RU2149109C1 - Aerodynamic vessel - Google Patents
Aerodynamic vessel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149109C1 RU2149109C1 RU99109427A RU99109427A RU2149109C1 RU 2149109 C1 RU2149109 C1 RU 2149109C1 RU 99109427 A RU99109427 A RU 99109427A RU 99109427 A RU99109427 A RU 99109427A RU 2149109 C1 RU2149109 C1 RU 2149109C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- disks
- shafts
- hull
- vertical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения и может найти применение в качестве аэродинамического судна. The invention relates to the field of shipbuilding and may find application as an aerodynamic vessel.
Известно судно на воздушной подушке "Сормович", содержащее корпус с водительским и пассажирским отделениями, внутри которого размещен двигатель, через редукторы соединенный с осевым нагнетателем и двумя воздушными винтами изменяемого шага, установленными в кольцах, гибкое ограждение, воздушные рули направления, механизмы управления судном. Мощность двигателя 1970 кВт, скорость движения 140 км/ч, высота гибкого ограждения 1 м, количество пассажиров 50 чел. Known hovercraft "Sormovich", comprising a hull with driver and passenger compartments, inside of which an engine is placed, through gearboxes connected to an axial supercharger and two variable-pitch propellers installed in the rings, a flexible guard, air rudders, and ship control mechanisms. Engine power 1970 kW,
/Ежи Бень, Модели и любительские суда на воздушной подушке, пер. с польского,- Л.: Судостроение, 1983, с.18-19/. / Jerzy Ben, Models and amateur hovercraft, trans. from Polish, - L .: Shipbuilding, 1983, p. 18-19 /.
Недостатками известного судна на воздушной подушке "Сормович" являются небольшая грузоподъемность, малая высота подъема над поверхностью водоема, недостаточная мореходность, наличие большого количества брызг, создаваемых судном. The disadvantages of the famous hovercraft "Sormovich" are its low carrying capacity, low elevation above the surface of the reservoir, insufficient seaworthiness, the presence of a large amount of spray created by the vessel.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией судна. These shortcomings are due to the design of the vessel.
Известно также аэродинамическое судно, содержащее корпус с водительским и пассажирским отделениями, внутри которого размещены два двигателя, один из которых соединен электрически с водометным движителем, а механически оба двигателя соединены с движителями вертикального подъема, установленными перпендикулярно продольной оси и выполненными в форме перевернутой буквы "Т" с наружными поворотными насадками (патент Российской Федерации N 2055762, кл. B 60 V 1/14, опубликован 10.03.96 в Бюл. N 7). Also known is an aerodynamic vessel containing a hull with driver and passenger compartments, inside of which there are two engines, one of which is electrically connected to a water-jet propulsion device, and both engines are mechanically connected to vertical propulsion devices mounted perpendicular to the longitudinal axis and made in the form of an inverted letter "T "with external rotary nozzles (patent of the Russian Federation N 2055762, CL B 60
Известное аэродинамическое судно по патенту РФ N 2055762 как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату принят за прототип. The well-known aerodynamic vessel according to the patent of the Russian Federation N 2055762 as the closest in technical essence and achieved useful result is taken as a prototype.
Недостатками этого аэродинамического судна являются значительные аэродинамические потери внутри воздуховодов движителей вертикального подъема, неблагоприятное воздействие на окружающую среду. The disadvantages of this aerodynamic vessel are significant aerodynamic losses inside the ducts of vertical propulsion engines, adverse environmental impact.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией судна. These shortcomings are due to the design of the vessel.
Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационных качеств аэродинамического судна. The aim of the present invention is to improve the performance of an aerodynamic vessel.
Указанная цель, согласно изобретению, обеспечивается тем, что движители вертикального подъема с поворотными насадками, главный редуктор и редукторы привода движителей вертикального подъема, водометный движитель с приводным электродвигателем, гидромеханизмы привода и управления поворотными насадками заменены дисковыми движителями вертикального подъема, установленными по левому и правому бортам в боковых нишах корпуса, главным редуктором, дополнительно оборудованным двумя двойными коническими дифференциалами, один из которых соединяет два передних и два задних движителя вертикального подъема, а другой соединяет между собой средние движители вертикального подъема левого и правого бортов, при этом тормозные барабаны этих дифференциалов кинематически соединены с ручкой управления судном в пространстве, причем все движители вертикального подъема одинаковы по конструкции и каждый из них содержит цилиндрический корпус, внутри которого, в его средней части, закреплен редуктор, выходные валы которого закреплены вертикально в подшипниках корпуса и на каждом из них закреплены диски, размещенные на некотором расстоянии друг от друга и имеющие на нижних поверхностях глухие каналы прямоугольного или круглого сечения, размещенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них, а продольная ось каждого из каналов наклонена в сторону вращения и установлена под углом к плоскости, проходящей через центр вращения, кроме того, боковые поверхности каждого из каналов в продольном и поперечном направлениях равны, а плоскость дна каждого из каналов параллельна верхней и нижней поверхностям диска, причем ведущие валы редукторов движителей вертикального подъема, пропущенные в боковые отверстия корпусов, соединены через бортовые редукторы и главный редуктор с одним из движителей, размещенным в носовой части судна, двумя маршевыми горизонтальными дисковыми движителями, которые через верхний и нижний редукторы и блок кулисно-рычажных муфт соединены со вторым двигателем, размещенным