Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и может использоваться круглогодично в условиях полного бездорожья, в бассейнах рек, включая реки, не имеющие гарантированных глубин судового хода, для регулярной транспортной работы по доставке потребителям от порта получения крупногабаритных технических грузов, в качестве грузопассажирского парома, для разрушения больших ледяных полей динамическим методом в период ледостава в низовьях сибирских рек, когда существует угроза "вмораживания" судов речного флота или образования ледяных заторов на реках во время ледохода, в качестве транспортного средства при тушении лесных пожаров для доставок спецтехники и больших объемов воды, при ликвидации последствий наводнений, в спасательных операциях в тундре, на реках и на море, а также для ликвидации последствий других чрезвычайных ситуаций (ЧС).
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является амфибийный транспортный аппарат по патенту РФ №135297 (прототип), содержащий фюзеляж, включающий кабину штурмана, расположенную в надстройке сверху носовой части фюзеляжа кабину пилотов и бортинженера, установленные в кабине пульт управления двигателями, приборы контроля работы двигателей и бортовых систем, управление аппаратом, пилотажно-навигационные приборы и оборудование, радиооборудование, бортовое электрооборудование, грузовую кабину с транспортно-такелажным оборудованием, снизу в хвостовой части грузовой люк и аппарель, расположенные по бортам фюзеляжа правую и левую гондолы шасси, убирающееся в гондолы главное шасси с тормозными колесами, убирающееся в фюзеляж переднее шасси, крыло с размещенными внутри мягкими топливными баками, двухкилевое вертикальное оперение, состоящие из килей с рулями направления и триммерами, хвостовой горизонтальный стабилизатор с рулем высоты и триммером, установленные в крыльевых мотогондолах два маршевых турбовинтовых двигателя с вращающимися в разные стороны соосными воздушными винтами изменяемого шага, расположенную в левой гондоле шасси вспомогательную силовую установку, топливную систему, систему централизованной заправки топливом, переносную и стационарную автоматическую противопожарные системы маршевых двигателей, систему наддува топливных баков нейтральным газом, гидросистему, пневмосистему, элевоны установлены на крыле вместо закрылков, крыльевые обтекатели с навигационными огнями, установленную за надстройкой мачту с антенной обзорного радиолокатора, по левому и правому бортам в верхней части фюзеляжа узлы крепления ложементов для транспортируемых длинномерных грузов, прикрепленную к фюзеляжу снизу платформу, состоящую из правой и левой бортовых секций, правого и левого понтонов с наддуваемыми системой нейтрального газа герметичными баками-отсеками, переднего кессона с воздушно-тепловым обогревом переднего носка, транца с отклоняемой совместно с аппарелью хвостовой частью, форштевня с воздушно-тепловым обогревом, прикрепленное по периметру платформы периферийное гибкое двухъярусное ограждение воздушной подушки, включающее гибкий ресивер-монолит и гибкие сопла-сегменты, прикрепленный непосредственно к днищу фюзеляжа продольный гибкий двухъярусный секционированный киль, систему наддува воздушной подушки, состоящую из правой и левой мотогондол самолетного типа, в каждой из которых установлены двухконтурный турбовентиляторный двигатель с большой степенью двухконтурности, топливная система, автоматическая противопожарная двухрежимная система, воздушно-тепловая система обогрева входного воздухозаборника двигателя, установленных на выходе подъемных двигателей выходных диффузоров с агрегатами управления наддувом воздушной подушки.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая надежность при аварийной посадке на неровную поверхность за счет сравнительно невысокой прочности крепления фюзеляжа аппарата с платформой, состоящей из правой и левой бортовых секций, правого и левого понтонов с наддуваемыми системой нейтрального газа, а также сравнительно невысокие показатели комфортности по шуму, которые могут повлиять на самочувствие эвакуируемых при ликвидации ЧС.
Технически достижимый результат - повышение надежности и комфортности аппарата при выполнении операций по ликвидации ЧС регионального масштаба.
