой части корпуса размещены маршевый двигатель с воздушным винтом и стартовая силовая установка с вентилятором. Бортовые поплавки-скеги плавно переходят в кормовой части судна в вертикальные кили, на которых установлено горизонтальное оперение. Центроплан оборудован носовыми и кормовыми щитками, а консоли - закрылками и элерон-закрылками. К недостаткам судна-экраноплана относятся: старт на статической воздушной подушке, при котором мореходность по взлету и посадке ниже, чем при поддуве, кроме того наличие вентилятора в центроплане снижает аэродинамическое качество экраноплана; амфибийность при статической воздушной подушке и жестких скегах хуже, чем при наличии надувных баллонетов на днище фюзеляжа и скегах, которые к тому же снижают перегрузки при контакте с водой, т.е. позволяют снизить массу конструкции и повысить весовую отдачу; невысокое аэродинамическое качество такого составного крыла, а, следовательно, и компоновки.Wing craft, patent RU 2073343, IPC B60V 1/08, B64C 35/00, publ. 02/10/1997, contains a wing-center wing with a central and side (end) floats-skegs and side consoles connected to a wing-center wing. The center section and consoles have a common chord at the junction and the leading edge of the same sweep in the range of angles 20 ... 30 °. The center section and consoles have an S-shaped profile, the relative thickness and concavity of which vary in magnitude in the ranges 0.06 ... 0.16 and 0.02 ... 0.04, respectively, with the upper values corresponding to the section of the center section along the axis of symmetry of the vessel. The consoles are made in the form of an isosceles trapezoid with a relative narrowing> 2. In the aft part of the center section behind the plane of the propeller there is an air inlet deflected by an angle of 30 ... 45 ° from the upper surface of the center section with an air channel made in the form of a profiled gap connecting the upper and lower surfaces of the center section. The central float is made in the form of a displacement hull with planing contours and a transverse redan located in front of the center of mass at a distance equal to the half-width of the displacement hull. Side floats are made in the form of knife-shaped washers. The geometric center of the center-wing area is shifted aft relative to the center of mass by a distance equal to the half-width of the displacement hull. In the aft part of the hull there is a marching engine with a propeller and a starting power plant with a fan. Side skeg floats smoothly pass in the stern of the vessel into vertical keels, on which the horizontal tail is installed. The center section is equipped with bow and stern flaps, and the console is equipped with flaps and aileron flaps. The disadvantages of the ekranoplane vessel include: a start on a static air cushion, in which seaworthiness on takeoff and landing is lower than when blowing, in addition, the presence of a fan in the center section reduces the aerodynamic quality of the ekranoplan; amphibiousness with a static air cushion and rigid skegs is worse than with inflatable balloons on the bottom of the fuselage and skegs, which also reduce overloads in contact with water, i.e. allow to reduce the mass of the structure and increase the weight return; low aerodynamic quality of such a composite wing, and, consequently, the layout.

