الطائرات القائمة على الناقلات ذات المحرك المروحي رباعي المحركات (RF براءة اختراع رقم 2402459) TANTK im. بيرييفا ، 2009
الطائرات القائمة على الناقل تنتمي إلى البحرية طيران. مادة: تحتوي الطائرة القائمة على الناقل على جسم الطائرة ، وجناح مزود بوحدات تحكم قابلة للطي ، ووحدة ذيل ، ومحطة طاقة ، وهوائي رادوم مع برج متحرك ، وجهاز هبوط ، وخطاف هبوط. تتكون محطة الطاقة من أربعة محركات توربينية ، والتي تقع في مقدمة الجناح. توجد ميكنة الجناح والجنيحات في منطقة مراوح النفخ. تم تجهيز وحدات التحكم في الجناح بأطراف الجناح. التأثير: تقليل مسافة إقلاع الطائرة ، وزيادة سلامة وموثوقية الطائرة ، وزيادة مدة الرحلة.
يتعلق الاختراع الحالي بتكنولوجيا الطيران ، أي الطيران البحري ، وهو مخصص للاستخدام من طراد حاملة طائرات ثقيلة (TAKR) لحل المشكلات المختلفة في مسرح العمليات البحري (MTVD). يمكن تصنيع الطائرات القائمة على الناقل لمهام دورية الرادار بعيدة المدى والتوجيه (RLDN) والدفاع المضاد للغواصات (ASD) ومهام أخرى.
لضمان إقلاع الطائرات من سطح السفينة ، تم تجهيز جميع حاملات الطائرات في الولايات المتحدة ودول أخرى في العالم [1] بمقاليع الإطلاق. يعتمد الطيران المحلي القائم على الناقلات (PA) على حاملات الطائرات من نوع "Admiral Kuznetsov" [2] ، والتي لا تحتوي على مقلاع إطلاق ، وبالتالي ، فقط الطائرات ذات نسبة الدفع إلى الوزن العالية ، مثل المقاتلات والطائرات الهجومية ، يمكن أن تقلع من سطح مجهز بنقطة انطلاق. لا يزيد الحد الأقصى المتاح للمدرج على سطح السفينة TAKR عن 200 متر ، ومن الضروري توفير إقلاع وإقلاع عادي مع حدوث عطل في المحرك أثناء الإقلاع. لذلك ، لا تمتلك شركة TAKR طائرات PA لأغراض أخرى ، باستثناء ما ورد أعلاه وطائرات الهليكوبتر ، التي تؤدي جزئيًا مهام مختلفة.
تم اعتماد الطائرة المقاتلة Su-33 القائمة على الناقل [3] ، استنادًا إلى سطح السفينة وفي حظيرة حاملة الطائرات "Admiral Kuznetsova" ، كنظير. تحتوي الطائرة على جسم الطائرة ، وجناح مكسور ، ومحطة طاقة نفاثة ثنائية المحرك ، ووحدة ذيل ذات زعنفة ، وجهاز هبوط ، وخطاف هبوط. نظرًا لوجود نسبة دفع إلى وزن عالية ، فإنها تقلع من سطح السفينة القصير في TAKR دون استخدام المنجنيق المتسارع ، وحتى إذا فشل محرك واحد ، فيمكنه الاستمرار في الإقلاع.
عيوب هذه الطائرة هي الاستهلاك الكبير للوقود لمحطة الطاقة وعدم قدرة الطائرة على التحليق لفترة طويلة ، أو أداء مهام دورية أو القيام بعمليات مضادة للغواصات ، نظرًا لأن احتياطيات الوقود لديها محدودة ولا تسمح إلا بواحد أو طريقتان للهدف لتدميره. لا يمكن زيادة سعة الوقود بسبب الحجم المحدود لخزانات الوقود والقيود المفروضة على وزن إقلاع الطائرة.
وبالتالي ، لا توجد طائرة على سطح TAKR يمكن أن تحلق لفترة طويلة ، وتؤدي وظائف RLDN أو منظمة التحرير الفلسطينية.
