RU2714624C1 - Wheeled amphibious hydroplane - Google Patents
Wheeled amphibious hydroplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714624C1 RU2714624C1 RU2019112585A RU2019112585A RU2714624C1 RU 2714624 C1 RU2714624 C1 RU 2714624C1 RU 2019112585 A RU2019112585 A RU 2019112585A RU 2019112585 A RU2019112585 A RU 2019112585A RU 2714624 C1 RU2714624 C1 RU 2714624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amphibious
- akd
- wheel
- water
- glider
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/04—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации амфибийных судов.The invention relates to water transport and can be used in the design, construction and operation of amphibious vessels.
Известна конструкция амфибийных судов на воздушной подушке (СВП).A known design of amphibious hovercraft (SVP).
ВикипедияWikipedia
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D0%B4%D0%BD%D0%BE_%D0%BD%D0%B0_%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BA%D0%B5https://en.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D0%B4%D0%BD%D0%BE_%D0%BD%D0%B0_%D0%B2%D0%BE%D0 % B7% D0% B4% D1% 83% D1% 88% D0% BD% D0% BE% D0% B9_% D0% BF% D0% BE% D0% B4% D1% 83% D1% 88% D0% BA % D0% B5
Недостатки амфибийных СВП:Disadvantages of amphibious SVP:
1. Относительно высокая строительная стоимость и стоимость эксплуатации. Это связано со сложной конструкцией, повышенными расходами на топливо и на обслуживание гибкого ограждения воздушной подушки, которое имеет ограниченный ресурс или рвется при движении по торосам.1. The relatively high construction cost and the cost of operation. This is due to the complex design, increased fuel costs and the maintenance of a flexible air cushion fence that has a limited life or breaks when moving along hummocks.
2. Низкая отдача по упору воздушного движителя (2-3 кг/кВт подводимой мощности), для компенсации которой требуется повышенная мощность энергетической установки. При движении против ветра, в отличие от судов с водяными движителями, скорость ветра вычитается из скорости судна. Предельный ветер для эксплуатации судов на воздушной подушке 12-15 м/с.2. Low impact on the stop of the air propulsion device (2-3 kg / kW of input power), to compensate for which increased power of the power plant is required. When moving against the wind, unlike vessels with water propulsion, wind speed is subtracted from the speed of the vessel. The maximum wind for the operation of hovercraft is 12-15 m / s.
3. Отсутствие контакта с опорной поверхностью делает судно плохо управляемым и небезопасным при движении с большой скоростью.3. The lack of contact with the supporting surface makes the vessel poorly controlled and unsafe when moving at high speed.
4. Высокая шумность движителей - воздушных винтов и нагнетателей воздуха в ВП.4. High noise propulsion - propellers and air blowers in the airspace.
Известна конструкция экранопланов - амфибийных судов, использующих при движении динамическую воздушную подушку.A known design of ekranoplanes - amphibious vessels using a dynamic air cushion when moving.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD - Википедия. Эти аппараты повторяют все недостатки СВП, связанные с применением воздушных движителей. Кроме того, имея самолетную конструкцию и высокую крейсерскую скорость, экранопланы имеют ряд специфических недостатков.https://en.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0 % BD - Wikipedia. These devices repeat all the shortcomings of the SVP associated with the use of air propulsion. In addition, having an aircraft design and high cruising speed, ekranoplanes have a number of specific disadvantages.
Недостатки экранопланов:Disadvantages of WIG:
1. Низкая маневренность. Экраноплан, как и самолет, для изменения направления движения должен создавать центростремительную силу, единственным источником которой является крыло. При высоте полета порядка доли хорды крыла возможные крены очень малы, а радиусы поворотов слишком велики.1. Low maneuverability. An ekranoplan, like an airplane, must create a centripetal force to change the direction of movement, the wing being its only source. With a flight altitude of the order of a fraction of the wing chord, the possible rolls are very small, and the turning radii are too large.