Известен экранолет, патент RU 099217, МПК B60V 1/08, B64C 39/00, B64C 25/54, B64C 3/56, опубл. 20.12.1997, содержащий составное крыло, включающее центроплан и консоли, хвостовое оперение, фюзеляж, взлетно-посадочное устройство, силовую установку, двигатели которой размещены в центроплане и соединены с движителями в виде винтов в кольце посредством промежуточного вала и двухстепенных шарниров, оси которых совпадают с осью поворотных пилонов, на которых установлены движители. Взлетно-посадочное устройство выполнено в виде поплавков, включающих гибкую лыжу, соединенную с корпусом поплавка гибкой обшивкой, а также упругим элементом и двухзвенным механизмом. Перегородки внутри корпуса образуют замкнутые камеры, в каждой из которых имеется амортизационный клапан. Привод складывания крыльев обеспечивает подъем и фиксацию консолей для улучшения маневренности на плаву и не выходит за габариты центроплана. Такие компоновки, но нашему опыту, позволяют достичь довольно высокое аэродинамическое качество на малых относительных высотах от экрана (порядка 0,1 средней аэродинамической хорды крыла), но имеют слабую «привязку» к экрану, что делает проблематичным продолжительный устойчивый полет на экранных высотах без довольно сложной для таких компоновок системы автоматического управления движением, особенно в условиях ветро-волновых возмущений. Большая толщина профиля центроплана, обусловленная размещением в нем двигателей снижает аэродинамическое качество и «привязку» к экрану. Т.е. данный экранолет в условиях ветро-волновых возмущений не может безопасно эксплуатироваться на малых экранных высотах полета, где он имеет наибольшие величины аэродинамического качества и, следовательно, экономичность. На внеэкранных высотах его аэродинамическое качество значительно уменьшается, и он становится неэкономичным.Known ekranolet, patent RU 099217, IPC B60V 1/08, B64C 39/00, B64C 25/54, B64C 3/56, publ. 12/20/1997, comprising a composite wing, including a center wing and consoles, tail unit, fuselage, takeoff and landing device, a power plant, the engines of which are located in the center section and connected to propellers in the form of screws in the ring by means of an intermediate shaft and two-stage hinges, the axes of which coincide with the axis of the rotary pylons on which the propulsors are mounted. The take-off and landing device is made in the form of floats, including a flexible ski, connected to the float body with flexible casing, as well as an elastic element and a two-link mechanism. Partitions inside the case form closed chambers, each of which has a shock-absorbing valve. The wing folding drive provides lifting and fixing the consoles to improve maneuverability afloat and does not go beyond the dimensions of the center section. Such arrangements, but in our experience, make it possible to achieve rather high aerodynamic quality at low relative altitudes from the screen (of the order of 0.1 of the average aerodynamic chord of the wing), but have weak “attachment” to the screen, which makes long-term stable flight at screen heights difficult without quite complex for such assemblies automatic motion control systems, especially in conditions of wind-wave disturbances. The large thickness of the center section profile, due to the placement of engines in it, reduces the aerodynamic quality and “binding” to the screen. Those. This ekranolet under the conditions of wind-wave disturbances cannot be safely operated at low screen altitudes, where it has the highest values of aerodynamic quality and, consequently, efficiency. At off-screen altitudes, its aerodynamic quality is significantly reduced, and it becomes uneconomical.