الحل التقني الأقرب ، الذي تم اختياره كنموذج أولي ، هو الطائرة الحاملة RLDN USA "Hawkey" E-2D [4] ، والتي تحتوي على جسم الطائرة ، وجناح قابل للطي على سطح السفينة ، ووحدة ذيل 4 زعانف ، ومحطة طاقة محركان ، رادوم هوائي متحرك مع برج ، معدات هبوط وخطاف هبوط. يقع جناح الطائرة وميكنتها جزئيًا في منطقة نفخ المروحة. تقلع الطائرة من سطح السفينة المجهز بمنجنيق الإطلاق ، وفي البداية يتم ربط الطائرة بجهاز الهبوط الأمامي بالمنجنيق ، وعندما تدخل محركات التشغيل في وضع الإقلاع ، فإن المنجنيق يسرع الطائرة إلى سرعة الإقلاع ، والتي عندها حتى في حالة فشل أحد المحركات ، يمكن للطائرة الاستمرار في الطيران على محرك واحد.
لا يمكن للنموذج الأولي المحدد بدون مقلاع الإطلاق الإقلاع من سطح حاملة الطائرات.
إن إطلاق المقاليع هي أجهزة ضخمة ومكلفة ومعقدة تتطلب أداءً ثابتًا. حتى فشل واحد أثناء الإقلاع يؤدي إلى تحطم طائرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن TAKR العاملة في روسيا غير مجهزة بمثل هذه المقاليع ، ولا توجد حتى احتمالات لتجهيز مثل هذه المقاليع.
الهدف من الاختراع هو تقليل مسافة إقلاع الطائرة إلى 200 متر ، وضمان سلامة وموثوقية الطائرة ، وتجديد أسطول السلطة الفلسطينية بطائرة ذات استهلاك اقتصادي للوقود ، وقادرة على أداء مهام RLDN أو PLO لفترة طويلة والإقلاع من سطح مجهز بنقطة انطلاق بدون منجنيق انطلاق ، فقط على حساب دافعات الدفع.
يتم تحقيق النتيجة الفنية من خلال حقيقة أن الطائرة الحاملة مجهزة بأربعة محركات فعالة في استهلاك الوقود من نوع TVD ، وتقع على طول امتداد الجناح بطريقة تجعل الجناح وميكنته ، وكذلك الجنيحات ، في منطقة نفخ المروحة.
يتضح جوهر الاختراع من خلال وصف موجز والرسومات المصاحبة ، حيث:
الطائرات القائمة على الناقل المبينة في الرسومات (الشكل 1-3) هي طائرة أواكس. تم تصنيع الطائرة وفقًا لمخطط "الجناح العالي" مع وجود جناح شبه منحرف 1 في المخطط ، يتم تثبيت أطراف الجناح 2 في نهايته ، مما يزيد من الجودة الديناميكية الهوائية للطائرة ويساهم في زيادة مدة ومدى طيران ، يدور بزاوية صغيرة من المستوى العمودي ويزيد من استطالة فعالة دون زيادة ملحوظة في الامتداد. قبل الجناح 1 توجد محركات خارجية 3 وداخلي - 4 ، مثل TVD مع مراوح 5. محركات من هذا النوع اقتصادية للغاية من حيث استهلاك الوقود. خلف المحركات الداخلية ، تم تصنيع 4 هياكل 6 ، حيث يتم سحب العجلات 7 من الدعامات الرئيسية أثناء الطيران ؛ يتم سحب عجلات الأنف 8 داخل جسم الطائرة 9 ، قسم دائري. يسمح هذا الجزء من جسم الطائرة للهيكل بإدراك الأحمال من الضغط الزائد داخل المقصورة بشكل إيجابي عند الطيران على ارتفاعات عالية ، وهو أمر ضروري لزيادة نطاق الكشف عن الهدف. في الجزء العلوي من جسم الطائرة 9 ، يوجد ذيل أفقي 10 ، مزود بمصاعد 11 ، وفي نهايته تم تثبيت ذيل عمودي ثنائي العارضة 12 مع دفات من قسمين 13.
