СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА АМФИБИЙНОГО СУДНА НА СЖАТОМ ПНЕВМОТОКЕ Российский патент 2020 года по МПК B60V3/06 B60V1/04 B63B1/38 

Изобретение относится к области создания транспортных средств, использующих динамическую воздушную подушку, обладающих высокопроизводительным свойством компрессора на использовании импеллера, реактивная струя которого направлена для пневмоканала в виде сжатого воздуха под днищем для создания подъемной и тяговой силы и может быть использовано при создании транспортных средств (ТСВП) для перемещения по воде, снегу и земле, в особенности маломерных судов на воздушной подушке.

Известно устройство для реализации способа передвижения и управления транспортным средством на воздушной подушке, содержащее днище, выполненное из частей под различными углами, руль поворота, продольный воздухозаборный канал нагнетательного устройства в виде импеллера, воздух, из сопла которого подается под углом под днище судна, пневмоканалы и поворотный щиток, закрепленный на горизонтальной оси вращения с возможностью примыкания в закрытом положении к днищу корпуса, при этом днище, оборудованное с боковыми скегами, дополнительно оборудовано внутри продольными напорными каналами, выполненными в виде полых и сквозных труб из легкого алюминиевого сплава с установленными в конце их изогнутыми активными соплами, которые ориентированы под углом в сторону движения воздуходинамической струи высокого давления, выходящей из переходного двухфазного сопла, размещенного в средней части под открытым снизу днищем корпуса, при этом боковые воздуходинамические струи между боковыми стенками скегов и боковыми стенками переходного двухфазного сопла ориентированы по направлению выходящей воздуходинамической струи высокого давления из переходного двухфазного сопла (Патент RU №2614367, B60V 3/06, B60V 1/04, В63В 1/38 от 24.03.2017).

Недостатком данного судна является то обстоятельство, что на выходе из сопла в переходном закрытом участке размещен жестко уступ, выполненный в виде делителя за которым размещено переходное двухфазное сопло с центральным прямолинейным каналом, использует только некоторую часть сжатого воздуха, остальной сжатый воздух растекается в стороны боковых стенок скегов, соответственно, в общем, уменьшается частично давление под днищем, происходят большие потери энергии воздушного потока, а это значит, что эксплуатационные качества такого судна недостаточно реализуются для обеспечения полезной направленности, как давление и тягу, в частности, недостаточная эффективно при стартовой или малой поступательной скорости транспортного средства. А это значит, не достаточно реализуется под днищем судна образование всего сжатого воздуха от импеллера через закрытый переходной пневмоканал. Другим основным недостатком является то, что оно достаточно сложно по форме выполнения устройств под днищем судна, не позволяя полностью реализовать все преимущества данного судна в отсутствии подвижных элементов в полости закрытого пневмоканала.

Известно амфибийное судно на сжатом пневмопотоке, содержащее корпус с движительной установкой, создающей давление воздуха под днищем и двигающее судно, днище выполнено из частей, размещенных под различными углами, створку, при этом движительная установка выполнена с рулевым устройством, регулирующим нагнетание воздуха в разделительные камеры, днище имеет по центру полый и сквозной клиновидный редан, выполненный эквивалентно бортовым стенкам скегов, с острой кромкой и под углом к днищу в сторону кормы, при этом между реданом и рулевым устройством для поворота размещена с возможностью поворота и крепления относительно оси створка по высоте редана в начальной его части, при этом рулевое устройство выполнено щитком в виде независимо поворачивающихся заслонок, смонтированных на общей оси по центру днища и в зоне сопла импеллера, при этом заслонки выполнены с отверстиями перфорации, наружная поверхность которых выполнена изогнутыми пластинами в виде оребрения, свободный конец каждой из которых расположен в сторону движения потока воздуха, причем каждое подвижное устройство может находиться в рабочем положении в одной вертикальной плоскости с реданом, при котором они образую продольную общую стенку с продольными каналами для нагнетания воздуха под днище корпуса, а также образуют в рабочем положении каждое рулевое устройство для поворота судна (Патент RU №2644496, B60V 1/04, B60V 3/06, B60F 3/00, В63В 1/32 от 12.02.2018).

