Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой
Полезная модель относится к транспортным средствам, способным двигаться по воде, земле и воздуху на воздушной подушке в режимах аэростатической и аэродинамической поддержки, а также в режиме комбинированной поддержки, использующим подъемные силы как статической, так и динамической воздушных подушек. Технический результат предлагаемой полезной модели обеспечение грузопассажирских перевозок по воде, земле и воздуху на воздушной подушке в крейсерских режимах аэростатической, комбинированной к аэродинамической поддержки. Для достижения указанного технического результата предлагается транспортное средство, содержащие фюзеляж, крыло, оперение, маршевые двигатели, нагнетатели воздуха и ограждение воздушной подушки. Последнее образовано под фюзеляжем и крылом симметричными боковыми скегами, передними и задними приводными подвижными элементами. Пространство воздушной подушки соединено с нагнетателями воздуха и разделено на секции с возможностью регулирования в них давления. Для последовательной реализации крейсерских режимов с аэростатической, комбинированной и аэродинамической поддержкой контуры крыла и ограждения воздушной подушки в плане выполнены в форме симметричных относительно главной плоскости равнобедренных пятиугольников с прямыми углами в основании и углами 95°-105° при средней вершине. Фюзеляж, крыло и ограждение удовлетворяют следующим геометрическим связям: Средние вершины пятиугольных контуров крыла и ограждения воздушной подушки в плане совпадают с носовой оконечностью фюзеляжа. Пятиугольный контур крыла вписан в окружность с диаметром равным длине фюзеляжа. Пятиугольный контур ограждения совпадает с пятиугольным контуром крыла по части основания и части сторон при средней вершине на ширине равной 0,9-1,1 длины крыла. Данное соотношение было получено расчетным путем и предварительными экспериментами. Для улучшения аэродинамических свойств, в частном случае, один угол пятиугольного контура крыла может быть округлен аэродинамическим обводом. 1 нез., 1 зав. п.ф., 4 ил.
Полезная модель относится к транспортным средствам, способным двигаться по воде, земле и воздуху на воздушной подушке в режимах аэростатической и аэродинамической поддержки, а также в режиме комбинированной поддержки, использующим подъемные силы как статической, так и динамической воздушных подушек.
Известен комбинированный экраноплан (см. GROUND EFFECT VEHICLE. Патент EP 1247712. МПК B60V 1/08, B60V 3/08, B60V 1/22. Опубликован 09.10. 2002.), который содержит: фюзеляж, крыло, Т-образное оперение, маршевый двигатель, нагнетатели воздуха и ограждение воздушной подушки. Последнее образовано под фюзеляжем симметричными боковыми скегами, передним и задним приводными подвижными элементами. Пространство воздушной подушки соединено с нагнетателями воздуха.
Экраноплан взлетает и садится на статической воздушной подушке, которая при выдвинутых подвижных элементах ограждения образуется воздухом, подаваемым нагнетателями. С увеличением тяги маршевых двигателей между экранопланом и опорной поверхностью формируется динамическая воздушная подушка. При достижении достаточной подъемной силы подвижные элементы убираются, нагнетатели отключаются и экраноплан переходит в крейсерский режим с аэродинамической поддержкой. С уменьшением тяги маршевых двигателей, скорость и высота полета снижаются, подвижные элементы выдвигаются, включаются нагнетатели, в ограждении формируется статическая воздушная подушка и экраноплан переводится в посадочный режим с аэростатической поддержкой.
Экраноплан не приспособлен для крейсерских режимов с аэростатической и комбинированной поддержкой. Его статическая воздушная подушка используется только в качестве взлетно-посадочного устройства.
Наиболее близок к предлагаемой полезной модели летательный аппарат с шасси на воздушной подушке (см. ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ШАССИ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ. Патент RU 2066644. МПК B60V 1/08. Опубликован 20.09.1996), который содержит фюзеляж, крыло, оперение, маршевые двигатели, нагнетатели воздуха и ограждение воздушной подушки. Последнее образовано под фюзеляжем и крылом симметричными боковыми скегами, передними и задними приводными подвижными элементами. Пространство воздушной подушки соединено с нагнетателями воздуха и разделено центральным скегом на две секции с возможностью регулирования в них давления. Отношение ширины ограждения воздушной подушки к его длине ограничено пределами 1,5-3,0.
