ЭКРАНОПЛАН "RUSWIND" (ВАРИАНТЫ)

Экраноплан Ruswind (варианты).
Полезная модель относится к летательным аппаратам, а именно к экранопланам, которые могут быть использованы как спортивный снаряд, так и в качестве грузового или пассажирского транспортного средства.
Известен экраноплан, содержащий корпус, крыло, гидростабилизирующее устройство, выполненное в виде глиссирующей пластины, шарнирно установленной на двух параллельных тягах одинаковой длины, расположенных в плоскости симметрии экраноплана и шарнирно закрепленных на его днище на расстоянии L(0,8-l,5)a, где L - расстояние от центра масс до оси шарнира крепления передней тяги к днищу корпуса; ia,- средняя аэродинамическая хорда крыла, позади центра масс экраноплана, и элементом упругой связи, установленным между днищем и тягами (A.C.N 1763291,В64С39/00, 1992).
Недостатком данного устройства является то, что гидростабилизирующее устройство требует достаточно точного регулирования на определенную высоту полета, а в случае значительного волнения водной поверхности будет вызьгоать наоборот дестабилизирующее воздействие на экраноплан и может привести к аварии.
Наиболее близким устройством по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является экранолет ПАИ - 67, содержащий подвесной двигатель Вихрь, стартовые подводные крылья, рули поворота, установленные на стойках заднего подводного крыла, органы управления. Экраноплан имеет развитый несущий управляемый стабилизатор, крен создается рулем высоты, крыло имеет ромбовидную форму, несущие поверхности разнесены по высоте и имееют обратное V. Водоизмещающий фюзеляж имеет закрытую кабину и в хвостовой части фюзеляж переходит в киль с рулем поворота большой площади (Горбенко К.С., Макаров Ю.В. Самолеты строим сами.М.:Машиностроение,1989.-с.189).
Недостатками данного технического решения являются недостаточные высота полета, скорость и безопасность полета над водной поверхностью, а также низкая комфортность устройства, обусловленные обратным V, отсутствием стабилизирующего устройства, препятствующего выходу гребного винта из воды и, как следствие, приводящим к возникновению рывков и падений экраноплана, а также влиянием возмущений от опорной поверхности.
Предлагаемое техническое решение устраняет вышеперечисленные недостатки прототипа и позволяет создать безопасное, высокоскоростное, экономичное устройство с повышенной комфортностью, в котором объединяются преимущества экраноплана и транспортных средств, которые движутся только по воде и только по земле. Это и является задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель.
При осушествлении данной полезной модели может быть получен технический результат, выражаюшийся в увеличении полезной нагрузки экраноплана, скорости, высоты полета, безопасности полета и повышении устойчивости движения по высоте полета экраноплана.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном экраноплане, включающем движитель, фюзеляж, состоящий из закрытой кабины пилота или грузового отсека, киля, расположенного в хвостовой части фюзеляжа с рулем поворота, крыла с рулями высоты и органов управления, согласно предлагаемой полезной модели движитель, выполненный в виде моторной гондолы с винтовым или водометным двигателем, расположен в передней части экраноплана, а крыло с рулями высоты установлено в задней части экраноплана. Кроме того, в данном водном варианте экраноплана, угол установки крыла относительно продольной оси фюзеляжа (о(усг) не должен превышатьЗО град., т.е/)уст $ 30 град. Угол установки крыла относительно
продольной оси фюзеляжа ((Х уст) может быть регулируемым при помощи сервопривода или вручную перед полетом. Моторная гондола может быть соединена с фюзеляжем упругим шарниром. Моторная гондола может быть соединена с фюзеляжем амортизатором. Экраноплан может быть снабжен опорными элементами, выполненными в виде опорных задних поплавков. В передней части фюзеляжа могут быть расположены регулируемые по углу установки антикрылья. Может использоваться движитель в виде катамаранной гондолы. Может быть использован движитель на реактивной тяге или воздушном винте.
