патент
№ RU 2641359
МПК B64C35/00

САМОЛЕТ-АМФИБИЯ (ГИДРОСАМОЛЕТ) С РЕАКТИВНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Авторы:
Дурицын Дмитрий Юрьевич Крееренко Сергей Сергеевич Скиргелло Владимир Вячеславович
Все (9)
Номер заявки
2016140289
Дата подачи заявки
12.10.2016
Опубликовано
17.01.2018
Страна
RU
Дата приоритета
14.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
2
Реферат

Изобретение относится к авиации и касается создания самолетов-амфибий (гидросамолетов) с реактивными двигателями. Гидросамолет с реактивными двигателями содержит фюзеляж-лодку, крыло, оперение и силовую установку. Причем один двигатель установлен на лодке и содержит сопловой аппарат, выведенный в ее хвостовую часть. Сопловой аппарат снабжен устройством отклонения вектора тяги для управления по курсу. Достигается повышение безопасности в случае отказа одного из двигателей при эксплуатации самолета-амфибии (гидросамолета) на воде. 4 ил.

Формула изобретения

Самолет-амфибия (гидросамолет) с реактивными двигателями, содержащий фюзеляж-лодку, крыло, оперение и силовую установку, отличающийся тем, что по крайней мере один двигатель установлен на лодке и содержит сопловой аппарат, выведенный в ее хвостовую часть, при этом сопловой аппарат снабжен устройством отклонения вектора тяги для управления по курсу.

Описание

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания самолетов-амфибий (гидросамолетов) с реактивными двигателями.

Известен патент РФ на промышленный образец №92742, МКПО 12-07 «Многоцелевой самолет-амфибия». В промышленном образце №92742 один из трех винтовых двигателей устанавливается на киль, обеспечивая ему обдув. Это позволяет сохранять управляемость самолета по курсу при движении по водной поверхности, в случае отказа одного двигателя от начала движения до взлета. При этом обеспечивается полная управляемость самолета по курсу и скорости при маневрировании на водной поверхности на малых скоростях.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является самолет-амфибия Бе-200 (патент РФ на промышленный образец №49563, МКПО 12-07 «Самолет-амфибия»), снабженный двумя реактивными двигателями. Самолет-амфибия Бе-200 содержит фюзеляж-лодку с выполненными по бортам в верхней части лодки обтекателями основных опор шасси, высокорасположенное крыло с поплавками поперечной остойчивости на концах, Т-образное оперение, силовую установку с двумя двухконтурными турбореактивными двигателями, установленными на пилонах над крылом на обтекателях шасси, и шасси.

Для самолета-амфибии Бе-200 управляемость самолета по курсу при взлете с воды при отказе одного двигателя обеспечивается в диапазоне скоростей от ~20 км/ч до ~90 км/ч с помощью водоруля, а при более высоких скоростях, когда водоруль уже неэффективен, только рулем направления при достижении минимальной скорости разбега, равной приблизительно 0,9 скорости отрыва.

При проектировании самолета-амфибии транспортной категории одним из основных требований безопасности является обеспечение управляемости при внезапном отказе одного критического двигателя в любой момент при контакте с водной поверхностью. Результаты сертификационных испытаний самолета-амфибии Бе-200 при взлете и заборе воды на глиссировании по водной поверхности показали, что при отказе одного двигателя определяющим фактором для выполнения продолженного взлета является не только располагаемая тяга оставшегося работающим двигателя, но и величина бокового увода от взлетного курса. Величина бокового увода определяется соотношением сил гидродинамического взаимодействия фюзеляжа-лодки с водной средой и аэродинамических сил на вертикальном оперении и руле направления, отклоненном для компенсации бокового увода. Величина бокового увода определяет величину минимальной эволютивной скорости разбега при взлете с водной поверхности и величину минимальной скорости забора воды при заборе воды на глиссировании по водной поверхности. Для двухдвигательного самолета-амфибии, такого как Бе-200, при внезапном отказе критического двигателя в процессе взлета с водной поверхности или при заборе воды на глиссировании по водной поверхности величина минимальной эволютивной скорости разбега и минимальной скорости забора воды равна приблизительно 0,9 величины скорости отрыва. Это означает, что самолет-амфибия при контакте с водной поверхностью при внезапном отказе критического двигателя управляем по курсу с помощью руля направления только в узком диапазоне предвзлетных скоростей и управляем по курсу с помощью водоруля в диапазоне скоростей от ~20 км/ч до ~90 км/ч в начале разбега или при предвзлетном или послепосадочном маневрировании.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении удобства управления и безопасности при эксплуатации самолета-амфибии (гидросамолета) на воде, расширении количества пригодных к использованию для взлета и посадки водоемов, сохранении парка самолетов-амфибий и уменьшении финансовых затрат на восстановление летной годности самолетов-амфибий с отказавшим двигателем на необорудованных малодоступных с суши водоемах.