Недостатком данного решения является наличие редана со створками по оси днища корпуса, предусматривает сначала разделение сжатого потока, а затем смешение сжатого потока в кормовой части судна. У данного судна не используется центральная часть днища для создания более плотного сжатия потока воздуха в закрытом пневмоканале, в свою очередь и размеры закрытого плоского днища имеют небольшую длину, где должны прослеживаться высокие сжатые скорости воздуха, проходящего через дополнительно созданное сопло в виде диффузора с переходом в конфузор, а в сторону кормовой части вновь перехода в диффузор, а значит в известном поток сжатого воздуха не меняет по своей ширине днища направление и давит на опорную поверхность воды распластано по плоскости ее, возможны выплески воды из-под оснований концов скегов, что уменьшает скорость движения судна и недостаточная подъемная сила в движении судна в целом. Кроме того, оно сложно в практической реализации при наличии центрального редана и уступа в виде дополнительной створки, и в наших условиях экономически не достаточно эффективно. Таким образом, необходимо не только осуществить поворот судна за счет створок в ту или иную сторону судно на пневмопотоке, но и улучшить устойчивость глиссирования и обеспечить повышенные эксплуатационные качества. Особенно это важно, когда в узком месте дополнительно создается повышенное давление воздуха в средней части днища закрытого пневмоканала, и направления дальше дополнительно созданный канал-диффузор в сторону поворотных устройств в конце кормы судна. В известном решении, воздух, расширяясь в сторону конца кормовой части судна, обеспечивает потерю давления сжатого воздуха и падение скоростей движения судна.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения дополнительного давления сжатого воздуха для транспортного средства на воздушной подушке, заключающийся в создании воздушной подушки для транспортного средства и создании воздуха под давлением, при этом при работе импеллера в режиме компрессора создают газодинамическую струю высокого давления, выходящую из сопла импеллера, дополнительно ее направляют под давлением в подводящий канал, образованный в днище судна, который выполняют в плане в виде диффузора с соплом в виде горловины, и направляют газодинамическую струю высокого давления между тонкими вертикальными боковыми стенками, затем формируют газодинамические потоки струи дополнительно высокого давления для получения сжатого воздуха, управляя их силой и векторами этих сил, при этом осуществляют согласованное с управлением их в режиме направления в пневмоканалы (Патент RU №2557129, B60V 3/06, B60V 1/04 от 20.07.2015).

Недостатком данного способа получения дополнительного давления сжатого воздуха на воздушной подушке является сложность конструкции в виду того, что рабочими элементами являются боковые створки конфузора, управляемые в горизонтальной плоскости гидроцилиндрами, створки которые закреплены навесу над опорной поверхностью воды, а боковые стенки их прикреплены к торцам, шарнирно, разделенным в открытом пневмоканале, для чего створки необходимо каким-то образом скрепить с гидроцилиндром навесу, размещенными также в водной среде под днищем корпуса для того, чтобы сохранить высокое напорное давление и движение сжатого воздуха непосредственно только с боков в сторону от боковых стенок скегов, днище пневмоканала корпуса является открытым снизу и является продолжением от начала конца закрытого переходного участка (пневмоканала) для получения конфузора с соплом в виде горловины только с боковыми стенками. Кроме того, сжатый поток воздуха вновь расширяется в сторону кормовой части с рулевыми устройствами с водновоздушным потоком, снижает эффективность работы со стороны концевой части кормы на сужение, не позволяя реализовать дополнительно созданное давление потока непосредственно в центральной части кормы судна (в известном сжатия струи потока расширяется по сравнению с предложенным способом), что позволяет стабилизировать выходящего водновоздушного потока между рулевыми устройствами, и тем самым повысить эксплуатационное качество судно на пневмопотоке на крейсерских скоростях движения не только на тихой воде, но и, что особенно важно, на волнении. А значит, резко снижается полное гидродинамическое сопротивление на эксплуатационных скоростях движения при практически постоянной мощности силового импеллера.

Задача изобретения - упрощение конструкции, благодаря использования способа в качестве рабочего устройства в виде воздухоотводящего напорного закрытого пневмоканала с плоским днищем в котором закрепляют по длине внутри со стороны боковых скегов для сжатия воздуха высокого давления на выходе потоконаправляющих элементов в виде вертикальных щитков с приводом вращения их в виде диффузора и контактной связи его с динамикой воздействия воздушного сжатого потока в сторону его выхода образованного диффузора с соплом в виде горловины между тонкими вертикальными боковыми стенками в сторону его выход в атмосферу за кормовой частью судна, при этом безопасность и простота управления, его практической реализации и устройства тяговой силы, реализующей данный способ.

