RU2289519C1

RU2289519C1 - Aerodynamic craft

Info

Publication number: RU2289519C1
Application number: RU2005120863/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук (RU); Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-12-20

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: proposed aerodynamic craft has hull, propulsors for horizontal motion actuated by cruise engine, propulsors for vertical lift located in through vertical passages of hull and control system for steering the craft in space. Novelty of invention consists in form of each propulsor of vertical lift: propulsor has cylindrical body closed with grates at the top and at the bottom; vertical shaft mounted inside body is used for securing upper and lower pressure wheels; lower wheel is lesser in diameter. Each pressure wheel is made in form of bush secured on vertical shaft and connected with rim by means of spokes. Secured on upper surface of rim are air intakes whose inlet openings are open in way of rotation of pressure wheel; rim body has vertical passages according to number of air intakes; each vertical passage is made in form of Laval nozzle. Radial blades of straightening apparatus are located below each pressure wheel.

EFFECT: improved aerodynamic properties.

21 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в качестве морского или речного транспортного средства.The present invention relates to the field of shipbuilding and can be used as a sea or river vehicle.

Известно аэродинамическое судно, содержащее корпус с водительским и пассажирским отделениями, движитель горизонтального перемещения, расположенный в кормовой части судна и кинематически связанный с маршевым двигателем, движители вертикального подъема, кинематически связанные с главным двигателем, выполнены в форме дисков, установленных один над другим, на некотором расстоянии друг от друга и размещены в цилиндрическом корпусе, установленном вертикально, и размещены по обоим бортам. На нижней поверхности каждого диска по концентрическим окружностям выполнены глухие каналы, продольная ось каждого из которых выполнена под углом к вертикальной плоскости, а верхняя поверхность дисков - гладкая. Движители горизонтального перемещения кроме упомянутых дисков имеют дополнительные диски, позволяющие изменять направление тяги /Патент РФ №2149109, кл. В 60 V 1/14, 3/06, опубликован 20.05.2000, Бюл. №14/.It is known an aerodynamic vessel containing a hull with driver and passenger compartments, a horizontal mover located in the stern of the vessel and kinematically connected with the main engine, vertical movers kinematically connected with the main engine, are made in the form of disks mounted one above the other on some distance from each other and placed in a cylindrical housing mounted vertically, and placed on both sides. On the lower surface of each disk along concentric circles blind channels are made, the longitudinal axis of each of which is made at an angle to the vertical plane, and the upper surface of the disk is smooth. The horizontal displacement engines, in addition to the mentioned disks, have additional disks that allow changing the direction of thrust / RF Patent No. 2149109, class. 60 V 1/14, 3/06, published 05/20/2000, Bull. No. 14 /.

Недостатками известного аэродинамического судна являются сложность конструкции, недостаточная грузоподъемность.The disadvantages of the known aerodynamic vessel are the complexity of the design, insufficient load capacity.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией движителей вертикального подъема.These shortcomings are due to the design of vertical lift propulsors.

Известно также аэродинамическое судно, содержащее корпус со сквозными вертикальными каналами, в которых размещены движители вертикального подъема, двигатель, который посредством силовой передачи с управляемыми дифференциалами соединен с движителями вертикального подъема, каждый из которых выполнен в виде винта с двумя парами лопастей, установленных с возможностью вращения в противоположных направлениях и выполненных в форме круглого крыла аэродинамического профиля, причем каждая лопасть снабжена предкрылком, движители горизонтального перемещения в форме воздушных винтов, размещенных в горизонтальных каналах, которые через вариатор, основной и бортовые редукторы соединены с валом того же двигателя, систему устойчивости, состоящую из датчиков продольной и поперечной устойчивости, электрически связанных с усилителями и исполнительными механизмами, взаимодействующими с тормозными устройствами управляемых дифференциалов, механизмы управления /Патент РФ №2163205, кл. В 60 V 1/14, опубл. 20.02.2001, Бюл. №5/.An aerodynamic vessel is also known, comprising a hull with through vertical channels in which vertical lift propulsors are located, an engine that is connected via vertical transmission with controlled differentials to vertical lift propulsors, each of which is made in the form of a screw with two pairs of blades mounted for rotation in opposite directions and made in the form of a round wing of an aerodynamic profile, with each blade equipped with a slat, the thrusters are horizontal movement in the form of propellers located in horizontal channels, which are connected through a variator, main and final drives to the shaft of the same engine, a stability system consisting of longitudinal and lateral stability sensors electrically connected to amplifiers and actuators interacting with brake devices controlled differentials, control mechanisms / RF Patent No. 2163205, cl. In 60 V 1/14, publ. 02/20/2001, Bull. No. 5 /.

Аэродинамическое судно по патенту РФ №2165203 как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату принято за прототип.The aerodynamic vessel according to the patent of the Russian Federation No. 2165203 as the closest in technical essence and achieved useful result is taken as a prototype.

Недостатками известного аэродинамического судна, принятого за прототип, являются недостаточная грузоподъемность судна, большой вес лопастей движителей вертикального подъема, низкий КПД движителей вертикального подъема.The disadvantages of the known aerodynamic vessel, adopted for the prototype, are the insufficient carrying capacity of the vessel, the large weight of the blades of the propulsors of vertical lift, low efficiency of the propulsors of vertical lift.

Указанные недостатки обусловлены низким аэродинамическим качеством круглых крыльев вследствие их малого удлинения.These disadvantages are due to the low aerodynamic quality of the round wings due to their small elongation.

Целью настоящего изобретения является повышение грузоподъемности аэродинамического судна.The aim of the present invention is to increase the carrying capacity of an aerodynamic vessel.