Технический результат достигается тем, что на самолете-амфибии (гидросамолете), выполненном по нормальной схеме с высокорасположенным крылом с поплавками поперечной остойчивости на концах, нормальным хвостовым оперением, с шасси, основные стойки которого убираются в бортовые обтекатели в нижней части лодки, с двумя двигателями на крыле и двигателем(ями) на задней части лодки, сопловой аппарат двигателя(ей), расположенного на лодке, выведен в ее хвостовую часть и снабжен устройством отклонения вектора тяги для управления по курсу.

Таким образом, заявляемый самолет-амфибия (гидросамолет) 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». Заявляемое решение пригодно к осуществлению промышленным путем.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и чертежом, где

на фиг. 1 изображен вид сбоку самолета-амфибии (гидросамолета);

на фиг. 2 изображен вид сверху самолета-амфибии (гидросамолета);

на фиг. 3 изображен вид спереди самолета-амфибии (гидросамолета);

на фиг. 4 изображено сечение А-А, перпендикулярное плоскости симметрии самолета-амфибии (гидросамолета) по оси заднего двигателя.

Самолет-амфибия (гидросамолет) с реактивными двигателями (фиг. 1, 2, 3, 4) выполнен по нормальной схеме с фюзеляжем типа лодка 1 и высокорасположенным крылом 2 с поплавками поперечной остойчивости 3 на его концах, с нормальным хвостовым оперением. По бортам нижней части лодки 1 выполнены обтекатели основных опор шасси 4, нижняя поверхность которых выполняет роль гидродинамических щитков, понижающих брызгообразование и улучшающих устойчивость хода на воде. Два двигателя 5 размещены над крылом на пилонах 6 с выносом вперед, а двигатель 7 (фиг. 4) установлен на лодке перед передним лонжероном киля 8. Выхлопная труба 9 этого двигателя проходит через киль 8 и заканчивается соплом в хвостовой части лодки, снабженным устройством 10 для отклонения вектора тяги для поворота по курсу, где в качестве примера приведен механизм с поворотными створками. Лонжероны стабилизатора 11 проходят над выхлопной трубой 9. Устройство изменения вектора тяги 10 для управления по курсу может быть совмещено с устройством реверса тяги, что позволяет управлять самолетом-амфибией и по скорости при внезапном отказе критического двигателя в любой момент при контакте с водной поверхностью: при взлете с воды от начала движения до останова при прерванном взлете, при посадке на воду от касания с водной поверхностью до останова на воде, а также при рулении самолета-амфибии на воде.

Устройство для отклонения вектора тяги 10 для управления по курсу включено в контур управления по курсу системы управления самолетом и осуществляет, в дежурном режиме, постоянное отслеживание отказных ситуаций двигателя 5, возникающих при эксплуатации самолета-амфибии на воде. При взлете самолета-амфибии, его посадке и рулении на воде данное устройство включается в активную работу при определении отказа одного из двигателей 5. При этом устройство для отклонения вектора тяги 10 для управления по курсу, которое установлено на выведенное в хвостовую часть лодки 1 сопло двигателя 9, включается в работу, обеспечивая путем отклонения вектора тяги управляемость (восстановление и улучшение управляемости) самолета-амфибии по курсу. При отказе одного из двигателей 5 на крыле 2 разворачивающий момент компенсируется поворотом вектора тяги среднего двигателя 7, а при отказе среднего двигателя 7 управляемость на малых скоростях осуществляется за счет разности тяг двигателей на крыле и с помощью водоруля при его наличии. В противопожарном варианте самолет-амфибия может осуществлять забор воды при меньших минимальных скоростях забора воды и также при заборе воды самолет-амфибия может производить продолженный взлет при отказе одного из двигателей на водоемах меньшей ширины. В дополнение к этому, при отсутствии полезной нагрузки самолет-амфибия способен обеспечивать взлет с воды с одним неработающим двигателем, что позволяет избежать потери самолета-амфибии или больших финансовых затрат на восстановление летной годности самолета-амфибии с отказавшим двигателем на необорудованных малодоступных с суши водоемах.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого самолета-амфибии (гидросамолета) с двигателем(ями) в хвостовой части лодки, снабженным устройством для изменения вектора тяги для управления по курсу, состоит в:

1. Повышении удобства управления и безопасности при эксплуатации самолета-амфибии (гидросамолета) на воде.

2. Расширении количества пригодных к использованию для взлета и посадки водоемов.

3. Сохранении парка самолетов и уменьшении финансовых затрат на восстановление летной годности самолетов с отказавшим двигателем на необорудованных малодоступных с суши водоемах.

Предлагаемое изобретение можно реализовать по существующим технологиям из применяемых в самолетостроении материалов.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты