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Gaskissenfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Gaskissenfahrzeug
mit mindestens einem das Fahrzeug unterstützenden Gaskissen und einer in der Bodenfläche
des Fahrzeuges im Bereich .des Gaskissens vorgesehenen Ausstoßöffnung für ein Strömungsmittel
zur Erzeugung der Vorschubkraft.
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Für mit Strömungsmittelvorhängen arbeitende Luft- oder Gaskissenfahrzeuge
ist bereits vorgeschlagen worden, dem die Vorhänge bildenden Strömungsmittel eine
mehr oder weniger schräg zur überschwebten Fläche verlaufende Ausstoßrichtung zu
geben und dadurch eine waagerechte Vortriebskomponente für das Fahrzeug zu erzeugen,
deren Größe und Richtung zum Manövrieren des Fahrzeuges veränderlich sind. Hiermit
lassen sich zwar bei. Fahrzeugen mit einfachen Strömungsmittelvorhängen gute Ergebnisse
erzielen, bei zusammengesetzten Vorhängen bereitet die Anwendung einer solchen Antriebsart
jedoch Schwierigkeiten.
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Ferner ist für Gaskissenfahrzeuge, bei denen das oder die Druckmittelkissen
unter dem Fahrzeug durch seitliche Wände oder sonstige Bauteile des Fahrzeuges begrenzt
sind, vorgeschlagen worden, solche Fahrzeuge durch Strömungsmittelstrahlen anzutreiben,
die aus besonderen Vortriebsdüsen außerhalb des Kissenraumes angeordnet sind.
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Es ist weiterhin ein Luftkissenfahrzeug bekannt, bei dem beim Betrieb
in einen Raum, der unter dem Fahrzeugboden zwischen Seitenwänden und einer Mittelwand,
die über den Fahrzeugboden nach unten überstehen und ständig in das Wasser eintauchen,
gebildet wird, durch ein Gebläse Luft mit solchem Druck und solcher Geschwindigkeit
durch eine am vorderen Fahrzeugteil angeordnete Ausstoßöffnung eingedrückt wird,
daß das Fahrzeug angehoben und durch ein zwischen den unteren Wänden nach hinten
strömendes Luftkissen unterstützt sowie durch die Reaktionskraft der nach hinten
austretenden Luft vorwärts bewegt wird, wobei lediglich die Seitenwände in das Wasser
eintauchen.
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Weiterhin ist ein Fahrzeug ähnlicher Art bekannt, bei dem die unter
dem Fahrzeugboden gebildete strömende Luftschicht auch durch eine in stetem Umlauf
kreisende Luftschicht gebildet wird, deren Kreislauf in einer der Bewegungsrichtung
des Fahrzeuges entgegengesetzten Richtung erfolgt, so daß eine vorwärts gerichtete
Antriebskraft für das Fahrzeug erzeugt wird. Abgesehen davon, daß das Fahrzeug hierbei
nicht von dem strömenden Dxuckluft kissen frei schwebend über der Wasserfläche gehalten
wird, ist bei diesem bekannten Fahrzeug die Richtung der durch die strömende Luft
erzeugten Vorschubkraft nicht veränderlich. Bei einem solchen Fahrzeug ist es ebenfalls
bekannt, im Boden des Fahrzeuges einen Schlitz zum Ausstoßen eines Strömungsmittels
anzuordnen; das Strömungsmittel dient aber in diesem Fall nur zu einer etwa erforderlich
werdenden Rückwärtsbewegung des Fahrzeuges und ist in der Richtung ebenfalls nicht
veränderlich.
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Demgegenüber soll durch die vorliegende Erfindung ein im Betrieb ohne
Berührung mit der überschwebten Fläche gehaltenes Gaskissenfahrzeug geschaffen werden,
das unabhängig davon, ob das Druckmittelkissen am seitlichen Umfang durch einfache
oder mehrfache Strömungsmittelvorhänge allein oder durch solche Vorhänge und Bauteile
des Fahrzeuges oder durch solche Bauteile allein begrenzt wird, durch waagerechte
Schub- bzw. Vortriebskräfte, die als Teilkräfte beim Ausstoßen eines Druckmittels
erzeugt werden, in jeder Richtung antreibbar ist.
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Demgemäß besteht die Erfindung in der Kombination mindestens einer
mit Abstand von den Begrenzungswänden innerhalb des Gaskissens angeordneten, an
sich bekannten, in ihrer Ausstoßrichtung veränderlichen Ausstoßöffnung für ein Strömungsmittel
mit einem an sich bekannten, beim Betrieb ohne Berührung mit der überschwebten Fläche
sich bewegenden Gaskissenfahrzeug.
