RU28099U1

RU28099U1 - PLANE FOR AERONAUTICAL WORKS IN AGRICULTURE AND FORESTRY

Info

Publication number: RU28099U1
Application number: RU2002120719/20U
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Метелкин; С.Т. Кашафутдинов; А.П. Чуфистов; А.А. Мороз; ров А.А. Скл; А.А. Скляров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Сибирские сельскохозяйственные самолеты"
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2003-03-10

Description

Самолет для авиационных работ в сельском и лесном хозяйстве.Aircraft for agricultural work in agriculture and forestry.

Предлагаемая полезная модель относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха, а именно к низкопланам нормальной аэродинамической схемы с хвостовым оперением, и предназначена для выполнения авиационных химических работ и аэросева в сельском и лесном хозяйстве, а также может быть использована для борьбы с пожарами, наблюдения, патрулирования, аэрофотосъемки, экологического мониторинга и метеорологических исследований.The proposed utility model relates to aircraft heavier than air, namely to the low-planes of the normal aerodynamic design with a tail, and is designed to perform aeronautical chemical work and airseeding in agriculture and forestry, and can also be used for fire fighting, surveillance, patrolling, aerial photography, environmental monitoring and meteorological research.

Известен самолет для авиационных работ в сельском и лесном хозяйстве GA-200 Fatman, разработанный австралийской фирмой GIPPSLAND AERONAUTICS PTY LTD (Janes ALL THE WORLDS AIRCRAFT 1997-98, стр. 4), содержащий фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку, систему управления самолетом и шасси.Famous aircraft for agricultural work in agriculture and forestry GA-200 Fatman, developed by the Australian company GIPPSLAND AERONAUTICS PTY LTD (Janes ALL THE WORLDS AIRCRAFT 1997-98, page 4), containing the fuselage, wing, tail, power plant, control system by plane and landing gear.

Однако, этот самолет характеризуется интенсивным вихреобразованием на концах крыла, что приводит к непроизводительному разбросу химикатов в атмосферу, имеет невысокие летные и экономические характеристики и опасность сваливания при выполнении интенсивных маневров, что на малой высоте неизбежно приведет к катастрофическим последствиям.However, this aircraft is characterized by intense vortex formation at the wing ends, which leads to unproductive dispersal of chemicals into the atmosphere, has low flight and economic characteristics and the risk of stalling when performing intensive maneuvers, which at low altitude will inevitably lead to catastrophic consequences.

Кроме того, известен самолет для авиационных работ в сельском и лесном хозяйстве Ту-54, разработанный в конструкторском бюро им. А. Н. Туполева (каталог «Авиация общего назначения, Москва, издательство ТОО фирма «Юлана Лтд, 1995 г., стр. 116), являющийся прототипом предлагаемой полезной модели и содержащий фюзеляж, включающий в себя кабину пилота, силовую часть фюзеляжа, обшивку фюзеляжа и бак для химикатов, крыло, горизонтальное оперение, включающее в себя стабилизатор и руль высоты с триммером руля высоты, вертикальное оперение, силовую установку на базе двигателя М-14П с воздушным винтом, систему управления самолетом, включающую в себя систему управления триммером руля высоты, и неубирающееся шасси с тормозной системой шасси.In addition, the aircraft is known for aviation work in agriculture and forestry Tu-54, developed in the design bureau them. A. N. Tupolev (catalog "General aviation, Moscow, publishing house LLP company" Yulana Ltd, 1995, p. 116), which is the prototype of the proposed utility model and containing the fuselage, including the cockpit, the power part of the fuselage, skin fuselage and tank for chemicals, wing, horizontal plumage, including stabilizer and elevator with elevator trimmer, vertical plumage, power plant based on the M-14P engine with a propeller, aircraft control system, including steering trimmer control system Height of, and fixed landing gear with the brake system chassis.

