РЕАКТИВНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ НАД ПОВЕРХНОСТЬЮ ВОДЫ С УКОРОЧЕННЫМ ЛИБО ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВЗЛЕТОМ И ПОСАДКОЙ
JET AIRCRAFT OVER WATER SURFACE WITH SHORTENED OR VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING

Изобретение относится к области транспортных средств, а именно к летательным аппаратам укороченного либо вертикального взлета и посадки на реактивной тяге от водных струй для перемещения над поверхностью воды.
Известно техническое решение экраноплана с водометным движителем, включающий фюзеляж, крылья, оперение крыльев, водометный движитель с водозаборным устройством в хвостовой части фюзеляжа (патент РФ на изобретение N2582505 С1, автор Гарафутдинов А.А., опубликовано 27.04.2016 г.). К недостаткам данной конструкции летательного аппарата следует отнести сложность осуществления взлета и посадки при волнениях на водной поверхности, кроме этого создание подъемной силы экраноплана возможно только на высоких скоростях передвижения летательного аппарата. Известно также техническое решение летательного аппарата над поверхностью воды, включающего один или большее количество водометов с одним или большим числом раздельных или объединенных между собой входных и выходных частей водометов, систему управления, при этом выходная часть водомета образована множеством лопаточных каналов, расположенных по окружности соосной оси вращения рабочего органа водомета. При этом вода из лопаточных каналов отбрасывается вниз в сторону поверхности воды под небольшим углом к вертикальной оси летательного аппарата, при этом для уменьшения угла предусмотрены четыре руля установленные снаружи выходных лопаточных каналов - спереди, сзади, справа и слева относительно рабочего места пилота (патент РФ на изобретение N2534094 С1, автор Гарафутдинов А.А., опубликовано 27.11.2014 г.). К недостаткам данной конструкции летательного аппарата следует отнести слабую управляемость, а также слабая горизонтальная составляющая тяги для горизонтального перемещения летательного аппарата. Известно также устройство для создания подъемной силы, принятое за прототип, включающее фюзеляж, крылья аэродинамического сечения, при этом полость крыльев разделена перегородками с образованием сегмента с радиально-щелевыми соплами, насосом с водозаборным устройством для подачи жидкости в полость крыльев (патент РФ на полезную модель N 103093 U1, автор Андреев Ю.П., опубликовано 27.03.2011 г.). К недостаткам данного технического решения следует отнести нерегулируемость направления истекающей водяной струи, для возможности создания суммарного уравновешивающего реактивного момента относительно центра тяжести аппарата. Целью настоящего изобретения является создание высокоскоростного летательного аппарата над поверхностью воды при обеспечении надежной управляемости на всех режимах полета.
Данная цель достигается за счет того, что реактивный летательный аппарат над поверхностью воды с укороченным либо вертикальным взлетом и посадкой включает водометную силовую установку, крылья, элементы механизации крыльев и оперения, водопроводящую систему соединяющую водозаборное устройство с водометной силовой установкой и с системой водовыпускных каналов, фюзеляж, кабину управления, интегрированную систему управления летательным аппаратом, при этом силовая установка состоит из одного либо нескольких одиночных водометов, при этом водовыпускные каналы выполнены с выпускными соплами с изменяемым силовым вектором тяги (ИСВТ), основания которых расположены на периметре дискообразного фюзеляжа, при этом для возможности создания суммарного уравновешивающего реактивного момента от истекающих водных струй относительно центра тяжести поднимаемой части летательного аппарата в режиме вертикального взлета, зависания и посадки срединные оси оснований одиночных либо группы сопел с ИСВТ расположены радиально в трех направлениях. При этом дискообразный фюзеляж может быть выполнен в плане в виде круга, либо в виде эллипса, либо в виде выпуклого многоугольника с прямолинейными либо криволинейными сторонами. Кроме этого выпускные каналы с выпускными соплами с ИСВТ каждый либо группами могут быть установлены на поворотных платформах. При этом горизонтальное перемещение летательного аппарата может осуществляться как от реактивной тяги истекающих водных струй из радиально расположенных сопел с ИСВТ на фюзеляже поднимаемой части летательного аппарата, так и от водомета с постоянным погружением в водную стеду, а также от воздушного реактивного двигателя.
