RU2845366C1 - Hydrodynamic mechanization of aircraft - Google Patents
Hydrodynamic mechanization of aircraftInfo
- Publication number
- RU2845366C1 RU2845366C1 RU2025102361A RU2025102361A RU2845366C1 RU 2845366 C1 RU2845366 C1 RU 2845366C1 RU 2025102361 A RU2025102361 A RU 2025102361A RU 2025102361 A RU2025102361 A RU 2025102361A RU 2845366 C1 RU2845366 C1 RU 2845366C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrodynamic
- displacement hull
- aircraft
- mechanization
- center section
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к гидродинамической механизации летательного аппарата, выполняющего взлет с воды и посадку на воду и оснащенных средствами уменьшения скорости отрыва от воды, преимущественно, к гидродинамической механизации экранопланов и гидросамолетов.The invention relates to the hydrodynamic mechanization of an aircraft that takes off from water and lands on water and is equipped with means for reducing the speed of departure from the water, primarily to the hydrodynamic mechanization of ekranoplanes and seaplanes.
Из уровня техники известны летательные аппараты - экранопланы и гидросамолеты, оснащенные установленной на водоизмещающем корпусе гидродинамической механизацией в виде редана и выдвижных подводных крыльев, обеспечивающих уменьшение скорости отрыва от воды.The state of the art includes aircraft - ekranoplans and seaplanes, equipped with hydrodynamic mechanization installed on a displacement hull in the form of a step and retractable hydrofoils, which reduce the speed of departure from the water.
В описании изобретения России №2024418, МПК В64С 35/00, дата публикации 15.12.1994, [1], представлен гидросамолет, содержащий водоизмещающий корпус, выполненный с реданом, крыло, оперение, силовую установку, и гидродинамическую механизацию в виде подводного крыла. Подводное крыло установлено на водоизмещающих корпусах, выполненных в виде понтонов, выдвигаемых из фюзеляжа посредством механизма выпуска-уборки. Недостатком технического решения в изобретении [1] является усложнение конструкции вследствие размещения подводных крыльев на понтонах, выдвигаемых из фюзеляжа.In the description of the invention of Russia No. 2024418, IPC B64C 35/00, date of publication 15.12.1994, [1], a seaplane is presented, comprising a displacement hull, made with a step, a wing, empennage, a power plant, and hydrodynamic mechanization in the form of an underwater wing. The underwater wing is mounted on displacement hulls made in the form of pontoons, extended from the fuselage by means of an extension-retraction mechanism. The disadvantage of the technical solution in the invention [1] is the complication of the design due to the placement of the underwater wings on pontoons extended from the fuselage.
В описании изобретения России №1032677, МПК В63В 1/20, дата приоритета 21.04.1981, [2], представлен быстроходный катер, содержащий водоизмещающий корпус, оснащенный гидродинамической механизацией в виде подводного крыла с механизмом его выдвижения и уборки, при этом в борте водоизмещающего корпуса выполнена ниша для размещения подводного крыла в убранном положении. Недостатком технического решения в изобретении [2] является выполнение ниши выше ватерлинии водоизмещающего корпуса, что исключает использование элементов ниши в качестве редана.In the description of the invention of Russia No. 1032677, IPC B63B 1/20, priority date 21.04.1981, [2], a high-speed boat is presented, comprising a displacement hull, equipped with hydrodynamic mechanization in the form of an underwater wing with a mechanism for its extension and retraction, while a niche is made in the side of the displacement hull for placing the underwater wing in the retracted position. The disadvantage of the technical solution in the invention [2] is the implementation of the niche above the waterline of the displacement hull, which excludes the use of the niche elements as a step.
В описании изобретения России №2223200, МПК В64С 35/00, дата публикации 10.02.2004, [3], представлен гидросамолет, содержащий водоизмещающий корпус, воздушное крыло, оперение, силовую установку, гидродинамическую механизацию в виде редана на водоизмещающем корпусе и подводного крыла, оснащенного механизмом выдвижения и уборки. Подводное крыло расположено вдоль задней кромки глиссирующего воздушного крыла. Размещение подводного крыла вдоль задней кромки воздушного крыла, а редана на водоизмещающем корпусе приводит к увеличению аэродинамического сопротивления в полете и гидродинамического сопротивления в режиме разбега, что. можно рассматривать в качестве недостатка изобретения [3].In the description of the invention of Russia No. 2223200, IPC B64C 35/00, date of publication 10.02.2004, [3], a seaplane is presented, comprising a displacement hull, an air wing, empennage, a power plant, hydrodynamic mechanization in the form of a step on the displacement hull and an underwater wing equipped with an extension and retraction mechanism. The underwater wing is located along the trailing edge of the gliding air wing. The placement of the underwater wing along the trailing edge of the air wing, and the step on the displacement hull leads to an increase in aerodynamic drag in flight and hydrodynamic drag in the takeoff run, which can be considered a disadvantage of the invention [3].
Техническое решение, представленное в изобретении [3], принято за наиболее близкий аналог.The technical solution presented in the invention [3] is accepted as the closest analogue.
Технической задачей является уменьшение взлетной дистанции летательного аппарата.The technical challenge is to reduce the takeoff distance of an aircraft.
Технический результат состоит в уменьшении гидродинамического сопротивления путем уменьшения омываемой водой площади водоизмещающего корпуса летательного аппарата.The technical result consists in reducing hydrodynamic resistance by reducing the area of the aircraft's displacement hull washed by water.
Сущность изобретения состоит в следующем.The essence of the invention is as follows.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата, содержащего, как и в наиболее близком аналоге [3], по меньшей мере, один водоизмещающий корпус, крыло, оперение, силовую установку и гидродинамическую механизацию, выполненную в виде расположенных в водоизмещающем корпусе редана и подводного крыла, оснащенного механизмом его перемещения, но в отличие от наиболее близкого аналога [3], в водоизмещающем корпусе выполнена ниша для размещения подводного крыла в убранном положении, ниша образована передней стенкой и верхней поверхностью, задняя кромка ниши совмещена с кромкой редана на водоизмещающем корпусе, обводы нижней поверхности подводного крыла в убранном положении совпадают с обводами днища водоизмещающего корпуса в области редана, при этом задняя кромка подводного крыла в убранном положении совпадает с задней кромкой ниши в водоизмещающем корпусе.Hydrodynamic mechanization of an aircraft comprising, as in the closest analogue [3], at least one displacement hull, a wing, empennage, a power plant and hydrodynamic mechanization made in the form of a step and an underwater wing located in the displacement hull, equipped with a mechanism for its movement, but unlike the closest analogue [3], a niche is made in the displacement hull for placing the underwater wing in the retracted position, the niche is formed by the front wall and the upper surface, the rear edge of the niche is aligned with the edge of the step on the displacement hull, the contours of the lower surface of the underwater wing in the retracted position coincide with the contours of the bottom of the displacement hull in the area of the step, while the rear edge of the underwater wing in the retracted position coincides with the rear edge of the niche in the displacement hull.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата характеризуется тем, что верхняя поверхность ниши в водоизмещающем корпусе и подводное крыло в убранном положении повторяют обводы днища водоизмещающего корпуса.The hydrodynamic mechanization of the aircraft is characterized by the fact that the upper surface of the niche in the displacement hull and the hydrofoil in the retracted position repeat the contours of the bottom of the displacement hull.
При этом гидродинамическая механизация летательного аппарата характеризуется тем, что механизм выдвижения подводного крыла выполнен с возможностью фиксации подводного крыла на разном расстоянии от днища водоизмещающем корпуса.In this case, the hydrodynamic mechanization of the aircraft is characterized by the fact that the mechanism for extending the hydrofoil is designed with the possibility of fixing the hydrofoil at different distances from the bottom of the displacement hull.
Кроме того, гидродинамическая механизация летательного аппарата характеризуется тем, что подводное крыло и передняя стенка ниши в днище водоизмещающего корпуса выполнены с прямой или с обратной стреловидностью передней кромки.In addition, the hydrodynamic mechanization of the aircraft is characterized by the fact that the hydrofoil and the front wall of the niche in the bottom of the displacement hull are made with a direct or reverse sweep of the leading edge.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата характеризуется тем, что водоизмещающий корпус выполнен в виде фюзеляжа с днищем с гидродинамическими обводами, крыло летательного аппарата выполнено составным, состоящим из центроплана и пристыкованных к нему консолей, в концевых сечениях центроплана установлены концевые шайбы, центроплан оснащен закрылками, силовая установка содержит двигатели с воздушным винтом, двигатели установлены балке, выполненной с возможностью поворота для направления воздушной струи за воздушным винтом под центроплан составного крыла.The hydrodynamic mechanization of the aircraft is characterized by the fact that the displacement hull is made in the form of a fuselage with a bottom with hydrodynamic contours, the wing of the aircraft is made composite, consisting of a center section and consoles attached to it, end washers are installed in the end sections of the center section, the center section is equipped with flaps, the power plant contains engines with a propeller, the engines are installed on a beam made with the possibility of rotation to direct the air stream behind the propeller under the center section of the composite wing.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата характеризуется тем, что крыло летательного аппарата выполнено составным, состоящим из центроплана и пристыкованных к нему консолей, водоизмещающий корпус выполнен в виде двух поплавков, установленных по катамаранной схеме в концевых сечениях центроплана, поплавки выполнены с днищем с гидродинамическими обводами, центроплан оснащен закрылками, силовая установка содержит двигатели с воздушным винтом, двигатели установлены на балке, выполненной с возможностью поворота для направления воздушной струи за воздушным винтом под центроплан составного крыла.The hydrodynamic mechanization of the aircraft is characterized by the fact that the wing of the aircraft is made of a composite, consisting of a center section and consoles attached to it, the displacement hull is made in the form of two floats installed according to the catamaran scheme in the end sections of the center section, the floats are made with a bottom with hydrodynamic contours, the center section is equipped with flaps, the power plant contains engines with a propeller, the engines are installed on a beam made with the possibility of rotation to direct the air stream behind the propeller under the center section of the composite wing.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата характеризуется тем, что в передней кромке центроплана выполнен канал, ориентированный вдоль воздушной струи за воздушным винтом, направленной под центроплан, при этом на верхней и нижней поверхностях центроплана установлены створки для перекрытия входа в канал и выхода из канала.The hydrodynamic mechanization of the aircraft is characterized by the fact that in the leading edge of the center section there is a channel oriented along the air stream behind the propeller, directed under the center section, while on the upper and lower surfaces of the center section there are flaps for blocking the entrance to the channel and the exit from the channel.
Представленные в описании сущности изобретения признаки образуют совокупность, обеспечивающую решение заявленной технической задачи и достижение заявленного технического результата.The features presented in the description of the essence of the invention form a set that ensures the solution of the stated technical problem and the achievement of the stated technical result.
Выполнение гидродинамической механизации летательного аппарата, содержащего, по меньшей мере, один водоизмещающий корпус, крыло, оперение, силовую установку и гидродинамическую механизацию, выполненную в виде расположенных в водоизмещающем корпусе редана, и подводного крыла, оснащенного механизмом его перемещения, наличие в водоизмещающем корпусе ниши для размещения подводного крыла в убранном положении, формирование ниши передней стенкой и верхней поверхностью, совмещение задней кромки ниши с кромкой редана на водоизмещающем корпусе, выполнение обводов нижней поверхности подводного крыла в убранном положении совпадающими с обводами днища водоизмещающего корпуса в области редана, совмещение задней кромки подводного крыла в убранном положении с задней кромкой ниши в водоизмещающем корпусе обеспечивает уменьшение взлетной дистанции летательного аппарата за счет уменьшения гидродинамического сопротивления при разбеге путем уменьшения омываемой водой площади водоизмещающего корпуса летательного аппарата за счет выхода водоизмещающего корпуса из воды под действием гидродинамической подъемной силы, возникающей при движении на подводных крыльях в выдвинутом положении.The implementation of hydrodynamic mechanization of an aircraft comprising at least one displacement hull, a wing, empennage, a power plant and hydrodynamic mechanization implemented in the form of a step located in the displacement hull and an underwater wing equipped with a mechanism for moving it, the presence in the displacement hull of a niche for placing the underwater wing in the retracted position, the formation of the niche by the front wall and the upper surface, the alignment of the trailing edge of the niche with the edge of the step on the displacement hull, the implementation of the contours of the lower surface of the underwater wing in the retracted position coinciding with the contours of the bottom of the displacement hull in the area of the step, the alignment of the trailing edge of the underwater wing in the retracted position with the trailing edge of the niche in the displacement hull ensures a reduction in the takeoff distance of the aircraft by reducing the hydrodynamic resistance during takeoff by reducing the area of the displacement hull of the aircraft washed by water due to the displacement hull exiting the water under the action of hydrodynamic lift force that occurs when moving on hydrofoils in an extended position.
Выполнение верхней поверхности ниши в водоизмещающем корпусе и подводного крыла повторяющими обводы днища водоизмещающего корпуса обеспечивает сохранение обводов днища водоизмещающего корпуса летательного аппарата, что уменьшает гидродинамическое сопротивление при плавании и глиссировании при выдвинутом подводном крыле.The execution of the upper surface of the niche in the displacement hull and the hydrofoil repeating the contours of the bottom of the displacement hull ensures the preservation of the contours of the bottom of the displacement hull of the aircraft, which reduces hydrodynamic resistance during swimming and gliding with the hydrofoil extended.
Выполнение механизма выдвижения подводного крыла с возможностью фиксации подводного крыла на разном расстоянии от днища водоизмещающего корпуса обеспечивает создание гидродинамической подъемной силы на подводном крыле при разной высоте волны за счет регулирования погружения подводного крыла до глубины, обеспечивающей уменьшение волнового сопротивления подводного крыла.The implementation of the hydrofoil extension mechanism with the ability to fix the hydrofoil at different distances from the bottom of the displacement hull ensures the creation of a hydrodynamic lift force on the hydrofoil at different wave heights by regulating the immersion of the hydrofoil to a depth that ensures a reduction in the wave resistance of the hydrofoil.
При этом выполнение передней стенки ниши в днище фюзеляжа и передней кромки подводного крыла с прямой или обратной стреловидностью по передней кромке позволяет оптимизировать гидродинамические характеристики водоизмещающего корпуса летательного аппарат при плавании и глиссировании при разбеге и посадке летательного аппарата.At the same time, the design of the front wall of the niche in the bottom of the fuselage and the leading edge of the hydrofoil with a direct or reverse sweep along the leading edge allows optimizing the hydrodynamic characteristics of the displacement hull of the aircraft during navigation and gliding during takeoff and landing of the aircraft.
Выполнение гидродинамической механизации летательного аппарата с водоизмещающим корпусом в виде фюзеляжа с днищем с гидродинамическими обводами, выполнение крыла летательного аппарата составным, состоящим из центроплана и пристыкованных к нему консолей, оснащение центроплана концевыми шайбами и закрылками, установка на поворотной балке двигателей силовой установки с воздушными винтами для направления воздушной струи за воздушным винтом под центроплан составного крыла во время разбега обеспечивает уменьшение гидродинамического сопротивления путем уменьшения омываемой водой площади водоизмещающего корпуса летательного аппарата вследствие увеличения аэродинамической подъемной силы за счет реализации экранного эффекта и повышения статического давления под центропланом при поддуве воздушными струями. В результате уменьшается дистанция разбега летательного аппарата.The implementation of hydrodynamic mechanization of an aircraft with a displacement hull in the form of a fuselage with a bottom with hydrodynamic contours, the implementation of the aircraft wing as a composite consisting of a center section and consoles attached to it, equipping the center section with end washers and flaps, installing on a rotating beam engines of a power plant with propellers to direct the air stream behind the propeller under the center section of the composite wing during takeoff ensures a decrease in hydrodynamic drag by reducing the area of the aircraft's displacement hull washed by water due to an increase in aerodynamic lift due to the implementation of the screen effect and an increase in static pressure under the center section when blown by air streams. As a result, the takeoff distance of the aircraft is reduced.
Выполнение гидродинамической механизации летательного аппарата с составным крылом, состоящим из центроплана и пристыкованных к нему консолей, выполнение водоизмещающего корпуса в виде двух поплавков, установленных по катамаранной схеме в концевых сечениях центроплана, выполнение поплавков с днищем с гидродинамическими обводами, оснащение центроплана закрылками, установка на поворотной балке двигателей силовой установки с воздушными винтами для направления воздушной струи за воздушным винтом под центроплан составного крыла во время разбега обеспечивает уменьшение гидродинамического сопротивления путем уменьшения омываемой водой площади водоизмещающего корпуса летательного аппарата вследствие увеличения аэродинамической подъемной силы за счет реализации экранного эффекта и повышения статического давления под центропланом при поддуве воздушными струями. Кроме того, при катамаранном расположении поплавков обеспечивается чистота аэродинамических обводов нижней поверхности центроплана между внутренними бортами поплавков, что усиливает реализацию экранного эффекта. В результате уменьшается дистанция разбега летательного аппарата.Implementation of hydrodynamic mechanization of an aircraft with a compound wing consisting of a center section and consoles attached to it, implementation of a displacement hull in the form of two floats installed according to a catamaran scheme in the end sections of the center section, implementation of floats with a bottom with hydrodynamic contours, equipping the center section with flaps, installation of engines of a power plant with propellers on a rotating beam for directing the air stream behind the propeller under the center section of the compound wing during takeoff ensures a decrease in hydrodynamic drag by reducing the area of the displacement hull of the aircraft washed by water due to an increase in the aerodynamic lift due to the implementation of the screen effect and an increase in static pressure under the center section when blown by air streams. In addition, with a catamaran arrangement of floats, the cleanliness of the aerodynamic contours of the lower surface of the center section between the inner sides of the floats is ensured, which enhances the implementation of the screen effect. As a result, the aircraft's takeoff distance is reduced.
Выполнение в передней кромке центроплана канала, ориентированного вдоль направленной под центроплан воздушной струи за воздушным винтом, и наличие на верхней и нижней поверхностях центроплана управляемых створок для перекрытия входа в канал и выхода из канала увеличивает подъемную силу при поддуве за счет увеличения доли струи за воздушным винтом, направленной под центроплан, что обеспечивает уменьшение гидродинамического сопротивления путем уменьшения омываемой водой площади водоизмещающего корпуса летательного аппарата.The implementation of a channel in the leading edge of the center section, oriented along the air stream directed under the center section behind the propeller, and the presence of controlled flaps on the upper and lower surfaces of the center section for blocking the entrance to the channel and the exit from the channel increases the lifting force during blowing by increasing the proportion of the stream behind the propeller directed under the center section, which ensures a reduction in hydrodynamic resistance by reducing the area of the aircraft's displacement hull washed by water.
Изобретение поясняется графическими материалами.The invention is explained with graphic materials.
На фиг. 1 представлен летательный аппарат с водоизмещающим корпусом в виде фюзеляжем при виде сбоку.Fig. 1 shows an aircraft with a displacement body in the form of a fuselage, viewed from the side.
На фиг. 2 показан летательный аппарат с водоизмещающим корпусом в виде фюзеляжа при виде спереди и с поперечным разрезом половины днища фюзеляжа.Fig. 2 shows an aircraft with a displacement body in the form of a fuselage, viewed from the front and with a cross-section of half the bottom of the fuselage.
На фиг. 3 представлен летательный аппарат с водоизмещающим корпусом в виде поплавков, установленных по катамаранной схеме, при виде сбоку.Fig. 3 shows an aircraft with a displacement hull in the form of floats installed according to a catamaran scheme, viewed from the side.
На фиг. 4 показан летательный аппарат с установленными по катамаранной схеме водоизмещающими поплавками при виде спереди с поперечным разрезом одного поплавка.Fig. 4 shows an aircraft with displacement floats installed according to a catamaran design, viewed from the front with a cross-section of one float.
На фиг. 5 показан выносной элемент А на фиг. 1 и фиг. 3.Fig. 5 shows the extension element A in Fig. 1 and Fig. 3.
На фиг. 6 показан разрез Б-Б на фиг. 5.Fig. 6 shows section B-B in Fig. 5.
На фиг. 7 представлен летательный аппарат с водоизмещающим корпусом в виде фюзеляжа и составным крылом при виде в плане.Fig. 7 shows an aircraft with a displacement body in the form of a fuselage and a composite wing in plan view.
На фиг. 8 представлен летательный аппарат с водоизмещающим корпусом в виде поплавков, установленными по катамаранной схеме, и составным крылом при виде в плане.Fig. 8 shows an aircraft with a displacement hull in the form of floats installed according to a catamaran scheme and a composite wing in plan view.
На фиг. 9 показано сечение В-В на фиг. 7 и фиг. 8.Fig. 9 shows the section B-B in Fig. 7 and Fig. 8.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата устроена следующим образом.The hydrodynamic mechanization of the aircraft is designed as follows.
Гидродинамическая механизация предназначена для уменьшения взлетной дистанции и разбега летательного аппарата с, по меньшей мере, одним водоизмещающим корпусом. При этом взлетная дистанция включает дистанцию разбега до отрыва летательного аппарата от воды, и дистанцию разгона до скорости перевода летательного аппарата в крейсерскую конфигурацию. Летательный аппарат может выполняться в виде экраноплана, гидросамолета, гидросамолета-амфибии с водоизмещающим корпусом в виде фюзеляжа 1 (фиг. 1, 2) или в виде поплавков 2, установленных по катамаранной схеме (фиг. 3, 4).Hydrodynamic mechanization is intended to reduce the takeoff distance and takeoff run of an aircraft with at least one displacement hull. In this case, the takeoff distance includes the takeoff run distance before the aircraft lifts off the water, and the acceleration distance before the aircraft reaches the cruising configuration. The aircraft can be made in the form of an ekranoplan, a seaplane, an amphibious seaplane with a displacement hull in the form of a fuselage 1 (Fig. 1, 2) or in the form of floats 2 installed according to a catamaran configuration (Fig. 3, 4).
Летательный аппарат содержит водоизмещающий корпус, крыло 3, оперение 4, силовую установку 5 (фиг. 1-4). Водоизмещающий корпус может выполняться в виде фюзеляжа 1 с днищем 6, которому могут придаваться гидродинамические обводы (фиг. 1, 2). Водоизмещающий корпус также может выполняться в виде установленных по катамаранной схеме поплавков 2 с днищевой частью 7, которая может иметь гидродинамические обводы (фиг. 3, 4).The aircraft comprises a displacement hull, a wing 3, an empennage 4, and a power plant 5 (Figs. 1-4). The displacement hull may be made in the form of a fuselage 1 with a bottom 6, which may be given hydrodynamic contours (Figs. 1, 2). The displacement hull may also be made in the form of floats 2 installed according to a catamaran scheme with a bottom part 7, which may have hydrodynamic contours (Figs. 3, 4).
Гидродинамическая механизация выполнена в виде размещенных в водоизмещающем корпусе (например, в днище 6 фюзеляжа 1 или в днищевой части 7 поплавка 2) редана 8 и подводного крыла 9, расположенного в нише 10. Подводное крыло 9 оснащено механизмом перемещения для его выдвижения и уборки, выполненного, например, в виде червячной передачи с винтовой парой, образованной осью червячного колеса и стойкой подводного крыла (на фиг. не показан), в виде, по меньшей мере, одного гидроцилиндра 11 (фиг. 1, 3, 5, 6), шарнирно соединенного с силовым каркасом, выполненным, например, в виде шпангоута 12, и в виде других механизмов. Гидроцилиндр 11 механизма перемещения подводного крыла 9 выполнен с возможностью фиксации подводного крыла 9 на разном расстоянии НПК от днища 6 фюзеляжа 1 или днищевой части 7 поплавков 2 (фиг. 5). На фиг. 1-6 подводное крыло 9 в убранном положении показано пунктирной линией и обозначено как 9А, в промежуточном положении показано сплошной линией и обозначено как 9, на большом удалении от днища 6 или днищевой части 7 показано пунктирной линией и обозначено как 9Б. При этом глубина погружения НПК подводного крыла 9 регулируется исходя из условия превышения высоты волны НВ1, НИ2, превышающей длину хорды ВПК подводного крыла 9 (фиг. 5):The hydrodynamic mechanization is implemented in the form of a step 8 and an underwater wing 9 located in a niche 10, placed in a displacement hull (for example, in the bottom 6 of the fuselage 1 or in the bottom part 7 of the float 2). The underwater wing 9 is equipped with a movement mechanism for its extension and retraction, implemented, for example, in the form of a worm gear with a screw pair formed by the axis of the worm wheel and the strut of the underwater wing (not shown in the Fig.), in the form of at least one hydraulic cylinder 11 (Fig. 1, 3, 5, 6), pivotally connected to the power frame, implemented, for example, in the form of a frame 12, and in the form of other mechanisms. The hydraulic cylinder 11 of the mechanism for moving the hydrofoil 9 is designed with the possibility of fixing the hydrofoil 9 at different distances H PK from the bottom 6 of the fuselage 1 or the bottom part 7 of the floats 2 (Fig. 5). In Figs. 1-6, the hydrofoil 9 in the retracted position is shown by a dotted line and is designated as 9A, in an intermediate position it is shown by a solid line and is designated as 9, at a large distance from the bottom 6 or the bottom part 7 it is shown by a dotted line and is designated as 9B. In this case, the immersion depth H PK of the hydrofoil 9 is regulated based on the condition of exceeding the wave height H B1, H I2 , exceeding the chord length B PK of the hydrofoil 9 (Fig. 5):
НПК>HB1>ВПК - при высоте волны НВ1;H PC >H B1 >B PC - at wave height H B1 ;
НПК>HB2>ВПК - при высоте волны НВ2.H PC >H B2 >B PC - at wave height H B2 .
Обводы нижней поверхности подводного крыла 9 в убранном положении совпадают с обводами днища 6, 7 фюзеляжа 1 или поплавка 2 в области редана 8. Ниша 10 содержит переднюю стенку 13, заднюю кромку 14 и верхнюю поверхность 15. Задняя кромка 14 ниши 10 может совпадать с задней кромкой 16 подводного крыла 9 (фиг. 5), а верхняя поверхность 15 ниши 10 может повторять форму обводов днища 6 фюзеляжа 1 или днищевой части 7 поплавка 2 в области редана 8 (фиг. 6). При этом передняя стенка 13 ниши 10 и передняя кромка 17 подводного крыла 9 может выполняться с прямой или обратной стреловидностью (на фиг. не показано).The contours of the lower surface of the hydrofoil 9 in the retracted position coincide with the contours of the bottom 6, 7 of the fuselage 1 or the float 2 in the area of the step 8. The niche 10 contains a front wall 13, a trailing edge 14 and an upper surface 15. The trailing edge 14 of the niche 10 can coincide with the trailing edge 16 of the hydrofoil 9 (Fig. 5), and the upper surface 15 of the niche 10 can repeat the shape of the contours of the bottom 6 of the fuselage 1 or the bottom part 7 of the float 2 in the area of the step 8 (Fig. 6). In this case, the front wall 13 of the niche 10 and the leading edge 17 of the hydrofoil 9 can be made with a direct or reverse sweep (not shown in the Fig.).
В предпочтительном варианте выполнения гидродинамической механизации летательного аппарата с водоизмещающим корпусом в виде фюзеляжа 1 (фиг. 7) с днищем 6 с гидродинамическими обводами, крыло 3 летательного аппарата выполнено составным, состоящим из центроплана 18 и пристыкованных к нему консолей 19. В концевых сечениях центроплана 18 установлены концевые шайбы 20. Задняя кромка центроплана 18 оснащена закрылками 21, передняя кромка центроплана может выполняться с каналом 22, ориентированным вдоль воздушной струи за воздушным винтом (на фиг. не обозначен) при повороте балки 23, на которой установлены двигатели с воздушными винтами (на фиг. не обозначены) силовой установки 5 для направления воздушной струи за воздушным винтом под центроплан 18 составного крыла (фиг. 9). Консоли 19 составного крыла могут оснащаться аэродинамической механизацией в виде зависающих элеронов 24 и предкрылка 25. Днище 6 фюзеляжа 1 может оснащаться вторым реданом 26 и задним подводным крылом 27, выполненным, аналогично подводному крылу 9, посредством механизма перемещения (на фиг. не показан), выпускаемым из ниши 28 во время взлета и посадки и убираемым в нишу 28 в крейсерском режиме движения (фиг. 1).In a preferred embodiment of the hydrodynamic mechanization of an aircraft with a displacement hull in the form of a fuselage 1 (Fig. 7) with a bottom 6 with hydrodynamic contours, the wing 3 of the aircraft is made of a composite structure, consisting of a center section 18 and consoles 19 attached to it. End washers 20 are installed in the end sections of the center section 18. The trailing edge of the center section 18 is equipped with flaps 21, the leading edge of the center section can be made with a channel 22 oriented along the air stream behind the propeller (not indicated in the Fig.) when turning the beam 23, on which the engines with propellers (not indicated in the Fig.) of the power plant 5 are installed to direct the air stream behind the propeller under the center section 18 of the composite wing (Fig. 9). The consoles 19 of the composite wing can be equipped with aerodynamic mechanization in the form of hanging ailerons 24 and a slat 25. The bottom 6 of the fuselage 1 can be equipped with a second step 26 and a rear underwater wing 27, made similar to the underwater wing 9, by means of a movement mechanism (not shown in the Fig.), released from a niche 28 during takeoff and landing and retracted into a niche 28 in the cruising mode of movement (Fig. 1).
