RU2609577C1

RU2609577C1 - Aerodynamic aircraft

Info

Publication number: RU2609577C1
Application number: RU2015149359A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-02-02

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: aerodynamic aircraft comprises a body, the main engine, mechanically connected to vertical lift propellers, a main propulsion system, mechanically connected to sustainer propulsion devices, two conical double differentials joined to mechanisms of aircraft control in the space and vertical lift propellers, air-and-water steering wheels. Each vertical lift propeller comprises a cylindrical body with a gear in the middle part, driven shafts of which are installed vertically, with fixed upper and lower disc groups. Upper surface of each propeller disc is made as wavy in the form of radial spherical cavities and bulges alternating between each other, and on the lower surface there are dead depressions opening towards the lower surface of the disc in the form of truncated triangles, as well as "Л"-shaped internal radial channels made in the form of isosceles triangles, having inlet and outlet windows on the lower surface of the disc.

EFFECT: increased life force of vertical lift propellers.

27 dwg

Description

Изобретете относится к области судостроения и может найти применение в качестве транспортного средства.The invention relates to the field of shipbuilding and may find application as a vehicle.

Известно судно, содержащее корпус с водительским отделением, установленный на поплавки, внутри которого расположен двигатель с муфтой сцепления, механически соединенный с несущими винтами самолетного типа большого диаметра, установленными по два спереди и сзади под углом 25 градусов к корпусу (Авт. свид. СССР №312788, 1971).A vessel with a hull with a driver’s compartment mounted on floats is known, inside of which there is an engine with a clutch, mechanically connected to large-diameter aircraft rotors installed two in front and behind at an angle of 25 degrees to the hull (Auth. USSR. No. 312788, 1971).

Недостатками известного судна являются: большая энерговооруженность, повышенная опасность при эксплуатации, большие переменные нагрузки на лопасти винтов, работающих на границе двух сред и небольшая высота подъема корпуса судна над поверхностью воды.The disadvantages of the known vessel are: high power ratio, increased danger during operation, large variable loads on the blades of the propellers operating on the border of two media and a small height of the hull of the vessel above the water surface.

Указанные недостатки обусловлены выбранной схемой конструкции судна.These disadvantages are due to the selected design of the vessel.

Известно такое аэродинамическое судно, содержащее корпус с водительским и пассажирским отделениями, главный двигатель, размещенный в носовой части корпуса судна, механически связанный посредством силовой передачи с движителями вертикального подъема, маршевый двигатель, расположенный в кормовой части судна, механически связанный посредством силовой передачи с маршевыми движителями, главный редуктор, два двойных конических дифференциала, одна из полуосей одного из которых соединена с двумя передними парами движителей вертикального подъема, а другая полуось соединена с двумя задними парами движителей вертикального подъема, одна полуось другого дифференциала соединена с парой движителей вертикального подъема левого борта, а другая полуось соединена с парой средних движителей вертикального подъема правого борта, при этом тормоза тормозных барабанов упомянутых дифференциалов кинематически соединены с ручкой управления корпусом судна в пространстве, в задней части корпуса судна установлены вертикальные водовоздушные рули направления, соединенные с педалями путевого управления, дисковые движители вертикального подъема цилиндрические и внутри каждого из них размещен редуктор, ведущий вал которого пропущен через боковое отверстие корпуса, а ведомые валы размещены вертикально и на них закреплены верхние и нижние группы дисков (Патент РФ №2149109, кл. В60V 1/14, 3/06, 2000).Such an aerodynamic vessel is known, comprising a hull with driver and passenger compartments, a main engine located in the bow of the ship’s hull, mechanically coupled by means of a power transmission with vertical propulsion engines, a marching engine located in the stern of the ship, mechanically connected by means of a power transmission with marching engines , main gearbox, two double bevel differential, one of the half axles of one of which is connected to two front pairs of vertical one half axle of the other differential is connected to a pair of left vertical elevator movers and the other half axis is connected to a pair of middle starboard vertical elevator movers, while the brake drum brakes of the differentials are kinematically connected to the hull control handle in space, in the rear of the hull there are vertical air-air rudders connected to the track pedals second control disc thrusters vertical lifting cylinder and inside each of them placed reducer, the drive shaft which passed through the side hole of the body, and the driven shafts are arranged vertically and are secured upper and lower groups of disks (RF Patent №2149109, Cl. B60V 1/14, 3/06, 2000).

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.

Недостатком известного аэродинамического судна, принятого за прототип, является недостаточная подъемная сила движителей вертикального подъема.A disadvantage of the known aerodynamic vessel, adopted as a prototype, is the insufficient lifting force of the vertical propulsion engines.

Указанный недостаток обусловлен конструкцией дисков движителей вертикального подъема.This drawback is due to the design of the drives of the vertical lift.

Задачей настоящего изобретения, является повышение технических характеристик аэродинамического судна.The objective of the present invention is to increase the technical characteristics of an aerodynamic vessel.