في الجزء العلوي من جسم الطائرة 9 على الصرح التلسكوبي 14 يوجد هدية 15 ، والتي تعمل على استيعاب المعدات المستهدفة. الجناح 1 ميكانيكي ويحتوي على اللوحات ذات الفتحات المزدوجة 16 ، والجنيح 17 ، والمكابح 18 والمفسدين 19. الكونسول 20 من الجناح 1 ، جنبًا إلى جنب مع الأطراف 2 ، الجنيحات 17 ، مصنوعة بشكل متحرك ودوراني ، من أجل تقليل أبعاد الطائرة عند إنزالها على مصعد من خلال فتحة محدودة الحجم إلى حظيرة TAKR ، وكذلك لتقليل المساحة المشغولة أثناء وجودها على سطح السفينة وفي الحظيرة. في الجزء السفلي من جسم الطائرة 9 ، يتم تثبيت خطاف دوار متحرك 21 ، مما يضمن التقاط كابل التشطيب عند هبوط الطائرة على سطح السفينة.
يوفر تركيب 4 محركات TVD من النوع 3,4 الموفرة للوقود للطائرة نسبة دفع إلى وزن متزايدة ، مما يؤثر بشكل مباشر على إقلاع الطائرة ، فضلاً عن إمكانية رحلة طويلة. ميكننة الجناح - يتم وضع الجنيحات 16 والجنيحات 17 في منطقة تدفق الهواء للمراوح 5 ، وبالتالي زيادة رفع الجناح (Su) ، مما يقلل بشكل كبير من تدفق الإقلاع. في حالة فشل أحد المحركات ، تفقد الطائرة ربع قوتها فقط ، لكن التناسق في تدفق هواء الجناح ينكسر ، مما يؤدي إلى ظهور قوى ولحظات غير متوازنة. للقضاء على عدم التناسق في رفع الجناح وتفادي اللحظات التي تنشأ في المسار والقنوات العرضية ، تم استخدام نظام موازنة أوتوماتيكي في الطائرة بسبب سرعة الجنيحات والدفة والمفسدين لتعطيل المصعد في قسم الجناح المتماثل إلى المحرك الفاشل. التأثير المتبقي لنفخ الجناح ، مع الأخذ في الاعتبار خسائر الموازنة ، هو حوالي 50٪ من تأثير نفخ الجناح دون تعطل المحرك. يسمح وضع الجنيحات 17 في منطقة تدفق الهواء للمراوح 5 ، أثناء إقلاع الطائرة ، في حالة فشل محرك واحد ، بالحفاظ على التحكم الجانبي للطائرة.
تضمن الميزات المميزة الملحوظة سلامة إقلاع الطائرة من سطح TAKR المجهز بنقطة انطلاق ، بالإضافة إلى زيادة التحكم الجانبي والاتجاهي للطائرة.
قبل إقلاع الطائرة من موقعها ، يتم تشغيل جميع محركات محطة الطاقة على سطح السفينة ، وسيارات الأجرة بالطائرة إلى وضع البداية مع طي الكونسول. ثم يتم ضبط وحدات التحكم وميكنة الجناح على موضع الإقلاع ، ويمكن للطائرة الإقلاع في وضع محرك "الإقلاع".
تم إجراء الحسابات الديناميكية الهوائية باستخدام أربعة محركات TVD ، أو بالأحرى باستخدام TV7-117ST. الحد الأقصى لوزن الإقلاع المسموح به للطائرة ، مع الأخذ في الاعتبار الإقلاع مع فشل محرك واحد أثناء الإقلاع ، هو 28 طنًا. وقت الدورية على ارتفاع مسافة 400 كيلومتر من TAKR لا يقل عن 7 ساعات. يسمح تشغيل المحركات في وضع الإقلاع ، في حالة تعطل أحد المحركات ، بمواصلة إقلاع الطائرة من سطح السفينة بطول مدرج في حدود 180-200 متر.
يتم التعبير عن الكفاءة الفنية والاقتصادية في زيادة كفاءة استخدام مجموعة حاملات الطائرات بقيادة TAKR في MTVD ، بسبب إضاءة المواقف الجوية والسطحية وتحت الماء ضمن دائرة نصف قطرها حوالي 1000 كيلومتر حول مجموعة حاملات الطائرات ، وكذلك كالقدرة على التحكم في طائرات السلطة الفلسطينية وصواريخ كروز وتوجيهها على الأهداف.