в кормовой части судна, причем оба маршевых дисковых движителя одинаковы по конструкции и каждый из них содержит цилиндрический корпус, внутри которого размещен редуктор, выходные полые валы которого установлены вдоль корпуса и закреплены в подшипниках входного и выходного конусов и на которых закреплены неподвижные диски, имеющие ровную и гладкую поверхность, установленные на некотором расстоянии друг от друга, с обеих сторон каждого из которых установлено с возможностью продольного перемещения по одному подвижному диску, каждый из которых имеет сквозные, наклоненные в сторону вращения каналы прямоугольного или круглого сечения, размещенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них, установленные под углом к плоскости, проходящей через центр вращения, кроме того, подвижные диски через пазы в выходных валах соединены с внутренними валами, установленными с возможностью продольного перемещения внутри выходных валов и кинематически связанных с гидродвигателями, размещенными внутри входного и выходного конусов и связанными с гидросистемой, содержащей масляный бак, масляный насос с редукционным клапаном и кран управления водовоздушным рулем, связанным через рулевую машину с педалями путевого управления. The specified purpose, according to the invention, is ensured by the fact that the vertical lift engines with rotary nozzles, the main gearbox and the drive gears of the vertical lift motors, the water jet propulsion with a drive electric motor, the hydraulic mechanisms of the drive and the control of the rotary nozzles are replaced by vertical lift disk drives mounted on the left and right sides in the side niches of the casing, with a main gearbox, additionally equipped with two double bevel differentials, one of which is connected takes two front and two rear vertical lift movers, and the other connects the middle vertical lift of the left and right sides, while the brake drums of these differentials are kinematically connected to the ship control handle in space, and all vertical lift movers are the same in design and each they contains a cylindrical housing, inside of which, in its middle part, a gearbox is fixed, the output shafts of which are mounted vertically in the bearings of the housing and on each of them discs are placed at a certain distance from each other and having blind channels of rectangular or circular cross-section on the lower surfaces, arranged on even concentric circles in even numbers in each of them, and the longitudinal axis of each channel is tilted in the direction of rotation and set at an angle to the plane passing through the center of rotation, in addition, the side surfaces of each channel in the longitudinal and transverse directions are equal, and the plane of the bottom of each channel is parallel to the upper and lower surfaces of the dis and, moreover, the drive shafts of the vertical lift propulsion gears passed into the side openings of the hulls are connected through the final drive gears and the main gearbox to one of the propulsion gears located in the bow of the vessel, two mid-flight horizontal disk drives, which through the upper and lower gears and the rocker block the lever couplings are connected to the second engine located in the stern of the vessel, both marching disk engines are identical in design and each of them contains a cylindrical hull, inside of which the gearbox is located, the output hollow shafts of which are installed along the housing and are fixed in the bearings of the inlet and outlet cones and on which fixed disks are mounted, having a flat and smooth surface mounted at a certain distance from each other, on both sides of each of which is installed with the possibility of longitudinal displacements along one movable disk, each of which has through channels of rectangular or circular cross section, inclined in the direction of rotation, arranged in even concentric circles th quantity in each of them, installed at an angle to a plane passing through the center of rotation, in addition, the movable disks through the grooves in the output shafts are connected with internal shafts installed with the possibility of longitudinal movement inside the output shafts and kinematically connected with hydraulic motors located inside the input and output cones and associated with a hydraulic system comprising an oil tank, an oil pump with a pressure reducing valve and a water steering wheel control valve connected through the steering machine to the pedals vogo management.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид аэродинамического судна; на фиг. 2 - вид на судно спереди; на фиг. 3 - вид на судно сзади; на фиг. 4 - вид на судно сверху; на фиг. 5 - схема расположения основных узлов и агрегатов; на фиг. 6 - схема привода движителей вертикального подъема; на фиг. 7 - схема устройства главного редуктора; на фиг. 8 - устройство бортового редуктора; на фиг. 9 - общий вид движителя вертикального подъема; на фиг. 10 - вид на движитель вертикального подъема сверху; на фиг. 11 - вид движителя вертикального подъема в разрезе; на фиг. 12 - вид на движитель вертикального подъема сверху при снятых верхних дисках; на фиг. 13 - устройство редуктора движителя вертикального подъема; на фиг. 14 - общий вид диска; на фиг. 15 - вид на диск сверху; на фиг. 16 - вид на диск снизу; на фиг. 17 - вид на диск движителя вертикального подъема левого борта с частичным разрезом; на фиг. 18 - вид на диск движителя вертикального подъема правого борта с частичным разрезом; на фиг. 19 - схема образования подъемной силы на диске; на фиг. 20 - кинематическая схема управления аэродинамическим судном в пространстве; на фиг. 21 - схема привода горизонтальных дисковых маршевых движителей; на фиг. 22 - устройство верхнего редуктора привода маршевых движителей; на фиг. 23 - устройство нижнего редуктора привода маршевых движителей; на фиг. 24 - общий вид дискового маршевого движителя; на фиг. 25 - вид на дисковый маршевый движитель спереди; на фиг. 26 - вид на дисковый маршевый движитель в разрезе; на фиг. 27 - устройство дискового блока и механизма управления; на фиг. 28 - вид на неподвижный диск спереди; на фиг. 29 - вид на неподвижный диск сзади; на фиг. 30 - вид на передний подвижный диск сзади; на фиг. 31 - вид на передний подвижный диск спереди; на фиг. 32 - вид на задний подвижный диск спереди; на фиг. 33 - вид на задний подвижный диск сзади; на фиг. 34 - схема расположения каналов на переднем подвижном диске; на фиг. 35 - схема расположения каналов на заднем подвижном диске; на фиг. 36 - схема создания тяги в прямом направлении на дисковом блоке; на фиг. 37 - схема создания тяги в обратном направлении на дисковом блоке; на фиг. 38 - гидравлическая схема управления дисковыми маршевыми движителями; на фиг. 39 - устройство редуктора дискового маршевого движителя; на фиг. 40 - схема устройства блока кулисно-рычажных муфт; на фиг. 41 - устройство кулисно-рычажной муфты; на фиг. 42 - схема путевого управления аэродинамическим судном. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of an aerodynamic vessel; in FIG. 2 - front view of the vessel; in FIG. 3 - rear view of the vessel; in FIG. 4 - view of the ship from above; in FIG. 5 - layout of the main components and assemblies; in FIG. 6 is a diagram of a drive for vertical lift propulsion devices; in FIG. 7 is a diagram of a main gearbox device; in FIG. 8 - the device of the final drive; in FIG. 9 is a general view of a vertical lift mover; in FIG. 10 is a top view of a vertical lift mover; in FIG. 11 is a sectional view of a vertical lift mover; in FIG. 12 is a top view of a vertical lift mover from above with the upper disks removed; in FIG. 13 - device gear vertical propulsion; in FIG. 14 - general view of the disk; in FIG. 15 is a top view of a disk; in FIG. 16 - view of the disk from below; in FIG. 17 is a partial cross-sectional view of a disk of a mover for vertical raising of the left side; in FIG. 18 is a partial cross-sectional view of a disk of a mover for vertical raising of the starboard side; in FIG. 19 is a diagram of the formation of lifting force on the disk; in FIG. 20 is a kinematic control scheme of an aerodynamic vessel in space; in FIG. 21 is a diagram of a drive of horizontal disk march propulsion devices; in FIG. 22 - the device of the upper gear drive marching propulsion; in FIG. 23 - device lower gear drive sustainer propulsion; in FIG. 24 - General view of the disk march propulsion; in FIG. 25 is a front view of the march propulsion; in FIG. 26 is a sectional view of the disk march propulsion; in FIG. 27 - device disk unit and control mechanism; in FIG. 28 is a front view of the fixed disk; in FIG. 29 is a rear view of the fixed disk; in FIG. 30 is a rear view of the front movable disk; in FIG. 31 is a front view of the front movable disc; in FIG. 32 is a front view of a rear movable disc; in FIG. 33 is a rear view of the rear movable disc; in FIG. 34 is a channel arrangement diagram of a front movable disk; in FIG. 35 is a channel arrangement diagram on a rear movable disk; in FIG. 36 is a diagram of creating forward thrust on a disk block; in FIG. 37 is a diagram of creating traction in the opposite direction on a disk block; in FIG. 38 is a hydraulic control circuit disk marching propulsion; in FIG. 39 - the device gear reducer march propulsion; in FIG. 40 is a block diagram of a linkage linkage unit; in FIG. 41 - device rocker link clutch; in FIG. 42 is a flow chart of the control of an aerodynamic vessel.
Аэродинамическое судно содержит корпус 1 обтекаемой формы, плоскодонный, имеющий два успокоителя бортовой качки 2. Снаружи корпуса, в его задней части, установлены маршевые движители 3, 4, вертикальный стабилизатор 5 с рулем направления 6, а по бортам корпуса выполнены боковые отсеки 7, 8. Внутри корпуса выполнены водительское и пассажирское отделения, установлены приборная доска 9, кресла водителей и пассажиров 10, топливные баки 11, 12 и системы охлаждения 13, 14 главного и маршевого двигателей. Главный двигатель 15, установленный в носовой части судна и имеющий муфту сцепления 16, карданным валом 17 соединен с главным редуктором 18, который также посредством карданных валов 19 - 24 через бортовые редукторы 25 - 30 и задний редуктор 31 соединен с передними 32, 33, задними 34, 35 и средними 36 - 41 дисковыми движителями вертикального подъема, установленными в боковых отсеках. Главный редуктор содержит корпус 42, ведущий вал 43, установленный в подшипниках корпуса и соединенный с ведущей полумуфтой разобщительной муфты 44, ведомая полумуфта которой соединена с ведомым продольным валом 45, имеющим ведущую шестерню 46, входящую в зацепление с ведомой шестерней 47 двойного конического дифференциала 48 продольного управления корпусом судна и имеющего тормозные барабаны 49, 50. The aerodynamic vessel contains a
Полуоси этого дифференциала через шестерни 51, 52 и вал 53 соединены с передними дисковыми движителями вертикального подъема, а через шестерни 54, 55, ряд промежуточных валов с шестернями и вал 56 с задними дисковыми движителями вертикального подъема. Второй двойной конической дифференциал 57 поперечного управления корпусом аэродинамического судна, ведомая шестерня 58 которого входит в зацепление со второй ведущей шестерней 59, установленной на ведомом продольном валу, имеет тормозные барабаны 60, 61. The semi-axes of this differential are connected through the
