RU2317220C1 - Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method - Google Patents
Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2317220C1 RU2317220C1 RU2006125771/11A RU2006125771A RU2317220C1 RU 2317220 C1 RU2317220 C1 RU 2317220C1 RU 2006125771/11 A RU2006125771/11 A RU 2006125771/11A RU 2006125771 A RU2006125771 A RU 2006125771A RU 2317220 C1 RU2317220 C1 RU 2317220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- wing
- air
- amphibian
- flaps
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к воздушному транспорту. Разработанный способ создания системы сил летательного аппарата, включая подъемные, тяговые и управляющие силы, и реализация его в летательном аппарате - наземно-воздушной амфибии (НВА) открывают области применения изобретения с учетом усовершенствованных известных и полученных новых технических возможностей, позволяющих выполнять экранный полет (подобно экраноплану), взлет и висение на воздушной подушке и, кроме того, за ее пределами (подобно вертолету), взлет и посадку на воду в режиме водоизмещающего и плиссирующего движения (подобно гидросамолету); стоянку на водной поверхности; свободный полет на высоте, выше зоны действия эффекта экрана (подобно самолету). Это предопределяет первоочередные области освоения производства и применения разработанной амфибии НВА: аварийно-спасательные и аварийно-восстановительные работы при чрезвычайных ситуациях (землетрясениях, наводнениях, лесных пожарах и т.п.), в том числе - в труднодоступных районах; геологическая и другие виды разведки; северный завоз грузов с возможностью выполнения его не только летом, но и в условиях ледовой обстановки; туризм в труднодоступные районы; транспорт ближнего, среднего и дальнего радиуса действия.The invention relates to air transport. The developed method of creating an aircraft power system, including lifting, traction and control forces, and its implementation in an aircraft - ground-air amphibian (NVA) open up the scope of the invention taking into account the improved known and obtained new technical capabilities that allow performing screen flight (like ekranoplan), take-off and hovercraft and, in addition, outside it (like a helicopter), take-off and landing on water in the mode of displacement and pleating movement (like seaplane); parking on the water surface; free flight at a height above the area of effect of the screen effect (like an airplane). This determines the priority areas for the development of production and application of the developed NVA amphibian: emergency rescue and emergency recovery operations in emergency situations (earthquakes, floods, forest fires, etc.), including in remote areas; geological and other types of exploration; Northern delivery of goods with the possibility of performing it not only in the summer, but also in ice conditions; tourism in remote areas; short, medium and long range transport.
Известны способ улучшения аэродинамического качества летательного аппарата (ЛА) и конструкция ЛА для его осуществления (см. описание изобретения по международной заявке №096/33896, МПК В60V 1/08, международная публикация 31.10.96).A known method of improving the aerodynamic quality of an aircraft (LA) and the design of the aircraft for its implementation (see the description of the invention according to international application No. 096/33896, IPC B60V 1/08, international publication 10.31.96).
Указанный способ заключается в том, что при полете ЛА между его крылом и экранирующей поверхностью создается зона повышенного давления. При достижении скорости, превышающей скорость экранного полета, часть воздуха из зоны повышенного давления отводят и ускоряют до скорости, превышающей скорость набегающего потока воздуха, а затем выпускают его на верхнюю поверхность крыла в направлении к его задней кромке. В результате повышения скорости обтекания верхней поверхности крыла здесь понижается давление, а следовательно, возрастает подъемная сила, что в конечном итоге повышает аэродинамическое качество ЛА.The specified method consists in the fact that during the flight of the aircraft between its wing and the shielding surface creates a zone of high pressure. When reaching a speed exceeding the speed of the screen flight, part of the air from the high pressure zone is removed and accelerated to a speed exceeding the speed of the incoming air flow, and then it is released onto the upper surface of the wing towards its trailing edge. As a result of the increase in the velocity of flow around the upper surface of the wing, the pressure decreases here, and therefore, the lifting force increases, which ultimately increases the aerodynamic quality of the aircraft.
Летательный аппарат (ЛА) имеет планер, входящие в его состав левое и правое крыло с продольными и поперечными силовыми элементами, а также с каналами, расположенными между продольными силовыми элементами.The aircraft (LA) has a glider, its left and right wing with longitudinal and transverse force elements, as well as with channels located between the longitudinal force elements.
Недостатком известного способа является интенсивное возрастание лобового сопротивления вследствие включения механизации обдува верхней поверхности крыла, а также вследствие увеличения индуктивных потерь. Разгон летательного аппарата (ЛА) за пределы скоростей экранного полета ведет к увеличению высоты полета и к снижению экранной составляющей подъемной силы.The disadvantage of this method is the intensive increase in drag due to the inclusion of mechanization of blowing the upper surface of the wing, as well as due to an increase in inductive losses. Acceleration of an aircraft (LA) beyond the limits of screen flight speeds leads to an increase in flight altitude and to a decrease in the screen component of lift.
Недостатком указанного ЛА является организация каналов по всей длине крыла, что существенно утяжеляет его и усложняет технологию изготовления. Создание искусственной циркуляции воздуха с нижней поверхности крыла на верхнюю усложняет управление рулями высоты, т.к. параметры циркуляционного воздуха изменяются в зависимости от угла атаки крыла. Посадка с большими скоростями на воду ведет к возникновению ударных гидродинамических нагрузок, причем в центр тяжести планера, что требует значительно усилить его конструкцию, а это, в свою очередь, ведет к увеличению массы планера в ущерб полезной нагрузке. Кроме того, для высоких посадочных и взлетных скоростей требуются взлетно-посадочные полосы большой длины и с покрытием высокой ударной прочности.The disadvantage of this aircraft is the organization of channels along the entire length of the wing, which significantly complicates it and complicates the manufacturing technology. The creation of artificial air circulation from the lower surface of the wing to the upper complicates the control of elevators, because the parameters of the circulating air vary depending on the angle of attack of the wing. Landing at high speeds on water leads to the occurrence of hydrodynamic shock loads, moreover, to the center of gravity of the airframe, which requires a significant increase in its design, and this, in turn, leads to an increase in the mass of the airframe to the detriment of the payload. In addition, for high landing and take-off speeds, runways of great length and with a coating of high impact strength are required.
Известен также способ оптимизации аэродинамических и транспортных характеристик летательного аппарата (ЛА) путем изменения его конструктивных элементов (см. описание изобретения к международной заявке WO №97/17241 по кл. МПК В60V 1/08, международная публикация 15.08.97).There is also a method of optimizing the aerodynamic and transport characteristics of an aircraft (LA) by changing its structural elements (see the description of the invention to international application WO No. 97/17241 according to IPC
Летательный аппарат (ЛА) содержит корпус, хвостовое оперение, левое и правое крыло, каждое из которых имеет в плане форму треугольника. Угол атаки крыла выполнен переменным по размаху, величина его возрастает по мере приближения к корпусу.Aircraft (LA) contains a hull, tail, left and right wings, each of which has a triangle shape in plan. The angle of attack of the wing is made variable in scope, its value increases as it approaches the hull.
Недостатком известного способа и ЛА для его осуществления является повышенное индуктивное сопротивление движению, недостаточная боковая устойчивость при превышении высоты экранного полета, высокоскоростной принцип взлета и посадки, наличие локальных перегрузок, усложненная конструкция крыла и средств механизации. Такой ЛА имеет узкий диапазон эксплуатационных скоростей и может осуществлять полет только на заданной высоте у экрана.The disadvantage of this method and the aircraft for its implementation is the increased inductive resistance to movement, insufficient lateral stability when the height of the screen flight is exceeded, the high-speed principle of take-off and landing, the presence of local overloads, the complicated design of the wing and means of mechanization. Such an aircraft has a narrow range of operating speeds and can only fly at a given height near the screen.