Летательный аппарат обладает хорошими взлетно-посадочными и маневровыми свойствами, но, как и аналог, не приспособлен для крейсерских режимов с аэростатической и комбинированной поддержкой.
Технический результат предлагаемой полезной модели обеспечение грузопассажирских перевозок по воде, земле и воздуху на воздушной подушке в крейсерских режимах аэростатической, комбинированной и аэродинамической поддержки.
Предложенное транспортное средство расширяет арсенал транспортных средств на воздушной подушке.
Для достижения указанного технического результата предлагается транспортное средство, содержащие фюзеляж, крыло, оперение, маршевые двигатели, нагнетатели воздуха и ограждение воздушной подушки. Последнее образовано под фюзеляжем и крылом симметричными боковыми скегами, передними и задними приводными подвижными элементами. Пространство воздушной подушки соединено с нагнетателями воздуха и разделено на секции с возможностью регулирования в них давления. Для последовательной реализации крейсерских режимов с аэростатической, комбинированной и аэродинамической поддержкой контуры крыла и ограждения воздушной подушки в плане выполнены в форме симметричных относительно главной плоскости равнобедренных пятиугольников с прямыми углами в основании и углами 95°-105° при средней вершине. Фюзеляж, крыло и ограждение удовлетворяют следующим геометрическим связям:
Средние вершины пятиугольных контуров крыла и ограждения воздушной подушки в плане совпадают с носовой оконечностью фюзеляжа.
Пятиугольный контур крыла вписан в окружность с диаметром равным длине фюзеляжа.
Пятиугольный контур ограждения совпадает с пятиугольным контуром крыла по части основания и части сторон при средней вершине на ширине равной 0,9-1,1 длины крыла. Данное соотношение было получено расчетным путем и предварительными экспериментами.
Для улучшения аэродинамических свойств, в частном случае, один угол пятиугольного контура крыла может быть округлен аэродинамическим обводом.
Указанные геометрические связи обеспечивают размещение равновеликой по длине и ширине пятиугольной воздушной подушки, которая позволяет реализовать на транспортном средстве на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой крейсерские режимы с аэростатической, комбинированной и аэродинамической поддержкой.
Эксплуатация транспортного средства на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой на крейсерском режиме с аэростатической и комбинированной поддержкой позволяет выполнять грузопассажирские перевозки по воде, земле и воздуху в сложных акваториях рек и труднодоступных районах.
На фиг. 1 представлен общий вид транспортного средства на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой, на фиг. 2 - его совмещенные виды с носа и кормы, на фиг. 3 - вид сверху (план) с пятиугольными контурами крыла и ограждения, на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2 с выдвинутыми и убранными приводными подвижными элементами.
На фигурах и далее в тексте использованы следующие обозначения:
D - длина фюзеляжа и диаметр окружности, в которую вписан пятиугольный контур крыла.
L - длина крыла и ограждения воздушной подушки.
B - ширина ограждения воздушной подушки.
ДП - диаметральная плоскость.
ОП - основная плоскость.
Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой содержит фюзеляж 1, крыло 2, оперение 3, маршевые двигатели 4, нагнетатели воздуха 5 и ограждение воздушной подушки, которое образовано под фюзеляжем и крылом симметричными боковыми скегами 6, передними 7 и задними 8 приводными подвижными элементами. Пространство воздушной подушки соединено с нагнетателями воздуха и разделено центральным скегом 9 на секции с возможностью регулирования в них давления. Для последовательной реализации крейсерских режимов с аэростатической, комбинированной и аэродинамической поддержкой контуры крыла и ограждения воздушной подушки в плане выполнены в форме симметричных относительно диаметральной плоскости равнобедренных пятиугольников с прямыми углами в основании и углами 95°-105° при средней вершине.