Указанная цель согласно изобретения обеспечивается тем, что четыре движителя вертикального подъема, вариатор заменены шестью движителями вертикального подъема, установленными по три на каждый борт, причем левый и правый передние движители вертикального подъема, левый и правый задние движители вертикального подъема через бортовые редукторы соединены с полуосями продольного управляемого дифференциала, а левый и правый задние движители вертикального подъема через бортовые редукторы соединены с полуосями продольного управляемого дифференциала главного редуктора, а левый и правый средние движители вертикального подъема через бортовые редукторы соединены с полуосями поперечного управляемого дифференциала того же редуктора, причем тормозные устройства обоих управляемых дифференциалов связаны посредством гидросистемы с пультом управления, а коробки обоих управляемых дифференциалов кинематически через муфту оцепления соединены с главным двигателем, кроме того, все движители вертикального подъема одинаковы по конструкции и каждый движитель вертикального подъема содержит круглый цилиндрический корпус, вставленный в сквозной вертикальный канал, закрытый сверху и снизу решетками, внутри которого на подшипниках установлен вертикальный вал, на котором закреплены верхнее и нижнее нагнетающие колеса, установленные одно над другим, на некотором расстоянии друг от друга, причем нижнее нагнетающее колесо меньше по диаметру на ширину обода верхнего нагнетающего колеса, каждое из которых содержит втулку, закрепленную на вертикальном валу, которая посредством спиц соединена с ободом, причем спицы выполнены в форме прямоугольных плоскостей, установленных под углом атаки к набегающему потоку воздуха и под углом к горизонтальной плоскости, кроме того, на верхней поверхности обода закреплены воздухозаборники, входные отверстия которых направлены в направлении вращения нагнетающего колеса, а в теле самого обода выполнены вертикальные каналы по числу воздухозаборников, продольная ось каждого из которых параллельна втулке нагнетающего колеса, входное отверстие открывается внутрь полости соответствующего воздухозаборника, а сам вертикальный канал представляет собой сопло Лаваля, выходное отверстие которого направлено вертикально вниз, кроме того, ниже верхнего нагнетающего колеса размещены радиальные лопатки первого спрямляющего аппарата, а ниже нижнего нагнетающего колеса размещены радиальные лопатки второго спрямляющего аппарата, кроме того, нижний конец вертикального вала соединен с ведомым валом бортового редуктора, закрепленного внутри корпуса движителя вертикального подъема на кронштейне, ведущий вал которого соединен с полуосью соответствующего управляемого дифференциала маршевым двигателем, который размещен внутри задней части корпуса судна и кинематически связан с движителями горизонтального перемещения.The specified objective according to the invention is ensured by the fact that four vertical lift movers, the variator are replaced by six vertical lift movers mounted three on each side, the left and right front vertical lift movers, the left and right rear vertical lift movers are connected to the axle shafts of the longitudinal controlled differential, and the left and right rear vertical lift thrusters are connected via axle gears to the axles of the longitudinal controlled differential of the main gearbox of the main gearbox, and the left and right middle vertical propulsion units through the final drive gearboxes are connected to the axles of the transverse controlled differential of the same gearbox, the brake devices of both controlled differentials are connected via a hydraulic system to the control panel, and the boxes of both controlled differentials are kinematically connected via the coupling the engine, in addition, all vertical lift movers are the same in design and each vertical lift mover contains a round cylindrical body inserted into the through vertical channel, closed above and below by gratings, inside of which a vertical shaft is mounted on bearings, on which the upper and lower injection wheels are mounted, mounted one above the other, at a certain distance from each other, the lower injection wheel smaller in diameter by the width of the rim of the upper injection wheel, each of which contains a sleeve mounted on a vertical shaft, which is connected by means of spokes to the rim, They are in the form of rectangular planes installed at an angle of attack to the incoming air flow and at an angle to the horizontal plane, in addition, air intakes are fixed on the upper surface of the rim, the inlet openings of which are directed in the direction of rotation of the pump wheel, and vertical channels are made the number of air intakes, the longitudinal axis of each of which is parallel to the hub of the injection wheel, the inlet opens into the cavity of the corresponding air intake, and the vertical the second channel is a Laval nozzle, the outlet of which is directed vertically downward, in addition, radial blades of the first straightener apparatus are located below the upper injection wheel, and radial blades of the second straightener apparatus are located below the lower injection wheel, in addition, the lower end of the vertical shaft is connected to the driven the shaft of the final drive mounted inside the housing of the vertical lift mover on the bracket, the drive shaft of which is connected to the axis of the corresponding controllably a differential sustainer motor, which is arranged inside the rear part of the hull and is kinematically connected with thrusters horizontal movement.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид аэродинамического судна, на фигуре 2 - вид на аэродинамическое судно спереди, на фигуре 3 - вид на аэродинамическое судно сверху, на фигуре 4 - схема силовой передачи аэродинамического судна, на фигуре 5 - устройство движителя вертикального подъема в разрезе, на фигуре 6 - общий вид нагнетающего колеса движителя вертикального подъема, на фигуре 7 - вид на нагнетающее колесо движителя вертикального подъема сверху, на фигуре 8 - устройство вертикального канала и воздухозаборника обода нагнетающего колеса, на фигуре 9 - устройство спиц и их расположение на втулке нагнетающего колеса, на фигуре 10 - устройство бортового редуктора, на фигуре 11 - схема гидравлической системы управления рулями направления, на фигуре 12 - вид сверху на радиальные лопатки первого спрямляющего аппарата, на фигуре 13 - вид сверху на радиальные лопатки второго спрямляющего аппарата, на фигуре 14 - кинематическая схема соединения движителей вертикального подъема с главным двигателем, на фигуре 15 - гидравлическая система управления аэродинамическим судном в пространстве, на фигуре 16 - схема набора высоты аэродинамическим судном, на фигуре 17 - схема снижения аэродинамического судна, на фигуре 18 - схема создания крена на левый борт аэродинамического судна, на фигуре 19 - схема создания крена на правый борт аэродинамического судна, на фигуре 20 - схема создания подъемной силы на ободе нагнетающего колеса, на фигуре 21 - схема создания подъемной силы на спицах нагнетающего колеса.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of an aerodynamic vessel, figure 2 is a front view of an aerodynamic vessel, figure 3 is a top view of an aerodynamic vessel, figure 4 is a power train diagram of an aerodynamic vessel, and figure 5 is a device the vertical lift mover in a section, in figure 6 is a General view of the forcing wheel of the vertical lift mover, in figure 7 is a view of the forcing wheel of the vertical lift mover from above, in figure 8 is the vertical channel device and air the injection wheel rim abortion, in Fig. 9, the spokes are arranged and located on the injection wheel hub, in Fig. 10 is the final drive device, in Fig. 11 is a diagram of the hydraulic control system of the rudders, in Fig. 12 is a top view of the radial blades of the first straightening apparatus , in figure 13 is a top view of the radial blades of the second straightening apparatus, in figure 14 is a kinematic diagram of the connection of the vertical lift propulsion with the main engine, in figure 15 is a hydraulic aerodi control system in space, in figure 16 is a diagram of a climb of an aerodynamic vessel, in figure 17 is a diagram of a lowering of an aerodynamic vessel, in figure 18 is a diagram of a roll on the left side of an aerodynamic vessel, in figure 19 is a diagram of a roll on a starboard of a wind tunnel, in figure 20 is a diagram of the creation of lifting force on the rim of the injection wheel, in figure 21 is a diagram of the creation of lifting force on the spokes of the injection wheel.

