САМОЛЁТ-БИПЛАН С ТУРБОВИНТОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к области авиационной техники, в частности к самолетам, которые обладают широким спектром эксплуатационных возможностей, расширенными вариантами базирования и могут быть использованы для осуществления коммерческих перевозок за счет глубокой модернизации серийного самолета и оснащения его современным оборудованием и двигателем.
Известен близкий к предлагаемому техническому решению самолет-биплан Ан-2 (Энциклопедия авиации. М.: «Научное издательство «БРЭ», 1994, с. 56).
Самолет имеет ряд недостатков, а именно: устаревший, малоэффективный поршневой двигатель, работающий на авиационном бензине, малоэффективное хвостовое оперение, не предназначенное для самолета-биплана с турбовинтовым двигателем, фонарь кабины экипажа с невысокой обзорностью и большим количеством непрозрачных перемычек металлического каркаса фонаря, устаревший комплекс бортового радиоэлектронного оборудования, не позволяющий выполнять полеты в сложных метеорологических условиях и полетах в ночное время, и, как следствие, самолет обладает гораздо меньшим диапазоном мест и условий эксплуатации, чем предлагаемая полезная модель.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по своим характеристикам, грузоподъемности, дальности, неприхотливости к условиям эксплуатации является самолет-биплан с турбовинтовым двигателем ТВС-2МС (Яндекс/ СибНИА/ТВС-2МС, патент RU 142783).
Недостатками известного самолета являются малоэффективное хвостовое оперение, не предназначенное для самолета-биплана с турбовинтовым двигателем, фонарь кабины экипажа с невысокой обзорностью и большим количеством непрозрачных перемычек металлического каркаса фонаря, малый запас топлива в баках только верхнего крыла, бортовое радиоэлектронное оборудование не обеспечивает обнаружение конвективных метеообразований (гроз, мощной кучевой области) и не обладает возможностью определения степени их опасности для полета самолета, пассажирская кабина не соответствует современным требованиям безопасности полетов, так как имеет только одну входную дверь, которую может заклинить при аварии.
Технической задачей полезной модели является сохранение уникальных аэродинамических характеристик самолета-биплана АН-2 с расширением эксплуатационных возможностей (эксплуатация в условиях Крайнего Севера, днем и ночью, в сложных метеорологических условиях), обеспечением комфортных температурных условий в пассажирской и пилотской кабинах, а также - автономности и независимости от наземных аэродромных служб при техническом обслуживании и подготовке к полетам.
Поставленная задача решается тем, что самолет-биплан, содержащий фюзеляж, фонарь кабины экипажа, хвостовое оперение, пятилопастной воздушный винт, вспомогательные системы самолета, моторный отсек, включающий в себя турбовинтовой двигатель, капот, воздухозаборник, топливную систему, противопожарную систему, имеет фонарь кабины экипажа, выполненный из композиционных материалов с изогнутыми прозрачными панелями остекления увеличенной площади и обогревом. Самолет-биплан имеет комплекс бортового радиоэлектронного оборудования, позволяющий выполнять полеты в сложных метеорологических условиях и в темное время суток.
Вспомогательные системы самолета включают в себя: вспомогательную силовую установку, электрокомпрессорную станцию, радиолокатор, модуль суперконденсаторов.
На фиг. 1 изображен общий вид самолета-биплана с турбовинтовым двигателем.
На фиг. 2 изображен моторный отсек самолета-биплана.
Самолет-биплан включает в себя фюзеляж 1, фонарь кабины экипажа 2, хвостовое оперение 3, пятилопастной воздушный винт 4, вспомогательные системы самолета 5, моторный отсек 6 с турбовинтовым двигателем 7, капотом 8, воздухозаборником 9, топливной системой 10, противопожарной системой 11, также на самолете установлен современный комплекс бортового радиоэлектронного оборудования 12.
Вспомогательные системы самолета включают в себя: вспомогательную силовую установку 13, электрокомпрессорную станцию 14, радиолокатор 15, модуль суперконденсаторов 16.
На самолете-биплане установлен фонарь кабины экипажа, состоящий из сборного каркаса, выполненного из композиционных материалов на основе углеткани, с вклеенными в него стеклами, и фиксируемого аварийного люка.
Остекление фонаря выполнено виде изогнутых прозрачных панелей из сертифицированного силикатного стекла с обогревом и увеличенной площади.
Стекла имеют коэффициент пропускания света 70%.
Конструкция фонаря обеспечивает больший обзор экипажу самолета-биплана, обогреваемые стекла позволяют выполнять полеты в областях отрицательных температур, каркас из композиционных материалов снижает вес конструкции, а новая обтекаемая форма фонаря снижает сопротивление от набегающего потока.
В качестве воздушного винта используется флюгерно-реверсивный 5-лопастной воздушный винт с противообледенительной системой (например, Hartzell НС-В5МА). Винт с гидравлической системой управления одностороннего действия и противовесами, обеспечивающими вместе с агрегатами управления автоматическое поддержание постоянной частоты вращения, реверсирование тяги и флюгирование воздушного винта.
В качестве турбовинтового двигателя используется двухвальный двигатель со свободной турбиной (например, РТ6А-67В фирмы Pratt&Whitney), с установленными на нем электрическим стартер-генератором, топливным и масляным насосами и другими агрегатами, обеспечивающими нормальную работу двигателя.