Полуоси этого дифференциала через шестерни 62, 63 и 64, 65, валы 66, 67 соединены со средними дисковыми движителями вертикального подъема. Бортовые и задний редукторы имеют одинаковое устройство и каждый из них содержит корпус 68 с креплениями, верхнюю крышку, не показанную на чертеже. Ведущий вал 69, установленный в подшипниках 70, 71 корпуса, имеет ведущую шестерню 72, входящую в зацепление с ведомой шестерней 73, закрепленной на ведомом валу 74, установленном в подшипнике 75. У заднего редуктора ведущий и ведомый валы меняются местами. Все дисковые движители вертикального подъема имеют одинаковое устройство и каждый из них содержит корпус 76 цилиндрического типа, имеющий кронштейны 77 для крепления к корпусу судна. К корпусу прикреплен подшипник 78, через отверстие которого пропущен ведущий вал 79 редуктора 80, установленного в средней части внутри корпуса на четырех кронштейнах 81. Редуктор движителя вертикального подъема содержит корпус 82, закрытый верхней 83 и нижней 84 крышками, имеющими подшипники 85, 86, в которые вставлен вертикальный вал 87, концы которого закреплены в подшипниках 88, 89, прикрепленных к корпусу движителя вертикального подъема планками 90. На вертикальном валу закреплена ведомая шестерня 91, входящая в зацепление с ведущей шестерней 92, закрепленной на ведущем валу. На верхней части вертикального вала закреплены верхние диски 93, количество которых не ограничено. На нижней части вертикального вала закреплены нижние диски 94, количество которых не ограничено. Те и другие диски размещены на некотором расстоянии друг от друга и имеют одинаковое устройство. Каждый диск выполнен из прочного и легкого материала. Верхняя его часть представляет собой гладкую отполированную поверхность, а в нижней части диска, такой же отполированной, выполнены глухие каналы 95 круглого или прямоугольного сечения. The axles of this differential through
Количество каналов на диске должно быть по возможности максимальным. Каналы расположены по концентрическим окружностям. Количество каналов в каждой из окружностей должно быть четное, для избежания дисбаланса диска, а продольные оси каналов наклонены в направлении вращения диска под углом α, равным 45o, к плоскости, проходящей через центр вращения. Плоскость дна каждого канала выполнена параллельно верхней и нижней поверхностям диска, вследствие чего противоположные боковые поверхности каждого канала в продольном и поперечном направлениях равны между собой. Для уменьшения гироскопических моментов направления вращения дисков у движителей вертикального подъема левого и правого бортов должно быть противоположным. Ручка 96 управления положением аэродинамического судна в пространстве закреплена шарнирно на валу 97, установленном в подшипниках и имеющем рычаг 98, шарнирно соединенный с продольной тягой 99, второй конец которой посредством шарового шарнира 100 соединен с тормозом 101, имеющим тормозные колодки 102, 103, взаимодействующие с тормозными барабанами двойного конического дифференциала продольного управления корпусом аэродинамического судна. Ручка в нижней части имеет полукруглый сектор 104, входящий в верхний паз каретки 105, установленной в направляющих с возможностью перемещения в поперечной плоскости и имеющей в нижней части паз, в который входит конец L - образного рычага 106, закрепленного на оси, второй конец которого соединен посредством продольной тяги 107 с тормозом 108, имеющим тормозные колодки 109, 110, взаимодействующие с тормозными барабанами двойного конического дифференциала поперечного управления корпусом аэродинамического судна. Маршевый двигатель 111, имеющий муфту сцепления 112, установленный в кормовой части судна, карданным валом 113 соединен с нижним редуктором 114, выходной вал которого соединен посредством карданного вала 115 с входным валом блока кулисно-рычажных муфт 116, выходной вал которого карданным валом 117 соединен с входным валом верхнего редуктора 118, установленного внутри обтекателя 119. Посредством карданных валов 120, 121 верхний редуктор соединен с маршевыми движителями. Нижний редуктор привода маршевых движителей содержит корпус 122 с креплениями, закрытый боковыми крышками, не показанными на чертеже.The number of channels on the disk should be as high as possible. The channels are arranged in concentric circles. The number of channels in each of the circles should be even, to avoid imbalance of the disk, and the longitudinal axis of the channels are inclined in the direction of rotation of the disk at an angle α equal to 45 o to the plane passing through the center of rotation. The bottom plane of each channel is made parallel to the upper and lower surfaces of the disk, as a result of which the opposite side surfaces of each channel in the longitudinal and transverse directions are equal to each other. To reduce the gyroscopic moments of the direction of rotation of the disks, the vertical lift of the left and right sides should be opposite. The
В подшипниках корпуса 123, 124 закреплены входной 125 и выходной 126 валы, на которых установлены шестерни 127, 128, входящие друг с другом в зацепление и расположенные под углом друг к другу. Верхний редуктор привода маршевых движителей содержит корпус 129, закрытый сверху крышкой, не показанной на чертеже, в подшипниках 130, 131, 132 которого закреплены входной вал 133 и выходные валы 134, 135, на которых установлены шестерни 136, 137, 138, входящие друг с другом в зацепление. Блок кулисно-рычажных муфт предназначен для увеличения частоты вращения рабочих элементов маршевых движителей. Он содержит корпус 139 с элементами крепления. На корпусе расположены подшипники 140, 141, в которых закреплены входной вал 142 и выходной вал 143. Внутри корпуса размещены и соединены последовательно друг с другом (выходной вал первой муфты соединен с входным валом второй муфты и т.д.) кулисно-рычажные муфты 144, количество которых обусловлено необходимой частотой вращения выходного вала блока муфт. Все кулисно-рычажные муфты одинаковы по конструкции (фиг. 41) и каждая из них содержит ведущий вал 145, жестко соединенный с траверзой 146, имеющей два пальца 147, 148, входящие в отверстия ползунов 149, 150, размещенных во взаимно перпендикулярных диаметральных пазах 151, 152, выполненных на диске 153, закрепленном на выходном валу (О кулисно-рычажной муфте см. И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, т.2, с.383, N 1334). The
