RU2097228C1

RU2097228C1 - Hydraulically-driven craft

Info

Publication number: RU2097228C1
Application number: RU93026067A
Authority: RU
Inventors: Юрий Борисович Кашеваров
Original assignee: Юрий Борисович Кашеваров
Priority date: 1993-05-06
Filing date: 1993-05-06
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: transport hover craft. SUBSTANCE: craft includes hull with side boards, cruising and starting engines mounted on hall bottom. Engines are provided with spherical heads of combustion chamber connected with main pipe by means of gas duct forming nozzle of water-gas ramjet propulsor. Course rudders which perform function of fairings of boards are mounted on their front and rear parts. EFFECT: enhanced reliability. 12 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке. The invention relates to air-cushion vehicles.

Гидролет относится к средствам скоростного водного транспорта, занимающего промежуточное положение между плавучими судами и авиационными лайнерами. Seaplane refers to the means of high-speed water transport, which occupies an intermediate position between floating ships and aircraft liners.

Предлагаемый гидролет может иметь скорость более 200 км/ч, радиус действия более 10000 км и вмещать более 10000 пассажирских мест. The proposed hydroplane can have a speed of more than 200 km / h, a range of more than 10,000 km and can accommodate more than 10,000 passenger seats.

Известен гидролет, содержащий прямоугольный корпус с бортовыми щитами, предназначенный для создания аэродинамической подъемной силы, рейсовые двигатели, рули курса и рули высоты, установленные на передней и задней оконечностях корпуса (заявка ЕП N 0295652, кл. B 60 V 1/22, 1988). Known hydroplane, containing a rectangular body with side shields, designed to create aerodynamic lift, outboard engines, rudders and elevators installed on the front and rear ends of the hull (application EP N 0295652, class B 60 V 1/22, 1988) .

Данный гидролет имеет туннельное пространство, образованное только нижней плоскостью крыла и боковыми поверхностями фюзеляжа, в котором более полно используются экранный эффект, малым по сравнению с габаритами всего устройства (около 1/3 по длине и 1/4 по ширине), при этом двигатели-движители создают воздушный поток, проходящий над соединительным крылом, и не используемый для увеличения экранного эффекта. К тому же реактивные двигатели имеют малый КПД особенно во время старта экранолета, при котором нижняя часть фюзеляжей-поплавков находится в воде и требует наличия большой силы тяги для преодоления сопротивления воды движению поплавков. This hydroplane has a tunnel space formed only by the lower plane of the wing and the side surfaces of the fuselage, in which the screen effect is used more fully, small in comparison with the dimensions of the entire device (about 1/3 in length and 1/4 in width), while the engines the propulsors create an air stream passing over the connecting wing, and not used to increase the screen effect. In addition, jet engines have low efficiency especially during the launch of the ekranolet, in which the lower part of the fuselage-floats is in the water and requires a large traction force to overcome the resistance of the water to the movement of the floats.

Предлагаемый гидролет не имеет этих недостатков. The proposed hydrolet does not have these disadvantages.

Устройство и принцип действия предлагаемого гидролета поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан гидролет, вид снизу; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение А-А рейсового двигателя и движителя на фиг. 1 в увеличенном виде; на фиг. 4 сечения Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 сечения В-В на фиг. 3; на фиг. 6 сечения Г-Г на фиг. 3; на фиг. 7 и 8 продольное сечение стартового двигателя и движителя в масштабе, в 2 рейсовом движении гидролета; на фиг. 9 сечение Д-Д на фиг. 7; на фиг. 10 вид снизу левого угла соединения первого переднего руля высоты с дном гидролета в увеличенном масштабе по сравнению с видом на фиг. 1; на фиг. 11 сечение Е-Е на фиг. 10; на фиг. 12 сечение Ж-Ж на фиг. 10. The device and principle of operation of the proposed hydrolet is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a hydroplane, bottom view; in FIG. 2 section along AA in FIG. one; in FIG. 3, section AA of the outboard engine and propulsion device of FIG. 1 enlarged view; in FIG. 4 sections BB in FIG. 3; in FIG. 5 of section BB in FIG. 3; in FIG. 6 section GG in FIG. 3; in FIG. 7 and 8 are a longitudinal section of the starting engine and propulsor on a scale, in 2 running movement of the hydroplane; in FIG. 9 section DD in FIG. 7; in FIG. 10 is an enlarged view from the bottom left of the junction of the first front elevator with the bottom of the hydroplane in comparison with the view in FIG. one; in FIG. 11, section EE in FIG. ten; in FIG. 12, section FJ in FIG. ten.

Гидролет имеет прямоугольный корпус с плоским дном 1. обтекаемой крышей 2 и боковыми щитами 3. На дне 1 гидролета установлены рейсовые двигатели 4 и движители 5, соединенные с дном 1 с помощью кронштейнов 6, стартовые движители 7 и движители 8 на подвижной платформе на подвижной платформе 9, поднимаемой и опускаемой с помощью масляных домкратов 10. Кронштейны 6 имеют обтекаемую форму по отношению к потокам воды и воздуха, возникающих при движении гидролета. The seaplane has a rectangular body with a flat bottom 1. streamlined roof 2 and side shields 3. At the bottom of the seaplane 1 are installed outboard motors 4 and movers 5 connected to the bottom 1 using brackets 6, starting movers 7 and movers 8 on a moving platform on a moving platform 9, raised and lowered by means of oil jacks 10. Brackets 6 have a streamlined shape with respect to the flows of water and air arising from the movement of the hydroplane.