Технический результат - управление воздушными потоками в целом, повышения его остойчивости по курсу, т.е. расширение функциональных возможностей известного судна на воздушной подушке.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения дополнительного давления сжатого воздуха для амфибийного судна на ужатом пневмопотоке, заключающийся в создании воздушной подушки для транспортного средства и создания воздуха под давлением от источника воздуха в виде импеллера, при этом направляют газодинамическую струю высокого давления между вертикальными боковыми стенками, затем формируют газодинамический поток струи дополнительно высокого давления для получения сжатого воздуха, управляя его силой и вектором этой силы, при этом осуществляют согласованно управление ею в режиме направления в пневмоканал, согласно изобретения, сопло импеллера по длине соединен с переходным закрытым пневмоканалом, выполненным с прямоугольным днищем о длине выше оснований нижних концов боковых скегов на некотором расстоянии от опорной поверхности, днище имеет со стороны боковых скегов для сжатия воздушного потока воздух в закрытом пневмоканале и в пределах его воздухонаправляющий элемент, выполненный в виде вертикальных щитов с возможностью горизонтального перемещения и поворота с креплением относительно боковых внутренних стенок в закрытом пневмоканале с приводом вращения поворотных щитков из условия, чтобы перекрывать максимальную ширину переходного закрытого пневмоканала поворотными щитками перед выходным соплом импеллера, и смонтированных на своих осях с реверсивными мотор - редукторами углового положения щитков к боковым стенкам закрытого пневмоканала, указанные оси соединяют прямыми тягами, разменными на палубе, с системой управления судном, поворотные щитки другим концом связаны через шарниры с вертикальными консольными щитками, также расположенными в закрытом пневмоканале, при этом вертикальные плоскости поворотных щитков выполнены с отверстиями перфорации, наружная поверхность, которых в сторону кормы выполнена с изогнутыми пластинами в виде оребрения, в результате воздух заполняет образованное пространство между боковыми стенками скегов и изогнутыми под углом щитками, каждый поворотный щиток может находиться внутри закрытого пневмоканала в одной вертикальной плоскости со стенками закрытого пневмоканала, при котором они образуют свободный проход из закрытого пневмоканала в открытый пневмоканал с боковыми стенками диффузора, выполненный для обеспечения общей реактивной тяги выхода воздушной струи в сторону комы с рулевыми устройствами, где смешиваясь, образуется общая выходящая струя водовоздушного потока между поворотными рулевыми щитками.

Кроме того, торможение осуществляют частично в движении путем плавного смыкания одновременно обоих поворотных щитков для перекрытия закрытого переходного пневмоканала в сторону сопла импеллера.

Особенность вновь предложенного амфибийного судна на сжатом пневмопотоке в том, что существует необходимость в разработке Простого и удобного средства управления дополнительным давлением воздуха, поступающего из импеллера в закрытый пневмоканал, в особенности маломерного судна, преодолевающего указанные выше недостатки и обеспечивающего управления воздухонапрвляющего элемента в виде поворотных (спаренных между собой) вертикальных щитков, соединенным приводом в виде реверсивных мотор - редукторами углового положения щитков, оси, которых связаны с системой управления экипажа, причем наружная поверхность верхних щитков, которых выполнена изогнутыми пластинами в виде оребрения, позволит заполнить образовавшееся пространство между боковыми стенками закрытого пневмоканала сжатым воздухом, а также улучшить мореходные качества судна, остойчивость его, и обеспечить проход дополнительного сжатого воздуха между щитками с двух сторон, которых имеет сужение с учетом установки передвижных щитков под углом каждый навстречу друг другу относительно прямоугольного днища закрытого пневмоканала в сторону образования диффузора и с двух одновременно сторон, площадь которого далее сужается между дополнительно установленным под углом в открытом пневмоканале в виде повторного диффузора, создающего реактивную силу тяги в сторону выходящей общей струи водовоздушного потока между поворотными щитками. Таким образом, сохраняется высоконапорное давление сжатого потока, выходящего из сопла импеллера под днищем корпуса, созданными с пневмоканалами на всем протяжении до кормовой части судна, а также подавляются внутренние возмущающие факторы под днищем судна между боковыми стенками скегов за счет установки поворотных щитков в закрытом пневмоканале, а также вертикальных тонких боковых стенок, закрепленных под углом в открытом пневмоканале, образующих диффузор в сторону кормовой части судна.

