SE467775B

SE467775B - HIGH CONTROL DEVICE FOR A MARKET EFFECT COST

Info

Publication number: SE467775B
Application number: SE9002814A
Authority: SE
Inventors: Tomishige Osako
Original assignee: Tomishige Osako
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-09-14
Also published as: GB2247216A; GB9018217D0; FR2666668A1; GB2247216B; CA2025233A1; FR2666668B3; SE9002814L; SE9002814D0

Description

15 20 25 30 35 467 775 2 Å andra sidan gäller att flygplan, fastän de är mycket snab- ba, är betydligt begränsande när det gäller att transportera människor och gods i stort antal och stora mängder. Stora flygplan har därför konstruerats för sådana masstransport- - ändamål, och många är redan i trafik. Sådana stora flygplan är dock på det hela taget svåra att konstruera och medför en hög bränsleförbrukning, och dessutom är de föremål för lag- stadgade säkerhetsbestämmelser som är mycket strängare än de som gäller för fartyg, beroende på flygplanens egenskap att flyga på hög höjd. 15 20 25 30 35 467 775 2 On the other hand, aircraft, although very fast, are significantly restrictive when it comes to transporting people and goods in large numbers and large quantities. Large aircraft have therefore been designed for such mass transport purposes, and many are already in service. However, such large aircraft are generally difficult to design and involve high fuel consumption, and are also subject to statutory safety regulations that are much stricter than those applicable to ships, depending on the aircraft's ability to fly at high altitudes.

På många områden har förslag framställts att åstadkomma ett nytt transportmedel som har både fördelen av fartygs mass- transportkapacitet och flygplans fördel av rörlighet med hög hastighet. Bland dessa förslag ingår den kända teknik som allmänt kallas "luftkuddemaskin“. Denna teknik använder en högtrycksluftkudde som alstras mellan ett flygplans flygkropp och vingar och marken eller vattenytan när flygplanet flyger på en mycket låg höjd, och denna effekt omtalas såsom "mark- effekt“. Fastän en sådan vingförsedd markeffektfarkost i all- mänhet används huvudsakligen till att flyga på en mycket låg höjd över en vattenyta, såsom havsytan eller ytan av en sjö, så kallas denna effekt ändå vanligen markeffekt och inte vat- teneffekt. Den vingförsedda markeffektfarkosten omtalas också såsom "en vinge med markeffekt" vilken också benämnes "ramm- vinge" (som nedan emellanåt för korthets skull benämnts WIG såsom förkortning av engelskans "Wing In Ground Effect“).In many areas, proposals have been made to provide a new means of transport that has both the advantage of ships' mass transport capacity and the aircraft's advantage of high-speed mobility. These proposals include the prior art commonly known as "airbag machine", which uses a high-pressure airbag generated between the fuselage and wings of an aircraft and the ground or water surface when the aircraft is flying at a very low altitude, and this effect is referred to as "ground effect". . Although such a winged ground effect vehicle is generally used mainly to fly at a very low altitude above a water surface, such as the sea surface or the surface of a lake, this effect is still usually called ground effect and not water effect. The winged ground effect craft is also referred to as "a wing with ground effect" which is also called "frame wing" (which is sometimes referred to below as WIG for the sake of brevity as an abbreviation of the English "Wing In Ground Effect").

Farkoster som utnyttjar ovannämnda markeffekt, inklusive de av typen WIG, kallas markeffektmaskiner (GEM) eller luft- kuddefarkoster (ACV). Farkosterna av typen ACV klassificeras i två typer: aerostatiska system och aerodynamiska system.Vessels that use the above-mentioned ground power, including those of the WIG type, are called ground power machines (GEM) or air cushion vehicles (ACV). The vehicles of the ACV type are classified into two types: aerostatic systems and aerodynamic systems.

