RU2301750C1

RU2301750C1 - Aerodynamic vessel

Info

Publication number: RU2301750C1
Application number: RU2006105944/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук (RU); Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2006-02-26
Filing date: 2006-02-26
Publication date: 2007-06-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; dynamically supported vessels.

SUBSTANCE: proposed vessel has hull with navigator and passenger compartments, main engine mounted inside fore part of hull, propulsors for vertical lifting which are kinematically linked with main engine, cruising engine mounted inside aft part of hull and kinematically linked with two horizontal motion propulsors and control mechanisms. Vertical lift propulsors are similar in construction; each disk of these propulsors has lower smooth surface. Upper surface has alternating concentric half-round troughs and concentric half-round ridges. Each concentric half-round ridge is divided into several parts and each part has bevels at the front and at the rear with through vertical passages in between them; longitudinal axis of each of them lies at angle relative to lower surface of disk and in parallel relative to rear bevel of ridge standing in front of it. Height of concentric half-round ridges and depth of concentric half-round troughs are equal to radii of similar circles whose centers lie in one line which is equidistant from lower surface of disk. Two horizontal motion propulsors are similar in construction. Each propulsor is made in form of horizontal hollow cylindrical housing with reduction gear mounted in center; reduction gear has front and rear horizontal shafts on which front and rear groups of variable-pitch propellers is secured. Air propellers are mounted at some distance from one another. Diffuser mounted in rear part of hull is turned away from air propellers by its wide part.

EFFECT: simplified construction of cruising engines; increased lifting force of vertical lift engines.

27 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области судостроения и может найти применение в качестве судна с динамическим поддержанием корпуса над поверхностью воды.The present invention relates to the field of shipbuilding and may find application as a vessel with dynamic support of the hull above the surface of the water.

Известно судно на воздушной подушке "Сормович", содержащее корпус, в задней части которого размещен двигатель, осевой нагнетатель, соединенный кинематически с двигателем, двухрядное кольцевое сопло с гибким ограждением, два воздушных винта изменяемого шага, установленных в кольцевых каналах, редуктор, соединенный с двигателем, осевым нагнетателем и воздушными винтами, рули направления, механизмы управления. /Ежи Бень, Модели и любительские суда на воздушной подушке, пер. с польского, Л., Судостроение, 1983, с.18, рис.12/.Known hovercraft "Sormovich", comprising a housing in the rear of which is an engine, an axial supercharger connected kinematically to the engine, a two-row annular nozzle with a flexible guard, two variable-pitch propellers installed in the annular channels, a gearbox connected to the engine , axial supercharger and propellers, rudders, control mechanisms. / Jerzy Ben, Models and amateur hovercraft, trans. from Polish, L., Shipbuilding, 1983, p. 18, fig. 12 /.

Недостатком известного судна на воздушной подушке "Сормович" является его неспособность оторваться от водной поверхности на значительное расстояние.The disadvantage of the famous hovercraft "Sormovich" is its inability to break away from the water surface for a considerable distance.

Указанный недостаток обусловлен конструкцией судна.This drawback is due to the design of the vessel.

Известно также аэродинамическое судно, содержащее корпус с водительским и пассажирским отделениями, главный двигатель, размещенный в носовой части корпуса, движители вертикального подъема, размещенные по бортам судна и кинематически через управляемые и неуправляемые редукторы, соединенные с главным двигателем, маршевый двигатель, установленный в задней части корпуса, маршевые движители, механически посредством силовой передачи связанные с маршевым двигателем, причем движители вертикального подъема выполнены в форме дисков, установленных один над другим в вертикальном цилиндрическом корпусе и имеющих гладкую наружную поверхность, а на нижних поверхностях дисков выполнены глухие каналы круглого или квадратного сечения, расположенные по концентрическим окружностям в четном количестве и установленные под углом к плоскости, проходящей через центр вращения, механизмы управления. /Патент РФ №2149109, кл. В60V 1/14, В60V 3/06, опубл. 20.05.2000, бюл. №14/.Also known is an aerodynamic vessel containing a hull with driver and passenger compartments, a main engine located in the bow of the hull, vertical lift propulsion placed on the sides of the ship and kinematically through controlled and uncontrolled gearboxes connected to the main engine, the main engine mounted in the rear hulls, marching propulsors, mechanically connected by means of a power transmission to the marching engine, the thrusters of vertical lifting are made in the form of disks, ennyh one above another in the vertical cylindrical housing and having a smooth outer surface and the bottom surfaces of disks are made the blind bore of circular or square cross-section disposed in concentric circles in an even number and set at an angle to a plane passing through the rotation center, management mechanisms. / Patent of the Russian Federation No. 2149109, cl. B60V 1/14, B60V 3/06, publ. 05/20/2000, bull. No. 14 /.

Аэродинамическое судно по патенту РФ №2149109, 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. 2149109, as the closest in technical essence and achieved useful result, is taken as a prototype.

Недостатками известного аэродинамического судна по патенту РФ №2149109, принятого за прототип, являются недостаточная подъемная сила движителей вертикального подъема и сложность их изготовления, сложность изготовления маршевых движителей.The disadvantages of the known aerodynamic vessel according to the patent of the Russian Federation No. 2149109, adopted as a prototype, are the insufficient lifting force of the vertical propulsion engines and the complexity of their manufacture, the complexity of manufacturing marching propulsion devices.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией судна.These disadvantages are due to the design of the vessel.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции маршевых движителей и движителей вертикального подъема и увеличение подъемной силы последних.The aim of the present invention is to simplify the design of mid-flight propulsion and vertical propulsion and increasing the lifting force of the latter.

