RU2313472C2 - Винтовой статический летательный аппарат "вистла-01" - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к летательным аппаратам внеаэродромного базирования, с вертикальным взлетом и посадкой. Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой состоит из продольной силовой рамы, герметичного корпуса (1), хвостового оперения, грузовой кабины (7) и двух силовых установок с несущими винтами, расположенными на концах корпуса. Несущий корпус выполнен в виде герметичной оболочки из прочного, газонепроницаемого, температуростойкого материала и наполнен несущим газом, например гелием, и жестко присоединен к силовым рамам, имеющим узлы для подвески внешних грузов. Турбовинтовые двигательные установки (8, 9) расположены вдоль продольной оси летательного аппарата в носовой и хвостовой частях его корпуса и вписаны в плоскость его миделевого сечения. Несущие винты оснащены системой управления перекоса лопастей с изменением циклического шага винтов в полете, создающих вертикальную и горизонтальную тяги, обеспечивающие вертикальный взлет и посадку, управление летательным аппаратом по курсу и тангажу, передвижение в воздухе по всем направлениям. Изобретение расширяет функциональные возможности летательного аппарата. 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Изобретение относится к авиационной технике и касается летательного аппарата нового типа внеаэродромного базирования с вертикальным взлетом и посадкой, предназначенного для транспортирования тяжелых негабаритных грузов массой 30000-40000 кг и перевозки пассажиров с эксплуатацией в географически и климатически сложных районах, не имеющих аэродромов, в том числе в районах Дальнего Востока, Сибири с возможностью полетов на Крайний Север России, в Арктику.

Летательный аппарат "Вистла-01" имеет большую дальность и продолжительность полета и может совершать полеты по неконтролируемым региональным, нештатным воздушным трассам в малонаселенные, трудно доступные и не освоенные места.

Летательный аппарат ЛА "Вистла-01" состоит из продольной силовой рамы, герметичного корпуса, вертикального оперения, горизонтального оперения, грузовой кабины и двух силовых установок с несущими винтами, расположенными на концах корпуса.

Корпус ЛА имеет большой объем, например около 13000 м³, и представляет собой жесткую или же мягкую оболочку из легкого, прочного, газонепроницаемого, температуростойкого материала, наполненную легким несущим газом, например гелием.

Техническая особенность ЛА состоит в том, что масса его конструкции уравновешивается подъемной силой газа, заключенного в его оболочке, в результате чего взлетной массой ЛА является лишь масса полезной нагрузки, состоящая из массы топлива и массы платного груза, что соответствует весовой отдаче ~100%.

Корпус ЛА имеет гладкую, обтекаемую аэродинамическую форму, длину около 70 м, диаметр 15,5 м и высокое аэродинамическое качество. Силовой основой ЛА является продольная силовая балка, состоящая из передней, задней силовых рам и кильстона.

На силовых рамах находятся площадки под двигательные установки, узлы подвески внешних грузов, на передней раме узел причаливания, на задней раме хвостовое оперение.

Оболочка прочно присоединяется к продольной силовой раме при помощи легкосъемных узлов, по всему периметру.

Кильстон ферменной конструкции, его среднюю часть образует грузовая кабина, внутри кильстона находятся топливные баки емкостью 28000-30000 кг топлива, цилиндрической формы, которые входят в силовую схему кильстона.

Летательный аппарат "Вистла-01" имеет две силовые установки, каждая из которых состоит из двух турбовинтовых двигателей, например типа ТВ3-117ВМ, мощностью 2000-1500 л.с. каждая, снабженных пятилопастными несущими винтами диаметром 21 м, оборудованных системой управления перекоса лопастей винтов и создающих вертикальную и горизонтальную - пропульсивную тягу.

Двигательные установки расположены в вертикальной плоскости симметрии корпуса и вписаны в площадь его миделя, вследствие чего ЛА имеет минимальное лобовое сопротивление и аэродинамический коэффициент сопротивления С_x около 0,052.

Форма и жесткость оболочки в процессе эксплуатации поддерживаются подачей в баллонеты теплого воздуха от компрессоров двигателей.

