RU2533849C1

RU2533849C1 - Sporting-pleasure single-seated vessel

Info

Publication number: RU2533849C1
Application number: RU2013116245/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Акимов; Анистрад Григорьевич Васильев; Елена Павловна Васильева; Оксана Олеговна Кирпичникова; Александр Александрович Мамаев
Original assignee: Александр Петрович Акимов; Анистрад Григорьевич Васильев
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-11-20
Also published as: RU2013116245A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: sporting-pleasure single-seated vessel includes hull with drive accommodated in it, seat and control mechanism. In the vessel propulsor is used which creates pushing force due to jet spreading over working surface of symmetrical vessel hull where fore and aft are made as a shell created by rotation of semicircle of R₁radius relative to rotation axis O of bent down for an angle α≈200° tube with nozzle hole, due to reaction force generation and interaction of this flow with aquatorium water beneath waterline. The most distant from axis part has R₂radius. In its upper part the shell has vertical surface for protection against water splashes which surface turns into horizontal spot for installation of bent tubes being rotated by means of steering wheels. Nozzles of these tubes supply water jets at a distance of R₁/2 from spherical shell fore and aft. Rotary tubes are installed in fitting pipes with seals. Vessel middle part is rectangular with vertical boards, and its bottom is flat and thickened.

EFFECT: increased manoeuvrability, load on all groups of human muscles, pedal and seat position adjustment.

5 cl, 12 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области маломерного судостроения и может быть использовано в аквапарках и небольших водоемах для спорта и развлечения, а также как тренажер для нагрузки всех групп мышц человека.The present invention relates to the field of small shipbuilding and can be used in water parks and small reservoirs for sports and entertainment, as well as a simulator for loading all muscle groups of a person.

Известны водные велосипеды фирмы Sava [1], ООО «Ремтехсервис» [2], БРИЗ [3], содержащие корпус в виде катамарана, сиденье, педальный привод водного колеса, механизм управления.Known pedal boats company Sava [1], LLC "Remtehservice" [2], BRIZ [3], containing a body in the form of a catamaran, seat, pedal drive water wheels, control mechanism.

Недостатком этих водных велосипедов является недостаточная маневренность и работа только ножных мышц.The disadvantage of these water bikes is the lack of maneuverability and the work of only the leg muscles.

Известен аквапланер Fly-skuter, содержащий раму с платформой, привод которого осуществлен с задним крылом посредством рычагов и шарниров от стоящего человека, ноги которого просунуты в ремень-петлю [4].Known aquaplaner Fly-skuter, containing a frame with a platform, the drive of which is carried out with the rear wing by means of levers and hinges from a standing person, whose legs are stuck in the belt loop [4].

Недостатком аквапланера является высоко расположенный центр тяжести и неустойчивость, недостаточная маневренность при высокой скорости.The disadvantage of the aquaplane is the high center of gravity and instability, lack of maneuverability at high speed.

Известно плавсредство, содержащее кольцеобразный в плане корпус, ограничительный поручень, неподвижно закрепленный на корпусе, платформу и движитель с педальным приводом [5].Known craft, containing a ring-shaped in terms of the body, a restrictive handrail, fixedly mounted on the body, the platform and the mover with a pedal drive [5].

Плавсредство имеет большие габаритные размеры и вес, плохую управляемость.The craft has large overall dimensions and weight, poor controllability.

Известен водный велосипед, содержащий корпус с сиденьем, несущий элемент, руль, установленный на корпусе, педальный привод, соединенный с движителем в виде плавников китообразных, расположенных бипланно [6].A water bike is known, comprising a housing with a seat, a bearing element, a steering wheel mounted on the housing, a pedal drive connected to a mover in the form of cetaceans, located biplane [6].

Недостатком водного велосипеда является недостаточная маневренность (нет заднего хода) и сложный привод.The disadvantage of a pedalo is its lack of maneuverability (no reverse gear) and complicated drive.