Торможение такого судна осуществляется посредством увеличения силы сопротивления (при отключенном импеллере) выдвижения и смыкания (схождения) поворотных щитков в точке сопряжения и контакта между собой, где щитки соединены шарниром в средней части закрытого пневмоканала, и действующей силы поступающего атмосферного воздуха в сопло импеллера, когда оба верхних щитка в изогнутом под углом положении вместе с консольными щитками принимают геометрическую форму, например, ромба или треугольника перед соплом импеллера.

Таким образом, поток сжатого воздуха можно регулировать по всей длине под днищем корпуса судна до выхода в кормовую часть в атмосферу между поворотными рулевыми щитками. При этом создается соответствующее давление сжатого воздуха под днищем. Угол поворота двух щитков в каждой паре, образуя геометрическую форму, например, ромба с равносторонними боковыми стенками в виде диффузора в дальнейшем расширения в сторону открытого пневмоканала, а затем вновь сужения уже в виде другого диффузора в сторону кормовой части судна, а значит, создаются и перераспределяются силы давления воздуха по длине днища корпуса, при этом в открытом пневмоканале образуется смешанный воздушный поток высокого давления, влияющий на опорную поверхность воды под ним. Кроме того, такая связь переходных зон вариантов сжатия в виде: диффузор-конфузор-диффузор, создает многократное изменение давление сжатого воздуха и связь с поворотными рулевыми щитками на критическом выходе в атмосферу, достигая сверхзвуковой скорости потока, и выхода в атмосферу, в результате этого происходит скоростное движение судна по курсу.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявляемому изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения обуславливает появлению важных новых свойств объекта: происходит попеременное сжатие и перетока в проеме воздушного потока из одного состояния в другое под днищем по всей длине судна до выхода в атмосферу в конце кормы, имеющую связь с воздушным потоконаправляющим элементом в виде подвижных в паре щитков, складывающихся под углом между собой, или наоборот, раздвигаясь в стороны, скользя по днищу закрытого пневмоканала в сторону боковых сторон скегов, что позволяет управлять давлением воздуха под днищем корпуса по всей длине, набирать скорость движения по курсу, соответственно, уменьшается рыскание судна и увеличивается остойчивость по курсу движения.

Таким образом, сжатый поток, выходящий от импеллера можно менять прямолинейно под днищем корпуса (выравнивать) между боковыми стенками скегов и направлять непосредственно в сторону кормовой части при движении с крейсерской скоростью, а значит, позволяет повысить дополнительно сжатие потока, за счет смонтированных и закрепленных на своих осях с реверсивными мотор-редукторами углового положения щитков с шарнирами на другом торце для соединения с консольными вертикальными щитками, не касаясь при этом водной поверхности, после сопла импеллера.

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Изложенное выше позволяет, по мнению заявителя, следует вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 схематически изображено предлагаемое судно на сжатом пневмопотоке, вид сверху;

на фиг. 2 изображен вид сбоку с поворотными щитками в сторону боковой стенки скега;

на фиг. 3 - вид на кормовую часть судно на сжатом пневмотпотоке;

на фиг. 4 представлена схема выполнения щитка, соединенного с консольным щитком через шарнир, вид сбоку.

Заявленный способ получения дополнительного давления сжатого воздуха для амфибийного судна на сжатом пневмопотоке представленный на прилагаемых чертежах не является ограничивающим, он служит лишь для демонстрации основных принципов данного изобретения, объем которого определяется формулой изобретения.

