Результат интеллектуальной деятельности: Транспортный самолёт

Изобретение относится к области авиации и может найти применение в качестве воздушного транспортного средства.

Известен самолет с крылом повышенной подъемной силы, содержащий фюзеляж, правую и левую консоли крыла, реактивные двигатели, вертикальный и горизонтальные стабилизаторы с рулями направления и высоты, посадочное шасси с передним опорным колесом, механизмы управления. На верхних поверхностях консолей крыла аэродинамического профиля и горизонтальных стабилизаторах закреплены продольные профилированные ребра, образующие цепочки чередующихся между собой продольных узких и широких каналов, размещенных симметрично друг другу. Выход каждого узкого канала соединен с входом широкого канала, а выход каждого широкого канала соединен с входом узкого канала. Продольные оси каждой цепочки каналов параллельны хорде консоли крыла или горизонтального стабилизатора. Площадь дна и поперечное сечение каждого широкого канала в несколько раз больше площади дна и поперечного сечения каждого узкого канала. (Патент РФ №2385259).

Недостатком известного самолета является недостаточное увеличение подъемной силы консолей крыла и увеличение их веса.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией консолей крыла.

Известен транспортный самолет, содержащий фюзеляж с пилотским и грузопассажирским отделениями, реактивный двигатель, консоли крыла, хвостовое оперение, посадочное шасси, механизмы управления. К сторонам фюзеляжа прикреплено по две консоли крыла, каждая из которых трапецевидная в плане имеет гладкую поверхность, а в верхней части - волновую поверхность, представляющую собой ряд чередующихся гребней и впадин. Каждый из гребней представляет собой часть консоли крыла, выполненную в форме половины разрезанного вдоль цилиндрического тела, заостренного спереди и сзади и повернутого сферической поверхностью вверх. Каждая впадина представляет собой половину пустотелого, разрезанного вдоль цилиндра. Продольные оси гребней и впадин параллельны хорде консоли крыла, а по длине равно или меньше на ширину закрылков. Верхняя и нижняя консоли крыла соединены между собой законцовками и расположены под углом друг к другу.

(Патент РФ №2305651).

Недостатками известного самолета являются недостаточная подъемная сила консолей крыла, значительный вес и значительное сопротивление.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией консолей крыла.

Известен самолет с несущим корпусом, содержащий фюзеляж с пилотским и грузопассажирским отделениями, в хвостовой части которого установлены вертикальный и горизонтальные стабилизаторы с рулями направления и высоты. Внутри фюзеляжа расположен маршевый реактивный двигатель, посадочное шасси с передним опорным колесом. Фюзеляж выполнен в форме корпуса прямоугольного сечения, спереди и сзади переходящий в обтекаемые аэродинамические формы. На нижней площадке корпуса, представляющего собой прямоугольную платформу, выполнены глухие, открывающиеся вниз каналы. Каналы выполнены с наклоном в сторону хвостовой части. Дно каждого из каналов параллельно продольной оси фюзеляжа. Спереди фюзеляжа установлены дополнительно два горизонтальных стабилизатора. На всех горизонтальных стабилизаторах установлены закрылки и элероны. Закрылки соединены с гидромеханизмами привода, а элероны посредством гидромеханического привода соединены с пультом управления самолетом. (Патент РФ №2168446).

Известный самолет по патенту РФ №2168446, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.

Недостатки самолета, принятого за прототип, те же.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией самолета.

Задачей настоящего изобретения повышение технических характеристик транспортного самолета.

Технический результат обеспечивается тем, что в транспортном самолете, содержащем фюзеляж, правую и левую консоли крыла, реактивные двигатели, вертикальный и горизонтальные стабилизаторы с рулями направления и высоты, посадочное шасси с передним опорным колесом, механизмы управления, согласно изобретению каждая консоль крыла выполнена в форме нескольких продольных кессонов, соединенных между собой в поперечном направлении, изолированных пневматически друг от друга боковыми перегородками, переходящими в продольные гребни, одинаковые по конструкции, каждый из которых содержит переднюю стенку, наклоненную в сторону передней части самолета и соединенную в верхней части с горизонтальной поверхностью, образующими между собой острый угол, верхнюю сферическую стенку, выполненную в форме части гиперболы, понижающейся в сторону задней части самолета причем между началом гиперболической поверхности и задним концом верхней горизонтальной поверхностью выполнено наклонное окно, закрываемое верхней крышкой, установленной с возможностью открытия вверх, кроме того на нижней части кессона выполнен воздухозаборник, начинающийся от нижнего конца передней стенки и оканчивающийся в конце гиперболической поверхности воздухозаборным щитком, размещенным горизонтально, закрывающим часть входного отверстия воздухозаборника и установленным с возможностью отклонения вниз, причем все нижние воздухозаборные щитки всех кессонов одной консоли соединены между собой одним валом и связаны кинематически с механизмом регулирования подъемной силы, аналогично и для другой консоли, кроме того все верхние крышки всех кессонов одной консоли соединены между собой общим валом, кинематически связаны с механизмом управления пограничным слоем на гиперболических поверхностях кессонов консоли, аналогично и для другой консоли крыла, кроме того на оконечностях консолей крыла выполнены горизонтальные стабилизаторы с рулями и элеронами для управления поворотом фюзеляжа вокруг продольной оси, причем угол атаки консолей крыла 5-8 градусов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фигуре 1 изображен общий вид транспортного самолета;

на фигуре 2 - вид на транспортный самолет спереди;

на фигуре 3 - вид на транспортный самолет сверху;

на фигуре 4 - вид на транспортный самолет снизу;

на фигуре 5 - вид на левую консоль крыла спереди;

на фигуре 6 - вид на левую консоль крыла сверху;

на фигуре 7 - вид на левую консоль крыла снизу;

на фигуре 8 - вид на консоль крыла сбоку в разрезе;

на фигуре 9 - схема создания подъемной силы на консоле крыла.