Аэродинамическое судно содержит корпус 1 с водительским и пассажирским отделениями. На каждом из бортов в корпусе выполнено по три сквозных вертикальных канала 2, 3, 4, 5, 6, 7, в каждом из которых установлен движитель вертикального подъема. Все движители вертикального подъема 8, 9, 10, 11, 12, 13 одинаковы по конструкции и каждый из них содержит круглый цилиндрический корпус 14, вставленный в сквозной вертикальный канал и закрытый с обеих сторон верхней 15 и нижней 16 решетками. В верхней части закреплен кронштейн 17 с подшипником 18, а в нижней части на кронштейне 19 установлен бортовой редуктор 20. В подшипниках кронштейна и редуктора установлен вертикальный вал 21, который соединен с ведомым валом бортового редуктора. На вертикальном валу закреплены верхнее 22 и нижнее 25 нагнетающие колеса, установленные одно над другим, на некотором расстоянии друг от друга, причем нижнее нагнетающее колесо меньше по диаметру на ширину обода верхнего нагнетающего колеса. Оба нагнетающих колеса одинаковы по конструкции. Каждое нагнетающее колесо содержит втулку 24,закрепленную на вертикальном валу, которая посредством спиц 25 соединена с ободом 26. Спицы выполнены в форме прямоугольных плоскостей, установленных под углом атаки α к набегающему потоку воздуха и под углом к горизонтальной плоскости. На верхней поверхности обода закреплены воздухозаборники 27, входные отверстия которых направлены в направлении вращения нагнетательного колеса. В теле самого обода выполнены вертикальные каналы по числу воздухозаборников. Продольная ось каждого вертикального канала 28 параллельна продольной оси втулки нагнетающего колеса, а входное отверстие открывается внутрь полости соответствующего воздухозаборника, Каждый вертикальный канал представляет собой сопло Лаваля, выходное отверстие которого направлено вертикально вниз. /Об устройстве сопла Лаваля, см. Авиация, энциклопедия. Большая Российская энциклопедия. Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского, М., 1994, с.304/.The aerodynamic vessel contains a hull 1 with a driver and passenger compartments. On each side in the hull there are three through vertical channels 2, 3, 4, 5, 6, 7, in each of which a vertical lift mover is installed. All vertical lift movers 8, 9, 10, 11, 12, 13 are the same in design and each of them contains a round cylindrical body 14 inserted into the through vertical channel and closed on both sides of the upper 15 and lower 16 gratings. An arm 17 with a bearing 18 is fixed in the upper part, and an on-board gearbox 20 is mounted on the bracket 19 in the lower part. A vertical shaft 21 is installed in the bearings of the bracket and gearbox, which is connected to the driven shaft of the onboard gearbox. Upper 22 and lower 25 injection wheels are mounted on a vertical shaft, mounted one above the other, at a certain distance from each other, the lower injection wheel being smaller in diameter by the width of the rim of the upper injection wheel. Both forcing wheels are identical in design. Each injection wheel contains a sleeve 24 mounted on a vertical shaft, which is connected by means of spokes 25 to the rim 26. The spokes are made in the form of rectangular planes mounted at an angle of attack α to the incoming air flow and at an angle to the horizontal plane. On the upper surface of the rim are fixed air intakes 27, the inlet openings of which are directed in the direction of rotation of the discharge wheel. Vertical channels are made in the body of the rim by the number of air intakes. The longitudinal axis of each vertical channel 28 is parallel to the longitudinal axis of the injection wheel hub, and the inlet opens into the cavity of the corresponding air intake. Each vertical channel is a Laval nozzle, the outlet of which is directed vertically downward. / About the device of the Laval nozzle, see Aviation, Encyclopedia. Great Russian Encyclopedia. Central Aerohydrodynamic Institute prof. N.E. Zhukovsky, M., 1994, p. 304 /.

