RU2661379C1 - Unmanned amphibious aircraft - Google Patents

Unmanned amphibious aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2661379C1
RU2661379C1 RU2017124837A RU2017124837A RU2661379C1 RU 2661379 C1 RU2661379 C1 RU 2661379C1 RU 2017124837 A RU2017124837 A RU 2017124837A RU 2017124837 A RU2017124837 A RU 2017124837A RU 2661379 C1 RU2661379 C1 RU 2661379C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boat
redan
amphibian
unmanned aircraft
unmanned
Prior art date
Application number
RU2017124837A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Григорьевич Дурицын
Сергей Николаевич Аргишев
Сергей Сергеевич Крееренко
Original Assignee
Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") filed Critical Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева")
Priority to RU2017124837A priority Critical patent/RU2661379C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661379C1 publication Critical patent/RU2661379C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/66—Convertible alighting gear; Combinations of different kinds of ground or like engaging elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to aviation. Unmanned amphibious aircraft comprises a boat, a wing, a horizontal and vertical (8) fins, located on the longitudinal beams. Bottom of the boat is made with two lateral steps (3, 4), having equal hydrodynamic efficiency. First step (3) is located in front of the center of gravity of the unmanned amphibious aircraft, and second step (4) is an aft part of the boat.EFFECT: invention provides a more stable gliding of an unmanned amphibious aircraft on a wave.5 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области авиации, а именно касается устройства днища лодки (фюзеляжа) беспилотного самолета - амфибии и его общей компоновки.The present invention relates to the field of aviation, and in particular relates to the device of the bottom of the boat (fuselage) of an unmanned aircraft - amphibian and its general layout.

Беспилотный самолет - амфибия предназначается в основном для выполнения тушений лесных пожаров и их обнаружения осуществлением облетов лесных массивов.Unmanned aerial vehicle - amphibian is intended mainly for extinguishing forest fires and detecting them by flying over forests.

Он может быть также использован для опрыскивания полей сельскохозяйственных культур, сброса абсорбентов на разливы нефти на водной поверхности.It can also be used for spraying agricultural fields, dumping absorbents on oil spills on the water surface.

Современные беспилотные летательные аппараты невозможно применить для вышеуказанных целей без их существенных доработок. Для этих работ нужны беспилотные летательные аппараты больших весов и размеров, чтобы можно было разместить в них необходимое оборудование, емкости для набора огнегасящей жидкости, системы ее набора и управления при сбросе на пожар, химических растворов для опыления полей или абсорбентов для сброса на нефтяные разливы на водной акватории.Modern unmanned aerial vehicles cannot be used for the above purposes without significant modifications. For these works, unmanned aerial vehicles of large weights and sizes are needed so that they can accommodate the necessary equipment, containers for collecting fire extinguishing liquid, systems for collecting and controlling it when discharged into a fire, chemical solutions for pollination of fields or absorbents for discharge into oil spills on water area.

В настоящее время в мире эксплуатируются беспилотные летательные аппараты, в основном производящие взлеты и посадки с суши. Есть беспилотные летательные аппараты весом до 3000 кг (Ту - 300 «Коршун», www.airwar.ru). Но беспилотных летательных аппаратов, способных производить наборы воды с поверхностей водоемов на режимах глиссирования и ее сбросы, нет. Нет в технической прессе и описаний днища лодок некоторых беспилотные летательные аппаратов США, способных сесть на водную поверхность. К тому же их веса и геометрические размеры небольшие (до 300 кг) и цели их создания не имеют ничего общего с процессами набора воды. Известны самолеты и самолеты - амфибии, которые производят тушение лесных пожаров (CL - 415, Бе - 200ЧС, Ил - 76П и некоторые другие военные сухопутные самолеты, доработанные в США). Самолеты - амфибии производят набор воды на открытых водоемах в процессе глиссирования на водной поверхности рек, озер, прибрежных зон морей и океанов.Currently, unmanned aerial vehicles are operating in the world, mainly producing land takeoffs and landings. There are unmanned aerial vehicles weighing up to 3000 kg (Tu - 300 Korshun, www.airwar.ru). But there are no unmanned aerial vehicles capable of producing water sets from the surfaces of water bodies in planing modes and its discharges. There are also no descriptions of the bottom of the boats in some technical drones of the USA capable of landing on the water surface. In addition, their weights and geometric dimensions are small (up to 300 kg) and the goals of their creation have nothing to do with the processes of water collection. Known aircraft and amphibious aircraft that extinguish forest fires (CL - 415, Be - 200ES, Il - 76P and some other military land aircraft, modified in the United States). Amphibious aircraft produce water in open water during planing on the water surface of rivers, lakes, coastal zones of the seas and oceans.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является самолет - амфибия Бе - 200 (фиг. 1, 2).The closest technical solution, selected as a prototype, is a Be - 200 amphibious aircraft (Fig. 1, 2).

Для выполнения взлетов, посадок и глиссирования на водной поверхности он снабжен днищем лодки 1, имеющим свои специфические формы. При этом применена «одноточечная» схема глиссирования. У самолетов - амфибий с «одноточечной» схемой глиссирования поверхностью глиссирования является часть нижней поверхности носовой части днища лодки, примыкающей к редану 2 и включающей его. Редан 2 в этом случае всегда расположен позади центра тяжести (ц.т.). В процессе глиссирования самолет амфибия совершает продольные колебания по углу дифферента.To perform takeoffs, landings and gliding on the water surface, it is equipped with the bottom of the boat 1, which has its own specific shape. In this case, a “one-point” planing scheme is used. For amphibious aircraft with a “one-point” plan, the planing surface is the part of the lower surface of the bow of the boat bottom adjacent to and including redan 2. Redan 2 in this case is always located behind the center of gravity (c.t.). During the planing process, an amphibian aircraft performs longitudinal vibrations along the trim angle.

При этом возникают и вертикальные перемещения по высоте его центра тяжести.In this case, vertical displacements along the height of its center of gravity also arise.

На фиг. 3 приведена зона устойчивости глиссирования динамически подобной модели самолета - амфибии Бе - 200.In FIG. Figure 3 shows the stability zone of gliding of a dynamically similar model of an airplane - Be - 200 amphibian.

Движение самолета - амфибии на воде с углами ниже нижней границы (фиг. 3) приводит к его колебаниям по углу дифферента с нарастающей амплитудой и частотой. На больших скоростях может возникнуть и уход с курса движения, с последующей аварией. Движение самолета - амфибии выше верхней границы приводит к движению с нарастающими по амплитуде углами дифферента и вертикальным перемещениям его центра тяжести. На больших скоростях при этом возникают выбросы самолета из воды. Зона устойчивости глиссирования находится между нижней и верхней границами.The movement of an amphibious aircraft on water with angles below the lower boundary (Fig. 3) leads to its oscillations in the angle of the trim with increasing amplitude and frequency. At high speeds, there may also be a departure from the course of the movement, followed by an accident. The movement of an amphibious aircraft above the upper boundary leads to movement with increasing angles of trim and vertical displacements of its center of gravity. At high speeds, airborne emissions from the water occur. The gliding stability zone is between the lower and upper boundaries.

Она представляет собой зависимость углов дифферента ϕ самолета - амфибии от скорости глиссирования V. Согласно фиг. 3 наименьший диапазон углов дифферента составляет четыре градуса при скорости 12 м/с. На предвзлетных скоростях этот диапазон углов существенно возрастает. При испытаниях динамически подобных моделей, в соответствии с теорией физического подобия, обеспечивается выполнение необходимых критериев подобия. Выполнение этих критериев динамического подобия позволяет многие параметры, полученные при испытаниях модели, без пересчета перенести на натурный объект. Так углы дифферента переносятся на натуру без пересчета. Скорости движения увеличиваются в корень квадратный от величины масштаба геометрического подобия модели и натуры.It represents the dependence of the trim angles ϕ of the aircraft - amphibian on the speed of gliding V. According to FIG. 3, the smallest range of trim angles is four degrees at a speed of 12 m / s. At pre-take-off speeds, this range of angles increases substantially. When testing dynamically similar models, in accordance with the theory of physical similarity, the necessary criteria for similarity are met. The fulfillment of these criteria of dynamic similarity allows many parameters obtained during testing of the model to be transferred to a natural object without conversion. So the trim angles are transferred to nature without conversion. Movement speeds increase to the square root of the magnitude of the geometric similarity scale of the model and nature.