Den första typen hänför sig till transportmedel av det slag som kallas "hoovercraft" eller luftfordon, i vilka en hög- trycksluft.direkt inmatas i utrymmet som avgränsas mellan botten av kroppen och vattenytan (markytan) och som omges av farkostens "kjol" eller sidovägg, för att därigenom lyfta kroppen ett litet stycke över vattenytan. Å andra sidan så hänför sig den senare typen till själva rammvingen WIG som är 10 15 20 25 30 35 467 775 3 . föremål för diskussion, vilken rammvinge flyger likt ett flygplan som använder den lyftkraft som alstras av vingarna när flygplanet rör sig framåt, och den klassificeras helt allmänt som tillhörande en rammvingetyp, en kanalströmnings- typ och en sjöfågelstyp beroende på konfigurationen.The first type refers to means of transport of the kind called "hoovercraft" or air vehicles, in which a high-pressure air is fed directly into the space bounded between the bottom of the body and the water surface (ground surface) and which is surrounded by the vessel's "skirt" or side wall , to thereby lift the body a short distance above the water surface. On the other hand, the latter type refers to the frame wing WIG itself, which is 10 15 20 25 30 35 467 775 3. subject to discussion, which frame wing flies like an aircraft using the lift generated by the wings as the aircraft moves forward, and it is generally classified as belonging to a frame wing type, a channel flow type and a seabird type depending on the configuration.

Rammvingen WIG har en avsevärt reducerad bränsleförbrukning- genom den ökade lyftkraft som alstras av markeffekten för _ storleken av dess nyttolast, och kan flyga på en så låg höjd att ett mycket litet avstånd bibehålls mellan vattenytan och flygkroppen. Dessa särdrag bidrar till att minimera möjliga- skador som kan förorsakas genom något tillbud, och gör därmed WIG-farkosten till en mycket säker farkost. WIG-rammvingen kan därför tjäna som ett optimalt pendeltransportmedel under de förhållanden där det krävs att transportera människor och gods i stort antal och stor kvantitet med hög hastighet mellan fastlandet och långt bort belägna öar, såsom be- skrivits tidigare. I WIG-rammvingen kan i grunden hänföras till kategorin flyg- plan, d v s den rör sig framåt "flytande" i luften och fri från fysisk kontakt med marken eller vattenytan. Flygkroppen och vingarna är åtskilda från vattenytan (markytan) endast det avstånd som är tillräckligt för att uppnå ovannämnda markeffekt. Den japanska luftfartslagen definierar flygplan såsom "en flygmaskin, ett rotorvingeflygplan, ett segelflyg- plan, ett luftskepp eller annan farkost som kan användas för flygning eller luftfart på sätt som stadgas av regeringens WIG-rammvingen betraktas alltså såsom ett flyg- plan av luftfartslagen i Japan, så att kvalifikationen för kungörelse". piloter och andra fordringar för WIG-rammvingen, såsom ser- vice och inspektion, är föremål för sama stränga krav som gäller för flygplan i allmänhet och står under strikt över- vakning av vederbörande myndigheter.The WIG frame wing has a considerably reduced fuel consumption due to the increased lifting force generated by the ground effect for the size of its payload, and can fly at such a low altitude that a very small distance is maintained between the water surface and the fuselage. These features help to minimize possible damage that can be caused by an incident, and thus make the WIG vehicle a very safe vehicle. The WIG frame wing can therefore serve as an optimal means of commuter transport under the conditions where it is necessary to transport people and goods in large numbers and large quantities at high speed between the mainland and distant islands, as described earlier. In the WIG frame wing, it can basically be attributed to the category of aircraft, ie it moves forward "floating" in the air and free from physical contact with the ground or water surface. The fuselage and wings are separated from the water surface (ground surface) only the distance sufficient to achieve the above-mentioned ground effect. The Japanese Aviation Act defines aircraft as "an aircraft, a rotor wing aircraft, a glider, an airship or other aircraft that can be used for flight or aviation in a manner stipulated by the Government's WIG framework wing is thus considered an aircraft by the Aviation Act of Japan. , so that the qualification for announcement ". pilots and other requirements for the WIG frame wing, such as service and inspection, are subject to the same strict requirements that apply to aircraft in general and are under strict supervision by the relevant authorities.