Указанная цель согласно изобретения обеспечивается тем, что движители вертикального подъема и маршевые движители заменены движителями вертикального подъема, каждый из которых представляет собой вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещен редуктор, имеющий верхний и нижний вертикальные валы, на которых один над другим закреплены диски, каждый из которых имеет гладкую нижнюю поверхность, а на верхней поверхности каждого из них выполнены чередующиеся друг с другом концентрические полукруглые впадины и концентрические полукруглые гребни, причем каждый концентрический полукруглый гребень разделен на несколько частей и каждая его часть имеет скосы спереди и сзади, между которыми выполнены сквозные вертикальные каналы, продольная ось каждого из которых наклонена в сторону вращения и расположена под углом к нижней поверхности диска и параллельна заднему скосу стоящего впереди гребня, причем высота концентрических полукруглых гребней и глубина концентрических полукруглых впадин равна радиусам, одинаковых по диаметру окружностей, центры которых расположены на одной линии, равноудаленной на некоторое расстояние от нижней поверхности диска, маршевыми движителями горизонтального перемещения, одинаковыми по конструкции, каждый из которых представляет собой горизонтальный пустотелый цилиндрический корпус, внутри которого по середине установлен редуктор, имеющий передний и задний горизонтальные валы, на которых закреплены передняя и задняя группы воздушных винтов изменяемого шага, установленных один за другим, на некотором расстоянии друг от друга, а внутри задней части корпуса размещен диффузор, повернутый своей расширяющейся частью в противоположную сторону от воздушных винтов.The specified objective according to the invention is ensured by the fact that the thrusters and mid-thrusters are replaced by thrusters, each of which is a vertical cylindrical housing, inside of which there is a gearbox having upper and lower vertical shafts on which discs are mounted one above the other, each which has a smooth lower surface, and on the upper surface of each of them are made alternating with each other concentric semicircular hollows and concentric semicircular ridges, each concentric semicircular ridge is divided into several parts and each part has bevels in front and behind, between which there are through vertical channels, the longitudinal axis of each of which is inclined in the direction of rotation and is located at an angle to the lower surface of the disk and parallel to the rear bevel the front of the ridge, and the height of the concentric semicircular ridges and the depth of the concentric semicircular depressions is equal to the radii of the same diameter circles, the centers of which are They are married on the same line equidistant to some distance from the bottom surface of the disk with mid-flight horizontal propulsion engines, identical in design, each of which is a horizontal hollow cylindrical body, inside of which a gearbox is installed in the middle, having front and rear horizontal shafts, on which are fixed front and rear groups of variable pitch propellers installed one after the other at a certain distance from each other, and inside the back of the case ene diffuser rotated the extending portion in the opposite direction from the propeller.

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 - вид на аэродинамическое судно сбоку, в разрезе, на фигуре 5 - кинематическая схема привода движителей вертикального подъема, на фигуре 6 - кинематическая схема привода маршевых движителей горизонтального перемещения, на фигуре 7 - общий вид движителя вертикального подъема, в разрезе, на фигуре 8 - общий вид диска движителя вертикального подъема, на фигуре 9 - вид на диск движителя вертикального подъема сбоку, в разрезе, на фигуре 10 - вид на диск движителя вертикального подъема сверху, на фигуре 11 - вид на диск движителя вертикального подъема снизу, на фигуре 12 - развертка одного из концентрических полукруглых гребней диска движителя вертикального подъема, на фигуре 15 - развертка одной из концентрических полукруглых впадин диска движителя вертикального подъема, на фигуре 14 - схема образования волновой поверхности на верхней стороне диска движителя вертикального подъема, на фигуре 15 - схема создания подъемной силы на концентрическом полукруглом гребне диска движителя вертикального подъема, на фигуре 16 - схема создания подъемной силы на концентрической полукруглой впадине диска движителя вертикального подъема, на фигуре 17 - схема создания подъемной силы на диске движителя вертикального подъема, на фигуре 18 - устройство переднего и заднего неуправляемых редукторов, главного и бортового редукторов маршевого движителя горизонтального перемещения, бортового редуктора движителя вертикального подъема, на фигуре 19 - устройство маршевого движителя горизонтального перемещения, в разрезе, на фигуре 20 - устройство переднего и заднего управляемых редукторов, на фигуре 21 - устройство поворотного редуктора, в разрезе, на фигуре 22 - схема гидравлической системы путевого управления аэродинамическим судном, на фигуре 23 - схема гидравлической системы управления аэродинамическим судном в пространстве, на фигуре 24 - схема снижения аэродинамического судна, на фигуре 25 - схема набора высоты аэродинамическим судном, на фигуре 26 - схема создания крена на левый борт, на фигуре 27 - схема создания крена на правый борт.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of an aerodynamic vessel, Figure 2 - view of an aerodynamic vessel from the front, Figure 3 - view of an aerodynamic vessel from above, Figure 4 - view of an aerodynamic vessel from the side, in section, in figure 5 is a kinematic diagram of the drive of vertical lift propulsion, in figure 6 is a kinematic diagram of the drive of mid-flight horizontal propulsion engines, in figure 7 is a General view of the vertical lift propulsion, in section, in Figure 8 is a General view of the disk of a verti propulsion elevational lift, in figure 9 is a view of the disk of the vertical lift mover from the side, in a section, in figure 10 is a view of the disk of the vertical lift mover from above, in figure 11 is a view of the disk of the vertical lift mover from below, in figure 12 is a scan of one of the concentric semicircular crests of the disk of the vertical propulsion mover, in figure 15 is a scan of one of the concentric semicircular hollows of the disk of the vertical propulsion mover, in figure 14 is a diagram of the formation of the wave surface on the upper side of the disk of the vertical mover dma, in figure 15 is a diagram of the creation of lifting force on a concentric semicircular crest of the disk of the vertical lift mover, in figure 16 is a diagram of the creation of lift on the concentric semicircular cavity of the disk of the vertical lift mover, in figure 17 is a diagram of the creation of lift on the disk of the vertical lift mover, in figure 18 - the device of the front and rear uncontrolled gears, the main and side gears of the mid-flight propulsion horizontal movement, the side gear of the vertical propulsion mover, n and figure 19 - the device of the mid-range propulsion device of horizontal movement, in a section, in figure 20 - the device of the front and rear controlled gears, in figure 21 - the device of the rotary gear, in section, in figure 22 - diagram of the hydraulic system of the track control of the aerodynamic vessel, in figure 23 - a diagram of a hydraulic control system for an aerodynamic vessel in space, in figure 24 is a diagram of the reduction of the aerodynamic vessel, in figure 25 is a diagram of the climb of the aerodynamic vessel, in figure 26 is a diagram of the creation of a roll on le the first board, in Figure 27 - Scheme create roll to starboard.

