RU2614367C1 - Device for implementation of hovercraft travel and control mode - Google Patents
Device for implementation of hovercraft travel and control mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614367C1 RU2614367C1 RU2016115000A RU2016115000A RU2614367C1 RU 2614367 C1 RU2614367 C1 RU 2614367C1 RU 2016115000 A RU2016115000 A RU 2016115000A RU 2016115000 A RU2016115000 A RU 2016115000A RU 2614367 C1 RU2614367 C1 RU 2614367C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- transitional
- vessel
- impeller
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V1/00—Air-cushion
- B60V1/04—Air-cushion wherein the cushion is contained at least in part by walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V3/00—Land vehicles, waterborne vessels, or aircraft, adapted or modified to travel on air cushions
- B60V3/06—Waterborne vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
- B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
- B63B1/38—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction using air bubbles or air layers gas filled volumes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания транспортных средств, использующих динамическую воздушную подушку, обладающих высокопроизводительным свойством компрессора на использовании импеллера, реактивная струя которого направлена для пневмоканалов в виде сжатого воздуха под днищем для создания подъемной и тяговой силы, и может быть использовано при создании транспортных средств (ТСВП) для перемещения по воде, снегу и земле, в особенности маломерных судов на воздушной подушке.The invention relates to the field of creating vehicles using a dynamic air cushion, having a high-performance compressor property using an impeller, the jet of which is directed for pneumatic channels in the form of compressed air under the bottom to create lifting and traction forces, and can be used to create vehicles (TSVP ) for movement on water, snow and land, in particular small size hovercraft.
В настоящее время известны различные способы и средства управления судами на воздушной подушке.Various methods and controls for hovercraft are currently known.
Известно устройство для создания подъемной силы посредством непрерывно вращающегося импеллера, содержащее импеллер, кожух, с открытой нижней частью расположенный вблизи внешней периферии импеллера на стороне создания противоподъемной силы таким образом, чтобы закрывать сторону создания противоподъемной силы, оставляя открытой сторону создания подъемной силы, полость выполненную на периферии вала импеллера, и неподвижную полуцилиндрическую перегородку, расположенную в полости импеллера вблизи внутренней периферии импеллера на стороне создания подъемной силы (Патент RU №2252898, В64С 11/00, 11/48, 23/00 от 10.08.2004).A device is known for generating lift by means of a continuously rotating impeller, comprising an impeller, a casing with an open lower part located near the outer periphery of the impeller on the side of creating anti-lifting force so as to cover the side of creating anti-lifting force, leaving the side of creating lifting force open, the cavity is made on the periphery of the impeller shaft, and a fixed semicylindrical partition located in the impeller cavity near the inner periphery of the impeller for one hundred rona creation of lifting force (Patent RU No. 22252898,
Также описан способ создания разгрузки и тяги для скегового транспортного аппарата на динамической воздушной подушке, содержащий несущее крыло-центроплан и стартовую маршевую установку с размещенными перед указанным крылом на пилоне поддувными двигателями, сопла которых выполнены с установленными под углом к горизонту отклоняющими насадками, верхняя поверхность крыла выполнена с поперечным уступом, который смещен в сторону носа от плоскости миделевого сечения, при этом крыло в нижней части по его ширине выполнено с направляющими каналами, каждый из которых расположен против одного из сопел поддувного двигателя, причем угол наклона каждого из направляющих каналов больше угла наклона соответствующей насадки по отношению к горизонту (Патент RU №2057664, В60V 1/08, B60V 3/08 от 10.04.1966).Also described is a method of creating unloading and traction for a skeg transport vehicle on a dynamic air cushion, comprising a center-wing wing and a mid-flight engine with inflatable engines placed in front of the wing on the pylon, whose nozzles are made with deflecting nozzles installed at an angle to the horizontal, the upper surface of the wing made with a transverse ledge, which is offset towards the nose from the plane of the mid-section, while the wing in the lower part along its width is made with guides alami, each of which is located against one of the nozzles of the blowing engine, and the angle of each of the guide channels is greater than the angle of inclination of the corresponding nozzle relative to the horizon (Patent RU No. 2057664, B60V 1/08,
Известны воздушные сани с воздушными винтами, создающими давление воздуха под днищем и двигающими транспорт, с юбкой, удерживающей воздух под плоским днищем и поплавками, поддерживающими транспорт на воде, днище выполнено из частей под различными углами для расположения под днищем поворачивающихся колец с крыловидными вставками, создающими динамическое давление на профильную часть днища с экранопланным эффектом и реактивное давление на качающиеся створки, расположенные на передней части транспорта (Патент RU №2478502, В60V 1/04, В60V 15/00 от 20.06.2012).Known air sleds with propellers that create air pressure under the bottom and move the transport, with a skirt that holds air under the flat bottom and floats that support transport on the water, the bottom is made of parts at different angles for the location under the bottom of the rotating rings with wing-shaped inserts that create dynamic pressure on the profile part of the bottom with an ekranoplan effect and reactive pressure on the swinging flaps located on the front of the vehicle (Patent RU No. 2478502, B60V 1/04,
Известен летательный аппарат-экраноплан, содержащий фюзеляж, крыло, горизонтальное и вертикальное оперение и воздушно-реактивную силовую установку. Под крылом экраноплана размещено устройство создания воздушной разгрузки и тяги, выполненное в виде проточной камеры, образованной крылом и боковыми ограждениями, причем боковые ограждения камеры установлены на консолях крыла (см. заявку DE №3319127, В60V 1/08 от 01.12.1983), кроме того, известно судно (US №2004065772, В60V 21/04, В64С 23/08 от 08.04.2004).Known aircraft-ekranoplan, containing the fuselage, wing, horizontal and vertical tail and air-propelled power plant. Under the winged wing of the winged wing there is a device for creating air discharge and thrust made in the form of a flow chamber formed by the wing and side rails, the side rails of the chamber mounted on the wing consoles (see application DE No. 3319127, B60V 1/08 of 12/01/1983), except In addition, the vessel is known (US No. 20044065772,
Все эти средства достаточно сложны, в особенности при использовании на маломерных судах на воздушной подушке. Кроме того, описанные суда обладают невысокой амфибийностью и мореходностью, при этом возможности движительных установок реализуются не полностью. То есть известные технические решения с поддувом воздуха под днище или крыло не обеспечивают полного высокого давления и сжатия при использовании всего сжатого воздуха от силовой установки, в частности от импеллера, работающего в режиме компрессора, что ухудшает его силовую установку, а также невозможно в концевой части кормы получить дополнительное центральное давление сжатого воздуха для работы в конце кормы общего пневмоканала в режиме надува воздуха высокого давления для тяговой силы, обеспечивающей поступательное движение судна.All of these tools are quite complicated, especially when used on small hovercraft. In addition, the described vessels have low amphibiousness and seaworthiness, while the capabilities of propulsion systems are not fully realized. That is, well-known technical solutions with air injection under the bottom or wing do not provide full high pressure and compression when using all compressed air from the power plant, in particular from the impeller operating in the compressor mode, which worsens its power plant and is also impossible in the end part the stern to obtain additional central pressure of compressed air for operation at the end of the stern of the common pneumatic channel in the high-pressure air injection mode for the traction force that ensures the forward movement of the vessel.
Известен экраноплан, способ создания воздушной разгрузки и тяги для него (Патент RU №2097229, В60V 1/08 от 27.11.1997). Известный экраноплан содержит фюзеляж, крыло. Оперение, устройство создания воздушной разгрузки и тяги, включающее симметричный относительно продольной оси экраноплана проточный, открытый с носа туннель, сформированный под крылом или его центропланом посредством экранных шайб и снабженный щитком на кормовой оконечности. Способ создания воздушной подушки и тяги в известном экраноплане реализуется следующим образом. Управляемый щиток выпускают в крайнее отклоненное положение и включают силовую установку, создавая в проточном туннеле воздушный поток, который реализуется с помощью изменения угла отклонения щитка, а также с помощью специального корректора профиля туннеля, при этом кроме воздушной подушки, обеспечивающей разгрузку экраноплана, создается сила тяги.Known ekranoplan, a method of creating air unloading and traction for it (Patent RU No. 2097229, B60V 1/08 of 11/27/1997). Known ekranoplan contains a fuselage, a wing. Plumage, a device for creating air unloading and thrust, including a flow-through tunnel open from the nose that is symmetrical about the longitudinal axis of the winged wing, which is formed under the wing or its center wing by means of screen washers and equipped with a shield at the aft end. A method of creating an air cushion and thrust in a known ekranoplane is implemented as follows. The controlled flap is released to the extreme deflected position and the power unit is turned on, creating an air flow in the flow tunnel, which is realized by changing the flap deflection angle, as well as using a special tunnel profile corrector; in addition to the air cushion, which provides for the unloading of the ekranoplan, traction force is created .
Описанная конструкция и способ создания воздушной разгрузки и тяги недостаточно эффективен при стартовой скорости, на малом ходу и на высокой скорости, так как возможности движительной установки, в частности импеллера, реализуются не полностью, так, при расширении воздуха в начале по периферии под днищем судна, давление падает, не доходя до кормовой части, соответственно, не полностью используется сжатый воздух от импеллера, особенно при использовании на маломерных судах, кроме того, расположение известных элементов под днищем судна ухудшает его силовую схему, имеет ухудшенную эффективность, низкий КПД и малую динамику тяговой силы в различных условиях.The described design and method of creating air unloading and thrust are not effective enough at launch speed, at low speed and at high speed, since the capabilities of the propulsion system, in particular the impeller, are not fully realized, so when the air expands at the beginning along the periphery under the bottom of the vessel, the pressure drops, not reaching the stern, respectively, the compressed air from the impeller is not fully used, especially when used on small vessels, in addition, the location of known elements under the bottom of the vessel creases its power circuit has deteriorated efficiency, low efficiency and low dynamic traction forces in various environments.
Известен способ обеспечения управления судном на воздушной подушке и система управления им, согласно которому создается воздушный канал тяги, вектор которой управляется, по меньшей мере, одной группой из двух поворотных рулей с осями вращения, практически перпендикулярными оси воздушного канала тяги (Патент RU №2399527, В60V 1/14,2010).There is a method of controlling an hovercraft and a control system for it, according to which an air draft channel is created, the vector of which is controlled by at least one group of two steering wheels with rotation axes practically perpendicular to the axis of the air draft channel (Patent RU No. 2399527, B60V 1 / 14.2010).
