RU2570924C1 - Active appliance for motion of water composed by keel (versions) - Google Patents

Active appliance for motion of water composed by keel (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2570924C1
RU2570924C1 RU2014138624/11A RU2014138624A RU2570924C1 RU 2570924 C1 RU2570924 C1 RU 2570924C1 RU 2014138624/11 A RU2014138624/11 A RU 2014138624/11A RU 2014138624 A RU2014138624 A RU 2014138624A RU 2570924 C1 RU2570924 C1 RU 2570924C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
keel
active device
controller
tilt sensor
propulsion
Prior art date
Application number
RU2014138624/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Петрович Кирпичников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС"
Priority to RU2014138624/11A priority Critical patent/RU2570924C1/en
Priority to PCT/RU2015/000604 priority patent/WO2016048196A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570924C1 publication Critical patent/RU2570924C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B32/00Water sports boards; Accessories therefor
    • B63B32/10Motor-propelled water sports boards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B34/00Vessels specially adapted for water sports or leisure; Body-supporting devices specially adapted for water sports or leisure
    • B63B34/26Accessories for canoes, kayaks or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/08Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using auxiliary jets or propellers

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: claimed appliances comprise the hulls with built-in propulsors. The first active appliance comprises the keel-like hull to house the reversible propulsor arranged across the craft preset motion direction. The second active appliance comprises the keel-like hull to house at least two propulsors. Propulsors are directed at the right or oblique angle to the craft preset motion direction.
EFFECT: stable operation under whatever conditions.
18 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области водного транспорта и может быть использовано преимущественно при создании и модернизации индивидуальных средств передвижения, например, досок для серфинга, SUP и др.The invention relates to the field of water transport and can be used mainly in the creation and modernization of individual vehicles, for example, surfboards, SUP, etc.

Известен привод доски для серфинга, содержащий опору и двигатель в виде двух водометов, расположенных на нижней поверхности опоры с возможностью погружения в опору при выключении движителя (см. пат. США 2014134900, В63Н 11/02, 15.05.2014).A known drive of a surfboard containing a support and an engine in the form of two water jets located on the lower surface of the support with the possibility of immersion in the support when the mover is turned off (see US Pat. US 2014134900, B63H 11/02, 05/15/2014).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности спокойного движения по водной поверхности, необходимость непрерывно балансировать, особенно при волнении.A disadvantage of the known device is the lack of the possibility of quiet movement on the water surface, the need to continuously balance, especially during rough seas.

Наиболее близким к предложенному является активный руль (плавник) индивидуального плавательного средства, выполненный с возможностью съемного закрепления на плавательном средстве, снабженный встроенным движителем и пультом управления (см. пат. США 2003167991, В63В 35/7926, 2003).Closest to the proposed one is the active steering wheel (fin) of an individual swimming means, made with the possibility of removable fastening on a swimming means, equipped with a built-in mover and a control panel (see US Pat. No. 2003167991, B63B 35/7926, 2003).

Таким образом, известно активное приспособление для движения по воде, содержащее корпус со встроенным двигателем и пультом, закрепляемое на индивидуальном плавательном средстве и позволяющее последнему передвигаться в управляемом режиме по водной поверхности.Thus, an active device for moving on water is known, comprising a body with a built-in engine and remote control, mounted on an individual swimming means and allowing the latter to move in a controlled mode on the water surface.

Однако и данному устройству присущ вышеназванный недостаток: его функциональные возможности, его сфера применения ограничены кратковременным движением, оно не позволяет в полной мере управлять устойчивостью плавательного средства.However, the aforementioned drawback is also inherent in this device: its functionality, its scope are limited by short-term movement, it does not allow to fully control the stability of the swimming means.

Техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является обеспечение устойчивости плавательного средства в любых условиях, в том числе при медленном движении и в покое, возможность управления степенью устойчивости, а также расширение функциональных возможностей плавательного средства, на котором активный киль установлен стационарно или закреплен временно.The technical result expected from the use of the invention is to ensure the stability of the swimming means in any conditions, including slow motion and at rest, the ability to control the degree of stability, as well as expanding the functionality of the swimming means on which the active keel is stationary or fixed temporarily.

Указанный результат достигается тем, что в активном приспособлении для движения по воде, содержащем корпус со встроенным движителем, корпус выполнен в виде киля, в полости которого расположен реверсивный поперечный относительно заданного направления движения плавательного средства движитель.This result is achieved by the fact that in an active device for moving on water containing a body with a built-in mover, the body is made in the form of a keel, in the cavity of which there is a mover, transverse relative to a given direction of movement of the swimming means.

Указанный результат достигается также тем, что в активном приспособлении для движения по воде, содержащем корпус со встроенным движителем, корпус выполнен в виде киля, на котором установлены, по меньшей мере, два движителя, направленные под прямым или тупым углом к заданному направлению движения плавательного средства.This result is also achieved by the fact that in an active device for moving on water containing a body with a built-in mover, the body is made in the form of a keel on which at least two movers are installed, directed at a right or obtuse angle to a given direction of movement of the swimming means .