Технический результат обеспечивается тем, что в аэродинамическом судне, содержащем корпус с водительским и пассажирским отделениями, главный двигатель, размещенный в носовой части корпуса судна, механически связанный посредством силовой передачи с движителями вертикального подъема, маршевый двигатель, расположенный в кормовой части судна, механически связанный посредством силовой передачи с маршевыми движителями, главный редуктор, два двойных конических дифференциала, одна из полуосей одного из которых соединена с двумя передними парами движителей вертикального подъема, а другая, полуось соединена с двумя задними парами движителей вертикального подъема, одна полуось другого дифференциала соединена с парой средних движителей вертикального подъема левого борта, а другая полуось соединена, с жарой средних движителей вертикального подъема правого борта, при этом тормоза тормозных барабанов упомянутых дифференциалов кинематических соединены с ручкой управления корпусом судна в пространстве, в задней части корпуса судна установлены вертикальные водовоздушные рули направления, соединенные с педалями путевого управления, дисковые движители вертикального подъема цилиндрические и внутри каждого из них размещен редуктор, ведущий вал которого пропущен через боковое отверстие корпуса, а ведомые валы размещены вертикально и на них закреплены верхние и нижние группы дисков, согласно изобретению верхняя поверхность каждого из дисков выполнена волнистой в форме чередующихся между собой радиальных сферических впадин и выпуклостей, сужающихся к центру вращения, а на нижней поверхности каждого из дисков выполнены по концентрическим окружностям глухие углубления в форме усеченных треугольников, повернутых своими усеченными вершинами к центру вращения, Л-образные внутренние радиальные каналы, сужающиеся в сторону центра вращения, выполненные в форме равнобедренных треугольников, вершины которых повернуты в сторону центра вращения и имеющих на нижних поверхностях дисков впускные и выпускные радиальные окна, впускные окна могут становиться выпускными и наоборот в зависимости от направления вращения дисков, углубления в форме равнобедренных треугольников, повернутых своими вершинами в сторону центра вращения, расположенных между впускными и выпускными окнами Л-образных каналов, причем дно каждого Л-образного канала параллельно верхней или нижней плоскости диска, а противоположные боковые стенки их равны по размерам и площадям.The technical result is ensured by the fact that in an aerodynamic vessel comprising a hull with driver and passenger compartments, a main engine located in the bow of the ship’s hull, mechanically coupled by means of a power transmission with vertical lift engines, a cruising engine located in the stern of the ship, mechanically connected by power transmission with marching propulsion, main gearbox, two double bevel differential, one of the half axles of one of which is connected to two front axles arrays of vertical lift movers, and the other half shaft is connected to two rear pairs of vertical lift movers, one half axle of the other differential is connected to a pair of medium left side vertical lift movers, and the other half axis is connected to the heat of medium right side vertical lift, with brake brakes the drums of the mentioned kinematic differentials are connected to the handle of the hull control in space, vertical water-air rolls are installed in the back of the hull directions connected to the directional pedals, vertical vertical disk drives, and inside each of them there is a gearbox, the drive shaft of which is passed through the side opening of the housing, and the driven shafts are placed vertically and upper and lower groups of disks are fixed to them, according to the invention, the upper surface of each of disks made wavy in the form of alternating between each other radial spherical hollows and bulges, tapering to the center of rotation, and on the lower surface of each of the disks In concentric circles, blind cavities were made in the form of truncated triangles rotated by their truncated vertices toward the center of rotation, L-shaped internal radial channels narrowing towards the center of rotation, made in the form of isosceles triangles, the vertices of which are turned toward the center of rotation and having lower surfaces disks inlet and outlet radial windows, inlet windows can become exhaust and vice versa, depending on the direction of rotation of the disks, isosceles-shaped recesses triangles rotated with their vertices towards the center of rotation located between the inlet and outlet windows of the L-shaped channels, the bottom of each L-shaped channel parallel to the upper or lower plane of the disk, and their opposite side walls are equal in size and area.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фигуре 1 изображен общий вид аэродинамического судна;the figure 1 shows a General view of an aerodynamic vessel;

на фигуре 2 - вид на аэродинамическое судно сверху;figure 2 is a view of the aerodynamic vessel from above;

на фигуре 3 - вид на аэродинамическое судно снизу;figure 3 is a view of the aerodynamic vessel from below;

на фигуре 4 - разрез по миделю;figure 4 is a section along the midsection;

на фигуре 5 - схема привода движителей вертикального подъема;figure 5 is a diagram of the drive propulsion vertical lift;

на фигуре 6 - устройство двухвального редуктора;figure 6 - the device of a two-shaft gear;

на фигуре 7 - устройство трехвального редуктора;figure 7 is a three-shaft gear device;

на фигуре 8 - устройство двойного конического дифференциала;figure 8 is a double conical differential device;

на фигуре 9 - общий вид движителя вертикального подъема;figure 9 is a General view of the mover of a vertical lift;

на фигуре 10 - вид на движитель вертикального подъема сверху;figure 10 is a view of the mover vertical lift from above;

на фигуре 11 - движитель вертикального подъема в разрезе;in figure 11 - mover vertical lift in the context;

на фигуре 12 - редуктор движителя вертикального подъема в разрезе;figure 12 is a gearbox of the vertical lift propulsion in the context;

на фигуре 13 - вид на диск движителя вертикального подъема сверху;figure 13 is a view of the disk of the mover vertical lift from above;

на фигуре 14 - вид на диск движителя вертикального подъема снизу;figure 14 is a view of the disk of the mover vertical lift from the bottom;

на фигуре 15 - вид на диск движителя, вертикального подъема сбоку в разрезе;in figure 15 is a view of the disk of the mover, vertical lift from the side in section;

на фигуре 16 - вид на треугольные углубления и впускные и выпускные окна Л-образного канала;figure 16 is a view of the triangular recesses and the inlet and outlet windows of the L-shaped channel;

на фигуре 17 - вид на углубление и Л-образный канал диска в разрезе;figure 17 is a sectional view of the recess and the L-shaped channel of the disk;

на фигурах 18 и 19 - схемы создания подъемной силы на диске движителя вертикального подъема;in figures 18 and 19 - diagrams of the creation of lifting force on the disk of the mover of vertical lifting;

на фигуре 20 - схема управления аэродинамическим судном в пространстве;figure 20 is a control diagram of an aerodynamic vessel in space;

на фигуре 21 - схема привода маршевых движителей;figure 21 is a diagram of the drive propulsion propulsion;