Транспортный самолет содержит фюзеляж 1, правую 2 и левую 3 консоли крыла, реактивные двигатели 4 и 5, установленные в задней части фюзеляжа на пилонах, вертикальный 6 и горизонтальные 7 и 8 стабилизаторы с рулями направления 9 и высоты 10, посадочное шасси 11 с передним опорным колесом 12, механизмы управления. Каждая консоль 2, 3 крыла выполнена в форме нескольких продольных кессонов 13, изолированных пневматически друг от друга боковыми перегородками 14, переходящих снаружи в продольные гребни 15, одинаковые по конструкции. Каждый кессон 13 содержит переднюю стенку 16, наклоненную в сторону передней части самолета и соединенную в верхней части с горизонтальной поверхностью 17, образующими между собой острый угол, верхнюю сферическую стенку 18, выполненную в форме части гиперболы, понижающейся в сторону задней части самолета. (О гиперболе см. И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, т. 2, М., "Наука ", гл. редакция физико-математической литературы, 1979, с. 122, №1023, кривая р-р). Между началом гиперболической поверхности 18 и задним концом верхней горизонтальной поверхности 17 выполнено наклонное окно, закрытое верхней крышкой 19, установленной с возможностью открытия вверх. На нижней части Кессона выполнен воздухозаборник 20, начинающийся от нижнего конца передней стенки 16 и оканчивающийся в конце гиперболической поверхности 18 воздухозаборным щитком 21, размещенным горизонтально, закрывающим часть задней поверхности воздухозаборника 20 и установленного с возможностью отклонения вниз. Все воздухозаборные щитки 21 всех кессонов 13 правой 2 и левой 3 консолей крыла соединены между собой одним валом 22 и связаны кинематически с механизмом регулирующим подъемную силу несущих консолей крыла. Верхние крышки 19 всех кессонов 13 соединены между собой общим валом 23, кинематически связанным с механизмом управления пограничным слоем на гиперболических поверхностях консолей 2, 3 крыла. На оконечностях консолей 2 и 3 крыла выполнены горизонтальные стабилизаторы 24 и 25 с рулями 26 и 27 и элеронами для управления поворотом фюзеляжа 1 вокруг продольной оси. Угол атаки консолей 2 и 3 крыла 5-8 градусов.

Работа транспортного самолета.

При движении транспортного самолета со скоростью V в направлении, показанном стрелкой на фигуре 9, подъемная сила на консолях 2 и 3 возникает следующим образом. Воздушный поток, движущийся навстречу наклонной передней стенке 16 ударяет в нее с силой F и с силой F₁ отражается вниз, создавая реактивную силу Fp, направленную вверх, приложенную к верхней передней горизонтальной поверхности 17. Кроме того передняя верхняя поверхность 17 обтекается воздушным потоком (на фигуре 9 показано горизонтальными стрелками) и на ней возникает сила разрежения Fразр, направленная вверх. Так как консоли 2 и 3 крыла находятся под углом атаки, нижний воздухозаборный щиток 21 находится в горизонтальном положении, а верхний щиток 19 закрыт (фиг. 8), то воздушный поток поступает, как показано на фигуре 9 внутрь кессона и производит давление на внутренние стенки 17 и 18, с силой Fвн. Силы Fвн, действующие на указанные стенки, увеличивают подъемную силу, а сила Fвн, действующая изнутри на переднюю стенку 16 уравновешивается, так как сила F₁ больше. Воздушный поток, обтекающий наружную гиперболическую поверхность 18 создает силу разрежения F гип. Для повышения подъемной силы кессона 13 необходимо воздухозаборный щиток 21 отклонить вниз, а верхнюю крышку 19 повернуть вверх и открыть проход воздуха из кессона 13 наружу (фиг. 9) В результате увеличится количество воздуха, поступающего внутрь кессона 13, возрастет давление на внутренние стенки 17 и 18, увеличится подъемная сила. Кроме того воздух, поступающий внутрь кессона 13 в большом количестве, получит возможность выходить через окно в верхней части кессона 13 и дополнительно, в зависимости от величины открытия верхнего щитка 19, увеличивать скорость обтекания воздушным потоком гиперболической поверхности 18. При этом появится дополнительная подъемная сила Fщ Это может быть использовано при взлете и посадке, а также при полете на больших высотах, где воздух разрежен. Таким образом величина подъемной силы будет суммой всех подъемных сил, создаваемых всеми кессонами, которые работают одинаково. Fобщ=Fр+Fразр+Fгип+Fщ+Fвн. Работа всех кессонов одинакова. При необходимости сделать крен на правый или левый борт необходимо отклонять в соответствующую сторону закрылки 26 и 27.

Изобретение позволяет увеличить подъемную силу, повысить грузоподъемность самолета, увеличить высоту полета и повысить безопасность и повысить другие эксплуатационные характеристики.