В соответствии с зоной устойчивости глиссирования, в инструкциях по эксплуатации рекомендуются углы дифферента ϕ, которые летчик должен установить и удерживать в процессе глиссирования. Только опытный летчик способен удерживать указанные углы дифферента при глиссировании на волне. Иногда, в помощь летчику, устанавливается демпфер продольных колебаний, который может быть эффективен лишь для определенных сочетаний высот волн (нет возможности настроить демпфер на все возможные варианты ветровых волн, когда этот процесс носит случайный и нестационарный характер).In accordance with the stability zone of the planing, the operating instructions recommend trim angles ϕ, which the pilot must install and hold during planing. Only an experienced pilot is able to hold the indicated trim angles when gliding on the wave. Sometimes, to help the pilot, a longitudinal vibration damper is installed, which can be effective only for certain combinations of wave heights (there is no way to adjust the damper to all possible wind wave variants when this process is random and unsteady).

В беспилотном самолете - амфибии летчик отсутствует. Днище лодки беспилотного самолета - амфибии, выполненное по «одноточечной» схеме глиссирования, приведет к зоне устойчивости глиссирования, подобной приведенной на фиг. 3. При этом беспилотный самолет - амфибия будет иметь широкий диапазон углов дифферента в зоне предвзлетных скоростей. Для удержания его в оптимальном угле дифферента понадобится эффективная система демпфирования. Рулевые поверхности, обеспечивающие продольную устойчивость беспилотного самолета - амфибии на режимах глиссирования по волне, будут больше в сравнении с теми, которые могут быть у беспилотного самолета – амфибии, глиссирующего на этой же волне, но с малыми амплитудами продольных колебаний по углу дифферента и малыми перемещениями центра тяжести по высоте. Система демпфирования будет работать с большими угловыми скоростями рулевых поверхностей и находиться в интенсивной работе при наборах воды. При этом будет ускоряться выработка ее ресурса.In an unmanned amphibious aircraft, the pilot is absent. The bottom of the unmanned aircraft - amphibious boat, made according to the “single-point” planing plan, will lead to a planing stability zone similar to that shown in FIG. 3. At the same time, an unmanned amphibian aircraft will have a wide range of trim angles in the area of pre-take-off speeds. An effective damping system will be needed to keep it at the optimum trim angle. The steering surfaces that provide longitudinal stability to the unmanned aerial vehicle - amphibians in wave-planing modes will be larger in comparison with those that an unmanned aircraft - amphibian planing in the same wave-plane, but with small amplitudes of longitudinal vibrations along the trim angle and small displacements center of gravity in height. The damping system will work with large angular velocities of the steering surfaces and will be in intensive operation with water intake. At the same time, the development of its resource will be accelerated.

Кроме этого, колебания беспилотного самолета - амфибии в режимах глиссирования на волне создадут повышенные внешние нагрузки на его корпус и рулевые поверхности, что приведет к усилению конструкции, увеличению веса пустого беспилотного самолета - амфибии и ухудшению его эксплуатационных характеристик. Для применения беспилотного самолета - амфибии необходимо будет иметь варианты программы демпфирования его продольных колебаний по углу дифферента при наборах воды на глиссировании. Для каждого водоема необходима будет своя программа, поскольку каждый водоем имеет свой частотный и энергетический спектр волнения.In addition, the fluctuations of an unmanned amphibious aircraft in wave-planing modes will create increased external loads on its hull and steering surfaces, which will lead to structural strengthening, an increase in the weight of an empty unmanned amphibious aircraft, and deterioration of its operational characteristics. For the use of an unmanned amphibious aircraft, it will be necessary to have variants of a program for damping its longitudinal vibrations by the angle of the trim when water is collected on planing. Each pond will need its own program, since each pond has its own frequency and energy spectrum of excitement.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение более устойчивого глиссирования беспилотного самолета - амфибии на волне и устранение указанных недостатков, а именно:The technical result of the invention is to provide more stable gliding unmanned aircraft - amphibians on the wave and the elimination of these disadvantages, namely:

- уменьшение амплитуд продольных угловых колебаний и перемещений центра тяжести беспилотного самолета - амфибии в процессе его глиссирования на волне,- a decrease in the amplitudes of longitudinal angular oscillations and displacements of the center of gravity of an unmanned aircraft - an amphibian in the process of gliding on a wave,

- уменьшение диапазона углов дифферента во всем диапазоне скоростей глиссирования;- a decrease in the range of trim angles in the entire range of planing speeds;

- снижение гидродинамических нагрузок на корпус лодки;- reduction of hydrodynamic loads on the hull of the boat;

- создание оптимальных условий для работы системы продольного и поперечного управления, способствующих сохранению ее ресурса и беспилотного самолета - амфибии в целом.- creation of optimal conditions for the operation of the system of longitudinal and lateral control, contributing to the conservation of its resource and unmanned aircraft - amphibian as a whole.