Кроме того, приспособление может быть снабжено средствами автоматического управления движителями в виде пульта управления с контроллером и датчиком наклона, подключенным к информационному входу контроллера, выход которого соединен со входами управления движителями.In addition, the device can be equipped with means of automatic control of propulsion in the form of a control panel with a controller and a tilt sensor connected to the information input of the controller, the output of which is connected to the control inputs of the propulsion devices.

При этом контроллер может быть выполнен с возможностью изменения с пульта управления коэффициента передачи канала датчик наклона - движитель.In this case, the controller can be made with the possibility of changing from the control panel the transmission coefficient of the channel, the tilt sensor - propulsion.

Кроме того, алгоритм и/или степень изменения коэффициента передачи канала датчик наклона - движитель может рассчитываться с учетом внешних условий, гидродинамики плавательного средства, положения центра тяжести оператора и выбранного им режима.In addition, the algorithm and / or the degree of change of the channel transmission coefficient of the tilt sensor - propulsion device can be calculated taking into account the external conditions, the hydrodynamics of the swimming means, the position of the center of gravity of the operator and the mode selected by him.

При этом устройство может быть снабжено заслонками, установленными с возможностью отведения струи, созданной движителями, в направлении, обратном заданному направлению движения плавательного средства.In this case, the device can be equipped with dampers installed with the possibility of diverting the jet created by the propulsion devices in the direction opposite to the specified direction of movement of the swimming means.

Кроме того, задняя и/или нижняя часть киля может быть выполнена гибкой.In addition, the rear and / or lower part of the keel can be made flexible.

При этом киль может быть выполнен с нижними лепестками, на которых соответственно размещены, по меньшей мере, два движителя и которые выполнены с возможностью их фиксации в наклонном или горизонтальном положении.In this case, the keel can be made with lower petals, on which at least two propulsors are respectively placed and which are made with the possibility of their fixation in an inclined or horizontal position.

Кроме того, киль может быть выполнен с боковыми пластинами, на которых установлены соответствующие движители.In addition, the keel can be made with side plates on which the respective propulsors are mounted.

И, наконец, устройство может быть снабжено, по меньшей мере, одной полостью, выполненной с возможностью контролируемого заполнения водой или воздухом и расположенной в корпусе киля.And finally, the device may be provided with at least one cavity, made with the possibility of controlled filling with water or air and located in the keel body.

Таким образом, существо предложенного решения заключается в том, что на плавательном средстве устанавливается киль, сам по себе обеспечивающий повышение устойчивости, при этом дополнительно киль выполняется активным, то есть в значительно большей мере обеспечивающим устойчивость за счет того, что в нем или на нем располагаются движители, создающие поперечное управляемое усилие, вектор которого может быть направлен перпендикулярно направлению движения плавательного средства и лежать ниже поверхности воды, так что создается момент, компенсирующий крены.Thus, the essence of the proposed solution lies in the fact that the keel is installed on the boat, which itself provides increased stability, while the keel is also active, that is, to a much greater extent, provides stability due to the fact that it is located on it or on it propulsors creating a transverse controlled force, the vector of which can be directed perpendicular to the direction of movement of the swimming means and lie below the surface of the water, so that creates a moment that retiring heels.

На фиг. 1 представлен вариант приспособления с одним реверсивным движителем, расположенным в полости киля поперечно. На фиг. 2 схематично изображен вариант с двумя накладными движителями.In FIG. 1 shows an embodiment of a device with one reversing propulsion transverse in the keel cavity. In FIG. 2 schematically depicts a variant with two overhead movers.

Фиг. 3 иллюстрирует выполнение заслонок, фиг. 4, 5, 6 - реализацию киля с лепестками или боковыми пластинами.FIG. 3 illustrates the implementation of dampers; FIG. 4, 5, 6 - implementation of the keel with petals or side plates.

На фиг. 1, 2 обозначено:In FIG. 1, 2 is indicated:

1 - плавательное средство, например скимборд,1 - swimming means, such as a skimboard,

2 - корпус приспособления (собственно киль),2 - the device body (actually keel),

3 - крепежные элементы, при помощи которых корпус 2 крепится к плавательному средству 1,3 - fasteners with which the housing 2 is attached to the swimming means 1,

4 - контроллер,4 - controller

5 - источник питания, например аккумуляторная батарея,5 - power source, such as a battery,

6 - реверсивный движитель (здесь и далее подразумевается, что на валу или роторе движителя установлен винт, а в случае реверсивного движителя меняется направление и/или винты расположены с обеих сторон, либо движителем является водомет и т.п.),6 - reverse mover (hereinafter it is understood that a screw is installed on the shaft or rotor of the mover, and in the case of a reverse mover, the direction changes and / or the screws are located on both sides, or the mover is a water jet, etc.),

7 - отверстие (полость) в корпусе 2 для установки движителя 6,7 - hole (cavity) in the housing 2 for installing the propulsion 6,

8 - полость для размещения источника питания 5,8 - a cavity for accommodating a power source 5,

9 - датчик наклона плавательного средства 1,9 - the inclination sensor of the swimming means 1,

10 - пульт управления движителем или режимами контроллера,10 - control panel propulsion or controller modes,

11, 12 - движители, направленные под тупым углом к заданному направлению движения 13.11, 12 - propulsors directed at an obtuse angle to a given direction of movement 13.