на фигуре 22 - схема системы путевого управления аэродинамическим судном;in figure 22 is a diagram of a system of track control of an aerodynamic vessel;

на фигуре 23 - схема подъема корпуса аэродинамического судна над поверхностью воды;figure 23 is a diagram of the lifting of the hull of an aerodynamic vessel above the surface of the water;

на фигуре 24 - схема набора высоты аэродинамическим судном при движении над поверхностью воды;figure 24 is a diagram of the climb of an aerodynamic vessel while moving above the surface of the water;

на фигуре 25 - схема снижения аэродинамического судна при движении над поверхностью воды;in figure 25 is a diagram of the reduction of an aerodynamic vessel when moving above the surface of the water;

на фигуре 26 - наклон корпуса аэродинамического судна на правый борт;in figure 26 - the inclination of the hull of the aerodynamic vessel on the starboard side;

на фигуре 27 - наклон корпуса аэродинамического судна на левый борт.in figure 27 - the inclination of the hull of the aerodynamic vessel to the port side.

Аэродинамическое судно содержит корпус 1 обтекаемой формы, плоскодонный с успокоителями бортовой качки 2, размещенные на днище. Снаружи корпуса в его задней части установлены маршевые движители в форме воздушных винтов изменяемого шага 3, размещенных в кольцах 4 и рули направления 5, а по бортам корпуса выполнены боковые отсеки 6, имеющие сверху и снизу решетки 7. Внутри корпуса выполнены водительское и пассажирское отделения. Главный двигатель 8, установленный в носовой части корпуса судна и, имеющий муфту сцепления 9 соединен с главным редуктором 10, который карданным валом 11 соединен с двойным коническим дифференциалом 12 продольного управления корпусом судна и имеющим тормозные барабаны 13 с тормозами 14, 15. Полуоси указанного дифференциала карданными валами 16, 17, 18, 19, 20, 21 соединены через передний 22, задний 23 и бортовые 24 редукторы, а передними 25, 26, 27, 28 и задними 29, 30, 31, 32 движителями вертикального подъема. Главный редуктор также карданным валом 33 соединен с двойным коническим дифференциалом 34 поперечного управления корпусом аэродинамического судна. Полуоси этого дифференциала, имеющего тормозные барабаны 35 с тормозами 36, 37, соединены карданными валами 38, 39 через бортовые редукторы со средними движителями вертикального подъема 40, 41 левого борта и 42, 43 правого борта. Передний и задний редукторы имеют одинаковое устройство, и каждый из них содержит корпус 44, закрытый крышкой 45. В подшипниках корпуса установлен ведущий вал 46 с закрепленной на нем ведущей шестерней 47, входящей в зацепление с ведомыми шестернями 48, 49, закрепленными на ведомых валах 50, 51, установленных в подшипниках корпуса и крышки. На валах закреплены фланцы 52. Часть бортовых редукторов может быть трехвальными, а часть двухвальными. Двухвальный редуктор содержит корпус 52, закрытый крышкой 53, в подшипнике которого закреплен вал 54, а шестерней 55 входящей в зацепление с шестерной 56, закрепленной на валу 57, установленном в подшипнике крышки. На валах закреплены фланцы. Оба двойных конических дифференциала одинаковы по конструкции, и каждый из них содержит наружный корпус 58, закрытый крышками 59 и 60, в одной из которых закреплен подшипник с ведущим валом 61, ведущая шестерня 62 которого входит в зацепление с шестерной 63 внутреннего корпуса 64. В подшипниках внутреннего корпуса два двойных сателлита 65, 66, каждый из которых имеет большую и малую шестерни. С большими шестернями сателлитов входят в зацепление шестерням 67, 68 тормозных барабанов, а с малыми шестернями сателлитов входят в зацепление шестерни 69, 70, закрепленные на полуосях 71, 72. Все движители вертикального подъема одинаковы по конструкции и каждый из них содержит вертикальный цилиндрический корпус 73 открытый сверху и снизу, имеющий снаружи две опорные шейки 74, одна из которых имеет отверстие, в которое пропущен ведущий вал 75 редуктора 76, размещенного внутри средней части корпуса. Редуктор прикреплен к корпусу посредством четырех кронштейнов 77 и содержит корпус 78, закрытый крышкой 79. Ведомые валы 80, 81, размещенные вертикально, имеют с одной стороны ведомые шестерни 82, 83, входящие в зацепление с ведущей шестерней 84, закрепленной на ведущем валу, а с другой стороны на них закреплены верхняя 85 и нижняя 86 группы дисков, имеющих зазор с корпусом движителя вертикального подъема. Один конец каждого из ведомых валов закреплен в подшипнике корпуса редуктора, а другой конец каждого из них закреплен в подшипнике 87, привернутого посредством кронштейнов к корпусу движителя вертикального подъема. Диски на ведомых вертикальных валах установлены на некотором расстоянии друг от друга, один над другим. Каждый диск 88 выполнен из прочного и легкого материала. Верхняя поверхность каждого из дисков выполнена волнистой в форме чередующихся между собой радиальных сферических впадин 89 и выпуклостей 90, сужающихся к центру вращения диска с целью увеличения верхней поверхности. На нижней поверхности каждого из дисков выполнены по концентрическим окружностям глухие углубления 91 в форме усеченных треугольников, повернутых своими усеченными вершинами к центру вращения диска. Также на нижней поверхности каждого диска выполнены Л-образные внутренние радиальные каналы 92, сужающиеся к центру вращения диска, в форме равнобедренных треугольников, вершины которых повернуты в сторону центра вращения диска и имеющих на нижней поверхности диска впускные 93 и выпускные 94 окна. Впускные окна могут становиться выпускными и наоборот в зависимости от направления вращения диска. Также на нижних поверхностях дисков выполнены углубления 95 в форме равнобедренных треугольников, повернутых своими вершинами в сторону центра вращения, расположенных между впускными и выпускными окнами Л-образных каналов. Дно 96 каждого Л-образного канала параллельно верхней или нижней плоскости диска, а противоположные стенки впускных и выпускных окон равны по размерам в продольном и поперечном направлениях и, следовательно, по площади. Для предотвращения гироскопических моментов направление вращения верхних и нижних групп дисков движителей вертикального подъема должно быть противоположным. Маршевый двигатель 97, имеющий муфту сцепления 98, установленный в кормовой части судна, карданным валом 99 соединен с редуктором 100, имеющим такое же устройство, что и описанный ранее трехвальный редуктор, выходные валы которого посредством карданных валов 101 соединены с внутренними редукторами 102, установленными в кольцах, на ведомых валах которых закреплены воздушные винты изменяемого шага, кинематически связанные с механизмом управления движением аэродинамического судна в прямом и обратном направлениях. Позади маршевых движителей установлены водовоздушные рули, которые посредством гидравлической системы, состоящей из масляного бака 103, масляного насоса 104, приводимого в движение электродвигателем, не показанным на чертеже, правого 105 и левого 106 гидравлических кранов, исполнительного гидроцилиндра 107, соединенного тягой 108 и рычагами 109, связанной с ножными педалями 110 путевого управления, закрепленных на оси 111 и имеющих рычаг 112, взаимодействующий с золотниками правого и левого гидравлических кранов. Система управления аэродинамическим судном в пространстве содержит ручку управления 113, закрепленную шарнирно на валу 114, установленным на подшипниках и имеющим рычаг 115, взаимодействующий с золотниками гидравлических кранов 116, 117 продольного наклона, которые посредством трубопроводов гидравлически соединены с гидроцилиндрами 118, 119 привода тормозов двойного конического