По принципу расположения несущих винтов ЛА "Вистла-01" имеет параллельную схему, его винты находятся на большом расстоянии друг от друга, поэтому воздушный поток от переднего несущего винта не оказывает существенного влияния на задний винт.

Несущие винты имеют противоположное вращение, погашающее реактивные моменты от каждого винта, что обеспечивает путевое движение ЛА без применения рулевого винта.

Несущие винты имеют верхнее расположение в целях уменьшения риска их повреждения при посадке на неподготовленную площадку, погрузочно-разгрузочных работах и швартовки к причальным мачтам.

Узлы внешней подвески тяжелых негабаритных грузов находятся на одной вертикальной оси Y-Y с осями несущих винтов, вследствие чего нагрузка от подвешенных грузов воспринимается только передней и задней силовыми рамами.

На узлы подвешиваются грузы, одинаковые по массам, на каждый узел может быть подвешен груз массой до 20000 кг.

Взлетной массой является масса топлива и масса коммерческого груза.

Взлет ЛА производится вертикально под действием вертикальной тяги обоих несущих винтов, без сброса каких-либо грузов.

Посадка ЛА вертикальная, производится путем снижения оборотов двигателей и уменьшения вертикальной тяги несущих винтов, без слива несущего газа из оболочки.

Горизонтальный полет ЛА производится под действием горизонтальной, пропульсивной тяги двух несущих винтов, либо горизонтальной составляющей тяги винтов при наклоне плоскости их вращения. А также под действием реактивной тяги двигателей. В целях исключения теплового воздействия выхлопных газов на оболочку, сопла двигателей отклонены от оболочки на углы γ=10°.

Вертикальная тяга несущих виньов обеспечивает длительный режим висения ЛА над одним местом на высоте от 0,5 м до 3000 м над землей и над водой.

Статическая поперечная балансировка ЛА обеспечивается расположением центра массы конструкции ЛА на одной вертикальной оси Y-Y с центром всплывной-подъемной силы несущего газа и ниже него.

Продольная стабилизация ЛА в полете обеспечивается хвостовым оперением. Продольное и поперечное управление ЛА осуществляется путем изменения направления пропульсивной тяги, что позволяет ЛА двигаться во всех направлениях и совершать круговые движения на одном месте. Управление по курсу производится при помощи вертикального оперения, по высоте рулями высоты и стабилизатором, создающим некоторую подъемную силу и управляющий момент относительно центра массы летательного аппарата.

Грузовая кабина или пассажирская гондола располагаются по центру массы конструкции ЛА. Грузовая кабина и гондола закрытые, оборудованы шасси лыжного типа, допускают нагрузку до 12000 кг.

Пассажирская кабина выполняется в различных вариантах в соответствии своему назначению. Количество пассажирских мест на 36-40 пассажиров. Экипаж 5-6 человек: два летчика, штурман-радист, бортмеханик и одна-две стюардессы.

Пассажирская кабина содержит следующие закрытые отсеки: кабину экипажа, пассажирский салон, отсек для стюардесс, кафе, гардеробы, туалеты, багажные отделения.

Летательный аппарат "Вистла-01" оборудован: пилотажно-навигационным, радиотехническим комплексами, метеолокатором, спутниковой системой радиосвязи, телевизионной системой обзора места посадки, противообледенительной, противопожарной системами и грозозащитой.

Пассажирам в полете обеспечивается высокий комфорт: полное отсутствие вибраций, инерционных перегрузок, качки, низкий уровень акустики. ЛА отличается высокой надежностью, безопасностью и исключает катастрофическую ситуацию в случаях полной остановки двигателей в полете. На аэродроме ЛА занимает площадь 2500 м²,с которой может совершать взлет, что дает возможность базирования ЛА в пределах городской черты.

Конструкция ЛА "Вистла-01" и его эксплуатация показаны на следующих фигурах:

На фиг.1. Общий вид ЛА сбоку.

На фиг.2. То же, вид в плане.

На фиг.3. То же, вид спереди.

На фиг.4. Вид ЛА с внешними подвешенными грузами, сбоку.

