Силовая установка самолета - биплана

Полезная модель относится к авиационной промышленности, а именно к конструкции силовой установки самолета-биплана. Полезная модель может быть использована в конструкциях самолетов типа Ан-2, выпускаемых серийно или уже эксплуатирующихся самолетов, которые могут быть переоборудованы для установки двух двигателей, с большей взлетной тягой, а также на других самолетах типа Як-12, Вильга-35 и др.
Известен германский одномоторный самолет DO-27. Данный самолет, переоборудованный в самолет марки DO-28. Разработанная на основе Do.27 двухмоторная модификация Dornier Do.28. Самолет оснащен двигателями Avco Lycoming 0-360-А1А мощностью 180 л.с, которые размещались на небольшом расстоянии от законцовок короткого с малым сужением и удлинением крыла. Do. 128-2 был оснащен двумя поршневыми двигателями Авко Лайкомин IGSO-540, a Do. 128-6 - двумя турбовинтовыми двигателями Pratt & Whitney РТ6А-110 мощностью 400 л.с. (http://www.zelezki.ru/aviacatalog/germany/2805-legkii_mnogocelevoi_transportnyi_samolet_do_28_skyservant.html).
Недостатком данного переоборудования является то, что при этом получается новая модель, установка двух двигателей требует создания новой модели самолета, т.к. требует значительных и трудоемких переделок фюзеляжа и конструкции самолета.
Известен одномоторный самолет, имеющий фюзеляж с расположенной в его средней части кабиной, закрытой фонарем, свободнонесущее крыло, горизонтальное и вертикальное оперение, трехопорное убирающееся шасси с передней опорой, сменные моторамы и капоты (под разные типы двигателей) и поршневой двигатель, закрепленный на мотораме и закрытый капотом (см. JANE'S ALL THE WORLD'S AIRCRAFT 1889-90, стр. 168).
Недостатком известного самолета является то, что его конструкция не позволяет использовать разные типы двигателей без внесения существенных изменений в конструкцию передней части фюзеляжа в зоне расположения передней опоры.
В настоящее время все больше применяются на летательных аппаратах быстросъемные силовые установки. Такое крепление позволяет производить монтаж и демонтаж двигателя со всеми агрегатами и деталями, установленными на нем. При этом заранее смонтированный двигатель может быть предварительно опробован.
Известна моторама для самолета, выполненная в виде полностью сварной конструкции и состоящая из соединительных тяг, которые одним концом крепятся к силовому шпангоуту, а другим - к носовому шпангоуту (Энциклопедия авиации. М.: «Научное издательство «БРЭ», 1994, с. 361).
Недостатком данной рамы является то, что она не предназначена для самолета-биплана и содержит большое количество соединительных тяг, что в свою очередь ведет к увеличению веса рамы и, соответственно, самого самолета, обладает неудобством монтажа на ней двигателя и вспомогательного оборудования самолета, а также высокой трудоемкостью при изготовлении.
Известен самолет-биплан Ан-2 (Энциклопедия авиации. М..: «Научное издательство «БРЭ», 1994, с. 56).
Он имеет ряд недостатков, а именно: устаревший, малоэффективный поршневой двигатель, работающий на авиационном бензине, малофункциональную мотораму с высоким весом и, как следствие, самолет обладает меньшей полезной нагрузкой и дальностью полета, чем предлагаемая полезная модель.
142783
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по своим характеристикам, грузоподъемности, дальности, неприхотливости к условиям эксплуатации является самолет-биплан (патент РФ №, МПК B64D 27/00, B64D 27/26), содержащий турбовинтовой двигатель, воздушный винт и моторный отсек с моторамой, предназначенной для установки турбовинтового двигателя, панелей капота, агрегатов и системы силовой установки, а также вспомогательных систем самолета, при этом моторама выполнена в виде сборно-разборной конструкции и состоит из 6-8 соединительных тяг, которые одним концом крепятся к силовому шпангоуту, а другим - к носовому шпангоуту, и поперечных тяг.
Недостатком известного самолета является то, что его конструкция не позволяет использовать разные типы двигателей, без внесения существенных изменений в конструкцию передней части фюзеляжа в зоне расположения передней опоры.
Задача полезной модели заключается в сохранения уникальных аэродинамических характеристик самолета-биплана, его неприхотливости к условиям эксплуатации, с соответствующим улучшением его эксплуатационных характеристик (дальности полета, расхода топлива, стоимости летного часа). Дополнительная задача полезной модели заключается в том, чтобы создать раму крепления, состоящую из частей, формы которых просты и изготовление которых является относительно дешевым.
Техническим результатом от применения полезной модели является создание легкого, маневренного воздушного судна на базе самолета-биплана путем его ремоторизации: установки двух двигателей, с использованием облегченной моторамы упрощенной конструкции, что позволяет
- сохранить и улучшить основные характеристики типового самолета-биплана;
- увеличить дальность полета при полной загрузке;
- получить дополнительную подъемную силу на взлете, посадке и переходных режимах полета, за счет установки двух двигателей на мотораме, разработанной для этого.
Существенные отличия полезной модели от известных технических решений:
- возможность устанавливать два двигателя на самолет-биплан с помощью пространственной конструкции моторамы
- увеличение количества пассажиров на три человека;
- увеличения грузоподъемности на 500 кг;
- экономии топлива более чем в два раза;
- увеличение времени нахождения самолета-биплана в полете до 16-18 часов;
- достигается возможность получения улучшенных летных характеристик на всех режимах полета;
- повышают эксплуатационные скорости полета.