Технический результат достигается тем, что обводы днища лодки предлагаемого беспилотного самолета - амфибии выполнены с двумя эффективными в работе поперечными реданами. Первый редан располагается впереди центра тяжести беспилотного самолета - амфибии. Вторым реданом является кормовая часть лодки, имеющая необходимую ширину для эффективной гидродинамической работы. В поперечных сечениях лодки на реданах установлен профиль переменной поперечной килеватости, обеспечивающий два срыва потока воды, идущей по поперечным обводам днища. Это позволяет существенно снизить нагрузки на днище лодки за счет уменьшения избыточных вертикальных перегрузок при глиссировании беспилотного самолета - амфибии на волне.The technical result is achieved by the fact that the contours of the bottom of the boat of the proposed unmanned aircraft - amphibians are made with two transverse edans that are effective in work. The first redan is located in front of the center of gravity of the unmanned aircraft - amphibians. The second redan is the stern of the boat, which has the necessary width for effective hydrodynamic work. In the cross sections of the boat on the redans, a profile of variable transverse pitching is established, providing two stalls of the flow of water going along the transverse contours of the bottom. This allows you to significantly reduce the load on the bottom of the boat by reducing excessive vertical overloads when gliding an unmanned aircraft - amphibian on the wave.

Реданы, расположенные таким образом, обеспечивают стабилизацию углов дифферента при глиссировании. Центр тяжести беспилотного самолета - амфибии находится между первым и вторым реданами (при виде сверху и с боку). На днище лодки созданы две поверхности, воспринимающие нагрузки в процессе глиссирования. От этих нагрузок возникают два момента сил относительно центра тяжести. При определенном угле дифферента эти моменты равны и беспилотный самолет - амфибия глиссирует с этим углом дифферента. Два редана не позволяют существенно изменить этот установившейся угол дифферента.Redans located in this way provide stabilization of trim angles when gliding. The center of gravity of an unmanned amphibious aircraft is located between the first and second redans (when viewed from above and from the side). Two surfaces are created on the bottom of the boat to absorb loads during the planing process. From these loads, two moments of force arise relative to the center of gravity. At a certain angle of trim, these moments are equal and an unmanned aircraft - an amphibian glides with this angle of trim. Two redana do not allow to significantly change this steady angle of trim.

Многолетняя эксплуатация торпедных катеров с двумя реданами и их центром тяжести, расположенным между ними, подтверждают это - катера проекта «Комсомолец», выпуска 1953 - 1960 годов с весом от 19,5 до 21 тонны, имели амплитуду продольных колебаний по углу дифферента на режимах глиссирования, не превышающую 1°. Угол дифферента, с которым должен глиссировать беспилотный самолет - амфибия, должен быть выбран при разработке обводов днища лодки. Существенную роль при этом играет величина угла продольной килеватости межреданной части днища (дистанция между первым и вторым реданом). Таким образом, можно обеспечить движение беспилотного самолета - амфибии с незначительными изменениями угла дифферента на режиме глиссирования по волне и оптимальный угол стабилизации (3÷5)°.The long-term operation of torpedo boats with two redans and their center of gravity located between them is confirmed by the boats of the Komsomolets project, manufactured in 1953-1960 with a weight of 19.5 to 21 tons, had an amplitude of longitudinal oscillations in the trim angle in planing modes not exceeding 1 °. The angle of trim with which the unmanned aircraft - amphibian should plan - should be selected when designing the contours of the bottom of the boat. An important role is played by the magnitude of the longitudinal pitching of the interredular part of the bottom (the distance between the first and second redans). Thus, it is possible to ensure the movement of an unmanned aircraft - an amphibian with slight changes in the trim angle in the planing mode along the wave and the optimal stabilization angle (3 ÷ 5) °.