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Eine besonders, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich,
wenn zur Änderung der Ausstoßrichtung des Strömungsmittels in an sich bekannter
Weise
in der Ausstoßöffnung mehrere im Abstand parallel nebeneinander verlaufende Leitschaufeln
angeordnet sind, die jeweils um eine waagerechte Achse schwenkbar und als Ganzes
um eine senkrechte Achse drehbar sind.
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Die Erfindung ist auch auf Gaskissenfahrzeuge anwendbar, bei. denen
das oder die Gaskissen an ihrem Umfang durch Vorhangsysteme mit Rückgewinnung mindestens
eines Teiles des vorhangbildenden Strömsungsmittels begrenzt sind, sowie auf Fahrzeuge
mit mehreren oder unterteilten Luftkissen oder auf Fahrzeuge mit Luftschraubenantrieb.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden -an .Hagd von .Zeichnungen
nachstehend beschrieben.
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F i g. 1 ist eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht
eines mit dem Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Luftkissenfahrzeuges; F i g.
2 ze-lgt7 das "Fahrzeug nach F i g. 1 in einer Ansicht von unten; F i
g..3, : ünelt Fylg. 1, zeigt jedoch eine andere Ausbild'üngsform eines-Fährzeuges;
F i g. 4 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Teilsg längs der Linie A -A in
F i g. 2; F i 'g: S"ist; ein in` größererri Mäßstabe gezeichneter Teilscliniirl#e'der-Lthie
B-B' in F i g. 2; F i g. 6 zeigt in eitem, Längsschnitt eine weitere Ausbildungsfom-des.Fahrzeuges;
F i g. 7 zeigt das Fahrzeug nach F i g. 6 in einer Ansicht von unten. . .
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Das i$"F'1`g: 1 uüd "2 gezeigte Fahrzeug umfaßt einen Hauptteil -odef
- Uörper 1 mit einem Lufteinlaß 2, durch den Luft mittels eines durch einen
Motor 4 angetriebenen Verdichters 3 angesaugtwird. Die .duxgh, dein, .Verdichter
geförderte Luft strömt durch.Kanäle 5..zu -einem Austrittskanal 6, der sich längs
des- Umfangs des Fahrzeuges erstreckt. Ferner wird Luft durch einen vGiteren Kana17
einer öffnung, 8 im Boje 9, des Fahrzeuges zugeführt; die Wirkungsreise. dieser'
Anördnung wird im folgenden ez@äutert. , ' `In der #.BQc3.eä äc#ae'9. des Fahrzeuges
ist eine ringfqxmige .'41nstriittsöfling 10 'angeordnet, die sich längs des.
D>"n.,fantgs ces .rahizeugbodens erstreckt. D.se hub 1.0änri einen vollständigen
Ring bilden, wie.' il#i. .F 1 g,' @' gezeigt ist, oder sie kann ein-Z,@ne seit che
öder anders , geformte öffnungei@ umlassen, die. in Gestalt eines geschlossenen
Kranzes angedrd @etsp4 ,'Währegd des Betriebs bildet die aus der Öffnung 1v. ,austratende
Luft einen Vorhang unter dem Umf ähg des Fahrzeitiges.Jpie -die Öffnung 10 verlassende
Ltäft stxizmt querst nach unten und dann längs einer gekrümnieria@ü, nach. außen
zur Atmosphäre.
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Das mit Ie der :Gffnung 10 erzeugte Vorhangsystem hält unter.
dem Fahrzeug ein Druckluftpolster in deni Räum 11 zusammen, der durch den Fahrzeugboden
9, . das. Vorhangsystem und die Fläche 12 -grenzt wird, 41?erhalb deren. sich das
Fahrzeug bewQgt oder schweüt .
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Die schon erwähnte Öffnung 8, die kreisrund ist, befindet sich;@baezhalb
der von dem Polster eingenommenen Fläche.`@Die durch den Verdichter 3 geförderte
Luft wird der Öffnung 8 über den Kanal 7 zugeführt. 'Das die Öffnung 8 bildende
Organ ist drehbar ugd weist pai#allele Leitschaufeln 17 auf, deen Antellwigkel yarüert
werden kann. Die Kons.ktion des die Öffnung 8 bildenden .Organs ist aus F i g: 4_
und 5 deutlicher, ersichtlich; sie wird im folgendennäher erläutert, wobei auch
auf ihre Arbeitsweise eingegangen wird.