Известен способ увеличения несущих свойств крыла, реализованный в кораблях-экранопланах конструкции Р.Е.Алексеева, таких, как "Орленок", "Лунь", "Волга", "Стриж" и другие (см. "Крылья Родины", №11, 1991, стр.28-29).There is a method of increasing the load-bearing properties of the wing, implemented in ekranoplanes designed by R.E. Alekseev, such as "Eaglet", "Lun", "Volga", "Swift" and others (see "Wings of the Motherland", No. 11, 1991, p. 28-29).
С помощью стартового блока двигателей нагнетатают газ под нижнюю поверхность крыла для создания воздушной подушки, которая частично приподнимает планер из воды во время старта, за счет чего при разгоне снижается гидродинамическое сопротивление.Using the starting block of the engines, gas is injected under the lower surface of the wing to create an air cushion that partially raises the airframe from the water during launch, due to which the hydrodynamic resistance decreases during acceleration.
Экраноплан "Орленок" выполнен по самолетной схеме и имеет фюзеляж, низко расположенное крыло увеличенной хорды и укороченного размаха (удлинение λ=5) с концевыми шайбами и с механизацией, а также Т-образное хвостовое оперение. Силовая установка состоит из стартового блока, турбореактивных двигателей, расположенных в носовой части фюзеляжа, и маршевого турбовинтового двигателя, расположенного на стыке киля и стабилизатора.The Wing "Orlyonok" is made according to the airplane scheme and has a fuselage, a low located wing of an increased chord and a shortened span (elongation λ = 5) with end washers and with mechanization, as well as a T-shaped tail. The power plant consists of a launch block, turbojet engines located in the nose of the fuselage, and a marching turboprop engine located at the junction of the keel and stabilizer.
К недостатками аналога относятся:The disadvantages of the analogue include:
- высокая собственная масса корабля-экраноплана, вызванная необходимостью эксплуатации в двух средах "вода-воздух", отличающихся по плотности более, чем в 800 раз;- the high unladen mass of the ekranoplan ship caused by the need to operate in two water-air environments, differing in density by more than 800 times;
- предельно разнесенные по длине фюзеляжа массы двигательных блоков;- extremely spaced along the length of the fuselage masses of the motor blocks;
- неэффективный способ ограждения воздушной подушки и высокая энергоемкость организации воздушной подушки (более маршевой силовой установки);- an ineffective method of enclosing an air cushion and the high energy intensity of organizing an air cushion (more marching power plant);
- развитая и энергоемкая механизация планера;- developed and energy-intensive mechanization of the airframe;
- высокие концентрированные перегрузки, приложенные в центре массы экраноплана от гидролыжного устройства при посадке на взволнованную поверхность воды;- high concentrated overloads applied in the center of mass of the ekranoplan from a hydro-skiing device when landing on an excited surface of the water;
- сложные, энергоемкие и относительно тяжелые системы управления энергетикой и системы управления движением;- complex, energy-intensive and relatively heavy energy management systems and motion control systems;
- невозможность эксплуатации в ледовых условиях;- the impossibility of operation in ice conditions;
- низкая транспортная эффективность.- low transport efficiency.
Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является способ создания системы сил летательного аппарата самолетной схемы и наземно-воздушная амфибия (НВА) для его осуществления (см. патент РФ №2127202 по заявке №98107154/28, опубликованной 10.03.99, Бюл. №7).The closest in technical essence and adopted for the prototype is a method of creating a system of forces for an aircraft of an aircraft circuit and ground-air amphibian (NVA) for its implementation (see RF patent No. 2127202 by application No. 98107154/28, published March 10, 1999, Bull. No. 7).
Сущность прототипа заключается в следующем. Систему подъемных сил создают путем передачи энергии от газогенераторов к турбинам подъемных вентиляторов, маршевому двигателю и устройству для газоструйной завесы ограждения статической воздушной подушки. Под фюзеляжем и крылом стреловидной формы создают статическую воздушную подушку с помощью встроенных в крыло подъемных вентиляторов. Реактивная струя от вентиляторов направлена в сторону экрана, при этом происходит заполнение камер воздушной подушки и, одновременно, отсос пограничного слоя воздуха с верхней поверхности крыла. В результате амфибия отрывается от опорной поверхности вертикально на высоту ограждения воздушной подушки. При подаче рабочего тела от газогенератора к маршевому двигателю амфибия начинает горизонтальное движение без контакта с опорной поверхностью.The essence of the prototype is as follows. A lift system is created by transferring energy from gas generators to lift fan turbines, a mid-flight engine and a device for a gas-jet curtain of a static air cushion fence. Under the fuselage and arrow-shaped wing create a static air cushion using the built-in lift fans in the wing. The jet stream from the fans is directed towards the screen, while filling the chambers of the air cushion and, at the same time, the suction of the boundary layer of air from the upper surface of the wing. As a result, the amphibian is torn off from the supporting surface vertically to the height of the air cushion fence. When the working fluid is supplied from the gas generator to the main engine, the amphibian begins horizontal movement without contact with the supporting surface.
Летательный аппарат - наземно-воздушная амфибия (НВА) содержит фюзеляж с пассажирскими и (или) грузовыми отсеками, присоединенные к нему левое и правое несущие крылья с увеличенной хордой и малым удлинением (λ=4) с концевыми шайбами, горизонтальное и вертикальное оперение, элерон-закрылки, рули высоты и направления, скеги с калиброванными соплами, движительно-нагнетательный комплекс, камеры статической воздушной подушки, расположенные по принципу трехопорного шасси и снабженные струйным ограждением, средства механизации и управления. Для осуществления данного способа амфибия запроектирована по авиационным нормам прочности, т.к. эксплуатируется только в воздушной среде и без перегрузок, свойственных самолетным принципам взлета и посадки.Aircraft - ground-air amphibian (HBA) contains a fuselage with passenger and (or) cargo compartments, left and right load-bearing wings with increased chord and small elongation (λ = 4) with end washers, horizontal and vertical tail, aileron - flaps, elevators and rudders, skegs with calibrated nozzles, propulsion system, static air bag chambers, located on the principle of a three-leg chassis and equipped with a jet fence, mechanization and control equipment. To implement this method, the amphibian is designed according to aviation strength standards, because It is operated only in the air and without the overloads inherent in the aircraft principles of take-off and landing.
К недостаткам способа создания системы сил и конструкции летательного аппарата - наземно-воздушной амфибии (НВА), реализующей способ, относятся:The disadvantages of the method of creating a system of forces and the design of the aircraft - ground-air amphibian (NVA) that implements the method include:
- ограниченные возможности полета на высоте, большей предельной зоны действия воздушной подушки (возможен только инерционный подлет для прохождения препятствий);- limited flight capabilities at an altitude greater than the limiting zone of the air cushion (only an inertial approach for passing obstacles is possible);
- громоздкие и тяжелые высоконапорные и высокотемпературные газопроводы от газогенераторов к приводам и к исполнительным элементам силовой установки;- bulky and heavy high-pressure and high-temperature gas pipelines from gas generators to drives and to actuating elements of the power plant;
- низкая надежность встроенных в крыло вентиляторов большого диаметра;- low reliability of large diameter fans embedded in the wing;
- большие потери энергии рабочего тела в газопроводах;- large energy losses of the working fluid in gas pipelines;
- повышенная металлоемкость конструкции крыла и его механизации;- increased metal consumption of the wing structure and its mechanization;
- сложное техническое обслуживание маршевых и стартовых двигателей;- complex maintenance of marching and starting engines;
- повышенная энерговооруженность амфибии, высокий удельный расход топлива газогенераторов;- increased power amphibian, high specific fuel consumption of gas generators;
- неуправляемость амфибии при движении на статической воздушной подушке и на малых скоростях движения;- uncontrollability of amphibians when moving on a static air cushion and at low speeds;
- повышенный уровень опасности в эксплуатации при отказе одного подъемного двигателя;- increased level of danger in operation in case of failure of one lifting engine;
- повышенная сложность управления подъемными двигателями при разгонах и торможениях.- increased complexity of controlling lifting motors during acceleration and braking.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Задачами настоящего изобретения является разработка способа создания системы сил летательного аппарата, включая подъемные, тяговые и управляющие силы, и летательного аппарата - наземно-воздушной амфибии (НВА) с целью улучшения аэродинамических, конструктивных и эксплуатационных характеристик амфибии, а также повышение устойчивости и управляемости как вблизи экрана, так и выше его.The objectives of the present invention is to develop a method of creating a system of forces of an aircraft, including lifting, traction and control forces, and an aircraft - ground-air amphibian (NBA) in order to improve the aerodynamic, structural and operational characteristics of amphibians, as well as increase stability and controllability as near screen and above it.
