PL75802B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 14.04.1972 Stany Zjednoczone Ameryki Zgloszenie ogloszono: 01.04.1974 Opis patentowy opublikowano: 31.12.1979 75802 MKP B63b1/28 L U I A M.-;j Twórcawynalazku: Frank S.Malvestuto# Jr.Uprawniony z patentu : Frank S.Malvestuto, Jr. Denver (Stany Zjednoczone Ameryki) Statek wodny Przedmiotem wynalazku jest statek wodny, wyposazony w urzadzenie unoszace, które unosi czesciowa kadlub statku z wody, co umozliwia poruszanie sie po wodzie przy stosunkowo wysekieb szybkosciach.Na statek poruszajacy sie w wodzie dzialaja sily opoiu hydrodynamicznego, które powoduja zmniejszenie jego szybkosci i zwiekszenie zapotrzebowania energii napedzajacej.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji statku wodnego, kto. y podczas ruebu posiada mniejsze zanurzenie, i na który dziala mniejszy opór hydrodynamiczny.Cel wynalazku osiagnieto przez to, ze statek wodny posiada skrzydla wystajace z obu stron kadluba w celu wywolywania sily unoszenia podczas ruchu skrzydel w powietrzu, a takze srodki napedu zaopatrzone w lopatki usytuowane w poblizu krawedzi splywu skrzydel w celu wywolywania skierowanych ku przodowi sil ciagu oraz sil unoszenia.Szybki statek wodny zaopatrzony jest w uklad unoszenia, co ma na celu zmniejszenie zanurzenia oraz energii wymaganej dla ruchu statku w wodzie. Statek wedlug wynalazku jest zaopatrzony wplaty nosne lub skrzydla wystajace z kadluba statku. Poniewaz skrzydla poruszaja sie w atmosferze, dzialaja na nie sily unoszenia, które unosza kadlub, co powoduje zmniejszenie zanurzenia statku oraz hydrodynamicznego oporu kadluba. Skrzydla sa zaopatrzone w urzadzenia wirnikowe w celu zwiekszenia predkosci przeplywu powietrza ponad górnymi powierzchniami skrzydel, a jednoczesnie zmniejszenia predkosci przeplywu powietrza pod skrzydlami, co oczywiscie podnosi efektywnosc skrzydel. Ponadto, urzadzenia wirnikowe wywoluja ciag ku górze, który wspomaga sily unoszenia wywolywane przez skrzydla.Na zewnetrznych koncach skrzydel znajduja sie plywaki wykorzystujace powierzchnie wody, po której statek sie porusza. Plywaki sa polaczone ze skrzydlami za pomoca pionowych plyt wspornikowych, stanowiacych ekrany zmniejszajace do minimum ruch powietrza wokól*wierzcholków skrzydel dla dalszego podniesienia ich efektywnosci. Plywaki zapewniaja statecznosc statku podczas ruchu po wodzie.Kiedy kadlub statku zostanie uniesiony pod zlozonym wplywem wirników i skrzydel, statek jest napedzany w wodzie przy wysokich szybkosciach dzieki oddzialywaniu sil ciagu od cisnienia powietrza2 75802 wywolywanych przaz wirniki na krawedzi splywu skrzydel. Promieniowo skierowane skladniki sil cisnienia powietrza, wytwarzane przez wirnik, dzialaja wzdluz powierzchni krawedzi splywu skrzydel. Ta sila ciagu naprzód moze napedzac statek po wodzie przy wysokich szybkosciach, poniewaz sily oporu hydrodynamicznego kadluba statku ulegaja znacznemu zredukowaniu dzieki uniesieniu kadluba. Dla zwiekszenia ciagu naprzód wirniki moga byc nachylone w stosunku do kierunku ruchu statku. Ponadto mozna zastosowac skrzydla podwójne lub podobne dla zapewnienia dodatkowego unoszenia kadluba. Takie posobne skrzydla sa w korzys¬ tny sposób polaczone miedzy soba przez konstrukcje pontonów, która siega ponizej zakonczen skrzydel.Zgodnie z tym, statek wedlug wynalazku jest wyposazony w skrzydla i urzadzenia wirnikowe wspólpra¬ cujace ze soba dla unoszenia statku w celu zmniejszenia jego zanurzenia i ulatwienia dzieki temu ruchu statku po wodzie przy wysokich szybkosciach.