САМОЛЕТ-АМФИБИЯ

Предложенное техническое решение относится к области воздухоплавания, а именно к летательным аппаратам тяжелее воздуха, и может быть использовано в качестве грузопассажирского средства, предназначенного для взлета как с твердой поверхности, так и с поверхности воды, предпочтительно при перевозке грузов и пассажиров в районах со слаборазвитой дорожной сетью, но с развитой водной акваторией, а также для патрулирования, спасательных работ, разведывания ледовой обстановки, мониторинг пожаров и т.д.
Известен самолет-амфибия (патент US 4962978, 1990), содержащий фюзеляж в виде лодки, хвостовое оперение и низкорасположенное глиссирующее крыло с положительным углом поперечного V и механизацией в виде щитков и закрылков, при этом размах щитков или закрылков не превышает размаха горизонтального оперения. Закрылки или щитки установлены на омываемом водой участке крыла подвижно-поворотно в отклоняемом на рабочий угол положении. Щитки установлены с возможностью прижатия к крылу, а закрылки - с возможностью повторения положения исходного профиля крыла под действием водяных струй. Кроме того, они установлены таким образом, что при отсутствии водяных струй они способны восстановить начальное положение.
Недостатком известного самолета-амфибии следует признать сложность пилотирования, особенно в сложных погодных условиях.
Известен самолет-амфибия (патент на промышленный образец RU 53134, 2003), содержащий фюзеляж в виде лодки с расширенными обводами, служащими нишами для шасси, ординарной хвостовой балкой с плоской верхней поверхностью, два крыла, разъемно соединенных с фюзеляжем, двигатели и поплавки, размещенные под крыльями, по бокам в нижней части фюзеляжа расположены два колеса шасси, над фюзеляжем расположен спасательный остеклененный люк, а на задней части фюзеляжа расположен входной остекленный люк.
Недостатком известного самолета-амфибии следует признать несовершенные аэродинамические обводы фюзеляжа, что влечет за собой увеличение лобового сопротивления (СХ), а также наличие подкосов крыла, что влечет за собой гидродинамическое сопротивление самолета-амфибии.
Известен самолет-амфибия (патент на полезную модель RU №47323, 27.08.2005), содержащий фюзеляж в виде лодки с расширенными обводами, хвостовой балкой с килем и хвостовым оперением, два крыла, разъемно соединенных с фюзеляжем, двигатели, размещенные над крыльями, поплавки, размещенные под крыльями, по бокам в нижней части фюзеляжа расположены расширенные обводы и два колеса шасси, над фюзеляжем расположен спасательный остекленный люк, а на задней части фюзеляжа расположен входной остекленный люк, причем самолет-амфибия дополнительно содержит третье колесо шасси в передней части фюзеляжа, выполненного из трех изолированных друг от друга отсеков, хвостовая балка выполнена обтекаемой, а киль выполнен с горизонтально расположенным оперением. Крыло в плане выполнено трапециевидным с двухсекционными закрылками. Дополнительное колесо шасси выполнено самоориентированным.
Недостатками известного самолета-амфибии следует признать наличие передней стойки, что осложняет применение самолета-амфибии на водных акваториях при столкновении с плавающими предметами - возможно повреждение передней стойки, что влечет за собой нарушение герметичности и отказ работы шасси при посадке на сушу. Наличие передней стойки также осложняет выезд из воды на неподготовленные береговые линии. Наличие расширенных обводов влечет за собой увеличение лобового сопротивления и нарушение аэродинамического ламинарного обтекания воздушного потока фюзеляжа лодки. Крыло выполнено разъемным, состоящим из двух консолей и центроплана, что приводит к увеличению веса конструкции и повышенной трудоемкости сборки.
Техническая задача, решаемая посредством предложенной конструкции, состоит в разработке самолета-амфибии повышенной надежности использования и простоты пилотирования, а также способного использовать в качестве взлетно-посадочной полосы воду, ледовое покрытие, а также любое плоское грунтовое покрытие.
