RU127700U1

RU127700U1 - SELF-PROPELLED AIR PILLOW PLATFORM

Info

Publication number: RU127700U1
Application number: RU2012154737/11U
Authority: RU
Inventors: Виктор Павлович Смолоногин; Павел Викторович Смолоногин; Валерий Дмитриевич Паначёв
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-05-10

Abstract

1. Самоходная платформа на воздушной подушке, включающая несущий корпус, снабженный гибким ограждением с ресивером, а также энергетический и нагнетательный комплексы, отличающаяся тем, что на несущем корпусе платформы с помощью пилонов установлены четырехлопастные тяговые движители с винтами изменяемого шага и электроприводами, а гибкое ограждение выполнено двухслойным и образует периферийное кольцевое воздушное сопло, внутри ресивера вдоль бортов в кормовой и носовой частях корпуса установлены надувные мешки, причем энергетический комплекс выполнен в виде газопоршневых дизель-электростанций, расположенных в районе воздухозаборных шахт, а нагнетательный комплекс включает осевой одноступенчатый компрессор.2. Самоходная платформа на воздушной подушке по п.1, отличающаяся тем, что средняя часть несущего корпуса выполнена сквозной, по бортам и в кормовой части которой установлены грузоподъемные механизмы, гидравлические опоры, козловой кран, гидроманипулятор и такелаж, в передней и кормовой частях - управляемые аппарели, а в задней части - технологическая майна с герметичными створками.3. Самоходная платформа на воздушной подушке по п.1, отличающаяся тем, что гидравлические опоры выполнены в виде лыж с рулевыми ребрами и телескопическими цилиндрами.4. Самоходная платформа на воздушной подушке по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена бортовой газогенераторной установкой.1. Self-propelled platform on an air cushion, including a bearing housing equipped with a flexible guard with a receiver, as well as energy and discharge systems, characterized in that four-blade traction propellers with variable pitch propellers and electric drives are mounted on the platform supporting housing with pylons, and a flexible guard made two-layer and forms a peripheral annular air nozzle, inside the receiver along the sides in the aft and bow parts of the hull are inflatable bags, and the complex is made in the form of gas piston diesel power plants located in the area of air intake mines, and the discharge complex includes an axial single-stage compressor. 2. The self-propelled hovercraft platform according to claim 1, characterized in that the middle part of the bearing body is made through, on the sides and in the aft of which are installed lifting mechanisms, hydraulic bearings, gantry crane, hydraulic manipulator and rigging, in the front and aft parts - controlled ramps and in the back there is a technological lane with hermetic sashes. 3. Self-propelled hovercraft platform according to claim 1, characterized in that the hydraulic supports are made in the form of skis with steering ribs and telescopic cylinders. A self-propelled hovercraft platform according to claim 1, characterized in that it is equipped with an onboard gas generator.

Description

Полезная модель относится к судостроению и касается создания платформ на воздушной подушке (ПВП), предназначенных для использования в качестве внедорожного транспортного средства повышенной проходимости в лесозаготовительной отрасли, а также может найти применение в горнодобывающей, нефтяной, газодобывающей промышленностях.The utility model relates to shipbuilding and relates to the creation of hovercraft platforms (PVP), intended for use as an off-road off-road vehicle in the logging industry, and can also be used in the mining, oil, and gas industries.

Известна платформа на воздушной подушке для эксплуатации в арктических условиях, включающая несущий корпус, снабженный гибким ограждением с ресивером, установленным на бортовых кринолинах, нагнетательный комплекс с двигателем, приводом и центробежным нагнетателем воздушной подушки, движительным комплексом, имеющим главные двигатели с приводами и авиационные воздушные винты изменяемого шага, а также вспомогательные подруливающие газотурбинные двигатели для запуска главных двигателей (Патент RU №2302354, B60V 3/06, 2007).A known platform for an air cushion for operation in arctic conditions, including a bearing housing equipped with a flexible guard with a receiver mounted on onboard crinolines, a discharge complex with an engine, a drive and a centrifugal blower of an air cushion, a propulsion system having main engines with drives and aircraft propellers variable pitch, as well as auxiliary thruster gas turbine engines for starting the main engines (Patent RU No. 2302354, B60V 3/06, 2007).