В предпочтительном варианте выполнения гидродинамической механизации летательного аппарата с водоизмещающим корпусом в виде поплавков 2 (фиг. 8) крыло 3 летательного аппарата выполнено составным, состоящим из центроплана 18 и пристыкованных к нему консолей 19, водоизмещающий корпус выполнен в виде двух поплавков 2, установленных по катамаранной схеме в концевых сечениях центроплана 18, поплавки 2 выполнены с днищем 7 с гидродинамическими обводами, центроплан 18 оснащен закрылками 21, передняя кромка центроплана 18 может выполняться с каналом 22, ориентированным вдоль воздушной струи от воздушных винтов (на фиг. не обозначены) двигателей силовой установки 5 при повороте балки 23, для направления воздушной струи за воздушным винтом (на фиг. не обозначен) под центроплан 18 составного крыла (фиг. 9). Консоли 19 составного крыла могут оснащаться аэродинамической механизацией в виде зависающих элеронов 24 и предкрылка 25.In a preferred embodiment of the hydrodynamic mechanization of an aircraft with a displacement hull in the form of floats 2 (Fig. 8), the wing 3 of the aircraft is made of a composite structure, consisting of a center section 18 and consoles 19 attached to it, the displacement hull is made in the form of two floats 2 installed according to a catamaran scheme in the end sections of the center section 18, the floats 2 are made with a bottom 7 with hydrodynamic contours, the center section 18 is equipped with flaps 21, the leading edge of the center section 18 can be made with a channel 22 oriented along the air stream from the propellers (not indicated in the Fig.) of the engines of the power plant 5 when the beam 23 is turned, for directing the air stream behind the propeller (not indicated in the Fig.) under the center section 18 of the composite wing (Fig. 9). The consoles 19 of the composite wing can be equipped with aerodynamic mechanization in the form of hanging ailerons 24 and slats 25.
Гидродинамическая механизация летательного аппарата функционирует следующим образом.The hydrodynamic mechanization of the aircraft functions as follows.
При разбеге летательный аппарат с водоизмещающим корпусом (выполненным в виде фюзеляжа 1 или поплавков 2) начинает движение при рулении и маневрировании в режиме плавания с подводным крылом 9 в убранном положении 9А (фиг. 1-6). По мере увеличения скорости летательный аппарат переходит в режим глиссирования на редане 8.During takeoff, the aircraft with a displacement hull (made in the form of a fuselage 1 or floats 2) begins to move during taxiing and maneuvering in the floating mode with the hydrofoil 9 in the retracted position 9A (Fig. 1-6). As the speed increases, the aircraft switches to the gliding mode on the step 8.
Перед разбегом подводное крыло 9 из убранного положения 9А выдвигается в положение 9 или 9Б. После выдвижения подводного крыла 9 посредством гидроцилиндров 11 механизма перемещения при движении на подводном крыле 9 возникает гидродинамическая подъемная сила. В результате по мере набора скорости водоизмещающий корпус (выполненный в виде фюзеляжа 1 или водоизмещающих поплавков 2) выходит из воды, и вследствие уменьшения площади омываемой водой поверхности водоизмещающего корпуса, уменьшается его гидродинамическое сопротивление. В результате увеличивается скорость движения, что приводит к уменьшению времени и дистанции разбега и взлета. При движении на подводном крыле 9 летательный аппарат преодолевает скорость «горба» гидродинамического сопротивления водоизмещающего корпуса (возникающего в случае его глиссирования). По мере набора скорости на крыле 3 возникает аэродинамическая подъемная сила, также способствующая выходу водоизмещающего корпуса из воды. После разгона до скорости, достаточной для полета летательного аппарата, подводное крыло 9 посредством механизма перемещения, выполненного, например, в виде гидроцилиндров 11, убирается в нишу 10, и продолжается разгон летательного аппарата. После достижения скорости, достаточной для полета, летательный аппарат переводится в крейсерскую конфигурацию и выполняет полет в крейсерском режиме.Before the takeoff run, the hydrofoil 9 extends from the retracted position 9A to position 9 or 9B. After the hydrofoil 9 has been extended by means of the hydraulic cylinders 11 of the movement mechanism, a hydrodynamic lift force arises when moving on the hydrofoil 9. As a result, as the speed increases, the displacement hull (made in the form of a fuselage 1 or displacement floats 2) comes out of the water, and due to the decrease in the area of the surface of the displacement hull washed by water, its hydrodynamic resistance decreases. As a result, the speed of movement increases, which leads to a decrease in the time and distance of the takeoff and takeoff. When moving on the hydrofoil 9, the aircraft overcomes the speed of the "hump" of the hydrodynamic resistance of the displacement hull (arising in the event of its gliding). As the speed increases, an aerodynamic lift force arises on the wing 3, which also facilitates the exit of the displacement hull from the water. After acceleration to a speed sufficient for the flight of the aircraft, the hydrofoil 9 is retracted into the niche 10 by means of a movement mechanism, made, for example, in the form of hydraulic cylinders 11, and the acceleration of the aircraft continues. After reaching a speed sufficient for flight, the aircraft is transferred to a cruising configuration and flies in a cruising mode.