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 — przed¬ stawia statek wodny wedlug wynalazku, w widokj perspektywicznym, fig. 2 - przekrój wzdluz 2-2 na fig. 1, oraz fig. 3 — wersje wynalazku w przekroju podobnym do przekroju z fig. 2.Statek wodny 10 lub okret wedlug wynalazku przedstawiony jest na fig. 1. Siatek wodny 10 sklada sie z kadluba 11, który jest czesciowo zanurzony w wodzie, i w którym mczna przewozic pasazero.y, przesylki, ladunki Itp.Ruch statku 10 w wodzie jest opózniany dzieki znanym oporom hydrodynamicznym kadluba 11. Dla zredukowania sil oporu hydrodynamicznego kadlub 11 zostaje uniesie iy w celu zmniejszenia stopnia jego zanurzenia w wodzie. Umozliwia to poruszanie sie statku 10 po wodzie przy duzych szybkosciach i przy stosunkowo niskim zapotrzebowaniu mocy maszyn napedowych.. Sily unoszace kadlub 11 powstaja na platach nosnych lub skrzydlach 12, 13, 14 i 15 wystajacych po przeciwleglych bokach kadluba 11. Skrzydla 12 i 13 sa umieszczone symetrycznie w stosunku do kadluba 11 i wystaja poziomo z przeciwleglych boków kadluba 11. Podobnie skrzydla 14 i 15 sa umieszczone symetrycznie W stosunku do kadluba 11 i wystaja z przeciwleglych boków kadluba 11.Skrzydla 12, 13, 14 i 15 maja konstrukcje podobna i kazde z nich zawiera krawedz natarcia i krawedz splywu. Kazde ze skrzydel ma powierzchnie górna 17 i powierzchnie dolna 18, które oplywa strumien powietrza podczas ruchu. Powierzchnie 17 i 18 sa uksztaltowane w znany sposób tak, aby powodowac róznice w szybkosci przeplywu powietrza w poprzek tych powierzchni. Przeplyw powietrza w poprzek górnej powierz¬ chni 17 odbywa sie przy wyzszej szybkosci niz przeplyw powietrza w poprzek dolnej powierzchni 18. Róznica W szybkosciach strug powietrznych wynika z róznicy cisnien wokól przekroju skrzydel 12, 13, 14, 15. Ta róznica cisnien wywoluje unoszenie ku górze skrzydel 12, 13f 14 i 15, co ma na celu zmniejszenie zanurzenia w wodzie statku 10.Sily unoszenia oddzialujace na kadlub 11 sa zwiekszane dzialaniem urzadzen wirnikowych oznaczonych odpowiednio; 22, 23, 24, 25. Wszystkie urzadzenia wirnikowe sa zainstalowane przy krawedzi splywu odpowiadajacych im skrzydel w taki sam sposób, a zatem szczególowo bedzie opisane tylke urzadzenie wirnikowe 22 ze skrzydlem 12. Jakkolwiek urzadzenia wirnikowe sa przykladowo umieszczone na skrzydlach, to jednak zaznacza sie, ze zgodnie z wynalazkiem, moga one byc zastosowane równiez na kadlubie 11 na wysokosci przylegajacej do krawedzi splywu skrzydel.Skrzydlo 12, wyposazone jest w pólkoliste wgleb' nie uformowane w krawedzi splywu. Wglebienie to Jest okreslane przez czesc pólkolistej powierzchni 30 krawedzi splywu (fig. 2). Powierzchnia 30 splywu ma krawedz górna 31, która stanowi krawedz przeciecia powierzchni 30 z górna powierzchnia 17 skrzydla 12 oraz ma dolna krawedz 32, która stanowi krawedz przeciecia powierzchni 30 z dolna powierzchnia 18 skrzydla 12.Urzadzenie wirnikowe 22 zawiera szereg wirujacych lopatek 33 Lopatki 33 sa wsparte w odpowiedni sposób na skrzydle 12 dla umozliwienia ruchu wirowego wokól ich osi, która odpowiada osi pólkolistej powierzchni 30.Lopatki 33 siegaja promieniowo w poblize powierzchni 30, lecz miedzy nimi jest pewna odleglosc. Wierzcholki lopatek 33 wiruja w plaszczyznie, która przecina sie z powierzchnia 30. Korzystnie jest, gdy lopatki 33 sa usytuowane powyzej srodkowej linii powierzchni 30.Wirowanie lopatek 33 powoduje wzrost szybkosci ruchu - czyli predkosci powietrza w poprzek górnej powierzchni 