Оба дисковых маршевых движителя одинаковы по конструкции и каждый из них содержит корпус 154 цилиндрического типа, имеющий входное 155 и выходное 156 сопла, внутри которых на кронштейнах 157, 158 закреплены конусы 159, 160. В нижней части корпус имеет площадки 161 для крепления, а в верхней части расположен смотровой люк, закрытый крышкой 162. Внутри корпуса, в его средней части, размещен внутренний редуктор 163, концы выходных пустотелых валов которого установлены в подшипниках конусов. Внутренний редуктор маршевого движителя содержит корпус 164, закрытый крышкой, не показанной на чертеже. Корпус закреплен внутри посредством кронштейнов 165. В подшипниках 166, 167, 168 корпуса установлены входной вал 169, на котором закреплена ведущая шестерня 170, передний 171 и задний 172 выходные пустотелые валы, имеющие прорези, на которых закреплены ведомые шестерни 173, 174, входящие в зацепление с ведущей шестерней. Внутри выходных пустотелых валов установлены, с возможностью продольного перемещения, внутренние валы: передний 175 и задний 176, имеющие на концах кольца 177. Упомянутые кольца переднего внутреннего вала взаимодействуют с косой шайбой 178, установленной на валу, связанном с гидродвигателем 179, размещенным внутри переднего конуса. Упомянутые кольца заднего внутреннего вала взаимодействуют с такой же косой шайбой, установленной на таком же валу, связанном с гидродвигателем 180, размещенным внутри заднего конуса. Гидродвигатели 181, 182 второго маршевого движителя также размещены в конусах и имеют аналогичную связь с внутренними валами. Все четыре гидродвигателя поворотные шиберного типа и одинаковы по конструкции. Каждый из них содержит корпус 183 в форме полукруглой полости, внутрь которой вставлен вал 184 с укрепленной на нем лопастью 185 (шибером), делящей упомянутую полость на две части. Внутренние полости гидродвигателей обоих маршевых движителей посредством трубопроводов соединены с гидравлической системой, включающей в себя масляный бак 186, масляный насос 187 и кран управления, состоящий из корпуса 188, золотника 189, имеющего перепускные каналы 190 и соединенного с ручкой 191. Внутри корпуса маршевого движителя размещены тяговые блоки 192, количество которых не ограничено и зависит от величины необходимой тяги. Both disk march propellers are identical in design and each of them contains a
Все тяговые блоки одинаковы по конструкции и каждый из них содержит плоский неподвижный диск 193, выполненный из легкого и прочного материала, имеющий гладкие и отполированные поверхности. Посредством вкладышей 194 с винтами неподвижный диск прикреплен к переднему выходному пустотелому валу внутреннего редуктора маршевого движителя. Спереди и сзади от неподвижного диска на том же валу установлены, с возможностью продольного перемещения, передний 195 и задний 196 подвижные диски, также выполненные из легкого и прочного материала, поверхность которых имеет такую же чистоту обработки. Посредством шпилек 197 подвижные диски соединены с передним внутренним валом. Передний и задний подвижные диски имеют сквозные каналы 198 круглого или прямоугольного сечения, расположенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них и наклоненные в сторону вращения под углом α, равным 45o, к плоскости, проходящей через центр вращения (фиг. 34 и 35). Система путевого управления аэродинамическим судном содержит ножные педали 199 и 200, установленные шарнирно на оси 201 и шарнирно соединенные продольной тягой 202 с управляемым золотником рулевой машины 203, выходное звено которой посредством тяги 204 соединено с рулем направления.All traction blocks are the same in design and each of them contains a flat fixed
Работает аэродинамическое судно следующим образом. Works aerodynamic vessel as follows.
После запуска и прогрева двигателей 15, 111, проверки работы всех систем аэродинамическое судно готово к движению. Для этого включается муфта сцепления 16. Вращающийся момент от главного двигателя 15 через карданный вал 17, входной вал 43, разъединительную муфту 44, которая должна быть включена, продольный ведомый вал 45, ведущие шестерни 46 и 59 передается на двойные конические дифференциалы 48, 57. Полуоси дифференциала 48 приходят во вращение и передают вращающий момент через шестерни 51 - 55, вал 53 и другие промежуточные валы, а также вал 56, карданные валы 19, 22, задний редуктор 31 и карданные валы 23, 24 на передние 32, 33 и задние 34, 35 дисковые движители вертикального подъема. Полуоси двойного конического дифференциала 57 приходят во вращение и передают вращающийся момент через шестерни 62, 63, 64, 65, валы 66, 67, карданные валы 20, бортовые редукторы 25 - 30 и карданные валы 21 на средние дисковые движители вертикального подъема 36 - 41. Ведущие валы 79 дисковых движителей вертикального подъема приходят во вращение, а вместе с ними и ведущие шестерни 92, которые через ведомые шестерни 91, вертикальные валы 87 приводят во вращение верхние 93 и нижние 94 диски. After starting and warming up the
При вращении каждого диска в направлении, показанном стрелкой на фиг. 19, на его верхней и нижней поверхностях создается движущийся пограничный слой воздуха вследствие прилипания частиц воздуха к поверхностям диска. По закону Бернулли давление в движущемся потоке воздуха всегда меньше, чем в прилегающих неподвижных его слоях. Поэтому на верхней и нижней поверхностях диска создается разрежение, величина которого на нижней поверхности диска в два раза меньше, чем на верхней поверхности, так как площадь нижней поверхности диска за счет входных отверстий каналов 95 в два раза меньше верхней. В результате на верхнюю поверхность диска действует сила Fв, стремящаяся сдвинуть диск вверх, а на нижнюю поверхность диска действует сила Fн, в два раза меньшая и стремящаяся опустить диск вниз. Кроме того, движущийся пограничный слой воздуха в нижней части диска поступает в каналы 95 и создает в них динамическое давление. При этом силы давления F и F1, действующие на боковые поверхности каналов, равны и уравновешивают друг друга, так как площади боковых поверхностей равны вследствие равенства сторон в продольном направлении l = l1 и в поперечном направлении (на чертеже не показано).As each disk rotates in the direction shown by the arrow in FIG. 19, a moving boundary layer of air is created on its upper and lower surfaces due to the adherence of air particles to the surfaces of the disk. According to Bernoulli’s law, the pressure in a moving air stream is always less than in its adjacent motionless layers. Therefore, a vacuum is created on the upper and lower surfaces of the disk, the magnitude of which on the lower surface of the disk is two times smaller than on the upper surface, since the area of the lower surface of the disk due to the inlet holes of the