Дно 1 имеет наклон в 0,3 0,5^o от переднего руля 11 к заднему рулю 12 высоты во время полета гидролета, по время старта и на стоянке, когда он погружен в воду по ватерлинию. При этом ось 13 вращения переднего руля 11 находится ниже уровня воды на 0,3 0,5 м.The bottom 1 has a slope of 0.3 0.5 ^o from the front rudder 11 to the rear rudder 12 altitude during the flight of the hydroplane, during start and in the parking lot when it is immersed in water along the waterline. In this case, the axis 13 of rotation of the front wheel 11 is below the water level by 0.3 0.5 m.

Оси 13 и 14 вращения рулей 11 и 12 высоты укреплены на носовом 15 и кормовом 16 ребрах корпуса гидролета, соединяющих дно 1 с крышей 2. На крыше 2 установлены кабина 17 для командира гидролета и штурмана, оборудованная навигационными приборами и системой управления гидролета, и воздухозаборная камера 18, от которой воздух по трубам 19 поступает и компрессорам 20. The axis 13 and 14 of the rotation of the rudders 11 and 12 are mounted on the bow 15 and stern 16 ribs of the seaplane housing connecting the bottom 1 to the roof 2. On the roof 2 there is a cabin 17 for the seaplane commander and navigator, equipped with navigation devices and a hydrolet control system, and an air intake a chamber 18, from which air flows through the pipes 19 to the compressors 20.

Боковые щиты 8 на передних и задних концах имеют вертикальные оси 21 и 22 вращения передних и задних курсовых рулей 23 и 24, которые в начале движения гидролета погружены в воду, а при движении на крейсерском режиме находятся выше уровня воды и являются воздушными рулями гидролета. The lateral shields 8 at the front and rear ends have vertical axes 21 and 22 of rotation of the front and rear course rudders 23 and 24, which are immersed in water at the beginning of the movement of the hydroplane and, when cruising, are above the water level and are the air steering wheels of the hydroplane.

Стартовые и рейсовые двигатели и движители имеют одинаковое устройство. Двигатель внутреннего сгорания представляет собой сферический оголовник 25, в центральной части которого размещена камера сгорания 26; выполненная в виде сферы 27 из жаропрочного сплава, отделенной от корпуса оголовника 25 термоизолирующей прокладкой 28 (обозначенной крестообразной штриховкой). Центральную часть оголовника 25 опоясывают секции 29 для сжатого воздуха, образованные концентрическими сферическими поверхностями и радиальными вертикальными плоскостями, между которыми проходят пояса 30 соединяющие центральную и периферийную части оголовника 25. Секции 29 с наружной стороны потери камеры сгорания 26. В верхней части оголовника 25 все секции 29 соединены ресивером 32, образованным продолжением сферических поверхностей секций 29. Starting and racing engines and propellers have the same device. The internal combustion engine is a spherical ogolovnik 25, in the Central part of which is placed the combustion chamber 26; made in the form of a sphere 27 of heat-resistant alloy, separated from the body of the headband 25 by a thermally insulating gasket 28 (indicated by crosswise hatching). The central part of the ogolovin 25 is surrounded by sections 29 for compressed air formed by concentric spherical surfaces and radial vertical planes, between which there are belts 30 connecting the central and peripheral parts of the ogolovin 25. Sections 29 on the outside of the loss of the combustion chamber 26. In the upper part of the ogolovnik 25 all sections 29 are connected by a receiver 32 formed by a continuation of the spherical surfaces of the sections 29.

Камера 26 сгорания соединена радиальными конусными трубками 33 с секциями 29 для сжатого воздуха. В верхней части камеры 26 установлена форсунка 34, периодически впрыскивающая в камеру 26 дизельное топливо, которое поступает по патрубку 35 от насоса 36 из бака 37. Патрубок 35 проходит к форсунке 34 через центральную часть ресивера 32 и патрубок 38, соединяющий камеру 32 движителя 4 с компрессором 20 и ресивер 32 движителя 7 с помощью шарнирного воздуховода 39 с компрессором 20. При запуске двигателя через форсунку 34 поступает бензин, который воспламеняется от электросвечей 40. The combustion chamber 26 is connected by radial conical tubes 33 with sections 29 for compressed air. In the upper part of the chamber 26, a nozzle 34 is installed, periodically injecting diesel fuel into the chamber 26, which enters the nozzle 35 from the pump 36 from the tank 37. The nozzle 35 passes to the nozzle 34 through the central part of the receiver 32 and the nozzle 38 connecting the camera 32 of the propulsion unit 4 s the compressor 20 and the receiver 32 of the propulsion unit 7 using the swivel duct 39 with the compressor 20. When the engine starts, gasoline enters through the nozzle 34, which is ignited by electric candles 40.