На фиг. 3-5 показано:In FIG. 3-5 shown:

14, 15 - заслонки,14, 15 - flaps,

16, 17 - лепестки активного киля (корпуса 2),16, 17 - petals of the active keel (body 2),

18 и 19 - соответственно задняя и нижняя части корпуса (киля) 2,18 and 19, respectively, the rear and lower parts of the hull (keel) 2,

20 - полость, расположенная на киле, в его корпусе 2 (фиг. 5) и выполненная с возможностью полного или частичного заполнения водой. В изображенном на фиг. 5 варианте лепестки 16, 17 располагаются в плоскости чертежа под произвольным углом.20 - a cavity located on the keel in its body 2 (Fig. 5) and made with the possibility of full or partial filling with water. In the depicted in FIG. 5 embodiment, the petals 16, 17 are located in the plane of the drawing at an arbitrary angle.

На фиг. 6 позициями 21, 22 обозначены боковые пластины, выполненные, например, в виде крыльев, в или на которых установлены движители 11, 12.In FIG. 6, 21, 22 indicate side plates made, for example, in the form of wings, in or on which movers 11, 12 are mounted.

Приспособление (активный киль) используют следующим образом.The device (active keel) is used as follows.

С помощью элементов 3 (например, ремней) корпус 2 закрепляют на плавательном средстве 1. В варианте, показанном на фиг. 1, оператор с помощью пульта 10 управляет направлением вращения реверсивного поперечного движителя 6, так что создаваемый при этом момент обеспечивает устойчивость плавательного средства 1 (горизонтальное положение скимборда, например). Аналогичным образом в устройстве, показанном на фиг. 2, оператор меняет тягу движителей 11, 12, так что поперечное направлению 13 усилие обеспечивает устойчивость плавательного средства 1. Пульт 10 служит для ручного управления движителями 6 (11, 12) или изменения режима работы контроллера 4, назначением которого служит автоматическое поддержание горизонтального положения плавательного средства 1 или, что то же, вертикального положения корпуса киля 2. Следует подчеркнуть, что управление движителями 6 (11, 12) может осуществляться и с помощью джойстика или педалей, вмонтированных в корпус плавательного средства 1.By means of elements 3 (for example, belts), the housing 2 is fixed on the swimming means 1. In the embodiment shown in FIG. 1, the operator, using the remote control 10, controls the direction of rotation of the reverse transverse mover 6, so that the moment created thereby ensures the stability of the swimming means 1 (horizontal position of the skimboard, for example). Similarly, in the device shown in FIG. 2, the operator changes the thrust of the movers 11, 12, so that the force transverse to the direction 13 ensures the stability of the swimming means 1. The remote control 10 is used to manually control the movers 6 (11, 12) or change the operating mode of the controller 4, the purpose of which is to automatically maintain the horizontal position of the swimming means 1 or, which is the same, the vertical position of the keel body 2. It should be emphasized that the control of the movers 6 (11, 12) can be carried out with the help of a joystick or pedals mounted in the body of the swimming means 1.

Таким образом, в рассмотренном случае оператор с помощью пульта 10, например, выполненного в виде джойстика, управляет направлением и/или тягой движителя 6 (движителей 11, 12).Thus, in the case under consideration, the operator, using the remote control 10, for example, made in the form of a joystick, controls the direction and / or thrust of the mover 6 (movers 11, 12).

В соответствии со следующим вариантом реализации, активный киль может быть выполнен с контроллером 4 и датчиком наклона 9, подключенным к информационному входу контроллера 4, выход которого соединен со входами управления движителем 6 или движителями 11, 12. При этом датчик наклона 9 фиксирует текущее значение крена плавательного средства 1 и/или его производные. Информация с выхода датчика наклона 9 обрабатывается контроллером 4 и последний формирует управляющий сигнал на движитель 6 (движители 11, 12).According to a further embodiment, the active keel can be performed with a controller 4 and a tilt sensor 9 connected to the information input of the controller 4, the output of which is connected to the control inputs of the propulsion 6 or the motors 11, 12. In this case, the tilt sensor 9 detects the current roll value swimming means 1 and / or its derivatives. Information from the output of the tilt sensor 9 is processed by the controller 4 and the latter generates a control signal to the mover 6 (movers 11, 12).