Это достигается тем, что в амфибийном транспортном аппарате для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба, содержащем фюзеляж, включающий кабину штурмана, расположенную в надстройке сверху носовой части фюзеляжа кабину пилотов и бортинженера, установленные в кабине пульт управления двигателями, приборы контроля работы двигателей и бортовых систем, управление аппаратом, пилотажно-навигационные приборы и оборудование, радиооборудование, бортовое электрооборудование, грузовую кабину с транспортно-такелажным оборудованием, снизу в хвостовой части грузовой люк и аппарель, расположенные по бортам фюзеляжа правую и левую гондолы шасси, убирающееся в гондолы главное шасси с тормозными колесами, убирающееся в фюзеляж переднее шасси, крыло с размещенными внутри мягкими топливными баками, двухкилевое вертикальное оперение, состоящее из килей с рулями направления и триммерами, хвостовой горизонтальный стабилизатор с рулем высоты и триммером, установленные в крыльевых мотогондолах два маршевых турбовинтовых двигателя с вращающимися в разные стороны соосными воздушными винтами изменяемого шага, расположенную в левой гондоле шасси вспомогательную силовую установку, топливную систему, систему централизованной заправки топливом, переносную и стационарную автоматическую противопожарные системы маршевых двигателей, систему наддува топливных баков нейтральным газом, гидросистему, пнемосистему, при этом введены элевоны, установленные на крыле вместо закрылков, крыльевые обтекатели с навигационными огнями, установленная за надстройкой мачта с антенной обзорного радиолокатора, по левому и правому бортам в верхней части фюзеляжа узлы крепления ложементов для транспортируемых длинномерных грузов, прикрепленная к фюзеляжу снизу платформа, состоящая из правой и левой бортовых секций, правого и левого понтонов с наддуваемыми системой нейтрального газа герметичными баками-отсеками, переднего кессона с воздушно-тепловым обогревом переднего носка, транца с отклоняемой совместно с аппарелью хвостовой частью, форштевня с воздушно-тепловым обогревом, прикрепленное по периметру платформы периферийное гибкое двухъярусное ограждение воздушной подушки, включающее гибкий ресивер-монолит и гибкие сопла-сегменты, прикрепленный непосредственно к днищу фюзеляжа продольный гибкий двухъярусный секционированный киль, система наддува воздушной подушки, состоящая из правой и левой мотогондол самолетного типа, в каждой из которых установлены двухконтурный турбовентиляторный двигатель с большой степенью двухконтурности, топливная система, автоматическая противопожарная двухрежимная система, воздушно-тепловая система обогрева входного воздухозаборника двигателя, установленных на выходе подъемных двигателей выходных диффузоров с агрегатами управления наддувом воздушной подушки, дополнительно имеется пространственная упругодемпфирующая рамная конструкция, связывающая фюзеляж с платформой, состоящей из правой и левой бортовых секций, правого и левого понтонов, транца, переднего кессона и форштевня, и состоящей из верхней упругой рамы, плотно и жестко облегающей фюзеляж, и нижней упругой рамы, плотно и жестко облегающей платформу, по ее наружному контуру, обращенному к фюзеляжу, при этом упругие рамы соединены между собой посредством шарнирно закрепленных к упругим рамам упругодемпфированных стяжек, состоящих из двух жестких частей, соединенных по середине демпфирующим элементом, а также дополнительно имеется комфортное пассажирское помещение с акустическим потолком и штучными звукопоглотителями.
На фиг. 1 изображена схема амфибийного транспортного аппарата в рабочем состоянии, в аксонометрии, вид сверху; на фиг. 2 - схема амфибийного транспортного аппарата в аксонометрии, вид снизу, на фиг. 3 - схема комфортных помещений для размещения эвакуированных в ЧС, на фиг. 4 - акустический потолок для комфортных помещений, на фиг. 5 - штучный звукопоглотитель для комфортных помещений.
Амфибийный транспортный аппарат для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба (фиг. 1) содержит фюзеляж 1, в котором размещено пилотажно-навигационное оборудование, управление аэродинамическими рулями аппарата, приборы контроля бортовых систем, радиооборудование и другое оборудование, аналогичные оборудованию прототипа. В носовой части фюзеляжа расположена кабина штурмана 2, в надстройке 3 сверху фюзеляжа - кабина пилотов и бортинженера, за которой находится грузовая кабина объемом 600 куб. м и размером 4,3×4,3×33 (м) с транспортно-такелажным оборудованием, включающим кран-балку, две лебедки, швартовочные сетки и ремни. В хвостовой части фюзеляжа снизу имеется большой грузовой люк 4 и аппарель 5 для погрузки-выгрузки самоходной техники. На внешней стороне основной створки грузового люка имеются направляющие 6 (фиг. 2) для движения кран-балки при открытом грузовом люке. Сверху в средней части на фюзеляж установлено крыло 7 с элевонами 8, представляющее собой центроплан крыла самолета-прототипа, на концах которого смонтированы крыльевые обтекатели 9 с навигационными огнями 10, аналогичными крыльевым аэронавигационным огням самолета. На нижней стороне крыла установлены правая 11 и левая 12 мотогондолы маршевых двигателей.