На фиг.5. То же, вид спереди.

На фиг.6. Вид ЛА при транспортировании тяжелых негабаритных грузов в полете.

На фиг.7. Вид на переднюю часть ЛА, сбоку.

На фиг.8. То же, вид спереди.

На фиг.9. Вид на переднюю силовую установку, сбоку.

На фиг.10. Вид на кильстон и на топливные баки.

На фиг.11. То же, вид по сечению А-А.

На фиг.12. Общий вид пассажирской гондолы, сбоку.

На фиг.13. То же, вид в плане.

На фиг.14. Вид ЛА при транспортировании лесоматериалов из труднодоступных районов лесоразработки.

На фиг.15. Доставка тяжелых негабаритных грузов на морские нефтедобывающие платформы.

На фиг.16. Доставка спасательных средств к месту катастрофы морских, речных судов.

На фиг.17. Диаграмма дальности полета ЛА "Вистла-01" в зависимости от веса коммерческого груза и расхода массы топлива.

Основные летно-технические характеристики ЛА "Вистла-01" 1 Технические характеристики.
№ п/п	наименование	ед. измерения	величина
1	2	3	4
1	Взлетная масса	кг	32000
2	Масса полезной нагрузки	кг	30000
3	Масса конструкции	кг	14000
4	Подъемная сила несущего газа	кг	13000
5	Весовая отдача	%	до 98
6	Тип двигателей	тип	ТВ3-117ВМ
7	Мощность двигателей /взлетная-крейсерская/	л.с.	2000-1500
8	Количество двигателей	шт	4
9	Количество несущих винтов	шт	2
10	Диаметр несущих винтов	м	21,18
11	Максимальная тяга винтов	кг	32000
12	Длина летательного аппарата	м	90
13	Длина корпуса /оболочки/	м	70
14	Диаметр корпуса	м	15,5
16	Объем корпуса /оболочки/	м3	12000
16	Высота летательного аппарата	м	18
17	Максимальный груз в грузовой кабине	кг	12000
18	Экипаж	чел.	5
19	Количество пассажиров	чел.	36-40
20	Количество легковых автомобилей в грузовой кабине вместе с экипажем	шт	7
	2 Летные характеристики
1	Максимальная скорость полета	км/ч	160-200
2	Крейсерская скорость полета	км/ч	140-160
3	Скороподъемность	м/с	3-4
4	Высота полета	м	до 4000
5	Высота висения в воздухе(на режимах висения)	м	до 3000
6	Дальность полета	км	до 8000
7	Продолжительность полета	ч	до 48

Конструкция

Летательный аппарат "Вистла-01" внеаэродромного базирования с вертикальным взлетом и посадкой предназначен для транспортирования тяжелых негабаритных грузов массой 30000-40000 кг и перевозки пассажиров во всех регионах, в том числе в районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера России с полетами в малонаселенные, труднодоступные места, не имеющие аэродромов, осуществления регулярной авиатранспортной связи с Камчаткой и северными островами: Чукоткой, Сахалином, Курильскими Островами.

В настоящее время межгородские и региональные пассажирские перевозки в районах Дальнего Востока и Севера России производятся Аэрофлотом самолетами среднего класса: Ан 24, Ан-26, Ан-28, -40, Як-40, выполняющими полеты в места, имеющие аэродромы и летно-диспетчерскую службу, а также вертолетами Ми-6, Ми-8, Ми-17 и Ми-24.

Однако существующие ВС не могут совершать полеты в глубинные районы Сибири и Крайнего Севера России и эксплуатироваться на этой огромной территории, промышленное освоение которой имеет большое экономическое значение. Для самолетов там нет аэродромов, взлетно-посадочные полосы строить сложно, вертолеты имеют недостаточную дальность и всепогодность.

Кроме этого, в северных районах Дальнего Востока в Сибири в условиях холодной, снежной и продолжительной зимы эффективность ВС снижается до 50%.

Данное изобретение направлено на повышение эффективности ВС и реализацию следующих технических качеств:

1. Внеаэродромное базирование, вертикальный взлет и вертикальная посадка.