К недостаткам данного способа управления судном на воздушной подушке следует отнести то, что по известному способу силовая вентиляторная установка формирует воздушную подушку внутри ограждения, которое неэффективно распределяет воздушный поток под днищем, так как под днищем имеет в плане расширение, что ведет к возникновению перепадов давления неравномерно в подушке, а это, в свою очередь, может вызвать у ТС крен, дифферент и рыскание по курсу. Кроме того, судно обладает невысокой амфибийностью и мореходностью, при этом возможности силовой установки реализуются не полностью.The disadvantages of this method of controlling an hovercraft are that, according to the known method, the power fan unit forms an air cushion inside the enclosure, which ineffectively distributes the air flow under the bottom, since under the bottom it has an expansion in plan, which leads to pressure drops unevenly in the pillow, and this, in turn, can cause the vehicle to roll, trim and yaw at the rate. In addition, the ship has a low amphibiousness and seaworthiness, while the capabilities of the power plant are not fully realized.
Известен также способ создания воздушной подушки для транспортного средства, включающее струйное ограждение области воздушной подушки по периферии транспортного средства и создание с помощью подводящего тракта газодинамической завесы, удерживающей воздушную подушку. В нее подают дополнительный воздух под давлением, повышающим заданное давление в подушке как минимум на величину потери давления в подводящем тракте (Патент RU №2092343, В60V 1/02 от 10.12.1997).There is also known a method of creating an air cushion for a vehicle, comprising an inkjet enclosure of the air cushion area at the periphery of the vehicle and creating, using the supply path, a gas-dynamic curtain holding the air cushion. It serves additional air under pressure, increasing the set pressure in the cushion by at least an amount of pressure loss in the supply path (Patent RU No. 2092343, B60V 1/02 of 12/10/1997).
Однако данное техническое решение сложно в практической реализации, при этом не позволяет создать тяговой силы с высоким КПД и повышенной (улучшенной) управляемостью, а также невозможно получение заданного сжатого воздуха высокого давления для улучшенной работы пневмоканала в конце кормовой части ТС, происходят потери на трение, т.е. ограничены функциональные возможности.However, this technical solution is difficult to implement, it does not allow to create traction force with high efficiency and increased (improved) controllability, and it is also impossible to obtain a predetermined high-pressure compressed air for improved air channel operation at the end of the aft part of the vehicle, friction losses occur, those. limited functionality.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения по технической сущности и достигаемому результату является амфибийное судно на сжатом пневмопотоке, создающем давление воздуха под днищем, днище выполнено из частей под различными углами, створка расположена на передней части корпуса, руль поворота, в кормовой нижней части корпуса непосредственно перед рулевым устройством днище выполнено с продольным уступом со срезом в сторону носовой части, с воздухозаборным каналом нагнетательного устройства в виде импеллера, воздух из сопла которого подается под углом под днище судна, уступ размещен в нижней средней части кормы по центру днища и образует два пневмоканала с двух сторон между уступом, при этом за соплом импеллера дополнительно закреплена подвижная горизонтальная перегородка на оси вращения для продолжения воздушного канала в сторону уступа со срезом, кроме того, к днищу в зоне уступа с пневмоканалами закреплен поворотный щиток на горизонтальной оси вращения с возможностью его примыкания в закрытом положении к дну уступа, при этом на внешней стороне бортов судна закреплены направляющие в виде выступов-открылок из двух соединенных между собой вертикальных пластин, одна из которых жестко закреплена к борту и является ограничителем против опрокидывания второй пластины на внешнюю сторону, причем вторая пластина имеет ось вращения с возможностью ее поворота и примыкания к скошенному участку нижней части борта судна в сторону днища и подпружинена относительно первой пластины, кроме того, руль поворота со щитком дополнительно содержит второй щиток, закрепленный шарнирно к первому, и подпружинен относительно первого щитка с возможностью его поворота в вертикальной плоскости (Патент RU №2552581, В60V 1/04, В60V 3/06 от 10.06.2015).The closest analogue of the proposed technical solution in terms of technical nature and the achieved result is an amphibious vessel with a compressed pneumatic flow that creates air pressure under the bottom, the bottom is made of parts at different angles, the sash is located on the front of the hull, steering wheel, in the aft lower part of the hull immediately before the steering device has a bottom with a longitudinal ledge with a cut towards the bow, with an air intake channel of the discharge device in the form of an impeller, air from the nozzle of which is supplied at an angle under the bottom of the vessel, the ledge is located in the lower middle part of the stern in the center of the bottom and forms two pneumatic channels on two sides between the ledge, while the movable horizontal partition is additionally fixed to the impeller nozzle on the axis of rotation to continue the air channel towards the ledge with with a cut, in addition, to the bottom in the area of the ledge with pneumatic channels a rotary shield is fixed on the horizontal axis of rotation with the possibility of its abutment in the closed position to the bottom of the ledge, while on the outside of the boron guides in the form of protrusions-openers from two interconnected vertical plates, one of which is rigidly fixed to the board and is a limiter against tipping the second plate to the outside, the second plate has an axis of rotation with the possibility of rotation and adjoining the beveled section the lower part of the side of the vessel towards the bottom and spring-loaded relative to the first plate, in addition, the steering wheel with a flap further comprises a second flap pivotally mounted to the first, and a back zhinen relative to the first shield with the possibility of rotation in a vertical plane (Patent RU No. 2552581, B60V 1/04,