В качестве прототипа принято транспортное средство на динамической воздушной подушке - авторское свидетельство СССР SU 786768, МПК B60V 1/08, опубл. 27.07.1996. Транспортное средство (фиг.1, 2, 3) содержит фюзеляж 1 с хвостовым оперением, состоящим из вертикального оперения 2 с рулем направления и горизонтального оперения 3, несущее крыло 4 с закрылками и расположенными на нем автомобильными двигателями 5, соединенными с движителями карданными валами 6. С торцов крыла смонтированы боковые скеги 7, нижние части которых и фюзеляжа образованы пневмобаллонами 8, 9. Крыло выполнено прямоугольным в плане с размахом, равным 0,8..1,2 хорды и с S-образным профилем. Параметры хвостового горизонтального оперения и места его установки зависят от хорды и площади крыла. Движители - воздушные винты 10 в кольцевых насадках 11 с управляемыми горизонтальными лопатками 12 установлены на пилоне 13 перед крылом на расстоянии 1,7…2,2 диаметра винта под углом, соединены валопроводами 6 с двигателями 5 и снабжены поворотно-подъемным механизмом. Транспортное средство является амфибийным, основной режим движения - полет с «поддувом» иод крыло отклоненных поворотными лопатками струй от воздушных винтов на микрозазоре от экранирующей поверхности. Недостатком данного транспортного средства является невысокая экономичность и низкая мореходность, которые существенно снижают его транспортную эффективность. Крыло малого удлинения со слабонесущим S-образным профилем (с максимальной толщиной на 30% хорды и весьма тонким на оставшейся части хорды) имеет низкий коэффициент подъемной силы, который недостаточен для выполнения полета со спецификационной скоростью и соответственно невысокую величину аэродинамического качества, которая требует значительной величины мощности двигателей. Дополнительная подъемная сила на крыле в полете создается отклонением закрылков на угол, при котором задняя кромка крыла находится в положении профиля без S-образности (при этом средняя линия профиля получается ломанной), а также за счет «поддува» струй от винтов под крыло. На насадках винтов и установленных за ними отклоненных в полете горизонтальных лопатках также создается дополнительная подъемная сила. Однако, насадки винтов с горизонтальными лопатками являются дестабилизаторами, ухудшающими характеристики устойчивости на основном режиме движения. На режиме полета с «поддувом» и отклоненными закрылками и горизонтальными лопатками на микрозазоре (относительная высота задней кромки крыла 0.065…0.075 хорды) данное транспортное средство имеет достаточную для полета со спецификационной скоростью величину подъемной силы и удовлетворительные аэродинамическое качество, характеристики устойчивости и экономичность. Даже незначительное увеличение высоты полета сопровождается резким снижением величины подъемной силы и аэродинамического качества, вследствие чего возникает дефицит тяги, и транспортное средство возвращается на исходную микровысоту, что, собственно, и гарантирует невыход из области устойчивых режимов полета, безопасность полета. Однако это обстоятельство также гарантирует низкую мореходность. Кроме того примененные на транспортном средстве автомобильные двигатели для обеспечения необходимой для полета величины тяги винтов работают на максимальных оборотах, что снижает их ресурс.As a prototype, a vehicle with a dynamic air cushion was adopted — USSR author's certificate SU 786768, IPC B60V 1/08, publ. 07/27/1996. The vehicle (Figs. 1, 2, 3) contains a fuselage 1 with a tail unit, consisting of a vertical unit 2 with a rudder and a horizontal unit 3, a wing wing 4 with flaps and automobile engines 5 located on it, connected to propeller shafts 6 The side skegs 7 are mounted from the wing ends, the lower parts of which and the fuselage are formed by pneumocylinders 8, 9. The wing is made rectangular in plan with a span equal to 0.8..1.2 chords and with an S-shaped profile. The parameters of the horizontal tail and the place of its installation depend on the chord and wing area. Movers - propellers 10 in the annular nozzles 11 with controlled horizontal blades 12 are mounted on the pylon 13 in front of the wing at a distance of 1.7 ... 2.2 diameters of the screw at an angle, connected by shafting 6 to the engines 5 and equipped with a rotary lifting mechanism. The vehicle is amphibious, the main mode of movement is flying with a “blown” iodine wing deflected by the rotary blades of the jets from the propellers at the micro-clearance from the screening surface. The disadvantage of this vehicle is its low profitability and low seaworthiness, which significantly reduce its transport efficiency. A wing of small elongation with a weakly bearing S-shaped profile (with a maximum thickness of 30% chord and very thin on the remaining part of the chord) has a low lift coefficient, which is insufficient to perform a flight at a specification speed and, accordingly, a low value of aerodynamic quality, which requires a significant amount engine power. Additional lifting force on the wing in flight is created by deflecting the flaps at an angle at which the trailing edge of the wing is in the profile position without S-shape (the middle profile line is thus broken), as well as due to the "blowing" of the jets from the wing screws. An additional lifting force is also created on the screw nozzles and the horizontal blades deflected in flight behind them. However, horizontal blade propeller attachments are destabilizing agents that degrade stability characteristics in the main driving mode. In the “blown” flight mode with deflected flaps and horizontal blades on the microgap (relative height of the trailing edge of the wing is 0.065 ... 0.075 chords), this vehicle has sufficient lift for a flight with a specified speed and satisfactory aerodynamic quality, stability characteristics and economy. Even a slight increase in flight altitude is accompanied by a sharp decrease in lift and aerodynamic quality, resulting in a deficit in traction, and the vehicle returns to its original micro-altitude, which, in fact, ensures safe flight conditions. However, this circumstance also guarantees low seaworthiness. In addition, automobile engines used in vehicles to provide the propeller thrust required for flight operate at maximum speeds, which reduces their resource.

Целью (задачей) полезной модели является улучшение мореходных качеств названного прототипа - экраноплана типа "A" по классификации ИМО (серийно строившегося экраноплана "Волга-2",) за счет повышения аэродинамического качества и увеличения диапазона высот экранного полета, в котором обеспечивается безопасность его эксплуатации, а также повышения экономической эффективности. При этом обеспечивается увеличение ходового времени и расширение района эксплуатации.The purpose (objective) of the utility model is to improve the seaworthiness of the named prototype — the WIG type A according to the IMO classification (the Volga-2 ekranoplane built in series), by increasing the aerodynamic quality and increasing the altitude range of the screen flight, which ensures its safe operation as well as improving economic efficiency. This ensures an increase in running time and expansion of the area of operation.