Однако, указанный самолет имеет невысокие летно-технические характеристики из-за повышенного аэродинамического сопротивления, вызванного верхними подкосами крыла, и, как следствие, невысокие показатели топливной эффективности. На концах крыла формируются интенсивные концевые вихри, которые захватывают распыленные химикаты и отбрасывают их вверх, вызывая непроизводительный расход химикатов и повышенную степень загрязнения окружающей среды ядовитыми химикатами. Самолет имеет высокую вероятность сваливания на крыло на определенных режимах полета, особенно опасную катастрофическими последствиями на низких высотах. Кроме того, самолет обладает высокой степенью утомляемости пилота, вызванной необходимостью частого отвлечения внимания от основного управления для балансировки самолета в связи с изменением центровки в процессе выработки химикатов. В результате высока вероятность ошибок в расчете траектории гона. Самолет имеет затрудненный доступ внутрь фюзеляжа для осмотра и очистки силовой конструкции и внутренних полостей от возможных скоплений агрессивных химикатов, что приводит к сокращению срока службы фюзеляжа. Самолет снабжен пневматической тормозной системой шасси, которая недостаточно надежна в эксплуатации. Силовая установка оборудована воздушным винтом изменяемого шага, применение которого при полетах на небольших скоростях порядка 140 480 км/ч не позволяет реализовать его преимущества, но вместе с тем увеличивает вес самолета, усложняет конструкцию и повышает стоимость эксплуатации самолета из-за необходимости обслуживания регулятора оборотов и дорогостоящей гидравлической системы управления изменением шага воздушного винта.However, this aircraft has low flight performance due to the increased aerodynamic drag caused by the upper struts of the wing, and, as a result, low fuel efficiency. Intensive end vortices are formed at the ends of the wing, which trap the sprayed chemicals and push them upward, causing unproductive consumption of chemicals and an increased degree of environmental pollution by toxic chemicals. The aircraft has a high probability of stalling on the wing at certain flight modes, especially dangerous with catastrophic consequences at low altitudes. In addition, the aircraft has a high degree of pilot fatigue, caused by the need to frequently divert attention from the main control to balance the aircraft due to a change in centering during the production of chemicals. As a result, there is a high probability of errors in calculating the rut path. The aircraft has difficult access to the inside of the fuselage to inspect and clean the power structure and internal cavities from possible accumulations of aggressive chemicals, which reduces the life of the fuselage. The aircraft is equipped with a pneumatic landing gear brake system, which is not sufficiently reliable in operation. The power plant is equipped with a variable-pitch propeller, the use of which when flying at low speeds of the order of 140,480 km / h does not allow to realize its advantages, but at the same time it increases the weight of the aircraft, complicates the design and increases the cost of operating the aircraft due to the need to maintain speed control and expensive hydraulic propeller pitch control system.

Задачей предлагаемой полезной модели является улучшение аэродинамических и летно-технических характеристик, повышение безопасности полета, повышение эффективности выполнения авиационных работ, снижение стоимости эксплуатации самолета, а также снижение уровня загрязнения окружающей среды химикатами.The objective of the proposed utility model is to improve aerodynamic and flight performance, increase flight safety, increase the efficiency of aviation operations, reduce the cost of operating an aircraft, as well as reduce the level of environmental pollution with chemicals.

Поставленная задача решается тем, что в известном самолете для авиационных работ в сельском и лесном хозяйстве, состоящем из фюзеляжа, включающего в себя кабину пилота, силовую часть фюзеляжа, обшивку фюзеляжа и бак для химикатов, крыла, горизонтального оперения, включающего в себя стабилизатор и руль высоты с триммером руля высоты, вертикального оперения, силовой установки на базе двигателя М-14П с воздушным винтом, системы управления самолетом, включающей в себя систему управления триммером руля высоты и неубирающегося шасси с тормозной системой шасси, силовая часть фюзеляжа выполнена в виде сварной фермы из коррозионностойкой стали, обшивка фюзеляжа выполнена в виде стеклопластиковых панелей с большими люками, крыло выполнено свободнонесущим.The problem is solved in that in a well-known aircraft for aerial work in agriculture and forestry, consisting of a fuselage, including a cockpit, a power part of the fuselage, a skin of the fuselage and a tank for chemicals, a wing, horizontal tail, which includes a stabilizer and a steering wheel heights with elevator trimmer, vertical tail, power plant based on M-14P engine with propeller, aircraft control system, including elevator trimmer control system and fixed gear with brake chassis system, the power part of the fuselage is made in the form of a welded truss from corrosion-resistant steel, the fuselage sheathing is made in the form of fiberglass panels with large hatches, the wing is made free-carrying.

