RU2081014C1 - Flying wing ground-effect craft - Google Patents

Abstract

FIELD: vehicles flying near surface of water; dynamically supported craft. SUBSTANCE: vehicle contains washers-floats 1 interconnected by means of lifting wing 2. Hoist-lower hydrofoil 6 is secured in fore end of each washer-float 1, tiltable walls are articulated on bottom of aft end of washer-float 1. Walls are turned by means of hydraulic cylinders. Ground-effect craft is provided with supercavitating partially submersible propellers 9 which are located aft relative to walls. EFFECT: enhanced seaworthiness and efficiency of propulsive complex (engine-propeller- hull) under various operating conditions; possibility to approach beach. 7 dwg

Description

Изобретение относится к летательным аппаратам, которые могут перемещаться вблизи поверхности жидкости, а также к судам с динамическими принципами поддержания. Предлагаемое техническое решение может быть использовано при создании экранопланов. The invention relates to aircraft that can move near the surface of a liquid, as well as to vessels with dynamic principles of maintenance. The proposed technical solution can be used to create ekranoplans.

В зависимости от принципов аэрогидродинамической компоновки экранопланы выполняются по схеме "летающее крыло" или самолетной. В схеме "летающее крыло", на которой базируется данный экраноплан, корпус аппарата выполняется в виде крыла малого удлинения, по бортам которого размещаются концевые шайбы (продольные плавучести). Depending on the principles of aero-hydrodynamic layout, ekranoplanes are performed according to the “flying wing” or airplane scheme. In the “flying wing” scheme, on which this ekranoplan is based, the body of the device is made in the form of a wing of small elongation, along the sides of which end washers (longitudinal buoyancy) are placed.

Известен экраноплан типа "летающее крыло", характеризующийся тем, что в плоскости, перпендикулярной к диаметральной плоскости аппарата, несущее крыло имеет дугообразную, с переменной кривизной форму. Искривление имеет как входящая, так и выходящая кромки крыла, в целом ему придана арочная форма. На бортовых плавучестях экраноплана жестко закреплены подводные крылья, в качестве движителя аппарата предусмотрен воздушный винт. Known ekranoplan type "flying wing", characterized in that in a plane perpendicular to the diametrical plane of the apparatus, the supporting wing has an arched shape with variable curvature. The curvature has both an incoming and an outgoing edge of the wing; in general, it is given an arched shape. The hydrofoils are rigidly fixed on the side buoyancy of the ekranoplane, and a propeller is provided as a propulsion device.

Искривление крыла описанного экраноплана усложняет конструкцию и приводит к увеличению его массы по сравнению с "плоским" крылом. Установка на экраноплане неподвижных подводных крыльев делает рискованным его проход по мелководью и исключает подход к необорудованному берегу. К недостаткам также следует отнести использование на аппарате воздушных винтов, которые являются источником сильного шума. The curvature of the wing of the described ekranoplan complicates the design and leads to an increase in its mass in comparison with the "flat" wing. Installing fixed hydrofoils on an ekranoplane makes it risky to pass through shallow water and excludes access to an unequipped shore. The disadvantages also include the use of propellers on the device, which are a source of strong noise.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является японский экраноплан КАС-3 (см.[1] стр. 102). Он выполнен по схеме "летающее крыло" и снабжен гребным винтом и концевыми шайбами-поплавками, установленными на крыле, кормовая кромка которого расположена перпендикулярно к диаметральной плоскости экраноплана, крыло аппарата имеет постоянный конструктивный угол атаки по всему размаху (по ширине аппарата), т.е. угол между основной плоскостью аппарата и хордой профиля крыла. Closest to the invention in terms of essential features is the Japanese WIG CAS-3 (see [1] p. 102). It is made according to the “flying wing” scheme and is equipped with a propeller and end-washers-floats mounted on the wing, the aft edge of which is perpendicular to the diametrical plane of the winged craft, the wing of the device has a constant design angle of attack over the entire span (across the width of the device), t. e. the angle between the main plane of the apparatus and the chord of the wing profile.

Недостатком данного экраноплана, имеющего "плоское" крыло является то, что он обладает по этой причине пониженной мореходностью, а точнее плохой всхожестью на волну. The disadvantage of this ekranoplan with a "flat" wing is that it has, for this reason, reduced seaworthiness, or rather poor germination to the wave.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в улучшении мореходности и повышении эффективности пропульсивного комплекса (двигатель-движитель-корпус аппарата) в различных эксплуатационных режимах. Также ставится задача обеспечения возможности подхода экраноплана к необорудованному берегу. The technical result, which the invention is aimed at, is to improve seaworthiness and increase the efficiency of the propulsion system (engine-propulsion-apparatus) in various operating conditions. The task is also to ensure the possibility of an ekranoplan approach to an unequipped shore.

