DE1431198B1

DE1431198B1 - Luftkissenfahrzeug mit einer aufblasbaren Schuerzenanordnung

Info

Publication number: DE1431198B1
Application number: DE19641431198
Authority: DE
Inventors: Jones Richard Stanton
Original assignee: British Hovercraft Corp Ltd
Current assignee: British Hovercraft Corp Ltd
Priority date: 1963-07-20
Filing date: 1964-07-03
Publication date: 1969-09-04
Also published as: BE650782A; GB1019639A; US3357514A; ES302257A1; DE1930681U; NL6408299A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Luftkissenfahrzeuge proportional zum Verhältnis der an ihren Wänden

mit einer aufblasbaren, flexiblen, doppelwandigen herrschenden Differenzdrücke ist, daß das Verhältnis

Schürzenanordnung, die von dem starren Aufbau des kürzesten Abstandes zwischen der Linie zwischen

des Luftkissenfahrzeuges nach abwärts hängt und am den Befestigungspunkten, an denen die inneren und

unteren Ende Luftauslaßdüsen aufweist. 5 äußeren Schürzen mit dem starren Aufbau verbunden

Eine der Schwierigkeiten beim Betrieb solcher sind, und der untersten Stelle der flexiblen Schürzen-Fahrzeuge besteht darin, das Entweichen der Luft anordnung zum Abstand zwischen den Befestigungsaus dem Luftkissen des Fahrzeuges zu verzögern, punkten einen Wert zwischen 0,9 und 1,95 aufweist, so daß bei einem minimalen Leistungsaufwand zur und daß der Querschnitt der Schürzenanordnung für Erzeugung und Aufrechterhaltung der Luftzufuhr io den direkten und ungehinderten Durchfluß der Düsendie optimale Gewichtsaufnahme und der optimale luft weitgehend frei ist.

Oberflächenabstand erzielt werden kann. Dieses Vorzugsweise sind die Luftauslaßdüsen am unteren

Problem ist insbesondere von Bedeutung in Hinblick Ende der Schürzenanordnung als Teil der Basis der aus

auf einen wirtschaftlichen Betrieb, da die Geschwin- der inneren und äußeren Schürze gebildeten Druck-

digkeit, mit der die Luft aus dem Luftkissen austritt, 15 kammer einstückig mit ihr ausgebildet, und die Düsen

nicht nur die minimalen Leistungsanforderungen nehmen eine Lage ein, in der ihre äußeren Wandungen

bestimmt, sondern auch den Abstand vom Erdboden allmählich in die Radien übergehen, die von den freien,

und von der Wasseroberfläche, den Luftkissenfahr- äußeren Schürzen über ihnen angenommen werden,

zeuge annehmen können, und damit die Oberflächen- wobei Membranen die Auslaßdüsen miteinander ver-

bedingungen, über die diese Fahrzeuge ohne Gefahr 20 binden.

der Beschädigung der Fahrzeugunterseite geführt Nach einer weiteren speziellen Ausführungsform der

werden können, regelt. Erfindung ragt wenigstens ein Teil der flexiblen

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, sind bereits Schürzenanordnung von dem bezüglich des Fahrzeugflexible Schürzen vorgeschlagen worden, die an ihren grundrisses kurvenförmig verlaufenden Teil des starren oberen Enden mit dem unteren Umfang des Fahr- 25 Aufbaues des Luftkissenfahrzeuges nach abwärts; zeuges befestigt sind und als innere und äußere Wan- dieser Teil der flexiblen Schürzenanordnung ist teildungen der ringförmigen Strahldüse verlaufen. Bei weise durch den Hängeeffekt und teilweise durch den diesen Schürzenanordnungen ist es jedoch erforderlich, eigenen Aufblasdruck abgestützt, und mit zunehmendie flexiblen Schürzen mit Quermembranen über die dem Anteil der Gesamtabstützung durch den Hängeganze Tiefe zu versehen, die die gewünschte Form der 30 effekt nehmen die Radien der inneren und äußeren flexiblen Schürzenanordnung herbeiführen und die Schürzen oder Wandungen der flexiblen Schürzeninneren und äußeren Wandungen solcher flexiblen anordnung zu.

