RU2273572C2 - Wing-in-ground effect craft - Google Patents
Wing-in-ground effect craft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273572C2 RU2273572C2 RU2004111511/11A RU2004111511A RU2273572C2 RU 2273572 C2 RU2273572 C2 RU 2273572C2 RU 2004111511/11 A RU2004111511/11 A RU 2004111511/11A RU 2004111511 A RU2004111511 A RU 2004111511A RU 2273572 C2 RU2273572 C2 RU 2273572C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- aerodynamic
- low
- angle
- attack
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к транспорту, а именно к судам с динамическими принципами поддержания - экранопланам, являющимся скоростными транспортными средствами, способными выполнять экранный полет на малых высотах, осуществлять взлет и посадку с воды, а также эксплуатироваться на льду, снегу и ровном грунте различной плотности.The invention relates to transport, and in particular to vessels with dynamic principles of maintenance - ekranoplanes, which are high-speed vehicles capable of performing screen flights at low altitudes, take off and land from water, and also operate on ice, snow and flat ground of various densities.
Экранопланы предназначены для перевозки пассажиров и грузов без перевалки на другие виды транспорта в труднодоступных районах страны и районах, не оборудованных взлетно-посадочными площадками.Ekranoplanes are intended for transportation of passengers and goods without transshipment to other modes of transport in remote areas of the country and areas that are not equipped with runways.
Известны экранопланы самолетной схемы с дельтавидным крылом конструкции А.Липпиша (ФРГ), экранопланы самолетной схемы конструкции Р.Е.Алексеева (СССР) типа «Орленок», использующие эффект влияния опорной поверхности, например, воды.There are known ekranoplanes of an airplane scheme with a deltoid wing designed by A. Lippisch (FRG), ekranoplanes of an airplane diagram designed by R. E. Alekseev (USSR) of the "Eaglet" type, using the effect of the influence of a support surface, for example, water.
Основной особенностью экраноплана, отличающей его от самолета, является то, что его аэродинамическая и конструктивная компоновки обеспечивают возможность полета аппарата на небольшой высоте от экрана (опорной подстилающей поверхности), чем достигается существенное повышение аэродинамического качества. Однако при выходе из зоны действия экрана экономические преимущества экраноплана утрачиваются, поскольку для свободного полета и поддержания высоты требуется увеличение мощности двигателей и, следовательно, расхода топлива (см. книгу Н.Н.Белавин «Экранопланы» - Л.: Судостроение, 1977 г., с.12-20, 96-100.) Известны также другие компоновочные решения экранопланов, которые по технической сущности и достигаемому эффекту близки к заявляемому изобретению. К таким решениям относится конструкция судна на динамической воздушной подушке СДВП «Волга-2» (см. Ж. «Судостроение», №1, 1991 г., В.В.Соколов «Новое поколение крылатых судов», с.37) и наиболее близкий по технической сущности, принятый за прототип заявляемого изобретения, экраноплан, выполненный по компоновочной схеме «летающее крыло» (заявка RU 91035771 А1, МПК B 60 V 1/08, опубликован 27.09.96).The main feature of the ekranoplan, which distinguishes it from an airplane, is that its aerodynamic and structural layouts enable the aircraft to fly at a low height from the screen (supporting underlying surface), thereby achieving a significant increase in aerodynamic quality. However, when you leave the screen coverage area, the economic benefits of the ekranoplane are lost, because for free flight and maintaining altitude, an increase in engine power and, consequently, fuel consumption is required (see N.N. Belavin's book “Ekranoplan” - L .: Sudostroenie, 1977 , pp. 12-20, 96-100.) Other layout solutions of ekranoplanes are also known, which are close to the claimed invention in technical essence and achieved effect. Such decisions include the design of a dynamic hovercraft SDVP "Volga-2" (see J. "Shipbuilding", No. 1, 1991, V.V.Sokolov "New Generation of Cruise Ships", p.37) and the most close in technical essence, adopted for the prototype of the claimed invention, an ekranoplane made according to the “flying wing” layout scheme (application RU 91035771 A1, IPC B 60 V 1/08, published September 27, 1996).
