9027

Рис. 5.4

На каждом участке рассмотрим свою дугу, точки соединения дуг обозначим A , C и F . Вид кривой второго порядка, представляющей каждый из участков сечения, мы будем определять, исходя из так называемого дискриминанта.

Способ введения дискриминанта кривой второго порядка покажем на примере дуги шпангоута. Для этого

0,5 f 1 - гипербола.

120

Рис. 5.5

Сначала я попытался рассмотреть все шпангоуты, представленные на рисунке 5.4, и по ним построил в программе UNIGRAPHICS поверхность (рис. 5.6). Проведённый анализ кривизны полученной поверхности показал, что она имеет небольшие впадины (выделены красным цветом на рис. 5.7). Это свидетельствовало о неточности приведённых на рисунке 5.3 сечений.

Хотелось выяснить причину наличия впадин на поверхности фюзеляжа. Как уже упоминалось, поперечные сечения поверхности формировались из дуг кривых второго порядка, состыкованных по касательной. Но рассмотренный способ в большинстве случаев не может обеспечить плавности изменения кривизны вдоль направляющей, то есть в продольных сечениях поверхности. Видимо, это и было причиной несовершенства получаемых форм.

Потребовалось время для переосмысления и обретения другой методики. Я решил комбинировать классические поверхности второго порядка для формообразования дизайнерского объекта вместо того, чтобы строить поверхности по сечениям. Воплощением новых идей стал проект, который выполнялся на протяжении шести лет и был посвящён созданию концепции грузопассажирского экраноплана нового поколения.

121

Рис. 5.6

122

Экраноплан является видом транспортного средства, использующим динамический принцип поддержания своего положения в пространстве и обладающим уникальными преимуществами перед другими транспортными средствами по экономичности, скорости движения, грузоподъёмности и амфибийности (то есть возможности эксплуатации как на суше, так и на воде).

Основным критерием технического совершенства транспортных средств является отношение их полезной работы к работе, затрачиваемой на её совершение. В данном случае совершенство летательного аппарата оценивается так называемым аэродинамическим качеством K , которое равно отношению коэффициента подъёмной силы C y к коэффициенту силы сопротивления Cx .

Известен способ повышения аэродинамического качества, основанный на использовании экранного эффекта, заключающегося в повышении давления под крылом при его движении над подстилающей поверхностью. В этом случае наблюдается перераспределение давления по поверхности крыла. В процессе проталкивания воздуха между крылом и экраном происходит интенсивное подтормаживание и, как следствие, увеличение давления на нижнюю поверхность.

Преимуществом экранопланов перед другими летательными и плавательными аппаратами является то, что при очень малых отстояниях H от экрана давление заметно повышается и теоретически может достигать значений давления скоростного напора. Графически это выражается в асимптотическом приближении к оси ординат кривой зависимости аэродинамического качества от высоты полёта, что теоретически означает стремление качества к бесконечности (рис. 5.8).

124

Рис. 5.8

Отстояние (или относительная высота полёта над экраном) H выражается через высоту H* полёта экраноплана и среднюю аэродинамическую хорду Bсах крыла: H H * 100% .

Bсах

Проделанная научно-исследовательская и опытноконструкторская работа привела меня к возможности создания дипломного проекта, связанного с этой тематикой.

В результате был спроектирован грузопассажирский экраноплан вместимостью шестьдесят человек (рис. 5.9). Усовершенствованная компоновка аппарата позволила значительно увеличить экономическую эффективность по сравнению со всеми аналогами.

125

Рис. 5.9

Выполненная работа (рис. 5.14) была успешно защищена с оценкой «отлично» 31 марта 2010 года на кафедре дизайна нашего университета перед Государственной Аттестационной Комиссией. Проект получил положительные отзывы конструкторов ОКБ Нижегородского Авиастроительного Завода «Сокол».

Особенностью компоновки является интегральный несущий корпус, образованный комбинацией эллипсоидов и эллиптического цилиндра. Головная часть корпуса представляет собой сочетание наплыва, имеющего в сечении эллипс, с эллипсоидом, на который гармонично надстроено переднее крыло (рис. 5.10).

Эллипсоид с наплывом плавно переходит в центральную часть корпуса, стыкуясь с эллиптическим цилиндром (рис. 5.11). Эллиптический цилиндр формирует просторную пассажирскую кабину. В этой части наплыв переходит в крыло. В кормовой части цилиндр стыкуется с эллипсоидом, который формирует грузовой отсек. Далее наплыв плавно переходит в хвостовое оперение (рис. 5.12).

126