САМОЛЕТ-АМФИБИЯ - ЛЕТНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС
AMPHIBIAN SALVATION COMPLEX

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к морской авиации, и предназначено для использования его возможностей для размещения, доставки до места потерпевшего бедствие судна достаточного количества спасательных спецсредств, посадки на воду или на сушу, оперативного, удобного и безопасного проведения операции по спасению пассажиров, экипажа, ценных грузов с судна, потерпевшего крушение или затонувшей подводной лодки, спасения обслуживающего персонала нефтяной платформы в океане, тушения пожара, обеспечения проведения монтажно-установочных и ремонтных работ нефте- и газопроводов, в том числе и под водой.
На протяжении последних десятилетий над проблемой создания сверхтяжелых самолетов-гигантов постоянно ведутся работы, создан ряд программ и проведены исследования, например, по следующим летательным аппаратам:
- европейская программа «Гидро-2000» по созданию сверхтяжелого гидросамолета, предназначенного для грузопассажирских перевозок на дальних маршрутах (1);
- самолет «Пеликан» (фиг.1) фирмы «Боинг» с размахом крыльев около 150 м. Его конструкция позволит перевозить до 1400 т грузов. Предполагается, что этот самолет будет летать над океаном на высоте примерно 6 м, используя экранный эффект. Он за один перелет сможет перевезти 17 танков;
За аналог принят сверхтяжелый самолет-амфибия «Пеликан» фирмы «Боинг» (2).
Летательный аппарат содержит корпус в виде лодки классической схемы с верхним расположением крыла и встроенными в него 4-мя двигателями. Низкорасположенный стабилизатор оперения разрезает кормовую часть лодки примерно в середине, киль расположен по оси симметрии над кормой. Лодка в поперечном сечении имеет форму прямоугольника. Консоли крыльев имеют герметичную полость, которая, опускаясь в воду, своим водоизмещением поддерживает самолет в равновесии на плаву.
Недостатками аналога являются:
1) опасность разворота при посадке с креном на одну сторону, при этом возможно «зарывание» крыла в волну, тоже самое при взлете и при плавании по акватории;
2) стабилизатор, расположенный в разрезе лодки, снижает ее прочность, а его низкое расположение создает сопротивление при разбеге от струйных потоков воды из-под редана;
3) двигатели, врезанные в конструкцию крыла, ослабляют его прочность, увеличивают его вес, уменьшают надежность и ресурс.
«Пеликан» не приспособлен для спасения потерпевших крушение на корабле или подводной лодке людей. Имея один корпус, самолет подвержен качке, неудобен для спуска и подъема плавсредств и для приема непосредственно пострадавших.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является сверхтяжелый самолет-амфибия (3).
Самолет-амфибия (3) Бе-2500 выполнен по схеме «летающее составное крыло», на концах которого установлены обтекатели, на верхней части которых расположены вертикальные аэродинамические поверхности - T-образное хвостовое оперение, а снизу на пилонах закреплены поплавки цилиндрической формы. Силовая установка состоит из шести перспективных двигателей HR-116 с тягой по 105 т каждый. Шасси выполнено по схеме «с носовой опорой», убираемое в полете в ниши лодки.
Недостатки прототипа в части мореходности такие же, как и у аналога, кроме того:
1) поплавки цилиндрической формы не обеспечивают остойчивости гидросамолета. Не имея клиновидного днища, они будут зарываться в воду и создавать дополнительное сопротивление на ходу, а при посадке - огромные перегрузки, которые могут привести к аварии самолета;
2) ограниченная мореходность, заключающаяся в наличии начального крена, потере устойчивости курса при посадке с креном на один поплавок, опасности разворота во время разбега при встрече поплавка с волной, имея малое водоизмещение поплавок не в состоянии «гасить» качку самолета;
3) в схеме данного самолета двигатели, установленные ассиметрично сбоку на килях, создают дополнительный изгибающий момент на лонжеронах киля, деформации которого могут привести к заклиниванию рулей поворота и аварии.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание самолета-амфибии с возможностью универсального применения в модификациях различного назначения при главном направлении использования его в качестве тяжелого самолета-амфибии (от 400 до 2500 т полетного веса) - летно-спасательного комплекса.