Нижняя часть камеры сгорания 26 и оголовника 25 плавно переходят в газовод 41, соединяющий камеру 26 с эксцентричным кольцевым отверстием 42, широким внизу, узким вверху, образованным центральным патрубком 43 и основной трубой 44 движителя 5, установленных в кронштейне 6. Газовод 41 также, как и камеры 26 и 29, имеют термоизолирующую прокладку 45. The lower part of the combustion chamber 26 and the head-end 25 smoothly pass into the gas duct 41 connecting the chamber 26 with the eccentric annular hole 42 wide at the bottom narrow at the top formed by the central pipe 43 and the main pipe 44 of the propeller 5 installed in the bracket 6. The gas duct 41 is also and chambers 26 and 29 have a thermally insulating gasket 45.

На подвижной платформе 9 кроме двигателя 7 и движителя 8 установлены также бак 37 с насосом 36. Кронштейн 6 соединяет подвижную платформу 9 с трубой 44 и патрубком 43 движителя 8 с оголовником 25 двигателя 7 и с плоскостью 46, перекрывающей отверстие в дне 1 при поднятой с помощью масляных домкратов 10 платформе 9. On the movable platform 9, in addition to the engine 7 and the propulsion unit 8, a tank 37 with a pump 36 is also installed. An arm 6 connects the movable platform 9 to the pipe 44 and the nozzle 43 of the propulsion unit 8 with the headband 25 of the engine 7 and with a plane 46 covering the hole in the bottom 1 when raised with using oil jacks 10 platform 9.

Масляные домкраты 10 имеют поршень 47 со штоком 48, который соединен с кронштейном 49 платформы 9. Нижняя и верхняя части цилиндра 50 домкрата 10 соединены маслопроводом 51 с маслонасосом 52. The oil jacks 10 have a piston 47 with a rod 48, which is connected to the bracket 49 of the platform 9. The lower and upper parts of the cylinder 50 of the jack 10 are connected by an oil pipe 51 to an oil pump 52.

На фиг. 7 изображена платформа 9 в нижнем положении, которое она занимает во время старта гидролета. В этом положении работают стартовые двигатели 7 и движители 8. In FIG. 7 shows the platform 9 in the lower position, which it occupies during the start of the hydroplane. In this position, the starting engines 7 and the propulsors 8 work.

На фиг. 8 дано верхнее положение платформы 9, которое она занимает после того, как в результате разгона гидролета между его днищем и поверхностью воды образуется воздушная "подушка" сжимаемого в 1,1 1,2 раза воздуха. In FIG. 8 the upper position of the platform 9 is given, which it occupies after, as a result of the hydro-acceleration acceleration, an air "cushion" of air compressed by 1.1 to 1.2 times is formed between its bottom and the surface of the water.

Устройство двигателя 7 отличается от устройства двигателя 4 только длиной газовода 41, который у двигателя 7 короче, чем у двигателя 4 настолько, на сколько труба 44 движителя 8 ближе к оголовнику 25 двигателя 4. The device of the engine 7 differs from the device of the engine 4 only in the length of the gas duct 41, which is shorter for the engine 7 than for the engine 4 as much as the tube 44 of the propulsion unit 8 is closer to the headband 25 of the engine 4.

Компрессоры 20 обеспечивают работу двигателей 4 и 7 сжатым воздухом. Compressors 20 provide the operation of engines 4 and 7 with compressed air.

Работа основных устройств гидролета осуществляется следующим образом. The operation of the main hydroelectric devices is as follows.

Перед стартом гидролет представляет собой корабль, стоящий у причальной стенки морского порта. В это время платформы 9 стартовых двигателей 7 и движителей 8 находятся в нижнем рабочем положении (фиг. 7), а гидролет погружен в воду до ватерлинии, показанной пунктиром б (фиг. 1). Before starting, the hydroplane is a ship standing at the mooring wall of the seaport. At this time, the platforms 9 of the starting engines 7 and the propulsors 8 are in the lower operating position (Fig. 7), and the hydroplane is immersed in water to the waterline shown by dotted line b (Fig. 1).

Запускаются в работу компрессоры 20 через шарнирный воздухопровод 39 сжатый воздух поступает в патрубок 38, в ресивер 32 и далее в секции 29, из которых по трубкам 33 сжатый воздух заполняет камеру сгорания 26. Compressors 20 are launched into operation through a hinged air line 39, compressed air enters the pipe 38, into the receiver 32 and then in section 29, of which compressed air fills the combustion chamber 26 through tubes 33.

Одновременно через форсунку 34 в камеру сгорания 26 вспрыскивается бензин и поджигается электросвечами зажигания 40, получающими электроимпульсы от системы 53 их формирования, соединенной электрокабелем с аккумулятором 54. Через 1 2 мин работы камеры сгорания на бензине жаропрочный термоинерционный корпус камеры 26 разогревается (раскалиться) в такой мере, что через форсунку 34 начнет подаваться дизельное топливо, которое будет воспламеняться уже без работы электросвечей 40, как у обычных дизельных двигателей. Переключение системы питания форсунок 34 с бензина на дизельное топливо производится системой управления гидролета по заданной программе. At the same time, gasoline is injected into the combustion chamber 26 through the nozzle 34 and ignited by the electric spark plugs 40, which receive electrical pulses from the system 53 of their formation, connected by an electric cable to the battery 54. After 1 2 min of operation of the combustion chamber on gasoline, the heat-resistant thermal inertia of the chamber 26 heats up (becomes hot) as long as diesel fuel starts to be supplied through the nozzle 34, which will ignite without the operation of electric candles 40, as with conventional diesel engines. Switching the power supply system of the nozzles 34 from gasoline to diesel fuel is carried out by the hydroplane control system according to a predetermined program.

