RU2028965C1

RU2028965C1 - Amphibian aircraft

Info

Publication number: RU2028965C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Беляев; С.В. Корнилов
Original assignee: Нижегородский государственный авиастроительный завод "Сокол"
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: aircraft industry. SUBSTANCE: amphibian aircraft has fuselage, center-wing section and outer wing panel, power plant, tail unit and wheeled landing gear with control mechanisms. Rigidly secured on lower surface of center-wing section along its axis of symmetry are pylons. Immovably fixed on lower edges of pylons are hydrofoils inside which landing gear control mechanisms are arranged. EFFECT: enhanced reliability. 7 dwg

Description

Изобретение относится к самолетостроению. The invention relates to aircraft construction.

Известен гидросамолет-амфибия [1] , выполненный по классической схеме самолета-амфибии с фюзеляжем лодочного типа и выпускающимися из консоли крыла поддерживающими на плаву поплавками-лыжами, при этом выход самолета на поверхность воды и разгон до скорости отрыва происходит за счет избыточного водоизмещения фюзеляжа и выпускаемых поплавков. Known seaplane amphibian [1], made according to the classical scheme of an amphibious aircraft with a boat fuselage and issued from the wing console supporting the floats-skis afloat, while the aircraft goes to the water surface and accelerates to the separation speed due to the excess displacement of the fuselage and produced floats.

Недостаток известного самолета - низкая весовая отдача и летные характеристики из-за повышенного аэродинамического сопротивления водоизмещающего корпуса и наличия поплавков, которые необходимы на взлете, но в полете не выполняют полезных функций. A disadvantage of the known aircraft is its low weight and flight characteristics due to the increased aerodynamic drag of the displacement hull and the presence of floats, which are necessary on take-off, but do not perform useful functions in flight.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является самолет с шасси на воздушной подушке, который содержит фюзеляж, центроплан, консоли крыла, хвостовое оперение и силовую установку [2]. The closest in technical essence to the claimed solution is an airplane with an air-cushioned chassis, which contains the fuselage, center wing, wing consoles, tail unit and power unit [2].

Для преодоления лобового сопротивления известного летательного аппарата, создаваемого кольцевым ограждением, и обеспечения эффекта воздушной подушки при движении по взлетно-посадочной поверхности необходимо значительное увеличение мощности силовой установки, что связано с увеличением веса летательного аппарата и снижением его летных характеристик. To overcome the frontal resistance of a known aircraft created by an annular enclosure, and to ensure the effect of an air cushion when moving along the take-off and landing surface, a significant increase in the power of the power plant is necessary, which is associated with an increase in the weight of the aircraft and a decrease in its flight characteristics.

Целью изобретения является создание самолета-амфибии экономичной схемы путем уменьшения веса и улучшения аэродинамических характеристик. The aim of the invention is the creation of an amphibious aircraft economical scheme by reducing weight and improving aerodynamic characteristics.

Цель достигается тем, что самолет-амфибия, содержащий фюзеляж, выполненный в виде крыла малого удлинения, центроплан, консоли крыла, силовую установку, хвостовое оперение, шасси с механизмами управления, снабжен пилонами, расположенными по бокам центроплана и вдоль его оси симметрии, жестко закрепленными на его нижней поверхности и снабженными неподвижно закрепленными на нижних торцах пилонов подводными крыльями, при этом шасси выполнено колесным, а механизмы управления шасси размещены внутри пилонов. The goal is achieved in that the amphibious aircraft containing the fuselage, made in the form of a wing of small elongation, center wing, wing console, powerplant, tail, landing gear with control mechanisms, equipped with pylons located on the sides of the center wing and along its axis of symmetry, rigidly fixed on its lower surface and equipped with hydrofoils fixedly fixed on the lower ends of the pylons, the chassis is wheeled and the chassis control mechanisms are located inside the pylons.

На фиг.1 изображен самолет-амфибия, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.3 показано положение самолета-амфибии на плаву в состоянии покоя; на фиг. 4 показан самолет-амфибия в положении выхода на глиссирование; на фиг. 5 показано положение самолета-амфибии в режиме глиссирования на подводных крыльях; на фиг.6 - положение самолета-амфибии в режиме динамической воздушной подушки; на фиг.7 - положение самолета-амфибии в момент завершения пробега на воде при посадке. Figure 1 shows an amphibious aircraft, a General view; FIG. 2 is a view A of FIG. 1; figure 3 shows the position of the amphibious aircraft afloat at rest; in FIG. 4 shows an amphibious aircraft in a planing exit position; in FIG. 5 shows the position of an amphibious aircraft in hydrofoil planing mode; figure 6 - position of the amphibious aircraft in the mode of dynamic air cushion; Fig.7 - the position of the amphibious aircraft at the time of completion of the run on water during landing.