Недостатками известной самоходной платформы являются низкая маневренность, экономичность и экологичность из-за использования отработанных авиационных двигателей, работающих на керосине, центробежных вентиляторов с КПД ниже 40% и жесткой механической трансмиссии с низким ресурсом, надежностью и высокими вибрационными паразитными параметрами.The disadvantages of the well-known self-propelled platform are low maneuverability, efficiency and environmental friendliness due to the use of spent aircraft engines running on kerosene, centrifugal fans with an efficiency of less than 40% and a rigid mechanical transmission with a low resource, reliability and high vibrational parasitic parameters.

Технический результат, который достигается при использовании заявляемой конструкции, заключается в его высокой маневренности, устойчивости, экономичности и экологичности.The technical result that is achieved when using the claimed design is its high maneuverability, stability, efficiency and environmental friendliness.

Заявляется самоходная платформа на воздушной подушке, включающая несущий корпус, снабженный гибким ограждением с ресивером, а также энергетический и нагнетательный комплексы, на несущем корпусе которой с помощью пилонов установлены четырехлопастные тяговые движители с винтами изменяемого шага и электроприводами. Гибкое ограждение выполнено двухслойным и образует периферийное кольцевое воздушное сопло. Причем энергетический комплекс выполнен в виде газопоршневых дизель-электростанций, расположенных в районе воздухозаборных шахт, а нагнетательный комплекс включает осевой одноступенчатый компрессор.A self-propelled hovercraft platform is disclosed, including a bearing body equipped with a flexible guard with a receiver, as well as power and discharge systems, on the bearing body of which using pylons four-blade traction propulsors with variable pitch propellers and electric drives are installed. The flexible fence is made of two layers and forms a peripheral annular air nozzle. Moreover, the energy complex is made in the form of gas-piston diesel power plants located in the area of air intake mines, and the injection complex includes an axial single-stage compressor.

По сравнению с прототипом, в котором установлены подруливающие двигатели, в заявляемой конструкции с помощью пилонов установлены четырехлопастные тяговые движители с винтами изменяемого шага и электроприводами, что позволяется осуществлять развороты платформы на месте, в движении, скольжение в сторону перпендикулярно продольной оси платформы, а также движение задним ходом, что говорит о высокой маневренности.Compared with the prototype, in which thrusters are installed, in the claimed design using pylons, four-blade traction motors with variable-pitch propellers and electric drives are installed, which allows the platform to rotate in place, in motion, to slide in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the platform, as well as movement in reverse, which indicates high maneuverability.

Образование периферийного кольцевого воздушного сопла при выполнении двухслойным гибкого ограждения создает завесу для воздушной подушки и уменьшает потери мощности при работе нагнетательного комплекса.The formation of a peripheral annular air nozzle when performing a two-layer flexible fence creates a curtain for the air cushion and reduces power losses during the operation of the discharge complex.

А установление внутри ресивера вдоль бортов в кормовой носовой частях корпуса надувных мешков позволяет существенно увеличивать устойчивость конструкции, возможность плавного преодоления препятствий и обеспечивать ее непотопляемость.And the installation inside the receiver along the sides in the aft bow of the hull of the inflatable bags can significantly increase the stability of the structure, the ability to smoothly overcome obstacles and ensure its unsinkability.

Использование газопоршневых дизель-электростанций позволяет на порядок увеличить экономичность и экологичность платформы по сравнению с прототипом, в котором использован низкоэффективный отработанный авиационный двигатель, работающий на керосине или привозном конденсате, загрязняющими атмосферу вредными выбросами. Рабочим топливом для газопоршневых дизель-электростанций служит бытовой газ или газ, который получают в бортовой газогенераторной установке, например, из дешевых и экологически чистых древесных отходов (п.4 формулы).The use of gas-piston diesel power plants allows an order of magnitude increase in the cost-effectiveness and environmental friendliness of the platform compared to the prototype, which uses a low-efficiency spent aircraft engine running on kerosene or imported condensate polluting the atmosphere with harmful emissions. The working fuel for gas piston diesel power plants is household gas or gas, which is obtained in an onboard gas generator, for example, from cheap and environmentally friendly wood waste (paragraph 4 of the formula).

Осевой одноступенчатый компрессор, используемый в нагнетательном комплексе, имеет КПД выше 60%, что повышает экономичность платформы, а также устраняет «противоток», что обеспечивает снижение потерь мощности при выходе на режим парения и движения.The axial single-stage compressor used in the discharge complex has an efficiency of more than 60%, which increases the efficiency of the platform, and also eliminates the "counterflow", which ensures a reduction in power losses when entering the steam and motion modes.

