RU2116225C1 - Многоцелевой самолет-амфибия - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к морскому авиастроению и касается конструирования спасательных многоцелевых самолетов-амфибий. Сущность изобретения состоит в том, что у самолета, имеющего фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку и посадочный модуль со столбовым буем, последний согласно изобретению выполнен с постоянным водоизмещающим объемом-поплавком, разделенным цилиндрической герметичной переборкой на две полости: периферийную с гранулами из легкого газоплотного материала и центральную, отсеки которой по высоте соединены между собой люками и трапами. Торцы цилиндров буя имеют центрирующие кольца с уплотнениями и амортизаторами, например, пружинами. Верхние кольца поплавка и расположенные над ними секции буя имеют стопоры, фиксирующие положение секций в раздвинутом состоянии. Противовес подвижно прикреплен к нижней секции. Буй соединен с фюзеляжем быстроразъемными соединениями, например, типа шинно-пневматической муфты. В бортовых обтекателях фюзеляжа могут устанавливаться на уровне крыла подъемные вентиляторы, приводами соединенные с маршевыми двигателями. Днище фюзеляжа может иметь спасательные люки и посадочный люк над буем. Поверхности верхних секций и поплавка могут выполняться с ячейками, в которых могут располагаться надувные мешки. Технический результат от реализации изобретения состоит в расширении диапазона погодных условий при спасении людей, терпящих бедствие на воде. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к области морского авиастроения и может быть использовано для спасения людей, терпящих бедствие в океане.

Известен противолодочный самолет с вертикальным взлетом-посадкой 1041-133-1, содержащий фюзеляж, крыло, силовую установку с маршевыми двигателями и подъемными вентиляторами с механическим приводом, хвостовое оперение, (В. В. Володин и др. Характеристика транспортных самолетов вертикального взлета и посадки. Рига, 1972 г, стр. 187).

Недостатком этого самолета является непригодность его для спасения людей, терпящих бедствие на воде вдали от берегов как в силу ограниченной дальности полета, так и из-за неприспособленности к посадке на воду и приему на борт спасаемых из-за отсутствия на нем спасательного оборудования и средств.

Известен многоцелевой самолет-амфибия ОКБ имени Г. М. Бериева А-40, предназначенный, в том числе, и для поисково-спасательных операций, содержащий фюзеляж, приспособленный к разбегу по воде при взлете и пробегу при посадке на воду, крыло, два двухконтурных турбореактивных двигателя ТРДД, хвостовое оперение (Ю. Зуенко, С. Коростелев, Боевые самолеты России, М., 1994 г.)
Недостатком этого самолета является зависимость возможности его посадки на воду и взлета с нее от состояния поверхности акватории. Предельная высота волны составляет 1,8 м, что ограничивает его возможности спасения людей при наиболее характерных для Океана состояниях его водной поверхности.

Известен также взятый за прототип тяжелый гидросамолет США "FLAUNT". Faulconer T.P. "Fleet air ultra naval transport Flaunt" - "AIAA Poper, 1986, N 86 - 2374), 9 pp, снабженный системой стабилизации типа "столбовой буй", обеспечивающей нахождение самолета над водной поверхностью на высоте 6,8 м. Этому самолету присущ недостаток аналогов - необходимость разбега при взлете и пробега при посадке на воду, что ограничивает допустимую бальность волны. Кроме того, приведение буя в рабочее положение производится после посадки самолета на воду, что также ограничивает допустимую бальность волнения. Кроме того, для создания необходимого водоизмещающего объема в буе, с целью всплытия системы самолет-буй на высоту фюзеляжа над поверхностью воды на 6,8 м, используется сложное и тяжелое оборудование: поршень диаметром 7,35 м, система гидравлики. Вес всей системы стабилизации составляет около 50% взлетного веса гидросамолета, что неприемлемо для самолета большого радиуса действия. Недостатком является большая положительная плавучесть "лыжи", расположенной на нижнем конце буя, снижающая устойчивость всей системы до опасных пределов.

Технической сущностью настоящего изобретения является обеспечение возможности спасения людей, терпящих бедствие на воде в более широком диапазоне погодных условий.