يمكن تنفيذ الاختراع المقترح وفقًا للتقنية الحالية من المواد المستخدمة في بناء الطائرات ، والمستوى الحالي لتطوير أجهزة تغذية الهوائي وإنتاج معدات الراديو.
يوضح الشكل 1 الإسقاط الأمامي للطائرة الحاملة ؛
يتعلق الاختراع الحالي بتكنولوجيا الطيران ، أي الطيران البحري ، وهو مخصص للاستخدام من طراد حاملة طائرات ثقيلة (TAKR) لحل المشكلات المختلفة في مسرح العمليات البحري (MTVD). يمكن تصنيع الطائرات القائمة على الناقل لمهام دورية الرادار بعيدة المدى والتوجيه (RLDN) والدفاع المضاد للغواصات (ASD) ومهام أخرى.
لضمان إقلاع الطائرات من سطح السفينة ، تم تجهيز جميع حاملات الطائرات في الولايات المتحدة ودول أخرى في العالم [1] بمقاليع الإطلاق. يعتمد الطيران المحلي القائم على الناقلات (PA) على حاملات الطائرات من نوع "Admiral Kuznetsov" [2] ، والتي لا تحتوي على مقلاع إطلاق ، وبالتالي ، فقط الطائرات ذات نسبة الدفع إلى الوزن العالية ، مثل المقاتلات والطائرات الهجومية ، يمكن أن تقلع من سطح مجهز بنقطة انطلاق. لا يزيد الحد الأقصى المتاح للمدرج على سطح السفينة TAKR عن 200 متر ، ومن الضروري توفير إقلاع وإقلاع عادي مع حدوث عطل في المحرك أثناء الإقلاع. لذلك ، لا تمتلك شركة TAKR طائرات PA لأغراض أخرى ، باستثناء ما ورد أعلاه وطائرات الهليكوبتر ، التي تؤدي جزئيًا مهام مختلفة.
تم اعتماد الطائرة المقاتلة Su-33 القائمة على الناقل [3] ، استنادًا إلى سطح السفينة وفي حظيرة حاملة الطائرات "Admiral Kuznetsova" ، كنظير. تحتوي الطائرة على جسم الطائرة ، وجناح مكسور ، ومحطة طاقة نفاثة ثنائية المحرك ، ووحدة ذيل ذات زعنفة ، وجهاز هبوط ، وخطاف هبوط. نظرًا لوجود نسبة دفع إلى وزن عالية ، فإنها تقلع من سطح السفينة القصير في TAKR دون استخدام المنجنيق المتسارع ، وحتى إذا فشل محرك واحد ، فيمكنه الاستمرار في الإقلاع.
عيوب هذه الطائرة هي الاستهلاك الكبير للوقود لمحطة الطاقة وعدم قدرة الطائرة على التحليق لفترة طويلة ، أو أداء مهام دورية أو القيام بعمليات مضادة للغواصات ، نظرًا لأن احتياطيات الوقود لديها محدودة ولا تسمح إلا بواحد أو طريقتان للهدف لتدميره. لا يمكن زيادة سعة الوقود بسبب الحجم المحدود لخزانات الوقود والقيود المفروضة على وزن إقلاع الطائرة.
وبالتالي ، لا توجد طائرة على سطح TAKR يمكن أن تحلق لفترة طويلة ، وتؤدي وظائف RLDN أو منظمة التحرير الفلسطينية.
الحل التقني الأقرب ، الذي تم اختياره كنموذج أولي ، هو الطائرة الحاملة RLDN USA "Hawkey" E-2D [4] ، والتي تحتوي على جسم الطائرة ، وجناح قابل للطي على سطح السفينة ، ووحدة ذيل 4 زعانف ، ومحطة طاقة محركان ، رادوم هوائي متحرك مع برج ، معدات هبوط وخطاف هبوط. يقع جناح الطائرة وميكنتها جزئيًا في منطقة نفخ المروحة. تقلع الطائرة من سطح السفينة المجهز بمنجنيق الإطلاق ، وفي البداية يتم ربط الطائرة بجهاز الهبوط الأمامي بالمنجنيق ، وعندما تدخل محركات التشغيل في وضع الإقلاع ، فإن المنجنيق يسرع الطائرة إلى سرعة الإقلاع ، والتي عندها حتى في حالة فشل أحد المحركات ، يمكن للطائرة الاستمرار في الطيران على محرك واحد.