Однако данное техническое решение сложно в практической реализации, в частности, во-первых, кормовая часть судна снабжена продольным уступом со стороны руля, который создает достаточно большое сопротивление навстречу воздушному общему потоку под днищем корпуса, а это обеспечивает отклонение воздушных струй в сторону боковых скегов, часть потока струй стремится выйти через боковые скеги в сторону (в атмосферу), что обеспечивает потери скоростных характеристик судна в движении, а это также ведет к раскачке судна из-за накопившейся под днищем судна большого количества объема сжатого воздуха. Кроме того, наличие по бортам корпуса судна направляющих пластин в виде выступов-открылок, вызывает усложнение конструкции и большое сопротивление судна на поворотах вправо или влево. Другим недостатком является то, что в результате их наличия происходит фонтанирование водовоздушного потока со стороны боковых сторон (скегов) корпуса, соответственно происходит залив части палубы его при скоростном движении судна, особенно это заметно на поворотах вправо или влево. Таким образом, эксплуатационные качества такого судна недостаточно реализуются, кроме того, все это в целом может послужить причиной тому, что большая часть сжатого воздуха выйдет непосредственно за борта скегов корпуса судна и не учитывает рост его объема воздуха от различной мощности, применяемого движителя (импеллера), при этом обеспечивает давление, но недостаточную полезную направленность как давление и тягу.However, this technical solution is difficult to implement, in particular, firstly, the stern of the vessel is equipped with a longitudinal ledge on the side of the rudder, which creates a sufficiently large resistance to meet the general air flow under the bottom of the hull, and this ensures the deflection of the air jets towards the side skegs, part of the stream of jets tends to exit through the lateral skegs to the side (into the atmosphere), which ensures the loss of speed characteristics of the vessel in motion, and this also leads to the buildup of the vessel due to accumulated under days a vessel of a large amount of compressed air. In addition, the presence on the sides of the hull of the guide plates in the form of protrusions-openings, causes a complication of the structure and a large resistance of the vessel when cornering to the right or left. Another disadvantage is that, as a result of their presence, a water-air flow gushes out from the side of the hull (skegs) of the hull; accordingly, a part of its deck is poured during high-speed movement of the vessel, this is especially noticeable when turning to the right or left. Thus, the operational qualities of such a vessel are not sufficiently realized, in addition, all of this as a whole may cause the majority of compressed air to go directly over the side of the skegs of the ship's hull and not take into account the growth of its air volume from different power used by the propulsion device (impeller) , while providing pressure, but insufficient useful orientation like pressure and traction.
Иначе говоря, изменения траектории установившегося водовоздушного потока при возникновении до крейсерской скорости в движении и на поворотах при управлении экипажем, нарушается безопасность судна в движении; возникают сложности в управлении судном с большим скоростными характеристиками и их динамических воздействий также и на устройство руля для поворота судна в целом. Отсюда известное устройство требует усовершенствования конструкции, имеет ограничение и недостаточную эффективность, ухудшает саму динамику тяговой силы для различных условий применения.In other words, changes in the trajectory of the steady-state air-water flow when the cruising speed occurs in movement and at bends when the crew is controlled, the safety of the vessel in movement is violated; difficulties arise in controlling a ship with high speed characteristics and their dynamic effects on the rudder device for turning the ship as a whole. Hence, the known device requires design improvements, has a limitation and lack of efficiency, worsens the dynamics of the traction force for various conditions of use.
Задачей заявляемого изобретения является устранение упомянутых недостатков; обеспечение изменений траектории выходящего сжатого воздушного потока из сопла импеллера, безопасность и простота управления при скоростных характеристиках для амфибийного судна, его практическая реализация и устройства тяговой силы с увеличенной скоростной характеристикой в движении судна, т.е. обеспечивая тягу и давление в соприкосновении с поверхностью воды под днищем корпуса.The task of the invention is to remedy the aforementioned disadvantages; ensuring changes in the trajectory of the outgoing compressed air stream from the impeller nozzle, safety and ease of control at high-speed characteristics for an amphibious vessel, its practical implementation and traction force devices with an increased speed characteristic in the movement of the vessel, i.e. providing traction and pressure in contact with the surface of the water under the bottom of the housing.
Технический результат - создание устройства для реализации передвижения и управления амфибийного судна на воздушной подушке, обеспечивающей необходимую остойчивость судна при его высокой скорости, повышенную мореходность, а также повышение эксплуатационных качеств и простота в изготовлении.The technical result is the creation of a device for implementing the movement and control of an amphibious hovercraft, providing the necessary stability of the vessel at its high speed, increased seaworthiness, as well as improved performance and ease of manufacture.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для реализации способа передвижения транспортного средства на воздушной подушке, содержащее днище, выполненное из частей под различными углами, руль поворота, продольный уступ, воздухозаборный канал нагнетательного устройства в виде импеллера, воздух из сопла которого подается под углом под днище судна, пневмоканалы и поворотный щиток, закрепленный на горизонтальной оси вращения с возможностью примыкания в закрытом положении к днищу корпуса судна, днище, оборудованное с боковыми скегами, дополнительно оборудовано внутри продольными напорными каналами, выполненными в виде полых и сквозных труб из легкого алюминиевого сплава с установленными в конце их изогнутыми активными соплами, которые ориентированы под углом в сторону движения воздуходинамической струи высокого давления, выходящей из переходного двухфазного сопла, размещенным в средней части под открытым снизу днищем корпуса, при этом боковые воздуходинамические струи между боковыми стенками скегов и боковыми стенками переходного двухфазного сопла ориентированы по направлению выходящей воздуходинамической струи высокого давления из переходного двухфазного сопла.The specified technical result is achieved in that the device for implementing the method of moving the vehicle on an air cushion, comprising a bottom made of parts at different angles, a steering wheel, a longitudinal ledge, an air intake channel of the discharge device in the form of an impeller, the air from the nozzle of which is supplied at an angle at an angle the bottom of the vessel, pneumatic channels and a rotary shield mounted on the horizontal axis of rotation with the possibility of abutment in the closed position to the bottom of the hull of the vessel, the bottom, equipped with side skegs are additionally equipped inside with longitudinal pressure channels made in the form of hollow and through pipes made of light aluminum alloy with curved active nozzles installed at the end, which are oriented at an angle to the direction of movement of the high-pressure air jet emerging from the transition two-phase nozzle, located in the middle part under the bottom of the housing, open at the bottom, while the lateral air jet between the side walls of the skegs and the side walls of the transition two-phase Opl are oriented in the direction of the outgoing high pressure air jet from the transitional two-phase nozzle.