Известно спортивно-прогулочное судно, содержащее корпус, движитель в виде эластичной ленты, выполненной с трапециевидным каналом [7].Known sports boat, containing the hull, the mover in the form of an elastic tape made with a trapezoidal channel [7].

Недостатком водного велосипеда является плохая маневренность, большое сопротивление движению.The disadvantage of a pedal boat is poor maneuverability, high resistance to movement.

Целью изобретения является значительное повышение маневренности, нагружение (тренировка) всех групп мышц человека, регулирование положений педали и сиденья в зависимости от роста человека.The aim of the invention is a significant increase in maneuverability, loading (training) of all muscle groups of a person, the regulation of the position of the pedal and seat, depending on the height of the person.

Это достигается тем, что в судне применен движитель, создающий тяговое усилие за счет подачи растекающейся струи воды на рабочую поверхность симметричного корпуса судна, где нос и корма выполнены в виде оболочки, образованной вращением полуокружности радиусом R₁ относительно оси поворота соплового отверстия радиусом R₂ на угол α=200°, и образования реактивной силы взаимодействия этого потока ниже ватерлинии под плоским днищем с водой акватории, а средняя часть корпуса имеет прямоугольное сечение; подача воды осуществляется от роторно-пластинчатого насоса, установленного на днище судна в передней части, имеющего педально-цепной привод с муфтой свободного хода на оси педалей, и двух поршневых насосов двойного действия, расположенных снаружи корпуса в средней части с ручным приводом от двуплечего рычага через водовоздушный герметичный бачок и две поворачивающиеся штурвалами загнутые на 180° трубки с вертикально вниз направленными соплами, расположенными на расстоянии 0,5 R₁ от торца носа и кормы, причем поворачивающиеся трубки установлены в патрубках с уплотнителями; в зависимости от роста человека вращающееся сиденье регулируется по высоте и расстоянию до роторно-пластинчатого насоса, а привод насоса поворачивается относительно цилиндрического корпуса роторно-пластинчатого насоса.This is achieved by the fact that a propulsion device is applied in the vessel, which generates traction by supplying a spreading jet of water to the working surface of the ship's symmetrical hull, where the bow and stern are made in the form of a shell formed by the rotation of a semicircle of radius R ₁ relative to the axis of rotation of the nozzle hole of radius R ₂ by the angle α = 200 °, and the formation of the reactive force of the interaction of this stream below the waterline under a flat bottom with water of the water area, and the middle part of the hull has a rectangular section; water is supplied from a rotary vane pump installed on the bottom of the vessel in the front part, with a pedal-chain drive with a freewheel on the pedal axis, and two double-acting piston pumps located outside the hull in the middle part with a manual drive from the two shoulders lever through air-tight water tank and two tubes turned by handwheels 180 ° bent with vertically directed nozzles located at a distance of 0.5 R ₁ from the nose and stern end, and the rotating tubes are installed ovlens in branch pipes with sealants; depending on the height of the person, the rotating seat is adjustable in height and distance to the rotary vane pump, and the pump drive is rotated relative to the cylindrical casing of the rotary vane pump.

На фиг. 1 изображен общий вид судна в разрезе сбоку; на фиг. 2 - вид его сверху; на фиг. 3 - разрез по сечению А-А; на фиг. 4 - поперечный разрез судна посередине Б-Б; на фиг. 5 - крепление основания сиденья к днищу (вид В); на фиг. 6 - вид Г на привод ручного поршневого насоса двойного действия; на фиг. 7 - изменение положения привода роторно-пластинчатого насоса; на фиг. 8 - гидравлическая схема привода судна; на фиг. 9 - схема движения судна вперед; на фиг. 10 - схема движения судна вбок; на фиг. 11 - поворот судна вперед-вправо; на фиг. 12 - разворот-вращение судна на месте.In FIG. 1 is a side elevational view of the vessel; in FIG. 2 - view from above; in FIG. 3 is a sectional view taken along section AA; in FIG. 4 - transverse section of the vessel in the middle of the BB; in FIG. 5 - fixing the base of the seat to the bottom (view B); in FIG. 6 - view G on the drive of a double-acting manual piston pump; in FIG. 7 - change of position of the rotary vane pump drive; in FIG. 8 is a hydraulic diagram of the vessel drive; in FIG. 9 is a diagram of a vessel moving forward; in FIG. 10 is a side view of a ship; in FIG. 11 - turn of the vessel forward-right; in FIG. 12 - turn-rotation of the vessel in place.