Для достижения этого технического результата в многоцелевом самолете-амфибии, содержащем фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку и посадочный модуль со столбовым буем, последний выполнен с постоянным герметичным водоизмещающим объемом-поплавком, который разделен цилиндрической переборкой на две полости: периферийную, заполненную воздухосодержащими гранулами из легкого газоплотного материала, и центральную, разделенную по высоте на отсеки, которые соединены между собою посредством люков и трапов; торцы телескопических секций буя снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями, которые создают в нерабочем положении буя герметичные межсекционные объемы, заполненные рабочей жидкостью, и с амортизаторами, например, пружинами, причем верхние кольца поплавка и расположенных над ним секций снабжены стопорами, которые фиксируют положение секций в раздвинутом (рабочем) состоянии, при этом к нижнему центрирующему кольцу последней секции подвижно прикреплен противовес, а буй соединен с фюзеляжем быстроразъемными соединениями, например, типа шинно-пневматической муфты. Кроме того, в бортовых обтекателях фюзеляжа на уровне крыла установлены подъемные вентиляторы, соединенные с маршевыми двигателями приводами, а в днище имеются спасательные люки, над которыми установлены брашпили с подъемными спасательными тросами. Кроме того, цилиндрические поверхности верхних секций и поплавка выполнены с вогнутыми внутрь ячейками с размещенными в них надувными подушками, соединенными с системой воздуха низкого давления.

Отличительными признаками предлагаемого самолета-амфибии от указанного выше известного, наиболее близкого к нему является наличие столбового буя-поплавка, выполненного с постоянным водоизмещающим объемом, разделенным цилиндрической герметичной переборкой на две полости: периферийную, заполненную воздухосодержащими гранулами из легкого газоплотного материала, и центральную, разделенную по высоте на отсеки, соединенные между собою люками и трапами, а торцы цилиндров буя снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями, создающими в нерабочем положении буя герметичные межсекционные объемы, заполненные рабочей жидкостью и амортизаторами, например, пружинами, причем верхние кольца поплавка и расположенных над ним секций снабжены стопорами, при этом к нижнему центрирующему кольцу последней секции подвижно прикреплен противовес, а буй соединен с фюзеляжем быстроразъемными соединениями, например, типа шинно-пневматической муфты. Кроме того, в бортовых обтекателях фюзеляжа на уровне крыла установлены подъемные вентиляторы, соединенные с маршевыми двигателями приводами, а днище имеет спасательные люки с установленными над ними брашпилями с подъемными спасательными тросами и посадочный люк, размещенный под буем. Кроме того, цилиндрическая поверхность верхних секций и поплавка выполнены с вогнутыми внутрь ячейками с размещенными в них подушками, соединенными с системой воздуха низкого давления.

Благодаря наличию этих признаков самолет-амфибия получает возможность вертикальной посадки на воду и взлета с нее, что при использовании столбового буя исключает соприкосновение самолета с водой, чем повышает его безопасность и обеспечивает снижение веса.

Кроме того, раздвижение секций буя происходит за счет его массы, без использования тяжелого оборудования, что, в свою очередь, дает возможность увеличить запас топлива. Двухкорпусная конструкция поплавка и использование гранул в качестве наполнителей его периферийной полости повышает живучесть системы самолет-буй, а концентрация веса буя в противовесе - увеличивает его остойчивость.

На фиг. 1 показан общий вид самолета-амфибии с буем в рабочем положении; на фиг. 2 - продольный разрез участка фюзеляжа и буя в сложенном положении; на фиг. 3 - схема межсекционных объемов, заполненных рабочей жидкостью, в нерабочем положении буя; на фиг. 4-6 показаны промежуточные положения секций при переводе буя в рабочее положение.

Многоцелевой самолет-амфибия (фиг. 1) содержит фюзеляж 1, крыло 2, с размещенными на них маршевыми двигателями 3, подъемные вентиляторы 4, размещенные в обтекателях, спасательные люки 5, посадочный люк 6, раздвижной буй с поплавком 7, телескопическими секциями 8 и противовесом 9.

В углублениях боковых поверхностей первой секции и поплавка размещены надувные амортизирующие подушки 10, соединенные с системой воздуха низкого давления (на фиг. 1 не показано) и заполняемые после приведения буя в рабочее положение.