Маршевые двигатели - одновальные турбовинтовые двигатели (ТВД) с вращающимися в противоположных направлениях соосными воздушными винтами 13 изменяемого шага диаметром по шесть метров каждый. Сверху хвостовой части на фюзеляж установлен горизонтальный стабилизатор 14 с рулем высоты 15. Руль высоты снабжен триммерами 16. Вертикальное оперение аппарата - двухкилевое и состоит из килей 17 с рулями направления 18. Рули направления также снабжены триммерами 19. На верхнем конце килей имеются обтекатели 20, в которых монтируются блоки радиооборудования. По обоим бортам с внешней стороны фюзеляжа выше строительной горизонтали (СГФ) установлены узлы 21 крепления съемных ложементов для транспортировки длинномерных неразборных грузов весом до 10 тонн. За надстройкой сверху носовой части фюзеляжа на мачте 22 установлена антенна 23 обзорного радиолокатора и антенны 24 дальней радиосвязи. Перед мачтой антенны локатора сверху надстройки имеется верхний аварийный люк 25 для выхода экипажа в ЧС. Колесное шасси аппарата аналогично шасси самолета-прототипа и состоит из главного шасси, установленного за центром масс аппарата, и переднего шасси, установленного в носовой части фюзеляжа.
Главное шасси состоит из шести отдельных стоек 26 с пневмогидравлическим амортизатором каждая и спаркой колес. Стойки установлены цугом по три с каждого борта фюзеляжа симметрично относительно плоскости симметрии фюзеляжа. Все колеса главного шасси тормозные диаметром 1750 мм. Стойки убираются в полете в гондолы шасси 27, расположенные по бортам фюзеляжа в отдельные ниши, которые закрываются двумя створками 28, кинематически связанными со стойками шасси. Переднее шасси 29 - одностоечное с пневмогидравлическим амортизатором и спаркой колес, дистанционно управляемой относительно вертикальной оси. Стойка убирается в полете в нишу в фюзеляже, которая закрывается створками 30.
К нижней части фюзеляжа крепится платформа, состоящая из правой и левой бортовых секций 31, правого и левого понтонов 32, транца 33, переднего кессона 34 и форштевня 35. Бортовые секции являются продолжением гондол шасси на всю длину цилиндрической части фюзеляжа, носовая часть и корма которых с внешней стороны заканчиваются обтекателями 36 и 37 соответственно. Со стороны внешнего борта секции имеют фланцевый стык для соединения с понтонами. По конструкции бортовые секции аналогичны гондолам шасси и представляют собой тонкостенные клепаные конструкции, состоящие из шпангоутов и подкрепленной продольным набором обшивки. Шпангоуты бортовых секций через тиоколовую ленту приклепаны к фюзеляжу в зоне его шпагоутов. Обшивка секций в зоне днища приклепана через пропитанную свинцовым суриком асбестовую ткань. Полости секций имеют внутреннюю герметизацию. Со стороны днища аппарата стыки бортовых секций с понтоном и гондолой шасси закрыты передним 38 и задним 39 обтекателями.
Понтоны трапецеидального поперечного сечения прямоугольной формы в плане спереди стыкуются с кессоном, по бортам - с бортовыми секциями, а в корме соединяются с транцем. Понтоны технологически делятся на несколько секций, состоящих из герметичных баков-отсеков. Баки-отсеки включены в топливную систему аппарата, постоянно надуваются от бортовой системы нейтрального газа и могут использоваться как для повышения запаса плавучести, так и в качестве дополнительных топливных баков. Передний кессон является поперечным силовым элементом платформы. Конструктивно представляет собой состыкованные по плоскости симметрии аппарата части ОЧК (отъемной части крыла) самолета-прототипа, включая межлонжеронную часть и обогреваемый носок. Кессон крепится непосредственно к фюзеляжу, имеет вырез под нишу переднего шасси, спереди стык кессона с фюзеляжем закрыт зализом, переходящим в форштевень. Транец представляет собой поперечный кессон. Хвостовая часть транца может отклоняться вместе с аппарелью, с которой она связана кинематически.
