С.В. Антоненко, М.В. Китаев, В.В. Новиков 

АНТОНЕНКО СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ – доктор технических наук, профессор кафедры кораблестроения и океанотехники Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). ДВФУ (корп. 12), Суханова ул., 8, Владивосток, 690950. 
E-mail: antonenko48@rambler.ru
КИТАЕВ МАКСИМ ВЛАДИМИРОВИЧ – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры кораблестроения и океанотехники Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). ДВФУ (корп. 12), Суханова ул., 8, Владивосток, 690950. 
E-mail: maxkit@mail.ru
НОВИКОВ ВАЛЕРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ – кандидат технических наук, доцент кафедры кораблестроения и океанотехники Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). ДВФУ (корп. 12), Суханова ул., 8, Владивосток, 690950. 
E-mail: Leka1551@rambler.ru

Способ повышения динамических характеристик экраноплана при взлете и их расчетный анализ 

Экранопланы – уникальные технические объекты, по своим характеристикам занимающие промежуточное положение между судами и самолетами. Они предназначены для движения преимущественно над водной поверхностью, но обладают скоростями, близкими к самолетным. Неудивительно, что многие страны проявляют интерес к созданию экранопланов.

Экранопланы не требуют твердых взлетно-посадочных полос, они могут взлетать с поверхности воды или другой ровной поверхности. Но для разгона требуется наличие соответствующего участка большой длины. Кроме того, в ходе разгона необходима мощность, в несколько раз превышающая мощность на ходовом режиме [2]. Для улучшения разгонных характеристик экраноплана различные авторы предложили ряд решений. В предлагаемой работе рассматривается вариант с распылением под крылом воды, отбираемой с поверхности специальным устройством.

Выполнено исследование аэродинамических характеристик крыла экраноплана, движущегося над экраном при разных плотностях среды. Проведен численный эксперимент, в котором в смоделированной расчетной схеме между крылом и экраном увеличена плотность среды путем искусственного создания аэрозольной динамической воздушной подушки с целью увеличения подъемной силы. В качестве расчетной системы выбрана программа COSMOSFIoWorks, интегрированная в SolidWorks. Для проведения расчетов в SolidWorks воссоздана трехмерная модель крыла по чертежам прототипа судна. Также были смоделированы экран в виде твердотельной протяженной поверхности под крылом и часть фюзеляжа.Приводятся результаты расчетов для случая, когда количество воды в смеси под крылом составляет 1% по объему. Зависимость сопротивления экраноплана от его скорости была принята с учетом известных данных.

Выполненный анализ показал, что повышение плотности среды путем создания водно-воздушной смеси под крылом позволяет существенно уменьшить как длину разбега, так и скорость в момент отрыва от поверхности воды, что является особенно важным для взлетного режима экраноплана. Изложенные в статье материалы явились основанием для подачи заявки на изобретение.

Ключевые слова: экраноплан, подъемная сила, крыло, аэродинамическое качество, сопротивление, экран.

Antonenko S.V., Kitaev M.V., Novikov V.V.

SERGEY V. ANTONENKO, Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Shipbuilding and Ocean Technique, 
e-mail: antonenko48@rambler.ru ,
MAKSIM V. KITAEV, Candidate of Technics, Senior Lecturer, Department of Shipbuilding and Ocean Technique, e-mail: maxkit@mail.ru ,
VALERY V. NOVIKOV,Candidate of Technics, Senior lecturer, Department of Shipbuilding and Ocean Technique, e-mail: Leka1551@rambler.ru .
School of Engineering, Far Eastern Federal University, Vladivostok.
8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950.

The ways to improve the dynamic characteristics of airfoil boats

Airfoil boats are unique technical structures. They are intermediate in their characteristics between vessels and aircrafts. They are intended for movement mainly just above the water surface, but they have velocities close to the speed of an aircraft. It is not surprising that many countries are showing interest in building airfoil boats.

Airfoil boats require no hard runways; they can take off from a water surface or other flat surfaces. But their take-off run requires a runway of a considerable length. Besides, in the course of acceleration, they require a dispersal power several times higher than that of the navigation mode. Various authors have proposed a number of solutions to improve the acceleration characteristics of the boats. This paper deals with the variant when the water taken from the surface by a special device is sprayed under the wing.

There have been made studies into the aerodynamic characteristics of the wing of an airfoil boat moving above the screen at different ambient densities. A numerical experiment has been performed, when, in the simulated design scheme between the wing and the screen, the ambient density was increased by generating an artificial aerosol dynamic air cushion to increase the lift force.
Numerical calculations were performed using the COSMOS FIoWorks programme integrated into the software package SolidWorks. To perform calculations, a three-dimensional model of the wing was re-made in SolidWorks according to the drawings of the prototype of the boat. There were modeled also the screen as a solid surface under the extended wing and part of the fuselage.
Presented are the results of the calculations for the case when the amount of water in the mixture under the wing makes up one per cent by volume. The dependence of the resistance of the airfoil boat on its speed was adopted with consideration for the known data.

The studies have revealed that increasing the ambient density by making a water-air mixture under the wing can significantly reduce both the length of the runway and the speed at the moment of taking-off from the water surface. This is particularly important for the take-off mode of the airfoil boat. These materials presented in the paper enabled the authors to apply for an invention patent.

Key words: airfoil boat, aerodynamic lift force, wing, aerodynamic quality, resistance, screen.