Кроме того, продольный уступ прикреплен к переходной закрытой части днища и установлен напротив переходного двухфазного сопла и обращенным к нему соосно образованным тупым концом, а острый конец обращен в сторону концентрично воздухозаборного канала нагнетательного устройства в виде импеллера, включающего начало образования пневмоканалов полых и сквозных труб внутри скегов в зоне переходного участка днища.In addition, a longitudinal ledge is attached to the transitional closed part of the bottom and is installed opposite the transitional two-phase nozzle and the blunt end coaxially formed to it, and the sharp end faces the concentric air intake channel of the discharge device in the form of an impeller, including the beginning of the formation of air channels of hollow and through pipes inside skegs in the transition zone of the bottom.
Кроме того, боковые стенки переходного двухфазного сопла верхними концами закреплены жестко к днищу корпуса, а нижние концы соединены с горизонтальной полкой, расположенной в одной плоскости с продолжением переходного закрытого участка.In addition, the side walls of the transitional two-phase nozzle with the upper ends are fixed rigidly to the bottom of the housing, and the lower ends are connected to a horizontal shelf located in one plane with the continuation of the transitional closed section.
Указанные отличия являются существенными, так как за счет дополнительно оборудованного внутри боковых скегов продольными напорными каналами, выполненными в виде полых и сквозных труб из легкого алюминиевого сплава с активными соплами в конце, направляют с обоих боков к центру днища корпуса высокоскоростной воздушный поток, выходящий из переходного двухфазного сопла, при этом наличие свободных струй потока между боковыми стенками скегов и боковыми стенками переходного двухфазного сопла, дополнительно сжимают давление воздуха за счет выходящих струй из активных сопел, влияющих на высокоскоростную струю, выходящую из двухфазного сопла. В результате чего создается общий восстанавливающий высокоскоростной воздушный поток непосредственно по центру в конце кормовой части судна с выходом в атмосферу. Такое устройство создает наибольшее значение давления и тягу в кормовой части, кроме того, наличие переходного двухфазного сопла создает сопротивление образованию дифферента на корму при выходе на движение судна по воде. Движение судно происходит как бы на водовоздушной смазке в режиме скоростного движения судна. Предусмотренные элементы под днищем судна созданы для направления потока воздуха для смешивания его в кормовой части судна, при этом само днище корпуса в поперечном сечении выполнено в форме полукруга, ограниченное с боков скегами с дополнительными оборудованными внутри них продольными напорными каналами (полыми и сквозными трубами с активными соплами) - это обеспечивает лучшую аэродинамическую форму профиля днища корпуса в движении судна.These differences are significant, because due to the optionally equipped longitudinal pressure channels inside the side skegs made in the form of hollow and through pipes made of light aluminum alloy with active nozzles at the end, high-speed air flow coming from the transition from both sides to the center of the bottom of the housing two-phase nozzle, while the presence of free stream jets between the side walls of the skegs and the side walls of the transitional two-phase nozzle, additionally compress the air pressure due to exiting jets from active nozzles affecting a high-speed jet exiting a two-phase nozzle. As a result, a general restoring high-speed air flow is created directly in the center at the end of the stern of the vessel with the release to the atmosphere. Such a device creates the highest pressure and thrust in the stern, in addition, the presence of a transitional two-phase nozzle creates resistance to the formation of trim on the stern when the vessel moves through the water. The movement of the vessel occurs as if on water-air lubrication in the high-speed movement of the vessel. The provided elements under the bottom of the vessel are designed to direct the air flow to mix it in the stern of the vessel, while the bottom of the hull in cross section is made in the form of a semicircle, limited on the sides by skegs with additional longitudinal pressure channels equipped with hollow inside them (hollow and through pipes with active nozzles) - this provides the best aerodynamic shape of the hull bottom profile in the movement of the vessel.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано амфибийное судно с устройством создания сжатого воздуха и тяги, в котором используются импеллер и система управления по настоящему изобретению, вид снизу, изометрия; на фиг. 2 изображен вид сверху с вырезом в верхней части корпуса; на фиг. 3 изображен вид сбоку с вырезом в борту с поднятым направляющим отражателем; на фиг. 4 - вид на кормовую часть судна с рулем по стрелке А на фиг. 3.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows an amphibious vessel with a device for generating compressed air and thrust, which uses the impeller and control system of the present invention, bottom view, isometric view; in FIG. 2 shows a top view with a cutout in the upper part of the housing; in FIG. 3 shows a side view with a cutout in board with a raised guide reflector; in FIG. 4 is a view of the stern of the vessel with a rudder along arrow A in FIG. 3.