В зависимости о конкретных условий выхода гидролета из порта могут быть использованы только стартовые двигатели или все двигатели гидролета. При использовании всех двигателей гидролета выход гидролета на рейсовую скорость может быть произведен за время менее 20 мин. Стартовые двигатели 7 выключаются как только движитель 8 перестанет заполняться водой, в результате чего резко снизится его тяга, так как упадет давление выхлопных газов в кольцевой щели 42 и увеличится расход сжатого воздуха, подаваемого емого в ресивер 32. Об этом изменении в систему управления поступят электросигналы от соответствующих датчиков, которые будут установлены, например, в ресивере 32 или воздуховоде 39. Depending on the specific conditions for leaving the seaport from the port, only starting engines or all seaplane engines can be used. With the use of all hydro-jet engines, the hydro-hydro can reach the cruising speed in less than 20 minutes. Starting engines 7 are turned off as soon as the mover 8 is no longer filled with water, as a result of which its thrust will drop sharply, since the exhaust gas pressure in the annular gap 42 will drop and the compressed air flow supplied to the receiver 32 will increase. Electric signals will be sent to this control system from appropriate sensors that will be installed, for example, in the receiver 32 or duct 39.

С прекращением работы стартовых двигателей 7, дно 1 гидролета поднимется над уровнем воды, а масляные домкраты 10 поднимут платформу 9 в верхнее положение (фиг. 8). Исключение из работы стартовых двигателей 7 не уменьшит скорости движения гидролета, так как его дно 1 перестанет соприкасаться с водой, в результате чего резко уменьшится сила трения дна 1 о воду. Уменьшится также "угол атаки" наклон дна 1. В результате этого возрастет та часть силы тяги рейсовых двигателей, которая создает ускорение полета гидролета. With the cessation of the operation of the starting engines 7, the bottom 1 of the hydroplane will rise above the water level, and the oil jacks 10 will raise the platform 9 to the upper position (Fig. 8). An exception to the operation of the starting engines 7 will not reduce the speed of the hydroplane, since its bottom 1 will no longer come into contact with water, as a result of which the friction force of the bottom 1 against the water will sharply decrease. The "angle of attack" of the slope of the bottom 1 will also decrease. As a result of this, that part of the thrust force of the outboard engines, which creates an acceleration of the flight of the hydroplane, will increase.

Минимальное время гидролета выхода на рейсовую скорость в значительной мере зависит от управления наклоном рулей 11 и 12 высоты, которое производится по заданной программе, реализуемой системой управления гидролета, подобной автопилоту самолета. Изменение наклона рулей 11 и 12 высоты производится в результате включения в работу электродвигателя с редуктором 55, вращающим шестерню 56, находящуюся в зацеплении с секторной шестерней 57, жестко связанной с рулем 11 (фиг. 11). Руль 11 высоты имеет предельные углы поворота менее, чем ± 5^o. (фиг. 10 12), а руль 12 имеет предельные углы 0 - 10^o. В начале старта рулю 11 придают положительный угол, близкий к предельному, а рулю 12 наибольший отрицательный угол, в результате создается наибольшая подъемная сила гидродинамическая как за счет рулей 11 и 12, так и за счет наклона дна 1. Очевидно, что при различной загрузке гидролета углы наклона рулей 11 и 12, соответствующие наименьшей затрате времени на достижение рейсовой скорости, будут различны. Выбор оптимальных значений углов поворота производится системой управления гидролета по программе старта с использованием показаний пьезоэлектрических датчиков 58 давления воды, установленных на нижней части кронштейнов 6.The minimum time for a hydroplane to reach the cruising speed largely depends on the control of the inclination of the elevators 11 and 12, which is performed according to a predetermined program implemented by the hydroplane control system, similar to an autopilot of an airplane. The tilt of the rudders 11 and 12 is altered as a result of turning on the electric motor with a reducer 55 rotating the gear 56, which is meshed with the sector gear 57, rigidly connected with the rudder 11 (Fig. 11). The elevator 11 has a limiting angle of rotation of less than ± 5 ^o . (Fig. 10 12), and the steering wheel 12 has a limiting angle of 0 - 10 ^o . At the beginning of the start, the rudder 11 is given a positive angle close to the limiting one, and the rudder 12 is given the largest negative angle, as a result, the highest lifting force is hydrodynamic due to the rudders 11 and 12, and due to the inclination of the bottom 1. Obviously, with different loading of the hydroplane the angles of inclination of the rudders 11 and 12, corresponding to the least expenditure of time to achieve operating speed, will be different. The optimal values of the rotation angles are selected by the hydroplane control system according to the start program using the readings of the piezoelectric water pressure sensors 58 installed on the lower part of the brackets 6.