У экраноплана типа "летающее крыло", содержащего гребные винты и концевые шайбы-поплавки, установленные на крыле, кормовая кромка которого расположена перпендикулярно к диаметральной плоскости экраноплана, на днище кормовой оконечности каждого из концевых шайб-поплавков шарнирно закреплены поворотные стенки, образующие поперечный редан, между которыми размещен вал привода гребного винта, расположенного за кормовыми кромками поворотных стенок и выполненного суперактивирующим с частичным погружением, при этом угол между хордой профиля крыла и основной плоскостью экраноплана увеличивается в направлении от концевых шайб-поплавков к диаметральной плоскости экраноплана, который снабжен подъемно-опускными крыльями, установленными в носовой части каждого из поплавков. An ekranoplane of the “flying wing” type, containing propellers and end washers-floats mounted on the wing, the aft edge of which is perpendicular to the diametrical plane of the ekranoplane, on the bottom of the aft end of each of the end washers-floats, pivoting walls are formed that form a transverse edan, between which there is a propeller drive shaft located behind the aft edges of the pivoting walls and made super-active with partial immersion, while the angle between the chord of the profile I wing and the main plane of the winged wing increases in the direction from the end washers-floats to the diametrical plane of the winged wing, which is equipped with lifting and lowering wings installed in the bow of each of the floats.

Частично погруженные суперкавитирующие гребные винты в сочетании с поворотными стенками образуют единый регулируемый комплекс, эффективность которого при той или иной скорости движения экраноплана может быть повышена путем изменения положения по высоте поворотных стенок. Выполнение несущего крыла с переменным конструктивным углом атаки по его размаху позволяет улучшить всхожесть экраноплана на волны и увеличить создаваемую крылом подъемную силу. Установка подъемно-опускных подводных крыльев в носу делает возможным подход экраноплана к необорудованному берегу и существенно упрощает его постановку на стапель при осмотре и ремонте. Partially submerged super-cavitating propellers in combination with pivoting walls form a single adjustable complex, the effectiveness of which at a particular speed of the ekranoplan movement can be improved by changing the height position of the pivoting walls. The implementation of the carrier wing with a variable design angle of attack in its scope allows to improve the germination of the ekranoplan on waves and increase the lift generated by the wing. The installation of lifting and lowering hydrofoils in the nose makes it possible to approach the ekranoplan to an unequipped shore and greatly simplifies its placement on a slipway during inspection and repair.

На фиг. 1 представлен вид на экраноплан сбоку, с секущими плоскостями "а-а" и "б-б" в основном режиме его движения (полный ход); на фиг. 2 вид экраноплана сверху; на фиг. 3 вид на экраноплан снизу; на фиг. 4 вид спереди, с секущими плоскостями а-а и б-б; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 1, при опущенных поворотных стенках перед винтами; на фиг. 6 разрез А-А на фиг. 1 (с обрывом), при поднятых поворотных стенках перед винтами; на фиг. 7 - схема определения конструктивного угла атаки профиля крыла, с профилями по секущим плоскостям "а-а" и "б-б". In FIG. 1 is a side view of the ekranoplane, with secant planes "aa" and "bb" in the main mode of its movement (full speed); in FIG. 2 view of the ekranoplan from above; in FIG. 3 view of the winged bottom; in FIG. 4 front view, with secant planes aa and bb; in FIG. 5, section AA in FIG. 1, with the pivoting walls down in front of the screws; in FIG. 6, section AA in FIG. 1 (with a break), with raised pivoting walls in front of the screws; in FIG. 7 is a diagram for determining a constructive angle of attack of a wing profile, with profiles along the secant planes aa and bb.

Экраноплан включает шайбы-поплавки 1, которые соединены между собой несущим крылом 2. На крыле 2 в средней части по его размаху размещена надстройка 3 в виде сигарообразного тела. В кормовой оконечности крыло 2 снабжено закрылками 4, а на надстройке 3 установлен руль 5. The ekranoplan includes washer-floats 1, which are interconnected by the supporting wing 2. On the wing 2 in the middle part along its span there is a superstructure 3 in the form of a cigar-shaped body. In the aft end, wing 2 is equipped with flaps 4, and on the superstructure 3 the steering wheel 5 is installed.

В носовой оконечности каждого шайбы-поплавка 1 закреплено подъемно-опускное крыло 6, а на днище кормовой оконечности каждого шайбы-поплавка 1 шарнирно закреплены по кромке поворотные стенки 7. Привод стенок 7 обеспечивается гидроцилиндрами 8. In the nasal tip of each washer-float 1, a lifting and lowering wing 6 is fixed, and on the bottom of the aft end of each washer-float 1 pivot walls 7 are pivotally fixed along the edge. The drive of the walls 7 is provided by hydraulic cylinders 8.

Одной из отличительных особенностей экраноплана является оборудование его суперактивирующими частично погруженными гребными винтами 9, расположенными за кормовыми кромками относительно стенок 7. Валопровод, соединяющий винт 9 с двигателем привода ( условно не показан), удерживается кронштейном 10, жестко закрепленным на днище шайбы-поплавка 1. Последний представляет собой хорошо обтекаемый корпус, у которого килеватое в носовой части днище переходит в плоское в корме, на участке закрепления стенок 7. One of the distinctive features of the ekranoplane is the equipment with its partially activated partially inserted propellers 9, located behind the aft edges relative to the walls 7. The shaft line connecting the screw 9 to the drive motor (not shown conditionally) is held by a bracket 10, which is rigidly fixed to the bottom of the washer-float 1. The latter is a well streamlined body, in which the keeled in the bow bottom goes flat in the stern, at the site of fixing the walls 7.