Ниже верхнего нагнетающего колеса размещены радиальные лопатки 29 спрямляющего аппарата. Ниже нижнего нагнетающего колеса размещены радиальные лопатки 30 спрямляющего аппарата. В носовой части корпуса размещен главный двигатель 31, который механически, посредством муфты сцепления 32, карданного вала 33 соединен с главным редуктором 34, который посредством карданных валов 35 через бортовые редукторы связан с движителями вертикального подъема. Внутри задней части корпуса судна размещен маршевый двигатель 36, который через муфту сцепления 37 кинематически соединен с движителями горизонтального перемещения, каждый из которых представляет собой воздушный винт изменяемого шага. Воздушные винты 38, 39 размещены в кольцевых каналах 40, 41. Главный редуктор содержит ведущий вал 42, на котором закреплены ведущие прямозубая 43 и коническая 44 шестерни. Первая входит в зацепление с шестерней 45 коробки 46 продольного двойного управляемого дифференциала 47, имеющего внутренние сателлиты 48 и наружные сателлиты 49, причем последние входят в зацепление с тормозными шестернями 50 и 51, закрепленными на валах, имеющих тормозные барабаны 52 и 53 с тормозами 54, 55. Внутренние сателлиты входят в зацепление с полуосевыми шестернями 56, 57, закрепленными на полуосях 58, 59, на вторых концах которых закреплены шестерни 60, 61, входящие в зацепление с шестернями 62, 63 и 64, 65, установленными на передних 66, 67 и задних 68, 69 валах главного редуктора.Radial vanes 29 of the straightening apparatus are placed below the upper injection wheel. Radial vanes 30 of the straightening apparatus are located below the lower injection wheel. The main engine 31 is placed in the bow of the housing, which is mechanically connected via a clutch 32 to the driveshaft 33 to the main gearbox 34, which is connected via vertical gearboxes to the vertical lift engines. A cruising engine 36 is placed inside the rear part of the ship’s hull, which is kinematically connected through horizontal clutch 37 to horizontal thrusters, each of which is a variable pitch propeller. Propellers 38, 39 are placed in the annular channels 40, 41. The main gearbox contains a drive shaft 42, on which are mounted spur gears 43 and bevel gear 44. The first engages with the gear 45 of the box 46 of the longitudinal dual controlled differential 47 having internal satellites 48 and external satellites 49, the latter engaging with brake gears 50 and 51 mounted on shafts having brake drums 52 and 53 with brakes 54, 55. The internal satellites mesh with the semi-axial gears 56, 57, mounted on the semi-axes 58, 59, at the second ends of which are fixed gears 60, 61, which mesh with the gears 62, 63 and 64, 65 mounted on the front 66, 67 and rear 68, 69 wa ah the main gearbox.

Передние и задние валы главного редуктора соединены карданными валами через бортовые редукторы с левым и правым передними и левым и правым задними движителями вертикального подъема. Вторая коническая шестерня ведущего вала входит в зацепление с ведомой конической шестерней 70, закрепленной на промежуточном валу 71, на втором конце которого установлена прямозубая шестерня 72, входящая в зацепление с шестерней 73 коробки 74 поперечного двойного управляемого дифференциала 75, имеющего наружные 76 и внутренние 77 сателлиты. Наружные сателлиты входят в зацепление с тормозными шестернями 78, 79, закрепленными на валах, на вторых концах которых установлены тормозные барабаны 80, 81 с тормозами 82, 83. Внутренние сателлиты входят в зацепление с полуосевыми шестернями 84, 85, закрепленными на полуосях 86, 87, которые соединены карданными валами с левым и правым средними движителями вертикального подъема. Бортовые редукторы одинаковы по конструкции и каждый из них содержит корпус 88, выполненный заодно с нижним кронштейном, закрытый крышкой 89. Внутри нижнего кронштейна установлен ведущий вал 90, имеющий на конце ведущую шестерню 91, входящую в зацепление с ведомой шестерней 92, закрепленной на ведомом валу 93, который соединен с вертикальным валом движителя вертикального подъема.The front and rear shafts of the main gearbox are connected by cardan shafts through the final drive gears to the left and right front and left and right rear vertical lift movers. The second bevel gear of the drive shaft engages with the driven bevel gear 70 fixed to the intermediate shaft 71, on the second end of which a spur gear 72 is installed, which engages with the gear 73 of the gearbox 74 of the transverse double controlled differential 75 having outer 76 and inner 77 satellites . External satellites mesh with brake gears 78, 79 mounted on shafts, at the second ends of which brake drums 80, 81 with brakes 82, 83 are mounted. Internal satellites mesh with semi-axial gears 84, 85 mounted on axles 86, 87 which are connected by cardan shafts to the left and right middle vertical propulsion devices. The final drives are identical in design and each of them contains a housing 88, integral with the lower bracket, closed by a cover 89. Inside the lower bracket, a drive shaft 90 is installed, having a pinion gear 91 at the end that engages with the pinion gear 92 mounted on the pinion shaft 93, which is connected to the vertical shaft of the vertical lift mover.

Система управления аэродинамическим судном по курсу содержит левую 94 и правую 95 ножные педали, закрепленные на рычаге, имеющем ось и соединенном с толкателем 96, который взаимодействует с золотниками 97, 98 распределительного крана 99. Система также включает в себя масляный насос 100, масляный бак 101, исполнительные гидроцилиндры 102, 105, штоки которых кинематически связаны с рулями направления 104, 105, установленными в задней части корпуса аэродинамического судна, в потоке воздуха, создаваемого воздушными винтами. Гидравлическая система управления аэродинамическим судном в пространстве содержит пульт управления, выполненный в форме наружной трубы 106 с продольной прорезью, установленной на подшипниках, внутренней трубы 107, вставленной внутрь наружной трубы и соединенной с ручкой управления 108, пропущенной в прорезь наружной трубы. На конце наружной трубы закреплен рычаг 109, взаимодействующий с золотниками 110, 111 распределительного крана 112. На конце внутренней трубы закреплен диск 113, взаимодействующий с золотниками 114, 115 распределительного крана 116. Гидравлическая система также включает в себя масляный насос 117, масляный бак 118, гидроцилиндры продольного управления 119, 120, штоки которых соединены с тормозами продольного двойного управляемого дифференциала, и гидроцилиндры 121, 122 поперечного управления, штоки которых соединены с тормозами поперечного двойного управляемого дифференциала. Все гидроцилиндры, распределительные краны, масляный насос, масляный бак соединены между собой трубопроводами.The course control system of the aerodynamic vessel includes left 94 and right 95 foot pedals mounted on a lever having an axis and connected to a follower 96, which interacts with spools 97, 98 of the distribution valve 99. The system also includes an oil pump 100, an oil tank 101 , executive hydraulic cylinders 102, 105, the rods of which are kinematically connected with rudders 104, 105 installed in the rear of the hull of the aerodynamic vessel, in the air flow generated by propellers. The hydraulic control system of an aerodynamic vessel in space comprises a control panel made in the form of an outer pipe 106 with a longitudinal slot mounted on bearings, an inner pipe 107 inserted into the outer pipe and connected to a control handle 108 passed into the slot of the outer pipe. At the end of the outer pipe, a lever 109 is connected, which interacts with the spools 110, 111 of the distribution valve 112. At the end of the inner pipe, a disk 113 is mounted, which interacts with the spools 114, 115 of the distribution valve 116. The hydraulic system also includes an oil pump 117, an oil tank 118, longitudinal control cylinders 119, 120, the rods of which are connected to the brakes of the longitudinal double controlled differential, and transverse hydraulic cylinders 121, 122, the rods of which are connected to the brakes of the transverse double controlled different differential. All hydraulic cylinders, distribution valves, oil pump, oil tank are interconnected by pipelines.

Работа аэродинамического суднаAerodynamic ship operation

Аэродинамическое судно может двигаться двумя способами. Первый способ - движение в водоизмещающем режиме, когда движители вертикального подъема 8, 9, 10, 11, 12, 13 отключены и главный двигатель 31 не работает. В этом случае маршевый двигатель 36 через муфту сцепления 37 и карданные валы, а также редукторы, вращает воздушные винты 38, 39, которые создают тягу и обеспечивают горизонтальное передвижение судна по воде. При движении в водоизмещающем режиме для поворота влево необходимо нажать на левую педаль 94. Толкатель 96 повернется вправо и нажмет на золотник 98 распределительного крана 99, Масло из масляного бака 101 масляным насосом 100 через распределительный кран 99 станет подаваться в полости гидроцилиндров 102, 103. Шток гидроцилиндра 102 выдвинется наружу, а шток гидроцилиндра 103 втянется внутрь и они повернут рули направления 104, 105 влево. В результате чего аэродинамическое судно станет поворачиваться вокруг вертикальной оси влево. Для поворота направо необходимо нажать на правую педаль 95. Толкатель 96 нажмет на золотник 97 и масло из масляного бака 101 масляным насосом 100 через распределительный кран 99 станет подаваться в гидроцилиндры 102, 103. Шток гидроцилиндра 102 втянется внутрь, а шток гидроцилиндра 103 выдвинется наружу. Рули направления 104, 105 будут навернуты вправо и аэродинамическое судно станет поворачиваться вокруг вертикальной оси вправо. Скорость движения судна в водоизмещающем режиме изменяется путем изменения частоты вращения вала маршевого двигателя 36, а торможение или движение назад осуществляется изменением направления тяги путем установки лопастей воздушных винтов 38, 39 в соответствующее положение.An aerodynamic ship can move in two ways. The first method is movement in a displacement mode, when the vertical propulsion devices 8, 9, 10, 11, 12, 13 are turned off and the main engine 31 is not working. In this case, the main engine 36 through the clutch 37 and cardan shafts, as well as gears, rotates the propellers 38, 39, which create traction and provide horizontal movement of the vessel through the water. When driving in displacement mode, to turn left, you must press the left pedal 94. The pusher 96 will turn to the right and press the spool 98 of the distribution valve 99, oil from the oil tank 101 by the oil pump 100 will be pumped through the distribution valve 99 into the cavities of the hydraulic cylinders 102, 103. The rod the hydraulic cylinder 102 extends outward, and the cylinder rod 103 is pulled inward and they turn the rudders 104, 105 to the left. As a result, the aerodynamic vessel will turn around the vertical axis to the left. To turn right, you must press the right pedal 95. The pusher 96 will press on the spool 97 and the oil from the oil tank 101 by the oil pump 100 will be fed into the hydraulic cylinders 102, 103 through the distribution valve 99. The hydraulic cylinder rod 102 is pulled inward and the hydraulic cylinder rod 103 extends outward. The rudders 104, 105 will be screwed to the right and the aerodynamic vessel will turn around the vertical axis to the right. The speed of the vessel in the displacement mode is changed by changing the rotational speed of the shaft of the mid-flight engine 36, and braking or backward movement is carried out by changing the direction of thrust by installing the blades of propellers 38, 39 in the corresponding position.