Технический результат заключается в повышении надежности и экономичности при эксплуатации, повышении устойчивости и управляемости.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать конструкцию самолета-амфибии, содержащего фюзеляж в виде лодки с хвостовой балкой с килем и хвостовым оперением, крыло, выполненное трапецевидным и соединенное с фюзеляжем, двигатели, размещенные над крыльями, поддерживающие поплавки, размещенные под крылом, по бокам в нижней части фюзеляжа расположены две опоры шасси, третья опора шасси выполнена самоориентированной, над фюзеляжем расположен верхний остеклененный люк, а на задней части фюзеляжа расположен входной люк, причем фюзеляж самолета выполнен по схеме лодка-монокок, в фюзеляже рассоложена кабина, объединяющая рабочее место экипажа и пассажирский салон с общим числом кресел четыре, крыло выполнено в виде единой конструкции с закрылками и элеронами, профиль крыла выполнен выпукло-вогнутым с относительной толщиной в корне крыла порядка 15% и порядка 11% на конце, хвостовая балка имеет двойное V-образное хвостовое оперение с размещением стабилизатора и руля высоты на вершине килей, при этом две основные опоры шасси убираются методом подъема и прижатия к боковым частям фюзеляжа, а третья опора шасси расположена в хвостовой части фюзеляжа.
Вид предложенной конструкции приведен на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, при этом использованы следующие обозначения: фюзеляж 1, крыло 2, двухсекционные закрылки 3, элероны 4, хвостовая балка с килями и горизонтальным оперением 5, основные опоры шасси 6, хвостовая опора шасси 7, поддерживающие поплавки 8, двигатели 9, горизонтальное оперение 10, состоящее из стабилизатора 11, руля высоты 12, триммера 13, входной люк 14, верхний остеклененный люк 15.
В базовом варианте реализации предложенная конструкция самолета-амфибии содержит фюзеляж 1, выполненный в форме лодки-монокок, в котором расположена кабина пилотов и грузопассажирский салон. Крыло 2 выполнено в виде единой конструкции, оригинальной выпукло-вогнутой формы, трапециевидное в плане и содержит двухсекционные закрылки 3 и элероны 4. Под консолями крыла 2 расположены поддерживающие поплавки 8. На крыле 2 в капотах обтекаемой формы расположены двигатели 9, вынесены вперед относительно корпуса кабины пилотов. Фюзеляж 1 плавно переходит в хвостовую балку 5 с двумя килями V-образной формы, на которых расположено горизонтальное оперение 10, состоящее из стабилизатора 11, руля высоты 12 и триммера 13. Две основные опоры шасси 6 убираются методом подъема и прижатия к боковым частям фюзеляжа 1, в хвостовой части которого расположена ниша для размещения хвостовой опорой шасси 7. На задней части фюзеляжа 1 выполнен входной люк 14, являющийся основным средством входа и выхода в кабину и салон, находящихся во внутреннем пространстве фюзеляжа 1 для пилотов и пассажиров. Над кабиной пилотов в верхней части фюзеляжа 1 расположен верхний остеклененный люк 15. Фронтальная поверхность кабины и салона фюзеляжа 1 выполнена остеклененной и состоит из четырех боковых окон и двух лобовых окон.
Фюзеляж самолета-амфибии выполнен из композиционного материала - стеклопластика и углеродистой ткани, состоит из двух изолированных друг от друга отсеков, обеспечивающих плавучесть фюзеляжа при получении им повреждений, при этом первый отсек включает объем носовой части корпуса лодки, а второй отсек представляет собой хвостовую балку.
Предложенная конструкция фюзеляжа представляет собой силовую пространственную раму из композиционных материалов, образующую надежную защитную силовую оболочку для пилотов и пассажиров.
Производство, эксплуатация и обслуживание предложенного самолета-амфибии не отличается от пилотирования и обслуживания самолетов подобного типа.
Повышенная надежность заявленной конструкции самолета-амфибии обеспечивается за счет аэродинамического качества планера, за счет отсутствия расширенных обводов, которые присутствуют в прототипе, за счет применения совершенного профиля крыла уменьшается лобовое сопротивление и увеличивается коэффициент подъемной силы, что благотворно влияет на летно-технические характеристики всего самолета.
Предложенная конструкция самолета-амфибии обеспечивает удобство пользования и безопасность эксплуатации.
Выполнение хвостовой балки в виде двойного V-образного хвостового оперения обеспечивает повышенную устойчивость и путевую управляемость в полете, а также функциональную эксплуатацию на воде - возможность использовать ее как трап для посадки и высадки из самолета.