ГИДРОСАМОЛЕТ-АМФИБИЯ

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к области авиационной техники и может быть использовано в разработке самолетов-амфибий и гидросамолетов.
Известен «Гидросамолет-амфибия» (патент US №7040573, МПК В64С 25/54), который содержит крыло, выполненное по схеме «среднеплан», на концах которого установлены пилоны с подкрыльными поплавками, фюзеляж в виде лодки, силовую установку, состоящую из двух двигателей с тянущими винтами, установленными под крыльями симметрично относительно осевой линии гидросамолета-амфибии, и хвостовое оперение со стабилизатором, расположенным посередине киля.
Недостатком данной конструкции является то, что низко расположенные двигатели с винтами при взлете с воды и при наличии кренов приводят к погружению винтов в воду, что может приводить к поломкам винтов. Среднее расположение крыла предполагает близкое расположение его к водной поверхности, что на этапах взлета и посадки может привести к попаданию на них струй воды и в результате к их поломке. Все это снижает эксплуатационную надежность и влияет на взлетно-посадочные характеристики гидросамолета-амфибии.
Известен «Гидросамолет» (патент JP №2010064697, МПК В64С 35/00), содержащий фюзеляж в виде лодки, прямое крыло, расположенное по схеме «среднеплан», консоли которого оканчиваются повернутыми вниз скругленными законцовками, выполняющими роль поплавков, силовую установку с толкающим винтом, установленную за задней частью кабины, хвостовое оперение со стабилизатором, расположенным по середине киля, трехопорное шасси с носовой опорой и убираемыми в крыло основными опорами шасси.
Недостатком данной конструкции являются неудовлетворительные характеристики гидросамолета на малых скоростях движения по воде. На плаву и при движении гидросамолет имеет большие углы крена, что не позволяет самолету двигаться по прямой. Для выравнивания траектории движения по воде необходимо иметь повышенную эффективность водяных рулей и элеронов. Повышение эффективности элеронов производится за счет увеличения их площади, что приводит к уменьшению площади закрылков и, как следствие, к повышению взлетно-посадочных скорое и ей и увеличению длины разбега и пробега, повышению нагрузок на лодку. Среднее расположение крыла предполагает близкое расположение его к водной поверхности, что на этапах взлета и посадки может привести к попаданию на них струй воды и в результате к его поломке.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является «Легкий самолет-амфибия» (патент РФ №2328413, МПК В64С 35/00).
Известное техническое решение содержит фюзеляж в виде лодки, хвостовое оперение с расположенным на киле стабилизатором, крыло, расположенное в верхней части фюзеляжа по схеме близкой к «высокоплану", на концах которого усыновлены пилоны с подкрыльными поплавками, трехопорное шасси и силовую установку.
Недостатком данной конструкции является выполнение силовой установки в виде двигателя с толкающим винтом, установленного за кабиной. При этом крыло и рули не находятся в потоке, созданном винтом, что влияет на управляемость и ухудшает взлетно-посадочные характеристики легкого самолета-амфибии.
Другим недостатком известной конструкции является, что выход самолета-амфибии на береговую полосу с переменной кpyтизной береговой поверхности может привести к поломке конструкции, что снижает эксплуатационные характеристики. Еще одним недостатком извесной конструкции, приводящим к ухудшению экснлуатационных харакгеристик, является невозможность осуществления мягкой посадки самолета-амфибии в аварийной ситуации.
Задачей заявляемой полезной модели является создание гидросамолета-амфибии с улучшенными аэродинамическими и гидродинамическими характеристиками.
Технический результат заключается в надежности гидросамолета-амфибии и безопасности полетов.
Технический результат достигается тем, что гидросамолет-амфибия, содержащий фюзеляж в виде лодки, хвостовое оперение с расположенном на киле стабилизатором, крыло, расположенное в верхней части фюзеляжа по схеме близкой к "высокоплану", на концах которого установлены пилоны с подкрыльными поплавками, трехопорное шасси и силовую установку, дополнительно содержит спасательную парашютную систему, размещенную над центром тяжести гидросамолета, причем, силовая установка выполнена по крайней мере в виде двух двигателей с тянущими винтами, установленных на крыле симметрично относительно продольной оси гидросамолета, а профиль крыла имеет уменьшенную толщину консольной части, при этом трехопорное шасси выполнено с системой независимого управления стойками, кроме того, система независимого управления стойками шасси может быть выполнена, например, в виде последовательно соединенных выходного вала электродвигателя, редуктора и стойки шасси.
При выполнении силовой установки в виде по крайней мере двух двигателей с тянущими винтами крыло и органы управления находятся в воздушном потоке винтов, что повышает эффективность управления и улучшает аэродинамические характеристики. Это также позволяет управлять гидросамолетом-амфибией на воде, что, в отличие от ближайшего аналога, позволяет отказаться от гидроруля и тем самым уменьшить гидродинамическое сопротивление и улучшить взлетные характеристики (уменьшить длину разбега гидросамолета-амфибии).