لا يمكن للنموذج الأولي المحدد بدون مقلاع الإطلاق الإقلاع من سطح حاملة الطائرات.
إن إطلاق المقاليع هي أجهزة ضخمة ومكلفة ومعقدة تتطلب أداءً ثابتًا. حتى فشل واحد أثناء الإقلاع يؤدي إلى تحطم طائرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن TAKR العاملة في روسيا غير مجهزة بمثل هذه المقاليع ، ولا توجد حتى احتمالات لتجهيز مثل هذه المقاليع.
الهدف من الاختراع هو تقليل مسافة إقلاع الطائرة إلى 200 متر ، وضمان سلامة وموثوقية الطائرة ، وتجديد أسطول السلطة الفلسطينية بطائرة ذات استهلاك اقتصادي للوقود ، وقادرة على أداء مهام RLDN أو PLO لفترة طويلة والإقلاع من سطح مجهز بنقطة انطلاق بدون منجنيق انطلاق ، فقط على حساب دافعات الدفع.
يتم تحقيق النتيجة الفنية من خلال حقيقة أن الطائرة الحاملة مجهزة بأربعة محركات فعالة في استهلاك الوقود من نوع TVD ، وتقع على طول امتداد الجناح بطريقة تجعل الجناح وميكنته ، وكذلك الجنيحات ، في منطقة نفخ المروحة.
يتضح جوهر الاختراع من خلال وصف موجز والرسومات المصاحبة ، حيث:
يوضح الشكل 2 الإسقاط المخطط للطائرة ؛
يوضح الشكل 3 إسقاط الملف الشخصي.
الطائرات القائمة على الناقل المبينة في الرسومات (الشكل 1-3) هي طائرة أواكس. تم تصنيع الطائرة وفقًا لمخطط "الجناح العالي" مع وجود جناح شبه منحرف 1 في المخطط ، يتم تثبيت أطراف الجناح 2 في نهايته ، مما يزيد من الجودة الديناميكية الهوائية للطائرة ويساهم في زيادة مدة ومدى طيران ، يدور بزاوية صغيرة من المستوى العمودي ويزيد من استطالة فعالة دون زيادة ملحوظة في الامتداد. قبل الجناح 1 توجد محركات خارجية 3 وداخلي - 4 ، مثل TVD مع مراوح 5. محركات من هذا النوع اقتصادية للغاية من حيث استهلاك الوقود. خلف المحركات الداخلية ، تم تصنيع 4 هياكل 6 ، حيث يتم سحب العجلات 7 من الدعامات الرئيسية أثناء الطيران ؛ يتم سحب عجلات الأنف 8 داخل جسم الطائرة 9 ، قسم دائري. يسمح هذا الجزء من جسم الطائرة للهيكل بإدراك الأحمال من الضغط الزائد داخل المقصورة بشكل إيجابي عند الطيران على ارتفاعات عالية ، وهو أمر ضروري لزيادة نطاق الكشف عن الهدف. في الجزء العلوي من جسم الطائرة 9 ، يوجد ذيل أفقي 10 ، مزود بمصاعد 11 ، وفي نهايته تم تثبيت ذيل عمودي ثنائي العارضة 12 مع دفات من قسمين 13.
في الجزء العلوي من جسم الطائرة 9 على الصرح التلسكوبي 14 يوجد هدية 15 ، والتي تعمل على استيعاب المعدات المستهدفة. الجناح 1 ميكانيكي ويحتوي على اللوحات ذات الفتحات المزدوجة 16 ، والجنيح 17 ، والمكابح 18 والمفسدين 19. الكونسول 20 من الجناح 1 ، جنبًا إلى جنب مع الأطراف 2 ، الجنيحات 17 ، مصنوعة بشكل متحرك ودوراني ، من أجل تقليل أبعاد الطائرة عند إنزالها على مصعد من خلال فتحة محدودة الحجم إلى حظيرة TAKR ، وكذلك لتقليل المساحة المشغولة أثناء وجودها على سطح السفينة وفي الحظيرة. في الجزء السفلي من جسم الطائرة 9 ، يتم تثبيت خطاف دوار متحرك 21 ، مما يضمن التقاط كابل التشطيب عند هبوط الطائرة على سطح السفينة.