Давление воды на чувствительный элемент датчика возрастает пропорционально квадрату скорости движения гидролета относительно воды. Такая зависимость позволяет с большой степенью точности определять скорость гидролета с помощью весьма простого и надежного устройства, электросигналы которого с заданной частотой поступают в систему управления полета гидролета. Аналогичный датчик 59 устанавливается также в верхней части патрубка 43 и по его показаниям система управления получает информацию о том, попадает ли воздух в верхнюю часть патрубка 43 (что отрицательно сказывается на тяге двигателя 5) система управления уменьшает углы наклона рулей 11 и 12, в результате чего высота полета гидролета уменьшается и воздух прекращает поступать в патрубок 43. The water pressure on the sensor element of the sensor increases in proportion to the square of the speed of the hydroplane relative to the water. Such a dependence makes it possible to determine with a high degree of accuracy the speed of the hydroplane using a very simple and reliable device, the electrical signals of which with a given frequency are fed into the control system of the flight of the hydroplane. A similar sensor 59 is also installed in the upper part of the pipe 43 and according to its indications, the control system receives information about whether air enters the upper part of the pipe 43 (which negatively affects the thrust of the engine 5), the control system reduces the angle of inclination of the rudders 11 and 12, as a result whereby the altitude of the hydroplane is reduced and air stops flowing into the pipe 43.

Кроме того по разности скоростей в патрубке 43 и вне его определяемой системой управления по показаниям датчиков 58 и 59, определяется сила тяги движителя 5 главного показателя эффективности работы двигателя 4 и движителя 5. In addition, by the difference in speed in the pipe 43 and outside it is determined by the control system according to the readings of the sensors 58 and 59, the thrust force of the propulsion device 5 of the main indicator of the efficiency of the engine 4 and the propulsion device 5 is determined.

В начале старта гидролета его подъемная сила определяется вытесненной им воды и гидродинамической силой, увеличивающейся с увеличением скорости движения гидролета. At the beginning of the start of the hydrolet, its lifting force is determined by the water displaced by it and the hydrodynamic force, which increases with increasing speed of the hydrolet.

После того как дно 1 гидролета поднимется над поверхностью воды подъемная сила гидролета будет определяться аэродинамическим давлением воздуха на дно 1 в результате того, что площадь входного поперечного сечения, образованного нижней плоскостью переднего высоты руля 11, боковыми щитами 3 и поверхностью воды будет на 20 30 больше площади выходного поперечного сечения, образованного нижней плоскостью заднего руля 12 высоты, боковыми щитами 3 и поверхностью воды. При этом площади входного и выходного поперечного сечения могут изменяться за счет поворота рулей 11 и 12 высоты. After the bottom 1 of the hydroplane rises above the surface of the water, the lifting force of the hydroplane will be determined by the aerodynamic pressure of the bottom 1 due to the fact that the input cross-sectional area formed by the lower plane of the front elevation of the rudder 11, side shields 3 and the surface of the water will be 20 30 more the area of the output cross section formed by the lower plane of the rear rudder 12 height, side shields 3 and the surface of the water. In this case, the input and output cross-sectional areas can vary due to the rotation of the rudders 11 and 12 of the height.

С поворотом руля 11 вверх площадь поперечного сечения входного потока воздуха увеличится, а с поворотом руля 12 площадь поперечного сечения выходного потока воздуха уменьшится, вследствие чего давление воздуха на дно 1 увеличится и гидролет поднимется над поверхностью воды. Однако этот подъем увеличит зазор между поверхностью воды дна 1 гидролета, что ограничивает его подъем над водой. К тому же подъем дна 1 гидролета выше расчетного значения приведет к уменьшению забора воды в патрубок 43 движителя, что приведет к уменьшению силы тяги движителя и, как следствие этого, к уменьшению скорости полета гидролета и его подъемной силы. With the rudder 11 turning upward, the cross-sectional area of the inlet air stream will increase, and with the rudder 12 turning, the cross-sectional area of the outlet air stream will decrease, as a result of which the air pressure at the bottom 1 will increase and the hydroplane will rise above the water surface. However, this rise will increase the gap between the water surface of the bottom 1 of the hydroplane, which limits its rise above the water. In addition, raising the bottom of the hydroplane 1 above the calculated value will lead to a decrease in water intake into the propulsion pipe 43, which will lead to a decrease in the propulsive force of the propulsion device and, as a result, to a decrease in the flight speed of the hydroplane and its lifting force.

Таким образом конструкция гидролета, даже при выходе из строя системы управления полетом гидролета, будет находится в устойчивом положении по занимаемой гидролетом высоте и скорости полета как в саморегулирующаяся система. Thus, the design of the hydroplane, even if the flight control system of the hydroplane is out of order, will be in a stable position according to the altitude and speed of flight occupied by the hydroplane as in a self-regulating system.

В установившемся режиме рейсового полета, движители 5 будут находится на минимальной глубине, а нижние срезы щитов 3 будут только врезаться в гребни волн с зазорами над впадинами между гребнями волн. In the steady flight mode, movers 5 will be at the minimum depth, and the lower sections of the shields 3 will only crash into the crests of the waves with gaps above the troughs between the crests of the waves.