2. Управление экранопланом отличается от управления судном или самолетом и требует специфических навыков. Ошибка пилота часто приводит к катастрофе.2. The control of the ekranoplan differs from the control of a ship or aircraft and requires specific skills. Pilot error often leads to disaster.
3. На старте экраноплана требуется большая тяговооруженность, сравнимая с таковой у транспортного самолета, и соответственно применение дополнительных стартовых двигателей, не задействованных на маршевом режиме (для крупных экранопланов), либо особых стартовых режимов для основных двигателей, что ведет к дополнительному расходу топлива.3. At the start of the ekranoplan, greater thrust-weight ratio, comparable to that of a transport aircraft, and, accordingly, the use of additional starting engines that are not involved in the marching mode (for large ekranoplanes), or special starting modes for the main engines, which leads to additional fuel consumption.
4. Одним из серьезных препятствий регулярной эксплуатации экранопланов является то, что трассы их предполагаемых полетов (вдоль рек) очень точно совпадают с зонами максимальной концентрации населения и птиц, которые плохо переносят самолетный шум.4. One of the serious obstacles to the regular operation of ekranoplanes is that the routes of their proposed flights (along the rivers) very precisely coincide with the zones of maximum concentration of the population and birds that do not tolerate aircraft noise.
Известна конструкция аэроглиссеров - амфибийных катеров, использующих для глиссирования по воде, снегу и льду днище, обтянутое «чешуей» - полосами листового высокомолекулярного полиэтилена и воздушные винты в качестве движителей. Например аэроглиссер «Патруль»:A known design of airboats - amphibious boats that use for gliding on water, snow and ice the bottom, covered with "scales" - strips of sheet high molecular weight polyethylene and propellers as propulsors. For example the Patrol airboat:
https://www.amfibia.ru/garage/snowmobile-4-doorshttps://www.amfibia.ru/garage/snowmobile-4-doors
Преимущества аэроглиссеров:Advantages of air lifts:
1. Лучшая управляемость за счет постоянного контакта с опорной поверхностью.1. Better controllability due to constant contact with the supporting surface.
2. Повышенная надежность конструкции днища при движении по шуге и торосам.2. Increased reliability of the design of the bottom when moving on a sludge and hummocks.
Недостатки аэроглиссеров:The disadvantages of airplanes:
1. Низкая отдача по упору воздушного винта.1. Low recoil on propeller stop.
2. Большой расход топлива на 1 км пути.2. High fuel consumption per 1 km of track.
3. Высокая шумность мощных двигателей и воздушных винтов.3. High noise of powerful engines and propellers.
Целью данного технического решения является повышение эффективности и надежности амфибийного глиссера при работе, как на поверхности воды, так и на твердой поверхности.The purpose of this technical solution is to increase the efficiency and reliability of the amphibious glider during operation, both on the surface of the water and on a solid surface.
1. Указанная цель достигается тем, что амфибийный глиссер, содержащий корпус, приспособленный для скольжения по воде, ледовому и снежному покрытию, энергетическую установку, пост управления, как вариант воздушные крылья, оборудован движительно-рулевым комплексом, состоящим из одного или нескольких амфибийных колесных движителей (АКД), представляющих собой универсальное колесо, включающее внутренний и внешний диск с лопастями по периметру в виде ковшеобразных углублений и имеющее раздельно управляемый привод.1. This goal is achieved by the fact that the amphibious glider containing a body adapted to glide over water, ice and snow, a power plant, a control station, as an option air wings, is equipped with a propulsion-steering complex consisting of one or more amphibious wheel propulsors (AKD), which is a universal wheel, including an internal and external disk with blades around the perimeter in the form of bucket-shaped recesses and having a separately controlled drive.
Сущность изобретения «Колесный амфибийный глиссер»The invention "Wheel amphibious glider"
поясняется чертежом, где наillustrated by the drawing, where on
Фиг. 1. КАГ вариант 1, вид сбоку;FIG. 1.
Фиг. 2. КАГ вариант 1, вид сверху;FIG. 2.
Фиг. 3. КАГ вариант 1, разрез А-А;FIG. 3.