Технический результат достигается тем, что самолет-амфибия - летно-спасательный комплекс содержит корпус-лодку, крыло, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, водоруль, кабину пилотов, поперечные перегородки, делящие лодку на водонепроницаемые отсеки. Он выполнен многокорпусным (например, трехкорпусным) полуторапланом, снабжен нижними полукрыльями, расположенными под верхним крылом, совпадающими с ним по контуру на виде сверху и расположенными между лодками выше скуловых образований под положительным углом к поверхности воды и с зазором от нее. При этом полукрылья имеют в задней части снизу щитки, отклоняющиеся вниз, а лодки, снабженные бортовыми приемными люками, разделены продольными перегородками, делящими центральную лодку на три этажа, а боковые лодки на два этажа, при этом в хвостовой и носовой частях центральной лодки установлены батискафы, а под которыми в днище лодки имеются люки, крышки которых открываются вниз для спуска батискафов в воду, в боковых лодках имеются баки и заборники для воды, а также люк для сброса воды, на палубах всех лодок в хвостовой и носовой частях имеются люки для выдвижных, дистанционно управляемых прожекторов.
Батискаф - дистанционно управляемый привязной самоходный подводный спасательный аппарат, оборудованный средствами спасения людей, отсеком для их размещения, снабженный автоматической управляемой камерой соединения с подводной лодкой и шлюзовой камерой (4).
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что предлагаемая схема и конструкция самолета-амфибии и ее возможности обладают новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется кратким описанием и прилагаемыми чертежами и иллюстрациями, где:
На фиг.1 показан самолет «Пеликан» фирмы «Боинг»;
На фиг.2 показана профильная проекция самолета-амфибии;
На фиг.3 показана фронтальная проекция самолета-амфибии;
На фиг.4 показана плановая проекция самолета;
На фиг.5 показан вид сбоку на боковую лодку;
На фиг.6 показан продольный разрез по крылу;
На фиг.7 показан вид на нижнее полукрыло в разрезе;
На фиг.8 показано поперечное сечение самолета;
Предлагаемый самолет-амфибия представляет собой трехкорпусный полутораплан, состоящий из центральной 1 и боковых 2 и 3 - двухреданных лодок с днищем переменной килеватости.
Крыло 4 верхнего расположения стреловидное, высокомеханизированное.
Под крылом 4 имеются полукрылья 5, расположенные между лодками 1, 2, 3, совпадающие с ним по контуру на виде сверху и закрепленные выше скуловых образований лодок 1, 2, 3.
Полукрылья 5 установлены под положительным углом к поверхности воды с целью использования дополнительной подъемной силы, создаваемой при разбеге струями воды, смешанными с воздушным потоком, при этом образуется смесь в виде пены, по поверхности которой полукрылья 5 скользят почти без сопротивления.
На задних участках полукрыльев 5 предусмотрены щитки 6, отклоняющиеся вниз и создающие дополнительную подъемную силу, а также регулирующие ее величину.
Над каждой лодкой 1, 2, 3 установлены по два двигателя 7, всего шесть двигателей. Хвостовое оперение в виде стабилизатора 8, установленного и закрепленного на верхней части кормы каждой лодки 1, 2, 3 и снабженного рулем высоты 9, киля 10, установленного на хвостовой части центральной лодки 1 и снабженного рулем направления 11.
В носовой части центральной лодки 1 расположена управляемая передняя опора 12, выполненная в виде тележки с четырьмя нетормозными колесами.
