АМФИБИЙНЫЙ АППАРАТ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ Российский патент 1996 года по МПК B60V1/08 

Изобретение относится к транспортным средствам с динамическими принципами поддержания.

Известен амфибийный аппарат на воздушной подушке [1] содержащий корпус, выполненный по форме крыла, в носовой части которого позади пропульсивных воздушных винтов образованы перекрываемые от набегающего потока нижней частью дисков сметания пропульсивных воздушных винтов окна-тоннели, сообщающие с атмосферой пространство между днищем корпуса и экраном, при этом окна-тоннели выполнены с шарнирно-поворотными заслонками, а аппарат снабжен носовой завесой и системой управления и стабилизации.

Однако известный аппарат на воздушной подушке малоэффективен при эксплуатации.

Цель заявляемого решения повышение эффективности эксплуатации аппарата на воздушной подушке.

Цель достигается тем, что оси шарниров этих заслонок размещены в задней части окон-туннелей, при этом аппарат выполнен с бортовым ограждением воздушной подушки в виде гибких цилиндрических газонепроницаемых раданированных скегов-баллонов с горизонтальными образующими их цилиндров, кормовой завесой, а также поперечной завесой, удаленной от носовой завесы, причем носовая завеса выполнена в виде гибкой юбки, при этом носовая и поперечная завесы выполнены с возможностью их уборки в корпус аппарата, а поперечная завеса выполнена в виде секционированного интерцептора или такой же, как и носовая завеса, с высотой до опорной поверхности.

Кроме того, носовая завеса выполнена с тросами-тягами и подъемными лебедками для ее уборки в корпус аппарата.

На фиг.1 изображен аппарат,вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 амфибийный аппарат на воздушной подушке в аксонометрической проекции; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг.5 аксонометрическая проекция двухвинтового аппарата на воздушной подушке; на фиг.6 продольный разрез двухвинтового аппарата на воздушной подушке.

Как видно на фиг.1 и 3, корпус 1 амфибийного аппарата на воздушной подушке имеет аэродинамический профиль в сечении и форму крыла малого удлинения в плане. Это крыло-корпус ограничено бортовым ограждением в виде боковых шайб 2, нижние, контактирующие с экраном части которых выполнены в виде гибких цилиндрических с горизонтальной образующей газонепроницаемых раданированных скегов-баллонов 3. В шайбах 2 могут быть предусмотрены различные помещения (в зависимости от конкретного назначения аппарата и его размеров). Например, как показано на фиг.1 и 3, в шайбах размещены пилотские 4 и пассажирские 5 кабины. На корпусе 1 установлен пропульсивный комплекс, включающий двигатель 6 и движители (в виде воздушных винтов) 7. Эти воздушные винты могут (например, для повышения безопасности эксплуатации) быть помещены в кольцевые насадки. На чертежах (для упрощения изображения) этот вариант движения не показан. В то же время на фиг.5 и 6 показан вариант выполнения пропульсивного комплекса с удлиненными главными валами 8. Поскольку двигатели являются весьма существенной составляющей весовой нагрузки, их положение решающим образом влияет на взаимное расположение центра тяжести и центра давления воздушной подушки, а следовательно, на балансировку аппарата на различных режимах эксплуатации, на его амфибийность и проходимость по пересеченной местности, по трассам с различным характером и рельефом опорной поверхности (экрана). Как видно на всех пояснительных рисунках, аппарат снабжен средствами стабилизации и управления по курсу и дифференту это горизонтальные 9 и вертикальные 10 рули. Поскольку они не являются новыми элементами, подробной характеристики их не дается.

Как видно на всех фигурах чертежей, позади воздушных винтов размещены в корпусе 1 окна-тоннели 11, которые снабжены заслонками 12, закрепленными посредством шарниров 13 позади, считая от носа аппарата, окон-тоннелей 11. Заслонки 12 могут иметь различное конструктивное оформление (см. фиг.3 и 5). При этом вариант конструкции заслонки, показанный на фиг.3, обладает тем достоинством, что он более полно (с меньшими потерями) улавливает и направляет в область воздушной подушки поток воздуха от воздушного винта 7, но в то же время он дает и большие потери на сопротивление из-за большой площади. Пределы полезного применения той или другой конструкции заслонок 12 определяются экспериментально. В совокупности с применением заслонок 12 может быть предусмотрено использование и других устройств для более качественного отклонения воздушного потока под днище аппарата, например, таких как показаны на фиг.1, 5 и 6. Эти устройства 14 выполнены в виде шарнирно-закрепленных на стенках окон-тоннелей крыловидных профилей, устанавливаемых (или самоустанавливающихся) в рабочее положение при открытых заслонках 12, как показано на фиг.1, и изменяющих свое положение после закрытия заслонок 12 (это закрытое положение отклоняющих устройств 14 показано штрих-пунктирными линиями на фиг.1 и 6).