Посадка летательного аппарата может выполняться при убранном положении подводного крыла 9 в нише 10. После касания поверхности воды летательный аппарат глиссирует на первом редане 8 и на втором редане 26 на днище 6 фюзеляже 1 или днищевой части 7 поплавков 2.The aircraft can land with the hydrofoil 9 retracted in the niche 10. After touching the water surface, the aircraft planes on the first step 8 and on the second step 26 on the bottom 6 of the fuselage 1 or the bottom part 7 of the floats 2.
Выполнение верхней поверхности 15 ниши 10 в днище 6 фюзеляжа 1 (днищевой части 7 поплавков 2) и подводного крыла 9, повторяющими форму днища 6 фюзеляжа 1 (днищевой части 7 поплавков 2) в области редана 8, обеспечивает сохранение обводов, аналогичных обводам днища 6 фюзеляжа 1 (или днищевой части 7 поплавков 2) летательного аппарата, что уменьшает гидродинамическое сопротивление и увеличивает гидродинамическое качество водоизмещающего корпуса при плавании и глиссировании.The execution of the upper surface 15 of the niche 10 in the bottom 6 of the fuselage 1 (the bottom part 7 of the floats 2) and the hydrofoil 9, repeating the shape of the bottom 6 of the fuselage 1 (the bottom part 7 of the floats 2) in the area of the redan 8, ensures the preservation of contours similar to the contours of the bottom 6 of the fuselage 1 (or the bottom part 7 of the floats 2) of the aircraft, which reduces hydrodynamic resistance and increases the hydrodynamic quality of the displacement hull during sailing and planing.
Выполнение передней стенки 13 ниши 10 в днище 6 фюзеляжа 1 (днищевой части 7 поплавков 2) и передней кромки 17 подводного крыла 9 с прямой или обратной стреловидностью (на фиг. не показано) позволяет оптимизировать гидродинамические характеристики водоизмещающего корпуса летательного аппарат при плавании и глиссировании при разбеге и посадке летательного аппарата.The design of the front wall 13 of the niche 10 in the bottom 6 of the fuselage 1 (the bottom part 7 of the floats 2) and the front edge 17 of the hydrofoil 9 with a direct or reverse sweep (not shown in the figure) makes it possible to optimize the hydrodynamic characteristics of the displacement hull of the aircraft during navigation and gliding during the takeoff and landing of the aircraft.
Для предотвращения достижения скорости развития неблагоприятной кавитации на подводном крыле 9 летательный аппарат оснащается составным крылом, образованным центропланом 18 и консолями 19, для использования экранного эффекта на режимах разбега и разгона при взлете. При этом центроплан 18 оснащается закрылками 21, консоли 19 - зависающими элеронами 24 и предкрылками 25. Для усиления экранного эффекта в носовой части фюзеляжа устанавливается поворотная балка 23 с установленными на ней двигателями с воздушными винтами (на фиг. не обозначены) силовой установки 5. При повороте балки 23 воздушные струи направляются под центроплан 18, ограниченный в концевых сечениях концевыми шайбами 20 или поплавками 2, выпущенными закрылками 21 центроплана 18, под центропланом возникает зона с повышенной величиной статической составляющей полного давления воздушного потока (динамическая воздушная подушка). Это существенно повышает аэродинамическую подъемную силу и снижает скорость выхода водоизмещающего корпуса из воды. При этом сокращается дистанция разбега и взлетная дистанция.To prevent the development of unfavorable cavitation on the hydrofoil 9, the aircraft is equipped with a composite wing formed by the center section 18 and consoles 19, to use the ground effect in the takeoff run and acceleration modes. In this case, the center section 18 is equipped with flaps 21, the consoles 19 - with hanging ailerons 24 and slats 25. To enhance the screen effect, a rotating beam 23 with engines with propellers (not indicated in the figure) of the power plant 5 mounted on it is installed in the nose of the fuselage. When the beam 23 rotates, air streams are directed under the center section 18, limited in the end sections by end washers 20 or floats 2, released flaps 21 of the center section 18, a zone with an increased value of the static component of the total pressure of the air flow (dynamic air cushion) appears under the center section. This significantly increases the aerodynamic lift and reduces the speed of the displacement hull leaving the water. At the same time, the takeoff and takeoff distances are reduced.
Для повышения эффективности поддува в передней кромке центроплана 18 выполняется канал 22, ориентированный вдоль воздушной струи за воздушным винтом двигателя силовой установки 5 (фиг. 9). После полного выхода (отрыва) водоизмещающего корпуса из воды подводное крыло 9 убирается в нишу 10 и выполняется разгон с использованием экранного эффекта. При достижении достаточной скорости поворотная балка 23 переводится в крейсерское положение, закрылки 21 центроплана 18, зависающие элероны 25 переводятся в крейсерскую конфигурацию, вход в канал 22 и выход из канала 22 закрывается створками (на фиг. не показаны). Летательный аппарат выполняет крейсерский полет.To increase the efficiency of the blowing, a channel 22 is made in the leading edge of the center section 18, oriented along the air stream behind the propeller of the engine of the power plant 5 (Fig. 9). After the displacement hull has completely exited (torn away) from the water, the hydrofoil 9 is retracted into the niche 10 and acceleration is performed using the ground effect. Upon reaching a sufficient speed, the rotating beam 23 is transferred to the cruising position, the flaps 21 of the center section 18, the hanging ailerons 25 are transferred to the cruising configuration, the entrance to channel 22 and the exit from channel 22 are closed by flaps (not shown in the Fig.). The aircraft performs a cruising flight.