Второй способ движения - это перемещение над поверхностью водоема и уход от нее на значительную высоту до 500 метров. В этом случае запускается главный двигатель 31 и включается муфта сцепления 32. Карданный вал 33 начинает вращаться и вращает ведущий вал 42, а вместе с ним ведущие шестерни 43, 44, первая из которых вращает коробку 46 продольного двойного управляемого дифференциала 47, а вместе с ней и полуоси 58, 59, ведущие шестерни 60, 61, которые приводят во вращение ведомые шестерни 62, 63, 64, 65, передние валы 66, 67, задние валы 68, 69 и далее посредством карданных валов 35 и бортовых редукторов 20 движители вертикального подъема 8, 9, 10, 11, 12, 13, которые создают подъемную силу, уравновешивающую вес аэродинамического судна и поднимающую его над поверхностью водоема. Движители вертикального подъема создают подъемную силу следующим образом. При вращении ведущего вала 90 бортового редуктора 20 вместе с ним вращается ведущая шестерня 91, которая приводит во вращение ведомую шестерню 92, ведомый вал 93, вертикальный вал 21 и нагнетающие колеса 22, 23. Обод 26 вращается вместе с воздухозаборниками 27, которые захватывают воздух и направляют его в вертикальные каналы 28. Там воздух сначала сжимается, а затем, пройдя критическое сечение, расширяется, вырываясь из сопла со сверхзвуковой скоростью и создавая максимальный реактивный момент F, направленный вверх (фиг.20). Так как нагнетающее колесо 22 вращается, то и выходящий с большой скоростью из вертикальных каналов 28 воздух тоже приобретает вращательный момент. Попадая на радиальные лопатки 29 спрямляющего аппарата, воздух, истекающий из вертикальных каналов 28, приобретает прямолинейное движение. Кроме того, добавочная подъемная сила создается также спицами 25 нагнетающих колес 22, 23. При движении спицы 25 навстречу воздушному потоку V происходит отделение части воздушного потока и отбрасывания его вниз с большой скоростью так, как происходит при работе воздушного винта. Отбрасывание воздуха вниз приводит к возникновению дополнительной реактивной силы F₁ (фиг.21). Чтобы не тормозить воздушный поток, движущийся со сверхзвуковой скоростью из вертикальных каналов 28 верхнего нагнетающего колеса 22, нижнее нагнетающее колесо 25 выполнено меньше по диаметру.The second way of moving is moving above the surface of the reservoir and moving away from it to a considerable height of up to 500 meters. In this case, the main engine 31 is started and the clutch 32 is turned on. The cardan shaft 33 starts to rotate and rotates the drive shaft 42, and with it the pinion gears 43, 44, the first of which rotates the box 46 of the longitudinal double controlled differential 47, and with it and half shafts 58, 59, drive gears 60, 61, which drive the driven gears 62, 63, 64, 65, front shafts 66, 67, rear shafts 68, 69 and further by means of cardan shafts 35 and final drives 20 8, 9, 10, 11, 12, 13, which create lift, cheers noveshivayuschuyu weight aerodynamic vessel and lifts it over the pond surface. Movers vertical lift create lifting force as follows. When the drive shaft 90 of the final drive 20 is rotated, the drive gear 91 rotates with it, which drives the driven gear 92, the driven shaft 93, the vertical shaft 21 and the pump wheels 22, 23. The rim 26 rotates together with the air intakes 27 that capture air and direct it into the vertical channels 28. There, the air is first compressed, and then, having passed the critical section, expands, breaking out of the nozzle at a supersonic speed and creates a maximum reactive moment F directed upward (Fig. 20). Since the pump wheel 22 rotates, the air exiting at high speed from the vertical channels 28 also acquires torque. Getting on the radial blades 29 of the straightening apparatus, the air flowing from the vertical channels 28 acquires a rectilinear movement. In addition, additional lifting force is also created by the spokes 25 of the pressure wheels 22, 23. When the spokes 25 move towards the air flow V, a part of the air flow is separated and thrown down at a high speed, as occurs during operation of the propeller. Throwing air down leads to the occurrence of additional reactive force F ₁ (Fig.21). In order not to slow down the air flow moving at a supersonic speed from the vertical channels 28 of the upper pressure wheel 22, the lower pressure wheel 25 is made smaller in diameter.

