RU2569661C1

RU2569661C1 - Device to reduce boatplane airframe fluid dynamic drag at takeoff from water surface

Info

Publication number: RU2569661C1
Application number: RU2014133923/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Потатуев; Эдуард Владимирович Заремба
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Таганрогский Авиационный научно-технический Комплекс им. Г.М. Бериева"
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2015-11-27

Abstract

FIELD: aircraft engineering.

SUBSTANCE: claimed device comprises side and bottom skegs arranged behind the step to develop air cavities there between. Note here that side skegs can be driven by planetary electromechanical gears fitted in boatplane airframe. Air duct consists of the main air line arranged inside the structure and its outer part composed of air manifold shaped to bottom shape.

EFFECT: enhanced operating performances owing to reduced fluid dynamic drag.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроавиации и может так же использоваться в судостроении для уменьшения сопротивления при движении высокоскоростных низкосидящих, повышенной килеватости морских судов по водной поверхности.The invention relates to the field of hydroaviation and can also be used in shipbuilding to reduce drag during the movement of high-speed low-seated, increased deadlift of ships on the water surface.

Известно изобретение с воздушной прослойкой под днищем (RU 2172270, МПК B63B 1/38), которое позволяет создать на днище судна полости для удержания воздушной прослойки, а так же способ и устройство уменьшения гидродинамического сопротивления движению объекта (RU 93008138, МПК B63B 1/34), которые позволяют формировать тонкий слой «воздушной прослойки», приводящий к уменьшению площади обтекания гидродинамической средой корпуса объекта.Known invention with an air gap under the bottom (RU 2172270, IPC B63B 1/38), which allows you to create cavities on the bottom of the vessel to hold the air gap, as well as a method and device for reducing the hydrodynamic resistance to movement of an object (RU 93008138, IPC B63B 1/34 ), which allow the formation of a thin layer of "air gap", leading to a decrease in the area of flow around the hydrodynamic medium of the body of the object.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является изобретение SU 1824806, МПК B63B 1/00. В данном случае, изобретение касается конструкции днища корпуса быстроходного мелкосидящего судна путем создания на днище ряда воздушных полостей, образованных наличием ряда реданов, а также бортовых и днищевых скегов. Воздух в воздушные полости подается от независимого источника через форсунки, установленные в днище судна сразу за реданами. Форсунки закрыты отбойными пластинами, назначение которых уменьшить деформацию воздушной каверны.The closest technical solution, selected as a prototype, is the invention of SU 1824806, IPC B63B 1/00. In this case, the invention relates to the design of the bottom of the hull of a small-hitching ship by creating on the bottom of a series of air cavities formed by the presence of a number of redans, as well as side and bottom skegs. Air is supplied to the air cavities from an independent source through nozzles installed in the bottom of the vessel immediately after the redans. The nozzles are closed with baffle plates, the purpose of which is to reduce the deformation of the air cavity.

К существенным недостаткам данных изобретений можно отнести их зависимость от состояния водной поверхности. Малейшее волнение водной поверхности существенно деформирует создаваемые на днище воздушные каверны, и тогда эффективность использования данных изобретений резко снижается. Также в данных изобретениях отсутствует возможность изменения режимов движения аппарата по водной поверхности в зависимости от скорости движения.Significant disadvantages of these inventions include their dependence on the state of the water surface. The slightest disturbance of the water surface significantly deforms the air cavities created on the bottom, and then the efficiency of using these inventions decreases sharply. Also in these inventions there is no possibility of changing the modes of movement of the apparatus on a water surface depending on the speed of movement.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик летательного аппарата путем снижения гидродинамического сопротивления корпуса гидросамолета, т.е. практически исключение влияния состояния водной поверхности за счет одновременного применения «воздушной смазки» и «воздушной подушки».The technical result of the invention is to increase the operational characteristics of the aircraft by reducing the hydrodynamic resistance of the hull of the seaplane, i.e. virtually eliminating the influence of the state of the water surface due to the simultaneous use of "air lubrication" and "air cushion".

Технический результат достигается тем, что бортовые и днищевые скеги расположены за реданом, между которыми образуются воздушные полости, в которые воздух поступает по воздухопроводу от источника воздуха через форсунки, при этом бортовые скеги выполнены подвижными посредством установленных в корпусе гидросамолета планетарных электромеханизмов, а воздухопровод состоит из основного воздухопровода, расположенного внутри конструкции летательного аппарата, и его наружной части - воздушного коллектора, который выполнен определенной формы, повторяющей форму днища, при этом воздухопровод снабжен обратным клапаном.The technical result is achieved by the fact that the side and bottom skegs are located behind the redan, between which air cavities are formed into which air enters through the air duct from the air source through the nozzles, while the side skegs are movable by means of planetary electromechanisms installed in the seaplane body, and the air duct consists of the main air duct, located inside the aircraft structure, and its outer part - the air manifold, which is made of a certain shape s repeating the shape of the bottom, while the air line is provided with a check valve.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с выявленными аналогами и прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию «новизна». Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники, т.е. соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень» и пригодно к осуществлению промышленным путем.A comparative analysis of the invention with identified analogues and prototype shows that the claimed device meets the criterion of "novelty." Search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the claimed technical solution from the prototype have shown that they do not explicitly follow from the prior art, i.e. meets the patentability condition “inventive step” and is suitable for industrial implementation.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где:The invention is illustrated by the following description and drawings, where:

- на фиг. 1 изображен вид самолета по левому борту;- in FIG. 1 shows a view of the aircraft on the port side;

- на фиг. 2 показано сечение А-А;- in FIG. 2 shows a section aa;

- на фиг. 3 изображено днище самолета снизу;- in FIG. 3 shows the bottom of the aircraft from below;

- на фиг. 4 показано сечение Б-Б.- in FIG. 4 shows a section BB.

Устройство состоит из следующих элементов:The device consists of the following elements:

ВСУ (вспомогательной силовой установки) 1, расположенной в зализе крыла. Внутри конструкции самолета расположен воздухопровод 2 с обратным клапаном 3, по которому воздух от ВСУ 1 поступает в зареданную область на днище гидросамолета. В районе редана воздухопровод 2 переходит в воздушный коллектор 4 - наружную часть воздухопровода 2. На воздушном коллекторе 4 установлены аэрофорсунки 5 с обратными клапанами. Через аэрофорсунки 5 воздух поступает в полости 6, образованные между специально установленными скегами 7 на днище гидросамолета. В зареданной области днища гидросамолета также дополнительно установлены продольные бортовые подвижные скеги 8, которые образуют с днищем основные полости 9, в которые также воздух поступает из аэрофорсунок 5. Продольные бортовые подвижные скеги 8 приводятся в рабочее положение при помощи планетарных электромеханизмов 10, установленных внутри конструкции гидросамолета и закрепленных с помощью кронштейнов навески 11.APU (auxiliary power unit) 1, located in the wing of the wing. Inside the aircraft structure there is an air pipe 2 with a check valve 3, through which air from the APU 1 enters the sagging area on the bottom of the seaplane. In the area of redan, air duct 2 passes into the air manifold 4 - the outer part of air duct 2. Air nozzles 5 with check valves are installed on the air collector 4. Through air nozzles 5, air enters into the cavity 6, formed between specially mounted skegs 7 on the bottom of the seaplane. In the contaminated area of the bottom of the seaplane, there are also additionally installed longitudinal side movable skegs 8, which form the main cavities 9 with the bottom, into which air also comes from the air nozzles 5. The longitudinal side movable skegs 8 are brought into working position using planetary electromechanisms 10 installed inside the seaplane structure and the hinges 11 fixed with brackets.

Работа устройства происходит следующим образом. Перед началом разбега гидросамолета по водной поверхности при помощи планетарных электромеханизмов 10 опускаются продольные бортовые подвижные скеги 8 и включается отбор воздуха от ВСУ 1. По воздухопроводу 2 воздух проходит в зареданную область днища самолета и по воздушному коллектору 4, выполненному определенной формы, повторяющей форму днища, поступает к аэрофорсункам 5 с обратными клапанами. На случай отказа обратных клапанов аэрофорсунок 5 в воздухопроводе 2 установлен обратный клапан 3, который не позволяет воде поступать в воздухопровод 2. Через аэрофорсунки 5 воздух поступает в полости 6, образованные между специально установленными скегами 7, выполненными из углекомпозиционного материала, и за счет аэро- и гидродинамической силы, возникающих при начале движения самолета по водной поверхности, воздух создает эффект «воздушной смазки». Продольные подвижные бортовые скеги 8 в рабочем положении образуют с днищем основные полости 9, в которых образуется воздушное пространство за счет поступившего туда воздуха из аэрофорсунок 5, которое после выхода самолета на редан создает дополнительный эффект «воздушной подушки». Продольные подвижные бортовые скеги 8, кроме основной функции создания полости «воздушной подушки», также выполняют роль брызгоотражателей. После взлета гидросамолета с водной поверхности подвижные бортовые скеги занимают верхнее крайнее положение.The operation of the device is as follows. Before the start of the seaplane take-off on the water surface with the help of planetary electromechanisms 10, the longitudinal side mobile skegs 8 are lowered and the air sampling from the APU 1 is turned on. Air passes through the air duct 2 to the contaminated area of the bottom of the plane and through the air collector 4, which has a certain shape, repeating the shape of the bottom, enters the air nozzles 5 with check valves. In case of failure of the check valves of the air nozzles 5 in the air duct 2, a check valve 3 is installed, which does not allow water to enter the air duct 2. Through the air nozzles 5, air enters the cavities 6 formed between specially installed skegs 7 made of carbon composite material and due to the air and hydrodynamic forces that occur when the aircraft begins to move on the water surface, the air creates the effect of "air lubrication". The longitudinal movable side skegs 8 in the working position form the main cavities 9 with the bottom, in which air space is formed due to the air received there from the air nozzles 5, which, after the aircraft leaves the redan, creates an additional “air cushion” effect. Longitudinal movable side skegs 8, in addition to the main function of creating a cavity of the "air cushion", also serve as spray deflectors. After the seaplane takes off from the water surface, the mobile side skegs occupy the upper extreme position.

Таким образом, в результате снижения гидродинамического сопротивления корпуса гидросамолета достигается повышение эксплуатационных характеристик летательного аппарата при взлете с водной поверхности.Thus, as a result of a decrease in the hydrodynamic drag of the seaplane’s hull, an increase in the aircraft’s performance during take-off from the water surface is achieved.

Claims

A device for reducing the hydrodynamic resistance of a seaplane body during takeoff from a water surface, containing side and bottom skegs located behind the redan, between which air cavities are formed, into which air enters through the air duct from the air source through nozzles, characterized in that the side skegs are movable by planetary electromechanisms installed in the seaplane body, and the air duct consists of the main air duct located inside the summer structure Yelnia apparatus, and an outer portion - air manifold which is made of some form, repeating the shape of the bottom, with the main air pipe is provided with a check valve.