Если используется один движитель 6, устройство может быть снабжено заслонками 14, 15, установленными с возможностью отведения струи, созданной движителями, в направлении, обратном заданному направлению движения плавательного средства. Это позволит сочетать поддержание устойчивого горизонтального положения плавательного средства 1 с его поступательным движением.If one mover 6 is used, the device may be provided with shutters 14, 15 mounted with the possibility of diverting the jet created by the movers in the direction opposite to the specified direction of movement of the swimming means. This will allow you to combine maintaining a stable horizontal position of the swimming means 1 with its translational motion.

Выполнение задней и/или нижней частей 18, 19 киля 2 гибкими может быть удобным на мелководье, а при качке, когда движитель 6 или движители 11, 12 работают в "импульсном" режиме, позволяет дополнительно стабилизировать плавательное средство 1 и обеспечить дополнительный "поступательный" эффект движения не только при использовании заслонок 14, 15, но и за счет того, что задняя 18 и нижняя 19 части корпуса 2 работают как плавник.The implementation of the rear and / or lower parts 18, 19 of the keel 2 flexible can be convenient in shallow water, and when rolling, when the mover 6 or movers 11, 12 operate in the "pulse" mode, it allows you to further stabilize the swimming means 1 and provide additional "translational" the movement effect not only when using the shutters 14, 15, but also due to the fact that the rear 18 and lower 19 parts of the housing 2 work like a fin.

При этом имеет место преобразование движения незначительного прогиба нижней части 19 в сторону, противоположную отбрасываемой струе и крену в поворотное движение заднего плавника (задней гибкой части 18 киля 2). Иными словами, киль может быть выполнен нежестким в нижней 19 и/или задней 18 части, в том числе с возможностью преобразования изгиба нижней части 19 относительно вертикальной оси в поворотное движение задней 18 части относительно горизонтальной оси для улучшения динамики движения плавательного средства 1 и имитации функции плавника.In this case, there is a transformation of the movement of a slight deflection of the lower part 19 to the side opposite to the jet being thrown and the roll into the rotational movement of the rear fin (rear flexible part of the 18 keel 2). In other words, the keel can be made non-rigid in the lower 19 and / or rear 18 part, including with the possibility of converting the bend of the lower part 19 relative to the vertical axis into the pivoting movement of the rear 18 part relative to the horizontal axis to improve the dynamics of the movement of the swimming means 1 and simulate the function fin.

Например, нижняя часть 19 киля 2 выше расположения движителей 6 (11, 12) делается с нежестким (упругим) креплением и возможностью отклонения от вертикальной оси киля 2 на угол ά (например, под действием сопротивления воды при включенном движителе 6). Задняя часть 18 также выполняется гибкой. В этом случае соединение этих двух частей тягой, например, закрепленной на шарнире на жесткой части киля 2, выше крепления нижней части 19 с движителем, а концами в крайних, средних или других точках нижней 19 и задней 18 частей соответственно, при отгибании нижней части 19 обеспечит поворот задней части 18, например, на угол К*arctg ά, где К - коэффициент пропорциональности, образованный отношениями плеч получившегося рычага относительно точки крепления шарнира. Разумеется, возможны и более сложные механические и электромеханические системы, в том числе с нелинейными коэффициентами преобразования угла. Другой возможностью реализации такого преобразования движения являются всевозможные ребра жесткости или градиенты параметров материала, заложенные в конструкцию киля 2 для контролируемого изменения форм при указанной деформации нижней части 19. Результатом, например, для доски с активным килем, является возможность движения по воде, во многом аналогичного таковому на роликовом скейтборде, когда изменение положения торса человека и перенос центра тяжести провоцируют движение, причем его параметры при этом во многом зависят от настроек электронного блока управления (контроллера 4). Отметим также, что наличие движителей стабилизации 6, 11, 12 не исключает дополнительных продольно расположенных по оси движения движителей, закрепленных на задней части киля или на корпусе плавсредства и предназначенных для осуществления его поступательного движения. Кроме того, в качестве киля может рассматриваться нижняя часть корпуса малоразмерного или индивидуального плавательного средства любой формы, оснащенная поперечными (6) или боковыми (11, 12) движителями, выполняющая по своему смыслу функцию активной стабилизации. Не исключается также наличие нескольких активных килей на плавсредстве, в том числе расположенных под некоторым углом к оси движения.For example, the lower part of the 19 keel 2 above the location of the movers 6 (11, 12) is made with non-rigid (elastic) fastening and the possibility of deviation from the vertical axis of the keel 2 by an angle ά (for example, under the influence of water resistance when the mover 6 is on). The rear portion 18 is also flexible. In this case, the connection of these two parts by a rod, for example, fixed on a hinge on the rigid part of the keel 2, is higher than the fastening of the lower part 19 with the mover, and by the ends at the extreme, middle or other points of the lower 19 and rear 18 parts, when bending the lower part 19 will ensure the rotation of the rear part 18, for example, by the angle K * arctan ά, where K is the proportionality coefficient formed by the ratio of the shoulders of the resulting lever relative to the hinge attachment point. Of course, more complex mechanical and electromechanical systems are possible, including those with non-linear angle conversion coefficients. Another possibility of implementing such a motion conversion is all possible stiffening ribs or gradients of material parameters embedded in the keel 2 structure for controlled shape changes with the indicated deformation of the lower part 19. The result, for example, for an active keel board, is the possibility of movement on water, which is much similar such as on a roller skateboard, when a change in the position of the torso of a person and the transfer of the center of gravity provoke movement, and its parameters in this case largely depend on the settings electronic control unit (controller 4). We also note that the presence of stabilization movers 6, 11, 12 does not exclude additional movers longitudinally located along the axis of motion, mounted on the rear of the keel or on the body of the craft and designed to implement its translational motion. In addition, the lower part of the hull of a small or individual swimming craft of any shape, equipped with transverse (6) or side (11, 12) thrusters, which in its sense performs the function of active stabilization, can be considered as a keel. The presence of several active keels on a boat, including those located at a certain angle to the axis of movement, is also possible.