Основная опора 13 установлена по бокам центральной лодки 1 в районе редана с тележками по шесть спаренных колес каждая. Убираются основные опоры в ниши под грузовым полом 14. Аналогичные тележки установлены на дополнительных опорах 15 под боковыми лодками 2 и 3 по оси симметрии лодок. Убираются они также, как и передняя опора 12, в ниши под грузовым полом 14.
Все лодки 1, 2, 3 оснащены грузовым полом 14 и поперечными перегородками 16, делящими лодки на водонепроницаемые отсеки, продольной перегородкой 17 по оси симметрии и двумя продольными горизонтальными перегородками 18, делящими центральную лодку на 3 этажа, а боковые лодки 2, 3 имеют одну горизонтальную перегородку 19, делящую их на два этажа, позволяющие оборудовать отдельные помещения для приема пострадавших и оказания им медицинской помощи.
В средней части каждой боковой лодки 2 и 3 имеется отсек с водяным баком 20, под которым в днище имеется заборник 21 для набора воды в бак и люк для сброса воды 22 при тушении пожара.
В нижней части кормы центральной лодки 1 установлен водоруль 23. Каждая лодка 1, 2, 3 имеет бортовые приемные люки 24 и люки 25 в носовой и хвостовой части палубы для выдвижных дистанционно управляемых прожекторов.
В центральной лодке 1 в верхней части носового отсека расположена кабина экипажа 26, а под ней в нижней части носового отсека имеется крупногабаритный люк 27, крышка которого 28 (часть днища лодки) открывается вниз и при положении самолета на плаву опускается прямо в воду. В этом отсеке устанавливается батискаф 29 (дистанционно управляемый привязной самоходный подводный спасательный аппарат) в походном положении на грузовом полу 14 и частично на крышке люка 28, где он закрепляется расчалками к полу 14 и крышке люка 28. Под батискафом 29 имеются, например, рольганговые дорожки для его перемещения и спуска на воду через люк 27. По наклонной крышке люка 28 батискаф 29 легко спускается в воду под собственным весом. Батискаф 29 соединяется тросом-кабелем с лебедкой на лодке 1.
Обратными действиями по управлению лебедкой батискаф 29 подтягивается к люку 27 и далее на наклонную крышку люка 28 и втягивается на место в походное положение, одновременно закрывается крышка люка 28.
Аналогичный люк 30 имеется в днище хвостовой части центральной лодки 1, где таким же образом размещается батискаф 31 типа «Русь», оснащенный манипулятором для ремонта судов, трубо- и газопроводов под водой и других работ.
Одним из преимуществ этого самолета-амфибии является использование полукрыльев 5 как уникального пирса (причала), удобный для спуска на воду и приема на борт спасательных катеров 32, плотов 33, других спасательных средств, потерпевших и ценных грузов.
На верхней поверхности полукрыльев 5 устанавливается настил 34 из пластмассы для обеспечения безопасного хождения людей, который крепится к поверхности полукрыльев 5 с помощью, например, присосок и для надежности дополнительно по краям фиксируется, например, натяжными лентами, закрепленными на крыле легкосъемными фиксаторами. Также устанавливаются, например, эллинги-«склизы» для спуска и приема спасательных катеров 32 и плотов 33 и для транспортировки непосредственно пострадавших на передвижных носилках. На нижней поверхности верхнего крыла 4 над полукрыльями 5 закрепляются, например, тельферы для передвижения катеров 32 из корпуса до спуска на воду и других грузов.
Для безопасной работы спасателей и потерпевших между верхним крылом 4 и нижними полукрыльями 5 устанавливаются стойки 35, к которым крепится ограждение, предохраняющее людей от падения в воду и защищающее от волны. Между стойками оборудованы выходы-приемники с навесными трапами 36 для приема пострадавших.
Главным достоинством предлагаемой схемы самолета-амфибии является обеспечение практически нулевой качки на плаву, определяемой высоким водоизмещением центральной 1 и боковых лодок 2, 3 и наличием нижних полукрыльев 5, которые в совокупности с корпусами парируют агрессивные моменты качания, вызываемые волной.
