FI66794B - Framdrivsanlaeggning vid svaevfarkoster - Google Patents

Description

I- .-im M «« KUULUTUSJULKAISU . . Λ , j$3r& W UTLAGGNI NGSSKKIFT 667 94 ^ (51) Kv.lk/iM.CI.3 B 60 V 1 /14

SUOMI—FINLAND (21) 8027M

(22) HihiihyiWt—Amfltalnp<«g 01.0S.80 (23) AMMpflM—Glk%h«t*dag 01.09.80 (41) Talkie Hkhdai —BMrk affantlg 11.03.81

Patent- och ra|lrtarit|ralian ^ AwWbh ntfcjdoch autrtfci» puMtcmnd 31.08.84 (32)(33)(31) ryy*«*r Bt»* p-tortoc 10.09.79 USSR(SU) 2804005 (71) Donetsky Gosudarstvenny Proektno-Konstruktorsky ί Experimental ny Institut Komplexnoi Mekhanizatsii Shakht, ulitsa Artema 157,

Donetsk, USSR(SU) (72) Sergei Konstantinovich Ivanov, Donetsk,

Viktor Evgrafovich Dudkin, Donetsk,

Iosif Alexandrovich Raskin, Donetsk,

Valery Prokofievich Peredery, Donetsk, USSR(SU) (74) Oy Kolster Ab (5*0 Ilmatyynyaluksen työntölaitteisto -Framdrivsanläggning vid svävfarkoster Tämä keksintö koskee ilmatyynyalusta ja nimenomaan ilmatyynyaluksen työntölaitteistoa.

Keksintöä voidaan käyttää hyväksi kehitettäessä ilmatyyny-aluksia, itseliikkuvia siirtoalustoja sekä laitteita, joissa etenemisliike saadaan aikaan reaktiivisella paineella, joka synnytetään suihkuilmavirtauksen avulla. Tällaisissa laitteistoissa paineilma tuodaan reaktiiviseen työntösuuttimeen rengasmaiseen kanavaan asennetun aksiaalisen puhaltimen avulla. Tuotetun reaktiivisen paineen lisäämiseksi rengasmaisen kanavan sisääntulossa on rengasliuska.

Monissa maissa ilmatyynyaluksilla on erilaisia sovellutuksia talouselämän eri alueilla. Seikka, joka estää niiden edelleen soveltamisen on se, että aikaansaatu reaktiivinen paine on suhteellisen pieni, vaikka työntölaitteistojen ulkomitat ovat suuret.

2 66794

Nykyisen tekniikan perusteella tunnetaan ilmatyynyaluksen työntölaitteisto (vrt. esim. englantilainen patentti n:ro 1 306 687 (B 60 V 1/00) julk. 14.2.1973), johon kuuluu siipipyörällä varustettu aksiaalinen puhallin, johon siipipyörään kuuluvat rengasmaisessa kanavassa olevat käyttölavat.

Reaktiivisen paineen kääntämiseksi päinvastaiseksi rengasmaisen kanavan ulostulo on varustettu käännettävillä sulkuläpillä, jotka sulkevat kanavan ulostulon ja ohjaavat ilmavirran päinvastaiseen suuntaan.

Suljettaessa poisto-osa sulkuläpillä rengasmaisen kanavan ilmakanavan aerodynaaminen vastus kuitenkin lisääntyy ja saa aikaan vastaavasti ilmanpaineen kasvun, mistä seuraa ilmavirran hajoaminen eri suuntiin aksiaalisen puhaltimen käyttölavoista, jolloin aksiaalisen puhaltimen suorituskyky olennaisesti pienenee ja tuotettu paine laskee.

Jotta tällainen ilmavirran hajoaminen aksiaalisen puhaltimen käyttölavoista estettäisiin, on käytettävä hyväksi sellaisia vähän kuormittuvia puhaltimen siipipyöriä , joiden käyttö-lapojen aerodynaaminen kulma on pieni.