На аппарате применена воздушная подушка соплового типа. Гибкое ограждение воздушной подушки состоит из внешнего - переферийного и внутреннего.
Внешнее ГО - двухъярусное, состоящее из гибкого ресивера-монолита 40 и съемных гибких сопел-сегментов 41. Внутреннее ограждение состоит из гибкого продольного киля 42. Киль - двухъярусный безрасходный, имеет продольное и поперечное секционирование. Секции киля надуваются независимо от коллектора, присоединенного к ресиверу. Киль крепится к продольным балкам, приклепанным непосредственно к днищу фюзеляжа. Система наддува воздушной подушки эжекторного типа состоит из 2 одинаковых - правой и левой - систем, работающих на общий ресивер-монолит. Каждая система состоит из установленного в мотогондоле 43 подъемного двухконтурного с большой степенью двухконтурности турбовентиляторного двигателя (ТРДД) с внутренним смешением потоков первого и второго контуров. На выходе каждой мотогондолы установлен выходной диффузор 44 с агрегатом управления наддувом 45.
Для повышения прочности конструкции она дополнительно снабжена пространственной упругодемпфирующей рамной конструкцией (фиг. 1), связывающей фюзеляж с платформой, состоящей из правой и левой бортовых секций 31, правого и левого понтонов 32, транца 33, переднего кессона 34 и форштевня 35, и состоящей из верхней упругой рамы 46, плотно и жестко облегающей фюзеляж, и нижней упругой рамы 48, плотно и жестко облегающей платформу, по ее наружному контуру, обращенному к фюзеляжу, при этом упругие рамы 46 и 48 соединены между собой посредством шарнирно закрепленных к упругим рамам 46 и 48 (на чертеже не показано) упругодемпфированных стяжек 47, состоящих из двух жестких частей, соединенных по середине демпфирующим элементом (на чертеже не показано).
Помещение для размещения эвакуированных в ЧС может быть выполнено в виде одного помещения или в виде отдельных помещений амфибийно-воздушного судна (фиг. 3), каждая из которых представляет собой металлический штампосварной каркас 53, состоящий из несущих профильных конструкций (на чертеже не показано), внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 57, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор (на чертеже не показано). Внутри каюты к потолку и стенам крепятся штучные звукопоглотители (на чертеже не показано). Каркас каюты соединен с несущими конструкциями 58 судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере, два резиновых виброизолятора 49 и 50 верхнего подвеса каюты, и, по крайней мере, два виброизолятора 51 и 52 нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин. Внутри каюты расположены стол 54, стул 55 и кровать 56 для обслуживающего судно персонала, причем крепление этих предметов к каркасу 53 каюты может осуществляться жестко, либо через вибродемпфирующие прокладки (на чертеже не показано). Помещение снабжено подвесным акустическим потолком (на чертеже не показано).
Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 57 могут быть выполнены либо цельными, либо состоящими из элементов (на чертеже не показано), вписанных в контур каркаса 53 кабины, и состоящими из передней со щелевой перфорацией, и задней стенок из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. При этом передняя и задняя стенки пакетов могут быть выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на ее поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», а соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5…3,5).
Звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглощающий материал также может быть выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45% (на чертеже не показан). Звукопоглощающий материал 6 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показан).
Амфибийный транспортный аппарат для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба работает следующим образом.
Перед запуском двигателей аппарат стоит на шасси 26, 29. На пульте управления в кабине пилотов и бортинженера рычаги управления маршевыми и подъемными двигателями (РУД) - на упоре, воздушные винты 13 "сняты с промежуточного упора".
Створка агрегата управления наддувом воздушной подушки 45 находится в положении "открыто". На пульте управления двигателями тумблер "отбор воздуха" находится в положении "закрыто", тумблер "турбохолодильник" в положении "выключено". Порядок запуска двигателей при старте с твердого экрана для работы аппарата не существенен, но для экономии топлива на запуске двигателей целесообразно первыми запускать подъемные двигатели, которые перед движением должны быть полностью прогретыми, а прогрев маршевых двигателей после запуска производить при выруливании. Запуск подъемных двигателей производится в соответствии с "Инструкцией по эксплуатации двигателя на самолете".