Аэродинамическое судно содержит корпус 1 с водительским 2 и пассажирским 3 отделениями. Внутри передней части корпуса размещен главный двигатель 4, который через муфту сцепления 5 посредством карданных валов, управляемых редукторов продольного и поперечного наклонов 6, 7, переднего 8 и заднего 9 редукторов, поворотного 10 и бортовых 11 редукторов кинематически связан с движителями вертикального подъема 12, 13, 14, 15, 16, 17. Внутри задней части корпуса размещен маршевый двигатель 18, который через муфту сцепления 19, карданные валы 20, главный редуктор 21 и бортовые редукторы 22, 23 приводит в движение маршевые движители горизонтального перемещения 24, 25, размещенные в задней части корпуса. Позади маршевых движителей горизонтального перемещения в потоке воздуха установлены рули поворота 26, 27. По обоим бортам в нишах 28, 29 расположены движители вертикального подъема, одинаковые по конструкции, сверху и снизу закрытые решетками 30, 31. Каждый движитель вертикального подъема содержит пустотелый цилиндрический корпус 32, открытый сверху и снизу и установленный вертикально. Внутри корпуса закреплен редуктор 33, верхний 34 и нижний 35 вертикальные валы которого закреплены в подшипниках 36, 37. На верхнем вертикальном валу закреплена верхняя группа дисков 38, размещенных один над другим, на некотором расстоянии друг от друга, а на нижнем вертикальном валу закреплена нижняя группа дисков 39, размещенных один над другим, на некотором расстоянии друг от друга. Количество дисков в одном движителе вертикального подъема не ограничено и определяется величиной необходимой подъемной силы. Все диски движителей вертикального подъема одинаковы по конструкции и каждый из них имеет снизу гладкую поверхность (фиг.11), а на верхней поверхности выполнены, чередующиеся друг с другом, концентрические полукруглые впадины 40 и концентрические полукруглые гребни 41. Каждый концентрический полукруглый гребень разделен на несколько частей и имеет передний 42 и задний 43 скосы, между которыми выполнены сквозные вертикальные каналы 44, продольная ось каждого из которых наклонена в сторону вращения диска и расположена под углом к нижней поверхности диска параллельно заднему скосу, стоящего впереди гребня. Высота концентрических полукруглых гребней и глубина концентрических полукруглых впадин равна радиусам, одинаковых по диаметру окружностей, центры которых расположены на одной линии, равноудаленной на некоторое расстояние от нижней поверхности диска. Расстояние от нижней поверхности и до центра концентрического полукруглого гребня и концентрической полукруглой впадины определяется толщиной и прочностью диска (фиг.14). Редуктор движителя вертикального подъема содержит корпус 45, закрытый крышкой 46, имеющей подшипник 47, в котором установлен ведущий вал 48, второй конец которого пропущен в подшипник 49 корпуса движителя вертикального подъема. На ведущем валу закреплена ведущая шестерня 50, входящая в зацепление с ведомыми шестернями 51, 52, которые закреплены на верхнем и нижнем вертикальных валах, установленных в подшипниках 53, 54 корпуса редуктора. Оба неуправляемые редукторы привода движителей вертикального подъема одинаковы по конструкции и каждый из них содержит корпус, закрытый крышкой, в подшипнике которой закреплен ведущий вал, на котором закреплена ведущая шестерня. Ведущая шестерня входит в зацепление с ведомыми шестернями, закрепленными на ведомых валах (фиг.18). Управляемый редуктор поперечного управления движителями вертикального подъема и управляемый редуктор продольного управления движителями вертикального подъема одинаковы по конструкции и каждый из них содержит корпус 55, в подшипниках которого установлен ведущий вал 56 с ведущей шестерней 57 и ведомый вал 58 с ведомой шестерней 59, которые входят в зацепление с шестерней 60 корпуса 61 двойного дифференциала, в подшипниках которого установлены двойные сателиты 62, 63, малые шестерни которых входят в зацепление с шестернями полуосей 64, 65. Большие шестерни сателитов входят в зацепление с шестернями 66, 67 привода тормозных барабанов 68, 69, взаимодействующих с тормозами 70, 71. Тормозные барабаны управляемого редуктора продольного управления 72, 73 взаимодействуют с тормозами 74, 75. Вращающийся момент с ведомого вала управляемого редуктора поперечного управления поступает на ведущий вал 76 поворотного редуктора, который установлен в подшипнике 77 корпуса 78. На ведущем валу закреплена ведущая шестерня 79, входящая в зацепление с ведомой шестерней 80, закрепленной на ведомом валу 81, установленным в подшипнике 82 крышки 85. Все полуоси управляемых редукторов и все валы неуправляемых редукторов соединены с ведущими валами бортовых редукторов движителей вертикального подъема. Движители горизонтального перемещения одинаковы по конструкции и каждый из них содержит горизонтальный пустотелый цилиндрический корпус 84, внутри которого размещен редуктор 85, имеющий такое же устройство, что и неуправляемый редуктор движителей вертикального подъема. Концы переднего 86 и заднего 87 ведомых валов установлены в подшипниках 88, 89, установленных на кронштейнах 90, 91. На переднем и заднем ведомых валах установлены воздушные винты изменяемого шага 92, а в задней части корпуса установлен диффузор, повернутый своей расширяющейся частью в противоположную сторону от воздушных винтов. Отношение входного отверстия диффузора 93 к его выходному отверстию относятся как 1:2. Путевое управление аэродинамическим судном осуществляется левой 94 и правой 95 педалями, связанными посредством рычага 96 с золотниками 97, 98 гидравлического крана 99, который посредством трубопроводов соединен с масляным баком 100, масляным насосом 101 и гидравлическими цилиндрами 102, 103. Гидравлические цилиндры посредством рычагов 104, 105 соединены с рулями поворота. Система управления аэродинамическим судном в пространстве включает в себя пульт управления, представляющий собой ручку управления 106, закрепленную на валу 107, установленного в подшипниках с возможностью поворота и продольного перемещения. С одной стороны к валу прикреплена пластина 108, выполненная в форме расширяющегося к низу сектора и взаимодействующая с золотниками 109, 110 гидравлического крана поперечного управления 111, который посредством трубопроводов соединен с гидравлическими цилиндрами 112, 113, приводящими в действие тормоза двойного дифференциала управляемого редуктора поперечного управления. С другой стороны к валу прикреплен коленчатый рычаг 114, взаимодействующий с золотниками 115, 116 гидравлического крана продольного управления 117, который посредством трубопроводов соединен с гидравлическими цилиндрами 118, 119, приводящими в действие тормоза управляемого редуктора продольного управления. Оба гидравлических крана посредством трубопроводов соединены с масляным баком 120 и масляным насосом 121.The aerodynamic vessel comprises a hull 1 with a driver’s 2 and a passenger 3 compartments. Inside the front of the casing there is a main motor 4, which through a clutch 5 through cardan shafts, controlled gears of longitudinal and transverse slopes 6, 7, front 8 and rear 9 gears, rotary 10 and final 11 gears is kinematically connected with vertical lift engines 12, 13 , 14, 15, 16, 17. Inside the rear part of the housing there is a marching engine 18, which, through the clutch 19, cardan shafts 20, the main gearbox 21 and final drives 22, 23 drives the horizontal march propulsion engines scheniya 24, 25 arranged at the rear of the housing. Steering wheels 26, 27 are installed behind the mid-flight horizontal motion propulsors in the air flow. On both sides in the niches 28, 29 there are vertical lift propellers, identical in design, covered by gratings 30, 31 above and below. Each vertical lift propulsion device contains a hollow cylindrical body 32 open top and bottom and mounted vertically. A gearbox 33 is fixed inside the housing, the upper 34 and lower 35 vertical shafts of which are fixed in bearings 36, 37. On the upper vertical shaft is fixed the upper group of disks 38, placed one above the other, at a certain distance from each other, and the lower vertical shaft is fixed a group of disks 39 placed one above the other at a certain distance from each other. The number of disks in one mover vertical lift is not limited and is determined by the magnitude of the required lifting force. All disks of vertical lift movers are identical in design and each of them has a smooth surface below (Fig. 11), and concentric semicircular cavities 40 and concentric semicircular ridges 41 are alternating with each other on the upper surface. Each concentric semicircular ridge is divided into several parts and has a front 42 and rear 43 bevels, between which through vertical channels 44 are made, the longitudinal axis of each of which is inclined in the direction of rotation of the disk and is located at an angle to the bottom spine disc parallel to the rear bevel, standing in front of the ridge. The height of the concentric semicircular ridges and the depth of the concentric semicircular depressions is equal to the radii of the same diameter circles, the centers of which are located on the same line, equidistant to some distance from the bottom surface of the disk. The distance from the bottom surface to the center of the concentric semicircular ridge and the concentric semicircular cavity is determined by the thickness and strength of the disk (Fig. 14). The vertical lift propulsion gearbox comprises a housing 45 closed by a cover 46 having a bearing 47 in which a drive shaft 48 is installed, the second end of which is passed into the bearing 49 of the vertical lift propulsion housing. A drive gear 50 is fixed to the drive shaft, which engages with driven gears 51, 52, which are mounted on the upper and lower vertical shafts mounted in bearings 53, 54 of the gear housing. Both uncontrolled gear drives of vertical lift propulsion drives are identical in design and each of them contains a housing closed by a cover, in the bearing of which a drive shaft is fixed, on which a drive gear is fixed. The pinion gear engages with the driven gears mounted on the driven shafts (Fig. 18). The controlled gearbox for lateral control of vertical lift motors and the driven gearbox for longitudinal control of vertical lift motors are identical in design and each of them contains a housing 55, the bearings of which have a drive shaft 56 with a drive gear 57 and a driven shaft 58 with a driven gear 59, which are engaged with the gear 60 of the double differential housing 61, the bearings of which are equipped with double satellites 62, 63, the small gears of which are engaged with the gears of the axle shafts 64, 65. Large tires the satellite gears mesh with the gears 66, 67 of the drive of the brake drums 68, 69, interacting with the brakes 70, 71. The brake drums of the controlled longitudinal control gear 72, 73 interact with the brakes 74, 75. The torque from the driven shaft of the controlled transverse control gear comes on the drive shaft 76 of the rotary gearbox, which is installed in the bearing 77 of the housing 78. The drive gear 79 is fixed to the drive shaft and engages with the driven gear 80 mounted on the driven shaft 81 mounted in the bearing 82 of the cover 85. All the axles of the controlled gearboxes and all the shafts of the uncontrolled gearboxes are connected to the drive shafts of the final drives of the vertical lift engines. The horizontal displacement movers are identical in design and each of them contains a horizontal hollow cylindrical body 84, inside of which a gearbox 85 is placed, having the same device as the uncontrolled gearbox of vertical lift movers. The ends of the front 86 and rear 87 output shafts are mounted in bearings 88, 89 mounted on the brackets 90, 91. Variable pitch propellers 92 are installed on the front and rear output shafts, and a diffuser is installed in the rear of the housing, which rotates with its expanding part in the opposite direction from propellers. The ratio of the inlet of the diffuser 93 to its outlet is 1: 2. The directional control of the aerodynamic vessel is carried out by the left 94 and right 95 pedals connected by means of a lever 96 with spools 97, 98 of a hydraulic valve 99, which is connected via pipelines to an oil tank 100, an oil pump 101 and hydraulic cylinders 102, 103. Hydraulic cylinders by means of levers 104, 105 are connected to steering wheels. The control system of an aerodynamic vessel in space includes a control panel, which is a control handle 106, mounted on a shaft 107 mounted in bearings with the possibility of rotation and longitudinal movement. On one side, a plate 108 is attached to the shaft in the form of a sector expanding to the bottom and interacting with spools 109, 110 of a hydraulic transverse control valve 111, which is connected via pipelines to hydraulic cylinders 112, 113, which actuate the double differential brakes of a controlled transverse control gearbox . On the other hand, a cranked lever 114 is attached to the shaft, interacting with the spools 115, 116 of the longitudinal control hydraulic crane 117, which is connected via pipelines to the hydraulic cylinders 118, 119, which actuate the brakes of the longitudinal control gearbox. Both hydraulic cranes are connected via pipelines to the oil tank 120 and the oil pump 121.