Фиг. 4. КАГ вариант 2, вид сбоку;FIG. 4.
Фиг. 5. КАГ вариант 2, вид сверху;FIG. 5.
Фиг. 6. КАГ вариант 3, продольный разрез;FIG. 6.
Фиг. 7. КАГ вариант 3, план палубы;FIG. 7.
Фиг. 8. КАГ вариант 3, поперечный разрез.FIG. 8.
Колесный амфибийный глиссер (КАГ) - судно или катер, предназначенный для движения по воде в водоизмещающем режиме или режиме глиссирования, а также скольжения по льду и снегу с помощью универсальных гребных колес - Амфибийного колесного движителя (АКГ).Wheel amphibious glider (KAG) - a vessel or boat designed to move on water in the displacement mode or planing mode, as well as slide on ice and snow using universal paddle wheels - the Amphibious wheeled propulsion device (ACG).
Колесный амфибийный глиссер конструктивно может быть выполнен в трех вариантах:Wheel amphibious glider structurally can be made in three versions:
Вариант 1.
КАГ-1. Амфибийный колесный движитель закрепляется на кормовом транце глиссера.KAG-1. An amphibious wheeled propeller is mounted on the aft transom of the glider.
Вариант 2.
КАГ-2. Амфибийный колесный движитель устанавливается по бортам глиссера.KAG-2. An amphibious wheel mover is installed along the sides of the glider.
Вариант 3.
КАГ-3. Колесный амфибийный глиссер имеет крылья воздушной разгрузки с поплавками на их концах, в которых установлены амфибийные колесные движители.KAG-3. An amphibious wheeled glider has air discharge wings with floats at their ends, in which amphibious wheel propulsors are installed.
Колесный амфибийный глиссер состоит из глиссирующего корпуса 1, покрытого по днищу и бортам «чешуей» 2 из листового износостойкого упругого материала поверх воздушных баллонов 3, энергетической установки 4, помещений для экипажа и пассажиров 5, как вариант, воздушных крыльев 6, движительно-рулевого комплекса АКД, включающего один или несколько амфибийных колесных движителей 7 с раздельно управляемым приводом 8, подъемно-нагрузочным устройством 9 и бызгоотбойниками 10.The amphibious wheel glider consists of a
Работа Колесного амфибийного глиссера.Work Wheel amphibious glider.
1. Режим движения по воде.1. The mode of movement on water.
В режиме плавания корпус 1 КАГ будет погружен в воду на осадку, соответствующую водоизмещению. При этом для АКД 7 задается погружение на 25-30% диаметра за счет удифферентовки судна и подъемно-нагрузочного устройства 8. В начале движения при 20-40 об/мин АКД работает в режиме гребного колеса водоизмещающего судна и развивает максимальный упор на единицу мощности (до 20 кг/кВт). Достигнув скорости глиссирования судна 20-30 км/час и числа оборотов 100-200 в мин, АКД вместе с корпусом под действием гидродинамических сил выходит из воды до погружения 5-10% диаметра. С возрастанием скорости, скольжение колеса будет снижаться, а КПД расти. Кроме того, на колесе будет возникать значительная подъемная сила, что даст надежный контакт с поверхностью и снижение сопротивления движению. При максимальной скорости движения судна, АКД будет катиться по воде со скольжением, отбрасывая в каждый момент времени воду двумя - шестью контактирующими с водой черпаковыми лопастями в направлении противоположном движению судна аналогично водометному движителю. Для снижения потерь, за колесом может быть установлен брызгоотбойник 10 в виде крыла, который крепится к корпусу судна. Для многотонных глиссеров, рассчитанных на скорость движения 100 и более км/час целесообразно применение воздушных крыльев, способных за счет экранного эффекта создавать подъемную силу до 30% водоизмещения.In swimming mode,
2. Режим движения по льду и снегу2. Driving on ice and snow
При движении по льду и снегу корпус 1 глиссера будет скользить чешуей 2 по поверхности, а АКД 7 будет работать подобно автомобильному колесу, но с частичной нагрузкой от веса судна, которая регулируется подъемно-нагрузочным устройством 8. Шипы по периметру колеса обеспечат сцепление с поверхностью льда. На гладком льду судно будет иметь минимальное сопротивление и в 1,5-2 раза более высокую скорость, чем на воде (по опыту аэроглиссеров).When moving on ice and snow, the glider’s
3. Управление Колесным амфибийным глиссером.3. Management of the Wheel amphibious glider.