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Wie schon erwähnt, ist die Erfindung auch bei Fahrzeugen anwendbar,
bei denen das Druckluftpolster unterhalb des Fahrzeuges durch Bauteile des Fahrzeuges
gehalten wird. Dies ist in F i g. 3 dargestellt. Abgesehen von den am Umfang vorgesehenen
Mitteln zum Zusammenhalten des Polsters ähnelt das in F i g. 3 gezeigte Fahrzeug
demjenigen nach F i g. 1, weshalb ähnliche Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet sind. Das Fahrzeug umfaßt einen Hauptkörper 1 mit einem Lufteinlaß 2,
durch den Luft durch einen mittels eines Motors 4 angetriebenen Verdichter 3 angesaugt
wird. Die durch den Verdichter geförderte Luft strömt im vorliegenden Falle nur
durch einen Kanal 7 zu der Öffnung 8 im Boden 9 des Fahrzeuges.
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Am äußeren Rand, des Fahrzeugbodens ist ein nach unten vorspringendes-,Bauteil
35 angebracht, das von starrer Konstruktion sein kann, jedoch vorzugsweise aus flexiblem
Material besteht.
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Im. .folgenden werden Konstruktion und-Arbeitsweise der Öffnung
8 beschrieben. Die Öffnung wird durch ein hohlzylindrisches Organ 40 begrenzt;
das drehbar in einem Gehäuse 41 gelagert ist, welches gemäß F i g. 4 und
5 fest mit dem Fahrzeugboden 9 verbunden ist; der Kanal 7 ist am oberen Ende des
Gehäuses 41 mittels eines Flansches 42 befestigt, so daß hier eine
luftdichte Verbindung vorhanden ist. Die Leitschaufeln 17 sind quer zu der
durch das. innere Organ 4.0 gebildeten Auslaßöffnung angeordnet und um eine
waagerechte Achse 43 mit Hilfe von Zapfen, die in Öffnungen des ,inneren Organs
40
eingreifen, drehbar gelagert und durch eine Querstange 44 miteinander
verbunden, so daß stets alle Leitschaufeln gleichsinnig bewegt werden. Die Leitschaufeln
sind so angeordnet, . daß sie in ihrer mittleren Stellung bzw. der Ruhestellung
senkrecht stehen und ihr Anstellwinkel gegenüber der. durch den Kanal ? zugeführten
Luft gleich Null ist. Damit die Leitschaufeln verstellt werden können, ist in der
Mitte der Öffnung 8 eine Betätigungsvorrichtung 45 zum Erzeugen einer hin- und hergehenden
.Bewegung mittels stromlinienförmig profilierter. Streben 46 unterstützt und mit
der mittleren Leitschaufel durch ein Gestänge 47 verbunden. Die Betätigungsvorrichtung,
die in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet und z. B. elektrisch oder hydraulisch
arbeiten kann, ermöglicht Bewegungen von einer Mittelstellung aus nach beiden Seiten;
bei jeder Bewegung der Betätigungsvorrichtung wird die mittlere Leitschaufel bewegt,
so daß auch die übrigen damit verbundenen Leitorgane gegenüber der Mittelstellung
in der einen oder anderen Richtung verstellt werden.
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Das innere Organ 40 wird in dem Gehäuse 41 durch eine mit drehender
Bewegung arbeitende, -an der Außenseite des Gehäuses angeordnete Betätigungsvorrichtung
50 gedreht. Die Welle 51 der Betätigungsvorrichtung 50 ragt durch die Gehäusewand
und trägt an ihrem inneren Ende ein Zahnrad 52, das mit einem Zahnkranz 53 am oberen
Rand des inneren Organs 40 kämmt. Wenn die Betätigungsvorrichtung
50 in der einen oder anderen Richtung gedreht wird, erfolgt somit eine entsprechende
Drehbewegung des inneren Organs 40.
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Im folgenden ist die Arbeitsweise der Einrichtung nach F i g. 4 und
5 beschrieben.
Wenn bei einem Fahrzeug nach F i g. 1 und 2 der Verdichter
3 in Betrieb gesetzt wird, werden die Luftvorhänge erzeugt, und unter dem Fahrzeug
entsteht ein Druckluftpolster. Die Leitschaufeln 17 werden anfänglich in ihre Mittelstellung
gebracht, so daß die aus der Öffnung 8 austretende Luft nur eine senkrechte
Schubkraftkomponente erzeugt. Wenn sich das Fahrzeug vollständig im betriebsfähigen
Zustand befindet, d. h. wenn es oberhalb der darunter befindlichen Fläche von dem
Druckluftpolster getragen wird, verleiht man der die Öffnung 8 verlassenden
Luft eine Schubkraftkomponente, durch die das Fahrzeug in der gewünschten Richtung
bewegt wird. Beispielsweise wird das innere Organ 40
zum Zwecke des Antreibens
des Fahrzeuges in der Vorwärtsrichtung mit Hilfe der Betätigungsvorrichtung
5 so eingestellt, daß die Längsachsen der Leitschaufeln rechtwinklig zur
Längsachse des Fahrzeuges verlaufen. Nunmehr wird die Betätigungsvorrichtung
45 zur Wirkung gebracht, um die Leitschaufeln 17 durch Drehen derselben um
ihre Achsen 43 schräg zu stellen, so daß die aus der Öffnung 8 austretende
Luft eine nach hinten gerichtete Schubkraftkomponente aufweist und das Fahrzeug
in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Durch geeignetes Drehen des inneren Organs
40 und Schrägstellen der Leitschaufeln 17 kann das Fahrzeug veranlaßt
werden, sich in jeder gewünschten Richtung zu bewegen. Wenn auf das Fahrzeug eine
seitliche Kraft, z. B. eine Windkraft wirkt, kann man diese Wirkung durch geeignetes
Drehen des inneren Organs ausgleichen, um eine Ausgleichskomponente zu erzeugen.