Данный экраноплан, содержащий аэродинамическое несущее составное корпус-крыло, объединяющее функции крыла и фюзеляжа с полезными объемами, представляет собой экраноплан с высокорасположенным двухкилевым П-образным хвостовым оперением, маршевыми двигателями, размещенными на вертикальных пилонах на корпусе, стартово-носадочным устройством с воздушной подушкой, создаваемой под центропланом и выполняющей основные функции шасси при взлете и посадке. Данный экраноплан содержит составное корпус-крыло с расположенными в нем пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, а также подъемно-движительный комплекс с вентиляторными установками для создания статической воздушной подушки, формируемой расположенными по периферии щелевыми соплами. Несущее крыло экраноплана выполнено составным в виде центроплана и двух консолей заданной формы и геометрии по их размаху, образующих составное крыло со стреловидностью по передней кромке с развитой механизацией. При этом центроплан и консоли образуют центральную часть несущего крыла - низкорасположенное корпус-крыло, трапециевидной формы в плане с переменной толщиной профиля, имеющего плоскую нижнюю поверхность, а также концевые сечения консолей, ограниченные бортовыми шайбами в виде поплавков-скег с реданами, обеспечивающими плавучесть и глиссирование. Недостатки, заключенные в особенностях конструкции вышеописанного экраноплана, характеризуются следующим:This ekranoplane containing an aerodynamic bearing composite body-wing, combining the functions of the wing and the fuselage with useful volumes, is an ekranoplane with a high-position two-keel U-shaped tail unit, marching engines placed on vertical pylons on the body, and a start-and-fit device with an air cushion, created under the center section and performing the basic functions of the chassis during takeoff and landing. This ekranoplane contains a composite wing-body with passenger compartments and cargo compartments located in it, as well as a lift-propulsion system with fan units for creating a static air cushion formed by peripheral slotted nozzles. The winged wing of the winged wing is made integral in the form of a center wing and two consoles of a given shape and geometry in their span, forming a composite wing with a sweep along the leading edge with advanced mechanization. At the same time, the center section and consoles form the central part of the supporting wing — a low-lying wing body, trapezoidal in shape with a variable profile thickness having a flat bottom surface, as well as end sections of the consoles bounded by side washers in the form of skeg floats with redans providing buoyancy and planing. The disadvantages contained in the design features of the aforementioned winged aircraft are characterized by the following:
- центральная часть несущего крыла - низкорасположенное корпус-крыло, выполненное составным в виде центроплана и двух консолей, не имеет достаточной прочности в силу составного характера конструкции и требует значительного усиления узлов конструкции в мостах стыков центроплана и консолей, что приводит к увеличению собственного веса всей конструкции и тем самым уменьшается полезная весовая отдача всего аппарата;- the central part of the supporting wing is a low-lying wing-body made integral in the form of a center section and two consoles, does not have sufficient strength due to the composite nature of the structure and requires significant strengthening of the structural units in the bridges of the joints of the center section and consoles, which leads to an increase in the dead weight of the whole structure and thereby reduces the useful weight return of the entire apparatus;
- наличие на концевых сечениях консолей бортовых шайб в виде поплавков-скег в дополнение к продольным скегам не только увеличивает общий собственный вес конструкции экраноплана, но и является дополнительной площадью контакта с водной поверхностью, что приводит к увеличению взлетно-посадочных скоростей, ведущему в свою очередь к увеличению динамических нагрузок на всю конструктивно-силовую схему аппарата, требующему ее усиления, а значит, утяжеления, что также приводит к уменьшению общей полезной весовой отдачи экраноплана. Таким образом, этот вышеописанный экраноплан обладает пониженными эксплуатационными характеристиками.- the presence on the end sections of the consoles of the side washers in the form of floats-skegs in addition to longitudinal skegs not only increases the total net weight of the ekranoplan structure, but also is an additional contact area with the water surface, which leads to an increase in take-off and landing speeds, which in turn to increase the dynamic loads on the entire structural-power circuit of the apparatus, requiring its strengthening, and hence, weighting, which also leads to a decrease in the total useful weight return of the ekranoplan. Thus, this aforementioned winged aircraft has reduced performance.
Технический результат от реализации предлагаемого изобретения заключается в повышении технических характеристик известного экраноплана, что повышает эксплуатационные качества экраноплана путем повышения его рентабельности и экономической эффективности. Этот технический результат достигается тем, что заявляемое изобретение отличается от прототипа:The technical result from the implementation of the present invention is to increase the technical characteristics of the known ekranoplan, which increases the performance of the ekranoplan by increasing its profitability and economic efficiency. This technical result is achieved in that the claimed invention differs from the prototype:
- центральная часть аэродинамического несущего крыла - низкорасположенное корпус-крыло, объединяющее функции крыла и фюзеляжа, выполнено в виде единой конструкции, плоская нижняя поверхность которого образует угол атаки относительно опорной подстилающей поверхности;- the central part of the aerodynamic load-bearing wing - a low-lying wing-body, combining the functions of the wing and the fuselage, is made in the form of a single structure, the flat lower surface of which forms an angle of attack relative to the supporting underlying surface;
- новизной в части аэродинамической схемы, заключающейся в наличии второго аэродинамического крыла, расположенного в хвостовой части экраноплана, и третьего аэродинамического крыла, расположенного в носовой части экраноплана;- the novelty in terms of aerodynamic design, consisting in the presence of a second aerodynamic wing located in the rear of the ekranoplan and a third aerodynamic wing located in the bow of the ekranoplan;
- внутри носовой части низкорасположенного корпуса крыла могут быть расположены стартовые двигатели, выполненные с газоотводными каналами-соплами для направления газовых струй под днище низкорасположенного корпус-крыла и формирования стартовой воздушной подушки, совместное со статической воздушной подушкой.- inside the bow of the low wing body, starting engines can be located, made with gas exhaust nozzles for directing gas jets under the bottom of the low wing body and forming a starting air cushion, combined with a static air cushion.
Экраноплан содержит аэродинамическое несущее корпус-крыло с расположенными в нем пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, подъемно-движительный комплекс с вентиляторными установками для создания воздушной подушки, формируемой расположенными по периферии щелевыми соплами.The ekranoplan contains an aerodynamic load-bearing wing-body with passenger compartments and cargo compartments located in it, a lifting and propelling complex with fan units for creating an air cushion formed by slotted nozzles located at the periphery.