Работа аэродинамического судна.The work of an aerodynamic vessel.

После запуска главного 4 и маршевого 18 двигателей включается муфта сцепления 19 и маршевые движители горизонтального перемещения 23, 24 начинают работать, аэродинамическое судно отходит от причала. При этом вращающийся момент от маршевого двигателя 18 через муфту сцепления 19 карданным валом 20 передается на ведущий вал главного редуктора 21 и далее на ведомые валы и бортовые редукторы 22, 23 затем на воздушные винты изменяемого шага 92. Воздушные винты изменяемого шага, вращаясь, создают воздушный поток внутри корпусов маршевых движителей горизонтального перемещения 24, 25, который перед входом в диффузоры 95 сжимается, а затем с силой выбрасывается наружу, создавая тягу и двигая аэродинамическое судно вперед. После отхода от причала на необходимое расстояние включается муфта сцепления 5 и приходят в движение движители вертикального подъема 12, 13, 14, 15, 16, 17. Крутящийся момент от главного двигателя 4 через муфту сцепления 5, карданный вал передается на управляемый редуктор поперечного управления 7, далее карданным валом через поворотный редуктор 10 на управляемый редуктор продольного управления 6 и затем на неуправляемые передний 8 и задний 9 редукторы, далее на бортовые редукторы 11. Вращаясь, движители вертикального подъема создают подъемную силу, которая уравновешивает вес аэродинамического судна и поднимает его на некоторую высоту над поверхностью воды. Диски 38, 39 движителя вертикального подъема создают подъемную силу следующим образом. При движении воздушного потока вдоль концентрического полукруглого гребня 41 последний обтекает его верхнюю и нижнюю поверхности (фиг.15). Так, как дуга АВ больше отрезка A₁B₁, то верхняя поверхность будет равна длине дуги АВ, умноженной на длину l концентрического полукруглого гребня S=АВ×l. Нижняя поверхность будет равна отрезку A₁B₁, умноженному на длину концентрического полукруглого гребня S₁=A₁B₁×l. Нетрудно заметить, что площадь верхней поверхности концентрического полукруглого гребня больше, чем площадь нижней поверхности. Несмотря на то, что обтекание верхней и нижней поверхностей происходит с одной и той же скоростью сила разрежения F в верхней части концентрического полукруглого гребня будет больше силы разрежения F₁ в нижней части.

где ρ - уд. вес воздуха, v² - скорость воздушного потока (Н.И.Белавин, Экранопланы, изд.2, Л., Судостроение, 1977, с.23). Разница этих сил и будет подъемной силой концентрического полукруглого гребня. Использование сферической поверхности для создания подъемной силы известно из практики.After starting the main 4 and marching 18 engines, the clutch 19 is turned on and the marching

horizontal propulsion engines

23, 24 begin to work, the aerodynamic vessel departs from the berth. In this case, the rotating moment from the main engine 18 through the clutch 19 by the cardan shaft 20 is transmitted to the drive shaft of the main gearbox 21 and then to the driven shafts and

final drives

22, 23 then to the variable pitch propellers 92. The variable pitch propellers, rotating, create an air the flow inside the hulls of the mid-flight propulsion devices of

horizontal movement

24, 25, which is compressed before entering the diffusers 95 and then is thrown out with force, creating traction and moving the aerodynamic vessel forward. After moving away from the berth to the required distance, the clutch 5 is turned on and the

vertical lift motors

12, 13, 14, 15, 16, 17 are set in motion. Torque from the main engine 4 through the clutch 5, the driveshaft is transmitted to a controlled transverse control gearbox 7 then the propeller shaft through the rotary gearbox 10 to the longitudinal longitudinally controlled gearbox 6 and then to the uncontrollable front 8 and rear 9 gearboxes, then to the final drive gear 11. Rotating, the vertical hoisting motors create lifting force, to Thoraya balances the weight of the aerodynamic vessel and raises it to a certain height above the water surface. The