Sellaiset puhaltimen siipipyörät saavat aikaan kuitenkin suhteellisen pienen reaktiivisen paineen, so. niiden suorituskyky on pieni. Tässä tapauksessa reaktiivisen paineen lisäämiseksi aksiaalisen puhaltimen siipipyörän halkaisijaa on suurennettava ja näin kasvatettava myös työntölaitteiston ulkomittoja.

Tiedetään, että rengasmaiseen putkeen asennetun aksiaalisen puhaltimen siipipyörän avulla tuotettua reaktiivista painetta voidaan olennaisesti lisätä lisärengasliuskalla, joka asennetaan sisääntuloon tietyn etäisyyden päähän työntölaitteiston rengasmaisen kanavan eteen (vrt. esim. englantilainen patentti n:ro 1 532 442 (B 63 H 1/28, 1/14, julk. 15.11.1978).

Tällainen rengasliuska sallii suuremman ilmamäärän kulkemisen sisääntulo-osan läpi rengasmaiseen kanavaan, koska rengas-liuska auttaa ilmavirran hajoamisen estämisessä rengasmaisen kanavan sisääntulo-osan sisäpinnan läheisyydessä, josta johtuu työntölaitteistolla tuotetun reaktiivisen paineen vastaava lisääntyminen.

Kuitenkin tällaisen työntölaitteiston painetta ei voida 66794 3 suurentaa niin, että aerodynaamista kuormaa lisätään aksiaalisen puhaltimen käyttölapojen kulmaa suurentamalla; tässä tapauksessa ei myöskään siksi, että ilmavirta lähtee eri suuntiin käyttötapojen ääriosissa silloin, kun sulkuläpät on käännetty reaktiivisen paineen kääntämiseksi, kuten edellä kävi ilmi, rengasmaisessa kanavassa olevan aksiaalisen puhaltimen toimintaa kuvattaessa.

Reangasliuska työntölaitteiston rengasmaisen kanavan edessä ei näin ollen takaa täysin mahdollisuutta lisätä ilmatyynyaluksen työntölaitteiston reaktiivista painetta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa työntölaitteiston em. haitat.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen ilmatyynyaluksen työntölaitteiston rakenne, joka mahdollistaa reaktiivisen paineen olennaisen lisäämisen, kun käytetään aksiaalisia puhaltimia, joiden rengasliuskan kanssa rengasmaiseen kanavaan asennettujen käyttötapojen aerodynaamiset kulmat ovat suuret.

Tähän tavoitteeseen on päästy siten, että ilmatyynyaluksen työtölaitteistossa, joka käsittää aksiaalisen puhaltimen, jossa on käyttötavat, ja joka on asennettu rengasmaiseen kanavaan, jonka eteen on asennettu rengasliuska , joka rengasmaisen kanavan kanssa rajaa rengassolan , keksinnön mukaisesti rengassolaan on asennettu siipikaskadi, joka koostuu kaarevista levyistä, joista jokaisen kovera puoli on suunnattu käyttölapojen paineenalaista puolta vasten, rengassolan ulosmenon ollessa käyttölapojen edessä.

Tällainen rengassolan suoritusmuoto mahdollistaa käyttö-lapojen ääriosissa hajonneen ilmavirran siirtämisen, mikä hajoaminen tapahtuu suurten aerodynaamisten kuormitusten vallitessa. Tässä tapauksessa ilmavirran hajonneella osalla on tuntuva pyörimisnopeus käyttölapojen pyörimissuuntaan ja tämä ilmavirran osa syöksyy käyttölavoista eteenpäin. Kulkiessaan tässä tapauksessa rengassolassa olevan siipikaskadin läpi, hajonnut ilmavirta oikaistaan, eikä siihen vaikuta ilmavirran pääosan epäedullinen pyöriminen, joka pääosa tulee sisään rengasliuskan sisääntulon kautta. Tämän ansiosta käyttölavat eivät hajota ilmavirtaa edelleen ja aksiaalinen puhallin siirtää jatkuvasti suuria ilmamääriä rengasmaisen kanavan läpi.

