Проект лёгкого экраноплана типа а с массой коммерческой нагрузки до 1300 кг Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Амплитов Павел Андреевич

В статье рассмотрен проект экраноплана . Дано обоснование выбора размерности, скорости и дальности полёта. Приведены некоторые расчётные аэродинамические характеристики, приведены результаты экономического расчёта.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Амплитов Павел Андреевич

Текст научной работы на тему «Проект лёгкого экраноплана типа а с массой коммерческой нагрузки до 1300 кг»

20. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Использование нейронной сети в управлении производственными активами предприятия // Путь науки. - 2015. - № 9. - с. 58-62.

21. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Нейросетевой метод оценки потенциала развития хозяйственных систем // Социально-экономические и правовые основы развития экономики: коллективная монография. - Уфа: Аэтерна. - 2016. - с. 52-77.

22. Сазыкина О. В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Организация нейросетевого прогнозирования хозяйственной деятельности предприятия // Наука, образование, общество: тенденции и перспективы: сборник научных трудов международной научно-практической конференции. Часть III. - М.: «АР-Консалт». - 2014. - с. 95-97.

23. Черкасова Н.И. Анализ состояния сельских электрических сетей 10 кВ в свете мониторинга отказов // Ползуновский вестник. - 2012. - № 4. - с. 49-54.

© Александров Н.В., 2016

Амплитов Павел Андреевич

канд. техн. наук «КнААЗ им. Ю.А.Гагарина» г.Комсомольск-на-Амуру, РФ E-mail: ampula@rambler.ru

ПРОЕКТ ЛЁГКОГО ЭКРАНОПЛАНА ТИПА А С МАССОЙ КОММЕРЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДО 1300 КГ

В статье рассмотрен проект экраноплана. Дано обоснование выбора размерности, скорости и дальности полёта. Приведены некоторые расчётные аэродинамические характеристики, приведены результаты экономического расчёта.

Рассмотрим вопрос формирования облика малого экраноплана типа А для внутренних линий.

Опыт эксплуатации скоростных судов аналогичного класса («Ракета», «Метеор», «Комета», «Восход» и др.) показывает, что пассажировместимость не должна превышать 30-40 человек. Таким образом, они смогут быть интегрированные в транспортную систему по типу автопарков. Продолжая аналогию с автомобильным транспортом, который за многие годы наладил четкую систему регулярных грузовых и пассажирских перевозок, можно выделить несколько типоразмеров экранопланов:

• экраноплан-такси - 4^6 пассажиров;

• микроавтобус - 8^12 пассажиров;

• экспресс - 20^30 пассажиров.

Наиболее универсальным будет аппарат вместимостью 12 человек или 1300 кг коммерческой нагрузки.

Крупные населенные пункты Дальнего Востока расположены по берегам рек (в основном, Амур и его притоки) и на побережьях морей. Среднее расстояние между ними составляет 400^1000 км по прямой. Так как экраноплан предполагается использоваться над водной поверхностью, то дальность необходимо рассчитывать именно вдоль рек и побережья.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 ISSN 2410-700Х_

Анализ протяженности участков рек и побережья Хабаровского края показывает, что потребная дальность дневного перехода составляет 2000^2500 км. Автономность, с учетом климатических особенностей, должна составлять 3^5 суток. Таким образом, экраноплан сможет, работая на максимальную дальность, совершать промежуточные остановки для принятия пассажиров (грузов) в небольших поселках.

В таких населенных пунктах изначально отсутствует инфраструктура, поэтому необходимым условием создания такого экраноплана является возможность швартовки на необорудованный берег.

По Правилам классификации и постройки малых экранопланов типа А, экраноплан должен эксплуатироваться только в светлое время суток. Продолжительность светового дня меняется от 7 до 17,5 часов. В навигационный период изменение составляет от 11 до 17,5 часов. Таким образом, средняя путевая скорость должна составлять 180^230 км/ч.

Оптимальным решением по выбору аэродинамической компоновки экраноплана является схема с сочлененным крылом, модернизированная до триплана (см. рис. 1), то есть все несущие поверхности (центроплан, консоли, заднее крыло) участвуют в создании положительной подъемной силы. Достоинствами схемы являются: компактность, устойчивость без применения системы автоматического управления, жесткая привязка к экрану без использования поддува, высокое качество на крейсерских режимах полета.

Гидродинамическая схема экраноплана - катамаран. Поплавки переходят в хвостовые балки, на которых установлены кили. Двигатель устанавливается на пилоне, расположенном на фюзеляже между килями. Применение перспективного бесшатунного двигателя ДС-300Ф [1] мощностью 600 л.с. позволит получить уникальные летно-технические и экономические данные. Выбор двигателя обусловлен значительной (-0,5) потребной степенью дросселирования двигателя на крейсерском режиме относительно взлётного.

Рисунок 1. Аэродинамическая компоновка

Проект экраноплана выполнен с учетом требований, изложенных в «Правилах классификации и постройки малых экранопланов типа А» [2], выпущенных Российским морским регистром судоходства. В

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 ISSN 2410-700Х_

этих «Правилах» большое внимание уделяется комфорту и безопасности пассажиров, поэтому предлагаемый экраноплан имеет просторную пассажирскую кабину. Вынос винтомоторной группы в хвостовую часть позволяет снизить шум и вибрации в кабине, а также увеличить пожарную безопасность (см. рис. 2).

На экраноплане имеются три основных выхода: один в носовой части и два по бокам фюзеляжа. Они позволяют безопасно производить погрузку-выгрузку, а также эвакуацию при аварии.

Рисунок 2. Компоновка пассажирской кабины экраноппана

Наличие трех выходов в сочетании со складывающимися консолями позволяет швартоваться к существующим причальным сооружениям бортом, а также проводить погрузку-выгрузку с берега. Для маневрирования у берега применяется реверс винта.

К определению технико-экономических характеристик

На основании работ Эшилла, Суржика В.В. и др. в работе [3] был синтезирован алгоритм определения аэродинамических и моментных характеристик крыла в близи экрана. Алгоритм учитывает сложное влияние близости подстилающей поверхности через коэффициент снижения индуктивного сопротивления и коэффициент ослабления действия экранного эффекта при переходе от профиля к крылу. Также в работе [3] описан способ приведения характеристик системы из нескольких несущих поверхностей к характеристикам базового крыла. Результаты расчёта в виде графиков представлены на рис. 3-5.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-2/2016 ISSN 2410-700Х_

Наиболее подходят для крейсерского полёта относительные высоты 0,3. 0,5 хорды базового крыла, так как в этом диапазоне аэродинамические характеристики меняются не так резко, как в остальных диапазонах. Поэтому зависимость потребных мощностей будем строить для этого диапазона относительных высот, плюс кривую потребных мощностей для неограниченного потока.