Решение задачи достигается тем, что в экраноплане, содержащем корпус, несущее прямоугольное или трапецевидное крыло малого удлинения λ=0,8…1,0 (монокрыло), оперение, двигательную установку, согласно сути заявляемой полезной модели экраноплана (фиг.4, 5, 6), вместо монокрыла применяется составное крыло, примерно, той же площади, но существенно большего удлинения λ=2,8…3.0. В отличие от монокрыла у составного крыла выделяется центроплан малого удлинения λ_ц/пл=0.7…1.0, к которому пристыковываются консоли, существенно увеличивающие размах крыла и за счет которых удлинение составного крыла достигает величин λ_ск=2,8…3.0. На долю консолей приходится (20…30)% площади составного крыла. Центроплан имеет концевые шайбы и оборудован однощелевыми закрылками. Консоли оборудуются концевыми устройствами в виде концевых шайб или в виде крыльевых элементов либо их комбинацией (фиг.7 - вариант концевого устройства). Верхняя поверхность центроплана без уступов переходит в верхнюю поверхность переходной части консоли (наплыва) и собственно консоли. Верхняя дужка корневого сечения наплыва совпадает с верхней дужкой концевого сечения центроплана, при этом хвостик профиля наплыва находится на верхней дужке профиля центроплана. По нижней поверхности профиль наплыва совпадает с профилем концевого сечения центроплана в носовой части профиля. Консоли имеют стреловидность по передней и задней кромкам, небольшую положительную V-образность и положительную крутку, при которой геометрический угол атаки по размаху консоли увеличивается от корневого сечения наплыва до ее концевого сечения. Такая компоновка составного крыла позволяет максимально использовать энергию концевого вихря центроплана для увеличения угла атаки и соответственно повышения несущих свойств консоли, а также создание составляющей вектора подъемной силы в направлении движения. На фиг.8 - сочетание профилей конца центроплана и корня наплыва консоли (внешняя сторона скег), (Vп - направление и скорость полета, ΔW - скорость вихреобразующего потока); показаны хорда корня 23 наплыва, контур профиля корня 24 наплыва, плоскость хорд 25 центроплана. При этом имеет место обратное влияние консоли на центроплан, в результате которого происходит перераспределение нагрузки на центроплане.The solution to the problem is achieved by the fact that in the ekranoplane containing the hull, bearing a rectangular or trapezoidal wing of small elongation λ = 0.8 ... 1.0 (single wing), plumage, propulsion system, according to the essence of the claimed utility model of ekranoplan (figure 4, 5, 6), instead of a single wing, a composite wing is used, approximately the same area, but with a significantly greater elongation λ = 2.8 ... 3.0. In contrast to the single-wing, a small wing center wing stands out, λ _{c / pl} = 0.7 ... 1.0, to which the consoles dock, which significantly increase the wing span and due to which the elongation of the composite wing reaches λ _sk = 2.8 ... 3.0. Consoles account for (20 ... 30)% of the total wing area. The center section has end washers and is equipped with single-slotted flaps. The consoles are equipped with end devices in the form of end washers or in the form of wing elements or their combination (Fig. 7 is an embodiment of the end device). The upper surface of the center section without steps passes into the upper surface of the transitional part of the console (influx) and the console itself. The upper arch of the root section of the influx coincides with the upper arch of the end section of the center section, while the tail of the influx profile is on the upper arch of the profile of the center section. On the lower surface, the influx profile coincides with the profile of the end section of the center section in the bow of the profile. The consoles have sweep along the front and rear edges, a small positive V-shape and a positive twist at which the geometric angle of attack along the span of the console increases from the root section of the influx to its end section. This arrangement of the composite wing allows you to maximize the use of the energy of the end vortex of the center section to increase the angle of attack and, accordingly, increase the bearing properties of the console, as well as creating a component of the lift vector in the direction of movement. On Fig - a combination of the profiles of the end of the center section and the root of the influx of the console (the outer side of the skeg), (Vп - the direction and speed of flight, ΔW - the speed of the swirl flow); shows the chord of the root of the influx 23, the contour of the profile of the root 24 of the influx, the plane of the chords 25 of the center section. In this case, the console has an opposite effect on the center section, as a result of which the load is redistributed on the center section.