Силы давления Fд, действующие на дно каждого канала 95, ничем не уравновешены, направлены вертикально вверх и, складываясь с силой Fв, увеличивают подъемную силу диска. Равнодействующая сила Fр, приложенная к диску, равна Fр = Fв + Fд - Fн, направлена вверх и является подъемной силой диска /фиг. 19/. Подъемная сила одного дискового движителя вертикального подъема зависит от количества дисков 93 и 94, а также частоты их вращения. По мере увеличения частоты вращения дисков 93, 94 дисковых движителей вертикального подъема 32 - 41 подъемная сила увеличивается и, как только ее величина превысит вес аэродинамического судна, оно отрывается от поверхности воды и поднимается на некоторую высоту.The pressure forces F d acting on the bottom of each
Величина подъемной силы и, следовательно, высота подъема аэродинамического судна над поверхностью воды может изменяться путем изменения частоты вращения вала главного двигателя 15. Как только аэродинамическое судно поднимется на необходимую высоту включается муфта сцепления 112. Вращающийся момент от двигателя 111 карданным валом 113 передается ведущему валу 125 и шестерне 127, которая приводит в движение ведомую шестерню 128 и ведомый вал 126 редуктора 114. The magnitude of the lifting force and, therefore, the height of the aerodynamic vessel above the surface of the water can be changed by changing the speed of the shaft of the
Далее карданным валом 115 вращающийся момент передается на ведущий вал 142 блока кулисно-рычажных муфт 116. При вращении ведущего вала 145 первой из муфт в направлении, указанном стрелкой на фиг. 41, вместе с ним вращается траверза 146, которая своими пальцами 147, 148 перемещает ползуны 149, 150. Ползуны движутся по диаметральным пазам 151, 152 и вращают диск 153, связанный с ведомым валом, в том же направлении, при этом передаточное отношение ведущего вала 145 и диска 153 равно Затем происходит дальнейшее увеличение частоты вращения на последующих кулисно-рычажных муфтах 144. Далее вращающийся момент карданным валом 117 передается на ведущий вал 133 и ведущую шестерню 136 верхнего редуктора 118. Ведущая шестерня приводит во вращение ведомые шестерни 137 и 138, а вместе с ними ведомые валы 134, 135, карданные валы 120, 121, приводя во вращение ведущие валы 169 внутренних редукторов 163 маршевых движителей 3, 4. Ведущие шестерни 170 через шестерни 173, 174 приводят во вращение выходные пустотелые валы 171, 172, а вместе с ними неподвижные 193 и подвижные 195, 196 диски тяговых блоков 192.Next, the rotational moment is transmitted by the
Для движения вперед необходимо ручку 191 крана управления установить в положение, показанное на фиг. 38. Лопасти 185 гидромоторов 179, 180, 181, 182 под давлением масла, подаваемого масляным насосом 187 из масляного бака 186, повернут валы вместе с косыми шайбами 178, которые передвинут внутренние валы 175 и вместе с ними подвижные диски. При этом задние подвижные диски 196 вплотную приблизятся к неподвижным дискам 193, а передние подвижные диски 195 отодвинутся от них. При вращении дисков 195, 193, 196 в направлении, показанном стрелками на фиг. 36, у передней поверхности неподвижного диска 193 и задней поверхности подвижного диска 196 возникают движущиеся пограничные слои воздуха, создающие разрежение у передней поверхности неподвижного диска 193 и задней поверхности заднего диска 196. Причем разрежение у передней поверхности неподвижного диска 193 в два раза больше, чем разрежение у задней поверхности заднего диска 196, потому что задняя поверхность заднего диска 196 в два раза меньше из-за входных отверстий каналов 198. Кроме того, при вращении дисков 196 в каналы 198 поступает движущийся воздух из пограничного слоя, создавая в них динамическое давление. При этом давление на противоположные стенки каналов уравновешено, а давление на дно каждого из каналов 198, которым является задняя стенка неподвижного диска 193, ничем не уравновешено. For forward movement, it is necessary to set the handle of the
Таким образом на диск 193 действуют силы Fп и Fд, совпадающие по направлению, а сила Fз действует на диск 196 в противоположном направлении. Равнодействующая этих сил Fр направлена вперед и заставляет аэродинамическое судно двигаться в прямом направлении. Диск 195 в этом случае вращается вхолостую и не участвует в создании тяги. Величина тяги зависит от частоты вращения дисков 193 и 196 и изменяется путем изменения частоты вращения вала маршевого двигателя 111. Для торможения аэродинамического судна и обеспечения движения задним ходом необходимо передвинуть ручку 191 крана управления в положение, показанное на фиг. 38 пунктиром. Перепускные каналы 190 займут положение, показанное пунктиром. Масло от насоса 187 станет подаваться в другие полости гидродвигателей 179, 180, 181, 182 и лопасти 185 этих гидродвигателей станут поворачиваться в обратную сторону и поворачивать туда же косые шайбы 178, которые через кольца 177 передвинут назад внутренние валы 175. Задние подвижные диски 196 отодвинутся от неподвижных дисков 193, а передние подвижные диски 195 пододвинутся к ним вплотную. При вращении в ту же строну /показано стрелками/ на передней поверхности переднего подвижного диска 195 и на задней поверхности неподвижного диска 193 возникает движущийся пограничный слой воздуха и, как следствие этого, разрежение на этих поверхностях.Thus, the forces F p and F d that coincide in direction act on the
Как упоминалось выше, площади этих поверхностей различны и разрежение, создаваемое на них, также различно. На задней поверхности неподвижного диска оно в два раза больше. Кроме того, воздух из пограничного слоя поступает в каналы 198 и, как упоминалось выше, производит динамическое давление на дно каждого из каналов 198, которым теперь уже является передняя поверхность неподвижного диска 193. Силы Fз и Fд будут направлены назад, а сила Fп - вперед. Равнодействующая сила Fр - также будет направлена назад. /фиг. 37/. В результате, если судно двигалось вперед, будет происходить замедление движения /торможение/, а если оно было неподвижно, то начнет двигаться задним ходом. Скорость движения задним ходом и торможение могут изменяться путем изменения частоты вращения вала маршевого двигателя 111.As mentioned above, the areas of these surfaces are different and the rarefaction created on them is also different. On the back surface of the fixed disk, it is twice as large. In addition, air from the boundary layer enters the