Уменьшение толщины профиля консольной части крыла приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления гидросамолета-амфибии и, следовательно, повышает крейсерскую скорость и понижает посадочную скорость [1].
Выполнение шасси с независимым управлением каждой основной стойкой позволяет регулировать крен гидросамолета-амфибии при выходе из воды на берег при различной крутизне береговой поверхности и, следовательно, предотвратить его поломку, что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики
Наличие спасательной парашютной системы позволяет в аварийных условиях осуществить мягкую посадку аппарата вместе с экипажем, что повышает безопасность полетов и тем самым улучшает эксплуатационные характеристики.
Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели изобретения обеспечивает достижение технического результата к виде создания гидросамолета-амфибии, обладающего высокой эксплуатационной надежностью и высокой безопасностью полетов.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен вид сверху на гидросамолет-амфибию, на фиг.2 - вид на гидросамолет с боку. При этом введены следующие обозначения:
1 - фюзеляж
2 - крыло
3 - пилоны с подкрыльными поплавками
4, 5-двигатели с тянущими винтами
6 - спасательная парашютная система
7 - стабилизатор
8 - киль
9 - трехопорное шасси с независимой системой управления основными стойками
Гидросамолет-амфибия содержит фюзеляж 1 в виде лодки. В верхней части фюзеляжа расположено крыло 2, профиль которого имеет уменьшенную толщину его консольной части. На концах крыла 2 установлены пилоны с подкрыльными поплавками 3. На крыле 2 симметрично относительно продольной оси гидросамолета-амфибии установлены двигатели с тянущими винтами 4, 5, а над центром тяжести гидросамолета-амфибии на крыле 2 установлена спасательная парашютная система 6. Хвостовое оперение выполнено в виде стабилизатора 7, установленного в нижней части киля 8. Трехопорное шасси с независимой системой управления основными стойками 9 может быть реализовано, например, в виде последовательно соединенных выходного вала электродвигателя, редуктора и основной стойки шасси (на чертеже не показаны), причем, силовые элементы и рессоры основных стоек могут быть выполнены из стеклоуглепластика, который обладает прочностными и антикоррозийными свойствами, что увеличивает срок безаварийной работы шасси.
При старте с воды запускают двигатели с тянущими винтами 4, 5 и предварительно прогревают. Путем разногазовки двигателей с тянущими винтами 4, 5 гидросамолет-амфибия выходит на стартовую позицию. При выходе на старт гидросамолет-амфибия переходит во взлетный режим. Для этого выпускают закрылки крыльев 2, рули стабилизатора 7 устанавливают на ноль. Ручка управления двигателями с тянущими винтами 4, 5 выдвигается на взлетный режим. При подходе к рубежной взлетной точке ручка управления гидросамолетом-амфибией плавно подтягивается пилотом к себе, при этом гидросамолет-амфибия отрывается от водной поверхности. Угол атаки не больше 3-7 градусов.
При посадке необходимо убедиться, нет ли на воде плавающих предметов. Убедившись в этом, пилот согласно расчетной глиссаде производит посадку.
При подходе к водной глади за 5-10 метров пилот выводит гидросаолет-амфибию на реданное положение (угол атаки 3-4 градуса). Снижение продолжается до тех пор, пока днища пилонов с подкрыльными поплавками 3 не коснутся водной поверхности. При посадке на воду уменьшенная толщина профиля консольной части крыла 2 снижает посадочную скорость, а применение в конструкции трех поплавков распределяет ударные нагрузки, что существенно снижает ударные нагрузки на фюзеляж.
При выходе гидросамолета-амфибии из воды на береговую полосу пилот, управляя независимо высотой каждой основной стойки трехопорного шасси 9, поддерживает допустимую величину крена, что предотвращает падение гидросамолета-амфибии на крыло, а следовательно - поломку конструкции.
При аварийной ситуации в воздухе срабатывает пиропатрон, выстреливается вверх и раскрывается парашютная система и осуществляется мягкая посадка гидросамолета-амфибии вместе с экипажем.
Таким образом, приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленного устройства выполняются следующие условия:
- средство, воплощающее предлагаемое устройство при его осуществлении, предназначено для использовании в области авиационной техники и может быть использовано в разработке самолетов-амфибий и гидросамолетов, а именно для достижения высоких аэродинамических, гидродинамических и эксплуатационных характеристик;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных до даты подачи заявки средств;
- средства, воплощающие устройство при его осуществлении, способны обеспечить получение указанного технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". Использованная литература:
1.Петров Г.Ф. Гидросамолеты и экранопланы России /Г.Ф. Петров/ Русавиа. 2000.300 с.