Амфибийное судно на сжатом пневмопотоке, в котором используется система управления в виде воздухонаправляющего элемента по настоящему изобретению, содержит импеллер 1, расположенный в носовой части судна, где движение происходит в закрытом пространстве корпуса 2, переходной закрытый пневмоканал 3, который имеет плоское днище и по длине своем одинаковую ширину между боковыми стенками скегов 4 и несколько выше его основания концов, пневмоканал 3, который образует внутри себя воздушный напорный поток. При этом внутри его ближе к боковым стенкам скегов 4 на дне закреплены поворотные щитки 5, 6 горизонтального перемещения со своей осью 7, 8 вращения с реверсивными мотор-редукторами углового поворота (не показано) щитков 5, 6, и торцы их через шарниры 9, 10, соответственно соединены с вертикальными консольными поворотными щитками 11, 12, также горизонтального перемещения со щитками 5, 6 в ту или иную сторону внутри закрытого пневмоканала 3. Оси 7, 8 вращения щитков 5, 6 расположены вблизи боковых стенок скегов 4.

Боковая плоскость верхнего каждого щитка 5, 6, к котором, соответственно, через шарниры 9, 10 закреплены консольные щитки 11, 12, выполнены отверстия 13 перфорации, в которой жестко закреплены изогнутые пластины 14, выполненные в виде оребрения его плоскости в шахматном или ином расположении с отверстиями перфорации. Данную форму щитков 5, 6 с осями 7, 8 и реверсивными мотор-редукторами углового положения щитков 5, 6, оси сверху на палубе снабжают приводом прямой тяги 15, 16, размещенной на палубе к системе управления 17 экипажа, при этом щитки 5, 6 удлинены из условия, чтобы торцы каждого из них с шарнирами 9, 10 были прикреплены вертикальные консольные щитки 11, 12, могли полностью при этом щитки 5, 6 перекрывает ширину и высоту поперечного сечения закрытого пневмоканала 3 в сторону сопла импеллера 1 под углом к продольной оси плоского днища пневмоканала 3.

Кроме того, к концам плоского днища пневмоканала 3 со стороны боковых стенок скегов 4 со стороны открытого пневмоканала 18 закреплены жестко к днищу корпуса боковыми вертикальными стенками 19, образующим собой диффузор пневмоканала 18 в сторону поворотных рулевых щитков 20 и 21 с осями 22 и 23 вращения.

Таким образом, закрытый пневмоканал 3 заполняется сжатым воздухом для распределения и поступления его в зону прохода и контакта при смыкании торцов щитков 5, 6 в зоне их оснащения шарниров 9, 10 с консольными щитками 11, 12. Проход (диффузор) обеспечивает выпуск сжатого воздуха максимально в открытый пневмоканал 18 с вертикальными стенками 19, образующих также диффузор в сторону кормовой части судна, при этом одновременно при сжатый воздух поступает через плоскость верхних щитков 5, 6 в освобожденную зону (полость) между стенками скегов и щитками 5, 6, 11, 12, плоскость щитков 5, 6 которых выполнена с отверстиями 13 перфорации, в которых жестко закреплены изогнутые пластины 14, в виде оребрения, и частично для пропуска сжатого воздуха через отверстия 13. Воздух из полости между боковыми стенками скегов и поворотных щитков, который также поступает в открытый пневмоканал 18 со стороны открытых консольных концов щитков 11, 12. Затем эти потоки воздуха с двух сторон смешиваются с основным воздушным сжатым потоком под днищем корпуса открытого пневмоканала 18 и через диффузор его, направляется весь сжатый поток (под углом) в сторону кормовой части судна с расположенными поворотными щитками 20 и 21. При истечении сжатого воздуха дополнительно через свободный проход между щитками 5, 6, проход которого предназначен для выхода дополнительно сжатого воздуха в открытый пневмоканал 18, выполнен в виде диффузора, имеет движение в виде звукового движения в сторону выхода его в атмосферу в кормовой части судна. В целом это сохраняет пневмоканалы по длине с высоким постоянно напорным давлением воздуха, и движение сжатого воздуха происходит в конце в атмосферу прямолинейно или с возможностью его поворота по заданному курсу, управляемого экипажем рулевыми также устройствами, чем достигается прирост скорости хода. Таким образом, плоское днище в переходном закрытом пневмоканале 3 необходимо снабдить поворотными вертикальным щитками 5, 6, 11, 12, причем торцы одних концов щитков 5, 6 закреплены к осям 7, 8 вращения с реверсивными мотор-редукторами углового поворота (не показано), а другие консольные щитки 11, 12 закреплены, только шарнирами к свободным концам щитков 5, 6. В работе это образует конструкцию прохода воздуха через диффузор и выхода потока в открытый пневмоканал 18.