Таким образом, заявляемая конструкция (компоновка) беспилотного самолета - амфибии соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими защищенными патентами техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень». Заявленное решение пригодно к осуществлению в авиационной промышленности.Thus, the claimed design (layout) of an unmanned aircraft - amphibian meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions protected by patents in the given technical field did not allow revealing in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion is “inventive step”. The claimed solution is suitable for implementation in the aviation industry.

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

На фиг. 4 изображен беспилотный самолет - амфибия (вид сбоку);In FIG. 4 shows an unmanned aircraft - amphibian (side view);

На фиг. 5 изображен беспилотный самолет - амфибия (вид сверху);In FIG. 5 shows an unmanned aircraft - amphibian (top view);

На фиг. 6 изображен беспилотный самолет - амфибия (вид спереди).In FIG. 6 shows an unmanned aircraft - amphibian (front view).

Днище лодки выполнено с реданом 3 и реданом 4, которые имеют переменную поперечную килеватость. На боковых поверхностях носовой части лодки расположены щитки 5. По форме они плоские и опущены ниже скулы лодки. Крыло 6 беспилотного самолета - амфибии необходимо правильно установить относительно центра тяжести. Для обеспечения надежной работы систем продольной и путевой устойчивости беспилотного самолета - амфибии горизонтальное 7 и вертикальное 8 оперение размещено на продольных балках 9, отходящих от крыла 6 беспилотного самолета - амфибии и совмещенных с гондолами 10 силовой установки беспилотного самолета - амфибии.The bottom of the boat is made with redan 3 and redan 4, which have a variable transverse pitching. Shields 5 are located on the lateral surfaces of the bow of the boat. They are flat in shape and are lowered below the cheekbone of the boat. Wing 6 of an unmanned aircraft - amphibians must be correctly installed relative to the center of gravity. To ensure reliable operation of the systems of longitudinal and directional stability of an unmanned aircraft - amphibian, horizontal 7 and vertical 8 tail are placed on the longitudinal beams 9, extending from the wing 6 of the unmanned aircraft - amphibians and combined with the gondolas 10 of the power plant of the unmanned aircraft - amphibians.

Редан 3 расположен впереди центра тяжести беспилотного самолета - амфибии. Реданом 4 является кормовая часть лодки. Редан 4 выполнен аналогично редану 3 и имеет одинаковую с реданом 3 гидродинамическую эффективность. Центр тяжести беспилотного самолета - амфибии находится между реданом 3 и реданом 4. Такое расположение центра тяжести относительно реданов создает беспилотному самолету - амфибии устойчивое глиссирование на волне с определенным углом дифферента. Угол дифферента, с которым беспилотный самолет - амфибия будет глиссировать на волне, зависит от соотношения нагрузок между реданом 3 и реданом 4. При разном размещении центра тяжести беспилотного самолета - амфибии, между реданом 3 и реданом 4, получатся различные углы дифферента, вокруг которых будет происходить его стабилизация при глиссировании. Выбором угла продольной килеватости межреданной части днища лодки γм и положения центра тяжести между реданом 3 и реданом 4 можно получить различные углы дифферента на глиссировании. Ожидаемый угол дифферента обычно незначительно выше угла продольной килеватости межреданной части лодки. Желательно центр тяжести беспилотного самолета - амфибии расположить на удалении от редана 3 к корме лодки на величину 25÷30% длины межреданной части лодки (расстояния по оси ОХ между реданом 3 и реданом 4). Угол продольной килеватости межреданной части лодки составляет 4°. В этом случае угол дифферента при глиссировании будет в пределах 5°. Это вполне приемлемо как с гидродинамической, так и аэродинамической точек зрения.Redan 3 is located in front of the center of gravity of the unmanned aircraft - amphibians. Redan 4 is the stern of the boat. Redan 4 is made similarly to redan 3 and has the same hydrodynamic efficiency as redan 3. The center of gravity of an unmanned amphibious aircraft is located between redan 3 and redan 4. Such an arrangement of the center of gravity with respect to redans creates an unmanned amphibian unmanned aircraft - stable gliding on a wave with a certain angle of trim. The trim angle with which the unmanned amphibious aircraft will glide on the wave depends on the load ratio between the redan 3 and redan 4. When the center of gravity of the unmanned aerial vehicle - amphibian is different, between redan 3 and redan 4, different trim angles will be obtained around which its stabilization occurs during gliding. By choosing the longitudinal pitching angle of the interred part of the bottom of the boat γ m and the position of the center of gravity between redan 3 and redan 4, one can obtain different trim angles on gliding. The expected trim angle is usually slightly higher than the longitudinal pitching angle of the interred part of the boat. It is advisable to place the center of gravity of the unmanned aircraft - amphibians, located at a distance from redan 3 to the stern of the boat by 25–30% of the length of the interred part of the boat (distance along the OX axis between redan 3 and redan 4). The longitudinal pitching angle of the interred part of the boat is 4 °. In this case, the trim angle when gliding will be within 5 °. This is quite acceptable from both the hydrodynamic and aerodynamic points of view.