Предлагаемый самолет-амфибия имеет фюзеляж 1, выполняющий одновременно функции центральной части крыла и водоизмещающей части для плавучести. В нижней части по бокам фюзеляжа неподвижно установлены два пилона 2 и один носовой пилон 3, внутри которых размещены механизмы управления основных колес шасси 4 и носового колеса шасси 5. В крайних нижних уровнях пилонов неподвижно установлены подводные крылья - основные 6 и носовое 7. The proposed amphibious aircraft has a fuselage 1, which simultaneously performs the functions of the central part of the wing and the displacement part for buoyancy. In the lower part, on the sides of the fuselage, two pylons 2 and one nose pylon 3 are fixedly mounted, inside of which are located the control mechanisms of the main wheels of the chassis 4 and the nose wheel of the chassis 5. In the lowermost levels of the pylons, hydrofoils are fixedly installed - the main 6 and nose 7.

Силовая установка самолета-амфибии 8 устанавливается с учетом прохождения оси винта через пересечение вертикального и горизонтального оперения, имеющего соответственно рули направления 9 и высоты 10. The power plant of the amphibian aircraft 8 is installed taking into account the passage of the axis of the propeller through the intersection of the vertical and horizontal plumage, which respectively have rudders of direction 9 and height 10.

Самолет-амфибия в состоянии покоя на воде стоит частично погруженный задней частью фюзеляжа 1 (фиг.3). The amphibian at rest on the water is partially submerged by the rear of the fuselage 1 (figure 3).

Для обеспечения движения вперед увеличиваются обороты силовой установки, воздушный поток от которой отбрасывается назад, проходя через пересечение вертикального и горизонтального оперения. Далее для выхода на глиссирование пилот отключает ручку управления на себя, отклоняя тем самым руль 10 высоты на угол δ , отчего на горизонтальном оперении возникает управляющая аэродинамическая сила, под воздействием которой самолет-амфибия устанавливается по отношению к водной поверхности под углом выхода на глиссирование γ, при этом уменьшается площадь смачивания фюзеляжа 1. To ensure forward movement, the revolutions of the power plant are increased, the air flow from which is thrown back, passing through the intersection of the vertical and horizontal plumage. Next, to exit to planing, the pilot turns off the control knob toward himself, thereby deflecting the elevator 10 by an angle δ, which causes a controlling aerodynamic force on the horizontal tail, under the influence of which the amphibian is set relative to the water surface at the angle of approach to planing γ, this decreases the wetting area of the fuselage 1.

По мере нарастания скорости от 0 до скорости эффективной работы подводных крыльев самолет-амфибия выходит на водную поверхность, преодолевая силовые факторы взаимодействия с водой. As the speed increases from 0 to the speed of effective operation of the hydrofoils, an amphibian aircraft reaches the water surface, overcoming the force factors of interaction with water.

К моменту выхода на глиссирование воздух, проходящий между водной поверхностью и нижней поверхностью центроплана 1, удерживаемый от перетекания с боков пилонами 2, благодаря сужению канала затормаживается, преобразуясь в давление, превосходящее атмосферное, т.е. Р_н > Р_о, и создавая эффект динамической воздушной подушки 11, способствующей вытеснению воды из-под фюзеляжа 1 и поднятию самолета-амфибии на подводные крылья 6 и 7, где Р_н - давление под фюзеляжем, величина которого зависит приблизительно от скорости самолета в квадрате Р_н ≈ f(V²), Р_о - давление внешней среды.By the time of going on planing, the air passing between the water surface and the lower surface of the center section 1, kept from flowing from the sides by the pylons 2, is inhibited due to the narrowing of the channel, transforming into a pressure exceeding atmospheric pressure, i.e. P _n > P _about , and creating the effect of a dynamic air cushion 11, which contributes to the displacement of water from under the fuselage 1 and the raising of the amphibian aircraft to hydrofoils 6 and 7, where P _n is the pressure under the fuselage, the magnitude of which depends approximately on the speed of the aircraft in squared P _n ≈ f (V ² ), P _{about the} pressure of the external environment.