Schürzen in der gewünschten Lage relativ zueinander Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Schürhalten, zenanordnung ergeben sich für den Betrieb des Luft-Ferner ist es bereits bekannt, Luftkissenfahrzeuge 35 kissenfahrzeuges erhebliche Vorteile. Das Verhältnis, mit aufblähbaren, teilweise zweiwandigen flexiblen auf das in vorliegender Erfindung abgestellt ist, ist von Luftkissenbegrenzungswänden bzw. -schürzen zu ver- größter Bedeutung für einen optimalen Betrieb. Ein sehen, die vom Fahrzeugboden herabhängen und eine Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Schürzengrößere Grundrißfläche als der Fahrzeugboden über- anordnung bringt eine einwandfreie und vorteilhafte decken. Diese Begrenzungswände bzw. -schürzen sind 40 Lösung für eine Anzahl von sich widersprechenden hierbei jedoch als Stützelemente für Düsen und deren Parametern bei derartigen Luftkissenfahrzeugen. Hier-Luftzuleitungskanäle wirksam und hängen nicht frei zu zählen die Kissenhalteeigenschaft der Schürze, die nach abwärts, und weisen deswegen auch angenähert Fähigkeit, sich beim Auftreffen auf Hindernisse nach eine mehreckige Gestalt auf. innen und außen auszulenken, die der Schürze durch

Ferner ist es bei Luftkissenfahrzeugen bekannt, die 45 den Leitungsdruck erteilte Festigkeit, die Krümmung Luftkissenbegrenzungsschürze so auszubilden, daß an der äußeren Wandung der Schürze, um eine Fühsie im Betriebszustand ballonförmige Gestalt besitzen. rung zu erzielen, durch die die Schürze auf und über Dabei ist jedoch eine Düsenanordnung am Boden die Hindernisse gleiten kann, und das Schürzender Schürze nicht vorhanden, durch die ein Luftstrahl gewicht. Die Einflüsse und Forderungen der veraustreten könnte. 50 schiedenen Parameter, widersprechen sich nämlich wie

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neuartige und folgt. Zu Festigkeitszwecken für die Aufnahme des verbesserte Konstruktion einer aufblasbaren, flexiblen, Kissens und zur Überwindung der Auswärtskraft, die doppelwandigen, Düsenluft führenden Schürzenanord- von dem Kissendruck erzeugt wird, soll die Schürze an nung mit Auslaßdüsen anzugeben, deren innere und möglichst weit voneinander versetzten Stellen befestigt äußere Wandungen während des Betriebes ihre natür- 55 sein, was ein niedriges Verhältnis von Höhe zu Breite liehe, aufgeblasene Gestalt annehmen und ihre Form erfordern würde. Damit jedoch Hindernisse übervon selbst ohne weitere Hilfsmittel beibehalten. Die wunden werden können, sollte die Schürzenanordnung Quermembranen derartiger Düsenschürzen sollen hoch und schmal sein, weil dabei die besten Flexibilidabei wesentlich kleinere Abmessungen haben als tätseigenschaften erzielt werden, so daß ein großes bisher, und es soll möglich sein, das während einer 60 Verhältnis von Höhe zu Breite für diesen Fall von Vor-Translationsbewegung in das Fahrzeug eingedrungene teil wäre. Der Leitungsdruck zwischen den inneren und Wasser beim Übergang in den normalen Fahrtzustand äußeren Wandungen der Schürze wandelt die Schürrasch wieder zu entfernen. zenanordnung in einen druckaufgeladenen Aufbau mit

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die erhöhter Querwandfestigkeit um, so daß ein großes

freien Teile der inneren und der äußeren Schürze in 65 Verhältnis von Höhe zu Breite erzielt werden kann,

an sich bekannter Weise im Betriebszustand eine während die erforderliche Festigkeit beibehalten wird,

ballonförmige Gestalt besitzen, dabei jedoch Krüm- Die gewünschte Kurvenform der äußeren Wandung

mungsradien aufweisen, deren Verhältnis umgekehrt für eine Führung, durch die die Schürze über Hinder-

