RU2057040C1

RU2057040C1 - Amphibious air cushion vehicle

Info

Publication number: RU2057040C1
Authority: RU
Inventors: Б.В. Чубиков; В.Н. Калякин
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: transport means. SUBSTANCE: axle of gate hinge joints are arranged in rear portion of ports-tunnels of air cushion vehicle body which has side guard of air cushion in form of flexible cylindrical gastight stepped skegs-cylinders with horizontal generating lines of cylinders, stern curtain and cross curtain arranged at a distance from bow curtain. Bow curtain is made in form of flexible shirt. Bow and cross curtains are made for retraction into vehicle body and cross curtain is made in form of sectionalized interceptor or of the same design as bow curtain with height ensuring its reach to support surface. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам с динамическими принципами поддержания. The invention relates to vehicles with dynamic maintenance principles.

Известен амфибийный аппарат на воздушной подушке [1] содержащий корпус, выполненный по форме крыла, в носовой части которого позади пропульсивных воздушных винтов образованы перекрываемые от набегающего потока нижней частью дисков сметания пропульсивных воздушных винтов окна-тоннели, сообщающие с атмосферой пространство между днищем корпуса и экраном, при этом окна-тоннели выполнены с шарнирно-поворотными заслонками, а аппарат снабжен носовой завесой и системой управления и стабилизации. Known amphibious hovercraft [1] containing a body made in the shape of a wing, in the nose of which behind the propulsive propellers there are formed window-tunnels overlapping from the free flow of the sweep discs of the propulsive propellers of the propellers, communicating with the atmosphere the space between the bottom of the body and the screen Moreover, the window-tunnels are made with hinged-butterfly valves, and the apparatus is equipped with a nose curtain and a control and stabilization system.

Однако известный аппарат на воздушной подушке малоэффективен при эксплуатации. However, the known hovercraft is ineffective in operation.

Цель заявляемого решения повышение эффективности эксплуатации аппарата на воздушной подушке. The purpose of the proposed solutions to increase the efficiency of operation of the device on an air cushion.

Цель достигается тем, что оси шарниров этих заслонок размещены в задней части окон-туннелей, при этом аппарат выполнен с бортовым ограждением воздушной подушки в виде гибких цилиндрических газонепроницаемых раданированных скегов-баллонов с горизонтальными образующими их цилиндров, кормовой завесой, а также поперечной завесой, удаленной от носовой завесы, причем носовая завеса выполнена в виде гибкой юбки, при этом носовая и поперечная завесы выполнены с возможностью их уборки в корпус аппарата, а поперечная завеса выполнена в виде секционированного интерцептора или такой же, как и носовая завеса, с высотой до опорной поверхности. The goal is achieved by the fact that the hinge axes of these dampers are located in the rear of the tunnel windows, while the apparatus is made with an onboard air-cushion guard in the form of flexible cylindrical gas-tight radanized cylinder skegs with horizontal cylinders forming them, aft curtain, and also a transverse curtain removed from the nose curtain, and the nose curtain is made in the form of a flexible skirt, while the nose and transverse curtains are made with the possibility of cleaning them in the body of the device, and the transverse curtain is made in the form of a section ionized interceptor or the same as the nasal curtain, with a height to the supporting surface.

Кроме того, носовая завеса выполнена с тросами-тягами и подъемными лебедками для ее уборки в корпус аппарата. In addition, the nose curtain is made with ropes, rods and lifting winches for its cleaning in the body of the device.

На фиг.1 изображен аппарат,вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 амфибийный аппарат на воздушной подушке в аксонометрической проекции; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг.5 аксонометрическая проекция двухвинтового аппарата на воздушной подушке; на фиг.6 продольный разрез двухвинтового аппарата на воздушной подушке. Figure 1 shows the apparatus, a top view; figure 2 section aa in figure 1; in FIG. 3 amphibious hovercraft in axonometric projection; in FIG. 4 is a view along arrow B in FIG. 2; figure 5 axonometric projection of a twin-screw apparatus on an air cushion; Fig.6 is a longitudinal section of a twin-screw hovercraft.