В эксплуатационных условиях пропульсивный комплекс экраноплана будет работать в расчетном режиме (ход с полной скоростью) и на переходных (разгон). При этом, наряду с изменением частоты вращения винтов 9 с помощью поворотных стенок 7 регулируется величина их погружения в воду. Under operating conditions, the propulsion system of the ekranoplan will operate in the design mode (full speed stroke) and in transition modes (acceleration). At the same time, along with a change in the rotational speed of the screws 9, the value of their immersion in water is regulated by means of the rotary walls 7.

В процессе разгона экраноплана поворотные стенки 7 с помощью гидроцилиндров 8 прижимаются к днищу шайб-поплавков 1, при этом винты 9 работают с полным погружением в воду. Полное погружение винтов 9 в воду в процессе разгона экраноплана позволяет увеличить силу развиваемого упора. In the process of accelerating the ekranoplan, the rotary walls 7 are pressed against the bottom of the washers-floats 1 using hydraulic cylinders 8, while the screws 9 work with complete immersion in water. The complete immersion of the screws 9 in water during the acceleration of the ekranoplan allows you to increase the strength of the developed emphasis.

После выхода экраноплана на "загорбовой "режим движения поворотные стенки 7 с помощью гидроцилиндров 8 отводятся от днища шайб-поплавков 1, образуя постепенно увеличивающийся редан. При приближении к полной скорости хода поворотные стенки 7 устанавливаются в положение, которому соответствует расчетное погружение винтов 9, т.е. положение когда ступица винта лишь касается свободный поверхности воды. After the ekranoplan enters the "hump" mode of movement, the rotary walls 7 are diverted from the bottom of the washers-floats 1 using hydraulic cylinders 8, forming a gradually increasing redan. When approaching the full speed, the rotary walls 7 are set to the position corresponding to the calculated immersion of the screws 9, i.e. position when the hub of the screw only touches the free surface of the water.

В режиме полного хода экраноплана поворотные стенки 7, глиссируя по поверхности воды, также будут создавать подъемную силу и стабилизировать посадку экраноплана. Для уменьшения силы трения поворотных стенок 7 о воду несложно обеспечить их "воздушную смазку". In the full speed mode of the winged wing, the rotary walls 7, gliding along the surface of the water, will also create lift and stabilize the landing of the winged wing. To reduce the frictional force of the rotary walls 7 on the water, it is easy to provide their "air lubrication".

Способность экраноплана подходить к необорудованному берегу имеет важное значение, особенно в речных условиях. Подходу к необорудованному берегу предлагаемого экраноплана предшествует поворот подводных крыльев из нижнего (рабочего) в верхнее (нерабочее) положение. После отхода экраноплана от берега подводные крылья опускаются. Последние также поднимаются при прохождении экранопланом мелководных участков в водоизмещающем положении и при подъеме его на слип для ремонта или осмотра. The ability of an ekranoplan to approach an unequipped shore is important, especially in river conditions. The approach to the non-equipped shore of the proposed ekranoplan is preceded by a rotation of the hydrofoils from the lower (working) to upper (non-working) position. After the ekranoplan leaves the coast, hydrofoils are lowered. The latter also rise when the ekranoplane passes shallow areas in a displacement position and when lifting it onto a slip for repair or inspection.

Claims (1)

Экраноплан типа "летающее крыло", содержащее гребные винты и концевые шайбы-поплавки, установленные на крыле, кормовая кромка которого расположена перпендикулярно к диаметральной плоскости экраноплана, отличающийся тем, что на днище кормовой оконечности каждого из концевых шайб-поплавков шарнирно закреплены поворотные стенки, образующие поперечный редан, между которыми размещен вал привода гребного винта, расположенного за кормовыми кромками поворотных стенок, и выполненного суперкавитирующим с частичным погружением, при этом угол между хордой профиля крыла и основной плоскостью экраноплана увеличивается в направлении от концевых шайб-поплавков к диаметральной плоскости экраноплана, который снабжен подъемно-опускными подводными крыльями, установленными в носовой части каждого из поплавков. An ekranoplan of the “flying wing” type containing propellers and end washers-floats mounted on the wing, the aft edge of which is perpendicular to the diametrical plane of the ekranoplane, characterized in that on the bottom of the aft end of each of the end washers-floats pivoting walls are fixed that form a transverse edan, between which there is a propeller drive shaft located behind the aft edges of the rotary walls, and made super-cavitating with partial immersion, while the angle m Between the chordal profile of the wing and the main plane of the winged wing increases in the direction from the end washers-floats to the diametrical plane of the winged wing, which is equipped with lifting and lowering hydrofoils installed in the bow of each of the floats.

Images