Корпус 1 судна симметричен, нос 2 и корма 3 выполнены в виде сферообразной оболочки, образованные вращением полуокружности радиусом R₁ относительно оси О на угол α≈200°, при этом наиболее удаленная от оси часть имеет радиус R₂, в верхней части оболочка имеет вертикальную поверхность 4 для защиты от брызг воды, которая переходит в горизонтальную площадку 5, середина 6 судна открытая, имеет прямоугольную форму с вертикальными бортами 7, днище 8 - плоское утолщенное. Привод судна от вертикальных струй воды, истекающих из сопел 9, загнутых на 180° трубок 10, установленных на горизонтальных площадках 5 носа 2 и кормы 3; поворачивающиеся трубки 10 установлены в патрубках 11 с уплотнителями 12 и могут поворачиваться при помощи штурвалов 13 на угол α; струя направляется на сферообразную оболочку на расстоянии l (где $l = R_{2} - \frac{R_{1}}{2}$

) от оси О поворота трубки сопла 9. Подача воды к соплам осуществляется от роторно-пластинчатого насоса 14, установленного на днище 8 судна в передней части и двух поршневых насосов двойного действия 15, расположенных снаружи корпуса в средней части корпуса. Привод рабочего органа роторно-пластинчатого насоса велосипедного типа от педалей 16, цепи 17 и звездочек ведущей 18 и ведомой 19, причем вал педалей связан с ведущей зведочкой через муфту свободного хода 21. Вал ведущей звездочки установлен в пазах двувильчатого кронштейна 22, ступица 23 которого для регулировки расстояния от человека может поворачиваться по наружной цилиндрической поверхности 24 корпуса насоса 14. Привод поршневых насосов 15 ручной через двухплечий рычаг 25 на оси 26, нижний конец 27 которого связан со штоком 28 насоса, качающегося на оси 29. Оси 26 и 29 закреплены в средней части судна на вертикальных бортах 7. Сиденье 30 может вращаться вокруг вертикальной оси-трубки 31 на подшипнике 32, фиксироваться на резной высоте болтами 32 на трубке 31 и стержне 33 и регулироваться в положении вперед-назад, для чего в основании 34 для крепления на днище судна выполнены продольные отверстия 35. Для равномерной подачи воды к соплам предусмотрен водовоздушный герметичный бачок 36, для перекрытия подачи воды к соплам - краны 37 и 38. На нагнетательном трубопроводе роторно-пластинчатого насоса установлен обратный клапан 39, а на бачке 36 - манометр 40. Насосы, бачок, сопла связаны трубопроводами 41.The hull 1 of the vessel is symmetrical, the bow 2 and the feed 3 are made in the form of a sphere-shaped shell formed by rotating a semicircle of radius R ₁ relative to the axis O by an angle α≈200 °, while the part farthest from the axis has a radius R ₂ , in the upper part the shell has a vertical surface 4 for protection against water splashes, which goes into a horizontal platform 5, the middle of the vessel 6 is open, has a rectangular shape with vertical sides 7, the bottom 8 is flat thickened. The vessel’s drive from vertical jets of water flowing out of nozzles 9, 180 ° bent pipes 10, installed on horizontal platforms 5 of bow 2 and stern 3; rotatable tubes 10 are installed in the nozzles 11 with seals 12 and can be rotated by the helms 13 by an angle α; the jet is directed to a sphere-shaped shell at a distance l (where