Установка на несущем корпусе на пилонах четырехлопастных тяговых движителей с винтами изменяемого шага и электроприводами позволяет совершать маневры без контакта с поверхностью путем изменения вектора тяги при развороте винтов тяговых движителей, а также за счет изменения давления в воздушной подушке.The installation of four-blade traction propellers with variable pitch propellers and electric drives on the supporting body on pylons allows you to make maneuvers without contact with the surface by changing the traction vector when the propeller propellers turn, and also by changing the pressure in the air cushion.

Кроме того, средняя часть несущего корпуса выполнена сквозной, по бортам и в кормовой части которой установлены грузоподъемные механизмы, гидравлические опоры, козловой кран, гидроманипулятор, в носовой и кормовой частях - управляемые аппарели, а в задней части - технологическая майна с герметичными створками, гидравлические опоры выполнены в виде лыж с рулевыми ребрами и телескопическими цилиндрами. Платформа может быть оснащена бортовой газогенераторной установкой (п.2, 3 формулы).In addition, the middle part of the load-bearing housing is made through, on the sides and in the aft of which are installed lifting mechanisms, hydraulic bearings, a gantry crane, a hydraulic manipulator, in the fore and aft parts - controlled ramps, and in the back - a technological lane with hermetic sashes, hydraulic the supports are made in the form of skis with steering ribs and telescopic cylinders. The platform can be equipped with an on-board gas generator (claim 2, 3 of the formula).

На фиг.1 представлен вид сверху, на фиг.2 - вид сбоку А, а на фиг.3 - вид спереди Б заявляемой платформы. Фиг.4 представляет собой разрез В-В на фиг.1 в увеличенном виде.Figure 1 presents a top view, figure 2 is a side view of a, and figure 3 is a front view B of the inventive platform. Figure 4 is a section bb in figure 1 in an enlarged view.

Фиг.5, 6, 7 иллюстрируют изменения направления движения платформы при различных положениях четырехлопастных тяговых движителей.5, 6, 7 illustrate changes in the direction of movement of the platform at different positions of the four-blade traction propulsion devices.

Платформа включает несущий корпус 1 с размещенным вокруг него двухслойным гибким ограждением 2, образующим периферийное кольцевое воздушное сопло 3 и ресивер 4. Внутри ресивера под днищем вдоль бортов корпуса 1 в кормовой и носовой частях размещены надувные мешки 5 для плавного преодоления одиночных препятствий. Нагнетательный воздушный комплекс включает вертикальные воздухозаборные шахты 6, в которых установлены осевые колеса одноступенчатого компрессора 7, мультипликаторы и электроприводы с частотным регулированием скорости вращения (не показаны).The platform includes a supporting body 1 with a two-layer flexible guard 2 placed around it, forming a peripheral annular air nozzle 3 and a receiver 4. Inside the receiver, under the bottom along the sides of the housing 1, inflatable bags 5 are placed in the aft and bow parts to smoothly overcome single obstacles. The discharge air system includes vertical air intake shafts 6, in which the axial wheels of a single-stage compressor 7, multipliers and electric drives with frequency regulation of rotation speed (not shown) are installed.

На корпусе 1 с помощью пилонов 8 установлены четырехлопастные тяговые движители 9 с винтами изменяемого шага и электроприводами 10. Спереди по бортам расположены герметичные непотопляемые капсулы 11, отстреливаемые в аварийных случаях, включающие рубку и кабину, в которых находятся навигационное оборудование, приборы контроля, элементы технических систем, а также бытовые помещения и пассажирские каюты.Four-bladed traction propellers 9 with variable pitch propellers and electric drives 10 are mounted on the housing 1 using pylons 8. Sealed unsinkable capsules 11 are located in front of the sides, which can be fired in emergency cases, including the wheelhouse and cabin, which contain navigation equipment, control devices, and technical elements systems, as well as domestic premises and passenger cabins.

Гибкое двухслойное ограждение 2 состоит из основной 12 и дополнительной 13 «юбок».Flexible two-layer fence 2 consists of a main 12 and an additional 13 "skirts".

Энергетический комплекс выполнен в виде газопоршневых дизельных электростанций, расположенных в корпусе 1 между воздухозаборными шахтами 6 (не показан). Их электрогенераторы питают все проводные электродвигатели и других потребителей. Платформа может быть оснащена бортовой газогенераторной установкой 14 или же пополнять топливо на терминалах, на которых базируются газовые заправочные станции.The energy complex is made in the form of gas piston diesel power plants located in the housing 1 between the intake shafts 6 (not shown). Their electric generators feed all wire electric motors and other consumers. The platform can be equipped with an onboard gas generator 14 or replenish fuel at the terminals on which gas filling stations are based.