В результате взаимодействия концевых вихрей центроплана и консолей уменьшается их энергия и соответственно индуктивное сопротивление.As a result of the interaction of the end vortices of the center section and the consoles, their energy and, correspondingly, inductive resistance decrease.

Центроплан с концевыми шайбами и отклоненным однощелевым закрылком обеспечивает создание воздушной подушки за счет поддува струй от поворотных винтов в насадках под центроплан составного крыла при старте экраноплана, а также прирост подъемной силы составного крыла в полете с приближением к экрану. Подъемная сила составного крыла возрастает с приближением к экрану как за счет ее увеличения непосредственно на центроплане, так и за счет обусловленного этим эффектом увеличения интенсивности концевых вихрей центроплана, которые увеличивают скос потока и угол атаки консолей и, соответственно, их вклад в подъемную силу. Т.е. консоли испытывают влияние экрана непосредственно и через интенсивность концевых вихрей центроплана. Вторая составляющая имеет предел, зависящий от размаха консолей. В отличие от монокрыла с составного крыла сходят не два, а четыре концевых вихря: с центроплана и консолей. В результате взаимодействия концевых вихрей центроплана и консолей индуктивное сопротивление составною крыла существенно меньше, чем у монокрыла. Величина полного сопротивления составного крыла на (20…40)% меньше сопротивления монокрыла. Аэродинамическое качество К составного крыла на 4…7 единиц (в зависимости от высоты полета) больше К монокрыла при более раномерном изменении К составного крыла с высотой от экрана. Концевые устройства консолей типа концевых шайб или крыльевых элементов, как установлено нашими исследованиями, дополнительно повышают аэродинамическое качество составного крыла на ΔК=1.5…2 единицы.A center wing with end washers and a rejected single-slot flap provides the creation of an air cushion by blowing jets from the rotary screws in the nozzles for the center wing of a composite wing at the start of an ekranoplan, as well as an increase in the lifting force of the composite wing in flight as it approaches the screen. The lifting force of the composite wing increases with approaching the screen both due to its increase directly on the center section, and due to the increase in the intensity of the center section end vortices due to this effect, which increase the bevel of the stream and the angle of attack of the consoles and, accordingly, their contribution to the lifting force. Those. the consoles are affected by the screen directly and through the intensity of the center-wing end vortices. The second component has a limit, depending on the size of the consoles. In contrast to the single wing, not two, but four end vortices leave the composite wing: from the center section and consoles. As a result of the interaction of the end vortices of the center section and the consoles, the inductive resistance of the composite wing is significantly less than that of the single wing. The value of the impedance of a compound wing is (20 ... 40)% less than the resistance of a single wing. The aerodynamic quality K of the composite wing is 4 ... 7 units (depending on the flight altitude) greater than the K of the single wing with a more uniform change in the K of the composite wing with height from the screen. The end devices of consoles such as end washers or wing elements, as established by our research, additionally increase the aerodynamic quality of the composite wing by ΔK = 1.5 ... 2 units.