Аэродинамическое несущее крыло экраноплана выполнено составным в виде:The aerodynamic supporting wing of the winged wing is made integral in the form of:
- центральной части несущею крыла - низкорасположенного корпус-крыла, выполненного в виде единой конструкции с развитой механизацией, имеющего плоскую нижнюю поверхность, образующую угол атаки относительно опорной подстилающей поверхности, опирающуюся на продольные бортовые скеги с реданами;- the central part of the wing - a low wing body, made in the form of a single structure with advanced mechanization, having a flat lower surface that forms an angle of attack relative to the supporting underlying surface, based on longitudinal side skegs with redans;
- второго аэродинамического крыла, состоящего из центральной части, имеющей угол атаки, расположенной над несущим крылом экраноплана - низкорасположенным корпус-крылом в хвостовой его части, с предкрылками и с элерон-закрылками, и двух аэродинамических крыльев-консолей типа «чайка», имеющих угол атаки, расположенных на высоте, превышающей их хорду относительно опорной подстилающей поверхности, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин;- the second aerodynamic wing, which consists of a central part having an angle of attack located above the winged wing of the winged wing — a low-lying wing-body in its tail part, with slats and aileron-flaps, and two aerodynamic wing-gantry-type consoles having an angle attacks located at a height exceeding their chord relative to the supporting underlying surface, with sweep along the leading edge, with slats, with aileron-flaps, with wings at the ends in the form of vertical aerodynamic plates;
- третьего аэродинамического крыла, установленного над низкорасположенным корпус-крылом в носовой его части, расположенного на высоте, превышающей его хорду относительно опорной подстилающей поверхности, выполненного составным и состоящим из центральной части, имеющей угол атаки, с предкрылками и с элерон-закрылками, и аэродинамических крыльев-консолей, имеющих регулируемый и переменный по знаку угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин.- the third aerodynamic wing mounted above the low wing-body in its bow, located at a height exceeding its chord relative to the supporting underlying surface, made integral and consisting of a central part having an angle of attack, with slats and with aileron-flaps, and aerodynamic wing-consoles with adjustable and alternating in sign angle of attack, sweep along the leading edge, with slats, with aileron-flaps, with wings at the ends in the form of vertical aerodynamics eskih plates.
Низкорасположенное корпус-крыло вместе с вторым аэродинамическим крылом и третьим аэродинамическим крылом образуют составное крыло, являющееся аэродинамическим несущим составным крылом экраноплана.The low-lying wing-body together with the second aerodynamic wing and the third aerodynamic wing form a composite wing, which is an aerodynamic supporting composite wing of an ekranoplan.
Низкорасположенное корпус-крыло обеспечивает надежную «привязку» аппарата к экрану, его самостабилизацию по высоте и хорошую продольную устойчивость при полете на экране. Плоская нижняя поверхность корпус-крыла образует угол атаки относительно опорной подстилающей поверхности, значительно повышая несущее свойство корпус-крыла, увеличивая полезную весовую отдачу экраноплана.The low-lying wing-body provides reliable “binding” of the device to the screen, its self-stabilization in height and good longitudinal stability when flying on the screen. The flat lower surface of the hull-wing forms an angle of attack relative to the supporting underlying surface, significantly increasing the bearing property of the hull-wing, increasing the effective weight return of the winged craft.
Для повышения несущих свойств экраноплана применяется второе аэродинамическое крыло в хвостовой части экраноплана, центральная часть которого, имеющая угол атаки, с предкрылками и с элерон-закрылками расположена над несущим крылом экраноплана - низкорасположенным корпус-крылом в хвостовой его части, и двух аэродинамических крыльев-консолей типа «чайка», имеющих угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин, создающих подъемную силу и уменьшающих силу завихрений на концах крыльев. В носовой части несущего крыла экраноплана - низкорасположенного корпус-крыла установлено третье крыло, расположенное на высоте, превышающей его хорду относительно опорной подстилающей поверхности, выполненное составным и состоящее из центральной части, имеющей угол атаки, с предкрылками и с элерон-закрылками, и аэродинамических крыльев-консолей, имеющих регулируемый и переменный по знаку угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин. Использование третьего крыла в носовой части с крыльями-консолями, имеющими регулируемый и переменный по знаку угол атаки, значительно повышает несущие свойства экраноплана, его устойчивость и управляемость как при полете на экране, взлете, посадке, различных маневрах, так и на переходных режимах, как за счет увеличения общей аэродинамической составляющей аэродинамических крыльев, так и за счет соответствующего оптимального распределения аэродинамической подъемной силы в определенной оптимальной пропорции между третьим крылом в носовой части и вторым аэродинамическим крылом экраноплана в хвостовой его части и результирующей точки ее приложения (аэродинамический фокус, определяемый из условия устойчивости экраноплана). Высота расположения крыла в носовой части относительно центра масс экраноплана меньше, чем у крыла в хвостовой части. Использование аэродинамического крыла в носовой части экраноплана соответствует введению в контур управления системы управления экранопланом дополнительной составляющей управляющего воздействия, что позволяет значительно повысить динамику системы управления, позволяет значительно уменьшить время отклика системы управления на управляющее воздействие (повысить быстродействие системы управления) и, как следствие, значительно улучшить управляемость экраноплана, его устойчивость в полете на экране, улучшить «привязку» его к экрану, его самостабилизацию но высоте и повысить продольную устойчивость при полете на экране, т.