2. Транспортировка тяжелых негабаритных грузов массой 20000-30000 кг по штатным и нештатным воздушным трассам.

3. Высокая весовая отдача до 100%.

4. Широкий диапазон скоростей полета от 0,5 км/ч до максимальной.

5. Продолжительное висение в воздухе над одним местом на высотах от 0,5 м до 2000-3000 м над землей и над водой.

6. Высокая маневренность.

7. Высокая надежность и безопасность.

8. Отсутствие вибраций и низкий уровень акустики в пассажирской кабине.

9. Безэллинговое базирование на небольших площадках в пределах городской черты.

Поставленная техническая цель достигается тем, что летательный аппарат "Вистла-01" состоит из корпуса 1,продольной фермы-кильстона 2, передней силовой рамы 3, задней силовой рамы 4, вертикального оперения 5, горизонтального оперения 6, грузовой кабины 7, передней двигательной установки 8 и задней двигательной установки 9, расположенных на концах корпуса 1 (фиг.1, 2 и 3).

Корпус 1 представляет собой жесткую или мягкую герметичную оболочку из легкого, прочного, газонепроницаемого, термостойкого материала объемом, например 13000 м³, длиной около 70 м, диаметром около 15,5 м, наполненную легким несущим газом, например гелием.

Оболочка имеет гладкую поверхность и хорошо обтекаемую аэродинамическую форму, соответствующую рекомендациям ЦАГИ для корпусов дирижаблей, удлинение λ=4,5 и оптимальные аэродинамические коэффициенты С_x и С_y, обеспечивающие ЛА высокое аэродинамическое качество.

В носовой и хвостовой частях оболочка имеет баллонеты и шпангоуты, в средней части герметичные перегородки из тонкой пленки. В верхней части оболочка снабжена клапанами сброса избыточного давления, снизу с обоих сторон, по всей длине имеет мягкие выпуски, служащие для присоединения к кильстону и к силовым рамам 3 и 4.

Оболочка присоединяется к кильстону и рамам при помощи 300 силовых узлов 10 по 150 узлов с каждой стороны, вискозными лентами. Статическая нагрузка на каждый узел не превышает 50 кг. Носовая часть оболочки 1 усилена каркасом и присоединяется к силовой раме 3, хвостовая часть крепится к задней раме 4. Жесткость и форма оболочки в процессе эксплуатации поддерживаются подачей в баллонеты 11 атмосферного воздуха, нагретого выхлопными газами двигателей. Кильстон имеет трапециевидное сечение высотой около 2,5 м, закрыт снаружи жесткой обшивкой.

В кильстоне находятся топливные жесткие баки 12, трубопроводы 13, электрокабели и другая коммуникация. Топливные баки цилиндрической формы диаметром около 1,5 м, общей емкостью на 28000-30000 кг топлива, расположены с двух сторон от грузовой кабины и входят в силовую схему кильстона 2 (фиг.7, 10, 11).

Топливные баки зашунтованы, каждая двигательная установка может питаться топливом из любого бака, сливные горловины оборудованы системой аварийного слива топлива, подача топлива к ДУ производится топливными насосами 14 по шлангам, проложенным внутри силовых рам 3 и 4.

Среднюю часть кильстона составляет грузовая или пассажирская кабина 7, конструкция которой входит в силовую часть кильстона (фиг.12).

Передняя силовая рама ферменной конструкции имеет платформу 15, на которую ставится передняя ДУ 8, рядом с которой находится отсек 16 для моториста, обслуживающего ДУ на земле. ДУ и отсек моториста снаружи закрываются капотом 17. (фиг.9.) На силовой раме 3 расположены передний грузовой узел 18 и причальный узел 19 (фиг.6, 7), внутри рамы расположена лестница 20 для подхода к ДУ на земле, вход на которую производится по откидному трапу 21.