Поверхности движителей, соприкасающиеся с водой, будут нагреты выхлопными газами до 120 150^oC, при которой между водой и этой поверхностью будет создана паровая смазка, т.е. тонкий слой пара, имеющий плотность и вязкость в сотни раз меньше, чем плотность и вязкость воды. Такая паровая смазка уменьшит в сотни раз силу трения этих поверхностей о воду, по сравнению с силой трения, которая была бы при непосредственной контакте поверхностей с водой (без паровой смазки).The surfaces of the movers in contact with water will be heated by exhaust gases to 120 150 ^o C, at which steam lubrication will be created between the water and this surface, i.e. a thin layer of steam having a density and viscosity hundreds of times less than the density and viscosity of water. Such a steam lubricant will reduce the friction force of these surfaces against water by a factor of hundreds, compared with the friction force that would occur if the surfaces were in direct contact with water (without steam lubrication).

Этот эффект стократного уменьшения силы трения открыт мной и впервые использован в данной заявке для уменьшения силы трения разогретых поверхностей движителя о воду. Использование этого эффекта позволило пучить скорость движения гидролета более 200 км/ч, при которой возникает достаточная для полета подъемная сила, обусловленная эффектом экрана, усиленного боковыми щитами, существенно уменьшающими отток воздуха в стороны из под дна 1 гидролета. Боковые щиты 3 не только существенно увеличивают эффект экрана, на и обеспечивают саморегулировку высоты дна 1 над поверхностью воды, так как увеличение этой высоты ведет к утечке воздуха между поверхностью воды и нижней кромкой щитов 3, и как следствие уменьшение подъемной силы и уменьшения высоты дна 1 над водой. This effect of a hundredfold decrease in the friction force was discovered by me and was first used in this application to reduce the friction force of the heated surfaces of the propulsion device against water. The use of this effect allowed to heave the hydrospeed speed of more than 200 km / h, at which there is enough lifting force for the flight, due to the effect of the screen, reinforced by side shields, significantly reducing the outflow of air to the sides from under the bottom 1 of the seaplane. Side shields 3 not only significantly increase the effect of the screen, but also provide for self-adjustment of the height of the bottom 1 above the surface of the water, since an increase in this height leads to air leakage between the surface of the water and the lower edge of the shields 3, and as a result, a decrease in the lifting force and a decrease in the height of the bottom 1 above the water.

Уменьшение высоты гидролета уменьшает зазор между поверхностью воды и нижней кромкой щитов 3, и как следствие этого, увеличивает подъемную силу. Благодаря такому устройству высота полета гидролета над поверхностью воды может быть в небольших и вполне безопасных пределах (1-2 м) устанавливаться пилотом с помощью рулей высоты в зависимости от высоты волн, силы и направления ветра. Оптимальной будет такая высота полета, при которой гидролет будет развивать наибольшую скорость относительно окружающей его воды. Reducing the height of the hydroplane reduces the gap between the surface of the water and the lower edge of the shields 3, and as a result of this, increases the lifting force. Thanks to this device, the altitude of the hydroplane above the surface of the water can be set within a small and quite safe range (1-2 m) by the pilot using elevators depending on the height of the waves, the strength and direction of the wind. Optimum will be such a flight altitude at which the hydroplane will develop the highest speed relative to the surrounding water.

На фиг. 2 дано изображение гидролета при его полете с рейсовой скоростью над поверхностью воды, уровень которой обозначен буквой а. In FIG. Figure 2 shows the image of a hydroplane during its flight at a traveling speed above the surface of the water, the level of which is indicated by the letter a.

Торможение гидролета производится включением двигателей 4, в результате чего сила тяги движителя 5 прекратится, уменьшится скорость движения, уменьшится подъемная сила и гидролет погрузится в воду, что многократно увеличит силы сопротивления его движению. The hydroplane is braked by turning on the engines 4, as a result of which the thrust of the propulsion device 5 stops, the speed decreases, the lifting force decreases, and the hydroplane plunges into water, which will significantly increase the resistance to its movement.

Изменение направления движения гидролета производится с помощью релей 23 и 24, которые во время полета гидролета превращаются в воздушно-водяные. При этом передняя часть руля 23 (фиг. 12) будет находится над поверхностью воды, а его задняя нижняя часть будет находиться в воде. Площадь передней и задней частей руля 23 подбираются такими, чтобы момент силы воздействующий на них при рейсовой скорости полета гидролета были бы примерно равными. Рули 23 и 24 являются одновременно обтекателями щитов 3, уменьшающими сопротивление воды и воздуха их движению. Аналогичную работу обтекателей играют рули 11 и 12 высоты относительно ребер 15 и 16, соединяющих дно 1 и крышу 2 гидролета. Changing the direction of movement of the hydroplane is carried out using relays 23 and 24, which during the flight of the hydrolet turn into air-water. In this case, the front part of the steering wheel 23 (Fig. 12) will be located above the surface of the water, and its rear lower part will be in the water. The area of the front and rear parts of the steering wheel 23 are selected such that the moment of force acting on them at the cruising speed of the hydroplane is approximately equal. The rudders 23 and 24 are simultaneously fairings shields 3, reducing the resistance of water and air to their movement. Similar work fairings play rudders 11 and 12 of height relative to the ribs 15 and 16, connecting the bottom 1 and the roof 2 of the hydroplane.