На взлетно-посадочных режимах для увеличения подъемной силы крыла выпускаются однощелевые закрылки центроплана. Применение в качестве несущего крыла экраноплана составного крыла согласно сути полезной модели обеспечивает экраноплану аэродинамическое качество экранного полета К=15…18 (в зависимости от высоты полета, зависящей от степени волнения), что позволяет при сохранении мощности силовой установки экраноплана с монокрылом малого удлинения использовать в полете экономичный режим работы двигателей, в результате чего существенно повышается экономическая эффективность экраноплана и увеличивается ресурс автомобильных двигателей. Высокое качество составного крыла позволяет отказаться от применения поворотных лопаток прототипа, которые обеспечивали прототипу повышение подъемной силы за счет ее прироста на отклоненных лопатках и поддува струй винтов под крыло в полете. При этом аэродинамическое качество при поддуве выше, чем без него, хотя приводит к потере горизонтальной составляющей тяги и работе двигателей в полете на режиме максимальных оборотов.In take-off and landing modes, single-wing center-wing flaps are issued to increase the wing lift. The use of a composite wing as a supporting wing according to the essence of the utility model provides an aerodynamic quality of a screen flight of K = 15 ... 18 (depending on the flight altitude, depending on the degree of excitement), which, while maintaining the power of the propulsion system of a winged wing with a small elongation wing, can in flight, an economical operation mode of engines, as a result of which the economic efficiency of the ekranoplan significantly increases and the resource of automobile engines increases. The high quality of the composite wing allows you to abandon the use of rotary blades of the prototype, which provided the prototype with an increase in lift due to its growth on deflected blades and blowing jets of screws under the wing in flight. At the same time, the aerodynamic quality with blowing is higher than without it, although it leads to a loss of the horizontal component of the thrust and the operation of the engines in flight at maximum speed.

С целью расширения области устойчивых режимов полета и повышения мореходности на экраноплане предусматривается применение системы автоматизированного управления движением (САУД), работающей в режиме стабилизации тангажа и курса. Для обеспечения режима стабилизации тангажа САУД на горизонтальном оперении устанавливается руль высоты. В ручном управлении руль высоты не участвует.In order to expand the area of stable flight regimes and increase seaworthiness on an ekranoplane, it is planned to use an automated motion control system (SAUD) operating in the mode of stabilization of pitch and course. To ensure the stabilization mode of the SAUD pitch, the elevator is installed on the horizontal tail. In manual control, the elevator is not involved.

Управление экранопланом осуществляет один человек (судоводитель): в продольном канале - только тягой двигателей, в боковом - рулем направления.The ekranoplan is controlled by one person (boatmaster): in the longitudinal channel - only by engine thrust, in the side - by the rudder.

Большая по сравнению с прототипом мореходность обеспечивает увеличение ходового времени и расширение района эксплуатации в сочетании с лучшей топливной эффективностью, что позволяет компенсировать удорожание катера-экраноплана от усложнения конструкции и применения САУД.Greater seaworthiness compared to the prototype provides an increase in running time and an expansion of the operating area, combined with better fuel efficiency, which makes it possible to compensate for the increase in the price of the ekranoplan boat from the complexity of the design and application of SAUD.

Полезная модель иллюстрируется чертежами:The utility model is illustrated by drawings:

На фиг.1, 2, 3 - изображена компоновка прототипа с монокрылом λ=1;In figure 1, 2, 3 - shows the layout of the prototype with a single-wing λ = 1;

На фиг.4, 5, 6 - изображена компоновка заявляемого экраноплана с составным крылом λ=2.8…3.0.Figure 4, 5, 6 - shows the layout of the inventive ekranoplan with a composite wing λ = 2.8 ... 3.0.

Компоновка с составным крылом содержит: корпус 1 с надувным баллонетом 9 по нижней поверхности, крыло 4, выполненное составным, хвостовое оперение, включающее киль 14 с рулем направления 15, и горизонтальное оперение 3 с рулем высоты 16, движительную установку с поворотными винтами 10 в насадках 11, установленную на пилоне 13 в носовой части корпуса и соединенную валопроводом 6 с расположенными на центроплане 17 двигателями 5; поворот винтов в насадках осуществляется совместно с пилоном приводным электромеханизмом;An assembly with a composite wing comprises: a body 1 with an inflatable balloon 9 on the lower surface, a wing 4 made integral, a tail unit comprising a keel 14 with a rudder 15, and a horizontal tail unit 3 with a rudder 16, a propulsion system with rotary screws 10 in the nozzles 11 mounted on a pylon 13 in the bow of the housing and connected by a shaft 6 to the engines 5 located on the center section 17; the rotation of the screws in the nozzles is carried out in conjunction with a pylon driven electromechanism;

составное крыло 4 содержит:composite wing 4 contains:

центроплан 17, его площадь составляет (70…80)% площади составного крыла, удлинение λ=0.7…1.0, относительная толщина профиля

, угол стреловидности передней кромки χ_пк=0…15°, угол стреловидности задней кромки χ_зк=0…-15°, угол установки к основной плоскости (ОП) α_уст=3°…6°;center section 17, its area is (70 ... 80)% of the area of the composite wing, elongation λ = 0.7 ... 1.0, the relative thickness of the profile

, the sweep angle of the leading edge χ _pc = 0 ... 15 °, the sweep angle of the trailing edge χ _zk = 0 ... -15 °, the installation angle to the main plane (OP) α _set = 3 ° ... 6 °;

центроплан имеет концевые шайбы 18 с надувными иневмобаллонами 8 по их нижним поверхностям и оборудован однощелевыми закрылками 19;the center section has end washers 18 with inflatable balloons 8 along their lower surfaces and is equipped with single-slot flaps 19;

переходную часть консоли - наплыв 20, площадь которого составляет (6…9)% площади крыла, удлинение λ=0.65…1.0, относительная толщина профиля (10…13)%, угол V-образности ψ_н=3°…8°, стреловидность передней кромки χ_пк=50…70°, стреловидность задней кромки χ_зк=0…20°, положение корневой хорды 23 наплыва (фиг.8) относительно концевой хорды центроплана вследствие больших местных углов атаки характеризуется отрицательным углом заклинки,

_зак=-2.5…-4.5°, при котором угол установки корневой хорды 23 наплыва к ОП α_уст ^напл=0.5°…2.5°, что позволяет отодвинуть отрыв потока с наплыва за пределы эксплуатационного диапазона углов атаки, профиль корневого сечения 24 наплыва (фиг.8) формируется таким образом, что точка его хвостика находится на линии верхней дужки концевой хорды центроплана, верхние дужки корневого сечения наплыва, и концевого сечения центроплана совпадают, их нижние дужки совпадают лишь в носовой части профиля, профиль корневого сечения наплыва с положительной круткой переходит в профиль корневого сечения собственно консоли 21, которая также имеет положительную крутку - угол установки концевого сечения консоли α_уст ^кон=2.5°…3.5°, относительная площадь консолей (14…20)% площади крыла, удлинение λ=3…4, относительная толщина профиля (8…12)% (профиль RAF - 38 либо П-301М), угол V-образности ψ_н=3°…8°, стреловидность передней кромки χ_пк=15…40°, положительная крутка консоли выполняется по линейному закону от корневого сечения наплыва к концевому сечению консоли, а также законы крутки наплыва и консоли могут отличаться друг от друга - при этом они формируются в пределах выше приведенных значений углов установки корневого и концевого сечений.transitional part of the cantilever - influx 20, whose area is (6 ... 9)% of the wing area, elongation λ = 0.65 ... 1.0, relative profile thickness (10 ... 13)%, V-angle ψ _n = 3 ° ... 8 °, sweep the leading edge χ _pc = 50 ... 70 °, the sweep of the trailing edge χ _zk = 0 ... 20 °, the position of the root chord 23 of the influx (Fig. 8) relative to the end chord of the center section due to large local angles of attack is characterized by a negative angle of the spell,

_zak = -2.5 ... -4.5 °, at which the angle of installation of the root chord 23 of the influx to the OP α _mouth ^napl = 0.5 ° ... 2.5 °, which allows you to move the flow separation from the influx outside the operational range of the angle of attack, the profile of the root section is 24 influx (Fig .8) it is formed in such a way that the point of its tail is on the line of the upper arch of the end chord of the center section, the upper arches of the root section of the influx coincide, their lower sections of the center section coincide, their lower arches coincide only in the bow of the profile, the profile of the root section of the influx with a positive twist n goes into the profile of the root section of the console 21 itself, which also has a positive twist - the angle of installation of the console console end section α _mouth ^con = 2.5 ° ... 3.5 °, the relative console area (14 ... 20)% of the wing area, the elongation λ = 3 ... 4, the relative profile thickness (8 ... 12)% (RAF profile - 38 or P-301M), V-angle ψ _n = 3 ° ... 8 °, sweep of the leading edge χ _pc = 15 ... 40 °, positive twist of the console is performed according to the linear law from the root section of the influx to the end section of the console, as well as the laws of twist of the influx and the console may differ from each other - while they are formed within the above values of the installation angles of the root and end sections.