дифференциала продольного наклона корпуса судна. На нижнем конце ручки управления имеется полукруглый сектор 120, взаимодействующий с золотниками гидравлических кранов 121, 122, которые гидравлически соединены с гидроцилиндрами 123, 124 привода тормозов двойного конического дифференциала поперечного наклона корпуса судна. Кроме того гидравлическая система управления корпусом судна в пространстве имеет масляный бак 125, масляный насос 126 с редукционным клапаном 127, приводимый в движение электродвигателем, не показанном на чертеже. Работает аэродинамическое судно следующим образом.The aerodynamic vessel contains a streamlined body 1, flat-bottomed with roll stabilizers 2, located on the bottom. Outside the hull in its rear part there are marching propellers in the form of variable pitch 3 propellers located in the rings 4 and rudders 5, and on the sides of the hull there are side compartments 6 having gratings 7 above and below. Inside the hull, driver and passenger compartments are made. The main engine 8, mounted in the bow of the ship’s hull and having a clutch 9, is connected to the main gearbox 10, which is connected to the double conical differential 12 of the longitudinal control of the ship’s hull with a driveshaft 11 and has brake drums 13 with brakes 14, 15. Half-axes of the indicated differential cardan shafts 16, 17, 18, 19, 20, 21 are connected through the front 22, rear 23 and 24 final drives, and the front 25, 26, 27, 28 and rear 29, 30, 31, 32 vertical lift engines. The main gearbox is also connected to the cardan shaft 33 with a double conical differential 34 for lateral control of the hull of the aerodynamic vessel. The half shafts of this differential, having brake drums 35 with brakes 36, 37, are connected by cardan shafts 38, 39 through final drives with middle vertical lift movers 40, 41 of the left side and 42, 43 of the right side. The front and rear gearboxes have the same device, and each of them contains a housing 44, closed by a cover 45. The drive shaft 46 is mounted in the bearings of the housing with a drive gear 47 fixed therein, which engages with driven gears 48, 49, mounted on the driven shafts 50 , 51 mounted in the bearings of the housing and cover. Flanges 52 are fixed on the shafts. Some of the final drives can be three-shaft, and some two-shaft. The two-shaft gearbox contains a housing 52, closed by a cover 53, in the bearing of which a shaft 54 is fixed, and a gear 55 engaging with a gear 56, mounted on a shaft 57 mounted in the cover bearing. Flanges are fixed on the shafts. Both double conical differential gears are identical in design, and each of them contains an outer housing 58, closed by covers 59 and 60, in one of which a bearing with a drive shaft 61 is fixed, the drive gear 62 of which engages with the gear 63 of the inner housing 64. In the bearings two double satellites 65, 66, each of which has large and small gears, are in the inner case. With large gears of the satellites, the gears of the brake drums engage, 67, and with small gears of the satellites, the gears 69, 70 are mounted on the axles 71, 72. All the vertical propulsion gears are identical in design and each of them contains a vertical cylindrical housing 73 open on the top and bottom, having two supporting journals 74 on the outside, one of which has an opening into which the drive shaft 75 of the gearbox 76 located inside the middle part of the housing is passed. The gearbox is attached to the casing by means of four brackets 77 and comprises a casing 78 closed by a cover 79. The driven shafts 80, 81, arranged vertically, have driven gears 82, 83 on one side that engage with the pinion gear 84 mounted on the drive shaft, and on the other hand, the upper 85 and lower 86 groups of disks are fixed on them, having a gap with the housing of the vertical lift mover. One end of each of the driven shafts is fixed in the bearing of the gear housing, and the other end of each of them is fixed in the bearing 87, screwed through brackets to the housing of the vertical lift mover. Disks on driven vertical shafts are installed at a certain distance from each other, one above the other. Each disc 88 is made of durable and lightweight material. The upper surface of each of the disks is made wavy in the form of alternating radial spherical depressions 89 and bulges 90, tapering to the center of rotation of the disk in order to increase the upper surface. On the lower surface of each of the disks, blind recesses 91 are made in concentric circles in the form of truncated triangles rotated by their truncated vertices to the center of rotation of the disk. Also on the lower surface of each disk there are L-shaped internal radial channels 92, tapering to the center of rotation of the disk, in the form of isosceles triangles, the vertices of which are turned towards the center of rotation of the disk and have inlet 93 and outlet 94 windows on the lower surface of the disk. Inlet windows can become exhaust and vice versa depending on the direction of rotation of the disk. Also, on the lower surfaces of the disks, recesses 95 are made in the form of isosceles triangles, turned with their vertices towards the center of rotation, located between the inlet and outlet windows of the L-shaped channels. The bottom 96 of each L-shaped channel is parallel to the upper or lower plane of the disk, and the opposite walls of the inlet and outlet windows are equal in size in the longitudinal and transverse directions and, therefore, in area. To prevent gyroscopic moments, the direction of rotation of the upper and lower groups of disks of the vertical propulsion drives should be opposite. The main engine 97, having a clutch 98 installed in the stern of the vessel, is connected to a gear shaft 100 with a gear shaft 100 having the same device as the previously described three-shaft gearbox, the output shafts of which are connected by means of cardan shafts 101 to the internal gears 102 installed in rings, on the driven shafts of which fixed pitch propellers are fixed, kinematically connected with the mechanism for controlling the movement of the aerodynamic vessel in the forward and reverse directions. Behind the propulsion engines, water-air rudders are installed, which, through a hydraulic system consisting of an oil tank 103, an oil pump 104, driven by an electric motor not shown in the drawing, a right 105 and a left 106 hydraulic cranes, an executive hydraulic cylinder 107 connected by a rod 108 and levers 109 associated with the foot pedals 110 of the directional control mounted on the axis 111 and having a lever 112 that interacts with the spools of the right and left hydraulic cranes. The aerodynamic vessel control system in space comprises a control handle 113 pivotally mounted on a shaft 114 mounted on bearings and having a lever 115 that interacts with spools of hydraulic tilts 116, 117 of longitudinal inclination, which are hydraulically connected via pipelines to the double conical brake cylinders 118, 119 differential of the longitudinal inclination of the hull. At the lower end of the control handle there is a semicircular sector 120, which interacts with the spools of the hydraulic cranes 121, 122, which are hydraulically connected to the hydraulic cylinders 123, 124 of the double cone differential transverse differential of the hull. In addition, the hydraulic control system of the hull in space has an oil tank 125, an oil pump 126 with a pressure reducing valve 127, driven by an electric motor, not shown in the drawing. Works aerodynamic vessel as follows.