В процессе глиссирования на волне между реданом 3 и реданом 4 лодки установится положение равновесия. Если угол дифферента на режиме глиссирования увеличится, то на редане 3 гидродинамическая нагрузка уменьшится, а на редане 4 увеличится. При этом создадутся разные моменты от гидродинамических сил относительно центра тяжести. Это приведет к изменению угла дифферента, изменению нагрузок и моментов от них. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не наступит балансировка моментов. Практика показала, что стабилизация происходит довольно быстро (1÷1,5 секунды), а размахи колебаний по углу дифферента незначительные ±(30÷40)'. Таким образом, можно иметь устойчивое глиссирование беспилотного самолета - амфибии на волне с маленьким диапазоном размахов колебаний по углу дифферента. Это существенно улучшает условия работы системы его продольной устойчивости. Происходит экономия ресурса системы. Частота изменений и величина гидродинамических нагрузок на днище лодки также уменьшаются. В совокупности это приводит к улучшению надежности в эксплуатации такого беспилотного самолета - амфибии и улучшению его характеристик.During gliding on the wave between redan 3 and redan 4 of the boat, the equilibrium position will be established. If the trim angle in the planing mode increases, then on the redan 3 the hydrodynamic load will decrease, and on the redan 4 it will increase. This will create different moments from the hydrodynamic forces relative to the center of gravity. This will lead to a change in the trim angle, a change in the loads and moments from them. This process will continue until the moment comes to balance. Practice has shown that stabilization occurs rather quickly (1 ÷ 1.5 seconds), and the range of oscillations along the trim angle is insignificant ± (30 ÷ 40) '. Thus, it is possible to have stable gliding of an unmanned aerial vehicle — an amphibian on a wave with a small range of swing ranges along the trim angle. This significantly improves the working conditions of the system of its longitudinal stability. The system saves resources. The frequency of changes and the magnitude of the hydrodynamic loads on the bottom of the boat also decrease. Together, this leads to improved reliability in the operation of such an unmanned aircraft - amphibian and improved its characteristics.

Щитки 5 носовой части лодки расположены на ее боковых поверхностях, симметрично диаметральной плоскости нижней части лодки. На поверхностях щитков 5 в шахматном порядке выполнены отверстия. При погружениях носовой части лодки в воду, с возникшей угловой скоростью, отверстия не дают возможности возникнуть давлению воды между днищем лодки и щитком 5, стравливая давление за счет отверстий. Этим ликвидируется возможность возникновения от щитков 5 вертикального всплеска воды, способного попасть в двигатели. Экспериментальные испытания самолета А-40 на ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева" подтвердили это.Shields 5 of the bow of the boat are located on its side surfaces, symmetrically to the diametrical plane of the lower part of the boat. Holes are made in a checkerboard pattern on the surfaces of the shields 5. When diving the bow of the boat into the water, with the angular velocity that has arisen, the holes do not allow the pressure of water to arise between the bottom of the boat and the shield 5, venting the pressure due to the holes. This eliminates the possibility of a vertical splash of water from the shields 5 that can get into the engines. Experimental tests of the A-40 aircraft at PJSC "TANTK named after G.M. Beriev" confirmed this.

Относительно центра тяжести необходимо правильно установить крыло 6 беспилотного самолета - амфибии. Крыло 6 беспилотного самолета - амфибии имеет свой диапазон аэродинамической центровки. Им является диапазон (расстояние) между предельно передней и предельно задней центровкой средней аэродинамической хорды крыла (САХ). Центр тяжести должен располагаться в пределах центровки крыла - САХ крыла.Regarding the center of gravity, it is necessary to correctly install the wing 6 of an unmanned aircraft - an amphibian. Wing 6 of an unmanned aircraft - amphibian has its own range of aerodynamic centering. It is the range (distance) between the maximum anterior and extremely posterior centering of the average aerodynamic chord of the wing (MAR). The center of gravity should be located within the center of the wing — the MAR of the wing.