Средняя часть несущего корпуса 1 выполнена сквозной, а по бортам и в кормовой части установлены грузоподъемные механизмы, например, мостовой козловой кран 15, гидравлические опоры 16, гидроманипулятор 17. В носовой и кормовой частях расположены управляемые аппарели 18 для удобства причаливания и погрузочно-разгрузочных работ. В задней части корпуса 1 по продольной оси размещена технологическая майна 19 для работы с топляком, которая снабжена герметичными створками. В корпусе имеются люки 20 для сыпучих грузов и хранения запаса топлива (сжиженного газа).The middle part of the load-bearing housing 1 is made through, and load-lifting mechanisms are installed along the sides and in the aft, for example, a bridge gantry crane 15, hydraulic bearings 16, a hydraulic manipulator 17. In the fore and aft parts are controlled ramps 18 for easy mooring and loading and unloading . In the rear part of the housing 1 along the longitudinal axis there is a technological lane 19 for working with a firebox, which is equipped with hermetic sashes. The hatch has 20 hatches for bulk cargo and storage of fuel (liquefied gas).

Гидравлические опоры 16 в количестве 6 штук управляются программным механизмом при движении по различному грунту, воде, льду, а также во время причаливания, частичного выхода на сушу и поворотах на месте.Hydraulic supports 16 in the amount of 6 pieces are controlled by a software mechanism when moving on various soil, water, ice, as well as during mooring, partial land access and cornering in place.

Сигнал может быть подан как на все опоры сразу, так и индивидуально на каждую опору 16. Опоры 16 выполнены в виде лыж с рулевыми ребрами и телескопическими цилиндрами (не показаны). Рулевые ребра участвуют в изменении курса движения по воде, кроме мелководья. Телескопические цилиндры могут полностью убираться в корпус. На стоянке в период ремонта или планового обслуживания она выпускаются полностью.The signal can be applied to all supports at once, or individually to each support 16. Supports 16 are made in the form of skis with steering ribs and telescopic cylinders (not shown). Steering ribs are involved in changing the course of movement on water, except for shallow water. Telescopic cylinders can be fully retracted into the housing. In the parking lot during repair or scheduled maintenance, it is fully available.

Движение и работа платформы осуществляется следующим образом.The movement and operation of the platform is as follows.

Оператор из рубки управления, находящейся в герметичной непотопляемой капсуле 11, запускает газопоршневые дизельные электростанции, затем переводит энергетический комплекс на холостой режим работы для проверки на функционирование всех систем. Далее оператор включает нагнетательный воздушный комплекс, при этом воздух из воздухозаборных шахт 6 проходя через осевые колеса одноступенчатого компрессора 7, сжимается и поступает в ресивер 4. Под днищем образуется воздушная подушка с повышенным давлением. Платформа отрывается от поверхности зависает на расчетной высоте, при этом гидравлические опоры 16 убираются в корпус 1.The operator from the control cabin, located in a sealed unsinkable capsule 11, starts gas-piston diesel power plants, then transfers the energy complex to idle mode to check the operation of all systems. Next, the operator includes a discharge air system, while the air from the intake shafts 6 passing through the axial wheels of a single-stage compressor 7 is compressed and enters the receiver 4. An air cushion is formed under the bottom with increased pressure. The platform comes off the surface, freezes at the estimated height, while the hydraulic supports 16 are removed in the housing 1.

Оператор включает тяговые движители 9. Винты движителей создают силу тяги, платформа начинает горизонтальное движение. Изменяя угол атаки, оператор добивается плавного изменения скорости или, при необходимости, включает «Реверс тяги». Разворотом винтов движителей 9 на угол α относительно продольной оси и меняя по курсу вектор тяги, оператор производит маневры в движении.The operator includes traction propellers 9. Propeller propellers create traction force, the platform starts horizontal movement. By changing the angle of attack, the operator achieves a smooth change in speed or, if necessary, turns on “Reverse thrust”. By turning the propeller screws 9 at an angle α relative to the longitudinal axis and changing the thrust vector in the direction, the operator maneuvers in motion.

После причаливания или частичного выхода платформы на берег оператор горизонтирует ее с точностью ±0,5°. Затем производятся погрузочные/разгрузочные работы.After mooring or partial landing of the platform ashore, the operator levels it with an accuracy of ± 0.5 °. Then loading / unloading is performed.