В процессе раскрутки и выхода двигателей на режим температуры выходящих газов из сопла первого контура ТРДЦ может достигать более 700°С, что на 400-450°С выше, чем на установившихся режимах. Причем производительность вентилятора второго контура двигателя из-за малых оборотов недостаточна для того, чтобы обеспечить охлаждение образующейся на выходе двигателя газовоздушной смеси до приемлемой температуры (при нормальных по МСА внешних условиях - около 80°С) и сжатия ее до давления, требуемого для образования под платформой аппарата воздушной подушки. Кроме того, в выходящих из двигателя струях газа может происходить догорание капель керосина и масла, скапливающихся во время стоянки аппарата в камере сгорания и в реактивном сопле первого контура из-за утечек в агрегатах топливной системы ТРДЦ. Поэтому при запуске и прогреве подъемных двигателей газовоздушная смесь отводится агрегатом управления наддувом 45 в атмосферу.
Для того чтобы аппарат "встал" на воздушную подушку, РУД обоих подъемных двигателей переводятся в положение, соответствующее номинальным оборотам. После чего с пульта управления двигателями включаются привода створок агрегата управления наддувом "на открытие", и открывается путь потоку газовоздушной смеси на вход в диффузор 44, одновременно перекрывается выход потока в атмосферу (на фиг. 1 створки 45 показаны в положении "открыто"), и система наддува воздушной подушки вступает в работу в ее основном режиме.
Выходящая из двигателя газовоздушная смесь поступает в выходной диффузор 44. В диффузоре происходит восстановление полного давления газового потока до требуемого значения статического давления в ресивере 40 и образования подъемной силы воздушной подушки. Реальное значение избыточного статического давления газовоздушной смеси на выходе диффузора 44 при температуре менее 80°С при нормальных по МСА внешних условиях составляет около 8 кПа. По условиям компоновки подъемной системы на аппарате применен укороченный диффузор с постоянным градиентом давления. Из ресивера 40 газовоздушная смесь, вытекая по соплам 41, поступает под платформу аппарата. После прогрева подъемных двигателей запускаются маршевые двигатели в соответствии с "Инструкцией по эксплуатации двигателей" на прототипе. После запуска маршевые двигатели работают на режиме "малого земного газа", поэтому тяга воздушных винтов 13 при этом меньше необходимой для преодоления силы торможения колес шасси при любом состоянии поверхности стартовой площадки. Для начала движения аппарата система наддува воздушной подушки переводится в работу в ее основном режиме, затем РУД маршевых двигателей переводится от упора в сторону увеличения подачи топлива.
При движении аппарата над твердой поверхностью со скоростью руления (значительно меньше крейсерской) управление аппаратом по курсу может осуществляться маршевыми двигателями - работой двигателей "в раздрай", совместно с аэродинамическими рулями 18, которые обдуваются воздушным потоком за воздушными винтами 13, а также и разворотом колес переднего шасси 29. При больших скоростях (выше 30 км/ч) - чисто аэродинамически, одновременным действием рулей направления 18. При разгоне аппарата над открытой водой управление по курсу осуществляется аналогично - работой двигателей "в раздрай" совместно с аэродинамическими рулями 18, эффективность которых значительно выше из-за более интенсивного обдува, т.к. двигатели для преодоления "горба сопротивления" работают на повышенном режиме, близком к взлетному.
При движении аппарата фюзеляж 1 с платформой, крыло 7 с отклоненными на 15 градусов элевонами 8 и хвостовой горизонтальный стабилизатор 14 с рулем высоты 15 создают дополнительную управляемую аэродинамическую подъемную силу, доля которой на максимальной скорости с учетом обдува части крыла 7 воздушными винтами 13 может достигать до 15-20% его полного полетного веса. Вследствие аэродинамической разгрузки аппарата, одновременно с ростом скорости движения растет и высота подъема аппарата, а также его устойчивость и управляемость благодаря хорошей аэродинамической форме аппарата. Продольная балансировка в широком диапазоне центровок аппарата и перемещений центра давления ВП осуществляется отклонением руля высоты 15, управление которым осуществляется вручную либо автопилотом. Быстрые колебания по тангажу малой амплитуды демпфируются горизонтальным оперением 14. Поперечная устойчивость (остойчивость) при малых углах крена обеспечивается дифференцированным отклонением элевонов 8, а также за счет восстанавливающего момента воздушной подушки благодаря ее секционированию на правую и левую секции продольным гибким килем 42. Колесное шасси 26, 29 при движении над твердым экраном может находиться в положении "убрано" или в положении "выпущено" в зависимости от условий на трассе движения. При движении над водой шасси находится в положении "убрано". Отсеки гондол главного и носового шасси в положении "убрано" закрыты створками 28 и 30 соответственно и наддуваются газом, подводимым из гибкого ресивера 40 по специальным каналам в понтонах 32.
Торможение аппарата осуществляется уменьшением режима маршевых двигателей, а в экстренных случаях за счет реверса тяги воздушных винтов 13, торможения колесами шасси, что особенно эффективно при движении или при посадке аппарата на твердый подстилающий слой, отклонением элевонов 8 на угол 35 градусов.
В аварийной ситуации, например при отказе подъемных двигателей или разрушении большей части гибкого ограждения 41, экстренная посадка осуществляется при движении над твердым экраном по самолетному - на шасси 26 и 29, а при движении над водой, болотистой почвой или заснеженным экраном - на днище аппарата при выпущенном шасси, при этом упруго связывающая фюзеляж с платформой рамная конструкция за счет шарнирно закрепленных к упругим рамам 46 и 48 упругодемпфированных стяжек 47 за счет их демпфирующих элементов предотвратит повреждение фюзеляжа с помещениями для эвакуированных.
В аварийной ситуации, например при выходе из строя воздушной подушки, опорная конструкция в виде пространственной упругодемпфирующей рамной конструкции (фиг. 2), связывающей платформу-днище корпуса 1 и блоки плавучести 2, на которых жестко закреплены две упругие пластины 13, связанные упругодемпфированными стяжками 14 с корпусом 1, предотвратит повреждение корпуса 1 и расположенного в нем комфортного пассажирского салона (каюты или кают) для эвакуируемых при ликвидации ЧС.
Помещение для размещения эвакуированных в ЧС (фиг. 3) работает следующим образом.
Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 57 снижают структурную и реверберационную составляющие шума. Прокладки из пенополиуретана эффективно гасят высокочастотные колебания воздуха, источником которых является энергия потока звукового давления. Пенополиуретан одновременно является надежным теплоизолятором благодаря высокой пористости, изолированной с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана. Декоративная перфорированная древесноволокнистая плита является хорошим гасителем колебаний. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов Тельмгольца, где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.
Потолок акустический (фиг. 4) для комфортного пассажирского помещения состоит из жесткого каркаса 59, выполненного по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон в плане a×b, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин а:b=1:1…2:1, подвешиваемого к потолку производственного здания с помощью подвесок 62, закрепленных на штанге 60, жестко связанной посредством скоб 61 с каркасом 59. Крепление каркаса к потолку осуществляется с помощью дюбель-винтов (на чертеже не показаны). К каркасу прикреплен перфорированный лист 65, на котором через слой акустического прозрачного материала 64 расположен слой звукопоглощающего материала 63, при этом в каркасе установлены светильники 67. При монтаже акустического потолка должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: d - от точки подвеса каркаса до любой из его сторон и с - толщины слоя звукопоглощающего материала, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: c:d=0,1…0,5. Перфорированный лист 65 имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 66 - 3…7 мм, процент перфорации 10%…15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля (на чертеже показаны круглые отверстия). В случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.
Слой звукопоглощающего материала 63 может быть выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5... 10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.
Подвешивание подвесного акустического потолка осуществляют на подвесках 63, которые крепятся к потолку с помощью дюбель-винтов, а другим концом закреплены на каркасе 59 через штангу 60 и скобы 61.
Штучный звукопоглотитель (фиг. 5) для комфортного пассажирского помещения содержит звукопоглотители активного и реактивного типов, размещенные на жестком каркасе. Каркас выполнен из двух частей, при этом нижняя, реактивная, часть 74 выполнена в виде конструкции сферической формы с внутренней конгруэнтной сферической резонансной полостью 75, образованной жесткой сплошной сферической оболочкой 73, эквидистантной внешней перфорированной сферической оболочке 71, соединенной с верхней, активной, частью 68, которая выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки 69 с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом, а соединение верхней 68 и нижней 74 частей звукопоглотителя выполнено посредством упругодемпфирующего элемента 72, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения.
Сферическая резонансная полость 75 реактивной части 74 каркаса жестко соединена, по крайней мере, одной втулкой 76 с осевым отверстием, выполняющим функцию горловины резонатора Гельмгольца, с внешней перфорированной сферической оболочкой 71, а пространство между ними заполнено звукопоглотителем. Вокруг перфорированной цилиндрической обечайки 69 расположен, по крайней мере, один винтовой звукопоглощающий элемент 70, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку 69.
Винтовой звукопоглощающий элемент 70 может быть выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость, при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями, заполнено звукопоглощающим материалом с плотностью, меньшей чем у винтового звукопоглощающего элемента.
Сферический звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь на промышленном или транспортном объектах, взаимодействуют со звукопоглощающим материалом, расположенным в полости, образованной жесткой сплошной сферической оболочкой 73, эквидистантной внешней перфорированной сферической оболочке 71, соединенной с верхней, активной, частью 68, а также в перфорированной цилиндрической обечайке 69 и винтовом звукопоглощающим элементе 70 верхней 1 части, подавляющим шумы на низких, средних и высоких частотах соответственно.
Соединение верхней 68 и нижней 74 частей каркаса посредством упругодемпфирующего элемента 72, позволяет демпфировать высокочастотные колебания, которые могут излучаться жестким каркасом, что позволяет его использовать для снижения шума на транспортных объектах. Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонатора Гельмгольца, образованного воздушной сферической полостью 75 и горловиной резонатора 76, диаметр которой для гашения шума в заданной полосе частот подбирают в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило так: большие объемы для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот. Взаимодействие звуковых волн с винтовым звукопоглощающим элементом 70 приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.
Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке. Помещение в амфибийном транспортном аппарате для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба содержит акустический потолок, к которому прикреплены штучные звукопоглотители, каждый из которых содержит звукопоглотители активного и реактивного типов, размещенные на жестком каркасе. Каркас выполнен из двух частей. Нижняя, реактивная, часть выполнена в виде конструкции сферической формы с внутренней конгруэнтной сферической резонансной полостью, образованной жесткой сплошной сферической оболочкой, эквидистантной внешней перфорированной сферической оболочке, соединенной с верхней, активной, частью, которая выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием. Достигается повышение надежности и шумопоглощения аппарата при выполнении операций по ликвидации ЧС регионального масштаба. 5 ил.
Помещение в амфибийном транспортном аппарате для эвакуации пострадавших в ЧС регионального масштаба, содержащее металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из звуковибротеплоизоляционных элементов включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор, при этом каркас соединен с несущими конструкциями аппарата посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере, два резиновых виброизолятора верхнего подвеса помещения, и, по крайней мере, два виброизолятора нижнего подвеса, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин, причем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов могут быть выполнены либо цельными, либо состоящим из элементов, вписанных в контур каркаса, а звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов выполнен в виде плит из минеральной ваты на базальтовой основе и по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, отличающееся тем, что к акустическому потолку прикреплены штучные звукопоглотители, каждый из которых содержит звукопоглотители активного и реактивного типов, размещенные на жестком каркасе, каркас выполнен из двух частей, при этом нижняя, реактивная, часть выполнена в виде конструкции сферической формы с внутренней конгруэнтной сферической резонансной полостью, образованной жесткой сплошной сферической оболочкой, эквидистантной внешней перфорированной сферической оболочке, соединенной с верхней, активной, частью, которая выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом, а соединение верхней и нижней частей звукопоглотителя выполнено посредством упругодемпфирующего элемента, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, а сферическая резонансная полость реактивной части каркаса жестко соединена, по крайней мере, одной втулкой с осевым отверстием, выполняющим функцию горловины резонатора Гельмгольца, с внешней перфорированной сферической оболочкой, а пространство между ними заполнено звукопоглотителем, при этом вокруг перфорированной цилиндрической обечайки расположен, по крайней мере, один винтовой звукопоглощающий элемент, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку, при этом винтовой звукопоглощающий элемент выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость, при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями, заполнено звукопоглощающим материалом с плотностью, меньшей чем у винтового звукопоглощающего элемента.
| Воздушная сирена | 1960 |
|
SU135297A1 |
| СФЕРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЬ | 2006 |
|
RU2329358C2 |
| WO 2004099521 A1, 18.11.2004. | |||