Спасение на воде осуществляется следующим образом
Самолет-амфибия приводняется на месте крушения судна или подводной лодки. Оперативно открываются бортовые приемные люки 24 и спускается часть плотов 33 и катеров 32, выставляются приемные трапы 36 из люков 24. Этим временем открываются двери и люки выхода на полукрыло 5. Устанавливаются настил 34 и ограждения и также устанавливаются желоба для спуска и приема катеров 32 и плотов 33, приемные трапы 36, тельфер на верхнем крыле 4. Спускаются катера 32 и плоты 33 и начинается прием непосредственно потерпевших. Принятые на борт люди размещаются по помещениям в зависимости от необходимости оказания медпомощи.
При спасении экипажа подводной лодки открываются носовой 27 и кормовой 30 люки и спускаются под воду батискафы 29 и 31. Батискаф опускается к лежащей на дне подводной лодке, устанавливается на нее, совмещаются приемные люки, соединяются замковым устройством и обеспечивается переход экипажа из подводной лодки в батискаф. В ночное время открываются палубные люки 25 и выдвигаются дистанционно управляемые прожекторы.
При тушении пожаров на судне или нефтяной платформе в зависимости от ситуации самолет сбрасывает воду на пожар, приводняется и производятся работы по спасению обслуживающего персонала.
При необходимости повторного сброса воды на пожар возможен набор воды заборниками 21 на глиссировании самолета по водной поверхности.
Иллюстрации, поясняющие тушение пожара и спасение пострадавших на воде, прилагаются.
Отмеченные отличительные признаки обеспечивают возможность спасения людей, потерпевших бедствие при крушении судов и при авариях на подводных лодках, нефтяных платформах в океане, оказания им немедленной медицинской помощи, а также проведения ремонтных работ под водой: нефте- и газопроводов, подводных лодок, днища на судне, потерпевшем крушение и тушения пожаров на судах, нефтеплатформах и на суше.
Предлагаемое изобретение осуществимо по существующей технологии из применяемых материалов в самолетостроении и с применением перспективных двигателей, опираясь на имеющиеся в судостроении технологии по изготовлению и опыт в эксплуатации обитаемых подводных аппаратов (ОПА) (типа «Русь», «Мир» и других).
Самолет-амфибия по данной схеме конструкции может выполняться в различных вариантах по назначению и по полетному весу:
1. в качестве летающего госпиталя;
2. для мониторинга океана с размещением в нем исследовательских лабораторий, филиала института океанологии;
3. транспортный и военно-транспортный;
4. противопожарный и др.
По полетному весу.
Возможна постройка в настоящее время самолета-амфибии - трехкорпусного полутораплана с полетным весом 600 т, по весу, оснащению двигателями и шасси, аналогичного тяжелому самолету Ан-225 (Мрия), существующему в эксплуатации.
Возможны и другие перспективные варианты с полетным весом от 800 т до 2500 т и более.
Технико-экономическая эффективность выражается в значительном расширении возможностей самолета-амфибии летно-спасательного комплекса по сравнению с имеющимися аналогами, создание условий для безопасной и удобной работы по спасению людей с судов, нефтяных платформ, потерпевших бедствие, обеспечение спасения членов экипажа затонувшей подводной лодки и ремонтных работ на глубине, а также эффективное тушение пожаров.
Источники информации
1. Гидро 2000 Экспресс-информация «Авиационная и ракетная техника №1627 от 01.10.1990 г., УДК 629.735.33/44.
2. Журнал FLIGHT INTERNATIONAL.1-7 июля 2003 г., стр.42-44.
3. Патент на промышленный образец №57922, МКПО 12-07.
4. www. ozakaz интернет - приложение «Оборонный заказ» №24, сентябрь 2009 г. «История и основные тенденции развития систем спасения подводников».