Это достигается за счет того, что в силовой установке самолета-биплана, содержащей двигатель с моторамой в виде сборно-разборной конструкции, предназначенной для установки двигателя, согласно полезной модели, устройство представляет собой крепление двух двигателей к корпусу самолета-биплана посредством моторамы, которая представляет собой быстросъемную, пространственную стержневую конструкцию, имеющую центральную силовую ферму с ответными средствами для соединения с мотоотсеком самолета-биплана и концевые рамы с ответными узлами крепления двигателей и дополнительными рамами, увеличивающими длину концевых рам; силовая ферма, предназначенная для крепления моторамы к корпусу самолета-биплана, состоит из стержней с узлами крепления ее к корпусу самолета-биплана через ответное средство; при этом силовая ферма закреплена в носовом сегменте самолета-биплана четырьмя позициями; на каждом конце моторамы установлено по одному двигателю, оси которых параллельны между собой; каждый из двух двигателей закреплен на конце концевой рамы, имеющей средства крепления к корпусу самолета-биплана; узлы крепления силовой фермы к каркасу самолета-биплана имеют резиновые амортизаторы. Форма, размеры моторамы, а также количество средств для соединения ее с узлами крепления двигателя и с мотоотсеком зависят от конструкции двигателя и мотоотсека. Устройство позволяет устанавливать авиадвигатели двух видов: дизельные и турбовинтовые. Узлы силовой фермы 4 могут быть соединены сваркой или клепкой или вылиты из композиционного материала, образуя жесткую неразборную конструкцию. Узлы силовой фермы 4 могут быть соединены сборно-разборно, посредством болтовых соединений.
Сущность полезной модели.
Полезная модель относится к области авиационной техники, в частности к воздушным суднам, обладающим расширенными возможностями базирования для осуществления пассажирских и грузовых перевозок на местных воздушных линиях за счет модернизации серийного самолета-биплана и оснащения его двумя двигателями, установленных на воздушном судне посредством моторамы.
На Фиг. 1 представлена силовая установка воздушного судна, вид спереди.
На Фиг. 2 - то же, вид сверху.
На Фиг. 3 - то же, вид сбоку.
Позиции обозначают: моторама 1; концевая рама 3 под двигатели; узел 4; ответное средство 5; дополнительная рама 6; двигатель 7; корпус 8 самолета-биплана.
Устройство представляет собой крепление двух двигателей 7 к корпусу 8 самолета-биплана посредством моторамы 1. Моторама 1 представляет собой быстросъемную, сборно-разборную пространственную стержневую конструкцию, имеющую центральную силовую ферму с ответными средствами 5 для соединения с мотоотсеком самолета-биплана 8 и концевые рамы 3 с ответными узлами крепления двигателей 7 с дополнительными рамами 6, увеличивающими длину концевых рам 3. Силовая ферма 4 служит для крепления моторамы 1 к корпусу 8 самолета-биплана. Силовая ферма 4 состоит из стержней с узлами крепления ее к корпусу 8 самолета-биплана через ответное средство 5. Узлы силовой фермы 4 могут быть соединены сваркой или клепкой или вылиты из композиционного материала, образуя жесткую не разборную конструкцию. Узлы силовой фермы 4 могут быть соединены сборно-разборными, посредством болтовых соединений. Силовая ферма 4 закреплена в носовом сегменте самолета-биплана четырьмя позициями. На каждом конце моторамы 1 установлены два двигателя, оси которых параллельны между собой. Каждый из двух двигателей закреплен на конце единой конструкции концевой рамы 3, имеющей средства крепления к корпусу 8 самолета-биплана. В случае, когда устанавливающийся двигатель имеет большую длину, предусмотрена модернизация моторамы, заключающаяся в изменении длины рамы 3 за счет дополнительной рамы 6. Узлы крепления силовой фермы 4 к каркасу 8 самолета-биплана имеют резиновые амортизаторы (не показано). Форма, размеры пространственной конструкции, а также количество средств для соединения ее с узлами крепления двигателя и с мотоотсеком зависят от конструкции двигателя и мотоотсека самолета-биплана.
Установка двигателя на самолет-биплан с помощью пространственной конструкции моторамы осуществляется следующим образом.
Перед установкой двигателя на мотораму определяют форму, размер пространственной конструкции, которая необходима для крепления двигателя. Выбирают их конструктивное выполнение для соединения пространственной конструкции соответственно с узлами крепления двигателя.
Установка двигателя на мотораме может быть осуществлена различными способами. Например таким образом, на собранный двигатель при помощи ответных средств в узлах крепления рамы 3 устанавливается и закрепляется выбранная пространственная конструкция. Пространственную конструкцию с закрепленным двигателем помещают в мотоотсек, при этом ответные средства 5 фермы 4 пространственной конструкции совмещают с узлами крепления, которыми снабжен мотоотсек. Установленная в мотоотсек пространственная конструкция моторамы фиксируется также как двигатель штатным образом.
В другом случае, выбранную пространственную конструкцию моторамы помещают в мотоотсек, совмещая при этом ответные средства 5 пространственной конструкции с узлами крепления фермы 4, которыми снабжен мотоотсек. Закрепляют пространственную конструкцию в мотоотсеке самолета-биплана. Затем монтируют на мотораме двигатель, который прикрепляют к установленной пространственной конструкции, при помощи ответных средств рамы 3. В случае разборной конструкции моторамы, сборка рамы производится посредством болтовых соединений.
Полезная модель позволяет устанавливать авиадвигатели двух видов: дизельные и турбовинтовые. Каждый вид авиадвигателя имеет свои преимущества и оба вида только улучшают летные характеристики самолета-биплана, например Ан-2 и других моделей самолетов.