После запуска и прогрева двигателей 8, 97, проверки работы всех систем аэродинамическое судно готово к движению. Для этого включается муфта сцепления 9. Вращающийся момент от двигателя 8 через главный редуктор 10 карданными валами 11 и 33 передается на двойные конические дифференциалы 12 и 34. Полуоси обоих дифференциалов приходят во вращение и посредством карданных валов 18, 19, 38, 39 передают вращение через передний 22 и задний 23 редукторы, карданными валами 16, 17, 20, 21 на бортовые редукторы 24, а с них на редукторы 76 движителей вертикального подъема 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 40, 41, 42, 43. Ведомые валы 80, 81 приходят во вращение и вращают верхние группы 85 дисков 88 в одну сторону, а нижние группы 86 дисков 88 в противоположную сторону. При вращении каждого диска 88 в направлении, показанном на фигуре 18, вместе с ним вращаются, и частицы воздуха, соприкасающиеся с верхней и нижней поверхностями. Вследствие этого над верхней поверхностью и под нижней поверхностью диска 88 образуются вращающиеся пограничные слои воздуха. По закону Бернулли в движущемся потоке газа или жидкости давление всегда меньше, чей в прилегающем неподвижном слое. Поэтому на верхнюю поверхность диска действует сила разрежения Fв, направленная вверх, а на нижнюю поверхность диска 88 действует сила разрежения Fн, направленная вниз, которая меньше силы Fв так, как поверхность, обтекаемая воздухом на нижней стороне диска меньше, чем поверхность, обтекаемая воздухом на верхней стороне диска, причем верхняя поверхность диска для повышения разрежения увеличена за счет сферических впадин 89 и выпуклостей 90. (Из площади на нижней стороне диска 88 необходимо вычесть площадь углублений 91 и 95, которые не обтекаются воздухом.) В указанные углубления поступает воздух из вращающегося нижнего пограничного слоя и в них создается дополнительное динамическое давление, которое превосходит атмосферное давление воздуха (фиг. 18, 19). Силы F₁ и F₂, действующие на дно каждого углубления 91, 95 ничем не уравновешены, направлены вверх и увеличивают подъемную силу диска 88. Кроме того часть воздушного потока из вращающегося пограничного слоя воздуха поступает во впускные окна 93 Л-образных каналов 92. Воздух с силой входит внутрь этих каналов (фиг. 18) ударяет в дно 96, воздействуя на него силой F₃, а затем выходит наружу через выпускное окно 94. Силы F₃ еще больше увеличивают подъемную силу диска 88. Силы F₄ и F₅, действующие на боковые стенки Л-образных каналов 92 не создают подъемной силы и взаимно уничтожаются, как равные по величине и противоположно направленные. Силы, действующие на боковые поверхности дисков 88, также не увеличивают и не уменьшают подъемной силы, а представляют собой силы трения, тормозящие вращение дисков. Равнодействующая всех сил, создающих подъемную силу, будет равна Fравн = Fв+F₁+F₂+F₃-Fн и направлена вверх. Подъемная сила одного движителя вертикального подъема зависит от количества дисков, а также частоты их вращения и может изменяться в больших пределах. По мере увеличения частоты вращения дисков 88 подъемная сила движителей вертикального подъема 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 40, 41, 42, 43 увеличивается и, как только ее величина превысит вес аэродинамического судна, оно отрывается от поверхности воды и поднимается на некоторую высоту (фиг. 23). Величина подъемной силы регулируется частотой вращения вала главного двигателя 8. Как только аэродинамическое судно поднимется на необходимую высоту включается муфта сцепления 98. Вращающийся момент от маршевого двигателя 97 карданными валами 99, 101 через редуктор 100 и внутренние редукторы 102 подается на воздушные винты изменяемого шага 3. В зависимости от угла установки лопастей воздушные винты создают тягу, которая направлена вперед или назад, либо используется для торможения. Скорость движения аэродинамического судна регулируется увеличением или уменьшением частоты вращения вала маршевого двигателя 97 и углом установки лопастей воздушного винта 3. При полете аэродинамического судна над поверхностью воды или суши управление судном в пространстве осуществляется посредством ручки управления 113. Для набора высоты ручку управления 113 необходимо передвинуть в положение "на себя". В этом случае вместе с ней поворачивается и рычаг 115, который нажимает на золотник гидравлического крана 116 (фиг. 20). Масло из масляного бака 125 масляным насосом 126 станет подаваться в гидроцилиндр 119, шток которого выдвигается и тормоз 15 нажмет на задний тормозной барабан 13 двойного конического дифференциала 12 продольного управления корпусом судна. Задняя полуось этого дифференциала уменьшит скорость вращения, а передняя, полуось увеличит частоту вращения на такую же величину. Частота вращения дисков 88 задних движителей вертикального подъема 29, 30, 31, 32 уменьшится, а частота вращения дисков 88 передних движителей вертикального подъема 25, 26, 27, 28 возрастет на такую же величину. В результате этого подъемная сила в носовой части корпуса судна увеличится, а в кормовой части уменьшится. Носовая часть судна поднимется, а кормовая опустится, и судно станет осуществлять режим набора высоты (фиг. 24). При перемещении ручки управления 113 в положение "от себя" рычаг 115 поворачивается в противоположную сторону и нажимает на золотник гидравлического крана 117. Масло из масляного бака 125 масляным насосом 126 подается в гидроцилиндр 118, шток которого выдвигается и тормоз 14 нажимает на передний тормозной барабан 13 двойного конического дифференциала 12 продольного управления. Частота вращения дисков 88 передних движителей вертикального подъема 25, 26, 27, 28 уменьшится, а частота вращения дисков 88 задних движителей вертикального подъема 29, 30, 31, 32 на такую же величину увеличится. В результате подъемная сила в носовой части корпуса судна уменьшится, а в кормовой части возрастет и корпус судна, повернувшись вокруг поперечной оси, станет осуществлять снижение (фиг. 25). При перемещении ручки управления в положение "вправо" она поворачивается вокруг оси и своим полукруглым сектором 120 нажимает на золотник гидравлического крана 121. Масло из масляного бака 125 масляным насосом 126 станет подаваться в гидроцилиндр 124, а то к которого выдвигается и тормозом 36 нажимает на правый тормозной барабан 35 двойного конического дифференциала 34 поперечного управления. В результате правая полуось уменьшит частоту своего вращения, а левая полуось двойного конического дифференциала 34 поперечного управления увеличит на такую же величину. Частота вращения дисков 88 средних движителей вертикального подъема 42, 