Кроме того, крыло может быть выполнено с обратной стреловидностью в плане, в крыло может быть введен неподвижный предкрылок по всему размаху, не выходящий за теоретический контур крыла, крыло может быть дополнено крылышками типа «Уиткомба с поперечной V-образностью, руль высоты может быть выполнеп с осью вращения, смещенной вверх от плоскости хорд горизонтального оперения, при этом на стабилизаторе- - выполнена специальная зашивка, образующая профилированную щель между стабилизатором и рулем высоты, в систему управления триммером руля высоты может быть введен электропривод, при этом в кабине пилотаустановленIn addition, the wing can be executed with a reverse sweep in plan, a fixed slat can be introduced into the wing over the entire span, not exceeding the theoretical contour of the wing, the wing can be supplemented with wings of the Whitcomb type with transverse V-shape, elevator can be made with the axis of rotation, shifted upward from the plane of the chords of the horizontal tail, while on the stabilizer - a special sewing is done, forming a profiled gap between the stabilizer and the elevator, you can use the steering trimmer control system an electric drive can be introduced, while in the cockpit

указатель положения триммера руля высоты, электрически соединенный с электроприводом, силовая установка может быть дополнена внутренним капотом, воздушный винт силовой установки может быть выполнен воздушным винтом постоянного шага, тормозная система шасси может быть выполнена по гидравлической схеме.elevator trimmer position indicator electrically connected to the electric drive, the power plant can be supplemented with an internal hood, the power plant propeller can be made with a constant pitch propeller, the chassis brake system can be made in hydraulic circuit.

На фигуре 1 приведен общий вид самолета в двух проекциях; на фигуре 2 приведен вид самолета спереди; на фигуре 3 изображено сечение А-А на фиг. 1; на фигуре 4 изображено сечение Б-Б на фиг. 1.The figure 1 shows a General view of the aircraft in two projections; figure 2 shows a front view of the aircraft; figure 3 shows a section aa in fig. 1; figure 4 shows a section bB in fig. 1.

Предлагаемый самолет (фиг. 1) содержит: фюзеляж -1, в который входят кабина пилота -2, силовая часть фюзеляжа -3 и обшивка фюзеляжа -4; крыло -5, закрепленное в средней части фюзеляжа -1; стабилизатор -6, установленный на хвостовой части фюзеляжа -1; руль высоты -7, навешенный на стабилизатор -6 и имеющий триммер руля высоты -8; вертикальное оперение -9, установленное в хвостовой части фюзеляжа -1; силовую установку -10, закрепленную в носовой части фюзеляжа -1 и имеющую воздушный винт -11; управление триммером руля высоты -12, установленное на руле высоты -7; неубирающееся шасси -13, присоединенное снизу к фюзеляжу -1, и имеющее тормозную систему шасси -14, выполненную по гидравлической схеме; электропривод -15 в системе управления триммером руля высоты -8, установленный на руле высоты -7, концевые крылышки типа «Уиткомба -16, выполненные с поперечной V-образностью, и установленные на концах крыла -5, неподвижный предкрылок -17.The proposed aircraft (Fig. 1) contains: fuselage -1, which includes the cockpit -2, the power part of the fuselage -3 and the skin of the fuselage -4; wing -5, fixed in the middle of the fuselage -1; stabilizer -6 mounted on the rear of the fuselage -1; elevator -7 mounted on a stabilizer -6 and having a trim elevator -8; vertical tail -9 installed in the rear of the fuselage -1; power plant -10, mounted in the nose of the fuselage -1 and having a propeller -11; control of the elevator -12 trimmer mounted on the elevator -7; fixed gear -13, attached from below to the fuselage -1, and having a brake system of the chassis -14, made according to the hydraulic circuit; electric drive -15 in the control system for trimmer of the elevator -8 mounted on the elevator -7, end wings of the Whitcomba -16 type, made with transverse V-shape, and mounted on the ends of the wing -5, fixed slat -17.

На фиг. 2 показаны концевые крылышки типа «Уиткомба -16, неподвижный предкрылок -17 и воздушный винт -11.In FIG. Figure 2 shows the end wings of the Whitcomba -16 type, the fixed slat -17, and the propeller -11.

На фиг. 3 показан неподвижный предкрылок -17, установленный в передней части крыла - 5 таким образом, что он не выходит за теоретический контур крыла -5.In FIG. 3 shows a fixed slat -17 mounted in front of the wing-5 so that it does not go beyond the theoretical contour of the wing -5.

На фиг. 4 показаны руль высоты -7, ось вращения которого смещена вверх от плоскости хорд горизонтального оперения, и специальная зашивка -18, установленная на стабилизаторе -6 таким образом, что образует профилированную щель между стабилизатором -6 и рулем высоты -7.In FIG. Figure 4 shows the elevator -7, the axis of rotation of which is shifted upward from the plane of the chords of the horizontal tail, and special sewing -18 mounted on the stabilizer -6 in such a way that it forms a profiled gap between the stabilizer -6 and the elevator -7.

Выполнение силовой части фюзеляжа 3 из коррозионностойких труб с обшивкой стеклопластиковыми панелями 4, повышает стойкость фюзеляжа к воздействию агрессивных химических веществ и не требует частого обслуживания. Наличие больших люков, обеспечивающих свободный доступ к внутренним элементам конструкции, позволяет своевременно обнаруживать скопления химических веществ и очищать внутренние полости от них, что способствует повышению безопасности и увеличению ресурса фюзеляжа. Выполнение крыла 5 свободнонесущим, т. е. без подкосов, уменьшает аэродинамическое сопротивление и, тем самым, улучшает летные характеристики самолета. Введение концевых крылышки типа «Уиткомба 16, выполненных с поперечной V-образностью и установленных на концах крыла, позволяет, за счет уменьшения влияния концевых вихрей, увеличить длину штанги для распыления химикатов, а, следовательно, и рабочую ширину захвата, и, кроме того, увеличивает эффективное удлинение крыла, что также способствует улучшению летных характеристик. Наличие внутреннего капота улучшает охлаждение двигателя и снижает внутреннее сопротивление силовой установки 10, в результате чего увеличивается ресурс двигателя и улучшаются летные характеристики самолета.The implementation of the power part of the fuselage 3 of corrosion-resistant pipes with a sheath of fiberglass panels 4, increases the resistance of the fuselage to aggressive chemicals and does not require frequent maintenance. The presence of large hatches, providing free access to the internal structural elements, allows timely detection of accumulations of chemicals and to clean the internal cavities from them, which helps to increase safety and increase the life of the fuselage. The implementation of the wing 5 freestanding, that is, without struts, reduces aerodynamic drag and, thereby, improves the flight characteristics of the aircraft. The introduction of end wings of the Whitcomb 16 type, made with a transverse V-shape and installed on the wing ends, allows, by reducing the influence of end vortices, to increase the length of the rod for spraying chemicals, and, consequently, the working width of the grip, and, in addition, increases effective wing elongation, which also contributes to improved flight performance. The presence of an internal hood improves engine cooling and reduces the internal resistance of the power plant 10, as a result of which the engine resource is increased and the flight characteristics of the aircraft are improved.

Наличие неподвижного предкрылка 17 по всему размаху, не выступающего за теоретический контур крыла, позволяет безопасно выполнять любые маневры на больших углах атаки без сваливания за счет известного щелевого эффекта. Выполнение крыла с обратной стреловидностью в плане значительно уменьшает диапазон изменения центровки самолета при расходе химикатов и положительно влияет на поперечную устойчивость и управляемость при больших углах атаки. Введение электропривода 15 в систему управления триммером руля высоты 12 и указателя положения триммера руля высоты в кабину пилота -2, в сочетании с обратной стреловидностью крыла 5 способствует упрощению балансировки самолета в процессе выработки химикатов и, соответственно, уменьшению отвлечения внимания пилота от основного управления. Вынос оси вращения руля высоты 7 вверх от плоскости хорд горизонтального оперения и наличие специальной зашивки 18 на стабилизаторе 6, обеспечивающей щелевой эффект, аналогичный эффекту на крыле за предкрылком, улучшает обтекание руля высоты при отклонении его вверх на максимальный угол, чем предотвращается опасность срыва воздушного потока с руля высоты, особенно опасного на малой высоте полета.The presence of a fixed slat 17 across the entire range, not protruding beyond the theoretical contour of the wing, allows you to safely perform any maneuvers at large angles of attack without stall due to the well-known slot effect. Performing a wing with reverse sweep in plan significantly reduces the range of aircraft centering when consuming chemicals and positively affects lateral stability and controllability at large angles of attack. The introduction of the electric drive 15 into the control system of the elevator rudder trimmer 12 and the indicator of the elevator trimmer position in the cockpit -2, in combination with the reverse sweep of wing 5, simplifies the balancing of the aircraft during the production of chemicals and, accordingly, reduces the pilot’s attention from the main control. The removal of the axis of rotation of the elevator 7 upwards from the plane of the chords of the horizontal tail and the presence of special sewing 18 on the stabilizer 6, which provides a slot effect similar to the effect on the wing behind the slat, improves the flow around the elevator when it is tilted up to the maximum angle, thereby preventing the risk of airflow disruption from the helm, especially dangerous at low altitude.

Выполнение воздушного винта 11 винтом постоянного шага упрощает конструкцию, снижает массу и стоимость силовой установки и уменьшает эксплуатационные затраты, связанные с необходимостью обслуживания регулятора оборотов и дорогостоящей гидравлической системы управления изменением шага воздушного винта. Выполнение тормозной системы шасси 14 по гидравлической схеме повышает надежность тормозной системы шасси.The implementation of the propeller 11 by a constant-pitch screw simplifies the design, reduces the weight and cost of the power plant and reduces the operating costs associated with the need to maintain a speed controller and an expensive hydraulic propeller pitch control system. The implementation of the brake system of the chassis 14 in a hydraulic circuit increases the reliability of the brake system of the chassis.

Таким образом, предлагаемая полезная модель имеет лучшие аэродинамические и летно-технические характеристики, а также обеспечивает повышенную безопасность полета, более высокую эффективность выполнения авиационных работ, более низкую стоимость эксплуатации самолета и ядовитыми химикатами. более низкий уровень загрязнения окружающей среды Thus, the proposed utility model has the best aerodynamic and flight performance, and also provides increased flight safety, higher efficiency of aviation operations, lower cost of operating the aircraft and toxic chemicals. lower environmental pollution

Генеральный директор ООО «Сибирские сельскохозяйственные самолетыGeneral Director of Siberian Agricultural Aircraft LLC

Н. Г. Метелкин N. G. Metelkin

Claims

1. Aircraft for agricultural work in agriculture and forestry, consisting of a fuselage, including the cockpit, the power part of the fuselage, the skin of the fuselage and a tank for chemicals, wing, horizontal tail, including a stabilizer and elevator with elevator trimmer, vertical empennage, a power plant based on the M-14P engine with a propeller, an airplane control system, including a control system for the elevator trimmer, fixed gear with a landing gear brake system, characterized in that the power part l the fuselage is made in the form of a welded truss of corrosion-resistant steel, the fuselage skin is made in the form of fiberglass panels with large hatches, and the wing is made self-supporting.

2. The aircraft according to claim 1, characterized in that the wing is supplemented with wings of the Whitcomb type with a transverse V-shape.

3. Aircraft according to one of claims 1 and 2, characterized in that the power plant is supplemented by an internal hood.

4. Aircraft according to one of claims 1 to 3, characterized in that a fixed slat is introduced into the wing over the entire span, not extending beyond the theoretical wing contour.

5. Aircraft according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wing is made with reverse sweep in plan.

6. Aircraft according to one of claims 1 to 5, characterized in that an electric drive is introduced into the elevator trimmer control system, and an elevator trimmer position indicator is electrically connected to the electric cockpit.

7. Aircraft according to one of claims 1 to 6, characterized in that the elevator is made with the axis of rotation shifted upward from the plane of the chords of the horizontal tail, and on the stabilizer a special sewing is made that forms a profiled gap between the stabilizer and elevator.

8. Aircraft according to one of claims 1 to 7, characterized in that the propeller of the power plant is made with a propeller of a constant pitch.

9. Aircraft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the landing gear brake system is made according to a hydraulic circuit.