Предложенный способ создания системы сил летательного аппарата, включая создание подъемных, тяговых и управляющих сил с использованием энергии движительно-нагнетательного комплекса, вырабатывающего газовоздушное рабочее тело, отличается тем, что рабочее тело формируют с высокими параметрами в газовоздушном тракте, содержащем систему каналов и створок для регулирования его потоков, центр приложения подъемных сил приближают к центру масс, и увеличивают площадь воздушной подушки, для чего летательный аппарат - наземно-воздушную амфибию (НВА) выполняют с платформой, которую совместно с присоединенным левым и правым несущими крыльями оформляют как составное крыло, при этом платформа служит силовой конструкцией планера, частью несущей поверхности малого удлинения и с большой хордой, нижней поверхности платформы придают положительный установочный угол атаки, в результате чего создают основную часть подъемной силы при экранном движении и в свободном полете. Профиль платформы на виде сбоку оформляют по аэродинамической форме. Для этого фюзеляж размещают в передней верхней части платформы, движительно-нагнетательный комплекс (ДНК) закрывают капотом и располагают в верхней части кормы платформы. Это позволяет при работе воздухозаборника ДНК создать дополнительную тяговую и подъемную силы за счет интенсивного отсоса пограничного слоя воздуха с верхней поверхности профиля. Внутри платформы создают газовоздушный тракт с каналами подвода рабочего тела к реактивным соплам системы струйного ограждения воздушной подушки и ее заполнения. Нижнюю поверхность платформы разделяют скегами и щитками на камеры статической воздушной подушки, которые обеспечивают продольную и боковую устойчивость летательного аппарата (ЛА) в режиме висения и движения на воздушной подушке над любой опорной поверхностью, в том числе и над водой. Наполнение воздушной подушки рабочим телом осуществляется через сопловые аппараты, встроенные в боковые поверхности каждого скега, при этом истечение рабочего тела из сопел происходит с большими скоростями, что обеспечивает необходимую упругость ядра струи, удерживающую повышенное давление рабочего тела в камере воздушной подушки. Такое конструктивное решение позволят регулировать высоту висения и движения амфибии без контакта с опорной поверхностью. Расход рабочего тела регулируют створками, расположенными в реактивных насадках. Высоту подъема амфибии над опорной поверхностью и величину горизонтальной тяги устанавливают регулированием положения створок, управление полетом выполняют с помощью газодинамических рулей высоты и рулей направления. При этом рули высоты выполняют две функции - балансировки и управления амфибии в пространстве как в режиме "висения", так и во всем диапазоне эксплуатационных скоростей движения. По всей длине газовоздушного тракта устанавливают дополнительно обдуваемые рабочим телом аэродинамические профили с положительным углом атаки к вектору скорости набегающего потока рабочего тела. Этими профилями одновременно отклоняют поток рабочего тела для безударного входа его в сопловые аппараты струйного ограждения воздушной подушки и создают распределенную подъемную силу, участвующую в вертикальном подъеме амфибии. Величина этой подъемной силы, измеренной в кгс, может быть запроектирована численно большей массы амфибии, чем обеспечивают ее вертикальный взлет на любую допустимую высоту. В системе сопловых аппаратов, расположенных по периметру платформы, при закрытых створках разгоняют рабочее тело до скоростей, формирующих "жесткое" ядро струй длинной 7-8 калибров сечения сопла, чем обеспечивают надежное удержание повышенного давления в камерах воздушной подушки на высоте 7-8 калибров сечения сопла. Струи выдувают под углом к опорной поверхности. Это обеспечивает непрерывное нагнетание рабочего тела в камеры воздушной подушки. При установке створок реактивных насадков в промежуточное положение обеспечивают наполнение статической воздушной подушки с подъемом на требуемую высоту от опорной поверхности, маневрирование и разгон амфибии. При наборе горизонтальной скорости создают новые подъемные силы - силы динамического давления от сжатия воздуха между опорной поверхностью и нижней поверхностью платформы, по мере набора крейсерской скорости движения, створками реактивных насадков уменьшают расход рабочего тела в воздушную подушку и одновременно увеличивают расход рабочего тела на горизонтальную тягу. Оптимальный режим движения амфибии создают при отключении статической воздушной подушки. Систему подъемных сил амфибии равномерно распределяют по ее несущей поверхности. Конструируют ее по авиационным нормам прочности и с минимальными запасами. При этом создают возможность вертикального отрыва от любой опорной поверхности, в том числе и водной, гидродинамическое сопротивление при всех режимах движения отсутствует.The proposed method of creating a system of aircraft forces, including the creation of lifting, traction and control forces using the energy of a propulsion-pumping complex generating a gas-air working fluid, is characterized in that the working fluid is formed with high parameters in a gas-air duct containing a system of channels and flaps for regulation of its flows, the center of application of the lifting forces is brought closer to the center of mass, and the area of the air cushion is increased, for which the aircraft is a ground-air amphibian (NVA) is performed with the platform, which, together with the attached left and right load-bearing wings, is formed as a composite wing, while the platform serves as a power structure of the airframe, a part of the bearing surface of small elongation and with a large chord, the lower surface of the platform gives a positive installation angle of attack, as a result which creates the bulk of the lifting force during screen movement and in free flight. The profile of the platform in a side view is made out in aerodynamic form. For this, the fuselage is placed in the front upper part of the platform, the propulsion-injection complex (DNA) is closed by the hood and placed in the upper part of the platform aft. This allows you to create additional traction and lifting forces during DNA air intake operation due to intensive suction of the boundary layer of air from the upper surface of the profile. Inside the platform, a gas-air path is created with channels for supplying the working fluid to the jet nozzles of the air cushion jet fencing system and its filling. The lower surface of the platform is separated by skegs and shields on the chambers of a static air cushion, which provide longitudinal and lateral stability of the aircraft (A / C) in the mode of hovering and movement on an air cushion over any supporting surface, including over water. The air cushion is filled with a working fluid through nozzle devices built into the lateral surfaces of each skeg, while the flow of the working fluid from the nozzles occurs at high speeds, which provides the necessary elasticity of the jet core, which holds the increased pressure of the working fluid in the airbag chamber. Such a constructive solution will allow you to adjust the height of the hanging and the movement of amphibians without contact with the supporting surface. The flow rate of the working fluid is regulated by valves located in the jet nozzles. The height of the amphibian rise above the supporting surface and the horizontal thrust value are set by adjusting the position of the wings, flight control is performed using gas-dynamic elevators and rudders. In this case, elevators perform two functions - balancing and controlling amphibians in space both in the "hover" mode and in the entire range of operational speeds of movement. Along the entire length of the gas-air duct, aerodynamic profiles additionally blown by the working fluid are established with a positive angle of attack to the velocity vector of the incoming flow of the working fluid. These profiles simultaneously deflect the flow of the working fluid for an unstressed entrance into the nozzle apparatus of the air-bag spray fence and create a distributed lifting force participating in the vertical rise of amphibian. The magnitude of this lifting force, measured in kgf, can be projected into a numerically larger amphibian mass than provide its vertical take-off to any permissible height. In the system of nozzle apparatuses located along the perimeter of the platform, when the shutters are closed, the working fluid is accelerated to speeds forming a "rigid" core of jets with a length of 7-8 gauge nozzle sections, which ensures reliable retention of high pressure in the airbag chambers at a height of 7-8 gauge sections nozzles. The jets blow at an angle to the abutment surface. This ensures continuous injection of the working fluid into the airbag chambers. When installing the flaps of the jet nozzles in an intermediate position, they ensure the filling of a static air cushion with a rise to the required height from the supporting surface, maneuvering and dispersal of amphibians. When the horizontal speed is set, new lifting forces are created - dynamic pressure forces from air compression between the supporting surface and the lower surface of the platform, as the cruising speed is set, the flaps of the jet nozzles reduce the flow of the working fluid into the air cushion and at the same time increase the flow of the working fluid to horizontal thrust. The optimal amphibian movement mode is created when the static air cushion is turned off. The amphibian lifting system is evenly distributed over its bearing surface. Design it according to aviation standards of strength and with minimal reserves. This creates the possibility of vertical separation from any supporting surface, including water, hydrodynamic resistance for all modes of motion is absent.