Как видно на фиг.1 и 3, корпус 1 амфибийного аппарата на воздушной подушке имеет аэродинамический профиль в сечении и форму крыла малого удлинения в плане. Это крыло-корпус ограничено бортовым ограждением в виде боковых шайб 2, нижние, контактирующие с экраном части которых выполнены в виде гибких цилиндрических с горизонтальной образующей газонепроницаемых раданированных скегов-баллонов 3. В шайбах 2 могут быть предусмотрены различные помещения (в зависимости от конкретного назначения аппарата и его размеров). Например, как показано на фиг.1 и 3, в шайбах размещены пилотские 4 и пассажирские 5 кабины. На корпусе 1 установлен пропульсивный комплекс, включающий двигатель 6 и движители (в виде воздушных винтов) 7. Эти воздушные винты могут (например, для повышения безопасности эксплуатации) быть помещены в кольцевые насадки. На чертежах (для упрощения изображения) этот вариант движения не показан. В то же время на фиг.5 и 6 показан вариант выполнения пропульсивного комплекса с удлиненными главными валами 8. Поскольку двигатели являются весьма существенной составляющей весовой нагрузки, их положение решающим образом влияет на взаимное расположение центра тяжести и центра давления воздушной подушки, а следовательно, на балансировку аппарата на различных режимах эксплуатации, на его амфибийность и проходимость по пересеченной местности, по трассам с различным характером и рельефом опорной поверхности (экрана). Как видно на всех пояснительных рисунках, аппарат снабжен средствами стабилизации и управления по курсу и дифференту это горизонтальные 9 и вертикальные 10 рули. Поскольку они не являются новыми элементами, подробной характеристики их не дается. As can be seen in figures 1 and 3, the housing 1 of the amphibious hovercraft has an aerodynamic profile in cross section and the shape of a wing of small elongation in plan. This wing-casing is limited by an on-board guard in the form of side washers 2, the lower parts of which are in contact with the screen are made in the form of flexible cylindrical horizontal generatrices of gas-tight radanized skeg-cylinders 3. In the washers 2 different rooms can be provided (depending on the specific purpose of the device and its size). For example, as shown in figures 1 and 3, in the washers placed pilot 4 and passenger 5 cockpit. A propulsive complex is installed on the housing 1, including an engine 6 and propulsors (in the form of propellers) 7. These propellers can (for example, to increase operational safety) be placed in ring nozzles. In the drawings (to simplify the image) this motion option is not shown. At the same time, FIGS. 5 and 6 show an embodiment of a propulsive complex with elongated main shafts 8. Since engines are a very significant component of the weight load, their position decisively affects the relative position of the center of gravity and the center of pressure of the air bag, and therefore, balancing the device in various operating modes, on its amphibianity and cross-country ability, along roads with different nature and topography of the supporting surface (screen). As can be seen in all the explanatory figures, the device is equipped with stabilization and control means along the course and trim, these are horizontal 9 and vertical 10 rudders. Since they are not new elements, no detailed characteristics are given.

Как видно на всех фигурах чертежей, позади воздушных винтов размещены в корпусе 1 окна-тоннели 11, которые снабжены заслонками 12, закрепленными посредством шарниров 13 позади, считая от носа аппарата, окон-тоннелей 11. Заслонки 12 могут иметь различное конструктивное оформление (см. фиг.3 и 5). При этом вариант конструкции заслонки, показанный на фиг.3, обладает тем достоинством, что он более полно (с меньшими потерями) улавливает и направляет в область воздушной подушки поток воздуха от воздушного винта 7, но в то же время он дает и большие потери на сопротивление из-за большой площади. Пределы полезного применения той или другой конструкции заслонок 12 определяются экспериментально. В совокупности с применением заслонок 12 может быть предусмотрено использование и других устройств для более качественного отклонения воздушного потока под днище аппарата, например, таких как показаны на фиг.1, 5 и 6. Эти устройства 14 выполнены в виде шарнирно-закрепленных на стенках окон-тоннелей крыловидных профилей, устанавливаемых (или самоустанавливающихся) в рабочее положение при открытых заслонках 12, как показано на фиг.1, и изменяющих свое положение после закрытия заслонок 12 (это закрытое положение отклоняющих устройств 14 показано штрих-пунктирными линиями на фиг.1 и 6). As can be seen in all the figures of the drawings, behind the propellers, the windows-tunnels 11 are located in the housing 1, which are equipped with shutters 12 fixed by hinges 13 behind, counting from the nose of the apparatus, the tunnels 11. The shutters 12 can have different design (see figure 3 and 5). In this case, the design option of the damper shown in Fig. 3 has the advantage that it more fully (with less loss) captures and directs the air flow from the propeller 7 into the region of the air cushion, but at the same time it also causes large losses by resistance due to large area. The limits of the useful application of one or another design of the valves 12 are determined experimentally. In conjunction with the use of dampers 12, other devices can also be used for better deflecting the air flow under the bottom of the apparatus, for example, such as those shown in FIGS. 1, 5 and 6. These devices 14 are made in the form of articulated windows tunnels of wing-shaped profiles installed (or self-installing) in working position with open shutters 12, as shown in Fig. 1, and changing their position after closing shutters 12 (this closed position of deflecting devices 14 is shown by with dashed lines in FIGS. 1 and 6).