Для обеспечения надежной работы систем продольной и путевой устойчивости беспилотного самолета - амфибии необходимо горизонтальное 7 и вертикальное 8 оперение. Размещать его на развитой конструкции от кормы лодки нецелесообразно - большие потери в весе и заливаемость струями воды ее кормы. Поэтому горизонтальное 7 и вертикальное 8 оперение размещено на продольных балках 9, отходящих от крыла 6 беспилотного самолета - амфибии и совмещенных с гондолами 10 силовой установки беспилотного самолета - амфибии. Таким образом, у беспилотного самолета - амфибии отсутствует кормовая часть лодки, присутствующая у всех гидросамолетов или самолетов - амфибий.To ensure reliable operation of the systems of longitudinal and directional stability of an unmanned aircraft - amphibian, horizontal 7 and vertical 8 plumage are required. It is not advisable to place it on a developed structure from the stern of the boat - large losses in weight and flooding by the water jets of its stern. Therefore, the horizontal 7 and vertical 8 plumage is placed on the longitudinal beams 9, extending from the wing 6 of the unmanned aircraft - amphibians and combined with the gondolas 10 of the power plant of the unmanned aircraft - amphibians. Thus, an unmanned amphibious aircraft does not have the stern of a boat, which is present on all seaplanes or amphibian aircraft.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения выражается в обеспечении более устойчивого глиссирования беспилотного самолета - амфибии на волне. Достигается путем уменьшения амплитуд продольных угловых колебаний и перемещений центра тяжести беспилотного самолета - амфибии в процессе его глиссирования на волне; уменьшения диапазона углов дифферента во всем диапазоне скоростей глиссирования; снижения гидродинамических нагрузок на корпус лодки; создания оптимальных условий для работы системы продольного и поперечного управления, способствующих сохранению ее ресурса и беспилотного самолета - амфибии в целом.Technical and economic efficiency of the invention is expressed in providing more stable gliding unmanned aircraft - amphibians on the wave. It is achieved by reducing the amplitudes of longitudinal angular oscillations and displacements of the center of gravity of an unmanned aircraft - an amphibian in the process of gliding on a wave; reducing the range of trim angles in the entire range of gliding speeds; reduce hydrodynamic loads on the hull of the boat; creating optimal conditions for the operation of the system of longitudinal and lateral control, contributing to the conservation of its resource and unmanned aircraft - amphibian as a whole.

Claims (5)

1. Беспилотный самолет - амфибия, содержащий лодку, крыло, горизонтальное и вертикальное оперение, размещенное на продольных балках, отличающийся тем, что днище лодки выполнено с двумя поперечными реданами, имеющими равную гидродинамическую эффективность, при этом первый редан расположен впереди центра тяжести беспилотного самолета - амфибии, а вторым реданом является кормовая часть лодки.1. Unmanned aircraft - an amphibian containing a boat, wing, horizontal and vertical plumage, placed on the longitudinal beams, characterized in that the bottom of the boat is made with two transverse redans having equal hydrodynamic efficiency, while the first redan is located in front of the center of gravity of the unmanned aircraft - amphibians, and the second redan is the stern of the boat. 2. Беспилотный самолет - амфибия по п. 1, отличающийся тем, что реданы лодки выполнены с переменной поперечной килеватостью, плавно переходящей в постоянную, от второго редана к первому и от первого редана к носу лодки.2. An unmanned aircraft is an amphibian according to claim 1, characterized in that the boat redans are made with variable transverse pitching, gradually turning into a constant, from the second redan to the first and from the first redan to the bow of the boat. 3. Беспилотный самолет - амфибия по п. 1, отличающийся тем, что в носовой части лодки установлены щитки с отверстиями, выполненными в шахматном порядке.3. Unmanned aircraft - amphibian according to claim 1, characterized in that shields with holes made in a checkerboard pattern are installed in the bow of the boat. 4. Беспилотный самолет - амфибия по п. 1, отличающийся тем, что центр тяжести беспилотного самолета - амфибии расположен между первым и вторым реданами лодки на удалении от первого редана к корме лодки на 25÷30% длины межреданного расстояния.4. Unmanned aircraft - amphibian according to claim 1, characterized in that the center of gravity of the unmanned aircraft - amphibian is located between the first and second redans of the boat at a distance of 25-30% of the length of the interred distance from the first redan to the stern of the boat. 5. Беспилотный самолет - амфибия по п. 1, отличающийся тем, что площади рулевых поверхностей не превышают 15% от площади оперения, а угловые скорости отклонения не более 40° в секунду.5. Unmanned aircraft - an amphibian according to claim 1, characterized in that the steering surface area does not exceed 15% of the plumage, and the angular deviation speed is not more than 40 ° per second.
RU2017124837A 2017-07-11 2017-07-11 Unmanned amphibious aircraft RU2661379C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124837A RU2661379C1 (en) 2017-07-11 2017-07-11 Unmanned amphibious aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124837A RU2661379C1 (en) 2017-07-11 2017-07-11 Unmanned amphibious aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661379C1 true RU2661379C1 (en) 2018-07-16

