DE19546374A1 - Fahrzeug auf dynamischem Luftkissen - Google Patents
Fahrzeug auf dynamischem LuftkissenInfo
- Publication number
- DE19546374A1 DE19546374A1 DE19546374A DE19546374A DE19546374A1 DE 19546374 A1 DE19546374 A1 DE 19546374A1 DE 19546374 A DE19546374 A DE 19546374A DE 19546374 A DE19546374 A DE 19546374A DE 19546374 A1 DE19546374 A1 DE 19546374A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- vehicle
- plane
- wing
- rotation
- screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V1/00—Air-cushion
- B60V1/22—Air-cushion provided with hydrofoils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des
Schiffbaus, insbesondere auf ein Fahrzeug auf dynamischem Luftkissen.
Mit bestem Erfolg kann das Fahrzeug gemäß der Erfindung für
eine schnelle Personen- und Güterbeförderung in küstennahen
Seegebieten, auf Flüssen und Wasserbecken, darunter auch in der
Winterzeit, wo die Flüsse und Binnenseen mit Eis bedeckt sind, sowie
unter Verhältnissen ebener Festlandsabschnitte praktisch zu jeder
Jahreszeit eingesetzt werden.
Zur Zeit besteht beim Wasserverkehr das Problem einer
Erhöhung der Fahrtgeschwindigkeit von Schiffen, welches die
Steigerung ihrer Leistung beim Personen- und Gütertransport
bestimmt.
Im Zuge der Lösung des genannten Problems wurden schnellfahrende
Fahrzeuge neuen Typs - Schiffe auf dynamischen
Luftkissen - geschaffen. Die charakteristische Hauptbesonderheit eines
Schiffes auf "dynamischem" Luftkissen ist, daß ein Tragflügel kleiner
Erstreckung mit in der Regel rechtwinkligem Grundriß und feste
Seitenschürzen vorhanden sind, die an den Endrippen des Flügels
angebracht sind. Unter dem Fachausdruck "dynamisches Luftkissen"
wird ein Luftkissen verstanden, das durch einen sich bewegenden
Luftstrom bei dessen Abbremsen in einem kuppelförmigen Gewölbe
erzeugt wird, welches durch den Flügel mit abgesenkten Klappen, die
festen Seitenschürzen und die Auflagefläche (Oberfläche des
Wasserraumes, Erdoberfläche) gebildet ist.
Der sich bewegende Strom wird durch ein vor dem Flügel
installiertes Luftgebläse und durch den auftreffenden Strom erzeugt.
Der in dem Luftkissen herrschende Überdruck erzeugt eine
Auftriebskraft, die gleich oder größer ist als das Gewicht des Schiffes
sogar bei dessen minimaler Fahrtgeschwindigkeit.
Mit zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges
geht die vorherrschende Rolle bei der Bildung des dynamischen
Luftkissens auf den auftreffenden Luftstrom über.
Schiffe mit dynamischem Luftkissen besitzen eine Reihe von
wichtigen Betriebsmöglichkeiten, die ihre Effektivität wesentlich
erhöhen.
Das Schiff kann auf seichten Gewässern betrieben werden und
erlaubt es, an Orten mit intensivem Verkehr außerhalb des
Fahrwassers verlaufende Trassen zu benutzen, ohne den Bewegungen
anderer Schiffe ein Hindernis zu sein, es ist auch imstande, eine
verhältnismäßig ebene Flachküste zum Ein- und Ausschiffen von
Fahrgästen und zur Durchführung einer technischen Wartung
anzulaufen, was seinen Betrieb bedeutend vereinfacht usw.
Das Hochgeschwindigkeits-Wasserfahrzeug kann die Lücke
bei heutzutage nicht gedeckten Bedürfnissen der
Gesellschaft ausfüllen, wie eine Schnelltaxe zwischen am Ufer gelegenen
Ortschaften, einen operativen Wasserrettungsdienst, Schutz der
Wassergrenzen gegen Verletzer, Fischereiaufsicht u. ä. m. zu ermöglichen.
Bekannt ist ein Luftkissenfahrzeug, beispielsweise ein
Luftkissenschiff (siehe GB-PS 1210990).
Das bekannte Schiff enthält zwei Körper, deren Längsachsen
parallel sind. Die genannten Körper sind mittels eines Zentralflügels
mit Klappen untereinander verbunden, unter welchem zwischen den
Körpern ein auf der Seite der Flügelvorderkante offener Raum gebildet
ist.