En ramvinge av WIG-typ står alltså såsom beskrivits, till följd av sin legala status av flygplan, inför det legala hinder som hindrar den, till skillnad från fartyg, från att manövreras eller framföras på enkelt sätt. 467 775 4 Å andra sidan så gäller att de legala begränsningarna på fartyg i olika länder inklusive Japan är betydligt lösligare jämfört med de som gäller för flygplan, och kvalifikationerna och kraven beträffande pilotens licens, service och inspek- tion av fartyg är mindre stränga. Om WIG-konstruktionen legalt kan behandlas såsom ett fartyg, så förväntas den vinna världsvid popularitet ävensom i Japan liksom de ovannämnda pendeltransportmedlen eller liknande.A WIG-type frame wing thus faces, as described, due to its legal status as an aircraft, the legal obstacle that prevents it, unlike ships, from being maneuvered or driven in a simple manner. 467 775 4 On the other hand, the legal restrictions on ships in different countries, including Japan, are significantly more lenient compared to those applicable to aircraft, and the qualifications and requirements regarding the pilot's license, service and inspection of ships are less stringent. If the WIG design can be legally treated as a ship, then it is expected to gain worldwide popularity even in Japan as well as the above-mentioned shuttle means of transport or the like.

Sammandrag av uppfinningen Ett ändamål med denna uppfinning är därför att åstadkomma ett medel som har utvecklats i ljuset av de ovannämnda egenskap- erna hos WIG-vingen att ha förmåga att transportera människor och gods i stort antal eller stora mängder med hög hastighet, och i ljuset av de begränsningar som ges av japanska luft- fartslagen, och som tillåter en WIG-vinge att legalt betrakt- as såsom "fartyg" genom att ständigt förbinda farkostens kropp med vattenytan genom några fysiska organ och automat- iskt reglera eller styra flygningen för att hindra farkosten från att flyga fritt över vattenytan.SUMMARY OF THE INVENTION An object of this invention is therefore to provide an agent which has been developed in the light of the above-mentioned properties of the WIG wing to be able to transport people and goods in large numbers or large quantities at high speed, and in the light. of the restrictions imposed by the Japanese Civil Aviation Act, which allows a WIG wing to be legally considered a "ship" by constantly connecting the body of the craft to the water surface through any physical means and automatically regulating or controlling the flight to prevent the craft from flying freely over the water surface.

För att övervinna ovannämnda problem och uppnå det avsedda ändamålet, tillhandahåller denna uppfinning en höjdregler- anordning för reglering av höjden under normal flygning med en vingförsedd markeffektfarkost, som använder markeffekt alstrad mellan dess flygkropp och vingar och en vattenyta för att flyga på en mycket låg höjd över vattenytan med ett litet avstånd mellan farkosten och vattenytan, varvid det för höjdregleranordningen nya och säregna är en avkännare som alltid bibehålls i kontakt med vattenytan under navigering, för att sända information om avståndet mellan vattenytan och flygkroppen till ett manöversystem hos farkosten; och ett förbindelseorgan för mekaniskt förbindande av avkännaren och farkosten, vilket förbindelseorgan omfattar en utsträckbar och ihopdragbar teleskopisk arm, varvid den vingförsedda farkostens höjd bestäms som svar på längden av den telesko- piska armen, varigenom ett av manöversystemet reglerat höjd- m 5 467 775 roder manövreras på basis av informationen från avkännaren angående avståndet mellan vattenytan och flygkroppen, för att tillåta farkosten att flyga under bibehållande av avståndet mellan vattenytan och flygkroppen konstant.To overcome the above problems and achieve the intended object, this invention provides an altitude control device for controlling altitude during normal flight with a winged ground power vehicle, which uses ground power generated between its fuselage and wings and a water surface to fly at a very low altitude. over the water surface with a small distance between the vessel and the water surface, the new and distinctive height control device being a sensor that is always kept in contact with the water surface during navigation, to send information about the distance between the water surface and the fuselage to a control system of the vessel; and a connecting means for mechanically connecting the sensor and the vessel, said connecting means comprising an extensible and contractible telescopic arm, the height of the winged vessel being determined in response to the length of the telescopic arm, whereby an altitude control controlled by the operating system 5 467 775 maneuvered on the basis of the information from the sensor regarding the distance between the water surface and the fuselage, to allow the craft to fly while maintaining the distance between the water surface and the fuselage constant.