Создание подъемной силы на нагнетающем колесе 23 происходит аналогично вышеописанному. Воздушный поток, отбрасываемый нагнетающим колесом 25, проходит через радиальные лопатки 30 спрямляющего аппарата и приобретает прямолинейное движение. Воздушные потоки вырываются из корпусов 14 движителей вертикального подъема 8, 9, 10, 11, 12, 15 и создают реактивную силу, направленную вверх, уравновешивающую вес аэродинамического судна и удерживающую его над поверхностью водоема. При этом горизонтальное перемещение аэродинамического судна, торможение, движение задним ходом осуществляется движителем горизонтального перемещения, т.е. воздушными винтами 38, 39. При движении аэродинамического судна над поверхностью водоема на определенной высоте может возникнуть необходимость изменения положения корпуса судна в пространстве. Это осуществляется следующим образом. Для набора высоты необходимо ручку управления 108 передвинуть в положение "на себя". Рычаг 109 нажмет на золотник 111 распределительного крана 112. Масло из масляного бака 118 масляным насосом 117 станет подаваться в гидроцилиндр 119. Шток гидроцилиндра выдвинется наружу и тормоз 54 нажмет на тормозной барабан 52, уменьшая частоту его вращения. Вследствие этого уменьшится частота вращения полуосевой шестерни 56 и полуоси 58, а частота вращения полуосевой шестерни 57 и полуоси 59 возрастет на такую же величину. В результате этого частота вращения задних валов 68, 69 главного редуктора 34 и вертикальных валов 21 движителей вертикального подъема 8, 13 уменьшится, а частота вращения передних валов 66, 67 и вертикальных валов 21 движителей вертикального подъема 10, 11 возрастет на такую же величину. Подъемная сила F в задней части корпуса станет меньше, а подъемная сила F₁ в передней части корпуса возрастет на такую же величину. Под действием этих сил корпус судна развернется и за счет тяги воздушных винтов 38, 39 оно станет набирать высоту (фиг.16).The creation of lifting force on the injection wheel 23 occurs similarly to the above. The air flow rejected by the injection wheel 25 passes through the radial blades 30 of the straightening apparatus and acquires a rectilinear motion. Air flow escapes from the hulls 14 of vertical propulsion engines 8, 9, 10, 11, 12, 15 and creates a reactive force directed upward, balancing the weight of the aerodynamic vessel and holding it above the surface of the reservoir. In this case, the horizontal movement of the aerodynamic vessel, braking, reverse movement is carried out by the horizontal movement propulsion, i.e. propellers 38, 39. When the aerodynamic vessel moves above the surface of the reservoir at a certain height, it may be necessary to change the position of the hull in space. This is as follows. To climb, it is necessary to move the control knob 108 to the "toward you" position. The lever 109 will press the spool 111 of the distribution valve 112. Oil from the oil tank 118 by the oil pump 117 will be supplied to the hydraulic cylinder 119. The hydraulic cylinder rod will extend outward and the brake 54 will press the brake drum 52, reducing its frequency of rotation. As a result, the rotational speed of the semi-axial gear 56 and the semi-axle 58 will decrease, and the rotation frequency of the semi-axial gear 57 and the semi-axis 59 will increase by the same amount. As a result, the rotational speed of the rear shafts 68, 69 of the main gearbox 34 and the vertical shafts 21 of the vertical lift movers 8, 13 will decrease, and the rotational speed of the front shafts 66, 67 and the vertical shafts 21 of the vertical lift movers 10, 11 will increase by the same amount. The lifting force F at the rear of the housing will become less, and the lifting force F ₁ at the front of the housing will increase by the same amount. Under the influence of these forces, the hull will unfold and due to the thrust of the propellers 38, 39 it will gain height (Fig. 16).