Для движения по мелководью используется также складной, разрезной киль (фиг. 4) или киль с лепестками 16, 17 (фиг. 5). При этом под каким бы углом (острым или прямым) ни были отведены в сторону и зафиксированы лепестки 16, 17 киля 2 с установленными на них движителями 11, 12, последние создают момент, удерживающий плавательное средство от крена. Происходит это за счет того, что лепестки 16, 17 разводятся так, что движители 11, 12, расположенные на фиксированном расстоянии от продольной оси плавательного средства 1, создают поток, весь или часть которого направлены от поверхности воды, вниз или вверх. При движении на глубине водоема складной киль, например, раздвижного типа наоборот может быть раздвинут и заглублен, чем достигается увеличение момента и дополнительное улучшение стабилизации.For movement in shallow water, a folding, split keel (Fig. 4) or a keel with petals 16, 17 (Fig. 5) is also used. In this case, at whatever angle (sharp or straight) the petals 16, 17 of the keel 2 with the movers 11, 12 mounted on them are fixed and fixed, the latter create a moment that keeps the swimming tool from heeling. This happens due to the fact that the petals 16, 17 are bred so that the propulsors 11, 12, located at a fixed distance from the longitudinal axis of the swimming means 1, create a stream, all or part of which is directed from the surface of the water, up or down. When moving at a depth of a reservoir, a folding keel, for example, of a sliding keel, on the contrary, can be extended and deepened, thereby achieving an increase in torque and an additional improvement in stabilization.

Контроллер 4 может быть выполнен с возможностью изменения коэффициента передачи канала датчик наклона 9 - движитель 6 (11, 12). Данный канал представляет собой следящую систему, поддерживающую крен плавательного средства вблизи нуля или заданной величины отклонения, при этом от величины коэффициента передачи и временных параметров регулирования зависят как ощущения оператора, так и степень его участия в данном процессе, так что установка коэффициентов на том или ином уровне и выбор алгоритма (режима) позволяют расширить сферу применения активного киля, адаптируя его под разные задачи. Как следствие этого, расход аккумуляторов, например, целиком определяется, с одной стороны, такими настройками, а с другой - опытностью спортсмена, поскольку в отсутствие надобности дополнительной стабилизации движители 6, 11, 12 могут выключаться.The controller 4 can be made with the possibility of changing the transmission coefficient of the channel tilt sensor 9 - mover 6 (11, 12). This channel is a tracking system that supports the roll of a floating vehicle near zero or a given deviation value, while both the operator’s sensations and the degree of his participation in this process depend on the transmission coefficient and timing control parameters, so setting the coefficients on one or another level and choice of algorithm (mode) allow you to expand the scope of the active keel, adapting it to different tasks. As a consequence of this, the battery consumption, for example, is entirely determined, on the one hand, by such settings, and on the other, by the athlete’s experience, since in the absence of the need for additional stabilization, the engines 6, 11, 12 can turn off.

В более сложном случае контроллер 4 может учитывать погодные условия, волнение, и другие внешние данные, поступающие на его входы от соответствующих датчиков, в этом случае алгоритм и/или степень изменения коэффициента передачи канала датчик наклона 9 - движитель 6 (11, 12) и задержки регулирования могут рассчитываться с учетом внешних условий, гидродинамики плавательного средства 1 и выбранного оператором режима. В случае расположения движителей 11, 12 на боковых поверхностях киля, их согласованная работа может давать также некоторую компенсацию крена «на корму» и килевой качки. При этом во всех случаях положение центра тяжести оператора и динамика его перемещения может контролироваться датчиками (например, давления или перемещения), расположенными на поверхности плавательного средства, что позволяет использовать прогнозирование смещения общего центра тяжести и уменьшить время реакции при стабилизации.In a more complex case, the controller 4 can take into account weather conditions, excitement, and other external data arriving at its inputs from the corresponding sensors, in this case, the algorithm and / or the degree of change of the transmission coefficient of the channel, the tilt sensor 9 - mover 6 (11, 12) and control delays can be calculated taking into account external conditions, hydrodynamics of the swimming means 1 and the mode selected by the operator. In the case of the location of the movers 11, 12 on the lateral surfaces of the keel, their coordinated work can also give some compensation of the roll "aft" and pitching. Moreover, in all cases, the position of the operator’s center of gravity and the dynamics of its movement can be monitored by sensors (for example, pressure or displacement) located on the surface of the swimming means, which allows predicting the displacement of the general center of gravity and reducing the reaction time during stabilization.