H

66794

Rengassolan ulostulon edullisin korkeus on 5-15 %:iin rengasmaisen kanavan sisäläpimitasta.

Kuten tutkimukset ovat osoittaneet, tällainen rengassolan korkeus mahdollistaa reaktiivisen paineen lisäämisen.

Rengasliuskan ulkohalkaisijän suhde rengaskanavan ulko-halkaisijaan voi vaihdella rajoissa 0,9 - 1,1.

Sudetta 0,9 voidaan käyttää ilmatyynyaluksen suurissa ajonopeuksissa. Tässä tapauksessa rengasliuskalla varustetun rengaskanavan otsavastus on minimissään.

Silloin, kun kuljetusaluksen ajonopeudet ovat pieniä, voidaan käyttää suhdetta 1,1. Tässä tapauksessa otsavastuksen suureneminen osoittautuu mitättömäksi, kun taas työntölaitteiston tuottama reaktiivinen paine kasvaa olennaisesti.

Pitämällä rengasliuskan sisähalkaisijän suhde rengasmaisen kanavan sisähalkaisijaan rajoissa 1,0-1,1 taataan rengasliuskan optimaalinen aksiaalinen pituus, mikä riippuu sen ulkohalkaisi-jan valitusta suhteesta, jotka vaihtelevat rajoissa 0,9 - 1,1.

On edullisinta asentaa käännettävät ohjaustavat rengas-liuskan sisäpuoliseen virtausalueeseen.

Tällaista ratkaisua voidaan käyttää silloin, kun aksiaalisessa puhaltimessa on kiinteät käyttölavat. Niiden aerodynaamista kuormitusta voidaan muuttaa tässä tapauksessa ohjauslapoja kääntämällä, jolloin ilma virtaa käyttötavoille vaihtelevissa kulmissa.

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viittaamalla sen erityisiin suoritusmuotoihin yhdessä liitteenä olevien piirustusten kanssa, joissa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti tämän keksinnön mukaisen ilmatyynyaluksen työntölaitteiston pystyleikkausta; kuvio 2 esittää rengasliuskalla varustetun rengaskanavan pystyleikkausta, kuvio 3 esittää kuvan 2 linjaa III-III pitkin otettua leikkausta, kuvio 4 esittää kuvan 3 linjaa IV-IV pitkin otettua leikkausta, kuvio 5 esittää pystyleikkausta, joka kuvaa rengasliuskan sisältävän nosto- ja työntölaitteiston erästä suoritusmuotoa.

\ 5 667 94 Tämän keksinnön mukaisen ilmatyynyaluksen työntölaitteisto käsittää rengaskanavan 1 (kuva 1), jonka sisääntulossa on rengasliuska 2. Rengasmaisen kanavan 1 sisääntuloon on asennettu siipipyörän 3 sisältävä aksiaalinen puhallin , jota siipipyörää pyörittää voimansiirtolaitteisto 4. Rengaskanavan 1 ulostuloon on asennettu painesuutin 5, jossa on käännettävät sulkuläpät 6 ja lavat 7 paineen suunnan muuttamiseksi. Rengasliuska 2 muodostaa rengaskanavan 1 kanssa rengasmaisen solan 8 (kuvat 1 ja 2), jonka korkeus sisääntulossa on "a". Rengassolan 8 ulosmeno on aksiaalisen puhaltimen käyttölalojen edessä ja rengassolaan 8 on asennettu siipikaskadi 10, joka koostuu kaarevista levyistä 11 (kuva 3), joista jokaisen kovera puoli 12 on suunnattu käyttötapojen 9 (kuvat 3 ja 4) paineenalaista puolta 13 kohden. Siipikas-kadilla 10 (kuvat 1 ja 2), joka on asennettu rengassolaan 8 , on kaksi päätoimintoa, jotka tähtäävät siipipyörällä 3 varustetun aksiaalisen puhaltimen suorituskyvyn lisäämiseen, missä tapauksessa puhaltimen suorituskyvyn kasvu johtaa työntölaitteiston avulla tuotetun reaktiivisen paineen vastaavaan kasvuun.