Экраноплан может быть снабжен регулируемой штангой, соединяющей движитель и кабину пилота. В экраноплане могут использоваться движитель в виде реактивной тяги или воздушного винта, установленный на лыжи и опорные задние элементы в виде лыж. Экраноплан может быть снабжен движителем в виде снегохода и также опорными задними элементами в виде лыж.
Расположение движителя, выполненного в виде моторной гондолы, в передней части экраноплана объясняется тем, что тянущая сила создается впереди и крыло поднимается как воздушный змей.
Расположение крыла в задней части экраноплана обеспечивает подъем задней части фюзеляжа с крылом относительно передней точки контакта движителя с опорной поверхностью до положения самостабилизации установки экраноплана по высоте полета при дальнейшем увеличении скорости за счет вхождения крыла в область отрицательных углов атаки.
Угол установки крыла относительно продольной оси фюзеляжа, уст не должен превышать 30 град., т.к. при превышении этого значения происходит поднятие задней части экраноплана на высоту, при которой не будут соблюдаться условия безопасности и устойчивости полета.
Регулировка угла наклона крыла () относительно продольной оси фюзеляжа и соответственно угла атаки крыла с( позволяет регулировать высоту подъема задней части экраноплана для устойчивого движения на различных скоростях.
Соединение моторной гондолы с фюзеляжем упругим шарниром позволяет смягчать колебания моторной гондолы от воздействия колебаний в продольной и поперечной плоскостях. Опорные задние поплавки предназначены для опоры экраноплана на водную поверхность в режиме взлета и посадки. Антикрылья регулируемые по углу установки необходимы для увеличения скорости и обеспечения сцепных свойств с опорной поверхностью при больших скоростях движения, что обеспечивает безопасность полета. Амортизатор нужен для уменьшения влияния возмущений от опорной поверхности.
Использование гондолы с винтовым или водометным двигателем позволяет применить серийно выпускаемые двигатели и узлы спортивных и мотолодочных снарядов.
Движитель в виде катамаранной гондолы повышает устойчивость экраноплана при движении по воде.
Движитель на реактивной тяге является наиболее универсальным типом движителя. Реактивная тяга опирается на воздух.
При использовании движителя на воздущном винте возможен подъем задней части экраноплана при небольших скоростях его движения.
Использование регулируемой штанги, соединяющей движитель и кабину пилота позволяет регулировать длину фюзеляжа, что обеспечивает подъем задней части фюзеляжа до нужной высоты, а также позволяет регулировать угол крена ( ), что обеспечивает поворот фюзеляжа относительно движителя по продольной оси.
в другом варианте устройства (наземном) технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном экраноплане, включающем движитель, фюзеляж, состоящий из закрытой кабины пилота или грузового отсека, киля, расположенного в хвостовой части фюзеляжа с рулем поворота, крыла с рулями высоты и органов управления, движитель, выполненный в виде ведущего колеса с приводом от двигателя внутреннего сгорания,расположен в передней части экраноплана, а крыло с рулями высоты установлено в задней части экраноплана. Угол установки крыла относительно продольной оси фюзеляжа () как и в водном варианте не должен превыщать 30 град.  может быть также регулируемым при помощи сервопривода или вручную перед полетом. Между движителем и фюзеляжем тоже может быть установлен амортизатор.
Экраноплан может быть снабжен опорными элементами, выполненными в виде опорных задних катков. В передней части фюзеляжа могут быть расположены антикрылья, регулируемые по углу установки. Кроме того, в этом варианте исполнения экраноплана может быть использован движитель на спаренных ведущих колесах. Может использоваться движитель с управляемыми ведущими колесами типа переднего привода автомобиля. Можно устаИнавливать движитель на реактивной тяге или воздушном винте.
Движитель может быть в виде мотодрезины.
Как и в первом варианте экраноплан может быть снабжен регулируемой штангой, соединяюшей движитель и кабину пилота. Экраноплан может быть оснащен передними раскладывающимися крыльями. Могут быть использованы складывающиеся задние и передние крылья.