Снаружи рама 3 закрывается жестким обтекателем 22. Задняя силовая рама 4 имеет аналогичную конструкцию, на ней расположены: горизонтальное оперение 6, вертикальное оперение 5, задний грузовой узел 23 подвески внешних тяжелых грузов. В верхней части рамы расположена платформа для задней ДУ и отсек для моториста 16, подход к задней ДУ производится по лестнице, находящейся внутри рамы 4.

Задняя рама 4 закрывается жесткой обшивкой, в конце рама сужается и образует киль, на который крепится руль направления 5.

Передняя и задняя ДУ имеют одинаковую конструкцию. Каждая из них состоит из двух турбовинтовых двигателей типа ТВ3-117ВМ взлетной мощностью 2000 л.с., крейсерской мощностью 1500 л.с., оборудованных пятилопастными несущими винтами 25 диаметром около 21 м, оснащенными автоматом управления перекосом лопастей, изменяющим циклический шаг лопастей и создающим горизонтальную-пропульсивную тягу, обеспечивающую горизонтальное перемещение летательного аппарата.

Конструкция ЛА позволяет применить и другие вертолетные винты с наклоном их плоскости вращения до углов 30°.

В целях исключения теплового воздействия газовых струй от передней ДУ на носовую часть оболочки сопла двигателей 26 отклонены от оболочки на углы γ=10° (фиг.2).

Двигательные установки расположены в плоскости симметрии корпуса ЛА и вписаны в плоскость его миделевого сечения, вследствие чего ЛА имеет минимальное лобовое сопротивление и аэродинамический коэффициент С_х около 0,052.

По принципу расположения несущих винтов ЛА "Вистла-01" имеет параллельную схему. Однако ввиду большого расстояния между винтами воздушный поток от переднего несущего винта не оказывает существенного влияния на задний несущий винт.

Несущие винты имеют противоположное вращение, что погашает реактивные моменты от каждого винта, это исключает необходимость устанавливать на ЛА рулевой винт и привод к нему, что снижает массу ЛА и исключает затрату мощности ДУ на его привод.

Несущие винты подняты над носовой частью корпуса ЛА, это уменьшает риск повреждения винтов при посадке на неподготовленную местность погрузочно-разгрузочных работах и швартовки к причальным мачтам.

Оси несущих винтов находятся на одной вертикальной оси Y-Y с осями грузовых узлов 18 и 23, расположенных на силовых рамах 3 и 4, вследствие чего грузы, подвешенные на эти узлы, нагружают только силовые рамы. На два узла подвешиваются грузы, равные по весу, например по 15000 кг на каждый. Допустимая разница в весе двух грузов не должна выводить ЛА за пределы заданной центровки. На один грузовой узел может быть подвешен груз массой до 20000 кг.

ЛА оборудован шасси, состоящим из 8 лыж, установленных на днище грузовой кабины, снабженных амортизаторами, в полете подтягиваются к днищу кабины (фиг.12).

Основное техническое отличие конструкции ЛА "Вистла-01" состоит в том, что масса его конструкции уравновешивается подъемной силой несущего газа, заключенного в его оболочке, в результате чего взлетной массой ЛА является только масса полезной нагрузки, состоящая из массы топлива и массы коммерческого груза.

Это обеспечивает весовую отдачу ЛА "Вистла-01" до 100%.

Конструкция ЛА, за исключением оболочки, изготовлена из легких алюминиевых сплавов, с большой долей (до 65%) применения композиционных, полимерных и других неметаллических материалов.

Оболочка легкосъемная, при необходимости легко заменяется на новую. Технический ресурс ЛА до 20 лет, за исключением двигательных установок.

На ЛА "Вистла-01" могут быть установлены грузовая или пассажирская кабины различного назначения: санитарная, поисково-спасательная, противопожарная, научно-исследовательская, бизнес-класса и другого назначения. Кабины взаимозаменяемые и герметичные, имеют длину около 22 м, высоту 1,9 м, ширину 2,6 м, содержат несколько изолированных секций, в том числе: кабину экипажа 28, пассажирский салон 29, отсек для стюардесс 30 и хранения продуктов 35, кафе 31, багажное отделение 32, гардеробы 33 и туалеты с умывальниками 34 (фиг.12, 13).

Экипаж состоит из 5-6 человек: двух летчиков, штурмана-радиста, борт-механика и одной-двух стюардесс.

Пассажирский салон содержит 36-40 пассажирских мест, по четыре кресла в одном ряду с широким средним проходом, оборудован системой обогрева, радио-телефонной связью и телевидением.

Кабина экипажа оборудована передним иллюминатором 36 с широким пространственным обзором, пилотажно-навигационным и радиотехническим комплексами 37, радиовысотомером, метеолокатором 38 и спутниковой системой радиосвязи (фиг.12, 13).

ЛА оснащен: передними и боковыми фарами, бортовыми сигнальными огнями и телевизионной системой обзора поверхности земли 39 и места посадки.

ЛА оборудован системой противообледенения, противопожарной системой и грозозащитой. Пилотажно-навигационный комплекс обеспечивает надежное вождение ЛА в сложных метеоусловиях по местным авиационным линиям и нештатным воздушным трассам днем и ночью в любое время года.

В грузовой кабине может транспортироваться груз массой до 12000 кг, состоящий из семи легковых автомобилей с экипажем.

Режимы и динамика полета

1. Взлет и набор высоты

Взлет и набор высоты безбалластный, производится вертикальной тягой двух несущих винтов (Фе) при работе двигателей на взлетном режиме мощностью 2000 л.с. при общей мощности 8000 л.с. Взлет вертикальный, под действием избыточной тяги несущих винтов, составляющей разницу между максимальной тягой винтов и взлетной массой ЛА, которая уравновешивается силой аэродинамического сопротивления, действующей на ЛА при подъеме

где: С_y - коэффициент аэродинамического сопротивления;

ρ - плотность воздуха на Н=0;

S' - площадь проекции корпуса ЛА;

V_y - скорость подъема;

расчеты показывают, что при избыточной тяге винтов ΔФ=4000 кг ЛА может иметь скорость подъема около 4 м/с.

2. Горизонтальный полет

Горизонтальный полет ЛА производится на крейсерском режиме работы двигателей при мощности 15000 л.с. каждый, общей мощности 6000 л.с.

Поступательное движение ЛА создается под действием двух составляющих: пропульсивной тяги двух несущих винтов 2 Ф_пр и реактивной силы четырех турбовинтовых двигателей 4R_y образующих вместе эффективную горизонтальную тягу P_эф.

P_эф=2Ф_проп+4R_y.

Реактивная сила двигателей 4R_y выражается нижеприведенным уравнением и составляет около 700 кг.

где С_y - секундный расход газа через двигатель;

ρ - ускорение силы тяжести;

V₂ - скорость истечения газа из сопла двигателя;

V_o - скорость полета ЛА.

Принимая, что пропульсивная тяга несущего винта в горизонтальном полете составляет 0,07-0,08 от максимальной тяги винта, эффективная тяга (учитывая реактивную тягу 4R_y=700 кг) может быть порядка 2800 кг.

P_эф=2Ф_проп+4R_у=2(0,07·1500)+700=2800 кг.

Так как эффективная тяга P_эф в полете уравновешивается силой лобового аэродинамического сопротивления

Р_эф=Q=С'_xyρV²S',

где C'_xy - коэффициент лобового аэродинамического сопротивления ЛА, принятый для дирижабля, равный

ρ - плотность воздуха на Н=1000 м.

S' - максимальная площадь поперечного сечения ЛА.

- коэффициент лобового аэрод. сопротивления при полете на углах α=6°, составляющий 0,054,

следует, что при полете ЛА на высоте Н=1000 м, при угле α=6-8° летательный аппарат может иметь скорость полета около 45 м/с, т.е. 162 км/ч

следовательно около 162 км/ч.

В процессе полета масса ЛА вследствие выгорания топлива уменьшается. Это дает возможность увеличить продолжительность или скорость полета. Предварительные расчеты показывают, что при уменьшении массы топлива на 50% скорость полета может повыситься до 200 км/ч.