17 skrzydla 12 i powoduje zredukowanie szybkosci strumienia powietrza pod powierzchnia 18 skrzydla. Wynikiem wzrostu szybkosci strugi powietrza w poprzek górnej powierzchni 17 (strzalka B na fig. 2) i spadku szybkosci strugi powietrza pod powierzchnia 18 (strzalka C na fig. 2) efekt unoszenia skrzydla 12 jest zwiekszony lub zmniejszony dzialaniem urzadzenia wirnikowego 22.Urzadzenie wirnikowe 22 wywoluje strumien powietrza skierowany w dól wokól krawedzi splywu skrzydla 12 do powierzchni wody, po której statek 10 sie porusza. Woda odchyla skierowany w dól strumien powietrza w bok pod skrzydlo 12, co powoduje zwiekszenie cisnienia po stronie dolnej skrzydla 12 i efektu75 802 3 unoszenia powodowanego przez skrzydlo 12. Urzadzenie wirnikowe 22 wywoluje równiez skladowa ciagu pionowego w toki sam sposób, jak to ma miejsce w smiglowcu unoszonym wirujacym smiglem, dazacego do . podnoszenia statku 10. Taskladowa ciagu jest zwiekszana reakcja skierowanego ku dolowi strumienia powietrza, udc»i'zrjaccgo o wode. Nadto, na krawedzi splywu kazdej lopatki 33 powstaje zawirowanie, które sie nastepnie sumuje z unoszeniem pionowym, a które oznaczone jest przez D na fig. 2.W wyniku tego, ze plaszczyzna wirowania lopatek 33 urzadzenia wirnikowego 22 znajduje sie ponad srodkiem powierzchni 30, powietrze ponizej plaszczyzny wirowania lopatek 33, znajduje sie pod zwiekszonym cisnieniem. To zwiekszone cisnienie wywoluje skladowa ciagu naprzód na skrzydlo 12, jak to pokazuja strzalki A na fig. 2, Ciag naprzód wywolywany przez urzadzenia wirnikowe 22, 23, 24, 25 jest wystarczajacy dla napedzania statku 10 po wodzie z duzymi szybkosciami, przy jednoczesnym dzialaniu unoszacym wirnikowych urzadzen 22,23,24,25 i skrzydel 12,13,14,15.W celu zwiekszenia ciagu do przodu wywieranego przez urzadzenie-wirnikowe 22 na skrzydlo 12, urzadzenie wirnikowe moze byc ustawione ukosnie (fig. 3). W konstrukcji pokazanej na fig. 3 urzadzenie wirnikowe 22a jest ustawione ukosnie do kierunku ruchu statku 10. W zwiazku z tym i powierzchnia 40, okreslajaca powierzchnie pólkolista w czesci splywu skrzydla, jest równiez nachylona do kierunku ruchu statku 10. W wyniku tego plaszczyzna wirowania lopatek 33a przecina powierzchnie 40, a os wirowania lopatek 33a pokrywa sie.z osia pólkolistej powierzchni. Ponadto, nachylone lopatki 33a wywoluja zwiekszony ciag naprzód dzieki katowi, pod którym jest usytuowana ich plaszczyzna. Lopatki 33a wspólpracuja z powierzchnia 40 w dokladnie taki sam sposób, jak to opisano w zwiazku z fig. 2.W wyniku dzialania urzadzen wirnikowych, które powoduja wzrost szybkosci powietrza przeplywajacego ponad górnymi powierzchniami skrzydel oraz spadek szybkosci strumienia powietrza ponizej skrzydla, wierzcholki lopatek wirujac wewnatrz poy/ierzchni kulistej, wywoluja dzialanie wirowe. Dzialanie wirowe powoduje kolisty przeplyw powietrza, który powoduje dodatkowe unoszenie przylozone do dolnej powierzchni skrzydla, jak to oznaczone jest przez D na fig. 3.Kazde skrzydlo jest zaopatrzone w urzadzenie wirnikowe, a konstrukcja przedstawiona przykladowo ma cztery skrzydla 12, 13, 14, 15 oraz cztery urzadzenia wirnikowe 22, 23, 24, 25, wspólpracujace ze soba dla unoszenia statku 10 i jednoczesnie do napedzania statku 10 po wodzie. Skrzydla 14 i 15 sa umieszczone powyzej skrzydel 12 i 13. To pionowe usytuowanie skrzydel 14 i 15 zmierza do zminimalizowania turbulencji powietrza na skrzydlach 14 i 15, które to turbulencje moga byc wywolywane przez skrzydla 12 i 13, poruszajace sie w