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Sobald sich das Fahrzeug in Betrieb befindet, stellt die aus der Öffnung
8 austretende Luft im Vergleich zum Luftbedarf des Polsters eine überschüssige
Luftmenge dar. Infolgedessen wird das Fahrzeug nach F i g. 3 auf einer solchen Schwebehöhe
gehalten, daß die Unterkante des nach unten ragenden Organs 35 in einem Abstand
von der Fläche bleibt, oberhalb deren das Fahrzeug betrieben wird; dieser Abstand
reicht aus, um so viel Luft entweichen zu -lassen, wie durch die Öffnung
8 austritt. Bei einem Fahrzeug, bei dem ein Luftvorhang erzeugt wird, um
das Luftpolster an seinem Rand wenigstens teilweise zusammenzuhalten, wie es bei
dem Fahrzeug nach F i g. 1 und 2 der Fall ist, tritt eine ähnliche Wirkung auf.
Sobald sich der Luftvorhang gebildet hat und das Polster entstanden ist, tritt die
gesamte die Öffnung 8 verlassende Luft unter dem Luftvorhang hindurch in
die Atmosphäre über.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 die der Öffnung
8 zugeführte Luft der gleichen Quelle entnommen wird wie die Luft für die
Einrichtung zum Erzeugen des Vorhanges, sind auch Ausbildungsformen denkbar, bei
denen eine gesonderte Einrichtung zum Versorgen der Öffnung 8 mit Luft vorgesehen
ist.
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Wenn man im Fahrzeugboden mehr als eine Öffnung nach Art .der Öffnung
8 vorsieht, kann man auf das Fahrzeug ein Wendemoment aufbringen, indem man die
Winkelstellung der inneren Organe 40,
die Neigung der Leitschaufeln
17 und den Massendurchsatz der Öffnungen 8 in geeigneter Weise variiert
oder mit verschiedenen Kombinationen von Änderungen der genannten Art arbeitet.
Ein typisches Fahrzeug mit zwei Öffnungen im Fahrzeugboden ist in F i g. 6 und 7
dargestellt; bei diesem Fahrzeug sind zwei Luftschrauben 60 und
61 in Lufteinlässen 62 bzw. 63 angeordnet. Diese Luftschrauben werden durch
Motoren 64 bzw. 65 angetrieben; die von der Hauptkonstruktion des
Fahrzeuges aus durch Streben 66 unterstützt werden, welche außerdem als feststehende
Leitschaufeln wirken können, um den Luftstrom geradezurichten. Während des Betriebes
wird Luft über die Einlaßöffnungen angesaugt und durch die Luftschrauben jeweils
in einen Kanal 67 gefördert. Die Luft durchströmt diesen Kanal und wird über eine
ringförmige Austrittsöffnung 68 abgegeben, um einen Luftvorhang zu erzeugen.
Unter dem Fahrzeug bildet sich ein Druckluftpolster, das durch den Luftvorhang zusammengehalten
wird. Ein Teil der über jeden Einlaß zugeführten Luft strömt durch zwei ringförmige
Öffnungen 69 und 70, die jeweils am Umfang der Motorengehäuse angeordnet
sind. Die diese ringförmigen Öffnungen 69 und 70 passierende Luft strömt zu Öffnungen
71 bzw. 72 im Boden des Fahrzeuges. In jeder Öffnung 71 und
72 ist ein drehbares Organ mit verstellbaren Leitschaufeln der schon beschriebenen
Art angeordnet. Durch Drehen der drehbaren Organe und/oder Verstellen der Leitschaufeln,
gegebenenfalls bei gleichzeitiger Änderung des Luftdurchsatzes der Öffnungen
71 und 72, kann man auf das Fahrzeug verschiedene Richtungsmomente und Kräfte
aufbringen.