Siipikaskadin 10 ensimmäinen tehtävä on se, että levyt 11 (kuva 3) saavat osittain rengassolaan 8 (kuva 1) saapuvan ilmavirran pyörimään vastakkaiseen suuntaan käyttölapojen 9 pyörimiseen nähden. Tämä toteutuu levyissä 11 (kuva 3) olevien koverien osien 12 avulla, jotka osat varmistavat rengassolan 8 (kuva 2) saapuvan ilmavirran suunnan muutoksen suuntaan 14 (kuva 3) siipipyörän 3 pyörimissuuntaa vastaan. Kuten tiedetään tällainen ilmavirran suunta 14 saa aikaan käytännössä käyttölapojen aerodynaamisen kuormituksen kasvamisen.

Tarkasteltavassa tapauksessa tämä aikaansaa ilmavirran nopeuden kasvamisen käyttölapojen 9 ääriosissa, jonka kasvamisen likimääräiset rajat määrää rengassolan 8 korkeus "a", mikä puolestaan lisää eteenpäinliikkuvan kuljetusaluksen työntölaitteiston suorituskykyä ja siis reaktiivisen paineen kasvua.

Siipikaskadin 10 toisena tehtävänä on taata aksiaalisen puhaltimen vakaa toiminta ilman, että käyttölapojen ääriosissa tapahtuu ilmavirran hajoamista sellaisessa tapauksessa, jolloin painesuuttimen 5 ilmakanavan aerodynaaminen vastus kasvaa olen- 6 66794 naisesti, mikä tapahtuu toimintavaiheessa, jolloin paine käännetään päinvastaiseksi, silloin, kun painesuutin 5 on suljettu sulkuläpillä 6 ja lavoilla 7 (kuva 1). Tässä toimintavaiheessa painesuuttimen 5 ilmanpaine, ja siis käyttölapojen 9 jälkeen, kasvaa, ja kun kyseessä ovat käyttölapojen 9 suuret kulmat öi.

(kuva 4) alueella 20° - 40°, tapahtuu käyttölapojen 9 ääriosissa ilmavirran hajoaminen. Kuten käytännössä tiedetään, hajonnut ilmavirta, jolla on todellinen siipipyörän 3 pyörimiseen suuntainen pyörimisnopeus, liikkuu tarkasteltavana olevassa tapauksessa suuntaan 16 (kuvat 2 ja 3). Kaarevat levyt 11 (kuva 3) sisältävän siipikaskadin 10 johdosta hajonnut ilmavirta oikaistuu ja syöksyy ulos rengaskanavasta 1 (kuva 2) aiheuttamatta epäedullista pyörimistä ilmavirran pääosassa, joka kulkee rengasliuskan 2 sisääntuloon suuntaan 17. Tämän johdosta ei ilmavirran hajoamista enää tapahdu käyttölapojen 9 ääriosissa ja aksiaalinen puhallin jatkaa toimintaansa vakaasti ja tuo näin suuren määrän ilmaa painesuuttimeen 5, mikä edistää taaksepäin liikkuvan ilmatyyny-aluksen työntölaitteiston reaktiivisen paineen kasvua.

Laitteen varustaminen siipikaskadilla 10, jossa on kaarevat levyt 11, mahdollistaa näin sellaisen siipipyörän 3 hyväksikäytön, jonka käyttölapojen 9 kulmat «4 (kuva 4) ovat suuret 20° -40°, minkä johdosta rengasliuskan 2 kanssa rengaskanavaan 1 (kuva 1) asennettu aksiaalinen puhallin tuottaa sellaisen työntö-laitteiston reaktiivisen paineen, joka ylittää 15-25 %:11a vastaavanlaisen siipikaskadittoman työntölaitteiston paineen.