atmosferze bezposrednio przed skrzydlami 14 i 15. Oprócz tego, ustawienie skrzydel 12 i 13 w stosunku do skrzydel 14 i 15 jest takie, ze wytworzony zostaje efekt posobnie wzmozony. Najkorzystniej jest, gdy skrzydla 14 i 15 sa.ocJalone od skrzydel 12 i 13 na odleglosc taka, ze urzadzenia wirnikowe 22 i 23 zlaczone ze skrzydlami 12 i 13 wywoluja przeplyw powietrza w dól w kierunku urzadzen wirnikowych 24 i 25. W wyniku tego, urzadzer ia wirnikowe 24 i 25 sa bardziej efekt \me, niz bylyby gdyby nie bylo urzadzen wirnikowych 22 I 23. W istocie, dzialanie unoszace skrzydel 14 i 15 jest wynikiem unoszenia wywolywanego przeplywem powietrza, powodowanym samymi urzadzeniami wirnikowymi 24 i 25 oraz unoszenia wywolywanego przeply¬ wem powietrza powodowanym przez urzadzenia wirnikowe 22 i 23.Do zewnetrznych konc 60 i 51 opieraja sie o plywak b2 usytuowany wzdluznie pod skrzydlami 12 i 14 i przystosowany do wspólpracy z powierzchnia wody. Plyty 50 i 51 sa nieperforowane i przystosowane do minimalizowania przeplywu powietrza wokól wierzcholków skrzydel 12, 14. Dlatego tez plyty 50 i 51 wywoluja dobrze znany efekt plyty skrajnej, zwiekszajacy sprawnosc skrzydel 12 i 14. Pionowo usytuowane plyty 60 i 61 sa polaczone ze skrzydlami 13 i 15 i opieraja sie dolnymi koncami o plywak 63, przystosowany do wspólpracy z powierzchnia wody. Plywaki 52 i 63 sluza jako stabilizatory.Gdy statek wodny 10 plywa w wodzie, a urzadzenia wirnikowe 22, 23, 24, 25 sa nieczynne, kadlub 11 jest dosc gleboko zanurzony. Naped statku w wodzie przy kadlubie gleboko zanurzonym, ze wzgledu na sily oporu hydrodynamicznego, dzialajace na kadlub wymaga, zuzywania stosunkowo duzych ilosci energii, nawet przy umiarkowanych predkosciach. Jednakze skrzydla 12, 13, 14, 15 i wirniki 22, 23, 24, 25 unosza kadlub 11 tak, ze tylko stosunkowo niewielka czesc kadluba pozostaje w zanurzeniu. Zredukowanie stopnia zanurzenia kadluba II wywoluje powazne zmniejszenie sil oporu hydrodynamicznego, dzialajacych na kadlub 11 przy ruchu statku 10 w wodzie. Umozliwia to napedzanie statku 10 z duzymi szybkosciami przy zuzywaniu stosunkowo malych ilosci energii.Z powyzszego opisu wynika, ze statek 10 jest unoszony pod wplywem skrzydel 12, 13, 14, 15 oraz urzadzen wirnikowych 22,23, 24, 25, co umozliwia napedzanie go po wodzie z duzymi szybkosciami.76802 PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenie patentowe 1. Statek wodny. wyfosazony w kadlub przystosowany do slizgu pp wodzie w czasie plywania, zna¬ mienny tym, ze zawiera srodki do wytwarzania sil unoszenia kadluba (11) w stosunku do powierzchni wody z pierwszej pozycji, w której stosunkowo duza czesc kad! Jba (11) jest zanurzona w wodzie, do drugiej pozycji, w której stosunkowo mala czesc kadluba (11) jest zanuizona w wodzie, wymienione srodki stanowia skrzydla (12,13, 14,15) obustronnie wystajace z kadluba (11), w miejscu powyzej okreslonej powierzchni dla wywolywania sily unoszenia przy ruchu w powietrzu, a takie srodki napedu dla wytwarzania sil ciagu naprzód, ?as srodki napedu stanowia urzadzenia wirnikowe (22, 23, 24, 25), zawierajace lopatki (33) usytuowane w poblizu krawedzi splywu skrzydel (12, 13, 14, 15) dla wywolywania skierowanych ku przodowi sil ciagu, oraz dla wywolywania przeplywu powietrza po torze biegnacym w poprzek górnej powierzchni (17) skrzydel (12, 13, 14, 15), a nastepnie — ku dolowi, wokól czesci krawedzi splywu skrzydel (12, 13, 14, 15) dla wywolania sil unoszenia na skrzydlach i ruchu kadluba (11) z pierwszej pozygi do drugiej.