Кроме того, дополнительные подъемные силы в полете могут быть созданы опусканием откидных консолей крыла, дополнительные управляющие силы, препятствующие "скольжению" летательного аппарата в полете и разворотах, - подъемом откидных консолей. Дополнительные подъемные и управляющие силы могут быть созданы также регулированием положения элерон-закрылков откидных консолей крыла с изменением его аэродинамического профиля, в том числе и на отрицательную подъемную силу, а это может способствовать увеличению скорости полета амфибии у экрана, улучшению боковой устойчивости планера и выдерживанию заданной высоты полета во всем диапазоне крейсерских скоростей движения как у экрана, так и при свободном полете. Используют откидные консоли с элерон-закрылками для выполнения трех функций: в горизонтальном положении - функцию регулирования кренящего момента и функцию регулятора величины подъемной силы консолей крыла в зависимости от массы и скорости движения амфибии, а в вертикальном положении - функцию рулей управления, что создает при поворотах амфибии силы, направленные в противоположную сторону инерционным силам, удерживая тем самым ее от скольжения.In addition, additional lifting forces in flight can be created by lowering the hinged wing consoles, additional control forces that prevent the aircraft from “sliding” in flight and turns, by raising the hinged consoles. Additional lifting and control forces can also be created by adjusting the position of the aileron flaps of the wing folding consoles with a change in its aerodynamic profile, including a negative lifting force, and this can contribute to an increase in the amphibian’s flight speed at the screen, to improve lateral stability of the airframe and to maintain the specified altitude in the entire range of cruising speeds both at the screen and in free flight. Use hinged consoles with aileron flaps to perform three functions: in the horizontal position - the function of regulating the heeling moment and the function of the regulator of the magnitude of the lifting force of the wing consoles depending on the mass and speed of the amphibian, and in the vertical position - the function of the steering wheels, which creates cornering amphibian forces directed in the opposite direction to inertial forces, thereby holding it from sliding.
Предлагаемый летательный аппарат - наземно-воздушная амфибия (НВА), содержит фюзеляж, несущую поверхность с концевыми шайбами, закрылки, рули высоты и направления, скеги с калиброванными соплами, движительно-нагнетательный комплекс, камеры статической воздушной подушки, расположенные по принципу трехопорного шасси и снабженные струйным ограждением, средства механизации и управления. Дополнительно он оснащен платформой, которая совместно с присоединенным левым и правым несущими крыльями оформлена как составное крыло. Нижняя поверхность платформы имеет положительный установочный угол атаки относительно горизонтальной плоскости, профиль платформы на виде сбоку имеет аэродинамическую форму, близкую к треугольнику. Фюзеляж обтекаемой формы с помещениями для экипажа, пассажиров и (или) груза расположен в передней части платформы, движительно-нагнетательный комплекс, включая один или несколько двигателей, трансмиссий и винтовентиляторов закрыт капотом и размещен в верхней части кормы платформы. Каналы газовоздушного тракта расположены внутри платформы с возможностью подачи по ним рабочего тела к системе сопел струйного ограждения воздушной подушки. В каналах дополнительно встроены аэродинамические крыльевые профили с возможностью создания подъемной силы при обтекании их рабочим телом. Реактивные насадки установлены в корме платформы, на входе в них установлены створки газораспределения, а на выходе - две ступени рулей направления и рулей высоты. Продольные скеги установлены по краям и в середине низа платформы. Внутри скегов расположены сопла струйной завесы ограждения воздушной подушки, в нижней части каждого скега имеются надувные баллонеты, с возможностью равномерного распределения нагрузки на скег при стоянке и погрузочных работах на твердой неровной поверхности.The proposed aircraft - ground-air amphibian (HBA), contains a fuselage, a bearing surface with end washers, flaps, elevators and rudders, skegs with calibrated nozzles, a propulsion and discharge system, static air bag cameras located on the principle of a three-leg landing gear and equipped fencing, means of mechanization and control. Additionally, it is equipped with a platform, which, together with the attached left and right load-bearing wings, is designed as a composite wing. The bottom surface of the platform has a positive installation angle of attack relative to the horizontal plane, the profile of the platform in a side view has an aerodynamic shape close to a triangle. The streamlined fuselage with rooms for the crew, passengers and (or) cargo is located in front of the platform, the propulsion and delivery complex, including one or more engines, transmissions and fan fans, is closed by the hood and placed in the upper part of the platform aft. The channels of the gas-air path are located inside the platform with the possibility of supplying the working fluid through them to the nozzle system of the jet fence of the air cushion. In the channels, aerodynamic wing profiles are additionally built-in with the possibility of creating lift when flowing around them with a working fluid. Jet nozzles are installed in the stern of the platform, at the entrance to them gas distribution flaps are installed, and at the exit there are two steps of rudders and elevators. Longitudinal skegs are installed at the edges and in the middle of the bottom of the platform. Inside the skegs there are nozzles of the jet curtain of the air cushion fence, at the bottom of each skeg there are inflatable balloons, with the possibility of uniform distribution of the load on the skeg during parking and loading operations on a hard uneven surface.
Несущая поверхность крыла может иметь дополнительно откидные консоли, образующие совместно крыло изменяемой геометрии как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, при этом консоли могут быть оборудованы элерон-закрылками. Для снижения лобового сопротивления при одновременном повышении подъемной силы, снижения затрат энергии на движение и увеличения массы перевозимого полезного груза обдуваемые аэродинамические поверхности могут иметь покрытие, содержащее электромагнитное поле с заданной топографией и напряженностью.The wing surface may have additional folding arms, which together form a wing of variable geometry in both horizontal and vertical planes, while the arms can be equipped with aileron flaps. To reduce drag, while increasing lift, reducing energy consumption for movement and increasing the mass of the transported payload, the blown aerodynamic surfaces can have a coating containing an electromagnetic field with a given topography and strength.
Пример реализации заявляемого способа создания системы сил осуществлен в разработанном проекте предлагаемой конструкции летательного аппарата - наземно-воздушной амфибии НВА-07-002 со взлетной массой 2 т.An example of the implementation of the proposed method of creating a system of forces is carried out in the developed project of the proposed aircraft design - ground-air amphibian NVA-07-002 with a take-off mass of 2 tons
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
На чертежах схематично изображен пример летательного аппарата в виде наземно-воздушной амфибии: фиг.1 - общий вид сбоку; фиг.2 - то же, что и на фиг.1, вид в плане сверху; фиг.3 - вид спереди; фиг.4 - вид сзади; фиг.5 - продольный разрез по А-А на фиг.2; фиг.6 - вид в плане снизу; фиг.7 - схема формирования системы подъемных сил НВА-07-002 в режиме "висения" над водной поверхностью.The drawings schematically shows an example of an aircraft in the form of a ground-air amphibian: figure 1 is a General side view; figure 2 is the same as in figure 1, a plan view from above; figure 3 is a front view; figure 4 is a rear view; figure 5 is a longitudinal section along aa in figure 2; 6 is a view in plan from below; 7 is a diagram of the formation of a system of lifting forces HBA-07-002 in the mode of "hovering" above the water surface.
Амфибия НВА-07-002 содержит платформу 1, в передней части которой расположен фюзеляж 2 обтекаемой формы (фиг.1). Движительно-нагнетательный комплекс (ДНК) 3 закрыт капотом и размещен в верхней части кормы платформы 1 (фиг.1). Платформа 1 совместно с присоединенным левым 4 и правым 5 несущими крыльями оформлена как составное крыло 6 (фиг.2). В состав несущего крыла 5 входит концевая шайба 7 и закрылок 8. В амфибии НВА-07-002 используются дополнительно откидные консоли 9 с элерон-закрылками 10 (фиг.2). В нижней части платформы 1 расположены боковые 11 и центральный 12 водоизмещающие баллоны (баллонеты), в верхней части платформы 1 расположен воздухозаборник 13 двигателя, воздухозаборник 14 винтовентилятора (фиг.3), реактивный насадок 15, решетка обдуваемых рулей 16 направления, решетка обдуваемых рулей 17 высоты (фиг.4). В состав ДНК 3 входит двигатель 18, винтовентилятор 19, реактивный насадок 20 со створками 21, канал 22 газовоздушного тракта, а также встроенный в канал 22 аэродинамический крыльевой профиль 23 (фиг.5). В верхней части НВА-07-002 показаны панель 24 приборов, кресло 25 пилота, пассажирское кресло 26, багажник 27, топливный бак 28, аккумулятор 29 (фиг.5). С нижней стороны платформы 1 размещены баллонеты 11 и 12 со щитками 30, камерами 31, 32 и 33 статической воздушной подушки (фиг.6), ограниченными скегами 34 с цепью сопловых аппаратов 35 (фиг.7).Amphibian NVA-07-002 contains a
Система подъемных сил НВА-07-002 в режиме "висения" над водной поверхностью (фиг.7), в отличие от подъемной силы известных судов на воздушной подушке, имеет три составляющих: традиционную силу У1 от повышенного давления рабочего тела на нижнюю поверхность платформы 1, дополнительную подъемную силу У2 от реакции выдуваемых из сопловых аппаратов 34 струй рабочего тела и дополнительную подъемную силу У3, создаваемую обдуваемыми рабочим телом, крыльевыми профилями 23, установленными в каналах 22 газовоздушного тракта. На фиг.7 обозначены также: Но - величина осадки НВА, стоящей на воде (для рассматриваемого примера НВА-07-002 Но≈400 мм); Hk - глубина каверны над уровнем водной поверхности, Нв - высота отрыва нижней кромки баллонетов от водной поверхности.The lifting system НВА-07-002 in the "hover" mode over the water surface (Fig. 7), in contrast to the lifting force of known hovercraft, has three components: traditional force U 1 from the increased pressure of the working fluid on the lower surface of the
Реализуется система подъемных сил при работе амфибии НВА-07-002 в режиме "висения" над водной поверхностью следующим образом. При закрытых створках 21 реактивного насадка 20 рабочее тело (воздух) от винтовентилятора 19 подается через канал 22 (фиг.5), при этом сжимается и проходит через встроенные в каналы обдуваемые крыльевые профили 23 к сопловым аппаратам 35 статической воздушной подушки (фиг.6, 7). При этом система подъемных сил НВА-07-002 в режиме "висения" над водной поверхностью составляетA system of lifting forces is realized when the amphibian HBA-07-002 is in the "hover" mode over the water surface as follows. With the
Уv=0=У1+У2+У3,Y v = 0 = Y 1 + Y 2 + Y 3 ,
гдеWhere
У1=PS - традиционная подъемная сила, равная произведению величины давления Р рабочего тела на площадь S воздушной подушки;Y 1 = PS is the traditional lifting force equal to the product of the pressure P of the working fluid and the area S of the air cushion;
У2≈GV - дополнительная подъемная сила, величина которой прямо пропорциональна произведению массы G выдуваемого из сопловых аппаратов 35 рабочего тела на скорость V истечения рабочего тела; 2 ≈GV is the additional lifting force, the magnitude of which is directly proportional to the product of the mass G of the working fluid blown from the
У3≈CyqV2Sкр - дополнительная подъемная сила, величина которой прямо пропорциональна произведению коэффициента подъемной силы Су, обдуваемого крыльевого профиля 23, на плотность рабочего тела, на квадрат скорости V обтекания и на площадь Sкр крыльевых профилей 23.Y 3 ≈C y qV 2 S cr is the additional lifting force, the value of which is directly proportional to the product of the lifting force coefficient С у blown by the
В конечном итоге каждая составляющая подъемной силы амфибии НВА-07-002 в режиме висения определяет высоту подъема (отрыва) над опорной поверхностью, а высота отрыва, в свою очередь, обеспечивает бесконтактное движение над препятствиями (волны, торосы, пни, канавы, камни и т.д.). Традиционные суда на воздушной подушке (СВП) с гибкими многокамерными ограждениями имеют очень малую высоту отрыва от опорной поверхности, вследствие чего имеют повышенный износ ограждений от контактного трения и флагиляционных явлений. Эксплуатационный ресурс самых современных гибких ограждений (обогреваемых гибких ограждений) не превышает 300 часов, после чего производится замена съемных элементов или их ремонт, а это требует вывести судно из эксплуатации и поднять его специальными устройствами. Кроме того, традиционные СВП имеют опасное свойство, называемое "подломом гибкого ограждения", которое проявляется при наездах на препятствие (на волну, пень, камень, торос и т.п.) при скоростях движения более 80 км/ч. При подломах гибкого ограждения происходит резкий сброс давления в одной или нескольких камерах воздушной подушки и судно теряет пространственную устойчивость, зарываясь в опорную поверхность со всеми вытекающими отсюда последствиями.Ultimately, each component of the lifting force of the amphibian NVA-07-002 in the hovering mode determines the height of the lift (separation) above the supporting surface, and the separation height, in turn, provides non-contact movement over obstacles (waves, hummocks, stumps, ditches, stones and etc.). Traditional hovercraft (SVP) with flexible multi-chamber fencing have a very low separation height from the supporting surface, as a result of which they have increased wear of the guards against contact friction and flagging phenomena. The service life of the most modern flexible fences (heated flexible fences) does not exceed 300 hours, after which removable elements are replaced or repaired, and this requires the vessel to be decommissioned and raised with special devices. In addition, traditional SVPs have a dangerous property called "breaking of a flexible fence", which manifests itself during a collision with an obstacle (wave, stump, stone, hummock, etc.) at speeds of more than 80 km / h. In case of breakdowns of the flexible fence, a sharp pressure drop occurs in one or several chambers of the air cushion and the ship loses spatial stability, burrowing into the supporting surface with all the ensuing consequences.
В отличие от традиционных СВП, предлагаемый способ удержания воздушной подушки в амфибии НВА-07-002 с помощью струйной завесы лишен указанных недостатков и обеспечивает надежную эксплуатацию в более широких диапазонах скоростей и размеров преодолеваемых препятствий. Применение струйного ограждения существенно упрощает конструкцию амфибии, улучшает весогабаритные характеристики, снимает проблему ресурса деталей воздушной подушки, а также существенно повышает тактико-технические характеристики транспортного средства и его эксплуатационные свойства, что достигается отсутствием гибких ограждений воздушной подушки и увеличенной высотой отрыва амфибии от опорной поверхности. Предлагаемый способ формирования подъемных сил определяет высоту отрыва НВА от опорной поверхности:Unlike traditional SVPs, the proposed method of retaining an air cushion in an amphibian NVA-07-002 using a jet curtain is devoid of these drawbacks and ensures reliable operation over wider ranges of speeds and sizes of obstacles to be overcome. The use of jet fencing greatly simplifies the design of amphibians, improves weight and size characteristics, removes the problem of the resource of air cushion parts, and also significantly improves the tactical and technical characteristics of the vehicle and its operational properties, which is achieved by the absence of flexible air cushion fences and an increased height of amphibian separation from the supporting surface. The proposed method of forming lifting forces determines the height of the separation of the HBA from the supporting surface:
НВ=h1(fУ1)+h2(fV2)+h2(fУ3),H B = h 1 (fU 1 ) + h 2 (fV 2 ) + h 2 (fU 3 ),
где Нв - высота отрыва корпуса НВА от опорной поверхности (фиг.7);where N in - the height of the separation of the housing NVA from the supporting surface (Fig.7);
h1(fУ1) - составляющая высоты отрыва корпуса НВА от опорной поверхности под воздействием силы У1;h 1 (fU 1 ) is the component of the separation height of the HBA housing from the supporting surface under the influence of force U 1 ;
h2(fУ2) - составляющая высоты отрыва корпуса НВА от опорной поверхности под воздействием силы У2;h 2 (fУ 2 ) - component of the separation height of the HBA housing from the supporting surface under the influence of force U 2 ;
h3(fУ3) - составляющая высоты отрыва корпуса НВА от опорной поверхности под воздействием силы У3.h 3 (fУ 3 ) is the component of the separation height of the HBA housing from the supporting surface under the influence of the force of U 3 .
Сумма сил У2+У3 в кгс, присущих только амфибии НВА, может составить величину, численно большую, чем масса НВА, в этом случае аппарат может вертикально взлетать на неограниченную высоту. Таким образом предлагаемая система сил и конструкция амфибии НВА, разработанная для их реализации, позволяет избирать режим движения (на динамической воздушной подушке, самолетный или комбинированный), а также высоту и скорость движения исходя из экономических соображений транспортировки пассажиров и грузов в реальных условиях эксплуатации.The sum of the forces U 2 + U 3 in kgf, inherent only to the NVA amphibian, can be a value numerically greater than the mass of the NVA, in which case the device can vertically take off to an unlimited height. Thus, the proposed system of forces and the design of the NVA amphibian, developed for their implementation, allows you to choose the mode of movement (on a dynamic air cushion, airplane or combined), as well as the height and speed of movement based on economic considerations of transporting passengers and goods in real operating conditions.
В отличие от прототипа, в конструкции заявляемой амфибии НВА-07-002 отсутствуют специальные, встроенные в консоли крыла винтовентиляторы с угловыми редукторами и двигателями, отсутствуют навесные модули, прикрепленные к консолям крыла, отсутствует сложная механизация крыла и шахт подъемных винтовентиляторов, что упрощает конструкцию при одновременном повышении транспортных и эксплуатационных характеристик амфибии, расширяет диапазон крейсерских режимов движения.Unlike the prototype, the design of the claimed amphibian NVA-07-002 lacks special fan fans with angular gearboxes and engines built into the wing console, there are no mounted modules attached to the wing consoles, there is no complicated mechanization of the wing and shaft of the hoisting fan fans, which simplifies the design when at the same time increasing the transport and operational characteristics of amphibians, expands the range of cruising driving modes.
В соответствии с заявляемым способом создания системы сил летательного аппарата, включая создание подъемных, тяговых и управляющих сил, разработан размерный ряд проектов летательных аппаратов - наземно-воздушных амфибий (НВА) со взлетной массой, т: 2, 5, 10, 30, 60, 120, 300, 530, 1500, 3000, 5000. Рассмотрим один из них, например НВА-07-002, со взлетной массой 2 т. В нем реализованы признаки летательного аппарата: наличие фюзеляжа, крыла, оснащенного элементами механизации, обдуваемых рулей высоты и рулей направления. В то же время это принципиально новое транспортное средство - грузопассажирский экраноплан с вертикальным взлетом и посадкой, в котором реализованы конструкции, позволяющие осуществить лучшие свойства - вертолета, самолета, судов на воздушной подушке и кораблей - экранопланов, синтез которых обеспечивает для него отдельную нишу в системе традиционных транспортных средств.In accordance with the claimed method of creating an aircraft power system, including the creation of lifting, traction and control forces, a range of aircraft designs has been developed - ground-air amphibians (NBA) with take-off mass, t: 2, 5, 10, 30, 60, 120, 300, 530, 1500, 3000, 5000. Consider one of them, for example, NVA-07-002, with a take-off mass of 2 tons. It implements the signs of an aircraft: the presence of a fuselage, a wing equipped with mechanization elements, blown elevators and rudders. At the same time, this is a fundamentally new vehicle - a passenger-and-freight winged craft with vertical take-off and landing, which implements designs that allow the best properties - helicopters, airplanes, hovercraft and ships - ekranoplanes, the synthesis of which provides for it a separate niche in the system traditional vehicles.
Требования к прочности планера амфибии НВА, принципиально отличаются от требований к прочности планера традиционного самолета прежде всего потому, что у НВА отсутствуют местные, сосредоточенные перегрузки, например такие, как у самолета - при посадке происходят удары шасси о покрытие взлетно-посадочной полосы, которые передаются на конструкцию планера в зоне центра тяжести. Кроме того, несущие силы (в кгс) самолета, численно равные или даже превышающие его массу, приложены в центре площадей консолей крыла, при этом центр масс самолета сосредоточен в фюзеляже и направлен в сторону, противоположную подъемной силе крыла, в результате чего создаются концентрированные нагрузки в корневых сечениях консолей крыла. Такая схема распределения сил на планере самолета невыгодно сказывается на эффективности транспортного средства и требует при эксплуатации повышенного внимания к состоянию высоконагруженных узлов. При этом снижается и строго регламентируется ресурс планера, снижается его надежность в эксплуатации. В отличие от самолета в конструкции амфибии НВА отсутствует посадочное шасси, так как отсутствует режим самолетной посадки, а нижняя плоскость платформы выполнена с положительным, установочным углом атаки, что создает до 50% подъемной силы составного крыла при движении у экрана. Таким образом НВА имеет более выгодную систему распределения несущих сил на элементы конструкции планера, что снижает уровень эксплуатационных требований к конструкции, увеличивает ресурс планера, повышает его надежность. Авиационные нормы прочности в конструкциях амфибии НВА должны быть значительно (в 1,5-2 раза) снижены, так как заявляемая система несущих сил, их распределение и предлагаемые способы взлета и посадки не создают перегрузок, подобных самолетам и кораблям-экранопланам. Таким образом реализуется еще одна возможность увеличения полезного груза - за счет снижения собственного веса конструкции планера.The strength requirements for the airframe of an NVA amphibian are fundamentally different from the requirements for the airframe of a traditional aircraft, primarily because the NVA does not have local, concentrated overloads, for example, such as that of an aircraft — landing strikes against landing gear coverings that are transmitted on the design of the glider in the center of gravity zone. In addition, the supporting forces (in kgf) of the aircraft, numerically equal to or even exceeding its mass, are applied in the center of the wing console areas, while the center of mass of the aircraft is concentrated in the fuselage and directed in the direction opposite to the wing lifting force, resulting in concentrated loads in the root sections of the wing consoles. Such a distribution scheme of forces on an airframe affects the vehicle’s efficiency and requires increased attention to the state of highly loaded units during operation. At the same time, the airframe resource is reduced and strictly regulated, its reliability in operation is reduced. Unlike an aircraft, the NBA amphibian design does not have a landing gear, since there is no airplane landing mode, and the lower plane of the platform is made with a positive, installation angle of attack, which creates up to 50% of the lift of the composite wing when moving near the screen. Thus, NVA has a more advantageous system of distributing the bearing forces to the structural elements of the airframe, which reduces the level of operational requirements for the structure, increases the life of the airframe, and increases its reliability. Aviation strength standards in the design of NVA amphibians should be significantly (1.5-2 times) reduced, since the claimed load-bearing system, their distribution and the proposed take-off and landing methods do not create overloads like aircraft and ekranoplanes. Thus, another possibility of increasing the payload is realized - by reducing the dead weight of the airframe structure.