После включения переднего или заднего хода ручка 191 управления краном устанавливается в промежуточное положение и отключает масляный насос 187 от полостей гидродвигателей 179, 180, 181, 182. Масло при этом поступает в масляный бак 186 через редукционный клапан. При полете аэродинамического судна над поверхностью воды или суши управление судном в пространстве осуществляется посредством ручки управления 96. Для подъема вверх носовой части корпуса судна необходимо передвинуть ручку управления 96 в положение "на себя". After the forward or reverse gear is turned on, the crane control handle 191 is installed in the intermediate position and disconnects the oil pump 187 from the
В этом случае вместе с ручкой управления поворачиваются против часовой стрелки вал 97 и рычаг 98. Продольная тяга 99 передвигается назад и поворачивает тормоз 101 по часовой стрелке. Тормозная колодка 103 прижимается к барабану 50 двойного конического дифференциала 48 продольного управления корпусом судна. При этом уменьшается частота вращения дисков 93 и 94 задних дисковых движителей вертикального подъема 34, 35 и на такую же величину увеличивается частота вращения дисков 93, 94 передних дисковых движителей вертикального подъема 32, 33. В результате этого подъемная сила в носовой части корпуса судна увеличится, а в кормовой части уменьшится. Носовая часть судна поднимется, а кормовая опустится и судно станет осуществлять режим набора высоты /кабрирование/. In this case, together with the control knob, the
При перемещении ручки управления 96 в положение "от себя" вал 97 и рычаг 98 поворачиваются по часовой стрелке и передвигают вперед продольную тягу 99, которая поворачивает в противоположную сторону тормоз 101. Тормозная колодка 102 прижимается к тормозному барабану 49 двойного конического дифференциала 48 продольного управления корпусом судна. Частота вращения дисков 93, 94 передних дисковых движителей вертикального подъема 32, 33 уменьшится, а частота вращения дисков 93, 94 задних дисковых движителей вертикального подъема увеличится. В результате подъемная сила в носовой части корпуса судна уменьшится, а в кормовой возрастет, и корпус судна, повернувшись вокруг поперечной оси, станет производить снижение /пикирование/. When the control handle 96 is moved to the “off” position, the
При перемещении ручки управления 96 в положение "вправо" она поворачивается вокруг оси и своим полукруглым сектором 104 передвигает влево каретку 105, поворачивая против часовой стрелки рычаг 106, который передвигает вперед продольную тягу 107, поворачивая тормоз 108 двойного конического дифференциала 57 поперечного управления корпусом судна. Тормозная колодка 110 прижимается к тормозному барабану 61. В результате уменьшается частота вращения дисков 93, 94 средних дисковых движителей вертикального подъема 39, 40, 41 и на такую же величину увеличивается частота вращения дисков 93, 94 средних дисковых движителей вертикального подъема 36, 37, 38. Подъемная сила правого борта уменьшится, а левого борта увеличится и корпус судна повернется вокруг продольной оси, сделав крен вправо. When the control handle 96 is moved to the “right” position, it rotates around its axis and, with its
При отклонении ручки управления 96 в положение "влево" полукруглый сектор 104 поворачивается вправо и передвигает в ту же сторону каретку 105, которая поворачивает по часовой стрелке рычаг 106 и передвигает назад продольную тягу 107, поворачивая тормоз 108. Тормозная колодка 109 прижимается к тормозному барабану 60 двойного конического дифференциала 57 поперечного управления корпусом судна. Частота вращения дисков 93, 94 средних дисковых движителей вертикального подъема 36, 37, 38 уменьшается, а средних дисковых движителей вертикального подъема 39, 40, 41 увеличивается на такую же величину. Подъемная сила левого борта уменьшается, а правого борта увеличивается и корпус судна поворачивается вокруг продольной оси, делая крен влево. После выполнения маневра ручка 96 возвращается в нейтральное положение. When the
Применение двойных дифференциалов исключает полную остановку каких-либо дисковых движителей вертикального подъема и потерю подъемной силы в какой-либо части корпуса судна. Аэродинамическое судно может также двигаться в водоизмещающем режиме. Для этого останавливается главный двигатель 15, а маршевый двигатель 111 приводит во вращение тяговые блоки 192 обоих маршевых движителей 3, 4, которые создают тягу, как было описано выше, и обеспечивают движение вперед, назад и торможение. Путевое управление аэродинамическим судном при любом способе передвижения осуществляется посредством ножных педалей 199, 200. При нажатии на правую педаль 199 продольные тяги 202, 204 передвигаются назад и отклоняют вправо руль направления 6. Набегающий на руль воздушный или водяной поток отклоняют корпус судна вправо. При нажатии на левую педаль 200 продольные тяги 202, 204 передвигаются вперед и отклоняют руль направления 6 влево, вызывая поворот корпуса судна в ту же сторону. Рулевая машина 203 усиливает силу воздействия на руль 6 при воздействии педалей на управляемый золотник. При движении судна в водоизмещающем режиме успокоители 2 уменьшают бортовую качку, а при посадке на сушу предохраняют днище судна от разрушения. The use of double differentials eliminates the complete stop of any disk drives vertical lifting and loss of lifting force in any part of the hull. An aerodynamic vessel can also move in a displacement mode. To do this, the
Аэродинамическое судно может быть использовано в качестве спасательного или научно-исследовательского судна, а также для доставки людей и грузов в районы с короткой навигацией. An aerodynamic vessel can be used as a rescue or research vessel, as well as for delivering people and goods to areas with short navigation.