Также, как и в водном варианте, в наземном варианте экраноплана могут использоваться движитель в виде реактивной тяги или воздущного винта, установленный на лыжи и опорные задние элементы в виде лыж.
Опорные задние катки предназначены для опоры экраноплана на земную поверхность.
Использование движителя в виде ведущего колеса с приводом от двигателя внутреннего сгорания позволяет использовать серийно выпускаемые двигатели. Движитель на спаренных ведущих колесах повыщает устойчивость экраноплана в поперечном направлении.
Использование движителя с управляемыми ведущими колесами типа переднего привода автомобиля улучшает характеристики экраноплана при поворотах. Применение движителя в виде мотодрезины позволяет осуществлять движение экраноплана по рельсовым дорогам.
Использование передних раскладывающихся крыльев обеспечршает на некоторых участках земной поверхности подъем также и передней части экраноплана при преодолении препятствий на специальной спортивной трассе. Складывающиеся задние и передние крылья предназначены для удобства транспортировки экраноплана и самостоятельного движения с малой скоростью на небольщих растояниях.
Следующий вариант исполнения устройства (совмещенный: водный и наземный одновременно) позволяет получить технический результат при использовании полезной модели за счет того, что в известном экраноплане, содержащим движитель, фюзеляж, состоящий из закрытой кабины пилота или грузового отсека, киля, расположенного в хвостовой части фюзеляжа с рулем поворота, крыла с рулями высоты и органов управления, движитель, выполненный в виде моторной гондолы с встроенным в нее ведущим колесом, установленным с возможностью его вьщвижения из гондолы при смене опорной поверхности, расположен в передней части экраноплана, а крыло с рулями высоты установлено в задней части экраноплана. Кроме того, в совмещенном варианте экраноплана угол установки крыла относительно продольной оси фюзеляжа («(уст), как и в предыдущих вариантах, не должен превышать 30 град. Уголо( уст может быть тоже регулируемым при помощи сервопривода или вручную перед полетом. Между движителем и фюзеляжем может
быть также установлен амортизатор. Экранонлан может быть снабжен опорными элементами, выполненными в виде опорных задних поплавков с шарнирно присоединенными к ним складывающимися задними опорными катками.
В передней части фюзеляжа могут быть расположены регулируемые по углу установки антикрылья. Кроме того, экраноплан может быть снабжен движителем на реактивной тяге или воздушном винте.
Выполнение опорных элементов в виде опорных задних поплавков с шарнирно присоединенными к ним складывающимися задними опорными катками позволяет осуществлять опору экраноплана как на водную, так и на земную поверхность.
Использование движителя в виде гондолы с встроенным в нее ведущим колесом, установленным с возможностью его выдвижения из гондолы при смене опорной поверхности позволяет расширить сферу применения экраноплана.
Сопостовительный анализ предлагаемой полезной модели с прототипом позволил выявить отличительные признаки описываемого экраноплана, при исследовании которых не выявлено каких-либо аналогичных известных технических решений, позволяющих достичь вышеуказанный технический результат.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленной полезной модели. Определение из выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных принаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию новизна.