е. повысить безопасность полета в сравнении с прототипом, позволяет также уменьшить взлетно-посадочные скорости н тем самым позволяет уменьшить динамические нагрузки в целом на всю конструкцию экраноплана, позволяет облегчить ее, что также приводит к увеличению полезной весовой отдачи экраноплана как транспортного средства по сравнению с прототипом или приводит к уменьшению размеров, длины экраноплана, массы всей конструкции при равной с прототипом весовой отдачи, что также говорит о преимуществах предлагаемой компоновочной схемы по сравнению с прототипом, также обеспепечивается снижение нагрузок на органы управления экранопланом.To increase the supporting properties of the winged wing, a second aerodynamic wing is used in the tail section of the winged wing, the central part of which, having an angle of attack, with slats and aileron flaps is located above the winged winged wing - a low-lying wing-body in its tail section, and two aerodynamic wing-consoles “gull” type, having an angle of attack, with sweep along the leading edge, with slats, with aileron flaps, with wings at the ends in the form of vertical aerodynamic plates creating a lift power and reduces the strength of turbulence on the ends of the wings. A third wing is installed in the bow of the winged winged wing - low wing-wing body, located at a height exceeding its chord relative to the supporting underlying surface, made integral and consisting of a central part having an angle of attack, with slats and aileron flaps, and aerodynamic wings -consoles having an angle of attack adjustable and variable in sign, with sweep along the leading edge, with slats, with aileron flaps, with wings at the ends in the form of vertical aerodynamic Lastin. Using the third wing in the bow with wings-consoles having an angle of attack that is adjustable and variable in sign significantly increases the support properties of the winged aircraft, its stability and controllability both during flight on the screen, take-off, landing, various maneuvers, and in transition modes, due to the increase in the total aerodynamic component of the aerodynamic wings, and due to the corresponding optimal distribution of aerodynamic lift in a certain optimal proportion between the third wing in the nose part and the second aerodynamic wing of the winged aircraft in its tail and the resulting point of its application (aerodynamic focus, determined from the stability condition of the winged aircraft). The height of the wing in the bow relative to the center of mass of the winged wing is less than that of the wing in the tail. The use of an aerodynamic wing in the bow of an ekranoplan corresponds to the introduction of an additional component of the control action into the control loop of the ekranoplan control system, which can significantly increase the dynamics of the control system, significantly reduce the response time of the control system to the control effect (increase the speed of the control system) and, as a result, significantly to improve the controllability of the ekranoplan, its stability in flight on the screen, to improve its “binding” to the screen, of self-stabilizing but the height and increase the longitudinal stability when flying on the screen, ie, to increase flight safety in comparison with the prototype, it also allows to reduce take-off and landing speeds and thereby reduces dynamic loads in general on the entire structure of the winged aircraft, makes it easier, which also leads to an increase in the useful weight return of the winged aircraft as a vehicle compared to the prototype or leads to a decrease in the size, length of the ekranoplan, the mass of the entire structure with equal weight returns to the prototype, which also speaks about the advantages of the proposed layout scheme in terms of A knowledge of the prototype also reduces the load on the ekranoplan controls.
Кроме того, внутри носовой части низкорасположенного корпус-крыла целесообразно расположить стартовые двигатели с газоотводными каналами-соплами для направления газовых струй под днище низкорасположенного корпус-крыла для формирования стартовой воздушной подушки совместно со статической воздушной подушкой.In addition, inside the bow of a low-lying wing-housing, it is advisable to arrange the starting engines with gas exhaust nozzles to direct gas jets under the bottom of the low-wing-wing to form a launching air cushion together with a static air cushion.
Повышение устойчивости и управляемости экраноплана в полете на экране повышает безопасность экраноплана как транспортного средства в сравнении с прототипом.Increasing the stability and controllability of the ekranoplan in flight on the screen increases the safety of the ekranoplan as a vehicle in comparison with the prototype.
В итоге предлагаемая компоновочная схема экраноплана позволяет получить увеличение подъемной силы за счет большей площади несущего крыла, за счет образования угла атаки между плоской нижней поверхностью низкорасположенного корпус-крыла и опорной подстилающей поверхностью, а также повышения несущих свойств экраноплана за счет оптимизации конструкции в виде отказа от составного низкорасположенного корпус-крыла и боковых шайб-скег и облегчения тем самым общего веса всей конструкции, снижения взлетно-посадочных скоростей и вследствие этого дополнительного облегчения всей конструкции, увеличения дальности полета и его грузоподъемности, устойчивости и управляемости экраноплана в полете на экране, повышения безопасности полета за счет аэродинамических крыльев-консолей, имеющих регулируемый и переменный по знаку угол атаки, с аэродинамическими крылышками, расположенных в носовой части экраноплана.As a result, the proposed layout scheme of the ekranoplan allows to obtain an increase in the lifting force due to the larger area of the supporting wing, due to the formation of the angle of attack between the flat lower surface of the low-lying wing-wing and the supporting underlying surface, as well as increasing the bearing properties of the ekranoplan by optimizing the design in the form of rejection compound low body wing and side washers, thereby facilitating the overall weight of the entire structure, reducing takeoff and landing speeds and, as a result this additional simplification of the entire structure, increasing the flight range and its carrying capacity, stability and controllability of the ekranoplane in flight on the screen, increasing flight safety due to aerodynamic wing-consoles having an adjustable and alternating in sign angle of attack, with aerodynamic wings located in the bow of the ekranoplan .
В данной необычной новой форме аэрогидродинамической компоновки экраноплана наиболее полно реализованы основные требования к данному виду транспортного средства: высокое аэродинамическое качество и возможность старта с неподготовленных площадок, а также посадка всюду, включая водные акватории. Такая концепция и структура заявляемого изобретения в сочетании с новыми техническими решениями по несущему низкорасположенному корпус-крылу, сочетание с составными аэродинамическими крыльями в носовой и хвостовой частях аппарата обеспечили создание относительно легкого в весовом отношении конструкции скоростного транспортною средства с четким конкретным обликом и завершенной лаконичной формой аэрогидродинамической компоновки, что позволяет преодолеть недостатки конструкции прототипа.In this unusual new form of the aero-hydrodynamic layout of the ekranoplan, the basic requirements for this type of vehicle are most fully implemented: high aerodynamic quality and the ability to launch from unprepared sites, as well as landing everywhere, including water areas. Such a concept and structure of the claimed invention in combination with new technical solutions for a bearing low-lying wing-body, a combination with composite aerodynamic wings in the nose and tail parts of the apparatus ensured the creation of a relatively lightweight design of a high-speed vehicle with a clear concrete appearance and a complete laconic form of aero-hydrodynamic layout, which overcomes the design flaws of the prototype.