Предложенное устройство содержит корпус 1, который включает импеллер 2 в кожухе расположенного в носовой части судна, где движение происходит в закрытом пространстве, состоящий из статора и ротора, лопатки которого выполнены криволинейными и повернутыми в вертикальной плоскости относительно друг к другу в противоположных направлениях для выравнивания потока воздуха в корпусе крепления, переходной закрытый участок 3 которого имеет одинаковую ширину на выходе и закрыт сверху и снизу с возможностью образования внутри него воздушного напорного потока. При этом конец переходного участка 3 снабжен уступом 4 с усеченной стенкой 5. На выходном сопле 6 переходного закрытого участка 3 подсоединены концы напорных каналов с входными отверстиями и выполненные в виде полых и сквозных труб 6 и 7 из легкого алюминиевого сплава, размещенных внутри боковых скегов 8 и 9 с установленными в конце труб 6 и 7 изогнутыми активными соплами 10 и 11 Для пневматического сообщения с каналом 12 под днищем 13 корпуса 1 в кормовой его части судна. Уступ 4 выполнен в виде делителя потока воздуха, установлен острым концом в сторону концентрично воздухозаборного устройства в виде импеллера 2, а тупым концом уступ 4 обращен соосно к переходному двухфазному соплу 14 с боковыми вогнутыми стенками, верхние концы которых жестко закреплены к днищу 13 корпуса 1, а нижние концы соединены с горизонтальной полкой, являющейся продолжением в одной плоскости с дном закрытого переходного участка 3, что образует замкнутое пространство переходного двухфазного сопла 14. Таким образом, замкнутое пространство переходного участка 3 сохраняет напорное воздушное давление для распределения и поступления его как в сквозные трубы 6 и 7, так и поступление непосредственно в переходное двухфазное сопло 14 и в боковые пневмоканалы 15 и 16 со стороны внутренних стенок скегов 8 и 9, что сохраняет проточные (сквозные) высокие напорные давления и движение сжатого воздуха. В кормовой части канала 12 на днище 13 с помощью шарнира 17 установлен направляющий отражатель 18. Днище 13 в кормовой части судна открыто снизу и является продолжением от начала конца закрытого переходного участка 3 с переходным двухфазным соплом 14 с центральным продольным прямолинейным каналом 19.The proposed device comprises a housing 1, which includes an
Днище 13 корпуса 1 в поперечном сечении целесообразно спрофилировать по дуге окружности, т.е. в форме полукруга.The
Отражатель 18 целесообразно выполнять в виде гидроцилиндра 20, связанного с гидроагрегатом 21, орган управления целесообразно снабжать приборным щитком (не показан) и объединить с рычагом, вдвинуто вверх в днище корпуса - ход «вперед» или выдвинуто вниз в воду - «ход назад» для малого хода в движении судна. Для обеспечения управляемости амфибийным судном в концевой части судна закреплены два руля 22 и 23, каждый со стороны концов скегов 8 и 9 со щитками 24 и 25, ограничивающих общий канал 12 выхода сжатого воздуха, в результате чего образуется один общий газоводяной поток симметрично относительно продольной оси 19 по отношению к переходному двухфазному соплу 14. Ось вращения рулей 22 и 23 соединены сверху на палубе с регулируемыми тягами 26 и 27 и соединены далее в одном узле 28 для соединения с общей тягой, управляемой экипажем (аналогично рулю автомобиля).The
В вертикальном положении щитки 24 и 25 целесообразно выполнять с гидроцилиндрами (не показано), чтобы обеспечить их свободный вертикальный ход при встрече с препятствиями в воде, по льду, снегу и на земле.In the vertical position, the
При транспортировке судна на автотранспорте могут щитки складываться, т.е. убраны таким образом, чтобы устранить их возможность от поломки (не показано).When transporting a vessel by road, the guards can be folded, i.e. cleaned in such a way as to eliminate their possibility of breakage (not shown).
Форма конструкции рулевых устройств 22 и 23, положение щитков 24 и 25, соответственно, одинаковой конструкции позволяет обеспечить устойчиво повороты судна при развороте щитков на угол 20…30° относительно вертикальных их осей с креплением в кормовой части судна, а импеллер целесообразно закреплять под углом 20°30° в носовой части судна.The shape of the design of the
В конце кормовой части корпуса целесообразно закрепить горизонтальный потоконаправляющий элемент, выполненный в виде П-образного козырька 29 (фиг. 4), выше щитков 24 и 25. Потоконаправляющий элемент 29 (козырек) образует защитный экран сверху и частично с боков в кормовой части судна, шириной, равной расстоянию до расположения рулевых устройств со щитками, что создает продолжение выхода газоводяного потока в атмосферу, и отсутствует залив палубы сзади кормы.At the end of the stern of the hull, it is advisable to fix a horizontal flow guide element made in the form of a U-shaped visor 29 (Fig. 4), above the
При работе импеллера 2 засасывание воздуха из окружающей среды в переходной закрытый участок 3 происходит через решетку 30.When the
Сохранение высоконапорного давления сжатого воздуха по всей площади под днищем корпуса дает возможность снижения потребляемой мощности импеллера, используемого для создания формирующего газодинамическую струю воздуха высокого давления и, сохраняя его до выхода в концевой части кормы.The preservation of high-pressure compressed air over the entire area under the bottom of the hull makes it possible to reduce the power consumption of the impeller, which is used to create high-pressure air flow forming a gas-dynamic jet and keeping it until it reaches the end of the stern.
Данная совокупность предлагаемого технического решения обладает хорошей остойчивостью, не дает судну перевернуться, судну придано горизонтально устойчивое положение при высоких скоростях движения судна. В свою очередь это позволяет также избегать столкновения с подводными предметами на воде, двигаться по мягкому снегу, не зарываясь в него носовой частью корпуса во время движения. Кроме того, судно практически создает эффект экраноплана, увеличивающий подъемную силу за счет большой реактивной тяги.This set of the proposed technical solution has good stability, does not allow the vessel to roll over, the ship is given a horizontally stable position at high speeds of the vessel. In turn, this also allows avoiding collisions with underwater objects on the water, moving in soft snow without burying itself in the bow of the hull during movement. In addition, the vessel practically creates an ekranoplan effect, which increases the lifting force due to the large jet thrust.