Как видно на фиг.1, 4 и 6, на днище аппарата между скегами-баллонами 3 образованы носовая 15, поперечная 16 и кормовая 17 завесы. Все завесы могут иметь различное конструктивное исполнение. Например, носовая завеса 15 может (см. фиг. 1) иметь вид секционированного щитка (секционирование полезно для уменьшения потерь воздуха из подушки при преодолении небольших по площади, но высоких препятствий и для уменьшения ударных напряжений при встрече с указанным препятствием в конструкциях носовой завесы), подамортизированного пневмомешком 18. Пневмомешок 18 (как впрочем и пневмомешки 19 и 20) может быть как единым для всей завесы (см. фиг.4), так и индивидуальным для каждой секции или группы секций (не показано). В качестве амортизаторов вместо пневмомешков могут использоваться и другие средства амортизации (пневмо- и гидроцилиндры, пружины, упругие материалы и т.п.). Сама завеса может быть выполнена (см. фиг.6) в виде юбки из гибкого эластичного материала (например, ткани, убираемой по мере набора скорости в специальное помещение 21 (см. фиг.6) в носовой части корпуса аппарата посредством тяг-тросов 22, блоков 23 и подъемных лебедок 24. Аналогичное носовой завесе 15 конструктивное исполнение (гибкая юбка с тросами-тягами и подъемными лебедками) при одинаковой высоте может иметь и промежуточная поперечная завеса 16. Главная особенность этой промежуточной завесы в том, что она ограничивает участок днища аппарата, достаточный по площади для создания (после подачи избыточного воздуха от воздушных винтов 7 через окна-тоннели 11) подъемной силы воздушной подушки, превышающей стартовый вес аппарата. Кроме того, эта подъемная сила должна быть приложена в точке (центр давления), лежащей на одной вертикали с центром тяжести в момент старта. Эти два условия практически достижимы, так как могут быть достигнуты известными расчетными и экспериментальными методами. As can be seen in figures 1, 4 and 6, on the bottom of the apparatus between the skeg-cylinders 3 are formed bow 15, cross 16 and stern 17 of the curtain. All curtains can have various design. For example, the nose curtain 15 may (see Fig. 1) have the form of a sectioned flap (sectioning is useful to reduce air loss from the pillow when overcoming small but high obstacles and to reduce shock stresses when meeting this obstacle in the structures of the nose curtain) sub-amortized by the air bag 18. The air bag 18 (as well as the air bags 19 and 20) can be either uniform for the entire curtain (see FIG. 4), or individual for each section or group of sections (not shown). Other shock absorbers (pneumatic and hydraulic cylinders, springs, elastic materials, etc.) can be used as shock absorbers instead of pneumatic bags. The curtain itself can be made (see Fig. 6) in the form of a skirt made of flexible flexible material (for example, fabric that is removed as speed increases in a special room 21 (see Fig. 6) in the bow of the apparatus by means of ropes 22 , blocks 23 and lifting winches 24. A similar construction of the nose curtain 15 (a flexible skirt with ropes, rods and lifting winches) can have an intermediate transverse curtain 16. At the same height, the main feature of this intermediate curtain is that it limits the section of the bottom of the apparatus , the residual area for creating (after supplying excess air from the propellers 7 through the window-tunnels 11) the lifting force of the air cushion exceeding the starting weight of the apparatus.In addition, this lifting force must be applied at a point (center of pressure) lying on one vertical with the center of gravity at the time of launch, these two conditions are practically achievable, since they can be achieved by known calculation and experimental methods.

Поперечная завеса 16 может выполняться в виде секционированного интерцептора. The transverse curtain 16 may be in the form of a partitioned interceptor.

Работает заявляемый аппарат следующим образом. The claimed device operates as follows.