Уникальность конструктивно-технических и эксплуатационных возможностей обеспечивает данному виду экраноплана сферу использования, недоступную для других транспортных средств, а конструктивные параметры составляющих прототипа, являясь основой для формирования внешнего облика и общей компоновочной схемы, позволили воплотить в конструкции данного экраноплана оптимальное сочетание способов поддержания аппарата за счет создания устойчивой статической воздушной подушки, выполняющей функции шасси, несущих свойств единого в конструктивном отношении низкорасположенного корпус-крыла, обеспечивая повышенную грузоподъемность по отношению к прототипу, оптимальное сочетание составных аэродинамических крыльев-консолей в носовой и хвостовой частях аппарата, позволили достигнуть небольших взлетно-посадочных скоростей, сокращение дистанции разбега и посадки; дающее возможность совершать экранный полет с высоким уровнем надежности и гарантированной безопасности, отсутствия отрицательного воздействия на природу.The uniqueness of the structural, technical and operational capabilities provides this type of ekranoplan a sphere of use that is inaccessible to other vehicles, and the design parameters of the prototype components, being the basis for the formation of the external appearance and the general layout scheme, made it possible to realize the optimal combination of ways to maintain the apparatus in the design of this ekranoplan creating a stable static air cushion, performing the functions of the chassis, bearing the properties of a single design vnom respect to a low-wing-body, providing an increased capacity relative to prior art, the optimal combination of compound consoles aerodynamic wings fore and aft parts of the apparatus, allowed to reach small landing speeds, reducing the distance takeoff and landing; giving the opportunity to make a screen flight with a high level of reliability and guaranteed safety, no negative impact on nature.
Основными конструктивными особенностями и новыми техническими решениями заявляемого изобретения являются:The main design features and new technical solutions of the claimed invention are:
1. Аэродинамическое несущее крыло экраноплана выполнено составным в виде:1. The aerodynamic supporting wing of the winged wing is made integral in the form of:
- центральной части несущего крыла экраноплана - центроплана, представляющего собой низкорасположенное корпус-крыло, выполненное в виде единой конструкции;- the central part of the supporting wing of the winged wing - the center section, which is a low-lying wing-body made in the form of a single structure;
- второго аэродинамического крыла, состоящего из центральной части, имеющей угол атаки, с предкрылками и с элерон-закрылками, расположенной над несущим крылом экраноплана - низкорасположенным корпус-крылом в хвостовой его части, и двух аэродинамических крыльев-консолей типа «чайка», имеющих угол атаки, расположенных на высоте, превышающей их хорду относительно опорной подстилающей поверхности, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин;- the second aerodynamic wing, consisting of a central part having an angle of attack, with slats and with aileron flaps, located above the wing of the winged wing - a low-lying wing-body in its tail part, and two aerodynamic wing-gantry-type consoles having an angle attacks located at a height exceeding their chord relative to the supporting underlying surface, with sweep along the leading edge, with slats, with aileron-flaps, with wings at the ends in the form of vertical aerodynamic plates;
- третьего аэродинамического крыла, находящегося в носовой части экраноплана, расположенного на высоте, превышающей его хорду относительно опорной подстилающей поверхности, выполненного составным и состоящего из центральной части, имеющей угол атаки, с предкрылками и с элерон-закрылками, и аэродинамических крыльев-консолей, имеющих регулируемый и переменный по знаку угол атаки, со стреловидностью по передней кромке, с предкрылками, с элерон-закрылками, с крылышками на концах в виде вертикальных аэродинамических пластин.- the third aerodynamic wing located in the bow of the ekranoplan, located at a height exceeding its chord relative to the supporting underlying surface, made integral and consisting of a central part having an angle of attack, with slats and with aileron-flaps, and aerodynamic wing-consoles having adjustable and variable in sign angle of attack, with sweep along the leading edge, with slats, with aileron flaps, with wings at the ends in the form of vertical aerodynamic plates.
2. Центральная часть несущего крыла экраноплана - центроплан, представляющий собой низкорасположенное корпус-крыло, выполнено в виде единой конструкции, с развитой механизацией, имеющего плоскую нижнюю поверхность, образующую угол атаки относительно опорной подстилающей поверхности, опирающуюся на продольные бортовые скеги с реданами.2. The central part of the winged winged wing - the center wing, which is a low-lying wing-shaped body, is made in the form of a single structure, with developed mechanization, having a flat lower surface that forms an angle of attack relative to the supporting underlying surface, resting on longitudinal side skegs with redans.
3. Наличие стартовых двигателей с газоотводными каналами-соплами для направления газовых струй под днище низкорасположенного корпус-крыла и формирования стартовой воздушной подушки совместно со статической воздушной подушкой, расположенных внутри носовой части низкорасположенного корпус-крыла.3. The presence of starting engines with gas exhaust channels, nozzles for directing gas jets under the bottom of the low wing-body and the formation of the starting air cushion in conjunction with a static air cushion located inside the bow of the low body-wing.