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nisse gleiten kann, verlangt ein niedriges Verhältnis Haltemembranen oder Quermembranen 14 sind zwivon Höhe zu Breite. Da das Schürzenmaterial schwer sehen der inneren Schürze 6 und der äußeren Schürze 7 ist und ein zu hohes Gewicht einen Verlust an Zulast vorgesehen (F i g. 2) und in regelmäßigen Abständen und an Fahrzeugleistung ergibt, ist eine Schürzen- längs der flexiblen Schürzenanordnung 4 als Vorrichanordnung mit minimalem Gewicht zweckmäßig, was 5 tungen vorgesehen, um die äußeren Wandungen der wiederum ein hohes Verhältnis von Höhe zu Breite flexiblen Strahldüsen in der gewünschten Stellung erfordern würde. relativ zu den inneren Wandungen der flexiblen Strahl-Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit düsen zu halten. Die unteren Enden der gegenüberder Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles stehenden Wandungen der flexiblen Strahldüsen erläutert. ' io können in ihrer exakten Lage zueinander über Ketten F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen geradlinigen 15 gehalten werden. Wenn Ketten 15 verwendet wer-Teil eines Luftkissenfahrzeuges, wobei das Leitungs- den, werden sie vorzugsweise in Reihe mit jedem besystem, die flexible Schürzenanordnung, die Quer- nachbarten Paar von flexiblen Haltemembranen oder membranen und die Ketten angedeutet sind, und Quermembranen 14 angeordnet. Falls erforderlich, F i g. 2 eine Schnittansicht durch einen gekrümmten 15 können auch noch besondere zusätzliche Ketten vor-Teil der Grundplattform eines Luftkissenfahrzeuges, gesehen werden.

z. B. am gerundeten vorderen Ende des Fahrzeuges, __ Die Kammern 11 stehen mit dem Luftkanal über wobei ebenfalls das Leitungssystem, die flexible Öffnungen 12, die in der inneren Schürze 6 angeordnet Schürzenanordnung, die Quermembranen und die sind, und ferner mit dem Luftkissen über Austritts-Ketten angedeutet sind. 20 Öffnungen am hinteren Ende eines jeden Segmentes in

Nach dem in der Zeichnung dargestellten Aus- Verbindung.

führungsbeispiel trägt die starre Grundplattform 1 mit Das Verhältnis des kürzesten Abstandes zwischen Umfangsdüse einen Luftspeisekanal 2 um den gesam- der die Befestigungspunkte 7 und 8 verbindenden ten Umfang oder einen Teil des Umfanges, wobei der Linie und der untersten Stelle C der flexiblen Schürzen-Kanal 2 durch die starre Grundplattform 1 und ein 25 anordnung zu dem Abstand zwischen den Punkten 7 äußeres Gehäuse 3, beide dem starren Aufbau des und 8 hat einen Wert zwischen 0,9 und 1,25. Der Fahrzeugs zugehörig, gebildet ist. Der Kanal 2 setzt Punkt 8 kann an einer entsprechenden Stelle auf der sich begrenzt durch eine flexible Schürzenanordnung 4 Innenbordseite des Luftspeisekanals 2 nach F i g. 1 fort. Die flexible Schürzenanordnung 4 weist eine oder auf der unteren, innenbordseitigen Kante des flexible äußere Wandung oder Schürze 5 auf, die mit 30 Luftspeisekanals 2 nach F i g. 2 liegen,
dem starren äußeren Gehäuse 3 bei 7 befestigt ist; die Wenn in Betrieb das Luftkissenfahrzeug mit Uminnere Wand oder Schürze 6 ist mit der starren Grund- fangsdüse von dem Luftkissen getragen wird, ergibt plattform 1 bei 8 befestigt. Die äußere Schürze 5 und sich die in F i g. 1 dargestellte Form der geradlinigen die innere Schürze 6 formen miteinander eine einzige Abschnitte der flexiblen Schürzenanordnung 4, die sich flexible Schürze, die durch zwei zusammenwirkende 35 selbst tragen, sofern keine zusätzliche Abstützung auf Längsstücke aus flexiblem Material gebildet werden, Grund des bei einer gekrümmten Plattform auftretendie im Abstand voneinander angeordnet sind und den Hängeeffektes auftritt. Bei der Ausgestaltung nach einen Luftkanal und flexible Strahldüsen darstellen. F i g. 1 wird der Schürze keine Längssteifigkeit erteilt, Luft, die innerhalb des Kanals 2 durch eine oder während um den gekrümmten Teil des Fahrzeuges mehrere nicht dargestellte Gebläse unter Druck ge- 4° (F i g. 2) auf Grund der Krümmung eine Längssteifigsetzt werden kann, wird durch den Kanal 2 geleitet keit erhalten wird. Im Zustand nach F i g. 1 nehmen und nach unten durch die flexiblen Strahldüsen ausge- die innere Wandung oder Schürze 6 und die äußere blasen, welche einstückig am unteren Ende der Wandung oder Schürze 5 Radien an, die umgekehrt flexiblen Schürzenanordnung 4 ausgebildet sind. Die proportional zum Verhältnis der an ihren Wänden Luft erzeugt das unter Druck stehende Luftkissen des 45 herrschenden Differenzdrücke sind; die Beziehung Luftkissenfahrzeuges zwischen der Oberfläche 9, über zwischen den Radien wird durch folgende Formel zum der das Fahrzeug sich bewegt, und der Grundplatt- Ausdruck gebracht:
form 1. Die flexible Schürzenanordnung 4 besteht aus