Family

ID=62917201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124837A RU2661379C1 (en) 2017-07-11 2017-07-11 Unmanned amphibious aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661379C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732523C1 (en) * 2020-01-09 2020-09-18 Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") Amphibian transport aircraft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU100036U1 (en) * 2010-07-09 2010-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Беркут" SELF-STABILIZING SCREEN PLAN
US8657226B1 (en) * 2007-01-12 2014-02-25 John William McGinnis Efficient control and stall prevention in advanced configuration aircraft
US20140339359A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Piotr JEUTÉ Float for an aircraft
RU2558527C1 (en) * 2014-04-11 2015-08-10 Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") Light boatplane (amphibious aircraft)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8657226B1 (en) * 2007-01-12 2014-02-25 John William McGinnis Efficient control and stall prevention in advanced configuration aircraft
RU100036U1 (en) * 2010-07-09 2010-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Беркут" SELF-STABILIZING SCREEN PLAN
US20140339359A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Piotr JEUTÉ Float for an aircraft
RU2558527C1 (en) * 2014-04-11 2015-08-10 Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") Light boatplane (amphibious aircraft)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732523C1 (en) * 2020-01-09 2020-09-18 Публичное акционерное Общество "Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева" (ПАО "ТАНТК им. Г.М. Бериева") Amphibian transport aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102658858B (en) Aircraft carrier, warship, submarine and offshore platform each with correcting device with high efficiency, load removal, swing stoppage and turnover resistance
CN109871628B (en) Simulation computing system and method for evaluating seaworthiness compliance of amphibious aircraft
CN104229094A (en) Aircraft carriers, warships, submarines and offshore platforms with efficient load-eliminating swing-stopping capsizing-resisting correction devices
CN206528588U (en) Bow suppression ripple, which subtracts, shakes attached body
RU2661379C1 (en) Unmanned amphibious aircraft
RU2471677C1 (en) Amphibious aircraft
US11713100B2 (en) Rotatable hull and multidirectional vessel
RU2476352C2 (en) "dolphin" search-and-rescue float sea helicopter
Dathe et al. Hydrodynamic characteristics of seaplanes as affected by hull shape parameters
CN104176253A (en) Skateboard ship
RU2582196C1 (en) Amphibious aircraft
Dawei et al. Safety and airworthiness design of ultra-light and very light amphibious aircrafts
Knyazhskiy et al. Optimization of WIG-craft 3D-trajectory near the Rough Sea Surface
RU2732523C1 (en) Amphibian transport aircraft
RU2326789C2 (en) Polovnikov's damping sliding hydroski
RU2270137C2 (en) Float-type seaplane of catamaran configuration-sea-going salvage vessel
RU2224671C1 (en) Self-stabilizing wins-in-ground-effect craft
CN104044707A (en) Aircraft carrier, warship, submarine or marine platforms with high-effective load-eliminating, sway-stopping and anti-upset correction system
Handler Practical considerations regarding wing-in-ground effect aircraft
CN104002939A (en) Aircraft carrier, vessel, submarine and offshore platform with efficient load-eliminating shake-stopping anti-overturning correction device
Hunsaker Dynamical stability of aeroplanes
RU2232697C1 (en) Amphibian aircraft
Richardson Airplane and Seaplane Engineering
RU2125001C1 (en) Seaplane bottom
RU2225800C2 (en) Wing-in-ground effect craft