Важным моментом также является возможность временного соединения нескольких плавательных средств (например, досок SUP с активным килем) посредством механических креплений (а также электрических соединений) в единое коллективное плавательное средство с режимом согласованной стабилизации. Помимо возможностей, например, «донорской» подзарядки недопустимо разряженных аккумуляторов одного из плавсредств от «коллег», а также совместного движения, такая конфигурация позволяет создать даже в условиях волнения экономичный вариант режима «коллективной» стабилизации с низкими энергозатратами, исключающий, в том числе, возникновение колебательности в такой системе, что также учитывается в режимах работы контроллера 4.An important point is the possibility of temporarily connecting several swimming equipment (for example, SUP boards with an active keel) by means of mechanical fastenings (as well as electrical connections) into a single collective swimming device with a coordinated stabilization mode. In addition to the possibilities, for example, of “donor” recharging of unacceptably discharged batteries of one of the watercrafts from “colleagues”, as well as joint movement, this configuration allows even in conditions of excitement to create an economical version of the “collective” stabilization mode with low energy consumption, excluding, inter alia, the occurrence of oscillations in such a system, which is also taken into account in the operating modes of the controller 4.

С увеличением скорости и снижением высоты волнения устойчивость плавательного средства с килем увеличивается, ввиду чего в таких условиях целесообразно вытеснять воду из полости 20 (например, сжатым воздухом от мини-компрессора или механическим поршнем, если форма полостей цилиндрическая, и т.п.). Благодаря этому плавучесть киля увеличивается, снижается осадка плавсредства и уменьшается сопротивление его движению. Это же обеспечивает возможность подстройки параметров киля под вес спортсмена, что, как и вся система стабилизации в целом, устраняет дискриминацию для массивных и крупногабаритных людей в случае узких серфов и досок (т.е. когда результирующий центр тяжести поднят слишком высоко и возникают трудности балансирования без активного режима).With an increase in speed and a decrease in the height of the waves, the stability of a swimming means with a keel increases, therefore, under such conditions, it is advisable to displace water from the cavity 20 (for example, compressed air from a mini-compressor or a mechanical piston if the cavity shape is cylindrical, etc.). Due to this, the keel buoyancy increases, the draft of the craft decreases and the resistance to its movement decreases. This also makes it possible to adjust the keel parameters to the weight of the athlete, which, like the entire stabilization system as a whole, eliminates discrimination for massive and bulky people in the case of narrow surfs and boards (i.e. when the resulting center of gravity is raised too high and balancing difficulties arise without active mode).

Следует заметить, что при выключении режима стабилизации (например, аварийном) поведение плавательного средства с активным килем меняется слишком резко, что может быть опасно. Следствием может быть немедленное заполнение полостей 20 водой для увеличения устойчивости и соответствующая индикация (например, на пульте 10). Предлагается также использовать дополнительную систему безопасности в виде двух или более надувных мешков по бокам плавательного средства для сохранения необходимой поперечной устойчивости при исчерпании источников энергии движителей стабилизации 6, 11, 12 или в случае поломки последних. Предлагаемая система реагирует на поломку движителей или разряд аккумуляторов так, что использует последнюю энергию батарей для надувания указанных мешков воздухом, увеличивая площадь плавательного средства, его поперечную устойчивость и безопасность. Эта же система может быть полезна при начальном обучении.It should be noted that when the stabilization mode is switched off (for example, emergency), the behavior of a boat with an active keel changes too sharply, which can be dangerous. The consequence may be the immediate filling of the cavities 20 with water to increase stability and the corresponding indication (for example, on the remote control 10). It is also proposed to use an additional security system in the form of two or more inflatable bags on the sides of the swimming means to maintain the necessary lateral stability when the energy sources of stabilization engines 6, 11, 12 are exhausted or in case of failure of the latter. The proposed system responds to engine breakdowns or battery discharge so that it uses the latest battery energy to inflate these bags with air, increasing the area of the swimming means, its lateral stability and safety. The same system may be useful in elementary school.

Активный киль может быть снабжен также транспортной системой безопасности, препятствующей например, случайному включению без помещения в воду, а также при углах, близких к горизонтали (что может быть важно при транспортировке и как предосторожность при шалостях детей).The active keel can also be equipped with a transport safety system, which prevents, for example, accidental inclusion without being placed in water, as well as at angles close to the horizontal (which can be important during transportation and as a precaution for pranks of children).

Ввиду того, что наличие активного киля резко улучшает устойчивость плавательного средства, возникает возможность для осуществления самой разной регулярной двигательной активности спортсменом, например: нажимание педалей дополнительного водомета, установленного на плавательном средстве, педального или иного устройства преобразования мускульной энергии в электрическую для подзарядки аккумуляторов или непосредственного движения плавательного средства, а также осуществления другой полезной деятельности без риска раскачивания или бокового переворачивания.Due to the fact that the presence of an active keel dramatically improves the stability of a swimming means, it becomes possible to carry out a variety of regular motor activities by an athlete, for example: pressing the pedals of an additional water jet mounted on a swimming means, a pedal or other device for converting muscular energy into electrical energy for recharging batteries or directly movement of a swimming craft, as well as other useful activities without the risk of rocking or shackle overturning.

Claims (18)

1. Активное приспособление для движения по воде, содержащее корпус со встроенным движителем, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде киля, в полости которого расположен реверсивный, поперечный относительно заданного направления движения плавательного средства движитель.1. An active device for moving on water, comprising a body with a built-in mover, characterized in that the body is made in the form of a keel, in the cavity of which there is a mover that is reversible, transverse to a given direction of movement of the swimming means. 2. Активное приспособление по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено средствами автоматического управления движителями в виде пульта управления с контроллером и датчиком наклона, подключенным к информационному входу контроллера, выход которого соединен со входами управления движителями.2. The active device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with means for automatic control of the engines in the form of a control panel with a controller and a tilt sensor connected to the information input of the controller, the output of which is connected to the control inputs of the engines. 3. Активное приспособление по п.2, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью изменения с пульта управления коэффициента передачи канала датчик наклона - движитель.3. The active device according to claim 2, characterized in that the controller is configured to change the channel transmission coefficient of the tilt sensor - propulsion from the control panel. 4. Активное приспособление по п.3, отличающееся тем, что алгоритм и/или степень изменения коэффициента передачи канала датчик наклона - движитель рассчитывается с учетом внешних условий, гидродинамики плавательного средства, положения центра тяжести оператора и выбранного им режима.4. The active device according to claim 3, characterized in that the algorithm and / or the degree of change of the channel transmission coefficient of the tilt sensor - propulsion is calculated taking into account external conditions, hydrodynamics of the swimming means, the position of the operator’s center of gravity and the mode selected by him. 5. Активное приспособление по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено заслонками, установленными с возможностью отведения струи, созданной движителями, в направлении, обратном заданному направлению движения плавательного средства.5. The active device according to claim 1, characterized in that it is equipped with dampers installed with the possibility of diverting the jet created by the propulsion devices in the direction opposite to the specified direction of movement of the swimming means. 6. Активное приспособление по п.1, отличающееся тем, что задняя и/или нижняя часть киля может быть выполнена гибкой.6. The active device according to claim 1, characterized in that the rear and / or lower part of the keel can be made flexible. 7. Активное приспособление по п.1, отличающееся тем, что киль выполнен с нижними лепестками, на которых соответственно размещены, по меньшей мере, два движителя и которые выполнены с возможностью их фиксации в наклонном или горизонтальном положении.7. The active device according to claim 1, characterized in that the keel is made with lower petals, on which at least two propulsors are respectively located and which are capable of fixing them in an inclined or horizontal position. 8. Активное приспособление по п.1, отличающееся тем, что киль выполнен с боковыми пластинами, на которых установлены соответствующие движители.8. The active device according to claim 1, characterized in that the keel is made with side plates on which the respective propulsors are mounted. 9. Активное приспособление по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одной полостью, выполненной с возможностью контролируемого заполнения водой или воздухом и расположенной в корпусе киля.9. The active device according to claim 1, characterized in that it is provided with at least one cavity made with the possibility of controlled filling with water or air and located in the keel body. 10. Активное приспособление для движения по воде, содержащее корпус со встроенным движителем, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде киля, на котором установлены, по меньшей мере, два движителя, направленные под прямым или тупым углом к заданному направлению движения плавательного средства.10. An active device for moving on water, comprising a housing with a built-in mover, characterized in that the housing is made in the form of a keel, on which at least two movers are mounted, directed at a right or obtuse angle to a given direction of movement of the swimming means. 11. Активное приспособление по п.10, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено средствами автоматического управления движителями в виде пульта управления с контроллером и датчиком наклона, подключенным к информационному входу контроллера, выход которого соединен со входами управления движителями.11. The active device according to claim 10, characterized in that it is additionally equipped with means for automatic control of the engines in the form of a control panel with a controller and a tilt sensor connected to the information input of the controller, the output of which is connected to the control inputs of the engines. 12. Активное приспособление по п.11, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью изменения с пульта управления коэффициента передачи канала датчик наклона - движитель.12. The active device according to claim 11, characterized in that the controller is configured to change the gear ratio of the channel from the control panel to the tilt sensor - propulsion. 13. Активное приспособление по п.12, отличающееся тем, что алгоритм и/или степень изменения коэффициента передачи канала датчик наклона - движитель рассчитывается с учетом внешних условий, гидродинамики плавательного средства, положения центра тяжести оператора и выбранного им режима.13. The active device according to claim 12, characterized in that the algorithm and / or the degree of change of the channel transmission coefficient of the tilt sensor - propulsion is calculated taking into account external conditions, the hydrodynamics of the swimming means, the position of the operator’s center of gravity and the mode selected by him. 14. Активное приспособление по п.10, отличающееся тем, что оно снабжено заслонками, установленными с возможностью отведения струи, созданной движителями, в направлении, обратном заданному направлению движения плавательного средства.14. The active device according to claim 10, characterized in that it is equipped with shutters installed with the possibility of abduction of the jet created by the propulsion devices in the direction opposite to the specified direction of movement of the swimming means. 15. Активное приспособление по п.10, отличающееся тем, что задняя и/или нижняя часть киля может быть выполнена гибкой.15. The active device of claim 10, wherein the rear and / or lower part of the keel can be made flexible. 16. Активное приспособление по п.10, отличающееся тем, что киль выполнен с нижними лепестками, на которых соответственно размещены, по меньшей мере, два движителя и которые выполнены с возможностью их фиксации в наклонном или горизонтальном положении.16. The active device according to claim 10, characterized in that the keel is made with lower petals on which at least two propulsors are respectively located and which are capable of fixing them in an inclined or horizontal position. 17. Активное приспособление по п.10, отличающееся тем, что киль выполнен с боковыми пластинами, на которых установлены соответствующие движители.17. The active device according to claim 10, characterized in that the keel is made with side plates on which the respective propulsors are mounted. 18. Активное приспособление по п.10, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одной полостью, выполненной с возможностью контролируемого заполнения водой или воздухом и расположенной в корпусе киля. 18. The active device of claim 10, characterized in that it is provided with at least one cavity made with the possibility of controlled filling with water or air and located in the keel body.
RU2014138624/11A 2014-09-25 2014-09-25 Active appliance for motion of water composed by keel (versions) RU2570924C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138624/11A RU2570924C1 (en) 2014-09-25 2014-09-25 Active appliance for motion of water composed by keel (versions)
PCT/RU2015/000604 WO2016048196A1 (en) 2014-09-25 2015-09-24 System for actively stabilizing a small floating craft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138624/11A RU2570924C1 (en) 2014-09-25 2014-09-25 Active appliance for motion of water composed by keel (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2570924C1 true RU2570924C1 (en) 2015-12-20

Family

ID=54608923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014138624/11A RU2570924C1 (en) 2014-09-25 2014-09-25 Active appliance for motion of water composed by keel (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570924C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104898C1 (en) * 1995-12-09 1998-02-20 Научно-производственное предприятие "Форма" Surfing with fin

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104898C1 (en) * 1995-12-09 1998-02-20 Научно-производственное предприятие "Форма" Surfing with fin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11479324B2 (en) Watercraft device with hydrofoil and electric propeller system
Lu et al. Design, fabrication, and characterization of a multimodal hybrid aerial underwater vehicle
KR101522667B1 (en) Driving type surfboard
CN108313232B (en) Combined ship stabilizing device based on two-dimensional vector propeller and moving weight
US20230043812A1 (en) Control system for a hydrofoil watercraft with fully submerged hydrofoil
WO2016048196A1 (en) System for actively stabilizing a small floating craft
WO2019072196A1 (en) Air powered surfing device
RU2570924C1 (en) Active appliance for motion of water composed by keel (versions)
RU151176U1 (en) ACTIVE DEVICE FOR MOTION BY WATER IN THE FORM OF KEEL AND ITS OPTIONS
JP2021075264A (en) Water craft such as surfboard or paddle board provided with controlled electrical assistance
KR101816136B1 (en) Segway Type Water Ledger Board Maintaining Autonomous Balance
US10005526B2 (en) Apparatus and method for powering a vessel with wind
JP2005254956A (en) Automated fixed point holding device of water jet propulsion ship
CN207902720U (en) A kind of underwater research vehicle that diver's manipulation is ridden
AU728158B2 (en) Watercraft stabilization apparatus
Hu et al. Modular design and motion control of reconfigurable robotic fish
US20230264787A1 (en) Training Device for Hydrofoil Watercraft and Methods of Use Thereof
RU2570998C1 (en) System for active stabilisation of small-size craft
CN107628210A (en) The underwater research vehicle that a kind of diver's manipulation is ridden
JP2022144227A (en) Water-surface moving body
CN107826229B (en) Differential hydrofoil wave propeller
EA041685B1 (en) WATER SKIING
AU2024202023A1 (en) Watercraft device with hydrofoil and electric propeller system
ITTO20120362A1 (en) AQUATIC RESCUE VEHICLE.
MXPA00000867A (en) Watercraft stabilization apparatus