43 правого борта уменьшится, а частота вращения дисков 88 средних движителей вертикального подъема 40, 41 левого борта увеличится. Подъемная сила правого борта уменьшится, а левого борта возрастет и корпус судна повернется вокруг продольной оси, сделав крен вправо (фиг. 26). При отклонении ручки управления 113 в положение "влево" полукруглый сектор 120 повернется вправо и нажмет на золотник гидравлического крана 122. Масло из масляного бака 125 масляным насосом 126 станет подаваться в гидроцилиндр 123, шток которого выдвигается и тормоз 37 нажимает на левый тормозной барабан 35 двойного конического дифференциала 34 поперечного управления, левая полуось которого уменьшит скорость своего вращения, а правая полуось увеличит скорость вращения на такую же величину. Частота вращения дисков 88 средник движителей вертикального подъема 40, 41 левого борта уменьшится, а частота вращения дисков 88 средних движителей вертикального подъема 42, 43 правого борта увеличится на такую же величину. Подъемная сила левого борта уменьшится, а правого борта возрастет, и корпус судна повернется вокруг продольной оси, делая крен влево (фиг. 27). После выполнения маневра ручка управления 113 переводится в нейтральное положение. Применение двойных конических дифференциалов исключает полную остановку каких-либо движителей вертикального подъема и потерю подъемной силы в какой-либо части корпуса судна. Аэродинамическое судно может также двигаться в водоизмещающем режиме. Для этого останавливается главный двигатель 8, а маршевый двигатель 97 приводит во вращение воздушные винты 3, которые создают тягу и обеспечивают движение вперед, назад и торможение. Путевое управление аэродинамическим судном, при любом способе перемещения, осуществляется посредством ножных педалей 110. При нажатии на правую педаль рычаг 112 нажимает на золотник гидравлического крана 106. Масло из масляного бака 103 масляным насосом 104 подается в гидроцилиндр 107, поршень которого в нейтральном положении находится в средней части цилиндра (показано пунктиром на фиг. 22), который перемещается внутрь гидроцилиндра и посредством тяги 108 и рычагов 109 поворачивает водовоздушные рули 5 вправо. Набегающий на руль воздушный или водяной поток отклоняют корпус судна вправо. При нажатии на левую педаль рычаг 112 поворачивается вправо и нажимает на золотник гидравлического крана 105. Масло из масляного бака 103 масляным насосом 104 подается в гидроцилиндр 107, шток которого выдвигается наружу и через тягу 108 и рычаги 109 поворачивает рули направления 5 влево. Корпус судна поворачивает влево. При движении судна в водоизмещающем режиме успокоители 2 уменьшают бортовую качку, а при посадке на сушу предохраняют днище судна от разрушения. После прибытия на место назначения частота вращения вала главного двигателя 8 уменьшается. Подъемная сила снижается, и корпус судна опускается на поверхность воды. К причалу судно движется в водоизмещающем режиме и после подхода к нему оба двигателя 8 и 97 останавливаются. Судно может быть использовано для доставки людей и грузов в районы с короткой навигацией, а также в труднодоступные места.After starting and warming up the engines 8, 97, checking the operation of all systems, the aerodynamic vessel is ready for movement. To do this, the clutch is engaged 9. The rotational moment from the engine 8 is transmitted through the main gearbox 10 to the cardan shafts 11 and 33 to the double bevel differentials 12 and 34. The axles of both differentials come into rotation and transmit the rotation through the cardan shafts 18, 19, 38, 39 front 22 and rear 23 gearboxes, cardan shafts 16, 17, 20, 21 to final drives 24, and from them to gearboxes 76 vertical lift engines 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 40, 41, 42, 43. The driven shafts 80, 81 come into rotation and rotate the upper groups 85 of the disks 88 in one direction, the lower group 86 of disks 88 in the opposite direction. As each disk 88 rotates in the direction shown in FIG. 18, air particles that come in contact with the upper and lower surfaces rotate with it. As a result, rotating boundary layers of air form above the upper surface and below the lower surface of the disk 88. According to Bernoulli’s law, the pressure in a moving flow of gas or liquid is always less than that in an adjacent fixed layer. Therefore, the rarefaction force Fв directed upwards acts on the upper surface of the disk, and the downward force Fн directed downwards acts on the lower surface of the disk 88, which is less than the force Fв, since the surface streamlined by air on the lower side of the disk is less than the surface streamlined by air on the upper side of the disk, and the upper surface of the disk to increase the vacuum is increased due to spherical depressions 89 and bulges 90. (From the area on the lower side of the disk 88 it is necessary to subtract the area of the recesses 91 and 95, which do not flow around air.) Air from a rotating lower boundary layer enters these depressions and additional dynamic pressure is created in them, which exceeds atmospheric air pressure (Figs. 18, 19). The forces F ₁ and F ₂ acting on the bottom of each recess 91, 95 are unbalanced, directed upward and increase the lifting force of the disk 88. In addition, part of the air flow from the rotating boundary layer of air enters the inlet windows 93 of the L-shaped channels 92. Air with force enters these channels (Fig. 18) hits the bottom 96, acting on it with force F ₃ , and then exits through the outlet window 94. Forces F ₃ further increase the lifting force of the disk 88. Forces F ₄ and F ₅ , acting on the side walls of the L-shaped channels 92 do not create a lifting force and mutually destroyed, as equal in magnitude and oppositely directed. The forces acting on the side surfaces of the disks 88 also do not increase or decrease the lifting force, but are friction forces that inhibit the rotation of the disks. The resultant of all the forces that create the lifting force will be equal to F = Fв + F ₁ + F ₂ + F ₃ -Fн and is directed upwards. The lifting force of one vertical lift mover depends on the number of disks, as well as their rotation frequency, and can vary within wide limits. As the rotational speed of the disks 88 increases, the lifting force of the vertical lift engines 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 40, 41, 42, 43 increases and, as soon as its value exceeds the weight of the aerodynamic vessel, it breaks away from surface of the water and rises to a certain height (Fig. 23). The magnitude of the lifting force is controlled by the rotational speed of the shaft of the main engine 8. As soon as the aerodynamic vessel rises to the required height, the clutch 98 is turned on. The torque from the main engine 97 by the cardan shafts 99, 101 through the gearbox 100 and the internal gearboxes 102 is supplied to the propellers of variable pitch 3. Depending on the angle of installation of the blades, the propellers create a thrust that is directed forward or backward, or is used for braking. The speed of the aerodynamic vessel is controlled by increasing or decreasing the rotational speed of the shaft of the propulsion engine 97 and the angle of propeller blades 3. When the aerodynamic vessel is flying above the surface of the water or land, the vessel is controlled in space using the control stick 113. To climb, the control stick 113 must be moved self-position. In this case, the lever 115 is rotated with it, which presses the spool of the hydraulic valve 116 (Fig. 20). Oil from the oil tank 125 by the oil pump 126 will be supplied to the hydraulic cylinder 119, the rod of which extends and the brake 15 will press on the rear brake drum 13 of the double conical differential 12 of the longitudinal control of the hull of the vessel. The rear axle shaft of this differential will reduce the speed of rotation, and the front axle shaft will increase the speed by the same amount. The rotational speed of the disks 88 of the rear vertical movers 29, 30, 31, 32 will decrease, and the rotational speed of the disks 88 of the front vertical movers 25, 26, 27, 28 will increase by the same amount. As a result of this, the lifting force in the fore part of the ship’s hull will increase, and in the stern part it will decrease. The bow of the vessel will rise, and the stern will lower, and the vessel will begin to climb (Fig. 24). When the control knob 113 is moved to the “off” position, the lever 115 rotates in the opposite direction and presses the spool of the hydraulic valve 117. Oil from the oil tank 125 is supplied to the hydraulic cylinder 118 by the oil pump 126, the rod of which extends and the brake 14 presses the front brake drum 13 double conical differential 12 longitudinal control. The rotational speed of the disks 88 of the front vertical movers 25, 26, 27, 28 will decrease, and the rotational speed of the disks 88 of the rear vertical movers 29, 30, 31, 32 will increase by the same amount. As a result, the lifting force in the bow of the hull will decrease, and in the stern of the hull will increase, turning around the transverse axis, will begin to reduce (Fig. 25). When the control knob is moved to the "right" position, it rotates around its axis and presses the spool of the hydraulic valve 121 with its semicircular sector 120. Oil from the oil tank 125 will be supplied to the hydraulic cylinder 124 by the oil pump 126, and then it is extended to the cylinder 36 and presses the right a brake drum 35 of a double transverse differential 34 of the transverse control. As a result, the right half-axis will decrease the frequency of its rotation, and the left half-axis of the double conical differential 34 of the transverse control will increase by the same amount. The rotational speed of the disks 88 of the middle propellers of the vertical lift 42, 43 of the starboard side will decrease, and the rotational speed of the disks 88 of the middle propulsors of the vertical lift of 40, 41 of the starboard side will increase. The lifting force of the starboard side will decrease, and the left side will increase and the hull will turn around the longitudinal axis, making a roll to the right (Fig. 26). When the control knob 113 is turned to the “left” position, the semicircular sector 120 will turn to the right and press the spool of the hydraulic valve 122. Oil from the oil tank 125 will be supplied to the hydraulic cylinder 123 by the oil pump 126, the rod of which extends and the brake 37 presses the double left brake drum 35 transverse differential 34 of the transverse control, the left axis of which will reduce the speed of its rotation, and the right axis will increase the speed of rotation by the same amount. The rotational speed of the disks 88 of the middle of the vertical propulsion engines 40, 41 of the left side will decrease, and the rotational speed of the disks 88 of the middle propulsion of the vertical lift 42, 43 of the starboard side will increase by the same amount. The lifting force of the left side will decrease, and the right side will increase, and the hull will turn around the longitudinal axis, making a roll to the left (Fig. 27). After completing the maneuver, the control stick 113 is moved to the neutral position. The use of double conical differentials eliminates the complete stop of any vertical lift propulsors and loss of lift in any part of the ship's hull. An aerodynamic vessel can also move in a displacement mode. To do this, the main engine 8 stops, and the main engine 97 drives the propellers 3, which create traction and provide forward, reverse and braking. The directional control of the aerodynamic vessel, with any method of movement, is carried out by means of foot pedals 110. When the right pedal is pressed, the lever 112 presses the spool of the hydraulic valve 106. Oil from the oil tank 103 is supplied to the hydraulic cylinder 107 by the oil pump 104, the piston of which is in the neutral position in the middle part of the cylinder (shown by the dotted line in Fig. 22), which moves inside the hydraulic cylinder and by means of the rod 108 and levers 109 rotates the water-air rudders 5 to the right. The air or water flow on the steering wheel deflects the hull to the right. When the left pedal is depressed, the lever 112 turns to the right and presses the spool of the hydraulic valve 105. Oil from the oil tank 103 is supplied to the hydraulic cylinder 104 by the oil pump 104, the rod of which extends outward and through the rod 108 and levers 109 turns the rudders 5 to the left. The hull turns to the left. When the vessel moves in a displacement mode, the dampers 2 reduce the side rolling, and when landing on land they protect the bottom of the vessel from destruction. After arriving at the destination, the shaft speed of the main engine 8 decreases. The lifting force is reduced, and the hull is lowered to the surface of the water. The vessel moves to the berth in a displacement mode and, after approaching it, both engines 8 and 97 stop. The vessel can be used to deliver people and goods to areas with short navigation, as well as to inaccessible places.

