САМОЛЕТ ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ РАБОТ В СЕЛЬСКОМ И ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Самолет для авиационных работ в сельском и лесном хозяйстве.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 пилотаустановлен
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.
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.
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.
На фиг. 2 показаны концевые крылышки типа «Уиткомба -16, неподвижный предкрылок -17 и воздушный винт -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.
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.
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.
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.
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.
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
Генеральный директор ООО «Сибирские сельскохозяйственные самолеты
Н. Г. Метелкин