В полетном положении буй (фиг. 2) в сложенном состоянии вместе с обеспечивающими его работу системами размещаются в специальном отсеке самолета. В центре сборки секций 8 находится поплавок 7 с входным люком 11 в центральную полость, спасательный отсек 12, в котором размещены средства жизнеобеспечения: средства медицинской помощи, запасы воды, продуктов, одежды, обогрева и освещения, сигнализации, связи, наблюдения и обсервации (на фиг. не показано). На крыше поплавка установлен комингс 13, выполняющий роль держащей поверхности в полете и ограждения входа в буй при оставлении его на воде. Периферийная кольцевая полость 14 буя заполнена воздухосодержащими гранулами 15 из газоплотного материала. С нижним кольцом 16 нижней секции 26 подвижно соединен противовес 9. Рама 17, комингс 13 поплавка 7 и противовес 9 являются держащими поверхностями, соединенными в нерабочем положении с фюзеляжем 1 быстроразъемными соединениями, например, типа шинно-пневматической муфты: основным 18, пусковым 19 и отдельным 20.

Телескопические секции 8 буя 7 (фиг. 3) снабжены центрирующими кольцами 21 с уплотнениями 22, которые создают межсекционные герметичные объемы 27, и амортизаторами 23, например, пружинами. Первая (верхняя) секция 24 буя подвижно соединена с рамой 17 и снабжена внутренними центрирующими кольцами 21, а поплавок 7 снабжен только наружными центрирующими кольцами, при этом диаметр верхнего центрирующего кольца 21 поплавка 7 меньше внутреннего диаметра кольца первой секции на величину необходимого зазора (для их перемещения относительно друг друга), а над верхними центрирующими кольцами 21 поплавка и верхних над ним секций размещены подпружиненные стопора 25, которые фиксируют положение секций в раздвинутом состоянии, при этом нижнее центрирующее кольцо 16 нижней секции 26 имеет наружный диаметр больший наружного диаметра рамы 17, что обеспечивает компактность сборки секций 8, и подвижно соединено с противовесом 9. Межсекционные объемы 27 заполнены рабочей жидкостью, например, водой с воздушными подушками 28 над ней.