Степень раскрытия конструкции гидродинамической механизации летательного аппарата достаточна для реализации изобретения при проектировании и изготовлении гидродинамической механизации летательного аппарата. Изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The degree of disclosure of the design of the hydrodynamic mechanization of the aircraft is sufficient for the implementation of the invention in the design and manufacture of the hydrodynamic mechanization of the aircraft. The invention meets the patentability condition "industrial applicability".
Перечень позиций и обозначенийList of positions and designations
1 - фюзеляж;1 - fuselage;
2 -поплавок;2 - float;
3 - крыло;3 - wing;
4 - оперение;4 - plumage;
5 - силовая установка;5 - power plant;
6 - днище фюзеляжа 1;6 - bottom of fuselage 1;
7 - днищевая часть поплавка 2;7 - bottom part of float 2;
8 - редан на фюзеляже;8 - redan on the fuselage;
9 - подводное крыло;9 - hydrofoil;
10 - ниша в днище 6 фюзеляже 1 или днищевой части 7 поплавка 2;10 - niche in the bottom 6 of the fuselage 1 or the bottom part 7 of the float 2;
11 - гидроцилиндр механизма перемещения подводного крыла 9;11 - hydraulic cylinder of the hydrofoil movement mechanism 9;
12 - шпангоут силового каркаса днища 6 фюзеляжа 1 или днищевой части 7 поплавка 2;12 - frame of the power frame of the bottom 6 of the fuselage 1 or the bottom part 7 of the float 2;
13 - передняя стенка ниши 10;13 - front wall of niche 10;
14 - задняя кромка ниши 10;14 - rear edge of niche 10;
15 - верхняя поверхность ниши 10;15 - upper surface of niche 10;
16 - задняя кромка подводного крыла 916 - trailing edge of hydrofoil 9
17 - передняя кромка подводного крыла 9;17 - leading edge of hydrofoil 9;
18 - центроплан составного крыла;18 - center section of the composite wing;
19 - консоль составного крыла;19 - composite wing console;
20 - концевая шайба центроплана 18;20 - end washer of center section 18;
21 - закрылок центроплана;21 - center section flap;
22 - канал в передней кромке центроплана 18;22 - channel in the leading edge of the center section 18;
23 - поворотная балка;23 - rotary beam;
24 - зависающий элерон консоли 19;24 - hovering aileron of console 19;
25 - предкрылок консоли 19;25 - console slat 19;
26 - второй редан;26 - second redan;
27 - заднее подводное крыло;27 - rear hydrofoil;
28 - ниша в днище 6 фюзеляжа 1 для заднего подводного крыла 27.28 - niche in the bottom 6 of fuselage 1 for the rear hydrofoil 27.
ВПК - хорда подводного крыла 9;In PC - hydrofoil chord 9;
НВ1, НВ2 - высота волны;H B1, H B2 - wave height;
НПК - глубина погружения подводного крыла 9.H PC - diving depth of the hydrofoil 9.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2845366C1 true RU2845366C1 (en) | 2025-08-18 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB126029A (en) * | 1916-10-31 | 1919-05-08 | Robert Arthur Bruce | Improvements in or connected with Devices for Attaching Seaplanes or Lighter than Air Craft, Capable of Alighting on the Water, to the Float or Boats, whose Buoyancy Supports them in that Medium. |
| US6592073B1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-07-15 | Leader Industries, Inc. | Amphibious aircraft |
| RU2223200C2 (en) * | 2001-07-26 | 2004-02-10 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М.Бериева | Seaplane |
| RU2442708C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-02-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Profiled bottom of soft float with crosscut step |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB126029A (en) * | 1916-10-31 | 1919-05-08 | Robert Arthur Bruce | Improvements in or connected with Devices for Attaching Seaplanes or Lighter than Air Craft, Capable of Alighting on the Water, to the Float or Boats, whose Buoyancy Supports them in that Medium. |
| RU2223200C2 (en) * | 2001-07-26 | 2004-02-10 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М.Бериева | Seaplane |
| US6592073B1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-07-15 | Leader Industries, Inc. | Amphibious aircraft |
| RU2442708C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-02-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Profiled bottom of soft float with crosscut step |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4691881A (en) | High performance amphibious airplane | |
| EP2440455B1 (en) | Wingtip and sponson interaction on an amphibious aircraft | |
| US3190582A (en) | Ground effects utilizing and transition aircraft | |
| US6042052A (en) | Retractable step fairing for amphibian airplane | |
| US10532812B2 (en) | Multi-hull seaplane | |
| US3599903A (en) | High performance seaplane or amphibian | |
| US3762355A (en) | Water craft with aerodynamic lift | |
| US7040574B2 (en) | Aircraft and watercraft adapted to float on main wing | |
| CN201023656Y (en) | Ground effect aircraft | |
| CN113232832A (en) | Amphibious aircraft | |
| RU2668000C1 (en) | Amphibious aircraft of "flying wing" scheme | |
| US20070245943A1 (en) | Wing In Ground Effect Hydrofoil Vessel | |
| US5913493A (en) | Seaplane hull | |
| US20060284010A1 (en) | Hydrofoil for an amphibious aircraft | |
| US7188580B1 (en) | Variable-geometry graduated surface-foil for wing-in-ground effect vehicles | |
| RU2845366C1 (en) | Hydrodynamic mechanization of aircraft | |
| CN113247250B (en) | Ferry airship | |
| US3136505A (en) | Amphibious airplane | |
| RU2270137C2 (en) | Float-type seaplane of catamaran configuration-sea-going salvage vessel | |
| JP3662024B2 (en) | Surface aircraft hull | |
| RU2466888C1 (en) | Hovercraft | |
| RU2223200C2 (en) | Seaplane | |
| CA2368566C (en) | Aircraft and water-craft adapted to float on main wing | |
| CN1974323A (en) | Ground effect flyer | |
| RU2849402C1 (en) | Screen plane |