ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1999 года по МПК B61B13/10 B60V1/08 B65G51/04 B62D57/04 

Изобретение относится к области транспорта, в частности к транспортным средствам на воздушной подушке, и может найти применение для перевозки пассажиров и грузов в тоннеле или трубе (в том числе в трубе, расположенной на поверхности) на большие и малые расстояния.

Известны транспортные средства на воздушной подушке для перевозки пассажиров и грузов в тоннеле или трубе с помощью сжатого воздуха либо вакуума (см., например, [1-5]).

К недостаткам этих транспортных средств следует отнести: отсутствие автономности перемещения, необходимость большого числа дорогостоящих компрессорных либо вакуумирующих станций, сложность создания транспортных узлов.

Известны также транспортные средства на воздушной подушке, перемещение которых в тоннеле или трубе обеспечивается вращающимся пропеллером [4-6]. Такие транспортные средства обладают автономностью передвижения, не требуют использования дорогостоящих установок для создания сжатого воздуха либо вакуума, не создают проблемы транспортных узлов.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявленному устройству является транспортное средство по патенту США [6, фиг. 4], выбранное в качестве прототипа.

Это транспортное средство содержит корпус, внутри которого расположен отсек для пассажиров или груза и продольный сквозной канал с первой на входе и второй на выходе камерами, сечения которых возрастают в направлении соответственно входа и выхода, образуя изгиб, и средней частью с постоянной величиной сечения, привод, установленный на раме и кинематически связанный с пропеллером, ось которого совпадает с продольной осью транспортных средств, и колеса, установленные по обе стороны корпуса и взаимодействующие с рельсами тоннеля или трубы.

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая скорость перемещения, более низкий коэффициент полезного действия.

Задачей изобретения является повышение скорости перемещения транспортного средства, увеличение КПД.

Эта задача решается тем, что в транспортном средстве, содержащем корпус, внутри которого расположен отсек для пассажиров или груза и продольный сквозной канал с первой на входе и второй на выходе камерами, сечения которых возрастают в направлении соответственно входа и выхода, образуя изгиб, и средней частью с постоянной величиной сечения, привод, установленный на раме и кинематически связанный с пропеллером, ось которого совпадает с продольной осью транспортного средства, и колеса, установленные по обе стороны корпуса и взаимодействующие с рельсами тоннеля или трубы, в нижней стенке средней части упомянутого канала выполнены отверстия выхода воздуха для создания воздушной подушки, снабженные шторками для изменения их размера, пропеллер размещен внутри первой камеры, при этом колеса, опирающиеся на установленные на стенках тоннеля или трубы направляющие рельсы в состоянии покоя, и амортизирующие боковые биения транспортного средства при его перемещении, снабжены тормозами для его торможения, причем транспортное средство дополнительно снабжено кабиной с пультом управления, а рама выполнена в виде платформы, на которой установлен привод и с которой скреплен корпус.

Технический результат изобретения состоит в повышении скорости перемещения транспортного средства.

Этот технический результат достигается, с одной стороны, благодаря созданию воздушной подушки с помощью отверстий выхода воздуха, выполненных в нижней стенке средней части воздушного канала. Высота воздушной подушки, обеспечивающей снижение сопротивления перемещению транспортного средства по сравнению с прототипом, регулируется посредством шторок, изменяющих размер отверстий выхода воздуха. С другой стороны, благодаря размещению пропеллера внутри первой камеры сквозного канала разрежаемый воздух в отличие от прототипа почти полностью всасывается в сквозной канал. Таким образом, во время движения транспортное средство парит в воздухе, не соприкасаясь со стенками тоннеля или трубы.

Изобретение иллюстрируют фиг. 1 и 2, на которых условно показаны соответственно продольный разрез предлагаемого транспортного средства и его вид спереди в тоннеле.

Предлагаемое транспортное средство содержит корпус 1, скрепленный с рамой, выполненной в виде платформы 2, кабину 3 со смотровыми окнами 4, видеокамерами 5 и пультом управления (не показан), фары 6, отсек 7 для пассажиров или груза, продольный сквозной канал с первой 8 на входе и второй 9 на выходе камерами и средней частью 10, привод 11, установленный на платформе 2 и кинематически связанный с пропеллером 12, ось которого совпадает с продольной осью транспортного средства, колеса 13 с тормозной системой, установленные по обе стороны корпуса 1 в направляющих 14, проложенных на стенках тоннеля или трубы 15. Колеса 13 являются устройствами для опоры во время стоянки, для торможения во время останова, не нужные во время штатного движения, но необходимые в нештатных ситуациях (неисправность направляющих, потери формы тоннеля (трубы), потеря формы корпуса устройства и т.п., так как амортизируют боковые биения транспортного средства при его перемещении, если их величина превышает определенные значения. Сечения первой 8 и второй 9 камер продольного сквозного канала возрастают в направлении соответственно входа и выхода этого канала, образуя изгиб. Внутри первой камеры 8 размещен пропеллер 12. В нижней стенке средней части 10 сквозного канала выполнены отверстия выхода воздуха (не показаны), через которые часть разрежаемого воздуха проникает вниз (см. стрелки), создавая воздушную подушку. Высота воздушной подушки и величина компенсации усилий, возникающих при вращении пропеллера, регулируются шторками (не показаны), с помощью которых изменяется размер отверстий выхода воздуха. В приводе 11 может быть использован любой двигатель. Предпочтительным является электродвигатель. В этом случае для подвода электрического тока используются направляющие рельсы 14. Предполагается, что средства для съема электрического тока входят в состав привода 11.

Перемещение транспортного средства, показанного на фиг. 1 и 2, осуществляется следующим образом.

В исходном положении, когда привод не функционирует, транспортное средство находится в состоянии покоя, опираясь колесами 13 на направляющие рельсы 14. С помощью пульта управления включают двигатель привода 11 и приводят во вращение пропеллер 12. Вращение пропеллера 12 создает разрежение воздуха в тоннеле 15 перед транспортным средством, степень которого зависит от числа оборотов двигателя, и силу тяги, стремящуюся переместить транспортное средство вперед.

Разрежаемый воздух, показанный на фиг. 1 стрелками, втягивается в камеру 8 сквозного канала и прогоняется далее через его среднюю часть 10 в камеру 9, на выходе которой благодаря изгибу камеры создается реактивный воздушный поток и тем самым дополнительная сила тяги. При малых оборотах двигателя привода 11 сила тяги недостаточна для того, чтобы преодолеть силу трения между колесами 13 и направляющими рельсами 14 и сдвинуть транспортное средство с места.

Для начала движения колеса 13 освобождают от тормозов и открывают отверстия в нижней стенке средней части 10 сквозного канала путем сдвига шторок. После этого прогоняемый через сквозной канал воздух получает возможность проникать через эти отверстия вниз. При определенном числе оборотов двигателя привода 11 создается воздушная подушка, транспортное средство приподнимается и начинает перемещаться вперед, не касаясь ни колесами, ни другими устройствами как направляющих, так и стенок тоннеля (трубы). Высота воздушной подушки регулируется до оптимальной шторками. Торможение транспортного средства производится с помощью тормозной системы колес 13 и необходимым в данный момент регулированием шторок. Обратный ход транспортного средства осуществляется реверсированием двигателя привода 11 после останова транспортного средства. При реверсе двигателя пропеллер 12 начинает вращаться в противоположном направлении, создавая разрежение воздуха позади транспортного средства. Разрежаемый воздух всасывается в камеру 9 сквозного канала, прогоняется через его среднюю часть 10 с образованием воздушной подушки и реактивного воздушного потока на выходе камеры 9.

Предлагаемое транспортное средство может быть изготовлено в промышленных условиях с помощью известных технологий и оборудования, что видно из описания конструкции на фиг. 1 и 2.

Настоящее изобретение обеспечивает преимущества по сравнению не только с прототипом, но и с известными транспортными средствами, перемещение которых в тоннеле или трубе осуществляется под действием сжатого воздуха либо вакуума.

Список литературы
1, А.с. СССР N1611814, кл. В 65 G 51/04, опубл. 07.12.90 г.

2. А.с. СССР N1643353, кл. В 65 0 51/06, опубл. 23.04.91 г.

3. Патент США N4128260, кл. 104-138R; В 61 В 13/10, опубл. 10.04.79 г.

4. А.с. СССР N442106, кл. В 62 D 57/04, опубл. 05.09.74 г.

5. Международная заявка PCT WO 95/26896, кл. В 61 В 13/10, опубл. 12.10.95 г.

6. Патент США N3213802, кл. В 61В 13/00, опубл. 1965 г.

Изобретение относится к области транспортных средств на воздушной подушке и может найти применение для перевозки пассажиров и грузов в тоннелях (трубах) с высокой скоростью. Задачей изобретения является повышение скорости транспортного средства, увеличение КПД транспортного средства за счет использования наиболее эффективного профиля тоннеля (трубы), наиболее правильного профиля самого транспортного средства, которое использует все преимущества движения в тоннелях (трубах), за счет уменьшения трения всех узлов, т. к. транспортное средство парит в воздухе во время движения в тоннеле, не соприкасаясь с его стенками. Транспортное средство содержит корпус, отсек для пассажиров или груза, привод, установленный на раме и кинематически связанный с пропеллером, колеса, установленные по обе стороны корпуса и взаимодействующие с рельсами тоннеля (трубы), и продольный сквозной канал с первой на входе и второй на выходе камерами, сечения которых возрастают в направлении соответственно входа и выхода, образуя изгиб, и средней частью с постоянной величиной сечения. Б нижней стенке средней части сквозного канала выполнены отверстия для создания воздушной подушки, снабженные шторками для изменения их размера, пропеллер размещен внутри первой камеры. При этом колеса являются устройствами, служащими во время стоянки транспортного средства для опоры, во время безаварийного движения не используются, во время торможения являются тормозами, т.к. связаны с тормозной системой, а во время внештатных ситуаций служат для устранения боковых биений транспортного средства. 2 ил.

Транспортное средство, служащее для передвижения в тоннеле или трубе, содержащее корпус, внутри которого расположен отсек для пассажиров или груза и продольный сквозной воздушный канал с первой на входе и второй на выходе камерами, сечения которых возрастают в направлении соответственно входа и выхода, образуя изгиб, и средней частью с постоянной величиной сечения, привод, установленный на раме и кинематически связанный с пропеллером, ось которого совпадает с продольной осью транспортного средства, и колеса, установленные по обе стороны корпуса и взаимодействующие с рельсами тоннеля или трубы, отличающееся тем, что в нижней стенке средней части упомянутого канала выполнены отверстия выхода воздуха для создания воздушной подушки, снабженные шторками для изменения их размера, пропеллер размещен внутри первой камеры, при этом колеса, опирающиеся на установленные на стенках тоннеля, или трубы, направляющие рельсы в состоянии покоя и амортизирующие боковые биения транспортного средства при его перемещении, снабжены тормозами для его торможения, причем транспортное средство дополнительно снабжено кабиной с пультом управления, а рама выполнена в виде платформы, на которой установлен привод и с которой скреплен корпус.