Gummi, Kunststoff, gummiertem oder mit Kunststoff _r —. jr(_O _„·»,..

verstärktem Gewebe oder einem anderen flüssigkeits- 5° ° *'
dichten, abriebfesten, flexiblen Material.

Der Luftkanal, der durch die flexible Schürzen- wobei r₀ der Radius der äußeren Wandung oder

anordnung 4 ausgebildet wird, besitzt am unteren Schürze, η der Radius der inneren Wandung oder

Ende einen trichterförmigen Querschnitt, der sich Schürze, p_s der mittlere, innere Schürzendruck, p_c der

gegen den Boden zu verjüngt und die flexiblen Strahl- 55 Kissendruck und K ein Faktor mit einem Wert zwi-

düsen bildet, die nach innen geneigt sind, damit sie sehen 0,75 und 1,0 ist.

dem Austritt der Luft aus den Mündungen eine nach Wenn die flexible Schürzenanordnung 4 eine geinnen gerichtete Komponente erteilen. Der Aufblas- wisse Abstützung auf Grund des auftretenden Hängedruck von Luft dient zur Aufrechterhaltung der ge- effektes erhält, wenn ein Teil der flexiblen Schürzenwünschten Ballonform der flexiblen Schürzenanord- ⁶° anordnung 4 von einem gewölbten Teil der starren nung4 und zur Erzielung eines Elementes mit einer Grundplattform herabhängt (Fig. 2), nehmen die Eigensteifigkeit, die die flexible Schürzenanordnung so inneren und äußeren Schürzen oder Wandungen 5 und 6 aufrechterhält und vorspannt, daß sie in der nach größere Radien an als in dem Fall, in dem keine Abunten erweiterten Stellung verbleibt bzw. diese Stellung Stützung auf Grund des Hängeeffektes vorhanden ist. einnimmt. Die Membranen 10 bilden in Verbindung 65 Im allgemeinen nehmen mit zunehmender Abstützung mit der inneren Schürze 6 Kammern 11, und eine auf Grund des Hängeeffektes die von den inneren und Spannung in den Membranen 10 hält die Neigung der äußeren Wandungen oder Schürzen der flexiblen Strahldüsenmündungen nach innen aufrecht. Flexible Schürzenanordnung angenommenen Radien zu.