3.1. КАГ по варианту 1 управляется АКД, который имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси, подобно подвесному лодочному мотору.3.1. KAG according to
3.2. КАГ по варианту 2 и 3 управляется АКД, установленными по бортам, симметрично относительно ДП, и имеющими раздельно управляемый привод подобно гусеничной технике.3.2. KAG according to
Колесные амфибийные глиссеры благодаря новым конструктивным и архитектурным решениям будут обладать рядом новых эксплуатационных качеств:Amphibious wheel gliders due to new structural and architectural solutions will have a number of new operational qualities:
1. Благодаря постоянному контакту с опорной поверхностью будет обеспечена эффективная управляемость на переднем и заднем ходу, уменьшение дрейфа при повороте на скорости, повышенная динамика аппарата (разгон - торможение), повышенные маневренные качества и безопасность;1. Due to constant contact with the supporting surface, effective controllability in forward and reverse gears, reduction in drift when turning at speed, increased vehicle dynamics (acceleration - braking), increased maneuverability and safety will be ensured;
2. Низкий уровень внешнего шума и шума в обитаемых помещениях;2. Low level of external noise and noise in inhabited premises;
3. Высокая экономичность и сниженная экологическая нагрузка на окружающую среду, благодаря пониженной (примерно в 3 раза по сравнению с аэроглиссерами) удельной мощности энергетической установки, свойствам АКД, как поверхностного движителя;3. High efficiency and reduced environmental load on the environment, due to the reduced (about 3 times in comparison with airboats) specific power of the power plant, the properties of AKD, as a surface mover;
4. Независимая подвеска АКД в виде подъемно-нагрузочного устройства 9 обеспечивает движение глиссера на волнении и по неровной местности;4. Independent suspension AKD in the form of a lifting and
5. Регулируемая нагрузка контакта АКД с опорной поверхностью обеспечивает оптимальное сцепление и преодоление уклонов по снегу более 10°;5. The adjustable load of the AKD contact with the supporting surface provides optimal traction and overcoming slopes in the snow of more than 10 °;
6. С увеличением скорости глиссера, в соответствии с вязкостными свойствами воды, будет падать скольжение и возрастать КПД колес;6. With an increase in the speed of the glider, in accordance with the viscous properties of water, the slip will decrease and the efficiency of the wheels will increase;
7. При движении по воде с максимальной скоростью на АКД будет возникать подъемная сила и для сохранения сцепления потребуется прижатие колес к поверхности воды с помощью подъемно-нагрузочного устройства 9, что даст снижение сопротивления;7. When driving on water at maximum speed on the AKD, a lifting force will arise and to maintain traction, it will be necessary to press the wheels against the surface of the water using a lifting and
8. АКД и его электро или гидро-привод 7 имеет конструкцию, нечувствительную к водяным брызгам, оледенению в отличие от воздушного винта;8. AKD and its electric or
9. Колесный амфибийный глиссер может эксплуатироваться круглогодично, не требует наличия причалов;9. Wheel amphibious glider can be operated year-round, does not require berths;
10. Вариант глиссера с воздушной разгрузкой, которая на максимальной скорости (более 100 км/час) может взять на себя до 30% водоизмещения плюс подъемная сила АКД (до 20% водоизмещения), может оказаться наиболее эффективным;10. The option of a glider with air unloading, which at maximum speed (more than 100 km / h) can take up to 30% of the displacement plus the lifting force of the AKD (up to 20% of the displacement), may be the most effective;