Поворот рулевых устройств 22 и 23 со щитками 20 и 21 может быть осуществлен с помощью применения конструкции с горизонтальной рейкой на палубе корпуса (не показано) в виде зубчатых выступов, узел которых каждый в отдельности из щитков 20 и 21 связан с осью 22 и 23 вращения поворотных рулей (щитков).

Следует заметить, что в целом поворотные щитки 5, 6 и диффузор открытого пневмоканала 18 регулируют давление внутри по длине как в пневмоканале 3, так по длине пневмоканала 18, дают возможность общего (объединенного) выхода водовоздушного потока в кормовую часть судна. Расположение подвижных и скрепленных между собой щитков 5, 6, 11, 12 и боковых стенок 19 в вертикальной плоскости с разными направлениями в сторону кормовой части (руля) 22 и 23 со щитками 20 и 21 крепления не мешают эксплуатации судна при прямолинейном движении судна в зимних условиях, и при движении по земле, льду или снегу, а также на воде, что позволяет осуществить движение по курсу судна. Все это в целом вызывает экономичность судна на сжатом пневмопотоке в сравнении с известным техническим решением и обеспечивает надежность судна.

Естественно, что взаимосвязь всех элементов перед соплом импеллера и в сторону кормовой части корпуса судна, а также форма выполнения подвижных оребренных щитков со своими осями, и с реверсивными мотор-редукторами углового поворота, образованием нескольких диффузоров по длине под днищем корпуса позволяет существенно учитывать режим динамически стабилизированного выпуска сжатого воздуха, как в закрытом пневмоканале, так и в открытом пневмоканале под днищем корпуса между скегами, а также выпуска водовоздушного потока в кормовой части судна, что обеспечивает повышенную крейсерскую скорость судна.

Способ получения дополнительного давления сжатого воздуха для амфибийного судна на сжатом пневмопотоке работает следующим образом.

На стоянке это судно опирается на бортовые скеги и дно судно. Для поступательного движения судна в действие приводится импеллер 1. При работе импеллер (движитель) создает горизонтальную тягу, воздух подается в переходной закрытый пневмоканал 3, днище которого выполнено прямоугольным (плоским) и несколько удлиненным в сторону открытого пневмоканала 18, а также несколько выше скегов, при этом в закрытом пневмоканале 3 закреплены воздухонаправляющие элементы в виде щитков 5, 6, которые одним концом связаны с осью 7, 8 вращения, закрепленных у боковых стенок скегов 4, а другим концом связаны через шарниры 9, 10 с вертикальными консольными щитками 11, 12, также расположенными в закрытом пневмоканале 3. Оси 7, 8 вращения снабжены реверсивными мотор-редукторами углового перемещения (не показано) вертикальных щитков 5, 6, а те в свою очередь через шарниры 9, 10 связаны с консольными щитками 11, 12. Поворотные щитки 5, 6 могут максимально перерывать по ширине и высоте закрытый пневмоканал 3, т.е. в этом случае воздухонаправляющие щитки 5, 6 занимают такое положение, которое образуя сужающий угол схождения их в сторону продольной оси над днищем закрытого пневмоканала 3, они обеспечивают образование избыточного давления в пневмоканале 3, далее сжатый воздух поступает в сторону открытого пневмоканала 18 с сужающимися вертикальными боковыми стенками 19, образующие собой диффузор пневмоканала 18 в сторону поворотных рулевых щитков 20 и 21. Происходит перераспределение сжатого воздуха, когда часть его поступает через отверстия 13 перфорации с изогнутыми пластинами 14 в виде оребрения, что значительно уменьшает нагрузку на плоскость щитков 5, 6, а также воздух заполняет образованное пространство между боковыми стенками скегов 4 и изогнутых под углом щитков 5, 6, 11, 12 и выходит затем в открытый пневмоканал 18 с боковыми вертикальными стенками 19, верхние торцы, которых жестко закреплены к днищу корпуса открытого пневмоканала 18, а другим они свободно (консольно) размещены выше опорной поверхности воды и выше оснований концов скегов 4. Кроме того, открытый пневмоканал 18 выполняют по форме в виде диффузора в сторону поворотных рулевых щитков 20 и 21 с осями 22 и 23 вращения. Форма и параметры поворотных щитов 5, 6, 11, 12 выбираются расчетно-экспериментальным путем. Экипаж, используя направления схождение или расхождение поворотных щитков 5, 6 за счет реверсивных мотор - редукторов углового перемещения (не показаны), направляет сжатый воздух по центру пневмоканала 3 в сторону продольной оси предложенными устройствами за счет усилий выхода скоростного потока в открытый пневмоканал 18, выполненный в виде диффузора, далее водновоздушный поток направляется в кормовую часть в атмосферу, т.е. комплексом проявляющихся сил и моментов, обусловленных работой щитков (формой) 5, 6, 11, 12 в закрытом пневмоканале 3, а также при наличии сужающегося угла между боковыми стенками 19, создающими диффузор открытого пневмоканала 18 в сторону кормовой части с каналом между рулевыми щитками 20 и 21, так как рулевые устройства 22 и 23 снабжены на палубе судна регулируемыми тягами (например, аналогично рулю автомобиля). А оси 7, 8 вращения с реверсивными мотор-редукторами углового положения, снабжены на палубе прямыми тягами 15, 16, размещенными на палубе к системе управления 17 судном экипажа.