Устройство для реализации способа передвижения и управления транспортным средством на воздушной подушке работает следующим образом.A device for implementing the method of movement and control of a vehicle on an air cushion operates as follows.
В начале движения импеллер 2, расположенный в передней части корпуса 1, подает воздушную смесь высокого давления через сопло в переходной закрытый участок 3, при этом смесь заполняет переходный участок 3, делится уступом 4, создающим также и подпор, создает дополнительно избыточное давление в закрытом участке 3, воздушный поток разделяется на несколько самостоятельных струй высокого давления. Одна часть его поступает в продольные напорные каналы, выполненные в виде полых и сквозных труб 6 и 7, другая часть потока высокого давления делится обтекаемой боковой поверхностью уступа 4, который позволяет одну часть такого потока направлять в центральную часть канала 19 двухфазного сопла 14, а другую часть распределяет в боковые пневмоканалы 15 и 16 с внутренней стороны скегов 8 и 9. В результате чего движение воздуха в двухфазном сопле 14 восстанавливается, т.е. создается увеличение давления на выходе из канала 19, и встречает движение сжатого воздуха, поступающего из боковых каналов 15 и 16, а также поступающих струй из активных сопел 10 и 11 в сторону центральной части канала 12 под днищем 13 корпуса 1, в сторону выхода из кормовой части судна и в сторону расположения между поворотными щитками 24 и 25, закрепленными к регулируемым тягам 26 и 27 с помощью рулей 22 и 23 и перекрытого сверху П-образного козырька 29. Таким образом, вся реактивная сила струй, соответственно, и тяга направлена в сторону между щитками 24 и 25 в конце кормы корпуса. Отсюда увеличиваются истечение и скорость, создается дополнительно тяга для движения вперед судна.At the beginning of the movement, the
Для обеспечения движения амфибийного судна вперед отражатель 18 со стороны кормовой части судна поднимают.To ensure the forward movement of the amphibian vessel, the
Для торможения или изменения на обратное отражатель 18 опускают настолько, чтобы изменилось направление истечения воздушной струи из-под воздушной подушки внутри днища 13 корпуса 1 на обратное, т.е. в сторону носовой части корпуса 1.For braking or reversing, the
Маневрирование судна может осуществляться мощностью работы импеллера 2 путем уменьшения его оборотов лопастей или увеличения с подачей воздуха, соответственно, пониженного или повышенного давления через переходной закрытый участок 3 в пневмоканалы, а также в переходное двухфазное сопло в различных между собой пропорциях (частей) подачи воздуха.The maneuvering of the vessel can be carried out by the power of the
Переходное двухфазное сопло помогает также дополнительно удерживать устойчивое положение судна при его движении с различной скоростью, а также когда оно находится без движения в положении на плаву.The transitional two-phase nozzle also helps to further maintain a steady position of the vessel when it is moving at different speeds, and also when it is motionless afloat.
Амфибийное судно может свободно передвигаться по воде, льду, снегу, отмелям и перекатам, не снижая скорости, переходя из воды на сушу. При этом скорость при хорошей обтекаемой конструкции надстройки может резко возрастать. При движении на высокой скорости судно острым носом прорезает волну, не успевая, вследствие инерционности, реагировать на циклическое изменения сил поддержания, что обеспечивает экипажу и пассажирам комфортность при движении с высокой скоростью по волнам.An amphibious vessel can move freely on water, ice, snow, shallows and rifts, without slowing down, moving from water to land. In this case, the speed with a good streamlined design of the superstructure can increase sharply. When moving at high speed, the ship with a sharp nose cuts through the wave, not having time, due to inertia, to respond to cyclical changes in the support forces, which provides the crew and passengers with comfort when moving at high speed along the waves.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано особенно для маломерных судов на воздушной подушке, в результате повышается эффективность его работы при создании быстроходных судов с улучшенной управляемостью у данного судна. Таким образом, в предлагаемом техническом решении эффективно используется весь общий воздушный поток от импеллера для создания реактивной тяги и повышения быстроходности судна.The proposed technical solution can be used especially for small hovercraft, as a result, its efficiency increases when creating high-speed vessels with improved controllability of this vessel. Thus, in the proposed technical solution, the entire common air flow from the impeller is effectively used to create jet propulsion and increase the speed of the vessel.