2. Statek wedlug zastrz. 1, znamienny tym. ze skrzydla (.2, 13, 14, 15) posiadaja czesci wewnetrzne przylegle do kadluba (11) oraz czesci zewnetrzne wystajace z kadluba (11), przy czym do zewnetrznych czesci skrzydel (12, 13, 14, 15) przymocowane sa pionowe plyty wspornikowe (50,51,60,61), w miejscu oddalonym od lopatek (33) dla uniemozliwienia wyplywu powietrza w kierunku na zewnatrz wzdluz skrzydel (12,13,14,15).

3. Statek wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zawiera plywaki (52, 63) polaczone z pionowymi plytami wspornikowymi (60, 51,60,61) * celu zapewnienia statecznosci statku (10).

4. Statek wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ie skrzydla (12, 13, 14, 15) zawieraja czesc górna, która przebiega od czesci krawedzi natarcia do czesci krawedzi splywu, oraz czesc dolna, którt przebiega na takiej samej odleglosci, jak czesc górna.

5. Statek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze skrzydlo (12) usytuowane jest na zewnatrz z jednej strony kadluba (11) oraz skrzydlo (13) usytuowane jest po drugiej stronie kad, uba (11), przy czym urzadzenie wirnikowe (22) ma lopatki (33) przylegle do czesci krawedzi splywL skrzydla (12), a urzadzenie wirnikowe (23) ma lopatki (33) przylegle do czesci krawedzi splywu skrzydla (U).

6. Statek wedlug zastrz. 1,znamienny t y m, ze skrzydlo (14) umieszczone jest na zewnatrz z jednej strony kadluba (11) w pewnej odleglosci ku tylowi od skrzydla 02), a skrzydlo (15) umieszczone jest na zewnatrz z drugiej strony kadluba (11) w pewnej odleglosci ku tylowi od skrzydla (13), przy czym urzadzenie wirnikowe (24) ma lopatki (33), przylegle do czesci krawedzi splywu skrzydla (14), a urzadzenie wirnikowe (26) ma lopatki (33), przylegle do czesci krawedzi splywu skrzydla (15).

7. Statek wedlug zastrz. 1, albo 3, znamienny tym, ze plywak (52) umieszczony jest po jednej stronie kadluba (11), przy czym przednia czesc plywaka (52) polaczona jest z pionowa plyta wspornikowa (50) skrzydla (12), a czesc tylna z pionowa plyta wspornikowa (51) skrzydla (14), a plywak (63) umieszczony jest po drugiej stronie kadluba (11), przy czym przednia czesc plywaka (63) polaczona jest z pionowa plyta wspornikowa (60) skrzydla (13), a tylna czesc z pionowa plyta wspornikowa (61) skrzydla (15).

8. Statek wodny, znamienny tym, ze zawiera urzadzenie wirnikowe (22a) o osi obrotów nachylo¬ nej pod katem ostrym w stosunku do plaszczyzny poziomej.76 802 FIG 2 £2*.j r-ry -\ \ FIG 3 PL PL