Конструктивные элементы поворотных щитков 5, 6, 11, 12 внутри закрытого пневмоканала 3 не погружены в воду (по сравнению с известными), это позволяет надежно ими управлять приводом перемещения реверсивными мотор-редукторами углового положения щитков 5, 6, когда последние связаны также с консольными щитками 11, 12 через шарниры 9, 10 и отстоят друг от друга на некотором расстоянии под углом, а это обеспечивает возможность существенно облегчить их управляемость приводами 15, 16 прямолинейными тягами, расположенными сверху на палубе, т.е. непосредственно управлением экипажем.

Поток воздуха разгоняется в диффузорной части открытого пневмоканала 18, между закрепленными вертикальными стенками 19, которые сходятся под углом в сторону кормы с поворотными рулевыми щитками 20 и 21, образующих канал для выпуска водовоздушного (газоводяного) потока в атмосферу с минимальной площадью поперечного сечения, скорость выхода потока, которого достигает сверхкритического (работает как сопло). В результате резко увеличивается тяга судна в прямолинейном движении, поскольку выход сжатого воздуха смешивается с водой - происходит «отталкивание» судна за счет газоводяной смеси высокого давления, т.е. используется максимальный эффект для выхода сжатого воздуха из проема между поворотными щитками 5, 6 (сопло), связанными через шарниры 9, 10 с поворотными консольными щитками 11, 12. При этом подача части сжатого воздуха происходит одновременно и через отверстия 13 перфорации щитков 5, 6 в которых жестко закреплены изогнутые пластины 14, выполненные в виде оребрения, в результате этого внутренняя полость между стенками скегов на данном участке также заполняется сжатым воздухом, что поддерживает остойчивость судна в скоростном движении, и выход воздуха происходит в открытый пневмоканал 18, выполненный в виде диффузора в сторону кормы в атмосферу.

Естественно, что судно в этом случае управляется с помощью рулевых щитков 20 и 21, и судно быстро разгоняется.

Маневрирование судна может осуществляться мощностью работы импеллера 1 путем уменьшения его оборотов лопастей или увеличением подачей воздуха, а также с помощью изменения положения поворотных щитков 5, 6 с осями 7, 8 реверсивными мотор-редукторами (не показано) углового положения, соответственно, пониженного или повышенного давления через проем между щитками 5, 6 в закрытом пневмоканале 3.

Амфибийное судно свободно может передвигаться по воде, льду, снегу, отмелям и перекатам, не снижая скорости, переходя из воды на сушу.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано особенно для маломерных судов на воздушной подушке, в результате повышается эффективность его работы при создании быстроходных судов с упрощением конструкции.

Торможение такого судна использует также оба щитка при их смыкании вместе с помощью осей вращения, щитки, которые разворачиваясь, могут соприкасаться друг с другом концами к продольной оси прямоугольного днища закрытого пневмоканала, используя уменьшенные обороты двигателя для импеллера, до его полной остановки.