На иллюстрационных примерах данного изобретения показаны варианты исполнения реактивного летательного аппарата над поверхностью воды с у короченным либо вертикальным взлетом и посадкой. На чертежах изображено: на фиг. 1 - компоновочная схема реактивного летательного аппарата в плане, для варианта N1 и для варианта N2 (элементы крыльев условно не показаны), включающего дискообразный фюзеляж, погружное водозаборное устройство расположенное позади поднимаемой части реактивного летательного аппарата соединенное с поднимаемой частью реактивного летательного аппарата при помощи трансформируемой связевой стержневой системы, при этом водозаборное устройство соединено при помощи водопроводящей системы с водометной силовой установкой, а также с системой водовыпускных каналов с выпускными соплами с ИСВТ основания которых расположены на периметре дискообразного фюзеляжа, при этом для создания суммарного уравновешивающего момента от истекающий водных струй относительно центра тяжести поднимаемой части летательного аппарата в режиме вертикального взлета, зависания и посадки срединные оси оснований группы из трех сопел с ИСВТ расположены радиально в трех направлениях под углом 120 град.;
на фиг. 2 - сечение А1-А1 по реактивным двигателям с выходными соплами с ИСВТ в режиме вертикального подъема, зависания и посадки, в переходном режиме от режима зависания к горизонтальному полету и в режиме горизонтального полета; на фиг.3- вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N1 в режиме горизонтального полета;
на фиг. 4 -вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N1 в режиме движения по водной поверхности;
на фиг. 5 - вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N2 в режиме горизонтального полета;
на фиг. 6 - вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N2 в режиме движения по водной поверхности;
на фиг. 7 - вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N2 в режиме движения под водной поверхностью;
на фиг. 8 - вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N2 в режиме глубоководного погружения под;
на фиг. 9 - компоновочная схема реактивного летательного аппарата в плане, для варианта N3 (элементы крыльев условно не показаны), включающего дискообразный фюзеляж, погружное водозаборное устройство расположенное впереди поднимаемой части реактивного летательного аппарата соединенное с поднимаемой частью реактивного летательного аппарата при помощи трансформируемой связевой стержневой системы, при этом водозаборное устройство соединено при помощи водопроводящей системы с водометной силовой установкой, а также с системой водовыпускных каналов с выпускными соплами с ИСВТ основания которых расположены на периметре дискообразного фюзеляжа, при этом для создания суммарного уравновешивающего момента от истекающий водных струй относительно центра тяжести поднимаемой части летательного аппарата в режиме вертикального взлета, зависания и посадки срединные оси оснований группы из трех сопел с ИСВТ расположены радиально в трех направлениях под углом 120 град., при этом погружное водозаборное устройство оснащено двумя водометами с выпускными соплами с ИСВТ для горизонтальной тяги реактивного летательного аппарата;
на фиг. 10 - вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N3 в режиме горизонтального полета;
на фиг. 11 - вид сбоку реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N3 в режиме движения по водной поверхности.
На представленных чертежах использованы обозначения: поз. 1 - поднимаемая часть реактивного летательного аппарата с дискообразным фюзеляжем;
поз. 2 - погружное водозаборное устройство реактивного летательного аппарата; поз. 3 - выпускные сопла с изменяемым силовым вектором тяги (ИСВТ); поз.4 - водометная силовая установка для подачи воды в систему выпускных каналов с соплами с ИСВТ расположенных на периметре дискообразного фюзеляжа поднимаемой части реактивного летательного аппарата;
поз. 5 - водометная силовая установка для обеспечения горизонтальной тяги реактивного летательного аппарата для варианта компоновки N3;
поз. 6 - водопроводящая система соединяющая водозаборное устройство с водометной силовой установкой поз.4, а также с системой водовыпускных каналов с соплами с ИСВТ на периметре дискообразного фюзеляжа поднимаемой части реактивного летательного аппарата;
поз. 7- крылья для создания подъемной силы во время горизонтального полета для варианта компоновки N1 и для варианта N3;
поз. 8- крылья для создания подъемной силы во время горизонтального полета для варианта компоновки N2;
поз. 9- руль для изменения направления движения в водной среде;
поз. 10- руль для изменения глубины погружения в водной среде;
поз. 11- кабина управления реактивного летательного аппарата;
поз. 12- трансформируемая связевая стержневая система для соединения поднимаемой части реактивного летательного аппарата поз.1 с погружным водозаборным устройством поз. 2;
поз. 13 - поворотная платформа;
Мр I, Мр II, Мр III - реактивные моменты от истекающих водных струй относительно центра тяжести поднимаемой части летательного аппарата при изменении направления истекающих водных струй из водовыпускных каналов с соплами с ИСВТ в режиме вертикального подъема, зависания и посадки, в переходном режиме от режима зависания к горизонтальному полету и в режиме горизонтального полета.