Перечисленные отличительные признаки заявляемого изобретения в своей совокупности придают ему новые свойства и обеспечивают технические преимущества по сравнению с прототипом, а именно:These distinctive features of the claimed invention together give it new properties and provide technical advantages compared with the prototype, namely:
- улучшены летно-технические характеристики и несущие свойства экраноплана на взлетно-посадочных и крейсерских режимах полета за счет наличия второго и третьего аэродинамических крыльев, расположенных в носовой и хвостовой частях экраноплана;- improved flight performance and bearing properties of the winged aircraft for takeoff and landing and cruising flight modes due to the presence of the second and third aerodynamic wings located in the bow and tail of the winged wing;
- повышаются несущие свойства экраноплана за счет как увеличения общей аэродинамической составляющей аэродинамических крыльев в носовой и хвостовой частях экраноплана, так и соответствующего оптимального распределения аэродинамической подъемной силы в определенной оптимальной пропорции между вторым и третьим аэродинамическими крыльями экраноплана и результирующей точки ее приложения (аэродинамический фокус, определяемый из условия устойчивости экраноплана), значительно улучшая устойчивость и управляемость экраноплана (повышается надежность «привязки» аппарата к экрану), увеличивается способность аппарата к самостабилизации по высоте, повышается продольная устойчивость при полете на экране, что позволяет снизить взлетно-посадочные скорости, снизить нагрузки на органы управления, уменьшить динамические нагрузки на конструктивно-силовую схему аппарата и тем самым позволяет снизить общий вес всей конструкции, тем самым позволяет повысить полезную весовую отдачу экраноплана как транспортного средства по сравнению с прототипом или приводит к уменьшению размеров, длины экраноплана, массы всей конструкции при равной с прототипом весовой отдаче, что также говорит о преимуществах предлагаемого компоновочного решения по сравнению с прототипом, позволяет также повысить устойчивость и управляемость, а значит, повысить и безопасность полета;- the supporting properties of the ekranoplan increase due to both an increase in the total aerodynamic component of the aerodynamic wings in the nose and tail of the ekranoplane, and the corresponding optimal distribution of aerodynamic lift in a certain optimal proportion between the second and third aerodynamic wings of the ekranoplan and the resulting point of its application (aerodynamic focus, determined by from the condition of the ekranoplan’s stability), significantly improving the stability and controllability of the ekranoplan (increases the reliability of the “binding” of the device to the screen), the ability of the device to self-stabilize in height increases, the longitudinal stability during flight on the screen increases, which allows to reduce take-off and landing speeds, reduce the load on the controls, reduce dynamic loads on the structural-power circuit of the device and thereby reducing the total weight of the entire structure, thereby increasing the useful weight return of the ekranoplan as a vehicle in comparison with the prototype or reduces the size s, the length of the ekranoplan, the mass of the entire structure with equal weight returns to the prototype, which also indicates the advantages of the proposed layout solution in comparison with the prototype, can also increase stability and controllability, and therefore, increase flight safety;
- повышается весовая отдача экраноплана как транспортного средства в силу того, что центральная часть несущего крыла экраноплана - низкорасположенное корпус-крыло выполнено в виде единой конструкции, в отличие от составного у прототипа, что позволяет облегчить конструкцию путем отказа от упрочняющих стыков, и как следствие - достижение повышения полезной весовой отдачи. К повышению полезной весовой отдачи приводит также отказ от бортовых шайб в виде поплавков-скег на концевых сечениях единого низкорасположенного корпус-крыла и наличия угла атаки между плоской нижней поверхностью низкорасположенного корпус-крыла и опорной подстилающей поверхностью, таким образом повышается грузоподъемность и дальность полета в сравнении с прототипом.- the weight gain of the ekranoplan as a vehicle increases due to the fact that the central part of the supporting wing of the ekranoplan - the low-lying wing-body is made in the form of a single structure, in contrast to the composite one of the prototype, which makes it easier to design by refusing reinforcing joints, and as a result - achievement of increase of useful weight return. The use of side washers in the form of skeg floats at the end sections of a single low wing body and the presence of an angle of attack between the flat lower surface of the low wing body and the supporting underlying surface also leads to an increase in useful weight loss, thereby increasing the load capacity and flight range in comparison with the prototype.
Вся совокупность новых свойств позволяет считать, что заявляемый экраноплан более рентабелен и экономически эффективен и более безопасен как транспортное средство по сравнению с прототипом.The whole combination of new properties suggests that the claimed ekranoplan is more cost-effective and cost-effective and safer as a vehicle compared to the prototype.
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
на фиг.1 показан экраноплан - вид сбоку;figure 1 shows an ekranoplan - side view;
на фиг.2 показан экраноплан - вид сверху;figure 2 shows an ekranoplan - a top view;
на фиг.3 показан экраноплан - вид спереди.figure 3 shows an ekranoplan - front view.