При работе с топляками платформу ставят на якорь над местом работ, открывают створки майны 19, включают систему мониторинга и гидроманипуляторы 17, которые выполняют комплекс операций по поиску, захвату и подъему топляков.When working with fuel mantles, the platform is anchored above the work site, open the flaps of lane 19, include a monitoring system and hydraulic manipulators 17, which perform a set of operations to search for, capture and raise fuel mats.

Системы жизнеобеспечения поддерживают в помещениях капсулы 11 расчетный уровень вентиляции, отопления, влажности и рабочую температуру в любое время года.The life support systems in the premises of the capsule 11 support the calculated level of ventilation, heating, humidity and operating temperature at any time of the year.

Заявляемая конструкция платформы выполняется в модульном исполнении. Перед транспортировкой железнодорожным транспортом платформа расстыковывается на модули, не превышающие по габаритам железнодорожных требований. Кабина и рубка отстыковывают и транспортируют отдельно. Каждый модуль выполнен герметичным и непотопляемым. При сборке они стягиваются быстросъемными замковыми устройствами и образуют прочную силовую конструкцию. Большинство деталей и узлов изготовлены из композитных материалов, поэтому собственный вес платформы на порядок меньше аналогичных конструкций, выполненных из сплавов металлов.The inventive platform design is performed in a modular design. Before transportation by rail, the platform is undocked into modules that do not exceed the railway requirements in terms of dimensions. The cabin and deckhouse are undocked and transported separately. Each module is sealed and unsinkable. When assembling, they are pulled together by quick-release locking devices and form a strong power structure. Most parts and assemblies are made of composite materials, so the platform's own weight is an order of magnitude less than similar structures made of metal alloys.

Самоходная платформа на воздушной подушке заявляемой конструкции представляет собой судно грузоподъемностью до 100 тонн, которое может парить на высоте 80 мм со скоростью до 40 км/час над землей, водной поверхностью судоходных и несудоходных рек, закрытых морей, заболоченных участков, над ледяным и снежным покровом в любое время года независимо от погодных условий. Платформа может преодолевать препятствия высотой до 1000 мм, маневрировать в движении и вращаться на месте. Тяговые движители обеспечивают при движении подъем по наклонной поверхности на угол до 10°.The self-propelled hovercraft platform of the claimed design is a vessel with a carrying capacity of up to 100 tons, which can soar at a height of 80 mm at a speed of up to 40 km / h above ground, the water surface of navigable and non-navigable rivers, closed seas, marshy areas, over ice and snow cover at any time of the year, regardless of weather conditions. The platform can overcome obstacles up to 1000 mm high, maneuver in motion and rotate in place. Traction propulsors provide the movement on an inclined surface at an angle of up to 10 °.

По функциональному назначению базовая платформа может быть оборудована как:According to the functional purpose, the base platform can be equipped as:

- транспортный агрегат;- transport unit;

- пассажирское судно и паром;- passenger ship and ferry;

- стационарный и нестационарный агрегат по переработке древесного сырья и отходов лесозаготовок;- stationary and non-stationary unit for the processing of wood raw materials and logging waste;

- противопожарная мобильная самоходная платформа;- fire-fighting mobile self-propelled platform;

- эвакуационное плавсредство.- evacuation craft.

Claims

1. Self-propelled platform on an air cushion, including a bearing housing equipped with a flexible guard with a receiver, as well as energy and discharge systems, characterized in that four-blade traction propellers with variable pitch propellers and electric drives are mounted on the platform supporting housing with pylons, and a flexible guard made two-layer and forms a peripheral annular air nozzle, inside the receiver along the sides in the aft and bow parts of the hull are inflatable bags, and the complex is made in the form of gas-piston diesel power plants located in the area of air intake mines, and the discharge complex includes an axial single-stage compressor.

2. Self-propelled platform on an air cushion according to claim 1, characterized in that the middle part of the bearing body is made through, on the sides and in the rear of which are installed lifting mechanisms, hydraulic bearings, gantry crane, hydraulic manipulator and rigging, in the front and rear parts - controlled ramps, and in the rear part a technological lane with hermetic sashes.

3. A self-propelled hovercraft platform according to claim 1, characterized in that the hydraulic supports are made in the form of skis with steering ribs and telescopic cylinders.

4. A self-propelled hovercraft platform according to claim 1, characterized in that it is equipped with an onboard gas generator.