Управление движением амфибии НВА-07-002 осуществляется в следующей последовательности:Amphibian movement control NVA-07-002 is carried out in the following sequence:
- запускается и прогревается двигатель на режиме холостой "ход";- the engine starts and warms up in the idle "move" mode;
- створки реактивного насадка устанавливаются в положение "100%-ная воздушная подушка", в этом положении створки полностью перекрывают тяговые реактивные насадки и открывают каналы ресивера на воздушную подушку;- the flaps of the jet nozzle are set to the position "100% air cushion", in this position the flaps completely overlap the traction jet nozzles and open the receiver channels to the air cushion;
- на режиме "холостой ход" включается сцепление валов работающего двигателя с валами винтовентилятора, осуществляется раскрутка винтовентилятора до оборотов "холостого хода";- in the “idle” mode, the clutch of the shafts of the running engine with the shafts of the fan heater is switched on, the fan fan is cranked up to the idle speed;
- сектор газа двигателя плавно переводится в положение "номинал", обороты винтовентилятора поднимаются до 2400 об/мин, одновременно производится загрузка винтовентилятора переводом лопастей на большие утлы атаки, расход воздуха при этом составит около 160 кг/с, рулями высоты аппарат балансируется в горизонтальном положении, происходит отрыв НВА-07-002 от опорной поверхности на высоту 0,4-1 м и осуществляется режим висения с поднятыми консолями крыла;- the engine gas sector smoothly switches to the “nominal” position, the fan speed rises to 2400 rpm, the fan fan is loaded at the same time by transferring the blades to large attack axes, the air flow will be about 160 kg / s, the elevators are balanced in horizontal position , HBA-07-002 is torn off from the supporting surface to a height of 0.4-1 m and the hover mode is carried out with the wing consoles raised;
- приоткрываются верхние створки реактивных насадков, рулями направления НВА разворачивается на нужный курс движения, выруливает на прямолинейный участок разгона;- the upper flaps of the jet nozzles open slightly, the rudders of the NVA turn to the desired course of movement, taxi out to the straight-line acceleration section;
- с увеличением степени открытия верхних створок реактивных насадков начинается разгон НВА; на скорости 80 км/ч при опускании консолей крыла увеличивается подъемная сила, выпускаются закрылки консолей крыла с одновременным открытием створок реактивных насадков, увеличивается скорость движения до 150 км/ч, при этом высота движения регулируется положением элерон-закрылков консолей крыла;- with an increase in the degree of opening of the upper flaps of the jet nozzles, the acceleration of the NVA begins; at a speed of 80 km / h, when lowering the wing consoles, the lifting force increases, flaps of the wing consoles are released with the simultaneous opening of the flaps of the jet nozzles, the speed increases to 150 km / h, while the height of the movement is regulated by the position of the aileron-flaps of the wing consoles;
- открываются нижние створки реактивных насадков, при этом отсекается расход воздуха в каналы газовоздушного тракта и все рабочее тело поступает в реактивные насадки, создавая тягу и, тем самым, разгоняя амфибию до скорости 250 км/ч, после чего разгон прекращается снижением режима работы двигателей до "0,6 номинального" с одновременным переводом элерон-закрылков консолей крыла в положение, соответствующее заданной высоте экранного полета, осуществляется крейсерский экранный полет, являющийся наиболее экономичным режимом движения НВА-07-002;- the lower flaps of the jet nozzles open, while the air flow into the channels of the gas-air path is cut off and the entire working fluid enters the jet nozzles, creating traction and, thereby, accelerating the amphibian to a speed of 250 km / h, after which acceleration is stopped by lowering the engine operating mode to “0.6 nominal” with simultaneous translation of the aileron-flaps of the wing consoles to the position corresponding to the specified height of the screen flight, cruising screen flight is carried out, which is the most economical mode of movement NVA-07-002;
- при необходимости увеличения скорости экранного полета до 300 км/ч двигатель переводится в режим "0,8 номинального", при этом высота полета удерживается переводом элерон-закрылков консолей крыла в отрицательное положение (поднимаются вверх со снижением подъемной силы консолей крыла);- if it is necessary to increase the speed of screen flight to 300 km / h, the engine is switched to the “0.8 nominal” mode, while the flight altitude is held by translating the aileron-flaps of the wing consoles to the negative position (they rise up with a decrease in the lift force of the wing consoles);
- при необходимости планового преодоления препятствий по маршруту движения двигатель переводится в режим работы "номинальный", а элерон-закрылки консолей крыла переводятся в нейтральное положение; при этом НВА разгоняют до скорости 350 км/ч с одновременным набором высоты и выполняют полет в самолетном режиме; скорость и величина набора высоты может регулироваться изменением угла тангажа аппарата с помощью рулей высоты;- if necessary, a planned overcoming of obstacles along the route of movement of the engine is switched to the “nominal” operating mode, and the aileron-flaps of the wing consoles are put into neutral position; while NVA is accelerated to a speed of 350 km / h with simultaneous climb and perform flight in airplane mode; the speed and amount of climb can be adjusted by changing the pitch angle of the apparatus using elevators;
- возвращение к экранному полету осуществляется снижением режима работы двигателя до "0,6 номинального", при этом будет снижаться скорость и высота полета до проявления эффекта экрана, при котором высота полета составит 1-1,5 м при скорости около 250 км/ч, далее с помощью закрылков и элерон-закрылков устанавливается оптимальная скорость и высота экранного полета;- return to screen flight is carried out by reducing the engine operating mode to "0.6 nominal", while the speed and altitude will decrease until the screen effect manifests itself, at which the flight altitude is 1-1.5 m at a speed of about 250 km / h, Further, using flaps and aileron flaps, the optimal speed and height of the screen flight are established;
- при неожиданном возникновении препятствия по курсу экранного полета амфибии НВА возможно резкое выполнение инерционного подлета на высоту до 80 м одним движением штурвала на себя, при этом рулями высоты изменяют тангаж аппарата до 8 градусов, при снижении скорости до 150 км/ч, рулями высоты переводят тангаж аппарата до 3 градусов и приступают к планированию со снижением до высоты влияния экрана, далее на НВА выполняется крейсерский экранный полет;- in the event of an unexpected obstacle in the course of a screen flight of an NVA amphibian, an inertial approach to a height of up to 80 m can be abruptly performed with one movement of the steering wheel toward itself, while the elevators change the pitch of the apparatus to 8 degrees, with a decrease in speed to 150 km / h, elevators translate the pitch of the device is up to 3 degrees and begin planning with a decrease in the influence of the screen to a height, then a cruise screen flight is performed on the NVA;
- при необходимости осуществить остановку осуществляют торможение амфибии, для чего следует поднять нижние створки реактивных насадков и выпустить элерон-закрылки, при уменьшении скорости до 150 км/ч опустить верхние створки реактивных насадков, режим работы двигателя довести до "номинального", убрать элерон-закрылки в нейтральное положение, а на скорости 80 км/ч поднять консоли крыла; на статической воздушной подушке и без горизонтальной тяги НВА затормозится до полной остановки и зависнет над опорной поверхностью; далее визуально выбирается место посадки, осуществляется маневрирование и мягкая посадка путем снижения режима работы двигателей до "холостого хода", выключается сцепление, выполняются погрузочно-разгрузочные и другие работы на стоянке.- if necessary, a stop is performed, amphibian is braked, for which it is necessary to raise the lower flaps of the jet nozzles and release the aileron flaps, if the speed is reduced to 150 km / h, lower the upper flaps of the jet nozzles, bring the engine operating mode to “nominal”, remove the aileron flaps in neutral position, and at a speed of 80 km / h raise the wing consoles; on a static air cushion and without horizontal thrust, the NVA will brake until it stops and hang over the supporting surface; Further, the landing site is visually selected, maneuvering and soft landing are carried out by reducing the engine operating mode to “idle”, the clutch is disengaged, loading and unloading and other parking operations are performed.