يوفر تركيب 4 محركات TVD من النوع 3,4 الموفرة للوقود للطائرة نسبة دفع إلى وزن متزايدة ، مما يؤثر بشكل مباشر على إقلاع الطائرة ، فضلاً عن إمكانية رحلة طويلة. ميكننة الجناح - يتم وضع الجنيحات 16 والجنيحات 17 في منطقة تدفق الهواء للمراوح 5 ، وبالتالي زيادة رفع الجناح (Su) ، مما يقلل بشكل كبير من تدفق الإقلاع. في حالة فشل أحد المحركات ، تفقد الطائرة ربع قوتها فقط ، لكن التناسق في تدفق هواء الجناح ينكسر ، مما يؤدي إلى ظهور قوى ولحظات غير متوازنة. للقضاء على عدم التناسق في رفع الجناح وتفادي اللحظات التي تنشأ في المسار والقنوات العرضية ، تم استخدام نظام موازنة أوتوماتيكي في الطائرة بسبب سرعة الجنيحات والدفة والمفسدين لتعطيل المصعد في قسم الجناح المتماثل إلى المحرك الفاشل. التأثير المتبقي لنفخ الجناح ، مع الأخذ في الاعتبار خسائر الموازنة ، هو حوالي 50٪ من تأثير نفخ الجناح دون تعطل المحرك. يسمح وضع الجنيحات 17 في منطقة تدفق الهواء للمراوح 5 ، أثناء إقلاع الطائرة ، في حالة فشل محرك واحد ، بالحفاظ على التحكم الجانبي للطائرة.
تضمن الميزات المميزة الملحوظة سلامة إقلاع الطائرة من سطح TAKR المجهز بنقطة انطلاق ، بالإضافة إلى زيادة التحكم الجانبي والاتجاهي للطائرة.
قبل إقلاع الطائرة من موقعها ، يتم تشغيل جميع محركات محطة الطاقة على سطح السفينة ، وسيارات الأجرة بالطائرة إلى وضع البداية مع طي الكونسول. ثم يتم ضبط وحدات التحكم وميكنة الجناح على موضع الإقلاع ، ويمكن للطائرة الإقلاع في وضع محرك "الإقلاع".
تم إجراء الحسابات الديناميكية الهوائية باستخدام أربعة محركات TVD ، أو بالأحرى باستخدام TV7-117ST. الحد الأقصى لوزن الإقلاع المسموح به للطائرة ، مع الأخذ في الاعتبار الإقلاع مع فشل محرك واحد أثناء الإقلاع ، هو 28 طنًا. وقت الدورية على ارتفاع مسافة 400 كيلومتر من TAKR لا يقل عن 7 ساعات. يسمح تشغيل المحركات في وضع الإقلاع ، في حالة تعطل أحد المحركات ، بمواصلة إقلاع الطائرة من سطح السفينة بطول مدرج في حدود 180-200 متر.
يتم التعبير عن الكفاءة الفنية والاقتصادية في زيادة كفاءة استخدام مجموعة حاملات الطائرات بقيادة TAKR في MTVD ، بسبب إضاءة المواقف الجوية والسطحية وتحت الماء ضمن دائرة نصف قطرها حوالي 1000 كيلومتر حول مجموعة حاملات الطائرات ، وكذلك كالقدرة على التحكم في طائرات السلطة الفلسطينية وصواريخ كروز وتوجيهها على الأهداف.
يمكن تنفيذ الاختراع المقترح وفقًا للتقنية الحالية من المواد المستخدمة في بناء الطائرات ، والمستوى الحالي لتطوير أجهزة تغذية الهوائي وإنتاج معدات الراديو.
معلومات