Экраноплан содержит центроплан - 1, второе аэродинамическое крыло с консолями типа «чайка» 2 с крылышками 3, предкрылками 4, третье аэродинамическое крыло с консолями в носовой части 5 с крылышками 6, предкрылками 7, вертикальное оперение 8, горизонтальное оперение 9, маршевые двигатели 10, кабину пилотов 11, люки 12, двери 13, бортовые скеги с реданами 14, вентиляторы-нагнетатели 15, элероны-закрылки консолей и крыла в хвостовой части 16, элероны-закрылки консолей и крыла в носовой части 17, кормовые щитки центроплана 18, носовые щитки, расположенные под днищем (на чертежах не показаны), стартовые («поддувные») двигатели с воздухозаборниками и газоотводными каналами-соплами для подвода газовых струй через нижние выходные сопла под днище ннзкорасположенного корпус-крыла (на чертежах не показаны).The winged wing contains a center wing - 1, a second aerodynamic wing with gull-
В статическом состоянии экраноплан находится в равновесном состоянии на продольных бортовых скегах с реданами 14, центроплан 1 образует центральную часть несущего крыла, обитаемое корпус-крыло с пассажирскими салонами, кабиной пилотов 11, грузовыми отсеками и помещениями с подъемными вентиляторными установками 15. Для погрузки-выгрузки предусмотрены люки 12 и двери 13, позволяя размещать длинногабаритные грузы, причем изменение положения центра тяжести аппарата автоматически контролируется и вводится в систему управления экранопланом. Тяговые усилия для экраноплана создаются с помощью маршевых двигателей 10.In a static state, the ekranoplan is in equilibrium on the longitudinal side skegs with
Старт экраноплана вначале осуществляется аналогично прототипу следующим образом: запускаются стартовые вентиляторы-нагреватели 15, одновременно выдвигаются носовые и кормовые щитки, опускаются закрылки, образуя под днищем центроплана совместно с бортовыми продольными скегами замкнутый объем, удерживающий воздушную подушку во время старта - торможения и обеспечивая режим парения. От работы стартовых вентиляторов 15 создается отсос воздуха с выпуклой поверхности корпуса и нагнетание под днище центроплана 1. В связи с увеличением скорости потока воздуха на выпуклой поверхности корпуса давление на ней будет меньше, чем под днищем, и в результате создается подъемная сила, отрывающая корпус экраноплана от опорной поверхности, обеспечивая процесс зависания. Далее для сокращения времени и более эффективного выхода на экранный режим полета включаются «поддувные» стартовые двигатели. Разбег экраноплана на воздушной подушке над опорной подстилающей поверхностью начинается, когда тяга маршевых двигателей становится равной аэродинамическому сопротивлению аппарата. При выходе экраноплана на экранный режим полета отключаются стартовые «поддувные» двигатели и двигатели статической воздушной подушки. В режиме полета на крейсерской скорости подъемная сила увеличивается от набегающего воздушного потока посредством угла атаки, образованного плоской нижней поверхностью (днищем) низкорасположенного корпус-крыла и опорной подстилающей поверхностью, что способствует возникновению экранного эффекта, в результате которого между днищем и подстилающей опорной поверхностью образуется упругая воздушная подушка, для удержания которой достаточно только жесткого ограждения. Подъемная сила увеличивается также от взаимодействия набегающею потока воздуха и аэродинамических крыльев с консолями в носовой и хвостовой частях аппарата, что сокращает время выхода экраноплана на экранный режим полета, снижая взлетную скорость по сравнению с прототипом. Для осуществления режима посадки включаются двигатели подъемно-стартового устройства, затем они плавно переводятся на взлетный режим, выпускается механизация крыла и переводом маршевых двигателей на режим малого газа выполняются торможение и переход на воздушную подушку. В режиме движения на воздушной подушке выполняется переход к месту стоянки, после чего выключаются все главные двигатели. В случае волнения моря для снижения перегрузок на корпусных конструкциях применяется кратковременный поддув от стартовых двигателей в диапазоне скоростей глиссирования. Экраноплан оборудуется всеми видами систем жизнеобеспечения: автономной системой энергоснабжения, бортовой климатической установкой, радиосвязным и пилотажно-навигационным оборудованием, системой управления движением, аварийно-спасательными средствами, обеспечивающими и открывающими широкие возможности для всепогодной круглогодичной эксплуатации в малоосвоенных районах страны. Сопоставляя технико-экономические характеристики экраноплана с известными современными транспортными средствами, можно сделать вывод о том, что новые отличительные признаки заявляемого изобретения в своей совокупности придают ему новые свойства и обеспечивают преимущества в техническом, экономическом и экологическом аспектах, а именно в функциональной простоте и надежности конструкции, с техническим обликом и внешним видом, сформированным как принципиально новый тип многоцелевого скоростного транспортного средства, не имеющего аналогов ни по внешнему облику, ни по диапазону эксплуатационных характеристик, который определен всепогодностью и круглогодичностью эксплуатации с высоким уровнем надежности и гарантированной безопасностью всех режимов полета, включая пониженную экологическую нагрузку на окружающую среду.The start of the ekranoplane is initially carried out similarly to the prototype as follows: the start fans-heaters 15 are launched, the bow and stern flaps are simultaneously pulled out, the flaps are lowered, forming a closed volume under the center wing bottom along with the side longitudinal skegs, holding the air cushion during start-braking and ensuring a soaring mode . From the operation of the start fans 15, air is sucked from the convex surface of the hull and forced under the bottom of the center section 1. Due to the increase in the air flow rate on the convex surface of the hull, the pressure on it will be lower than under the bottom, and as a result, a lifting force is created, tearing off the winged hull from the supporting surface, providing a freezing process. Further, to reduce the time and more effective exit to the screen flight mode, “blowing” starting engines are switched on. The run of an ekranoplane on an air cushion above the supporting underlying surface begins when the thrust of the marching engines becomes equal to the aerodynamic resistance of the device. When the ekranoplane enters the on-screen flight mode, the starting “blowing” engines and static airbag engines are disabled. In the flight mode at cruising speed, the lifting force increases from the incoming air flow through the angle of attack formed by the flat lower surface (bottom) of the low wing body and the supporting underlying surface, which contributes to the appearance of a screen effect, as a result of which an elastic between the bottom and the underlying supporting surface air cushion, for holding which only a rigid fence is enough. The lifting force also increases from the interaction of the incident air flow and aerodynamic wings with consoles in the bow and tail parts of the device, which reduces the time of the ekranoplan's flight mode, reducing takeoff speed compared with the prototype. To implement the landing mode, the engines of the lifting and launching device are turned on, then they are smoothly switched to take-off mode, wing mechanization is released, and the main engines are switched to the idle mode, braking and transition to the air cushion are performed. In the air cushion driving mode, a transition to the parking place is made, after which all main engines are turned off. In case of sea waves, to reduce overloads on the hull structures, short-term blowing from the starting engines in the range of planing speeds is used. The ekranoplan is equipped with all types of life support systems: an autonomous power supply system, an airborne climate control system, radio communication and flight and navigation equipment, a traffic control system, emergency and rescue equipment, which provide and open up great opportunities for all-weather year-round operation in underdeveloped regions of the country. Comparing the technical and economic characteristics of the ekranoplan with known modern vehicles, we can conclude that the new distinctive features of the claimed invention together give it new properties and provide advantages in technical, economic and environmental aspects, namely in functional simplicity and reliability of the design , with a technical appearance and appearance, formed as a fundamentally new type of multi-purpose high-speed vehicle that does not have a alogi neither in appearance, nor on the range of performance as defined by all-weather and year-round operation with a high level of reliability and guaranteed the security of all modes of flight, including reduced environmental burden on the environment.