Амфибия НВА-07-002 имеет фюзеляж со входными дверями и откидными ступенями, системы управления, навигации, связи, внешнего и внутреннего освещения, отопления и вентиляции, а также топливную, масляную, гидравлическую, воздушную, противопожарную, противообледенительную и другие системы, что позволяет ей выполнять полеты, в том числе в сложных метеорологических условиях.Amphibian НВА-07-002 has a fuselage with entrance doors and folding steps, control systems, navigation, communications, external and internal lighting, heating and ventilation, as well as fuel, oil, hydraulic, air, fire, de-icing and other systems, which allows to carry out flights, including in difficult weather conditions.
Использование предложенного способа создания системы сил летательного аппарата, включая создание подъемных и тяговых сил, и летательного аппарата - амфибии (НВА) для их реализации позволяет достичь цели изобретения - комплексного улучшения аэродинамических и транспортных характеристик летательного аппарата, а также нового, не известного ранее, способа управления полетом летательного аппарата. Кроме того, конструкция амфибии НВА-07-002 представляет собой новое высокоэффективное транспортное средство, способное принципиально изменить и улучшить существующую транспортную систему. Предлагаемая амфибия позволяет повысить производительность грузопотоков, значительно экономить топливо и в несколько раз снизить экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Повышается безопасность транспортировки пассажиров и грузов, поскольку полет амфибии НВА-07-002 осуществляется преимущественно на малой высоте, что исключает возможность падения и удара об опорную поверхность. Техническим результатом является создание летательного аппарата - наземно-воздушной амфибии, в котором управление движением осуществляют с учетом взаимосвязи трех параметров, а именно скорости, массы и высоты при использовании эффекта экрана. Амфибия разработана как многоцелевая в дополнение к существующим транспортным средствам. В то же время она относится к самостоятельному новому виду транспорта, способного конкурировать по основным летным и экономическим показателям с известными самолетами и вертолетами такого же класса. Для ее эксплуатации не требуется строительство аэродромов, дорог, мостов, туннелей, линий электропередачи и т.д.Using the proposed method of creating a system of forces for an aircraft, including the creation of lifting and traction forces, and an aircraft - amphibians (NVA) for their implementation allows to achieve the goal of the invention - a comprehensive improvement of the aerodynamic and transport characteristics of the aircraft, as well as a new, previously unknown method flight control aircraft. In addition, the design of the amphibian HBA-07-002 is a new highly efficient vehicle that can fundamentally change and improve the existing transport system. The proposed amphibian allows to increase the productivity of cargo flows, significantly save fuel and several times reduce the environmental load on the environment. The safety of transporting passengers and goods is increased, since the flight of the amphibian NVA-07-002 is carried out mainly at low altitude, which eliminates the possibility of falling and hitting the supporting surface. The technical result is the creation of an aircraft - ground-air amphibian, in which movement control is carried out taking into account the interconnection of three parameters, namely speed, mass and altitude when using the screen effect. Amphibian is designed as multi-purpose in addition to existing vehicles. At the same time, it belongs to an independent new type of transport, capable of competing in terms of basic flight and economic indicators with well-known aircraft and helicopters of the same class. Its operation does not require the construction of airfields, roads, bridges, tunnels, power lines, etc.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006125771/11A RU2317220C1 (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006125771/11A RU2317220C1 (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2317220C1 true RU2317220C1 (en) | 2008-02-20 |
Family
ID=39267157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006125771/11A RU2317220C1 (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2317220C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471677C1 (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ОАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") | Amphibious aircraft |
| RU2476352C2 (en) * | 2011-04-06 | 2013-02-27 | Юрий Владимирович Половников | "dolphin" search-and-rescue float sea helicopter |
| CN113799561A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-17 | 中北大学 | eVTOL flying vehicle with folding wings and suspension for reuse |
| CN116142458A (en) * | 2023-04-11 | 2023-05-23 | 中国人民解放军国防科技大学 | Wheel-wing cooperative control system of amphibious robot |
-
2006
- 2006-07-18 RU RU2006125771/11A patent/RU2317220C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476352C2 (en) * | 2011-04-06 | 2013-02-27 | Юрий Владимирович Половников | "dolphin" search-and-rescue float sea helicopter |
| RU2471677C1 (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ОАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") | Amphibious aircraft |
| CN113799561A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-17 | 中北大学 | eVTOL flying vehicle with folding wings and suspension for reuse |
| CN116142458A (en) * | 2023-04-11 | 2023-05-23 | 中国人民解放军国防科技大学 | Wheel-wing cooperative control system of amphibious robot |
| CN116142458B (en) * | 2023-04-11 | 2024-01-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | Wheel-wing cooperative control system of amphibious robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2539443C2 (en) | Method of complex improvement of aerodynamic and transport characteristics, ram wing machine for implementation of named method (versions) and flight method | |
| US10384796B2 (en) | Aerospace plane system | |
| CA2870808C (en) | An aerospace plane system | |
| US7988088B2 (en) | Tubular air transport vehicle | |
| RU2349505C1 (en) | Method of creating aircraft lift (versions), method of flight, non-aerodynamic all-weather vtol aircraft "maxinio" (versions), methods of take-off and landing, aicraft control method and system, fuselage, wing (versions), thrust reverse and method of its operation, landing gear system, gas separation and distribution system | |
| WO2018059244A1 (en) | Aircraft | |
| RU2127202C1 (en) | Method of creating system of forces of aircraft of aeroplane configuration and ground-air amphibious vehicle for implementing this method | |
| RU2422309C1 (en) | Combined flight vehicle | |
| RU2123443C1 (en) | Method of complex improvement of aerodynamic and transport characteristics, method of control of flight and ground-air amphibian used for realization of these methods | |
| RU2317220C1 (en) | Method of forming the system of forces of flying vehicle and flying vehicle-ground-air-amphibian for realization of this method | |
| JPH10511058A (en) | Grand effect machine | |
| JP7112141B2 (en) | 3rd generation aircraft with adjustable lift wings | |
| WO2004009418A1 (en) | Ground-effect craft and method for the cruising flight thereof | |
| CN102424110A (en) | Variable wing miniature amphibious aircraft | |
| EP2527218A1 (en) | Aircraft on an air cushion with aerostatic load relief | |
| JP2012240667A (en) | V/stol aircraft of turboshaft engine | |
| RU2196707C2 (en) | Multi-purpose twin-engined sea-based and land- based aircraft of short takeoff and landing | |
| CN114701640A (en) | Jet wing type full-speed global vertical take-off and landing fixed wing aircraft and control method | |
| RU2714176C1 (en) | Multi-purpose super-heavy transport technological aircraft platform of short take-off and landing | |
| RU2466061C2 (en) | Flight vehicle (versions), flight vehicles parts, method of exploiting flight vehicle and its parts | |
| RU2629463C1 (en) | Ekranoplan of integrated aerogydrodynamic compound | |
| RU2550568C2 (en) | Hovercarft | |
| RU2273572C2 (en) | Wing-in-ground effect craft | |
| RU2747322C1 (en) | Ground-effect craft | |
| RU2752810C1 (en) | Multi-purpose helicopter and helicopter fuel system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080719 |