Положительный эффект изобретения: меньшее воздействие на окружающую среду и отсутствие пыли и брызг при посадке на воду или сушу, более высокий КПД движителей, более низкой уровень шума, возможность взлетать и садиться на палубу другого судна и повышенная при этом безопасность. The positive effect of the invention: less impact on the environment and the absence of dust and splashes when landing on water or land, higher propulsion efficiency, lower noise level, the ability to take off and land on the deck of another vessel and increased safety.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99109427A RU2149109C1 (en) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Aerodynamic vessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99109427A RU2149109C1 (en) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Aerodynamic vessel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2149109C1 true RU2149109C1 (en) | 2000-05-20 |
Family
ID=20219445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99109427A RU2149109C1 (en) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Aerodynamic vessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2149109C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398740B2 (en) * | 2005-01-26 | 2008-07-15 | Boncodin Franz B | Multi-mission/purpose ground-effect craft derived from a common modular platform |
RU2538484C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-01-10 | Владимир Степанович Григорчук | Streamlined ship |
RU2609577C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-02-02 | Владимир Степанович Григорчук | Aerodynamic aircraft |
RU2611676C1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-02-28 | Владимир Степанович Григорчук | Aerodynamic vessel |
RU2710040C1 (en) * | 2019-08-08 | 2019-12-24 | Владимир Степанович Григорчук | Aerodynamic vessel |
CN110654501A (en) * | 2019-09-20 | 2020-01-07 | 江苏省船舶设计研究所有限公司 | Electric propulsion's changjiang river car passenger ferry boat |
CN114802589A (en) * | 2022-05-06 | 2022-07-29 | 中国舰船研究设计中心 | Double-layer bottom structure of ship |
-
1999
- 1999-04-27 RU RU99109427A patent/RU2149109C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398740B2 (en) * | 2005-01-26 | 2008-07-15 | Boncodin Franz B | Multi-mission/purpose ground-effect craft derived from a common modular platform |
RU2538484C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-01-10 | Владимир Степанович Григорчук | Streamlined ship |
RU2609577C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-02-02 | Владимир Степанович Григорчук | Aerodynamic aircraft |
RU2611676C1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-02-28 | Владимир Степанович Григорчук | Aerodynamic vessel |
RU2710040C1 (en) * | 2019-08-08 | 2019-12-24 | Владимир Степанович Григорчук | Aerodynamic vessel |
CN110654501A (en) * | 2019-09-20 | 2020-01-07 | 江苏省船舶设计研究所有限公司 | Electric propulsion's changjiang river car passenger ferry boat |
CN114802589A (en) * | 2022-05-06 | 2022-07-29 | 中国舰船研究设计中心 | Double-layer bottom structure of ship |
CN114802589B (en) * | 2022-05-06 | 2024-05-28 | 中国舰船研究设计中心 | Ship double-layer bottom structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2248280C2 (en) | Amphibian vehicle | |
WO2015073084A1 (en) | Hybrid co-axial shaft in shaft transmission using planetary gear set for multiple sources of torque | |
US5082465A (en) | Air thrust propulsion boat-drive train | |
RU2301750C1 (en) | Aerodynamic vessel | |
JPH04506196A (en) | hydrofoil propulsion system | |
US2554938A (en) | Amphibian helicopter | |
RU2149109C1 (en) | Aerodynamic vessel | |
US2309875A (en) | Amphibian | |
EP0872366B1 (en) | Auxiliary flotation, propulsion and steering gear for multipurpose vehicles with amphibian functions | |
US3125981A (en) | Hydrorotor craft | |
US3595199A (en) | Jet propulsion system for amphibious vehicle | |
RU2609577C1 (en) | Aerodynamic aircraft | |
US6116972A (en) | Auxiliary flotation, propulsion and steering gear for multipurpose vehicles with amphibian functions | |
RU2538484C1 (en) | Streamlined ship | |
RU2470808C1 (en) | Streamlined ship | |
RU2289519C1 (en) | Aerodynamic craft | |
RU2148004C1 (en) | Aeromobile | |
RU2710040C1 (en) | Aerodynamic vessel | |
US1484109A (en) | Water transport or ferry for automobiles and other self-propelled vehicles | |
US1888443A (en) | Water craft | |
RU2714624C1 (en) | Wheeled amphibious hydroplane | |
RU2609541C1 (en) | Aeromobile | |
US2705935A (en) | Propeller driven motor vehicles | |
US1924949A (en) | Water craft | |
US3545397A (en) | Air-cushion vehicles and like craft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040428 |