Перед стартом должны быть открыты (см. фиг.1) заслонки 12, приведены в рабочее положение отклоняющие поток устройства 14, опущены до опорной поверхности носовая 15, промежуточная поперечная 16 и кормовая 17 завесы. Затем выводится на максимальный режим работы пропульсивный комплекс. Поток воздуха от воздушных винтов 7 частью устремляется в пространство между днищем аппарата и опорной поверхностью, создавая воздушную подушку и подъемную силу, приподнимающую аппарат над опорной поверхностью, а часть потока воздуха, не захваченная заслонками 12 и отклоняющими устройствами 14, создает горизонтальную силу, постепенно разгоняющую аппарат. По мере роста скорости растет и подъемная сила, создаваемая за счет обтекания воздухом крыла-корпуса 1, что позволяет начать постепенную уборку в корпус завес 15-17 и опускание на окно-тоннели 11 заслонок 12 и 14. Этот процесс приводит аппарат ко все более удобообтекаемой форме, вследствие чего скорость продолжает быстро расти, а с ней соответственно быстро растет и подъемная сила, создаваемая крылом-корпусом 1. Это позволяет в конце концов полностью закрыть заслонками 12 окна-тоннели 11, в дальнейшем движении аппарат, поддерживается над опорной поверхностью только подъемной силой, создаваемой крылообразным корпусом 1. Посадка может осуществляться как за счет постепенного сброса мощности двигателей, так и за счет постепенного опускания завес 15-17 и подъема заслонок 12 с последующим сбросом мощности двигателей. Следует отметить, что при необходимости значительного уменьшения скорости движения могут частично опускаться завесы 15-17 и открываться заслонки 12. Описанная принципиальная схема работы заявленного аппарата при проектировании реального аппарата (с определенными народнохозяйственным назначением и параметрами) должна более детально отрабатываться на маломасштабных, радиоуправляемых и самоходных моделях. Для многих аппаратов заявляемой конструкции (особенно для крупных) представляется перспективным применение в управлении процесса разбега и торможения ЭВМ. Before starting, the shutters 12 must be open (see Fig. 1), the flow deflecting devices 14 are brought into operation, the bow 15, the intermediate transverse 16 and the stern 17 of the curtain are lowered to the supporting surface. Then the propulsive complex is brought to the maximum operating mode. The air flow from the propellers 7 partly rushes into the space between the bottom of the apparatus and the supporting surface, creating an air cushion and a lifting force lifting the device above the supporting surface, and part of the air flow not captured by the shutters 12 and deflecting devices 14 creates a horizontal force that gradually accelerates apparatus. As the speed increases, the lifting force also increases due to the air flowing around the wing-body 1, which allows you to begin the gradual cleaning of the curtains 15-17 into the body and lowering the shutters 11 and 14 onto the tunnel window. This process makes the apparatus more and more streamlined form, as a result of which the speed continues to grow rapidly, and with it, the lifting force created by the wing-body 1 also grows rapidly. This ultimately allows the shutters 12 to completely close the window-tunnels 11, in the further movement of the device, it is supported above the reference surface only with the lifting force created by the wing-shaped body 1. Landing can be carried out both by gradually lowering the power of the engines, and by gradually lowering the curtains 15-17 and lifting the dampers 12, followed by the resetting of the power of the engines. It should be noted that if it is necessary to significantly reduce the speed of movement, the curtains 15-17 can partially be lowered and the dampers 12 can be opened. The described circuit diagram of the claimed apparatus during the design of a real apparatus (with certain economic purposes and parameters) should be worked out in more detail on small-scale, radio-controlled and self-propelled models. For many devices of the claimed design (especially for large ones), it seems promising to use a computer for controlling the take-off and braking process.

Claims

1. AMPHIBIAN AIR PILLOW APPLIANCE, comprising a wing-shaped body, in the bow of which behind the propulsive propellers there are formed window-tunnels overlapping from the free flow of the sweeping discs of the propulsive propellers of the propellers, communicating with the atmosphere the space between the bottom of the body and the screen, while the tunnel windows are made with hinged-rotary shutters, and the apparatus is equipped with a nose curtain and a control and stabilization system, characterized in that the axis of the shutter hinges are placed in the rear of the tunnel windows, while the apparatus is made with an on-board air cushion enclosure in the form of flexible cylindrical gas-tight redaned skeg-cylinders with horizontal cylinders forming them, aft curtain, as well as a transverse curtain remote from the nose curtain, and the nose curtain is made in the form of a flexible skirts, while the nasal and transverse veils are made with the possibility of cleaning them into the body of the apparatus, and the transverse veil is in the form of a sectioned interceptor or the same as the nose curtain, up to supporting surface.

2. The device according to p. 1, characterized in that the nose curtain is made with ropes, rods and lifting winches for its cleaning in the body of the device.