11. В сравнении с существующими СВП и СПК колесный амфибийный колесный глиссер за счет энергоэффективности и круглогодичной эксплуатации будет иметь удельную провозоспособность выше примерно в 3-4 раза, а дальность хода больше в два раза.11. In comparison with the existing SVP and SPK, the amphibious wheeled wheel glider due to energy efficiency and year-round operation will have a specific carrying capacity higher by about 3-4 times, and the range is doubled.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112585A RU2714624C1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Wheeled amphibious hydroplane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112585A RU2714624C1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Wheeled amphibious hydroplane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714624C1 true RU2714624C1 (en) | 2020-02-18 |
Family
ID=69626044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019112585A RU2714624C1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Wheeled amphibious hydroplane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714624C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114590387A (en) * | 2022-03-11 | 2022-06-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | Water-air dual-purpose propeller with double motors arranged in parallel |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2294104A (en) * | 1938-10-05 | 1942-08-25 | Waddington Edwin | Hydroplane boat |
RU2107009C1 (en) * | 1992-06-15 | 1998-03-20 | Анатолий Иванович Кузьмин | Rotary propeller |
RU2225327C2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-03-10 | Фальмонов Евгений Васильевич | Paddle wheel propulsion and steering complex |
RU84823U1 (en) * | 2009-03-10 | 2009-07-20 | Закрытое Акционерное общество "Минибот" | ROCKING WHEEL OF THE MOTOR-STEERING COMPLEX OF THE SHIP |
-
2019
- 2019-04-24 RU RU2019112585A patent/RU2714624C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2294104A (en) * | 1938-10-05 | 1942-08-25 | Waddington Edwin | Hydroplane boat |
RU2107009C1 (en) * | 1992-06-15 | 1998-03-20 | Анатолий Иванович Кузьмин | Rotary propeller |
RU2225327C2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-03-10 | Фальмонов Евгений Васильевич | Paddle wheel propulsion and steering complex |
RU84823U1 (en) * | 2009-03-10 | 2009-07-20 | Закрытое Акционерное общество "Минибот" | ROCKING WHEEL OF THE MOTOR-STEERING COMPLEX OF THE SHIP |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114590387A (en) * | 2022-03-11 | 2022-06-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | Water-air dual-purpose propeller with double motors arranged in parallel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3236202A (en) | Water craft | |
EP0497776B1 (en) | Monohull fast sealift or semi-planing monohull ship | |
US9969463B2 (en) | Vessel control system with movable underwater wings | |
WO1998017524A1 (en) | Surface effect planing pontoon ship (sepps) | |
US9809211B2 (en) | Three stage watercraft | |
EP3274250B1 (en) | Three stage watercraft | |
US5832856A (en) | Monohull fast ship with improved loading mechanism | |
RU2714624C1 (en) | Wheeled amphibious hydroplane | |
US20120132124A1 (en) | SPAR Based Maritime Access Vehicle | |
RU198848U1 (en) | Amphibious catamaran with electric propellers | |
GB2440320A (en) | Amphibious gyroplane | |
KR970006351B1 (en) | Mono hull fast ship | |
RU2592755C2 (en) | Hydro-aerodynamic propulsor, principle for aero-gliding on water | |
RU2562473C1 (en) | Front-drive vessel with aerodynamic unloading | |
JP6198232B1 (en) | Hull shape and propulsion device | |
RU2785913C2 (en) | Water-air vehicle | |
RU68424U1 (en) | DEVICE FOR COMPENSATION OF THE TILTING POINT OF AN AMPHIBIAN APPARATUS ON THE AIR PILLOW | |
WO1991011359A1 (en) | High stability displacement hull device | |
JPS63305013A (en) | Caterpillar propulsion type high speed ship | |
RU2349475C2 (en) | Amphibious air-cushion | |
Silverleaf | Developments in high-speed marine craft | |
TR201617952A2 (en) | BODY SIX WHEEL USKURLU AND FRONT DRAWING SURFACE VEHICLE | |
Yun et al. | Catamarans and Multihull Craft | |
GB2527519A (en) | Improvements in or relating to watercraft |