Двигатели 4 и 7 гидролета, имеющие одинаковое устройство и работу, являются главным отличием гидролета от всех известных транспортных устройств с двигателями внутреннего сгорания, применяемыми на самолетах, автомобилях и на кораблях. Hydroplane engines 4 and 7, having the same device and operation, are the main difference between the hydroplane and all known transport devices with internal combustion engines used on airplanes, automobiles and ships.

Работа предлагаемых двигателей 4 и 7 в установившемся режиме производится по заполнению сгорания камеры 26 сжатым воздухом, впрыском в нее через форсунку 34 дизельного топлива, его воспламенениям и направлением раскаленных выхлопных газов в газоход 41 и далее в кольцевую щель 42 движителя 5 и 8. При этом сжатый воздух поступает от компрессора 20 через патрубок 38 и секции 29 равномерным потоком, а из секции 29 в камеру 26 сгорания поступление происходит по конусным трубкам 33 в колебательном режиме. Этот колебательный режим возникает в результате периодического впрыска в камеру 26 и воспламенения дизельного топлива. В момент воспламенения дизельного топлива температура в камере 26 поднимается более, чем на 1000^oC, давление продуктов сгорания выхлопных газов увеличивается в 3 4 раза по сравнению с движение сжатого воздуха, находящегося в секциях 29. В этот момент основная часть выхлопных газов устремляется в газовод 41, а существенно меньшая часть этих газов поступает в конусные трубки 33, преодолевая поток сжатого воздуха, поступающего через эти трубки в камеру 26. Выхлопные газы, вошедшие в узкие конусные отверстия трубок 33, продвигаясь по ним к секциям 29, расширяются в трубках 33 с уменьшением своего давления и уменьшением скорости движения. В то же время в секции 29 по инерции продолжает поступать сжатый воздух и не имея выхода через трубки 33, перекрытые выхлопными газами, его давление в трубках 33 повышается.The work of the proposed engines 4 and 7 in the steady state is performed by filling the combustion chamber 26 with compressed air, injecting diesel fuel into it through the nozzle 34, igniting it, and directing the hot exhaust gases into the gas duct 41 and further into the annular gap 42 of the propeller 5 and 8. compressed air enters from the compressor 20 through the pipe 38 and section 29 in a uniform flow, and from section 29 to the combustion chamber 26, it flows through the conical tubes 33 in an oscillatory mode. This vibrational mode occurs as a result of periodic injection into the chamber 26 and ignition of diesel fuel. At the moment of ignition of diesel fuel, the temperature in the chamber 26 rises by more than 1000 ^o C, the pressure of the products of exhaust gas combustion increases by 3 4 times compared with the movement of compressed air in sections 29. At this moment, the bulk of the exhaust gas rushes into the gas duct 41, and a substantially smaller portion of these gases enters the cone tubes 33, overcoming the flow of compressed air entering through the tubes into the chamber 26. Exhaust gases entering the narrow cone openings of the tubes 33, moving along them to sections 29, Shiryaev in tubes 33 with a decrease in its pressure and reducing speed. At the same time, compressed air continues to flow into section 29 by inertia and, having no outlet through tubes 33 blocked by exhaust gases, its pressure in the tubes 33 rises.

В результате динамики этих процессов наступает момент, когда давление сжатого воздуха в трубках 33 станет большим, чем давление выхлопных газов, попавших в эти трубки. Этому процессу содействует резкое падение давления выхлопных газов в камере 26, поступающих в газоход 41. Инерционность такого движения струи выхлопных газов столь велика, что давление в камере 25 упадет до уровня, меньшего чем давление в секциях 29. Когда это произойдет (через тысячные доли секунд после воспламенения топлива), то сжатый воздух, вытолкнув выхлопные газы, попавшие в трубки 33, начнет заполнять камеру 26. В тот момент, когда камера 26 заполнится сжатым воздухом, нагретым при его прохождении через трубки 33 и от жаропрочного термоинерционного корпуса 27 до температуры воспламенения дизельного топлива, в камеру 26 через форсунку 34 впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется и, тем самым начинается следующий цикл работы камеры сгорания 26. As a result of the dynamics of these processes, there comes a time when the pressure of the compressed air in the tubes 33 becomes greater than the pressure of the exhaust gases entering these tubes. This process is facilitated by a sharp drop in the pressure of the exhaust gases in the chamber 26 entering the gas duct 41. The inertia of such a movement of the jet of exhaust gases is so great that the pressure in the chamber 25 drops to a level lower than the pressure in the sections 29. When this happens (in thousandths of seconds after ignition of the fuel), then the compressed air, having pushed out the exhaust gases entering the tubes 33, will begin to fill the chamber 26. At that moment, when the chamber 26 is filled with compressed air, heated when it passes through the tubes 33 and from heat-resistant thermal inertia of the ion casing 27 to the ignition temperature of diesel fuel, diesel fuel is injected into the chamber 26 through the nozzle 34, which ignites and, thus, the next cycle of operation of the combustion chamber 26 begins.