l = R_{2} - \frac{R_{one}}{2}

) from the axis O of rotation of the nozzle tube 9. Water is supplied to the nozzles from the rotary vane pump 14 installed on the bottom of the vessel 8 in the front part and two double-acting piston pumps 15 located outside the hull in the middle part of the hull. The drive of the working body of the rotary vane pump of the bicycle type from the pedals 16, the chain 17 and the drive sprockets 18 and the driven 19, the pedal shaft being connected to the drive axle via the freewheel 21. The drive sprocket shaft is installed in the grooves of the two-forked bracket 22, the hub 23 of which adjusting the distance from a person can be rotated on the outer cylindrical surface 24 of the pump housing 14. The piston pumps 15 are manually operated through a two-arm lever 25 on the axis 26, the lower end of which 27 is connected to the rod 28 of the pump and the axis 29. The

axles

26 and 29 are fixed in the middle part of the vessel on the vertical sides 7. The seat 30 can rotate around the vertical axis-tube 31 on the bearing 32, be fixed at a carved height with bolts 32 on the tube 31 and the rod 33 and be adjusted in the forward position back, for which, in the base 34 for mounting on the bottom of the vessel, longitudinal holes 35 are made. For uniform water supply to the nozzles, a water-tight air tank 36 is provided, for shutting off the water supply to the nozzles,

valves

37 and 38 are installed. On the discharge pipe of the rotary vane pump copulating check valve 39, and tank 36 - pressure gauge 40. The pumps, the tank, the nozzles 41 are connected by pipelines.

Спортивно-прогулочное одноместное судно работает следующим образом.Sports and leisure single vessel operates as follows.

В зависимости от роста, длины ног клиента (спортсмена) отрегулируют по высоте сиденье 30 и положение кресла, а также положение оси 20 педалей 16. При перекрытии кранов 37 и 38 в спущенном на воду судне начинают подавать воду роторно-пластинчатым насосом 14 и ручными поршневыми насосами 15 в водовоздушный бачок 36. Подаваемая по трубопроводам 41 вода сжимает воздух в бачке и давление увеличивается. Затем спортсмен открывает кран 37 и вода из сопла 9 с большой скоростью вертикально вниз истекает на сферообразную поверхность носа 2, растекаясь слоем по его поверхности. На судне возникает толкающее реактивное усилие под плоским днищем судна за счет растекающегося потока воды.Depending on the height, the length of the legs of the client (athlete) will be adjusted to the height of the seat 30 and the position of the chair, as well as the position of the axis 20 of the pedals 16. When the valves 37 and 38 are closed in the launched vessel, the water starts to be supplied with a rotary vane pump 14 and manual piston pumps 15 into the water-air tank 36. The water supplied through the pipelines 41 compresses the air in the tank and the pressure increases. Then the athlete opens the faucet 37 and the water from the nozzle 9 flows out at a high speed vertically downward onto the sphere-shaped surface of the nose 2, spreading in a layer on its surface. On the ship, a pushing reactive force occurs under the flat bottom of the ship due to the spreading flow of water.

Под действием этой силы судно устремляется вперед (фиг. 9). Чем больше масса воды и скорость истечения $υ = φ \sqrt{\frac{2 p}{ρ}},$

зависящая от коэффициента скорости φ, давления в бачке p и плотности воды ρ, тем больше скорость движения судна. При закрытии носового крана 37 и открытии кормового крана судно движется назад. При повороте штурвалами 13 сопла в одну сторону на 90° (фиг. 10) судно движется в боковую сторону. При установке сопла под углом (фиг. 11) судно поворачивается. При установке сопел под 90° к оси судна в разные стороны (фиг. 12) судно разворачивается на месте.Under the influence of this force, the ship rushes forward (Fig. 9). Greater mass of water and flow rate

υ = φ \sqrt{\frac{2 p}{ρ}},

depending on the speed coefficient φ, pressure in the tank p and water density ρ, the greater the speed of the vessel. When closing the bow crane 37 and opening the stern crane, the ship moves backward. When the steering wheels 13 rotate the nozzle in one direction by 90 ° (Fig. 10), the vessel moves laterally. When installing the nozzle at an angle (Fig. 11), the ship turns. When installing nozzles at 90 ° to the axis of the vessel in different directions (Fig. 12), the vessel is deployed in place.