Optimitapauksessa rengassolan 8 ulostulon korkeus "a” voi olla 5-15 %: iin rengaskanavan 1 sisähalkaisijasta D-^. Rengas-solan 8 korkeus "a" voi vaikuttaa työntölaitteiston reaktiivisen paineen kasvuun. Arvoa "a" suurentamalla reaktiivinen paine kasvaa samalla, kun tässä tapauksessa rengassolan 8 läpi kulkevan pyör-teisen ilmavirran määrää lisätään.

Rengasliuskan 2 ulkohalkaisijän suhde rengasmaisen kanavan 1 ulkohalkaisijaan vaihtelee 0,9 - 1,1. Ilmatyynyaluksen kulkunopeus määrää nämä suhteet.

Aluksen kulkiessa suurella nopeudella suhteeksi v°i~ 66794 daan valita noin 0,9, jolloin rengaskanavan 1 aerodynaaminen otsavastus pienenee. Työntölaitteiston tuottama reaktiivinen paine pienenee kuitenkin jonkin verran pienillä kulkunopeuksilla suhteen D2/D2 ollessa noin 0,9.

Pienellä kulkunopeudella suhde voidaan nostaa l,l:een, missä tapauksessa rengaskanavan 1 aerodynaaminen otsavastus lisääntyy jonkin verran samalla, kun reaktiivinen paine kasvaa tuntuvasti.

Rengasliuskan 2 sisähalkaisijan suhteeksi rengaskana van 1 sisähalkaisijaan voidaan hyvin ottaa 1,0 - 1,1.

Käyttämällä tätä suhdetta D^/D^ on valittu rengasliuskan 2 aksiaalinen optimipituus hyväksytystä suhteesta D2/D3 riippuen.

Silloin, kun siipipyörässä 3 on kiinteät käyttölavat 9, aksiaalisen puhaltimen suorituskykyä ja siis tuotettua reaktiivista painetta voidaan säätää ohjaustapojen (kuvat 1 ja 4) ävulla, jotka ohjaustavat on asennettu rengasliuskan 2 sisäpuoliseen vir-tausalueeseen ja jotka käsittävät kiinteän tuen 18 ja asentoon 20 käännetyn kierrettävän siiven.

Ilmatyynyaluksen työntölaitteisto toimii seuraavasti.

Voimansiirtojärjestelmä 4 (kuva 11) pyörittää aksiaalisen puhaltimen siipipyörää 3, minkä johdosta Ilma imeytyy rengaslius-kalla 2 varustettuun rengasmaiseen kanavaan 1, suunnissa 14 ja 17, ohittaa käyttölavat 9, saapuu painesuuttimeen 5 ja syöksyy avointen sulkuläppien kautta suuntaan 21, ja saa aikaan näin reaktiivisen paineen, joka saa aluksen etenemään suoraviivaisesti.

Tarvittaessa päinvastaista painetta, sulkuläpät 6 käännetään niin, että ne sulkevat painesuuttimen 5 ja ilma syöksyy suunnanvaihtosiipien kautta tuottaen näin vastakkaisen paineen. Tässä tapauksessa ilmanpaine kasvaa painesuuttimessa 5 ja käyttö-lapojen 9 takana aikaansaaden näin ilmavirran hajaantumisen käyttötavoissa 9, joka hajaantuminen rajoitetaan, kuten edellä on kuvattu, rengassolaan 8 asennetun siipikaskadin avulla.

Tämän johdosta ilmavirran hajotustoimintaa ei kehity ja aksiaalinen puhallin toimii vakaasti.