Положительный эффект изобретения состоит в увеличении подъемной силы движителей вертикального подъема и повышении грузоподъемности аэродинамического судна.The positive effect of the invention is to increase the lifting force of the vertical propulsion engines and increase the carrying capacity of an aerodynamic vessel.

Claims

An aerodynamic vessel comprising a hull with driver and passenger compartments, a main engine located in the bow of the ship’s hull, mechanically connected by power transmission with vertical propulsion engines, a main engine located in the stern of the ship, mechanically connected by power transmission with marching propulsion, the main gearbox, two double bevel differential, one of the half axles of one of which is connected to two front pairs of vertical lift propellers, and the other the semi-axis is connected to two rear pairs of vertical lift movers, one semi-axis of the other differential is connected to a pair of left-side vertical lift movers, and the other axis is connected to a pair of medium right-hand vertical lift movers, while the brake drum brakes of the differentials are kinematically connected to the hull control handle in space, in the rear part of the ship’s hull, vertical water-air rudders are installed, connected to the directional pedals, vertical vertical disk drives are cylindrical and inside each of them there is a gearbox, the drive shaft of which is passed through the side opening of the housing, and the driven shafts are placed vertically and upper and lower groups of disks are fixed on them, characterized in that the upper surface of each of the disks is made wavy in shape alternating between each other radial spherical depressions and bulges, tapering to the center of rotation, and on the lower surface of each of the disks blind cavities are made along concentric circles I in the form of truncated triangles rotated by their truncated vertices to the center of rotation, L-shaped internal radial channels narrowing towards the center of rotation, made in the form of isosceles triangles whose vertices are turned towards the center of rotation and have radial inlet and outlet discs on the lower surfaces windows, inlet windows can become exhaust and vice versa, depending on the direction of rotation of the disks, recesses in the form of isosceles triangles, turned with their vertices to the sides center of rotation located between the inlet and outlet ports L-shaped channels, the bottom of each L-shaped channel parallel to the top or bottom plane of the disc, and the opposite side walls of equal size and squares.