Возможное применение экраноплана многообразно, например, он может быть использован в качестве автономного жилого помещения и как передвижная ремонтно-производственная база в поселках, удаленных от промышленных центров. Особое применение экраноплан найдет в качестве стационарных баз газонефтеразведки, обслуживания и смены вахт на буровых установках и платформах, а также сможет вести спасательные, патрульные, противопожарные работы.The possible use of the ekranoplan is diverse, for example, it can be used as an autonomous living space and as a mobile repair and production base in villages remote from industrial centers. The ekranoplane will find special application as stationary bases for oil and gas exploration, maintenance and shift changes at drilling rigs and platforms, and it will also be able to conduct rescue, patrol, fire works.
Результаты проведенных исследований и испытаний в аэротрубах, на буксируемой модели позволили провести проектно-расчетную оптимизацию основных параметров и характеристик функциональных систем, агрегатов и оборудования, соответствующих компоновочной схеме и обеспечивающих заданные режимы эксплуатации, доказывающих возможность получения высоких летно-технических и экономических характеристик на различных высотах экранного полета.The results of research and testing in wind tunnels, on a towed model, allowed design and calculation optimization of the main parameters and characteristics of functional systems, units and equipment, corresponding to the layout scheme and providing specified operating modes, proving the possibility of obtaining high flight technical and economic characteristics at various heights screen flight.
Источники информацииInformation sources
Книга Н.И.Белавин. Экранопланы. Л.: Судостроение. - 1977 г. с.12-80, с.96-100.Book N.I. Belavin. WIG. L .: Shipbuilding. - 1977, p. 12-80, p. 96-100.
Журнал «Техника Молодежи» №1-3, 1992 г., статья А.Кузнецова «Каспийский Монстр», с.36-39.Magazine "Technique of Youth" No. 1-3, 1992, article by A. Kuznetsov "Caspian Monster", p.36-39.
Журнал «Судостроение» №1, 1991 г., статья В.В.Соколова «Новое ноколенне крылатых судов», с.3-7.Magazine "Shipbuilding" No. 1, 1991, article by V.V. Sokolov, "The New Knee of Cruise Ships," p.3-7.
Заявка RU 94035771 А1, МПК B 60 V 1/08, опубликован 27.09.96 - прототип.Application RU 94035771 A1, IPC B 60 V 1/08, published September 27, 1996 - prototype.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111511/11A RU2273572C2 (en) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | Wing-in-ground effect craft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111511/11A RU2273572C2 (en) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | Wing-in-ground effect craft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004111511A RU2004111511A (en) | 2005-10-20 |
| RU2273572C2 true RU2273572C2 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=35862742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004111511/11A RU2273572C2 (en) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | Wing-in-ground effect craft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2273572C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532658C2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-11-10 | Виктор Валентинович Аладьин | Ram wing sea plane |
| RU2633667C2 (en) * | 2016-02-29 | 2017-10-16 | Дахир Курманбиевич Семенов | Transport system (versions) |
-
2004
- 2004-04-15 RU RU2004111511/11A patent/RU2273572C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532658C2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-11-10 | Виктор Валентинович Аладьин | Ram wing sea plane |
| RU2633667C2 (en) * | 2016-02-29 | 2017-10-16 | Дахир Курманбиевич Семенов | Transport system (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004111511A (en) | 2005-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rozhdestvensky | Wing-in-ground effect vehicles | |
| Yun et al. | WIG craft and ekranoplan | |
| JP4880795B1 (en) | Departing and landing aircraft, takeoff equipment and hull reduction equipment | |
| US7398740B2 (en) | Multi-mission/purpose ground-effect craft derived from a common modular platform | |
| CN200988577Y (en) | Double airframe triphibian aircraft | |
| Ollila | Historical review of WIG vehicles | |
| US8500070B2 (en) | Personal spacecraft | |
| US5727495A (en) | Surface effect vehicle | |
| CA2554984A1 (en) | Wing-in-ground-effect craft | |
| US7631609B1 (en) | Versatile watercraft | |
| RU2668000C1 (en) | Amphibious aircraft of "flying wing" scheme | |
| US3390655A (en) | Patrol craft | |
| KR19980701810A (en) | Ground Effect Transporter | |
| JP7112141B2 (en) | 3rd generation aircraft with adjustable lift wings | |
| CN114945509A (en) | Electrically propelled aircraft comprising a central wing and two rotatable lateral wings | |
| RU2211773C1 (en) | Wing-in-ground-effect craft-amphibia on air cushion | |
| RU2317220C1 (en) | Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method | |
| RU2273572C2 (en) | Wing-in-ground effect craft | |
| RU2532658C2 (en) | Ram wing sea plane | |
| JP2012240667A (en) | V/stol aircraft of turboshaft engine | |
| RU2476352C2 (en) | "dolphin" search-and-rescue float sea helicopter | |
| RU2196707C2 (en) | Multi-purpose twin-engined sea-based and land- based aircraft of short takeoff and landing | |
| RU2658545C1 (en) | Air-cushion vehicle - the vehicles carrier | |
| RU112154U1 (en) | MULTI-PURPOSE PLANE | |
| RU2324627C2 (en) | Long distance search-and-rescue float amphibian sea-plane of trimaran design "fregat" |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170416 |