На чертежах представлено: на фиг. 1 изображен общий вид водного варианта экраноплана (вид сбоку и вид сверху); на фиг.2 - вид сбоку наземного варианта устройства; на фиг.З - вид сбоку совмещенного варианта устройства; на фиг.4 изображение работы водного варианта экраноплана в стартовом положении; на фиг.З - изображение работы водного варианта устройства в промежуточном положении; на фиг.6 - изображение работы водного варианта устройства в установившемся положении; на фиг.7 - изображение работы наземного варианта устройства в стартовом положении; на фиг.8 - изображение работы наземного варианта устройства в промежуточном положении; на фиг.9 - изображение работы наземного варианта экраноплана в установившемся положении; на фиг. 10 - изображение поворота водного варианта устройства в продольном направлении на виде спереди; на фиг. 11 - вид экраноплана сбоку и спереди с опорными катками; на фиг. 12 - вид сверху экраноплана с управляемыми ведушими колесами; на фиг. 13 вид экраноплана сверху с катамаранной гондолой; на фиг. 14 - вид вид устройства сверху с мотодрезиной на рельсовой дороге; на фиг. 15 - вид наземного экраноплана сбоку с реактивной тягой или воздушным винтом; на фиг. 16 - вид сбоку водного экраноплана с реактивной тягой или воздушным винтом; на фиг. 17 - вид сбоку экраноплана с реактивной тягой или воздушным винтом для движения по воде или снегу; на фиг. 18 - вид сбоку совмещенного варианта экраноплана с реактивной тягой или воздушным винтом; на фиг. 19 - вид сбоку и вид спереди наземного экраноплана с
регулируемой штангой; на фиг.20 - вид сверху и вид спереди экраноплана с раскладываюшимися передними крыльями; на фиг.21 - вид спереди экраноплана со складывающимися задними и передними крыльями.
использовано ведущее колесо с приводом от двигателя внутреннего сгорания 1 (см. фиг.2).
Фюзеляж 2 состоит из кабины пилота или грузового отсека 3, киля 4 с рулем поворота 5, крыла 6 с рулями высоты 7, органов управления 8, опорных элементов: для водного варианта опорных задних поплавков 9 (см. фиг.1); для наземного варианта задних опорных катков 9 (см. фиг.2); для совмещеного варианта задних опорных поплавков и задних опорных катков 9. В передней части корпуса расположены антикрылья 10. Между движителем и фюзеляжем установлен амортизатор 11.
Движитель 1 во всех вариантах расположен в передней части экраноплана. Крыло 6 с рулями высоты 7 также во всех вариантах исполнения полезной модели установлено в задней части экраноплана. В водном и наземном вариантах экраноплана движитель 1 и кабина пилота 3 соединены регулируемой штангой 12. 13 - ось шарнира моторной гондолы. 14 - продольная ось фюзеляжа.
Работа экраноплана осуществляется следующим образом.
В исходном положении экраноплан находится на поверхности воды (см. фиг.4) или поверхности земли (см. фиг.7), опираясь на нее в двух местах: спереди на движитель 1, сзади на опорные поплавки 9 (см.фиг.1) для водного варианта или на опорные катки 9 (см. фиг.2) для наземного варианта или на опорные поплавки и катки 9 (см. фиг.З) для совмещенного варианта. При этом крыло 6 экраноплана имеет максимальный угол атакио( . Экраноплан приводится в движение движителем 1, создающим тяговую силу Рдвиж., преодолевая силы сопротивления движителя Fconp.j и опорных элементов Fconp.2. Силы тяжести движителя Одаиж и фюзеляжа (корпуса) Окорп. уравновешиваются вертикальными реакциями со стороны опорной поверхности на движитель Pzi и опорные элементы Pz2.
Уголе(уст.- угол установки крыла 6 относительно фюзеляжа 2 регулируется при помощи установки крыла сервоприводом или вручную перед полетом.
При увеличении скорости экраноплана Ум, когда влияние воздушного потока Увозд. становится значительным, задняя часть экраноплана отрывается от опорной поверхности (см. фиг. 5) для водного варианта и фиг.8 для на земного варианта.
Поток воздуха Увозд., действуя на крыло 6 экраноплана, создает подъемную силу Рпод., которая преодолевая силу тяжести корпуса (фюзеляжа 2) Окорп., приходящуюся на крыло 6 поднимает заднюю часть фюзеляжа 2. Происходит поворот фюзеляжа 2 относительно движителя 1. При этом угол атаки крыла ( -oL уменьшается, а антикрыльев 10- - увеличивается.
Сила тяжести движителя 1 - Одвиж. и сила тяжести фюзеляжа 2 - Окорп., приходяшаяся на движитель, уравновешиваются силой реакции со стороны опорной поверхности Pzi.