disks

38, 39 of the vertical lift mover create a lifting force as follows. When the air flow moves along a concentric semicircular ridge 41, the latter flows around its upper and lower surfaces (Fig. 15). Since the arc AB is larger than the segment A ₁ B ₁ , the upper surface will be equal to the length of the arc AB times the length l of the concentric semicircular ridge S = AB × l. The lower surface will be equal to the segment A ₁ B ₁ times the length of the concentric semicircular ridge S ₁ = A ₁ B ₁ × l. It is easy to see that the area of the upper surface of the concentric semicircular ridge is larger than the area of the lower surface. Despite the fact that the flow around the upper and lower surfaces occurs at the same speed, the rarefaction force F in the upper part of the concentric semicircular ridge will be greater than the rarefaction force F ₁ in the lower part.

where ρ - beats. air weight, v ² - air flow rate (N.I. Belavin, Ekranoplan, ed. 2, L., Shipbuilding, 1977, p.23). The difference of these forces will be the lifting force of the concentric semicircular ridge. The use of a spherical surface to create lift is known from practice.

Известен американский самолет Мартин Мариэтта Х 24 В с несущим корпусом (без крыльев). Корпус этого самолета представляет собой разрезанный вдоль конус и повернутый своей сферической поверхностью вверх (см. Авиация, энциклопедия, гл. ред. Г.П.Свищев, Большая Российская энциклопедия, Центральный аэродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского, М., 1994, с.730, табл.XXXVI, №5).Famous American aircraft Martin Marietta X 24 V with a supporting body (without wings). The body of this aircraft is a cone cut along and turned upside down with its spherical surface (see Aviation, Encyclopedia, Ch. Ed. G.P. Svishchev, Big Russian Encyclopedia, Central Aerodynamic Institute named after Prof. N.E. Zhukovsky, M. 1994, p. 730, table XXXVI, No. 5).

Аналогично возникает подъемная сила и на концентрических полукруглых впадинах 40 дисков 38, 39. Воздушный поток движется вдоль концентрической полукруглой впадины и обтекает наружную сферическую и нижнюю гладкую поверхности с одинаковой скоростью. (фиг.16). Так, как дуга АВ больше отрезка А₁В₁ при одной и той длине обеих поверхностей, то и площадь верхней поверхности будет больше площади нижней поверхности. Следовательно разрежение на верхней поверхности будет больше, а на нижней поверхности меньше. Отсюда сила F, действующая на верхнюю поверхность, будет больше силы F₁, действующей на нижнюю поверхность. Разница этих сил будет подъемной силой концентрической полукруглой впадины. При прохождении воздушного потока, обтекающего верхнюю поверхность концентрического полукруглого гребня, в момент его прохождения по заднему скосу 43 часть воздушного потока проходит через сквозные каналы 44 и выходит на нижнюю поверхность диска, затрудняя обтекание воздушным потоком нижней поверхности и уменьшая скорость движения воздушного потока по нижней поверхности, что ведет к увеличению подъемной силы диска (Возникает подобие газового закрылка. О струйном закрылке см. там же, Авиация, энциклопедия, с.232). Получение подъемной силы посредством вогнутой поверхности также известно из практики (см. П.Бауэрс, Летательные аппараты нетрадиционных схем, пер. с англ., М., Мир, 1991, с.137-139, рис.6.26, 6.27, 6.28). В данном самолете нижняя поверхность впадины выполнена, как и верхняя сферической, что уравняло площади поверхностей с обеих сторон и не дало прироста подъемной силы. Прирост возможен только в том случае, если нижнюю поверхность впадины выполнить, как показано на фигуре 16. Таким образом при вращении диска на нижнюю поверхность действует сила Fн, которая уравновешивается силой Fв такой же по величине. Остальная часть Fp и будет подъемной силой диска (фиг.17). При движении аэродинамического судна над поверхностью воды гложет возникнуть необходимость изменения положения корпуса в пространстве. Для набора высоты необходимо повернуть ручку 106 в положение "на себя". Коленчатый рычаг 114 повернется и нажмет на золотник 115 гидравлического крана 117. Масло из масляного бака 120 масляным насосом 121 станет подаваться в гидравлический цилиндр 119, который прижмет тормоз 75 к тормозному барабану 73 управляемого редуктора продольного управления 6. Частота вращения дисков 38, 39 задних движителей вертикального подъема 14, 17 уменьшится, а передних движителей вертикального подъема 12, 15 увеличится на такую же величину. В результате этого подъемная сила в передней части увеличится, а в задней части уменьшится и корпус аэродинамического судна займет положение, показанное на фигуре 25. При перемещении ручки управления 106 в положение "от себя" вал 107 повернется и коленчатый рычаг 114 нажмет на золотник 116 гидравлического крана 117. Масло из масляного бака 120 масляным насосом 121 станет подаваться в гидравлический цилиндр 118. Тормоз 74 нажмет на тормозной барабан 72 управляемого редуктора продольного управления 6. Двойной дифференциал уменьшит частоту вращения дисков 58, 59 передних движителей вертикального подъема 12, 15 и на такую же величину увеличит частоту вращения дисков 38, 39 задних движителей вертикального подъема 14, 17. В результате подъемная сила в передней части уменьшится, а в задней части увеличится и корпус аэродинамического судна займет положение, показанное на фигуре 24. Для создания крена влево необходимо ручку управления 106 передвинуть влево. Вал 107 передвинется влево и передвинет в ту же сторону пластину 108, которая нажмет на золотник 109 гидравлического крана 111. Масло из масляного бака 120 масляным насосом 121 станет подаваться в гидравлический цилиндр 112. Тормоз 71 нажмет на тормозной барабан 69 и уменьшит частоту его вращения, при этом частота вращения тормозного барабана 68 увеличится за счет работы дифференциала управляемого редуктора поперечного управления 7. Частота вращения дисков 38, 39 движителя вертикального подъема 13 уменьшится, а частота вращения дисков 38, 39 движителя вертикального подъема 16 увеличится. Подъемная сила по левому борту уменьшится, а по правому борту увеличится. Корпус аэродинамического судна повернется и сделает крен на левый борт (фиг.26). При перемещении ручки управления 106 вправо вал 107 передвигается вправо и передвигает в ту же сторону пластину 108, которая нажимает на золотник 110 гидравлического крана 111. Масло из масляного бака 120 масляным насосом 121 станет подаваться в гидравлический цилиндр 113, шток которого выдвинется наружу. Тормоз 70 нажмет на тормозной барабан 68 и уменьшит скорость его вращения. Двойной дифференциал управляемого редуктора поперечного управления 7 в то же время и на ту же величину увеличит частоту вращения тормозного барабана 69. Диски 38, 39 движителя вертикального подъема 16 станут вращаться медленее, а диски 38, 39 движителя вертикального подъема 13 станут вращаться быстрее. Подъемная сила по правому борту уменьшится, а по левому борту увеличится. Корпус аэродинамического судна повернется и сделает крен на правый борт (фиг.27). В виду того, что в управляемых редукторах 6, 7 использованы двойные дифференциалы, полная остановка тормозных барабанов 68, 69, 72, 73 не возможна и соответственно не возможна остановка какого-либо движителя вертикального подъема. При установке ручки управления 106 в нейтральное положение все тормозные барабаны 70, 71, 74, 75 растормаживаются и величина подъемной силы движителей вертикального подъема 12, 13, 14, 15, 16, 17 становится одинаковой. Для поворота направо при движении в водоизмещающем режиме и над поверхностью воды необходимо нажать на правую педаль 95. Рычаг 96 повернется влево и нажмет на золотник 97 гидравлического крана 93. Масло из масляного бака 100 масляным насосом 101 станет подаваться в переднюю полость гидравлического цилиндра 102 и в заднюю полость гидравлического цилиндра 103, а также выталкиваться из противоположных полостей. Шток гидравлического цилиндра 103 выдвинется наружу, а шток гидроцилиндра 102 втянется во внутрь. Рули направления 26, 27 повернутся вправо и корпус аэродинамического судна станет поворачиваться вокруг вертикальной оси вправо. При нажатии на левую педаль 94 рычаг 96 нажмет на золотник 98. Масло из масляного бака 100 масляным насосом 101 станет подаваться в переднюю полость гидравлического цилиндра 103 и в заднюю полость гидравлического цилиндра 102, а удаляться из противоположных полостей. Шток гидравлического цилиндра 102 выдвинется наружу, а шток гидравлического цилиндра 103 втянется внутрь. Рули направления 26, 27 повернутся влево и корпус аэродинамического судна станет поворачиваться вокруг вертикальной оси влево. При движении над поверхностью воды задним ходом и торможение осуществляется изменением установки лопастей воздушных винтов изменяемого шага 92, а скорость горизонтального перемещения регулируется частотой вращения вала маршевого двигателя 18. Регулирование величины подъемной силы осуществляется изменением частоты вращения вала главного двигателя 4.Similarly, a lifting force arises on the concentric semicircular hollows 40 of the disks 38, 