Подъемная сила в горизонтальном полете создается вертикальной составляющей тяги винтов и аэродинамической подъемной силой Р_аэ, которая, например, при скорости полета ЛА, равной 160 км/ч на углах α=8° на той же высоте, может составлять около 4000 кг.

где C_y - коэффициент аэродинамической подъемной силы корпуса;

ρ - плотность воздуха на Н=1000 м;

S' - площадь проекции корпуса, принятая в расчете равной 2/3 от полной площади S₀=900 м;

V - скорость полета.

Снижение и посадка.

Снижение и посадка ЛА производятся путем уменьшения оборотов двигателей и тяги несущих винтов, без выпуска несущего газа из оболочки. Посадка производится вертикально на посадочные шасси-лыжи. При посадке ЛА имеет массу, соответствующую полезной нагрузке и остатку топлива.

Режим висения

ЛА может длительное время находиться в воздухе над одним местом на высоте от 0,5 м до более 2000 м над землей и над водой.

Висение производится за счет тяги двух несущих винтов, режим которых зависит от массы полезной нагрузки.

Балансировка и управление ЛА на режиме висения производится путем управления пропульсивной тягой несущих винтов и хвостовым оперением, стабилизирующим ЛА по направлению ветра. Продолжительность режима висения связана с количеством топлива.

Дальность и продолжительность полета

Дальность и продолжительность полета ЛА зависит от формы подвешенных грузов, создающих лобовое аэродинамическое сопротивление, и от погодных условий.

При нормальных стандартных условиях (МСА, Н=0, Т=15°С) тяжелые негабаритные грузы произвольной формы массой до 24000 кг могут быть перевезены на расстоянии до 800 км. Грузы, размещенные в грузовой кабине (пассажиры, багаж, автомашины) массой до 12000 кг, могут быть перевезены на расстояние до 3500 км. Максимальная дальность полета с грузом 4000 кг до 8000 км.

Максимальная продолжительность полета с грузом массой 2000 кг до 50 ч.

Дальность полета ЛА в зависимости от величины коммерческого груза показана на диаграмме.

Балансировка и управление

ЛА "Вистла-01" статически сбалансирован; центр массы его конструкции расположен на одной вертикальной линии Y-Y с центром подъемной силы несущего газа заключенного в оболочке, и находится ниже его, что обеспечивает его поперечную статическую устойчивость.

Управление ЛА в полете по курсу и высоте производится вертикальным и горизонтальным оперением, а также изменением силы тяги несущих винтов. Поперечное управление осуществляется изменением направления пропульсивной тяги винтов в любую сторону, что обеспечивает высокую маневренность ЛА и позволяет с большой точностью производить посадку на закрытую площадку к месту погрузки, и швартоваться к причальным мачтам (Фиг.4, 10).

При несимметричной пропульсивной тяге винтов ЛА может совершать в воздухе развороты и круговые движения над одним местом.

Благодаря основательной продольной статической устойчивости ЛА допускает широкий диапазон центровок.

Бортовые системы

1. Противообледенительная система

С целью защиты от обледенения/*

носовая часть корпуса обдувается с двух сторон выхлопными газами от двух передних турбовинтовых двигателей, передние кромки горизонтального оперения и руля направления снабжены резиновыми протекторами и пневмосистемой, пассажирская кабина обогревается теплым воздухом от двух ДУ, подаваемым по газопроводам.

2. Противопожарная защита

Корпус наполнен не горящим, невзрывоопасным газом - гелием, сопла передней ДУ отклонены от корпуса на углы 10°, отсеки ДУ снабжены нейтральным газом - азотом, топливные баки удалены от ДУ на большое расстояние.

3. Противогрозовая защита

С целью исключения воздействия статического электричества и грозовых разрядов оболочка ЛА металлизирована, грузовая кабина, горизонтальное оперение и киль снабжены грозоотводами.

Надежность и безопасность

ЛА " Вистла-01" имеет уникальную надежность при эксплуатации, не свойственную ни одному известному ВС, так например: При остановке одной ДУ в полете внешний груз, со стороны остановившейся ДУ, сбрасывается, часть топлива сливается и ЛА может продолжать полет.