Чем больше спортсмен (клиент) подает воду насосами, тем быстрее судно плывет. Он может подавать воду одновременно ручными поршневыми насосами 15, двигая руками рычаги 25 взад-вперед и вращая ногами педали, подавая воду роторно-пластинчатым насосом 14. При этом работают почти все группы мышц человека, тренируется сердечно-сосудистая, дыхательная системы. При достаточно набранном в бачке воды клиент может отдохнуть или работать только ногами или руками.The more the athlete (client) delivers water with pumps, the faster the ship floats. He can supply water at the same time with hand piston pumps 15, moving the levers 25 back and forth with his hands and turning the pedals with his feet, supplying water with a rotary vane pump 14. At the same time, almost all muscle groups of a person work, cardiovascular, respiratory systems are trained. With enough water in the water tank, the client can rest or work only with his feet or hands.

Судно можно использовать как спортивное на соревнованиях, как тренажер, а также как прогулочное в автопарках и небольших водоемах.The vessel can be used as a sports one in competitions, as a simulator, as well as as a pleasure craft in fleets and small bodies of water.

Источники информацииInformation sources

1. http://noutilus.ru/velosiped/1. http://noutilus.ru/velosiped/

2. http://www.remteh8pec.ru/vela/2. http://www.remteh8pec.ru/vela/

3. katerlodka.ru/katamaran/bris/bris.html3.katerlodka.ru/katamaran/bris/bris.html

4. fly-skuter.ru/ …/pump-bike1.html4. fly-skuter.ru/ ... / pump-bike1.html

5. АС СССР №1691218 А1, МПК В63В 35/73 «Плавсредство», 1991 г.5. The USSR AS No. 1691218 A1, IPC V63V 35/73 "Floating craft", 1991

6. Патент РФ №2252895 С1, МПК В63В 35/73 «Водный велосипед», 2005 г.6. RF patent №2252895 C1, IPC BV 35/73 "Water bike", 2005

7. Патент РФ №2003579 С1, МПК В63В 35/73 «Спортивно-прогулочное судно», 1993 г.7. RF patent №2003579 C1, IPC BV 35/73 "Sports and pleasure vessel", 1993

Claims

1. Sports and recreational single vessel containing a hull with a drive placed in it, a seat, a control mechanism, characterized in that the propulsion device is applied in the vessel, creating a pushing force due to the spreading of the jet along the working surface of the symmetrical hull of the vessel, where the bow and stern are made a shell formed by the rotation of a semicircle of radius R ₁ about axis O of rotation bent down tube with a nozzle orifice at an angle α≈200 °, the formation of the reactive forces of interaction of this flow below the waterline under flat days present with water waters, the most distant from the axis part has a radius R ₂ at the top of the shell has a vertical surface for protection against water splashes, which passes into a horizontal platform for mounting the folded rotatable by means of handwheels tubes, nozzles serving water jet on the distance R _1/2 from the bow and stern of the sphere-shaped shell, with the rotating tubes installed in the nozzles with gaskets, the middle of the vessel has a rectangular shape with vertical sides, and the bottom is flat thickened.

2. The vessel according to claim 1, characterized in that the water supply to the nozzles is carried out from a rotary vane pump with a pedal drive mounted on the bottom of the vessel in front of the vessel and two double-acting piston pumps with a manual drive located outside the hull in the middle part housing associated with a two-arm drive lever.

3. The vessel according to claim 1, characterized in that, depending on the height of the person, the rotating seat can be adjusted in height and position back and forth, and the two-forked bracket of the drive sprocket shaft can be rotated and fixed on the outer cylindrical surface of the rotary vane pump casing.

4. The vessel according to claim 1, characterized in that a freewheel is installed on the shaft of the drive sprocket.

5. The vessel according to claim 1, characterized in that the water from the pumps to the nozzle openings is supplied through a water-tight airtight tank, and a check valve is installed on the pipeline from the rotary vane pump.