При дальнейшем росте скорости силовые параметры воздушной подушки возрастают, отрывая самолет-амфибию поверхностями крыльев 6 и 7 от поверхности воды, обеспечивая тем самым в бесконтактном с водой движении быстрый прирост скорости и перевод на выдерживание и в набор высоты. With a further increase in speed, the force parameters of the air cushion increase, tearing off the amphibian plane with the surfaces of the wings 6 and 7 from the surface of the water, thereby ensuring a quick increase in speed and transfer to aging and climb when in contactless motion with water.

Дальнейший полет самолета-амфибии вплоть до прохождения точки выравнивания при посадке не отличается своей динамикой от самолета с убирающимися колесными шасси. The further flight of the amphibian aircraft up to the passage of the leveling point during landing does not differ in its dynamics from an aircraft with retractable wheeled landing gears.

При посадке на воду после прохождения точки выравнивания пилот, как и в случае с самолетом на колесном шасси, отклоняет ручку управления на себя, гася к моменту касания с водой вертикальную скорость, но касания подводными крыльями не происходит, так как этот момент характеризуется резким переходом аппарата в режим динамической воздушной подушки и самолет продолжает в этом режиме движение, гася постепенно определенную часть собственной кинетической энергии до контакта с водой подводными крыльями 6 и 7. When landing on water after passing the alignment point, the pilot, as in the case of an airplane on a wheeled chassis, deflects the control handle toward itself, extinguishing vertical speed by the time it touches the water, but does not touch the hydrofoils, since this moment is characterized by a sharp transition of the device into the dynamic air cushion mode and the aircraft continues to move in this mode, gradually extinguishing a certain part of its own kinetic energy until the hydrofoils 6 and 7 come in contact with water.

При касании воды крыльями начинается второй этап гашения кинетической энергии, более значительный, чем первый. When the wings touch the water, the second stage of the extinction of kinetic energy begins, more significant than the first.

При этом самолет движется замедленно на крыльях, поддерживаемый динамической воздушной подушкой до касания нижней поверхности хвостовой части центроплана 1 с водой. In this case, the aircraft moves slowly on the wings, supported by a dynamic air cushion until the lower surface of the rear part of the center section 1 touches water.

Далее с падением скорости самолета быстро гасится эффект воздушной подушки, оставшаяся собственная кинетическая энергия - до 0. Этому способствует быстро возрастающий, сопровождающийся увеличением площади смачивания контакт с водой, отчего полная остановка самолета характеризуется небольшим клевком (фиг.7) и дальнейшим возвратом в исходное состояние (фиг.3). Then, with the decrease in the speed of the aircraft, the air cushion effect is quickly extinguished, the remaining kinetic energy - up to 0. This is facilitated by the rapidly increasing contact with water, accompanied by an increase in the wetting area, which makes the airplane completely stop with a small peck (Fig. 7) and then return to its original state (figure 3).

Предлагаемая конструкция самолета-амфибии благодаря отсутствию в ее компоновке специальных водоизмещающих устройств, предназначенных только для осуществления взлета и посадки, позволяет снизить вес конструкции, увеличив тем самым долю коммерческой нагрузки, а также повысить аэродинамическое качество самолета за счет отсутствия в компоновке упомянутых взлетно-посадочных устройств, выполняющих в полете лишь функции источника дополнительного аэродинамического сопротивления, включая в работу крыла поверхности центроплана, и установки по бокам в нижней части фюзеляжа пилонов как препятствий против перетекания давления на взлете с центральной части на консоли, что ведет к увеличению циркуляции в центральной части крыла. The proposed design of an amphibious aircraft due to the lack of special displacement devices designed only for takeoff and landing, allows to reduce the weight of the structure, thereby increasing the share of the commercial load, and also to increase the aerodynamic quality of the aircraft due to the absence of the mentioned take-off and landing devices in the layout performing in flight only the functions of a source of additional aerodynamic drag, including the wing of the center section surface, and setting and sides of the bottom of the fuselage as the pylons obstacles against overflow pressure at the central take-off part of the console, which leads to increased circulation in the central part of the wing.

Claims

AMPHIBIAN AIRPLANE containing a fuselage, center wing, wing consoles, powerplant, tail, landing gear with control mechanisms, while the fuselage is made in the form of a wing of small elongation, characterized in that the aircraft is equipped with pylons located on the sides of the center section and along its axis of symmetry rigidly fixed on its lower surface and equipped with hydrofoils fixedly mounted on the lower ends of the pylons, while the chassis is wheeled, and the chassis control mechanisms are located inside the pylons.