Диаметры, конусность и количество трубок 33 рассчитаны на заполнение камеры 26 в кратчайшие сроки, а их длина принята такой, чтобы выхлопные газы, попавшие в них в момент воспламенения топлива, не успели дойти до секции 29 со сжатым воздухом. Такой расчет учитывает также диаметр и длину газохода 41, площадь поперечного сечения кольцевой щели 42 и давление выходящих из нее выхлопных газов. The diameters, conicity and number of tubes 33 are designed to fill the chamber 26 in the shortest possible time, and their length is such that the exhaust gases entering them at the time of ignition of the fuel do not reach the section 29 with compressed air. This calculation also takes into account the diameter and length of the duct 41, the cross-sectional area of the annular gap 42 and the pressure of the exhaust gases leaving it.

Надлежащий расчет всех этих величин дает возможность получить среднее давление в кольцевой щели 42 существенно большим, чем давление сжатого воздуха, поставляемого компрессором 20 в камеру сгорания 26. A proper calculation of all these values makes it possible to obtain an average pressure in the annular gap 42 substantially greater than the pressure of the compressed air supplied by the compressor 20 to the combustion chamber 26.

Период свободных колебаний работы камеры 26 двигателя 4 зависит от всех вышеупомянутых величин и определяется соответствующим расчетом с последующей экспериментальной проверкой и доводкой. Оптимальный темп работы камеры 26 подбирается плавным изменением периода времени впрыска дозированного количества топлива через форсунку 34 и замером объема и давления поступающих в газоход 41 выхлопных газов заданного давления определяет оптимальный темп работы камеры 26 и ее максимальную производительность, которая достигается при совпадении периода впрыска дизельного топлива с периодом свободных колебаний вышеизложенных процессов ее работы. The period of free oscillations of the operation of the chamber 26 of the engine 4 depends on all the above values and is determined by the corresponding calculation with subsequent experimental verification and refinement. The optimal rate of operation of the chamber 26 is selected by smoothly varying the time period for injecting a metered amount of fuel through the nozzle 34 and measuring the volume and pressure of the exhaust gases of a given pressure entering the gas duct 41 and determines the optimal rate of operation of the chamber 26 and its maximum productivity, which is achieved when the diesel injection period coincides with period of free fluctuations of the above processes of its work.

Высокий КПД двигателя 4 определяется тем, что тепловая энергия, нагревающая корпус оголовника 25, несмотря на противодействие термоизолирующей прокладки 28, окружающей корпус 27 камеры 26, нагревает находящийся в секциях 29 и в трубках 33 сжатый воздух, который возвращает эту тепловую энергию в камеру сгорания 26. Этому процессу содействует также термоизолирующая прокладка 28 внешней сферической поверхности секций 29 и термоинерционный корпус камеры 26, усредняющий температуру между температурой воспламенения топлива и температурой поступающего в камеру 26 сжатого воздуха. The high efficiency of the engine 4 is determined by the fact that the thermal energy heating the body of the head extension unit 25, despite the opposition of the thermally insulating gasket 28 surrounding the body 27 of the chamber 26, heats the compressed air located in sections 29 and in the tubes 33, which returns this thermal energy to the combustion chamber 26 This process is also facilitated by the thermally insulating gasket 28 of the outer spherical surface of the sections 29 and the thermal inertia body of the chamber 26, averaging the temperature between the ignition temperature of the fuel and the temperature of the incoming about into the chamber 26 of compressed air.

Производительность камеры сгорания 26 превосходит производительность камеры сгорания равного объема, например, дизельного двигателя в десятки раз, благодаря чему удельная мощность двигателя 4 в десятки раз превосходит удельную мощность лучших дизельных двигателей. Простота конструкции двигателей 4 и 7, отсутствие движущихся частей и клапанов, делает их во много раз надежнее в эксплуатации и дешевле в изготовлении любых известных двигателей внутреннего сгорания. Такими же свойствами обладают и движители 5 и 8, соединенные с двигателями 4 и 7 в двигательную установку гидролета, обеспечивающую ему многократное превосходство по всем основным характеристикам двигательной установки перед двигательными установками самолета и судов как при движении по воздуху, так и при движении по воде (во время старта и финиша). The performance of the combustion chamber 26 exceeds the performance of a combustion chamber of equal volume, for example, of a diesel engine, by tens of times, due to which the specific power of engine 4 is ten times greater than the specific power of the best diesel engines. The simplicity of the design of engines 4 and 7, the absence of moving parts and valves, makes them many times more reliable in operation and cheaper in the manufacture of any known internal combustion engines. Movers 5 and 8 have the same properties, connected to engines 4 and 7 in the propulsion system of the hydroplane, providing it with multiple superiority over all the basic characteristics of the propulsion system over the propulsion systems of aircraft and ships both when moving through air and when moving through water ( during start and finish).

Claims

A hydroplane containing a rectangular body with side shields designed to create aerodynamic lifting force, outboard engines, rudders and elevators installed on the front and rear ends of the body, characterized in that it is equipped with starting engines that are mounted on the bottom of the body with the ability to move in the vertical direction, the outboard and starting engines are made with spherical head-ends of the combustion chamber connected by a gas duct to the main tube, forming a water-gas nozzle co-current jet propulsion and rudders course set on the front and rear parts of the board sheets so that they are fairing.