Совокупность признаков и степень раскрытия сущности изобретения достаточны для его практической реализации при разработке и изготовлении судна на сжатом пневмопотоке. Предлагаемое техническое решение может быть использовано при создание быстроходных маломерных судов, позволяет достигнуть значительных скоростей перемещения судна.

Изобретение относится к области создания транспортных средств, использующих динамическую воздушную подушку. Предложен способ получения дополнительного сжатого воздуха для амфибийного судна на сжатом пневмопотоке, имеющего корпус с движительной установкой, создающей давление воздуха под днищем и двигающей судно. Днище выполнено с боковыми скегами и закрытым пневмоканалом с прямоугольным днищем, оборудованным внутри поворотными вертикальными щитками со своими осями вращения с реверсивными мотор-редукторами углового положения. Один конец поворотных щитков связан с осью вращения, а другой конец - через шарнир с консольным вертикальным щитком. Оси щитков расположены вблизи боковых стенок скегов в закрытом пневмоканале, и их соединяют прямыми тягами, размещенными на палубе, с системой управления судном, вертикальные плоскости поворотных щитков выполнены с отверстиями перфорации, наружная поверхность которых в сторону кормы выполнена с изогнутыми пластинами в виде оребрения, в результате воздух заполняет образованное пространство между боковыми стенками скегов и изогнутыми под углом щитками, каждый поворотный щиток может находиться внутри закрытого пневмоканала в одной вертикальной плоскости со стенками закрытого пневмоканала, при котором они образуют свободный проход из закрытого пневмоканала в открытый пневмоканал с боковыми стенками диффузора, выполненный для обеспечения общей реактивной тяги выхода воздушной струи в сторону комы с рулевыми устройствами, где, смешиваясь, образуется общая выходящая струя водовоздушного потока между поворотными рулевыми щитками. Достигается высокая скорость перемещения, улучшается управляемость. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ получения дополнительного давления сжатого воздуха для амфибийного судна на сжатом пневмопотоке, заключающийся в создании воздушной подушки для транспортного средства и создании воздуха под давлением от источника воздуха в виде импеллера, при этом направляют газодинамическую струю высокого давления между вертикальными боковыми стенками, затем формируют газодинамический поток струи дополнительно высокого давления для получения сжатого воздуха, управляя его силой и вектором этой силы, при этом осуществляют согласованное управление ею в режиме направления в пневмоканал, отличающийся тем, что сопло импеллера по длине соединено с переходным закрытым пневмоканалом, выполненным с прямоугольным днищем по длине выше оснований нижних концов боковых скегов на некотором расстоянии от опорной поверхности, днище имеет со стороны боковых скегов для сжатия воздушного потока воздуха в закрытом пневмоканале и в пределах его воздухонаправляющий элемент, выполненный в виде вертикальных щитов с возможностью горизонтального перемещения и поворота с креплением относительно боковых внутренних стенок в закрытом пневмоканале с приводом вращения поворотных щитков из условия, чтобы перекрывать максимальную ширину переходного закрытого пневмоканала поворотными щитками перед выходным соплом импеллера, и смонтированных на своих осях с реверсивными мотор-редукторами углового положения щитков к боковым стенкам закрытого пневмоканала, указанные оси соединяют прямыми тягами, размещенными на палубе, с системой управления судном, поворотные щитки другим концом связаны через шарниры с вертикальными консольными щитками, также расположенными в закрытом пневмоканале, при этом вертикальные плоскости поворотных щитков выполнены с отверстиями перфорации, наружная поверхность которых в сторону кормы выполнена с изогнутыми пластинами в виде оребрения, в результате воздух заполняет образованное пространство между боковыми стенками скегов и изогнутыми под углом щитками, каждый поворотный щиток может находиться внутри закрытого пневмоканала в одной вертикальной плоскости со стенками закрытого пневмоканала, при котором они образуют свободный проход из закрытого пневмоканала в открытый пневмоканал с боковыми стенками диффузора, выполненный для обеспечения общей реактивной тяги выхода воздушной струи в сторону комы с рулевыми устройствами, где, смешиваясь, образуется общая выходящая струя водовоздушного потока между поворотными рулевыми щитками.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что торможение осуществляют частично в движении путем плавного смыкания одновременно обоих поворотных щитков для перекрытия закрытого переходного пневмоканала в сторону сопла импеллера.