Как видно на фиг.1, 4 и 6, на днище аппарата между скегами-баллонами 3 образованы носовая 15, поперечная 16 и кормовая 17 завесы. Все завесы могут иметь различное конструктивное исполнение. Например, носовая завеса 15 может (см. фиг. 1) иметь вид секционированного щитка (секционирование полезно для уменьшения потерь воздуха из подушки при преодолении небольших по площади, но высоких препятствий и для уменьшения ударных напряжений при встрече с указанным препятствием в конструкциях носовой завесы), подамортизированного пневмомешком 18. Пневмомешок 18 (как впрочем и пневмомешки 19 и 20) может быть как единым для всей завесы (см. фиг.4), так и индивидуальным для каждой секции или группы секций (не показано). В качестве амортизаторов вместо пневмомешков могут использоваться и другие средства амортизации (пневмо- и гидроцилиндры, пружины, упругие материалы и т.п.). Сама завеса может быть выполнена (см. фиг.6) в виде юбки из гибкого эластичного материала (например, ткани, убираемой по мере набора скорости в специальное помещение 21 (см. фиг.6) в носовой части корпуса аппарата посредством тяг-тросов 22, блоков 23 и подъемных лебедок 24. Аналогичное носовой завесе 15 конструктивное исполнение (гибкая юбка с тросами-тягами и подъемными лебедками) при одинаковой высоте может иметь и промежуточная поперечная завеса 16. Главная особенность этой промежуточной завесы в том, что она ограничивает участок днища аппарата, достаточный по площади для создания (после подачи избыточного воздуха от воздушных винтов 7 через окна-тоннели 11) подъемной силы воздушной подушки, превышающей стартовый вес аппарата. Кроме того, эта подъемная сила должна быть приложена в точке (центр давления), лежащей на одной вертикали с центром тяжести в момент старта. Эти два условия практически достижимы, так как могут быть достигнуты известными расчетными и экспериментальными методами.

Поперечная завеса 16 может выполняться в виде секционированного интерцептора.

Работает заявляемый аппарат следующим образом.

Перед стартом должны быть открыты (см. фиг.1) заслонки 12, приведены в рабочее положение отклоняющие поток устройства 14, опущены до опорной поверхности носовая 15, промежуточная поперечная 16 и кормовая 17 завесы. Затем выводится на максимальный режим работы пропульсивный комплекс. Поток воздуха от воздушных винтов 7 частью устремляется в пространство между днищем аппарата и опорной поверхностью, создавая воздушную подушку и подъемную силу, приподнимающую аппарат над опорной поверхностью, а часть потока воздуха, не захваченная заслонками 12 и отклоняющими устройствами 14, создает горизонтальную силу, постепенно разгоняющую аппарат. По мере роста скорости растет и подъемная сила, создаваемая за счет обтекания воздухом крыла-корпуса 1, что позволяет начать постепенную уборку в корпус завес 15-17 и опускание на окно-тоннели 11 заслонок 12 и 14. Этот процесс приводит аппарат ко все более удобообтекаемой форме, вследствие чего скорость продолжает быстро расти, а с ней соответственно быстро растет и подъемная сила, создаваемая крылом-корпусом 1. Это позволяет в конце концов полностью закрыть заслонками 12 окна-тоннели 11, в дальнейшем движении аппарат, поддерживается над опорной поверхностью только подъемной силой, создаваемой крылообразным корпусом 1. Посадка может осуществляться как за счет постепенного сброса мощности двигателей, так и за счет постепенного опускания завес 15-17 и подъема заслонок 12 с последующим сбросом мощности двигателей. Следует отметить, что при необходимости значительного уменьшения скорости движения могут частично опускаться завесы 15-17 и открываться заслонки 12. Описанная принципиальная схема работы заявленного аппарата при проектировании реального аппарата (с определенными народнохозяйственным назначением и параметрами) должна более детально отрабатываться на маломасштабных, радиоуправляемых и самоходных моделях. Для многих аппаратов заявляемой конструкции (особенно для крупных) представляется перспективным применение в управлении процесса разбега и торможения ЭВМ.

Использование: изобретение относится к транспортным средствам с динамическими принципами поддержания. Сущность заключается в том, что оси шарниров заслонок размещены в задней части окон-тунелей корпуса аппарата на воздушной подушке, при этом аппарат выполнен с бортовым ограждением воздушной подушки в виде гибких цилиндрических газонепроницаемых реданированных скегов-баллонов с горизонтальными образующими их цилиндров, кормовой завесой, а также поперечной завесой, удаленной от носовой завесы, причем носовая завеса выполнена в виде гибкой юбки, при этом носовая и поперечная завесы выполнены с возможностью их уборки в корпус аппарата, а поперечная завеса выполнена в виде секционированного интерцептора или такой же, как и носовая завеса, с высотой до опорной поверхности. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. АМФИБИЙНЫЙ АППАРАТ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ, содержащий корпус, выполненный по форме крыла, в носовой части которого позади пропульсивных воздушных винтов образованы перекрываемые от набегающего потока нижней частью дисков сметания пропульсивных воздушных винтов окна-туннели, сообщающие с атмосферой пространство между днищем корпуса и экраном, при этом окна-туннели выполнены с шарнирно-поворотными заслонками, а аппарат снабжен носовой завесой и системой управления и стабилизации, отличающийся тем, что оси шарниров заслонок размещены в задней части окон-туннелей, при этом аппарат выполнен с бортовым ограждением воздушной подушки в виде гибких цилиндрических газонепроницааемых реданированных скегов-баллонов с горизонтальными образующими их цилиндров, кормовой завесой, а также поперечной завесой, удаленной от носовой завесы, причем носовая завеса выполнена в виде гибкой юбки, при этом носовая и поперечная завесы выполнены с возможностью их уборки в корпус аппарата, а поперечная завеса - в виде секционированного интерцептора или такой же, как и носовая завеса, высотой до опорной поверхности. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что носовая завеса выполнена с тросами-тягами и подъемными лебедками для ее уборки в корпус аппарата.