Тяговая сила движителя 1 - Рдвиж. преодолевает силу сопротивления со стороны опорной поверхности Fconp.i, силы лобового сопротивления фюзеляжа 2 - Qnopn. и крыла 6 - Qxp., взаимодействующие с воздушной средой.
При дальнейшем увеличении скорости экраноплана Ум влияние воздушного потока Увозд. увеличивается. Задняя часть экраноплана поднимается до положения, когда сила тяжести корпуса (фюзеляжа 2) - Окорп., приходящаяся на крыло 6 уравновешивается подъемной силой крыла Рпод. (см. фиг. 6 - для водного варианта и фиг.9 -для наземного варианта).
Угол атаки ( крыла 6 уменьшается, вплоть до отрицательного, вследствие чего подъемная сила Рпод. тоже уменьшается, что приводит к стабилизации положения задней части экраноплана по высоте.
Воздушный поток, действующий на антикрылья 10 с углом атаки вызывает дополнительную прижимающую силу Реп., что улучщает сцепные свойства движителя 1 с опорной поверхностью.
Сила тяжести движителя 1 - Одвиж., сила тяжести фюзеляжа 2 - Окорп., приходящаяся на движитель 1 и прижимающая сила Реп. уравповещиваются реакцией со стороны опорной поверхности.
В связи с тем, что аварийная ситуация может возникнуть только при резкой остановке движителя 1, длина L регулируемой щтанги 12 или фюзеляжа 2 и его высота полета должны быть рассчитаны таким образом, чтобы не происходило переворачивание задней части экраноплана с крылом 6 и кабиной 3 через пятно контакта движителя и опорной поверхности. Возможность такого переворота наиболее вероятна как раз на малых скоростях, когда сила аэродинамического сопротивления крыла 6 сравнительно небольшая. При больщих скоростях в узлах соединения движителя 1 и фюзеляжа 2 предусмотрены специальные узлы - амортизаторы, которые срабатывают на определенную нагрузку и гасят энергию удара путем сжатия так, чтобы предохранить кабину или грузовой отсек 3 от соударений.
Угол «Р- между направлением воздушного потока и продольной осью 14 фюзеляжа 2 при установившемся движении. Этот угол меняется при помощи амортизатора 11. Данный угол регулируется только в рабочем положении, т.е. в движении и только в случае регулирования о( уст. тоже в процессе движения.
Управление направлением движения экраноплана происходит как у самолета, с помощью рулей высоты 7 и киля 4 с рулем поворота 5. При соверщении поворота вправо (влево) поворачиваются рули высоты 7 так, чтобы произвести закручивание экраноплана относительно продольной оси 13 фюзеляжа 2 в соответствующую сторону, затем киль 4, поворачиваясь в ту или иную сторону заставляет поворачиваться экраноплан относительно точки контакта колеса 1 с землей или гондолы 1 с водной поверхностью в продольной плоскости экраноплана, наклоненной на угол крена У (см.фиг.Ю). Угол крена У  зависит от скорости движения экраноплана и условии движения в среде.
Угол V-образности (прямая V-образность) крыла 6 -S способствует поперечной устойчивости экраноплана и  увеличению  углов крена.
Для остановки экраноплана уменьшается скорость движителя 1 и задняя часть Экраноплана с кабиной или грузовым отсеком 3 опускается опорными элементами на поверхность воды или земли.
Таким образом, изложенные сведения показывают, что при использовании заявленных вариантов полезных моделей, выполнена следующая совокупность условий:
-средства, воплощающие заявленные полезные модели при его осуществлении, предназначены для использования в промыщленности, а именно в производстве летательных аппаратов - экранопланов, которые могут применяться как спортивный снаряд, а также в качестве грузового или пассажирского транспортного средства;
-для заявленных вариантов полезных моделей в том виде, как как они охарактеризованы в независимых пунктах изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность их осуществления с помощью выщеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств.
Следовательно, заявленные варианты полезных моделей, соответствуют критерию промышленная примени мость.