Для снижения необходимо ручку управления 108 передвинуть в положение "от себя". При этом рычаг 109 нажмет на золотник 110 распределительного крана 112. Масло из масляного бака 118 масляным насосом 117 станет подаваться в гидроцилиндр 120. Шток гидроцилиндра выйдет наружу и тормоз 55 нажмет на тормозной барабан 53, уменьшая частоту его вращения и увеличивая на такую же величину частоту вращения тормозного барабана 52. В результате частота вращения полуосевой шестерни 57 и полуоси 59 уменьшится, а полуосевой шестерни 56 и полуоси 58 на такую же величину возрастет. Передние валы 66, 67 главного редуктора 34 и вертикальные валы 21, нагнетающие колеса 22, 23 движителей вертикального подъема 10, 11 станут вращаться медленнее, а задние валы 68, 69, вертикальные валы 21 и нагнетающие колеса 22, 23 движителей вертикального подъема 8, 13 увеличат частоту вращения на такую же величину. Подъемная сила F в задней части корпуса судна увеличится, а подъемная сила F₁ в передней части корпуса уменьшится на такую же величину, корпус судна займет положение, показанное на фигуре 17, и начнется снижение. Для наклона корпуса судна влево необходимо передвинуть ручку управления "влево". При этом внутренняя труба 107 передвинется влево и диск 113 нажмет на золотник 114 распределительного крана 116. Масло из масляного бака 118 масляным насосом 117 станет подаваться в гидроцилиндр 122. Шток гидроцилиндра выйдет наружу и тормоз 83 нажмет на тормозной барабан 81, уменьшая скорость его вращения и увеличивая скорость вращения тормозного барабана 80. Полуосевая шестерня 85, полуось 87, вертикальный вал 21 и нагнетающие колеса 22, 23 движителя вертикального подъема 9 уменьшат частоту своего вращения, а полуосевая шестерня 84, полуось 86, вертикальный вал 21 и нагнетающие колеса 22, 23 движителя вертикального подъема 12 увеличат частоту вращения на такую же величину. Подъемная сила F по правому борту возрастет, а подъемная сила F₁ по левому борту уменьшится и аэродинамическое судно сделает крен влево (фиг.18). Для наклона корпуса судна вправо необходимо передвинуть ручку управления 108 "вправо". Внутренняя труба 107 передвинется в ту же сторону и диск 113 нажмет на золотник 115 распределительного крана 116. Масло из масляного баке 118 масляным насосом 117 станет подаваться в гидроцилиндр 121. Шток гидроцилиндра выйдет наружу и тормоз 82 нажмет на тормозной барабан 80, уменьшая частоту его вращения и увеличивая частоту вращения тормозного барабана 81. Полуосевая шестерня 84, полуось 86, вертикальный вал 21 и нагнетающие колеса 22, 23 движителя вертикального подъема 12 уменьшат частоту вращения, а полуосевая шестерня 85, полуось 87, вертикальный вал 21 и нагнетающие колеса 22, 23 движителя вертикального подъема 9 увеличат частоту вращения на такую же величину. Подъемная сила движителя вертикального подъема 9 увеличится, а подъемная сила движителя вертикального подъема 12 уменьшится. Подъемная сила F левого борта станет больше, а подъемная сила F₁ правого борта станет меньше и корпус аэродинамического судна сделает крен вправо (фиг.19). При движении над поверхностью водоема управление по курсу осуществляется так, как было описано выше.To decrease, it is necessary to move the control handle 108 to the "away from you" position. In this case, the lever 109 will press the spool 110 of the distribution valve 112. The oil from the oil tank 118 will be supplied to the hydraulic cylinder 120 by the oil pump 117. The hydraulic cylinder rod will come out and the brake 55 will press the brake drum 53, reducing its rotation frequency and increasing the frequency by the same amount rotation of the brake drum 52. As a result, the rotational speed of the half-axis gear 57 and the half-axis 59 will decrease, and the half-axis gear 56 and the half-axis 58 will increase by the same amount. The front shafts 66, 67 of the main gearbox 34 and the vertical shafts 21, the pressure wheels 22, 23 of the vertical lift engines 10, 11 will begin to rotate more slowly, and the rear shafts 68, 69, the vertical shafts 21 and the pressure wheels 22, 23 of the vertical lift engines 8, 13 increase the speed by the same amount. The lifting force F in the rear of the hull will increase, and the lifting force F ₁ in the front of the hull will decrease by the same amount, the hull will take the position shown in figure 17, and the decline will begin. To tilt the hull to the left, you must move the control handle "left". In this case, the inner pipe 107 will move to the left and the disk 113 will press on the spool 114 of the distribution valve 116. Oil from the oil tank 118 will be supplied to the hydraulic cylinder 12 by the oil pump 117. The hydraulic cylinder rod will come out and the brake 83 will press the brake drum 81, reducing its rotation speed and increasing the rotation speed of the brake drum 80. The semi-axial gear 85, the axle shaft 87, the vertical shaft 21 and the pump wheels 22, 23 of the vertical lift mover 9 will decrease their rotation frequency, and the semi-axle gear 84, the axle axis 86, vertical al 21 and pressure wheel 22, 23, vertical lifting propeller 12 will increase the rotational frequency by the same amount. The lift force F on the starboard side will increase, and the lift force F ₁ on the port side will decrease and the aerodynamic vessel will roll to the left (Fig. 18). To tilt the hull to the right, you must move the control handle 108 "to the right." The inner pipe 107 will move in the same direction and the disk 113 will press on the spool 115 of the distribution valve 116. Oil from the oil tank 118 will be fed into the hydraulic cylinder 121 by the oil pump 117. The hydraulic cylinder rod will come out and the brake 82 will press the brake drum 80, reducing its rotation frequency and increasing the rotational speed of the brake drum 81. The semi-axial gear 84, the semi-axis 86, the vertical shaft 21 and the pumping wheels 22, 23 of the vertical lift engine 12 will decrease the rotational speed, and the semi-axial gear 85, the semi-axis 87, the vertical shaft 21 and gnetayuschie wheels 22, 23 propulsor 9 vertical lifting speed increase by the same amount. The lifting force of the vertical lift mover 9 will increase, and the lifting force of the vertical lift mover 12 will decrease. The lifting force F of the starboard side will become larger, and the lifting force F _{1 of the} starboard side will become smaller and the hull of the aerodynamic vessel will roll to the right (Fig. 19). When moving above the surface of the reservoir, heading control is carried out as described above.

Аэродинамическое судно может быть использовано в качестве спасательного судна, а также для доставки людей и грузов в труднодоступные районы.An aerodynamic vessel can be used as a rescue vessel, as well as for the delivery of people and goods to remote areas.

Положительный эффект: более высокая грузоподъемность, большее количество груза можно доставить за один рейс, улучшение аэродинамических качеств судна.Positive effect: higher carrying capacity, more cargo can be delivered in one voyage, improved aerodynamic qualities of the vessel.

Claims

An aerodynamic vessel comprising a hull with through vertical channels located on both sides, horizontal movers kinematically connected to the main engine located inside the rear of the hull, vertical lift movers placed in the through vertical channels of the hull mechanically connected via controlled differentials with brake devices with the main engine located in the bow of the hull, and the control system of the aerodynamic vessel in space, hydraulically associated with braking devices of controlled differentials, characterized in that each vertical lift mover comprises a circular cylindrical body inserted into a through vertical channel closed by gratings above and below, inside of which a vertical shaft is mounted on bearings, on which the upper and lower pressure wheels are fixed, mounted one above the other, at a certain distance from each other, the lower injection wheel being smaller in diameter by the width of the rim of the upper injection wheel, each the second of which contains a sleeve mounted on a vertical shaft, which is connected by means of spokes to the rim, moreover, the spokes are made in the form of rectangular planes installed at an angle of attack to the incoming air flow and at an angle to the horizontal plane, in addition, air intakes are fixed to the upper surface of the rim the inlet openings of which are directed in the direction of rotation of the injection wheel, and vertical channels are made in the body of the rim by the number of air intakes, the longitudinal axis of each of which is parallel In the flange of the injection wheel hub, the inlet opens into the cavity of the corresponding air intake, and the vertical channel itself is a Laval nozzle, the outlet of which is directed vertically downward, in addition, radial vanes of the first straightening apparatus are located below the upper injection wheel, and radial blades are located below the lower injection wheel the blades of the second straightening apparatus, in addition, the lower end of the vertical shaft is connected to the driven shaft of the final drive fixed to the morning of the body of the vertical lift mover on the bracket, the drive shaft of which is connected to the axle shaft of the corresponding controlled differential.