Wenn das Luftkissenfahrzeug mit Umfangsdüse eine Translationsbewegung im Wasser ausführt, ist der größere Teil der Schürzenanordnung im Wasser eingetaucht, so daß sich Wasser in dem Luftkanal und den Kammern 11 ansammelt. Beim Übergang in den normalen Fahrtzustand, wenn also das Fahrzeug von dem Luftkissen getragen wird, fließt Luft in den Kanal 2, wie dies vorstehend beschrieben wurde, und das Wasser gelangt durch die flexible Düsenmündung unter Einwirkung der Schwerkraft hinaus, wozu die unter Druck stehende Luft, die im Kanal 2 fließt, beiträgt. Bis der Wasserpegel im Luftkanal unter öffnungen 12 fällt, gelangt unter Einwirkung der unter Druck stehenden Luft im Kanal 2 etwas Wasser in die Kammern 11, von wo es durch Austrittsöffnungen (nicht gezeigt) nach außen gebracht wird. Fällt jedoch der Wasserpegel im Luftkanal unter die Öffnungen 12, fließt die im Kanal 2 vorhandene, unter Druck stehende Luft über die öffnungen 12 in die Kammern 11, und der Rest an Wasser, der sich in den Kammern 11 gesammelt hat, wird über Austrittsöffnungen (nicht gezeigt) nach außen abgeführt. Für eine einwandfreie Arbeitsweise der Luftkissenfahrzeuge mit Umfangsdüsen ist es erwünscht, das gesamte Wasser, das sich in der flexiblen Schürzenanordnung 4 angesammelt hat, so rasch wie möglich zu entfernen. Die Abführung des Wassers ist besonders beim Übergang in den normalen Fahrtzustand erwünscht, da das Vorhandensein von Wasser das Gesamtgewicht des Fahrzeuges vergrößert und damit die Zeitdauer für den Übergang erhöht wird.

Die flexible Schürzenanordnung, die im Falle vorliegender Erfindung angewendet wird, ist schlaff genug, damit sie sich bei Bedarf, z. B. beim Überfahren von Hindernissen örtlich falten kann. „

Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist die Stelle 7, an der die äußere Wandung 5 der flexiblen Schürzenanordnung befestigt ist, seitlich außerhalb der starren Grundplattform vorgesehen, auf den das Luftkissen einwirkt, und wenigstens ein Teil der inneren Wandung 6 umfaßt eine nach abwärts größer werdende Grundrißfläche des Luftkissens, so daß die Schürzenanordnung günstige Auftriebseigenschaften ergibt.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das äußere Gehäuse 3 starr, dieses Gehäuse kann jedoch aus flexiblem Material ausgebildet sein, das in zweckmäßiger Weise starr abgestützt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Luftkissenfahrzeug mit einer aufblasbaren, flexiblen, doppelwandigen Schürzenanordnung, die von dem starren Aufbau des Luftkissenfahrzeuges nach abwärts hängt und am unteren Ende Luftauslaßdüsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Teile der inneren und der äußeren Schürze (5, 6) in an sich bekannter Weise im Betriebszustand eine ballonförmige Gestalt besitzen, dabei jedoch Krümmungsradien aufweisen, deren Verhältnis umgekehrt proportional zum Verhältnis der an ihren Wänden herrschenden Differenzdrücke ist, und daß das Verhältnis des kürzesten Abstandes zwischen der Linie zwischen den Befestigungspunkten (7, 8), an denen die inneren und äußeren Schürzen (5, 6) mit dem starren Aufbau (1, 3) verbunden sind, und der untersten Stelle (C) der flexiblen Schürzenanordnung zum Abstand zwischen den Befestigungspunkten (7 bis 8) einen Wert zwischen 0,9 und 1,25 aufweist und daß der Querschnitt der Schürzenanordnung für den direkten und ungehinderten Durchfluß der Düsenluft weitgehend frei ist.

2. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslaßdüsen am unteren Ende der Schürzenanordnung (5, 6) als Teil der Basis der aus der inneren und äußeren Schürze (5, 6) gebildeten Druckkammer einstückig mit ihr ausgebildet sind und daß die Düsen eine Lage einnehmen, in der ihre äußeren Wandungen allmählich in die Radien übergehen, die von den freien, äußeren Schürzen über ihnen angenommen werden, wobei Membranen (14) die Auslaßdüsen miteinander verbinden.

3. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der flexiblen Schürzenanordnung (4) von dem bezüglich des Fahrzeuggrundrisses kurvenförmig verlaufenden Teil des starren Aufbaues (1) des Luftkissenfahrzeuges nach abwärts ragt, daß dieser Teil der flexiblen Schürzenanordnung teilweise durch den Hängeeffekt und teilweise durch den eigenen Aufblasdruck abgestützt ist und daß mit zunehmendem Anteil der Gesamtabstützung durch den Hängeeffekt die Radien der inneren und äußeren Schürzen oder Wandungen (5, 6) der flexiblen Schürzenanordnung (4) zunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen