RU2399502C2

RU2399502C2 - "autoaqualet" transport facility

Info

Publication number: RU2399502C2
Application number: RU2008133857/11A
Authority: RU
Inventors: Вениамин Михайлович Горобцов (RU); Вениамин Михайлович Горобцов
Original assignee: Вениамин Михайлович Горобцов
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-09-20
Also published as: RU2008133857A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly to transport facility moving in air, on ground and water, flight turbofan complex, and control jet. Proposed transport facility comprises watertight body with wells arranged at bottom part to accommodate inflatable pontoons. It comprises also drive engine and water propulsion complexes, turbofan complex and control system of control water and air jets. Motion in air, on ground and water is performed by means of independent power plants. Flight turbofan complex comprises base platform arranged above transport facility body with lengthwise profiled guides and balancing platform. The latter represents carriage that can move along base platform guides and be aligned with center of gravity of transport facility. Base platform is joint with balancing platform via axial rotary mechanism, rotary frame with variable geometry. Said frame comprises central part accommodating gas generators, two extendable parts supporting turbofans, pipelines of turbofan gas generator drive integrated into gas feed main line and control gas jets. Said control jet comprises adapter with lengthwise and crosswise nozzles and gas shutter to turn said adapter about lengthwise axis.

EFFECT: higher cross-country capacity.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортных средств с сухопутным, водным и воздушным режимами движения.The invention relates to the field of vehicles with land, water and air traffic modes.

Аналогов заявляемому изобретению не найдено.No analogues of the claimed invention were found.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание транспортного средства (ТС), обладающего свойствами автомобиля, летательного аппарата и моторного судна.The technical result of the claimed invention is the creation of a vehicle (TS) having the properties of a car, aircraft and motor vessel.

Указанный технический результат достигается тем, что корпус ТС выполняют водонепроницаемым с закрывающимися нишами в его нижней части для размещения в них убирающихся надувных понтонов, обеспечивающих ТС дополнительную плавучесть и остойчивость, что значительно улучшает условия загрузки-выгрузки на плаву. В качестве сухопутных движителей в зависимости от преимущественных условий эксплуатации применяют как колеса, так и гусеницы, а для движения по воде - гребной винт или водомет. Воздушный режим обеспечивают полетным комплексом с поворотной подвижной рамой с изменяемой геометрией с расположенными в ее центральной части газогенераторами, а на выдвижных частях - турбовентиляторами. Полетный комплекс располагают поверх ТС, так что на движение в сухопутном или водном режимах он не оказывает никакого влияния. ТС "Автоаквалет" отличает полноценность всех трех функциональных воплощений: в сухопутном режиме - это нормальный автомобиль, в водном режиме - это нормальное моторное судно, в воздушном режиме - это нормальный летательный аппарат.The indicated technical result is achieved in that the vehicle body is waterproof with closing niches in its lower part to accommodate retractable inflatable pontoons in them, which provide the vehicle with additional buoyancy and stability, which significantly improves the conditions of loading and unloading afloat. Depending on the preferred operating conditions, both wheels and caterpillars are used as land propulsors, and a propeller or water cannon is used for movement on water. The air mode is provided by a flight complex with a rotatable movable frame with a variable geometry with gas generators located in its central part, and turbofans on the retractable parts. The flight complex is placed on top of the vehicle, so that it does not have any effect on movement in land or water modes. TS “Avtoakvalet” is distinguished by the usefulness of all three functional incarnations: in land mode it is a normal car, in water mode it is a normal motor ship, in air mode it is a normal aircraft.

В качестве газогераторов в ТС более целесообразно применять ТРД с центробежными компрессорами. Они обладают сравнительно высокой степенью повышения давления в одной ступени, конструктивной простотой и существенно меньшим числом деталей, следовательно и весом, более благоприятной характеристикой, меньшей чувствительностью к условиям эксплуатации по сравнению с осевыми. Применение центробежных компрессоров особенно оправдано в газогенераторах малых размеров, что как раз имеет место в заявляемом изобретении. Сходные рекомендации можно сделать и относительно газовых турбин. При небольших расходах рабочего тела радиальные турбины являются более предпочтительными, как конструктивно более простые, технологичные и более неприхотливые в эксплуатации.It is more expedient to use turbojet engines with centrifugal compressors as gas generators in vehicles. They have a relatively high degree of pressure increase in one stage, structural simplicity and a significantly smaller number of parts, therefore, weight, more favorable characteristic, less sensitivity to operating conditions compared to axial. The use of centrifugal compressors is especially justified in gas generators of small sizes, which just takes place in the claimed invention. Similar recommendations can be made regarding gas turbines. At low flow rates of the working fluid, radial turbines are more preferable as structurally simpler, more technologically advanced and more unpretentious in operation.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример исполнения ТС "Автоаквалет".The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, which show an example of the execution of the TS "Auto-levy".

Фиг.1. ТС "Автоаквалет" в полетном режиме.Figure 1. TS "Auto-levy" in flight mode.

Фиг.2. ТС "Автоаквалет" в сухопутном и водном режимах.Figure 2. TS "Avtoakvalet" in land and water modes.

Заявляемое ТС (фиг.1, 2) содержит корпус 1, поверх которого располагают полетный комплекс (ПК) в составе базовой платформы 2, балансировочной платформы 3, выполненной в виде каретки с возможностью перемещения вдоль базовой платформы 2 по пазовым направляющим 4, и подвижной поворотной рамы с изменяемой геометрией (ПРИГ), состоящей из центральной части 5 и двух выдвижных частей 6, связанных с центральной частью через штанги 7, которые перемещают в боковых пазах 8 центральной части 5. Центральная часть 5 ПРИГ связана с балансировочной платформой 3 через осевой поворотный механизм, кольцеобразный паз 9 которого показан на фиг.1 штриховой линией.The inventive vehicle (figure 1, 2) contains a housing 1, on top of which a flight complex (PC) is located as part of the base platform 2, the balancing platform 3, made in the form of a carriage with the ability to move along the base platform 2 along the groove guides 4, and a movable rotary geometry variable frames (PRIG), consisting of a central part 5 and two sliding parts 6 connected to the central part via rods 7, which move in the side grooves 8 of the central part 5. The central part 5 of the PRIG is connected to the balancing platform 3 of the axial rotation mechanism, an annular groove 9 which is shown in Figure 1 by the dashed line.

На центральной части 5 ПРИГ расположены газогенераторы 10 в виде ТРД с центробежными компрессорами и радиальными турбинами, связанные с единой газопроводящей магистралью 11, через которую газовый поток от газогенераторов 10 подается на турбовентиляторы 12, расположенные на выдвижных частя 6, и газоструйный руль, выполненный в виде газодинамического насадка 13. Турбовентиляторы 12 и газоструйный руль 13 связаны с единой газопроводящей магистралью 11 через стыковочные телескопические узлы 14 и 15, снабженные уплотнительными кольцами. Изменение вектора тяги турбовентиляторов 12 производят путем поворота их вокруг трубчатых осей 16 и цапф 17. Перемещение выдвижных частей 6 относительно продольной оси ПРИГ производят через гидропривод 18.On the central part 5 of the PRIG are gas generators 10 in the form of turbojet engines with centrifugal compressors and radial turbines, connected to a single gas main 11 through which the gas stream from the gas generators 10 is supplied to the turbofan 12 located on the sliding part 6, and the gas-jet steering wheel, made in the form gas-dynamic nozzle 13. Turbofan fans 12 and gas-jet steering wheel 13 are connected to a single gas main 11 through telescopic docking units 14 and 15, equipped with o-rings. The change in the thrust vector of the turbofan 12 is carried out by turning them around the tubular axes 16 and pins 17. Moving the sliding parts 6 relative to the longitudinal axis of the PRIG is carried out through a hydraulic actuator 18.

Управление ТС в полетном режиме по направлению и тангажу производят с помощью газоструйного руля, выполненного в виде оконечного газодинамического насадка 13, и выдвижных заслонок (не показаны) турбовентиляторов 12. Газодинамический насадок 13 содержит продольное 19 и поперечное 20 сопла и подвижную газовую заслонку 21 (фиг.2). Технология управления состоит в полном или частичном перекрытии газовой заслонкой 21 сопел 19 и 20 и в повороте газоструйного насадка вокруг продольной оси. Выдвижные заслонки турбовентиляторов при выдвижении уменьшают площадь поперечного сечения их проходного отверстия и тем самым подъемную силу правого или левого турбовентиляторов, что и приводит к устранению возникшего в полете крена ТС.The vehicle is controlled in flight mode in direction and pitch using a gas-jet steering wheel made in the form of a terminal gas-dynamic nozzle 13 and retractable shutters (not shown) of turbofan 12. The gas-dynamic nozzle 13 contains a longitudinal 19 and transverse 20 nozzle and a movable gas shutter 21 (Fig. .2). The control technology consists in completely or partially blocking the nozzle 21 of the nozzles 19 and 20 with a gas shutter and in turning the gas nozzle around a longitudinal axis. The retractable shutters of the turbofan when extending reduce the cross-sectional area of their bore and thereby the lifting force of the right or left turbofan, which eliminates the roll of the vehicle that occurred during the flight.

Водный режим движения ТС "Автоаквалет" обеспечивается с помощью связанного с энергосиловым приводом водомета 22 с двумя, нижним и верхним, положениями. В нижнее положение (показано на фиг.2) водомет устанавливают при движении по воде, в верхнее положение - при движении в сухопутном режиме.The water mode of movement of the vehicle “Avtoakvalet” is provided by means of a water cannon 22 connected with an energy-power drive with two, lower and upper positions. In the lower position (shown in figure 2), the water cannon is set when moving on water, in the upper position - when moving in land mode.

Для повышения плавучести и остойчивости на воде ТС снабжено убирающимися надувными понтонами 23, оболочки которых в сухопутном и полетном режимах размещают в нишах 24 с закрывающимися створками 25. ТС "Автоаквалет" и без понтонов обладает достаточной плавучестью, однако понтоны обеспечивают более благоприятные и комфортные условия при погрузке и выгрузке на воде. Откинутые створки 25, опирающиеся на понтоны в рабочем положении, выполняют роль сходней.To increase buoyancy and stability on water, the vehicle is equipped with retractable inflatable pontoons 23, the shells of which in land and flight modes are placed in niches 24 with closing flaps 25. The Avtoakalet TS also has sufficient buoyancy without pontoons, but the pontoons provide more favorable and comfortable conditions for loading and unloading on water. The folded shutters 25, resting on the pontoons in the working position, act as gangways.

Сухопутный режим движения особенностей не имеет.The land regime of movement has no features.

Переход от сухопутного режима к водному проводят по-разному, в частности следующим образом:The transition from land to water is carried out in different ways, in particular as follows:

1. После съезда ТС в сухопутном режиме в водную среду переводят водомет в нижнее положение и через устройство отбора мощности подключают его к автомобильному двигателю, после чего ТС приобретает свойства водномоторного судна.1. After the vehicle’s exit in the land mode, the water jet is transferred to the lower position and connected to the car engine through the power take-off device, after which the vehicle acquires the properties of a water-powered vessel.

2. Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ на плаву откидывают створки 25 в горизонтальное положение, от бортового компрессора надувают понтоны 23, вследствие чего они занимают положение под створками 25 и вместе с ними образуют сходни.2. To perform loading and unloading operations, the leaves 25 are swung afloat horizontally, pontoons 23 are inflated from the on-board compressor, as a result of which they occupy a position under the leaves 25 and form gangways with them.

3. Понтоны целесообразно использовать также при переходах от водного режима к полетному и от полетного режима к водному.3. It is advisable to use pontoons also in transitions from the water regime to the flight regime and from the flight regime to the water regime.

Переход ТС к полетному режиму выполняют следующим образом:The transition of the vehicle to flight mode is performed as follows:

1. Производят разворот ПРИГ поперек ТС и фиксируют ее в этом положении.1. Make a turn PRIG across the vehicle and fix it in this position.

2. Выдвигают выдвижные части 3 ПРИГ и фиксируют их положение.2. Extend the sliding parts 3 of the PRIG and fix their position.

3. Производят запуск газогенераторов.3. Start the gas generators.

4. Определяют центр тяжести ТС и совмещают с ним ПРИГ.4. Determine the center of gravity of the vehicle and combine with it PRIG.

5. Фосируют работу газогераторов, производят взлет и путем изменения вектора тяги турбовентиляторов переходят в горизонтальный полет.5. Phase the work of gas generators, take off and by changing the thrust vector of the turbofan pass into horizontal flight.

При переходе к сухопутному режиму после посадки ТС производят останов газогенераторов, сдвигают выдвижные части ПРИГ к центру, разворачивают ПРИГ вдоль ТС и фиксируют все подвижные части.Upon transition to the land mode after landing of the vehicle, the gas generators are stopped, the sliding parts of the PRIG are shifted to the center, the PRIG is deployed along the vehicle and all the moving parts are fixed.

Посадка на воду в принципе не имеет отличий от посадки на сушу, остойчивость ТС вполне обеспечивает такую посадку. Но, учитывая возможные случайные атмосферные возмущения в непосредственной близости от водной поверхности, целесообразно все же перед посадкой в режиме висения над точкой посадки привести понтоны в положение водного режима, произвести посадку на воду, а после посадки произвести все указанные операции по свертыванию полетного комплекса.Landing on water, in principle, has no differences from landing on land, the stability of the vehicle fully ensures such a landing. But, taking into account possible random atmospheric disturbances in the immediate vicinity of the water surface, it is nevertheless advisable to bring the pontoons into the water mode position before landing in the hover mode above the landing point, land on the water, and after landing, carry out all these operations to curtail the flight complex.

Claims

1. A vehicle with land, water and air modes of movement, made on the basis of a waterproof body with lockable niches in its lower part, with the possibility of placing retractable inflatable pontoons in them to increase its buoyancy and stability, equipped with land and water propulsion, a flight turbofan complex according to claim 2 and control systems for land, water and air gas-jet rudders according to claim 4, and the movement in land and water modes on the one hand and air mode with the other hand are provided by independent power mechanisms.

2. Flight turbofan complex, comprising a base platform located on top of the vehicle body with longitudinal profiled guides, a balancing platform made in the form of a carriage, with the possibility of moving it along the guides of the base platform and aligning with the center of gravity of the vehicle associated with the balancing platform through an axial rotary the mechanism is a rotatable movable frame with variable geometry, containing a Central part with gas generators placed on it telescopically associated two sliding parts located on them turbofan with thrust vectoring, pipelines gasification gas drive turbofan combined into a single gas conducting pipe and the gas jet rudders.

3. The flight turbofan complex according to claim 2, characterized in that the longitudinal rods of the central and sliding parts of the rotatable movable frame with variable geometry and gas pipelines connecting the gas generators and turbofan contain telescopic docking units with the ability to change the geometry of the rotary movable frame depending on the modes vehicle movement.

4. A gas-jet steering wheel comprising a gas-jet nozzle connected to a gas supply line, with longitudinal and transverse nozzles and a gas shutter, configured to rotate the gas-jet nozzle around a longitudinal axis with simultaneous overlapping of the gas shutter with a full one or partial of both nozzles.