Многоцелевой самолет-амфибия работает следующим образом. В режиме готовности к вылету посадочный модуль - столбовой буй находится в сложенном состоянии и с помощью быстроразъемных соединений 18, 19, 20 подвешен к фюзеляжу 1. Силовая установка 3 и 4 и шасси (на фиг. не показано) подготовлены к вылету по принятому варианту взлета (вертикальному или с разбегом - для экономии топлива). На борт принят максимальный запас топлива. Состав команды спасателей и спасательное снаряжение соответствуют известным условиям аварийной ситуации. При необходимости в воздухе производят дозаправку горючим. После прибытия в район бедствия обнаруживают терпящих бедствие, выбирают место приводнения, начинают маневр вертикального снижения самолета, для чего силовую установку 3 плавно переводят с маршевого режима на работу вентиляторной установки 4 в режиме спуска, ориентируют самолет носом к ветру и удерживают его от сноса. Приближаются к водной поверхности, открывают спасательные люки 5 и люк 6 для выдвижения буя, отключают пусковое быстроразъемное соединение 19, освобождают противовес 9, подвижно скрепленный с последней - нижней секцией 26 буя, опускают противовес 9 в нижнее положение, нагружают его весом нижнюю секцию 26, сжимают ее воздушную подушку 28 в межсекционном объеме секции 27, раздвигают уплотнения 22 и открывают дозированный слив рабочей жидкости из межсекционного пространства секции, чем и обеспечивают дальнейшее опускание нижней секции 26. С началом опускания нижней (последней) секции 26 теряют опору на нее верхняя 24, предпоследняя 29, и все остальные секции, опора переходит на воздушные подушки 28 этих секций и, в конечном счете, через рабочую жидкость 30 на нижнее кольцо поплавка 16. Сжатие воздушных подушек 28 в межсекционных объемах секций приводит к проседанию секций, раскрытию уплотнений 22 и дозированному дросселированию-сливу рабочей жидкости из межсекционных объемов 27, т.е. опусканию телескопических секций 8 с заданной скоростью в нижнее рабочее положение. После разъединения основного быстроразъемного соединения 18, нагрузка всех секций передается через верхнее центрирующее кольцо 21 поплавка 7 и рабочую жидкость 30, находящуюся в его межсекционном объеме 27, на нижнее кольцо верхней секции 24 буя, при этом скорость опускания поплавка с висящими на нем секциями определяется расходом дросселирования рабочей жидкости т.е. величиной дросселирующего зазора 31. После опускания верхних секций и поплавка в рабочее положение они встают на подпружиненные стопора 25, которые фиксируют их положение и обеспечивают передачу весовой нагрузки самолета на поплавок, чем обеспечивают удержание самолета на заданной высоте над водной поверхностью. При вертикальном снижении буй опускают в воду, выпускают воздух из нижних секций буя (ниже поплавка) через воздушники 32 в III секции. Воздушники выполнены в виде предохранительных клапанов, срабатывающих от возрастающего давления воздуха в воздушной подушке в межсекционном объеме секции под поплавком при вхождении системы "самолет-буй" в воду и не срабатывающих при давлении в межсекционном объеме III секции, создаваемом весом нижних секций и противовесом при раздвижении секций буя в рабочее положение. Приводняют систему "самолет-буй", т. е. погружают поплавок 7 в воду до заданной (расчетной) осадки. Сбрасывают терпящим бедствие воздухонаполненные спасательные круги, соединенные спасательными тросами с барабанами брашпилей 33. Для подстраховки подъема спасаемых при необходимости к поверхности воды спускают на страховочных концах спасателей в соответствующем снаряжении. После окончания подъема спасаемых, закрывают спасательные люки 5, увеличивают мощность подъемных вентиляторов 4 (за счет работы маршевых двигателей 3), начинают подъем (при необходимости включают форсаж двигателей), отключают быстроразъемное соединение 20, сбрасывают буй и оставляют его на плаву с целью самоспасения не поднятых на борт людей для последующего подбора буя и транспортировки его по месту назначения. Обнаружению буя способствует автоматически действующая световая и звуковая сигнализация. После израсходования энергии источника питания, например, аккумуляторной батареи, при отсутствии на борту буя людей он автоматически самозатапливается. При вертикальном подъеме самолета на минимально безопасную высоту в целях экономии топлива, переходят на горизонтальный полет, отключают подъемные вентиляторы и форсаж, если он был, набирают заданную высоту, производят при необходимости дозаправку в воздухе и следуют в район назначения, где производят вертикальную посадку на твердый грунт.

Использование предлагаемого многоцелевого самолета - амфибии увеличивает вероятность спасения терпящих бедствие на воде, в том числе, самоспасения в отдаленных районах Мирового океана в широком диапазоне погодных условий при высоте волны до 8-10 м, повышает безопасность проводимых операций и благодаря сменяемому посадочному модулю расширяет диапазон использования самолета в различных целях.

Claims (3)

1. Многоцелевой самолет-амфибия, содержащий фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку и посадочный модуль со столбовым буем, отличающийся тем, что столбовой буй выполнен с постоянным водоизмещающим объемом-поплавком, разделенным цилиндрической герметичной переборкой на две полости: периферийную, заполненную воздухосодержащими гранулами из легкого газоплотного материала, и центральную, разделенную по высоте на отсеки, соединенные между собой люками и трапами, а при этом торцы цилиндров буя снабжены центрирующими кольцами с уплотнениями, создающими при нерабочем положении буя герметичные межсекционные объемы, заполненные рабочей жидкостью, и амортизаторами, например пружинами, причем верхние кольца поплавка и расположенные над ними секции буя оборудованы стопорами, фиксирующими положение секций в раздвинутом состоянии, а к нижней секции подвижно прикреплен противовес, кроме того, буй соединен с фюзеляжем быстроразъемными соединениями, например, типа шинно-пневматической муфты.

2. Самолет-амфибия по п.1, отличающийся тем, что в бортовых обтекателях фюзеляжа на уровне крыла установлены подъемные вентиляторы, соединенные с маршевыми двигателями приводами, а днище фюзеляжа имеет спасательные люки, над которыми установлены брашпили с подъемными тросами, и посадочный люк, размещенный над буем.

3. Самолет-амфибия по пп.1 и 2, отличающийся тем, что поверхности верхних секций и поплавка выполнены с вогнутыми внутрь ячейками, в которых размещены надувные подушки, соединенные с системой воздуха низкого давления.

Images