Совокупность признаков и степень раскрытия сущности изобретения достаточны для его практической реализации при разработке и изготовлении амфибийного судна на сжатом пневмопотоке.The combination of features and the degree of disclosure of the essence of the invention are sufficient for its practical implementation in the development and manufacture of amphibious vessels in compressed air flow.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115000A RU2614367C1 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Device for implementation of hovercraft travel and control mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115000A RU2614367C1 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Device for implementation of hovercraft travel and control mode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614367C1 true RU2614367C1 (en) | 2017-03-24 |
Family
ID=58453343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115000A RU2614367C1 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Device for implementation of hovercraft travel and control mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614367C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2675279C1 (en) * | 2018-04-20 | 2018-12-18 | Михаил Иванович Голубенко | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow |
RU2675744C1 (en) * | 2018-05-07 | 2018-12-24 | Михаил Иванович Голубенко | Vessel on compressed pneumatic flow control provision method |
RU2695712C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-07-25 | Леонид Константинович Матросов | Method of obtaining additional pressure of a gas-air jet for a high-speed vessel on a pneumatic stream under the bottom |
RU2711129C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-01-15 | Евгений Николаевич Рудомин | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom on compressed airflow |
RU2720381C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-04-29 | Михаил Иванович Голубенко | Vessel on compressed airflow |
RU2733667C1 (en) * | 2020-02-04 | 2020-10-06 | Вадим Михайлович Голубенко | Method for obtaining additional compressed air pressure of amphibious ship on compressed air flow |
RU2737560C1 (en) * | 2020-06-15 | 2020-12-01 | Михаил Иванович Голубенко | Vessel on compressed airflow |
RU2816429C2 (en) * | 2021-08-18 | 2024-03-29 | Вадим Михайлович Голубенко | High-speed small vessel on compressed pneumatic flow |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1656411A (en) * | 1926-10-12 | 1928-01-17 | John H Thomas | Marine craft |
US1795596A (en) * | 1929-11-06 | 1931-03-10 | John O Fleming | Boat propelling and steering apparatus |
US3027860A (en) * | 1959-10-15 | 1962-04-03 | Anti Friction Hull Corp | Anti-friction hull |
SU1695824A3 (en) * | 1986-07-31 | 1991-11-30 | Франко Солари (IT) | Air cushion boat |
RU2478502C2 (en) * | 2010-12-08 | 2013-04-10 | Михаил Михайлович Лесковский | Snowmobile |
RU2557129C1 (en) * | 2014-09-02 | 2015-07-20 | Михаил Иванович Голубенко | Method of development of extra pressure of compressed air for air cushion vehicle and device to this end |
-
2016
- 2016-04-18 RU RU2016115000A patent/RU2614367C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1656411A (en) * | 1926-10-12 | 1928-01-17 | John H Thomas | Marine craft |
US1795596A (en) * | 1929-11-06 | 1931-03-10 | John O Fleming | Boat propelling and steering apparatus |
US3027860A (en) * | 1959-10-15 | 1962-04-03 | Anti Friction Hull Corp | Anti-friction hull |
SU1695824A3 (en) * | 1986-07-31 | 1991-11-30 | Франко Солари (IT) | Air cushion boat |
RU2478502C2 (en) * | 2010-12-08 | 2013-04-10 | Михаил Михайлович Лесковский | Snowmobile |
RU2557129C1 (en) * | 2014-09-02 | 2015-07-20 | Михаил Иванович Голубенко | Method of development of extra pressure of compressed air for air cushion vehicle and device to this end |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2675279C1 (en) * | 2018-04-20 | 2018-12-18 | Михаил Иванович Голубенко | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow |
RU2675744C1 (en) * | 2018-05-07 | 2018-12-24 | Михаил Иванович Голубенко | Vessel on compressed pneumatic flow control provision method |
RU2695712C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-07-25 | Леонид Константинович Матросов | Method of obtaining additional pressure of a gas-air jet for a high-speed vessel on a pneumatic stream under the bottom |
RU2711129C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-01-15 | Евгений Николаевич Рудомин | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom on compressed airflow |
RU2720381C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-04-29 | Михаил Иванович Голубенко | Vessel on compressed airflow |
RU2733667C1 (en) * | 2020-02-04 | 2020-10-06 | Вадим Михайлович Голубенко | Method for obtaining additional compressed air pressure of amphibious ship on compressed air flow |
RU2737560C1 (en) * | 2020-06-15 | 2020-12-01 | Михаил Иванович Голубенко | Vessel on compressed airflow |
RU2816429C2 (en) * | 2021-08-18 | 2024-03-29 | Вадим Михайлович Голубенко | High-speed small vessel on compressed pneumatic flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2614367C1 (en) | Device for implementation of hovercraft travel and control mode | |
RU2675279C1 (en) | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow | |
US6167829B1 (en) | Low-drag, high-speed ship | |
US3208543A (en) | Air cushion vehicle | |
US4151893A (en) | Wing in ground effect vehicle | |
US3141436A (en) | Hydrofoil assisted air cushion boat | |
US6901873B1 (en) | Low-drag hydrodynamic surfaces | |
RU2600555C1 (en) | Amphibious ship on compressed pneumatic flow | |
US3779199A (en) | Boundary layer control means | |
US6604478B2 (en) | Hull configuration utilizing multiple effects for enhanced speed, range and efficiency | |
AU2004304957A1 (en) | Low drag ship hull | |
US3390655A (en) | Patrol craft | |
RU2641345C1 (en) | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom in compressed air flow | |
US7631609B1 (en) | Versatile watercraft | |
RU2557129C1 (en) | Method of development of extra pressure of compressed air for air cushion vehicle and device to this end | |
RU2644496C1 (en) | Amphibious ship on compressed air flow | |
RU2610754C2 (en) | High-speed vessel | |
RU2675744C1 (en) | Vessel on compressed pneumatic flow control provision method | |
RU2711129C1 (en) | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom on compressed airflow | |
US7063291B2 (en) | Amphibian delta wing jet aircraft | |
US7055450B2 (en) | Transportation vehicle and method operable with improved drag and lift | |
RU2713320C1 (en) | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom on compressed airflow | |
JP2003127969A (en) | Semi-submersible hydrofoil craft | |
RU2733667C1 (en) | Method for obtaining additional compressed air pressure of amphibious ship on compressed air flow | |
RU2592755C2 (en) | Hydro-aerodynamic propulsor, principle for aero-gliding on water |