За счет большой стреловидности передней кромки наплыва консоли смещены ближе к хвостику концевого сечения центроплана за центр масс экраноплана с целью увеличения аэродинамического качества, положительного межфокусного расстояния и создания дополнительного к стабилизатору демпфирующего момента.Due to the large sweep of the leading edge of the influx, the cantilevers are shifted closer to the tail end section of the center wing beyond the center of mass of the winged wing in order to increase aerodynamic quality, positive interfocal distance and create an additional damping moment to the stabilizer.

Концевые устройства 22 консолей выполняются в виде односторонних концевых шайб, расположенных вниз от плоскости хорд консоли, перпендикулярной ей, в виде стреловидных крыльевых элементов, отклоненных на угол φ_ку=10°…15° наружу от диаметральной плоскости экраноплана и под углом ψ_ку=3°…5° наружу от концевой хорды консоли, а также комбинации шайб и крыльевых элементов.The end devices 22 of the consoles are made in the form of one-sided end washers located downward from the plane of the chords of the console perpendicular to it, in the form of arrow-shaped wing elements deflected by an angle φ _ku = 10 ° ... 15 ° outward from the diametrical plane of an ekranoplan and at an angle ψ _ku = 3 ° ... 5 ° outward from the terminal chord of the console, as well as a combination of washers and wing elements.

Claims

1. An ekranoplane comprising a body with an inflatable balloon on the lower surface, a supporting wing, vertical and horizontal feathers and a propulsion system, characterized in that the supporting wing is made integral, consisting of a center section of small elongation λ _tspl = 0.7 ... 1.0 with skegs equipped the bottom of the bellows, it is functionally the endplate, and consoles considerably smaller chord wing increasing elongation to _sa λ = 2.8 ... 3.0, constituting 20-30% of the total wing area formed from sagging with Olsha swept leading edge (χ _nk = 50 ... 70 °), the root profile is on linear forming passes in profile consoles, and actually consoles with swept leading edge χ _nk = 15 ... 40 °, sweep general trailing edge χ _sk = 0 ... 20 °, having a positive V-shape - the inclination relative to the plane of the chords of the center section φ _kon = 3 ° ... 8 °, and equipped with end devices.

2. Wing according to claim 1, characterized in that the end devices mounted on the consoles in their end sections are made in the form of one-sided downward end washers perpendicular to the plane of the console chords, or swept wing elements deflected by an angle φ _KU = 10 ° ... 15 ° outward from the diametrical plane of the ekranoplan and at an angle ψ _KU = 3 ° ... 5 ° outward from the terminal chord of the console, or a combination of washers and wing elements.

3. The ekranoplan according to claim 2, characterized in that the consoles are docked with the center section on the outer surface of the skegs so that the tail of the inlet profile is on the upper arch of the center section, while the upper arch of the root section profile of the influx coincides with the upper arch of the end section profile of the center section , on the lower arch, the influx profile coincides with the profile of the center section only in the nose, and the position of the root chord of the influx relative to the end chord of the center section is characterized by a negative angle of the span Δα _zak = -2.5 ° ... -4.5 ° (the value of the angle of the spell depends on the thickness of the profile of the center section and the ratio of the chords of the influx and center section).

4. Wing according to claim 3, characterized in that the consoles of the composite wing have sweep along the front and rear edges and are shifted closer to the tail end section of the center section beyond the center of mass of the winged wing.

5. Wing according to claim 4, characterized in that the console is attached with a linear positive twist relative to the trailing edge towards the end chord, while the values of the installation angles of the end section relative to the main plane are 2.5 ° ... 3.5 °.

6. An ekranoplan according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is equipped with an automated control system (SAUD) operating in pitch and course stabilization mode, involving the installation of a rudder on the horizontal tail of the ekranoplan and controlled by one person (boatmaster): in the longitudinal channel - only by engine thrust, in the lateral - by the rudder.