При полной остановке обоих ДУ летательный аппарат не терпит катастрофы. В этом случае с ЛА сбрасывается весь подвешенный груз и сливается все топливо, несущие винты переходят на режим авторотации и ЛА продолжает полет (co снижением). При необходимости ускорить спуск может быть выпущена часть несущего газа из оболочки.

При незначительном механическом повреждении корпуса (оболочки), например: проколы, разрывы, пулевое повреждение, ЛА может продолжать нормальный полет.

При значительном повреждении оболочки сбрасывается часть ПН и ЛА может продолжать полет на свою Техническую базу для замены оболочки на новую.

Эксплуатация и хранение

ЛА "Вистла-01" может эксплуатироваться во всех регионах РФ.

При температуре окружающей среды +50°С÷-60°С и влажности воздуха 99% при температуре 35±5°С, при скорости ветра 15 м/с во всех направлениях.

ЛА может совершать посадку и взлет на открытую площадку размером 30 на 120 м, с различными видами покрытия: грунт, растительность, песок, галька, снег, лед, а также приводняться к водной поверхности озер, рек, морей.

ЛА может содержаться вне эллингов, припарковываться к земле, швартоваться к причальным мачтам, которые может перевозить самостоятельно. В ветреную погоду может содержаться под прикрытием высоких промышленных или жилых зданий.

Базовое хранение ЛА может быть организовано на штатных аэродромах.

Область применения ЛА "Вистла-01".

- Транспортировка тяжелых негабаритных грузов: буровых нефтяных установок, мачт ЛЭП, турбин, ракет, реакторов, автотранспорта, топлива, с эксплуатацией в любых регионах РФ.

- Региональные, круглогодичные пассажирские и грузовые перевозки в отдаленные труднодоступные районы, не имеющие аэродромов и дорог.

- Вывоз лесоматериалов, ценных ископаемых с мест их добычи, в том числе из глубинных таежных районов Севера России.

- Эвакуация населения непосредственно из зон стихийных бедствий: землетрясений, пожаров, наводнений, катастроф морских судов.

- Проведение поисково-спасательных работ, на земле и на воде.

- Тушение очагов лесных пожаров

- Обеспечение воздушно-транспортной связью поисковых экспедиций, работающих в северных районах России: геологов, сейсмографов, океанографов, промысловиков, а также другие виды применения.

Claims (6)

1. Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, содержащий силовые рамы, несущий корпус, хвостовое оперение, грузовую кабину и силовые установки, отличающийся тем, что его несущий корпус выполнен в виде герметичной оболочки из прочного, газонепроницаемого, температуростойкого материала и наполнен несущим газом, например гелием, и жестко присоединен к силовым рамам, имеющим узлы для подвески внешних грузов, при этом турбовинтовые двигательные установки расположены вдоль продольной оси летательного аппарата в носовой и хвостовой частях его корпуса и вписаны в плоскость его миделевого сечения, а несущие винты оснащены системой управления перекоса лопастей с изменением циклического шага винтов в полете, создающих вертикальную и горизонтальную тяги, обеспечивающие вертикальный взлет и посадку, управление летательным аппаратом по курсу и тангажу, передвижение в воздухе по всем направлениям, кроме этого для обеспечения сохранения формы и жесткости оболочки в процессе эксплуатации в ее баллонеты подается теплый воздух от компрессоров двигателей, термостатированый в зависимости от внешних погодных условий.

2. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что масса конструкции летательного аппарата уравновешивается подъемной силой несущего газа, находящегося в его корпусе.

3. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что несущие винты расположены на большом расстоянии друг от друга для уменьшения влияния воздушного потока от переднего несущего винта на задний несущий винт.

4. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что узлы подвески внешних грузов расположены на одной вертикальной оси с осями несущих винтов, в результате чего нагрузки от внешних грузов воспринимаются только силовыми рамами.

5. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что оболочка присоединяется к силовой раме при помощи легкосъемных узлов с возможностью замены.

6. Летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что в случае остановки двигательных установок в полете полезная нагрузка сбрасывается и летательный аппарат продолжает полет.

Images