Введение к работе
Актуальность темы. Вопрос о применении воздушной подушки в качестве стартово-подъемного устройства летательного аппарата возникает в связи с появлением новой концепции в разработке коммерческих проектов новых транспортных средств больших типо-размеров и грузоподъ-емностей и, в. частности, экранопланов. При разработке таких аппаратов актуальным является вопрос оптимизации взлетно - посадочного комплекса, решение которого направлено на снижение затрат мощности при отрыве аппарата от опорной поверхности.
Классические экранопланы ( схемы Р. Е. Алексеева : " Орленок ", "'Лунь", "КМ") имеют такие же особенности, как глиссирующие катера и суда на подводных крыльях. До достижения скорости скольжения наблюдается сильное увеличение сопротивления, обусловленное сравнительно высокой плотностью воды, а также волнами. Это явление вызывает значительный рост потребной мощности. После прохождения пика сопротивления, общее сопротивление движению судна резко снижается.
Аппараты на воздушной подушке имеют сопротивление движению, определяемое в основном сопротивлением воздуха. Безусловно, в этом случае, еще необходимо затратить мощность на создание воздушной подушки. При этом с увеличением высоты парения над экраном и ростом скорости потребная мощность аппарата на воздушной подушке резко увеличивается.
Экранопланы новой концепции, разработкой которых занимаются сегодня многие фирмы, должны объединить преимущества классического экраноплана и аппарата на воздушной подушке.
При помощи статической воздушной подушки аппарат приподнимается и затем парит над поверхностью. Затем в движении статическая воздушная подушка заменяется динамической. При достижении скорости свободного экранного полета необходимость в дополнительной воздушной подушке отпадает и она может быть отключена. В результате такого сочетания практически теряется зависимость потребной мощности аппарата от сопротивления воды в момент старта, от высоты волны и т.п.
Таким образом, при оптимальном сочетании воздушной подушки и всех необходимых аэродинамических вспомогательных устройств, (типа закрылков) можно ожидать наименьших затрат мощности на осуществление старта аппарата и выхода "на крыло" по сравнению с другими концепциями.
В связи с вышеизложенным, представляет интерес поиск новых схем создания воздушной подушки, позволяющих на получение той же подъемной силы снизить затраты мощности по сравнению с известными схемами.
Исследования, представляемые в данной работе, направлены на разработку и изучение новых схем создания воздушной подушки как стартово-подъемного устройства летательного аппарата.
!
Работа выполнялась в рамках Межвузовской научно - техническоі программы "Научно - техническое обеспечение создания и развития транс портных средств России типа экранопланов".
Цель работы:
разработка1 новых схем создания воздушной подушки, позволяющих спи зить затраты мощности при взлете и посадке аппарата:
разработка; на основе экспериментальных данных, методик расчета ос новных параметров предлагаемых схем создания воздушной подушки;
разработка рекомендаций для подбора и реализации оптимальной схемь создания воздушной подушки.
Научная новизна. Разработан^ две новые схемы создания воздушное подушки: комбинированная схема и схема с перепуском воздуха.
Предложена физическая модель, отражающая картину взаимодействия дополнительного воздуха наддува комбинированной схемы со струйной завесой. На основе физической модели предложена методика расчета комбинированной схемы создания воздушной подушки, а также даны рекомендации по оптимизации данной схемы с точки зрения затрат мощности.
Предложена физическая модель и разработана методика расчета основных параметров схемы создания воздушной подушки с перепуском воздуха.
Практическая ценность. Практическую ценность данной работы представляют рекомендации по применению двух новых разработанных и исследованных схем формирования воздушной подушки. Так же практическую ценность представляют полученные аналитические зависимости и созданные на основе экспериментальных данных методики расчета, позволяющие определить основные параметры комбинированной схемы и схемы создания воздушной подушки с перепуском воздуха. Практическую ценность представляют рекомендации, позволяющие провести оптимизацию комбинированной схемы создания воздушной подушки с точки зрения затрат мощности.
Реализация в промышленности. Результаты экспериментальных исследований, выполненных в рамках настоящей работы, были использованы Нижегородской фирмой "Амфикон" при проектировании транспортных средств типа наземно - воздушных амфибий.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2-х итоговых научно-технических конференциях, проводимых КГТУ им. А.Н.Туполева (1993-1996), на 2-х Международных конференциях "Экраноплан - 94" и "Экраноплан-96", а также на VIII научно - техническом семинаре в КВАКНУ им. М.Н.Чистякова, Казань, 1996 г.
Публикации. По результатам работы опубликована одна статья в научно-техническом журнале и тезисы 5-й докладов на научно-технических конференциях. По теме диссертации получено 3 Патента РФ на предложенные схемы создания воздушной подушки.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений и списка используемой литературы. Работа изложе-
на на -159страницах машинописного текста, содержит оу рисунков, // таблиц.
Похожие диссертации на Исследование различных схем формирования воздушной подушки применительно к стартово-подъемным устройствам летательных аппаратов с газотурбинной силовой установкой