Eftersom föreliggande höjdregleranordning för en vingförsedd markeffektfarkost såsom beskrivits ovan väsentligen har ett organ för åstadkommande av mekanisk förbindelse mellan far- kosten och vattenytan, så är farkosten ständigt fysiskt för- bunden med vattenytan, varför farkosten legalt sett kan be- traktas, exempelvis i Japan, såsom "fartyg" i stället för flygplan. De legala bestämmelserna på fartyg vilka är mycket lösliga jämfört med de som gäller för flygplan, kan alltså helt tillämpas på den vingförsedda markeffektfarkosten, vilket gör det enklare att uppfylla kvalifikationerna för pilot och andra villkor, såsom service och inspektion. Dess- utom gäller att eftersom föreliggande vingförsedda mark- effektfarkost kan användas såsom ett optimalt pendeltrans- portmedel för att förbinda fastlandet med avlägset belägna öar, så kan föreliggande farkost förväntas vinna stor upp- skattning i Japan och världen i övrigt.Since the present height control device for a winged ground power vehicle as described above essentially has a means for establishing a mechanical connection between the vessel and the water surface, the vessel is constantly physically connected to the water surface, so the vessel can be legally considered, for example in Japan, such as "ships" instead of airplanes. The legal provisions on ships, which are very soluble compared to those applicable to aircraft, can thus be fully applied to the winged ground power craft, making it easier to meet the qualifications for pilot and other conditions, such as service and inspection. In addition, since the present winged ground-effect craft can be used as an optimal means of commuting to connect the mainland with remote islands, the present craft can be expected to gain great appreciation in Japan and the rest of the world.

När den vingförsedda markeffektfarkostens höjd över havet överskrider det förutbestämda värdet under farkostens na- vigering, så sänds ett kommando eller en instruktion till manöversystemet på basis av informationen från avkännaren för att tillåta höjdrodren att automatiskt bibehålla flygkroppen på den önskade flyghöjden. Det är därför möjligt att reglera den vingförsedda markeffektfarkostens navigering mycket snabbt vid en fart av 200-500 km/h, oberoende av våghöjden och vågmotståndet.When the height of the winged surface-to-sea craft exceeds the predetermined value during the navigation of the craft, a command or instruction is sent to the control system based on the information from the sensor to allow the rudder to automatically maintain the fuselage at the desired flight altitude. It is therefore possible to regulate the navigation of the winged ground power vehicle very quickly at a speed of 200-500 km / h, regardless of the wave height and wave resistance.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 och 2 visar schematiskt en utföringsform av en ving- försedd markeffektfarkost som använder höjdregleranordningen enligt denna uppfinning. 10 15 20 25 35 467 775 6 Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen En föredragen utföringsform av höjdregleranordningen för en vingförsedd markeffektfarkost enligt denna uppfinning komer nu att beskrivas under hänvisning till de bifogade ritningar- na. Eftersom den vingförsedda markeffektfarkosten som visas med hänvisningsbeteckningen "10" i Fig. 1 är välkänd i sig, komer ingen detaljerad beskrivning därav att lämnas. Far- kosten 10 har en av flera sektioner bestående utsträckbar teleskopisk arm 12 anordnad vid botten av flygkroppen, med en del av armen 12 utsträckt snett nedåt från bakre delen av flygkroppen. Mera speciellt gäller att med den övre änden av armen 12 fäst vid en dämpmekanism 14, som använder hydraul- tryck, såsom oljetryck, så sträcker sig armen 12 snett nedåt i dämpat tillstånd och drages ihop till sin kortaste storlek, såsom visas i Fig. 2, när den vingförsedda markeffektfarkost- en är förtöjd och flyter på vattnet. När farkosten startas och lyfter från vattenytan genom ovannämnda markeffekt, är armen 12 konstruerad att automatiskt utsträckas snett nedåt från flygkroppens bakre del.Brief Description of the Drawings Figs. 1 and 2 schematically show an embodiment of a winged ground power vehicle using the height control device according to this invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the height control device for a winged ground power vehicle according to this invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Since the winged ground power vehicle shown by the reference numeral "10" in Fig. 1 is well known per se, no detailed description thereof will be given. The aircraft 10 has a multi-section extensible telescopic arm 12 arranged at the bottom of the fuselage, with a part of the arm 12 extending obliquely downwards from the rear part of the fuselage. More specifically, with the upper end of the arm 12 attached to a damping mechanism 14, which uses hydraulic pressure, such as oil pressure, the arm 12 extends obliquely downwards in the damped state and is contracted to its shortest size, as shown in Fig. 2. , when the winged ground power vehicle is moored and floating on the water. When the craft is started and lifts from the water surface by the above-mentioned ground effect, the arm 12 is designed to automatically extend obliquely downwards from the rear part of the fuselage.