Kun on tarpeen muuttaa reaktiivisen paineen suuruutta, käyttölavat 9 voidaan kääntää asentoon 22 (kuva 4). Jos siipi- 66794 pyörässä 3 (kuva 3) on kiinteät käyttötavat 9, reaktiivisen paineen suuruutta voidaan muuttaa ohjaustapojen (kuva 4) siipien 19 avulla kääntämällä ne asentoon 20.

Useissa tapauksissa ja erityisesti pienen kuormankanto-kyvyn omaavissa ilmatyynyaluksissa käytetään kuitenkin hyväksi yhdistettyjä nosto- ja työntölaitteistoja. Tässä tapauksessa nosto- ja työntölaitteisto liittyy edellä kuvattuun rengaslius-kalla varustettuun rengasmaiseen kanavaan.

Yhdistetyn nosto- ja työntölaitteiston, jossa on rengas-kanava ja rengasliuska, erästä suoritusmuotoa tarkastellaan nyt tähän keksintöön sovellettuna.

Ilmatyynyaluksen yhdistetyssä nosto- ja työntölaitteistos-sa, joka käsittää siipipyörän 3 (kuva 5) , joka on asennettu rengasliuskalla 2 varustettuun rengaskanavaan 1' ja rengasso-laan 8 asennetun siipikaskadin 10, ilmavirta jaetaan käyttötapojen 9 takana ja se kulkee ulkoiseen rengasmaiseen kanavaan 23, joka on yhdistetty ilmatyynyyn 24, ja edelleen painesuuttimeen 25, joka on varustettu paineen kääntö- ja ohjauslaitteella 26. Tässä tapauksessa ilmanpaine käyttölapojen takana voi nousta aerodynaamisen vastuksen muuttuessa rengaskanavassa 23 ja painesuutti-messa 25; tässä tapauksessa ei kuitenkaan tapahdu ilmavirran hajoamista käyttötavoissa 9 siipikaskadin 10 toiminnan ansiosta, kuten edellä on kuvattu.

Muissa suhteissa, jotka liittyvät tuotetun paineen kasvuun ja vakaaseen toimintaan käyttölapojen 9 lisääntyneillä kuormituksilla, yhdistetty nosto- ja työntölaitteisto toimii samalla tavalla kuin edellä kuvattu kuvan 1 kaltainen työntölaitteisto.

Työntölaitteiston ja yhdistetyn nosto- ja työntölaitteiston, jossa on rengasliuskalla 2 ja siipikaskadilla 10 varustettu rengaskanava 1, kuvatut suoritusmuodot mahdollistavat näin reaktiivisen paineen olennaisen kasvun verrattuna tunnettuihin samanlaisiin laitteistoihin, joissa siipipyörien halkaisijat ovat yhtä suuret.

Claims (3)

9 66794

1. Ilmatyynyaluksen työntölaitteisto, joka käsittää aksiaalisen puhaltimen, jolla on käyttölavat ja joka on asennettu rengasmaiseen kanavaan (1), jonka eteen on asennettu rengasliuska (2), joka rengasmaisen kanavan (1) kanssa rajaa rengassolan, tunnettu siitä, että rengassolaan (8) on asennettu siipikaska- di (10), joka koostuu kaarevista levyistä (11), joista jokaisen kovera puoli (12) on suunnattu käyttötapojen (9) paineenalaista puolta (13) vasten ja rengassolan (8) ulosmeno on käyttötapojen (9) edessä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmatyynyaluksen työntölaitteisto, tunnettu siitä, että rengassolan (8) ulostulon korkeus (a) on 5...15 %:a rengaskanavan (1) sisäläpimitasta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmatyynyaluksen työntö-laitteisto, tunnettu siitä, että rengasliuskan (2) ulko-halkaisijan suhde rengaskanavan (1) ulkohalkaisijaan voi vaihdella rajoissa 0,9...1,1, kun taas niiden sisähalkaisijoiden suhde voi vaihdella rajoissa 1,0...1,1.