RU2615077C1 - Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании - Google Patents
Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615077C1 RU2615077C1 RU2016113583A RU2016113583A RU2615077C1 RU 2615077 C1 RU2615077 C1 RU 2615077C1 RU 2016113583 A RU2016113583 A RU 2016113583A RU 2016113583 A RU2016113583 A RU 2016113583A RU 2615077 C1 RU2615077 C1 RU 2615077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- tank
- seaplane
- compartments
- filling
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 131
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 title abstract 4
- 102000010637 Aquaporins Human genes 0.000 claims description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C35/00—Flying-boats; Seaplanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной технике и касается системы заполнения водой баков-отсеков на противопожарных гидросамолетах при глиссировании по водной поверхности. Гидросамолет содержит баки-отсеки с дренажными каналами. Имеются водозаборные устройства с выдвигаемыми при наборе воды ковшами, водоводы, имеющие «колена» и дистанционно управляемые краны. При этом система заполнения водой баков-отсеков снабжена распределительным устройством, соединенным водоводами с дренажными каналами баков-отсеков. Водозаборные устройства соединены с входом распределительного устройства, а выходы распределительного устройства - с водоводами, на которых установлены водомерные устройства, измеряющие расход воды. Достигается повышение надежности и эксплуатационной возможности, снижение веса конструкции. 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к системе заполнения водой баков-отсеков на противопожарных гидросамолетах при глиссировании по водной поверхности.
Известно водозагрузочное устройство противопожарного самолета системы заполнения водой баков-отсеков противопожарного самолета по патенту RU 2174934, МПК B64D 1/16, имеющее размещенный за реданом водозаборник и водовод, состоящий из приемного патрубка водовода и выходного патрубка водовода, присоединенного к отверстию в боковой стенке бака.
Недостатками такого устройства являются:
- повышение гидростатического давления при заполненных водой баках;
- отсутствие устройства, исключающего слив воды из бака по водоводу после уборки водозаборного устройства. Водовод является сифоном, и после уборки ковшей водозаборника вода из баков будет по нему сливаться до нижнего уровня входного отверстия в бак.
Известна система заполнения водой баков-отсеков самолета-амфибии на глиссировании по патенту RU 2294301, МПК B64D 1/16, имеющая размещенный за реданом водозаборник и водовод, состоящий из приемного патрубка водовода и выходного патрубка водовода, присоединенного к отверстию в боковой стенке бака.
Для исключения слива воды из бака по водоводу после уборки водозаборного устройства водозаборное устройство снабжено заслонкой. Заслонка шарнирно связана с ковшом водозаборника и при его уборке перекрывает входное отверстие приемного патрубка.
Недостатками такого устройства являются:
- повышение гидростатического давления в баках-отсеках при заполненных водой баках;
- сложность конструкции.
Известен самолет для тушения пожаров по авторскому свидетельству SU 1807599 A1, МПК B64D 1/16, имеющий водозаборное устройство, водовод, распределительный узел, соединяющий водовод с баками для воды, впускные и выпускные клапаны в баках, каждый бак имеет дренаж.
Недостатком системы наполнения баков водой является наличие впускных и выпускных клапанов и системы управления ими, что усложняет конструкцию, снижает ее надежность.
Известна конструкция заполнения водой баков-отсеков на гидросамолете по патенту US №3423053, МКИ B64D 1/16, НКИ 244-136, 1969 г.
Она содержит водозаборник, водовод, размещенный внутри бака, и дренажный канал, расположенный выше бака. Система набора воды имеет устройство, которое автоматически убирает водозаборник по сигналу датчика уровня воды в баке. Уровень воды в баке зависит от массы израсходованного топлива и устанавливается летчиком из кабины во время полета перед набором воды.
Недостатком данного устройства является замер уровня воды в одной "точке". Выливаясь из водовода в бак, вода будет иметь поверхность с наклоном, растекаясь от места слива до стенок бака, что не обеспечивает точности определения объема (массы) набранной воды. При большой площади поверхности воды погрешность в замере может быть значительной.
Наиболее близким к заявляемому решению, выбранным за прототип, является конструкция системы заполнения водой баков-отсеков на самолете-амфибии Бе-200. Была изготовлена геометрически подобная модель одного переднего бака-отсека, на которой моделировалось движение жидкости при наборе воды самолетом на глиссировании (Сборник докладов VII научной конференции «Гидросалон-2008», «Исследование течения жидкости в трубопроводах при заполнении водяных баков противопожарного самолета-амфибии Бе-200», стр. 92. Копия прилагается).
Конструкция содержит бак-отсек с дренажным каналом в верхней части бака и трубопровод. Трубопровод имеет участок, выполненный в виде "колена" (поворот трубопровода на 180°), выход трубопровода расположен внутри бака-отсека.
При глиссировании гидросамолета водозаборные устройства создают в системе водоводов (трубопроводов) гидродинамические потоки воды, которые проходят по водоводам в баки-отсеки. Основное назначение баков-отсеков - отсеки непотопляемости. Высота расположения "колен" трубопроводов и люков дренажных каналов обеспечивает непотопляемость гидросамолета, исключая попадание забортной воды в баки-отсеки при аварийной ситуации гидросамолета, когда затоплены другие отсеки. Участок водовода "колено" - простая и надежная конструкция, исключающая попадание воды в баки-отсеки при эксплуатации самолета с убранными ковшами водозаборников.
Скорость самолета при наборе воды на глиссировании 170÷210 км/ч (относительно воды). При глиссировании самолета, например, со скоростью 50 м/с (180 км/ч), с выпущенными ковшами водозаборников, на выступающие ниже редана части ковшей будет действовать скоростной напор:
q = 0.5⋅ρ⋅vc 2 = 0.5⋅102 кг⋅с2/м4⋅2500 м2/с2 = 127500 кГ/м2 = 12.75 кГ/см2 ≈ 12 атм,
где: q - скоростной напор воды;
ρ=102 кг⋅с2/м4 - плотность воды;
vc=50 м/с - скорость самолета.
Момент наполнения баков-отсеков определяется по началу истечения воды из дренажных люков.
Согласно закону Бернулли в стационарном потоке сумма статического и динамического давлений остается постоянной. Эта сумма соответствует гидростатическому давлению покоящейся жидкости,
z+ρ⋅g⋅h+0.5⋅ρ⋅vв 2=p0=const,
где: p0 - полное давление, в данном случае равное скоростному напору;
z, м - расстояние от поверхности водоема до дренажного люка, этой величиной можно пренебречь;
ρ=102 кг⋅с2/м4 - плотность воды;
h, м - высота уровня воды в баках.
g=9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;
vв - скорость воды в водоводе.
При наборе воды по системе прототипа при неполных баках-отсеках давление на стенки будет статическое (ρ⋅g⋅h). Когда вода истекает из дренажного люка, бак-отсек становится частью водовода, соединяя водовод с дренажным каналом, через него проходит динамический напор. Динамическое давление (0.5⋅ρ⋅v2) уменьшится пропорционально отношению площади сечения водовода к площади сечения бака и возрастет статическое давление. Статическое давление в баках-отсеках, в данном случае, предполагается 5÷7 атмосфер.
Недостатком технического решения, выбранного в качестве прототипа, является высокое давление в баках-отсеках при их полном заполнении.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эксплутационной возможности, экономической эффективности, снижение веса конструкции.
Технический результат достигается тем, что система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании содержит баки-отсеки с дренажными каналами, водозаборные устройства с выдвигаемыми при наборе воды ковшами, водоводы, имеющие «колена» и дистанционно управляемые краны. Система снабжена распределительным устройством, соединенным водоводами с дренажными каналами баков-отсеков, при этом водозаборные устройства соединены с входом распределительного устройства, а выходы распределительного устройства - с водоводами, на которых установлены водомерные устройства, измеряющие расход воды.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с выявленными аналогами подтверждает, что предложенная система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании новая. Вся совокупность признаков изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники, поэтому заявленная система отвечает критерию изобретательного уровня. Изобретение промышленно применимо и позволяет достигнуть технический результат.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен общий вид гидросамолета;
на фиг. 2 дан вид А (вид на левый борт самолета, система набора воды);
на фиг. 3 - сечение Б-Б (показан вид на кормовые баки в изометрии);
на фиг. 4 - сечение В-В (сечение по дренажным каналам с водоводами);
на фиг. 5 - сечение Г-Г (сечение по дренажным каналам).
Система заполнения баков-отсеков водой установлена на гидросамолете 1 (фиг. 1), имеющем баки-отсеки 2 (фиг. 2) с дренажными каналами 3 и 4, которые заканчиваются на борту самолета дренажными люками 5. Имеются также водозаборные устройства 6, снабженные выпускаемыми при наборе воды ковшами 7 и соединенные с входом в распределительное устройство 8 (фиг. 3). Выходы распределительного устройства 8 соединены с водоводами 9. Водоводы 9 соединяют выходы распределительного устройства 8 с дренажными каналами 3 баков-отсеков 2 (фиг. 4), при этом на водоводах 9 установлены дистанционно управляемые краны 10 и водомерные устройства 11. Водоводы 9 имеют участки, выполненные в виде "колена".
Работа устройства происходит следующим образом.
При глиссировании гидросамолета 1 (фиг. 1) из водозаборных устройств 6 (фиг. 2) выпускаются ковши 7, которые поворачивают набегающий на них поток воды на 90°, направляя их на входы в водозаборные устройства 6. Из водозаборных устройств 6 вода поступает в распределительное устройство 8 (фиг. 3) и по водоводам 9 в дренажные каналы 3 (фиг. 4) и сливается в баки-отсеки 2. По мере наполнения баков-отсеков водой воздух будет выходить через дренажные каналы 4 (фиг. 5). При переполнении баков-отсеков 2 вода из водоводов 9 будет сливаться через дренажные люки 5, не создавая гидродинамического потока в баках-отсеках 2. После уборки ковшей 7 водозаборных устройств 6 вода, находящаяся в водоводах 9 и распределительном устройстве 8, будет сливаться через водозаборное устройство 6 под днище гидросамолета. Гидростатическое давление на днище баков-отсеков будет зависеть от высоты уровня воды в баках-отсеках. При высоте бака 1,2 м давление составит 0,12 атм.
Когда масса самолета ограничивает объем набираемой воды (емкость баков больше), воду можно набирать без использования водомерных устройств 11, оставляя открытыми краны 10 баков-отсеков 2, в которые будет набираться вода.
При тушении пожаров предполагается за один вылет самолета-амфибии с аэродрома неоднократный набор воды на водоеме и слив ее на пожаре. По мере выработки определенной массы топлива появляется возможность набирать больший объем воды. Объем набираемой воды определяется летчиком перед каждым забором и регулируется открытием или закрытием дистанционно управляемых кранов 10 перед набором воды. Использование водомерных устройств, например, турбинного типа позволит набирать воду не порциями по 3 м3 (средний объем каждого бака-отсека 2), а до максимального веса самолета при отрыве от воды, что значительно повысит эксплутационные возможности гидросамолета доставлять к месту пожара больший объем воды. Например, если масса самолета при отрыве от поверхности водоема позволяет набрать 7,5 м3, то в три бака заливается по 2,5 м3 воды, а без водомерного устройства только в два бака 6 м3. Процесс уборки ковшей 7 после набора воды можно автоматизировать, используя бортовой компьютер. Можно ввести данные максимальной массы гидросамолета при отрыве и во время набора воды считывать данные массы самолета, с учетом израсходованного топлива, и данные водомерных устройств. Когда масса самолета с набранной водой достигнет заданной массы отрыва самолета от воды, ковши 7 водозаборных устройств 6 убираются.
Таким образом:
- исключается статическое давление, создаваемое динамическим давлением при уменьшении скорости потока воды в баках-отсеках, остается статическое давление от высоты воды в баках, что больше чем на порядок снижает статическое давление в баках-отсеках и повышает надежность при эксплуатации и возможность снижения веса конструкции;
- при каждом наборе воды уменьшается время набора воды, имеется возможность набирать больший объем воды, что дает возможность сократить дистанцию набора воды и тем самым повысить эксплутационные возможности;
- сокращается время работы двигателей на взлетном режиме и уменьшается расход топлива при наборе воды, что повышает экономичность в эксплуатации;
- исключаются механизмы, препятствующие сливу воды из баков-отсеков по водоводам после уборки ковшей водозаборников, что повышает надежность системы в эксплуатации и снижает ее вес.
Claims (1)
- Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании, содержащего баки-отсеки с дренажными каналами, водозаборные устройства с выдвигаемыми при наборе воды ковшами, водоводы, имеющие «колена» и дистанционно управляемые краны, отличающаяся тем, что она снабжена распределительным устройством, соединенным водоводами с дренажными каналами баков-отсеков, при этом водозаборные устройства соединены с входом распределительного устройства, а выходы распределительного устройства - с водоводами, на которых установлены водомерные устройства, измеряющие расход воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113583A RU2615077C1 (ru) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113583A RU2615077C1 (ru) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2615077C1 true RU2615077C1 (ru) | 2017-04-03 |
Family
ID=58506478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016113583A RU2615077C1 (ru) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2615077C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755548C1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-09-17 | Публичное акционерное общество "Тагарогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") | Специальная система пожарного оборудования самолётов-амфибий, набирающих воду из водоёмов на режимах глиссирования |
| CN113853338A (zh) * | 2019-04-17 | 2021-12-28 | 斯科德国际有限公司 | 用于飞行器的取水设备以及包括该取水设备的飞行器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3423053A (en) * | 1967-08-04 | 1969-01-21 | John Knox Hawkshaw | Water bombing system for hydroplanes |
| US3901467A (en) * | 1974-11-06 | 1975-08-26 | Field Aviat Company Limited | Aircraft fire bombing system |
| RU94036883A (ru) * | 1994-09-30 | 1996-07-10 | Научно-производственное предприятие легкой авиации | Водозагрузочное устройство противопожарного самолета |
| RU5170U1 (ru) * | 1994-04-12 | 1997-10-16 | Научно-производственное предприятие "Машгидротех" | Устройство для слива жидкости с летательного аппарата (варианты) |
| RU2174934C2 (ru) * | 1999-07-23 | 2001-10-20 | Открытое акционерное общество Таганрогский научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | Водозагрузочное устройство противопожарного самолета |
-
2016
- 2016-04-08 RU RU2016113583A patent/RU2615077C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3423053A (en) * | 1967-08-04 | 1969-01-21 | John Knox Hawkshaw | Water bombing system for hydroplanes |
| US3901467A (en) * | 1974-11-06 | 1975-08-26 | Field Aviat Company Limited | Aircraft fire bombing system |
| RU5170U1 (ru) * | 1994-04-12 | 1997-10-16 | Научно-производственное предприятие "Машгидротех" | Устройство для слива жидкости с летательного аппарата (варианты) |
| RU94036883A (ru) * | 1994-09-30 | 1996-07-10 | Научно-производственное предприятие легкой авиации | Водозагрузочное устройство противопожарного самолета |
| RU2174934C2 (ru) * | 1999-07-23 | 2001-10-20 | Открытое акционерное общество Таганрогский научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | Водозагрузочное устройство противопожарного самолета |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113853338A (zh) * | 2019-04-17 | 2021-12-28 | 斯科德国际有限公司 | 用于飞行器的取水设备以及包括该取水设备的飞行器 |
| RU2755548C1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-09-17 | Публичное акционерное общество "Тагарогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") | Специальная система пожарного оборудования самолётов-амфибий, набирающих воду из водоёмов на режимах глиссирования |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2615077C1 (ru) | Система заполнения водой баков-отсеков гидросамолета на глиссировании | |
| CN106414229B (zh) | 空气润滑系统及包括这种系统的船舶 | |
| Liu et al. | Oil/water separation in a liquid-liquid cylindrical cyclone | |
| KR20130088961A (ko) | 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박 | |
| CN107140115B (zh) | 一种船舶海水舱结构 | |
| CN103328050A (zh) | 燃料箱阻燃气体分布结构 | |
| SU1369668A3 (ru) | Судно дл борьбы с разлитой нефтью | |
| Chanson | Predicting the filling of ventilated cavities behind spillway aerators | |
| RU2669913C1 (ru) | Топливная система летательного аппарата | |
| US3992297A (en) | Oil separator device | |
| RU2655580C1 (ru) | Водозаборное устройство гидросамолета | |
| Ruponen et al. | Experimental and numerical study on progressive flooding in full-scale | |
| US4491518A (en) | Device for selectively taking up a layer of light liquid from the surface of a sheet of water | |
| CN105442513B (zh) | 一种基于文丘里效应的海上溢油回收气浮处理装置 | |
| RU2556955C2 (ru) | Управление расположенными под водой компрессорами | |
| KR101221139B1 (ko) | 흡입관과 배출관을 장착한 유수분리용 탱크 | |
| CN212473840U (zh) | Dip动态斜面双侧内置舱体 | |
| CN207141351U (zh) | 一种无固定围壳凸出体结构的潜艇舱段组件 | |
| RU84345U1 (ru) | Топливный бак летательного аппарата | |
| RU2755548C1 (ru) | Специальная система пожарного оборудования самолётов-амфибий, набирающих воду из водоёмов на режимах глиссирования | |
| RU2787422C1 (ru) | Носовая оконечность корпуса судна | |
| CN207193931U (zh) | 一种移动收集非流动性水面漂浮物的装置 | |
| RU2294301C1 (ru) | Система заполнения баков-отсеков водой самолета-амфибии на глиссировании | |
| RU2765391C1 (ru) | Устройство для снижения заметности кильватерного следа погруженных судов | |
| CN110559692A (zh) | 一种流体机械测试系统除气装置 |