Фюзеляж, крыло и ограждение удовлетворяют следующим геометрическим связям. Средние вершины пятиугольных контуров крыла и ограждения воздушной подушки в плане совпадают с носовой оконечностью фюзеляжа. Пятиугольный контур 10 крыла 2 вписан в окружность с диаметром D равным длине фюзеляжа. Пятиугольный контур 11 ограждения совпадает с пятиугольным контуром 10 крыла по части основания и части сторон средней вершины на ширине B, равной длине крыла L. Носовая оконечность фюзеляжа и угол при средней вершине пятиугольного контура крыла в плане округлены аэродинамическим обводом 12.
Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой перемещается следующим образом.
Нагнетатели 5 подают воздух в ограждение воздушной подушки, образованное под фюзеляжем 1 и крылом 2, симметричными боковыми скегами 6, и выдвинутыми передними 7 и задними 8 приводными подвижными элементами, см. фиг. 4. В ограждении формируется статическая воздушная подушка, которая поднимает транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой над опорной поверхностью. Маршевые двигатели 4 переводятся в режим тяги и транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой начинает движение в крейсерском режиме с аэростатической поддержкой. Режим применяется для маневров и движения с умеренной скоростью над гладкой опорной поверхностью по извилистым маршрутам.
С увеличением тяги маршевых двигателей и скорости движения под фюзеляжем, крылом и оперением формируется динамическая воздушная подушка. Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой переходит в комбинированный крейсерский режим, использующий подъемные силы как статической, так и динамической воздушных подушек. Режим используется в акваториях больших рек и водоемов с хорошим фарватером при доставке тяжелых грузов, а также когда режим с аэродинамической поддержкой не может быть использован по условиям ограничения движения с полетными скоростями.
При дальнейшем увеличении скорости движения, когда подъемная сила аэродинамической поддержки достаточна для поддержания транспортного средства на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой без воздушной подушки, приводные подвижные элементы 7, 8 убираются, нагнетатели 5 отключаются, статическая воздушная подушка трансформируется в динамическую воздушную подушку и транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой переходит в крейсерский режим с аэродинамической поддержкой. Режим применяется для ускоренных грузопассажирских перевозок.
С уменьшением тяги маршевых двигателей подъемная сила динамической воздушной подушки уменьшается, транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой снижается, нагнетатели 5 включаются, приводные подвижные элементы 7, 8 выдвигаются. При достаточном снижении в ограждении формируется статическая воздушная подушка, которая поддерживает транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой над опорной поверхностью. Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой переходит в экономичный крейсерский режим с аэростатической поддержкой.
Промышленная применимость предлагаемой полезной модели подтверждена модельными испытаниями. Опытный образец строится в условиях судостроительного предприятия.
1. Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой, содержащее фюзеляж, крыло, оперение, маршевые двигатели, нагнетатели воздуха и ограждение воздушной подушки, которое образуется под фюзеляжем и крылом симметричными боковыми скегами, передними и задними приводными подвижными элементами, пространство воздушной подушки соединено с нагнетателями воздуха и разделено на секции с возможностью регулирования в них давления, отличающееся тем, что контуры крыла и ограждения воздушной подушки в плане выполнены в форме симметричных относительно главной плоскости равнобедренных пятиугольников с прямыми углами в основании и углами 95-105° при средней вершине, а фюзеляж, крыло и ограждение удовлетворяют следующим геометрическим связям:
средние вершины пятиугольных контуров крыла и ограждения воздушной подушки в плане совпадают с носовой оконечностью фюзеляжа,
пятиугольный контур крыла вписан в окружность с диаметром, равным длине фюзеляжа,
пятиугольный контур ограждения совпадает с пятиугольным контуром крыла по части основания и части сторон при средней вершине на ширине, равной 0,9-1,1 длины крыла.
2. Транспортное средство на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один угол пятиугольного контура крыла округлен аэродинамическим обводом.