Den teleskopiska armen 12 har vid sin nedre ände en flottör 16, som är avsedd att hela tiden flyta på vattnet när den vingförsedda markeffektfarkosten 10 framförs och navigeras eller är förtöjd. Flottören 16 har en avkännare som är inrymd i flottören och som detekterar avståndet mellan vattenytan och den vingförsedda markeffektfarkostens 10 flygkropp och överför information om detta avstånd till ett manöversystem 18 anordnat i den vingförsedda farkosten 10. Olika drift- principer, såsom de som gäller för med laser arbetande av- ståndsmätsystem, ultraljudssystem, ultrakortvågssystem och kapacitiva system, kan valfritt användas för avkännaren 20 för avståndsbestämningen, beroende på den speciella kon- figurationen. Den teleskopiska armen 12, som tjänar såsom organ som mekaniskt förbinder den vingförsedda markeffekt- farkosten 10 med vattenytan, kan utbytas mot en upprullbar lina och liknande. .näThe telescopic arm 12 has at its lower end a float 16, which is intended to float on the water at all times when the winged ground power vehicle 10 is being propelled and navigated or moored. The float 16 has a sensor housed in the float which detects the distance between the water surface and the fuselage of the winged ground power vehicle 10 and transmits information about this distance to an operating system 18 arranged in the winged vessel 10. Various operating principles, such as those applicable to laser working distance measuring systems, ultrasonic systems, ultra-short wave systems and capacitive systems, can optionally be used for the sensor 20 for the distance determination, depending on the special configuration. The telescopic arm 12, which serves as means for mechanically connecting the winged ground power craft 10 to the water surface, can be exchanged for a retractable line and the like. .nä

Claims

10 15 20 25 30 467 773 Patent claims

An altitude control device for regulating altitude during normal flight with a winged ground power craft (10), using ground power generated between its fuselage and wings and a water surface to fly at a very low altitude above the water surface with a small distance between the craft and the water surface , characterized by: a sensor (20) which is always maintained in contact with the water surface during navigation, for transmitting information about the distance between the water surface and the fuselage to an operating system (18) of the vehicle (10); and a connecting means (12) for mechanically connecting the sensor (20) and the vessel (10), said connecting means (12) comprising an extensible and collapsible telescopic arm, the height of the winged vessel (10) being determined in response to the length of the the telescopic arm, whereby a rudder controlled by the control system (18) is operated on the basis of the information from the sensor (20) regarding the distance between the water surface and the fuselage, to allow the craft (10) to fly while maintaining the distance between the water surface and the fuselage constant.

Height control device according to claim 1, characterized in that the sensor (20) is arranged in a float (16), which can float on water.

Height control device according to claim 1, characterized by a damping mechanism (14) for connecting the telescopic arm to the fuselage (10) of the craft (10).