39. The air flow moves along the concentric semicircular hollow and flows around the outer spherical and lower smooth surfaces at the same speed. (Fig.16). So, as the arc AB is larger than the segment A ₁ B ₁ with the same length of both surfaces, the area of the upper surface will be greater than the area of the lower surface. Therefore, the vacuum on the upper surface will be greater, and on the lower surface less. Hence, the force F acting on the upper surface will be greater than the force F ₁ acting on the lower surface. The difference in these forces will be the lifting force of the concentric semicircular cavity. With the passage of the air stream flowing around the upper surface of the concentric semicircular ridge, at the time of its passage along the rear bevel 43, part of the air stream passes through the through channels 44 and exits to the lower surface of the disk, making it difficult for the air stream to flow around the lower surface and reducing the speed of the air stream over the lower surface , which leads to an increase in the lifting force of the disk (There is a likeness of a gas flap. For a jet flap, see ibid., Aviation, encyclopedia, p.232). Obtaining lifting force by means of a concave surface is also known from practice (see P. Bowers, Aircraft of unconventional designs, trans. From English, Moscow, Mir, 1991, pp. 137-139, fig. 6.26, 6.27, 6.28). In this aircraft, the lower surface of the depression is made, like the upper spherical, which equalized the surface area on both sides and did not give an increase in lifting force. The increase is possible only if the lower surface of the cavity is performed as shown in figure 16. Thus, when the disk rotates, the force Fн acts on the lower surface, which is balanced by the force Fв of the same magnitude. The rest of Fp will be the lifting force of the disk (Fig. 17). When the aerodynamic vessel moves above the surface of the water, it may be necessary to change the position of the hull in space. To climb, turn the knob 106 to the "toward you" position. The crank lever 114 will turn and press on the spool 115 of the hydraulic valve 117. Oil from the oil tank 120 will be fed by the oil pump 121 to the hydraulic cylinder 119, which will press the brake 75 to the brake drum 73 of the longitudinally controlled reduction gear 6. The rotational speed of the disks 38, 39 of the rear engines vertical lift 14, 17 will decrease, and the front movers of vertical lift 12, 15 will increase by the same amount. As a result of this, the lifting force in the front part will increase, and in the back part it will decrease and the hull of the aerodynamic vessel will take the position shown in figure 25. When the control handle 106 is moved to the “off” position, the shaft 107 will turn and the crank lever 114 will press the spool 116 of the hydraulic of the crane 117. Oil from the oil tank 120 will be fed into the hydraulic cylinder 118 by the oil pump 121. The brake 74 will press the brake drum 72 of the longitudinally controlled reduction gear 6. The double differential will reduce the speed of the discs 58, 59 of the front vertical movers 12, 15 and will increase the rotational speed of the disks 38, 39 by the same amount of the rear vertical movers 14, 17. As a result, the lifting force in the front will decrease, and in the back it will increase and the hull of the aerodynamic vessel will take shown in figure 24. To create a roll to the left, you must move the control handle 106 to the left. The shaft 107 will move to the left and move the plate 108 in the same direction, which will press the spool 109 of the hydraulic valve 111. The oil from the oil tank 120 will be supplied to the hydraulic cylinder 112 by the oil pump 121. The brake 71 will press the brake drum 69 and reduce its rotation speed, the rotational speed of the brake drum 68 will increase due to the differential gear of the controlled transverse control gear 7. The rotational speed of the disks 38, 39 of the vertical lift engine 13 will decrease, and the rotational speed of the disks 38, 39 of the vertical propeller 16 hoist will increase. The lift on the port side will decrease, and on the starboard side it will increase. The hull of the aerodynamic vessel will turn and roll to the port side (Fig. 26). When the control knob 106 is moved to the right, the shaft 107 moves to the right and moves the plate 108 in the same direction, which presses the spool 110 of the hydraulic valve 111. Oil from the oil tank 120 will be supplied to the hydraulic cylinder 113 by the oil pump 121, the rod of which will extend outward. The brake 70 will depress the brake drum 68 and reduce its rotation speed. The double differential of the controlled transverse control gearbox 7 at the same time and by the same amount will increase the rotational speed of the brake drum 69. The disks 38, 39 of the vertical lift engine 16 will rotate more slowly, and the disks 38, 39 of the vertical lift engine 13 will rotate faster. The lift on the starboard side will decrease, and on the port side it will increase. The hull of the aerodynamic vessel will turn and roll to the starboard side (Fig. 27). In view of the fact that double differentials are used in controlled gearboxes 6, 7, a complete stop of the brake drums 68, 69, 72, 73 is not possible and, accordingly, a stop of any vertical lift mover is not possible. When the control handle 106 is set to the neutral position, all the brake drums 70, 71, 74, 75 are released and the lifting force of the vertical lifting motors 12, 13, 14, 15, 16, 17 becomes the same. To turn right when moving in a displacement mode and above the surface of the water, you must press the right pedal 95. The lever 96 will turn left and press the spool 97 of the hydraulic valve 93. Oil from the oil tank 100 will be pumped by the oil pump 101 into the front cavity of the hydraulic cylinder 102 and into the rear cavity of the hydraulic cylinder 103, and also pushed out from the opposing cavities. The rod of the hydraulic cylinder 103 extends outward, and the rod of the hydraulic cylinder 102 is pulled inward. The rudders 26, 27 will turn to the right and the hull of the aerodynamic vessel will turn around the vertical axis to the right. When you press the left pedal 94, the lever 96 will press the spool 98. Oil from the oil tank 100 by the oil pump 101 will be fed into the front cavity of the hydraulic cylinder 103 and into the rear cavity of the hydraulic cylinder 102, and removed from the opposite cavities. The stem of the hydraulic cylinder 102 extends outward and the stem of the hydraulic cylinder 103 is pulled inward. The rudders 26, 27 will turn to the left and the hull of the aerodynamic vessel will turn around the vertical axis to the left. When reversing and braking above the surface of the water, it is carried out by changing the installation of propeller blades of variable pitch 92, and the horizontal speed is controlled by the rotational speed of the main engine shaft 18. The magnitude of the lifting force is controlled by changing the rotational speed of the main engine shaft 4.

Аэродинамическое судно может быть использовано для работы в труднодоступных местах.The aerodynamic vessel can be used to work in hard-to-reach places.

Положительный эффект: более высокая подъемная сила движителей вертикального подъема и простота их изготовления, большее количество людей и грузов может быть перевезено за единицу времени.Positive effect: higher lifting force of vertical lifting engines and ease of manufacture, more people and goods can be transported per unit of time.

Claims

An aerodynamic vessel comprising a hull with driver and passenger compartments, a main engine installed in the bow of the vessel, vertical lift movers located on the sides, which are kinematically connected to the main engine by cardan shafts, controlled gearboxes, horizontal movers located in the rear of the hull the ship, the main engine located inside the rear of the ship's hull, which is connected to the thrusters by means of cardan shafts and gearboxes displacements, aerodynamic wheels, control mechanisms, characterized in that each of the disks of the vertical lift mover has a smooth lower surface, and on the upper surface of each of them there are alternating concentric semicircular depressions and concentric semicircular ridges, each semicircular concentric ridge divided into several parts and each part has bevels in front and behind, between which vertical through channels are made, the longitudinal axis of each of which is inclined is rotational and is located at an angle to the lower surface of the disk and parallel to the rear bevel of the front of the ridge, the height of the concentric semicircular ridges and the depth of the concentric semicircular depressions equal to the radii of the same diameter circles, the centers of which are on the same line, equidistant for some distance from the the surface of the disk, in addition, both mid-flight horizontal propulsion engines are identical in design and each of them is a horizontal hollow cylinder an indric housing, inside of which a gearbox is installed in the middle, having front and rear horizontal shafts, on which the front and rear groups of variable pitch propellers are mounted, installed one after the other, at a certain distance from each other, and inside the back of the housing there is a diffuser rotated by its expanding part in the opposite direction from the propellers.