Для решения задач навигации и управления самолетом, в том числе и в сложных метеорологических условиях и полетах в ночное время суток, на самолете-биплане установлен комплекс бортового радиоэлектронного оборудования (например, GARMIN G600TXI), объединяющий основные пилотажные указатели, указатели систем самолета и навигационную информацию.
Бортовое радиоэлектронное оборудование включает в себя пилотажно-навигационное оборудование, содержащее: три дисплея, две курсовертикали со встроенным датчиком системы воздушных сигналов, два датчика магнитного курса, один контроллер приборов контроля двигателя и систем самолета, один резервный авиагоризонт, один преобразователь интерфейсов для связи с навигационным прибором; радиосвязное оборудование, содержащее: переговорное устройство, две радиостанции МВ-диапазона; радиотехническое оборудование систем посадки и управления воздушным движением, содержащее: маркерный приемник, автоматический радиокомпас, радиолокационную станцию, приемник сигналов VOR/LOC/ILS, приемник спутниковых сигналов GPS/ГЛОНАСС, самолетный ответчик АЗН-В, радиовысотомер.
В моторном отсеке установлена вспомогательная силовая установка.
Вспомогательная силовая установка (например, «GTCP30-92») представляет собой газотурбинный двигатель, из компрессора которого отбирается сжатый воздух для системы обогрева и вентиляции и является приводом генератора, предназначенного для питания бортовой сети постоянным током.
Вспомогательная силовая установка используется в качестве автономного источника электрической и тепловой энергии для нужд экипажа в полевых условиях, при неработающей основной силовой установке самолета (на стоянке, где нет источников аэродромного питания). Кроме того, с помощью вспомогательной силовой установки можно подогреть штатный двигатель и его маслосистему перед запуском после стоянки при низких температурах окружающей среды при отсутствии аэродромных средств.
Питание вспомогательной силовой установки топливом осуществляется от трубопровода питания топливом основного двигателя. Работа топливной системы автоматическая. Она поддерживает постоянные обороты ротора при различных нагрузках без применения вспомогательных систем. Работа системы управления двигателя вспомогательной силовой установки полностью автоматизирована.
В моторном отсеке установлена электрокомпрессорная станция, служащая для обеспечения штатной воздушной системы самолета сжатым воздухом.
Воздушная система на самолете предназначена для управления тормозами колес шасси и блокировкой хвостового колеса в нейтральном положении. Электрокомпрессорная станция позволяет так же производить подзарядку амортизаторов и камер колес шасси в полевых условиях.
В законцовке левой консоли нижнего крыла установлен радиолокатор.
Радиолокатор представляет собой радиолокационную станцию, предназначенную для получения радиолокационного изображения метеорологической обстановки и характерных наземных ориентиров в переднем секторе самолета.
Радиолокатор обеспечивает:
- обнаружение конвективных метеообразований (гроз, мощной кучевой области) с возможностью определения степени их опасности для полета самолета;
- определение характерных наземных ориентиров типа крупных городов, береговой черты крупных водоемов, выделение на водной поверхности крупных судов.
Система электроснабжения самолета имеет модуль суперконденсаторов.
Модуль суперконденсаторов (например, MO-28V250F) является накопителем энергии и предназначен для снижения разрядных токов аккумуляторов во время запуска вспомогательной силовой установки и основного двигателя. В отличие от аккумулятора модуль суперконденсаторов обладает меньшим внутренним сопротивлением и может разряжаться и заряжаться большими токами за меньшее время.
Топливная система имеет дополнительно шесть топливных баков в нижнем крыле и состоит в общем из двенадцати топливных баков, арматуры и трубопроводов.
Баки размещены в верхнем крыле по три в каждой отъемной части крыла и в нижнем крыле по три в каждой отъемной части и имеют общую рабочую емкость 1700 л. Арматура топливной системы состоит из трубопроводов, обратных клапанов, соединения топливных баков, подкачивающих центробежных насосов (например, ЭЦН-40), реверсивного насоса, электрических кранов, перекрывного четырехходового крана, фильтров и датчиков сигнализаторов давления (например, СД29А, МСТВ-0,2А).
Противопожарная система состоит из двух автономных линий пожаротушения, двух противопожарных баллонов и противопожарной перегородки.
Наличие этих агрегатов существенно расширяет эксплуатационные возможности самолета-биплана, а также способствует автономности и независимости от наземных аэродромных служб при техническом обслуживании и подготовке к полетам.
Таким образом, в результате осуществления данной полезной модели создан легкий, маневренный самолет-биплан на базе самолета ТВС-2МС путем его глубокой модернизации, установки турбовинтового двигателя серии РТ6А производства компании «Pratt&Whitney» Canada, который работает на авиационном керосине, 5-лопастного воздушного флюгерно-реверсивного воздушного винта Hartzell НС-В5МА с противообледенительной системой, установки нового фонаря кабины экипажа с каркасом из композиционных материалов и остеклением увеличенной площади, установки современного комплекса бортового радиоэлектронного оборудования марки GARMIN G600TXI, который объединяет основные пилотажные указатели, индикаторы систем самолета и навигационную информацию и позволяет выполнять полеты в сложных метеорологических условиях и в темное время суток.
Предложенный самолет-биплан с турбовинтовым двигателем позволяет обеспечить следующие результаты:
- эксплуатация в условиях Крайнего Севера;
- эксплуатация днем и ночью, в простых и сложных метеорологических условиях;
- повышение автономности и независимости от наземных аэродромных служб при техническом обслуживании и подготовке к полетам.