Zur Erhöhung des aerodynamischen Gütegrads des Schiffes,
nämlich zur Vergrößerung des Verhältnisses der Auftriebskraft zum
Stirnwiderstand des Schiffes, sind mit Klappen versehene Seitenflügel
vorgesehen, von denen jeder am Körper näher zum Heck als der
Zentralflügel angebracht ist. Um die Stabilität des Schiffes im
Reisebewegungszustand sicherzustellen, ist in seinem Heckteil ein
Leitwerk angeordnet, das aus zwei vertikalen Kielen und einem mit
diesen verbundenen horizontalen Stabilisator besteht. Jeder von den
Kielen ist mit einem Körper starr verbunden. Vor der Nasenkante
des Zentralflügels befindet sich ein Balken, der mit den Körpern in
Verbindung steht und zwei Zweistromturbinentriebwerke trägt, die um
eine zur Mittschiffsebene des Fahrzeuges senkrechte Achse
winkelverstellbar sind, was die Richtung des Schubvektors der
Triebwerke in der mit der Mittschiffsebene des Schiffes
zusammenfallenden Vertikalebene zu ändern erlaubt. Der Boden jedes
Körpers ist starr und zugespitzt ausgebildet.
Bei geringen Fahrtgeschwindigkeiten des bekannten Schiffes
wird der von den Zweistromturbinentriebwerken erzeugte Gasstrom in
den auf der Seite der Flügelvorderkante offenen Raum geleitet, welcher
unten durch die Wasseroberfläche, oben und hinten durch den
Zentalflügel mit den abgesenkten Klappen und an den Seiten durch die
Körper begrenzt ist. Im besagten Raum findet ein Abbremsen des
Gasstroms statt, welches von einer Zunahme des Drucks auf die untere
Oberfläche des Zentralflügels begleitet wird, der den Auftrieb erzeugt.
Die horizontale Komponente des Schubvektors gewährleistet die
Fortbewegung des Schiffes. Der Auftrieb vermindert den Tiefgang des
Schiffes. Dies führt zur Verringerung seines hydrodynamischen
Widerstandes und zum Zuwachs der Vorwärtsgeschwindigkeit des
Schiffes. Bei einem Wert der Vorwärtsgeschwindigkeit des Schiffes, bei
dem die Auftriebskraft dem Gewicht des Schiffes gleich wird, erfolgt
sein Abheben von der Wasseroberfläche. Danach werden die Klappen
und Triebwerke in die Ausgangsstellung zurückgeführt, wodurch die
horizontale Richtung des Schubvektors für den Reisebewegungszustand
sichergestellt wird.
Die konstruktive Ausführung des vorstehend beschriebenen
Schiffes führt zur Erhöhung des relativen Gewichts der Konstruktion
und zur Verteuerung des Schiffes infolge einer großen Masse des
Balkens mit den daran angebrachten Triebwerken und einer großen
Masse und Leistung des Antriebs zur Änderung der
Schubvektorrichtung.
Die steife Konstruktion des Bodens jedes Schiffskörpers entzieht
dem Schiff die amphibische Eigenschaft, d. h. die Fähigkeit, das
Festland anzulaufen und sich darauf zu bewegen. Es ist ein Fahrzeug
auf dynamischem Luftkissen bekannt (s. Fachzeitschrift
"Sudostroenie", Nr. 1, Januar 1991, Verlag "Sudostroenie", Artikel
"Neue Generation von Tragflügelschiffen", V. V. Sokolov, Leningrad).
Das genannte Fahrzeug enthält einen Körper, in dessen Mittelteil
ein Flügel mit Klappen zur Erzeugung eines Auftriebs angeordnet ist,
während sich im Heckteil desselben ein Leitwerk zur Gewährleistung
der Stabilität des Fahrzeuges befindet. Das Leitwerk ist ein
Einfachleitwerk mit einem an der Endrippe der Kielflosse befestigten
Stabilisator. In jedem Endquerschnitt des Flügels ist eine feste
Seitenschürze angeordnet, die mit dem Flügel starr verbunden und auf der
zur Auflagefläche (zum Grund) gekehrten Seite elastisch ausgeführt ist. Auf
der zur Auflagefläche gekehrten Seite sind an den festen
Seitenschürzen und am Körper elastische Druckluftballons ortsfest
angebracht. Zur Erzeugung des Schubs sind im Fahrzeug zwei
Luftschrauben vorgesehen, die symmetrisch zur Mittschiffsebene des
Fahrzeuges vor der Flügelvorderkante angeordnet sind. Jede
Luftschraube ist in einem am Körper befestigten Ring untergebracht.
Zur Änderung der Richtung des Schubvektors in der zur
Mittschiffsebene parallelen Vertikalebene sind an jedem Ring in der
Zone seiner Hinterkante Klappen mit der Möglichkeit einer Winkeldrehung
in bezug auf ihre zur Mittschiffsebene senkrechte Achse angeordnet.
Jede Lagerung der Wellen zur Schraubendrehung ist an einem Balken
starr befestigt, der durch den Ring und ein mit dem letzteren starr
verbundenes Anschlußelement, welches am Körper in der Zone seines
Bugs befestigt ist, gebildet wird. Die Wellen zur Schraubendrehung
sind vermittels eines mechanischen Getriebes mit Triebwerken
verbunden, die auf der Oberseite des Flügels symmetrisch in bezug auf
die Mittschiffsebene des Fahrzeugs angebracht sind.
Das vorbeschriebene Fahrzeug hat einen erhöhten
Kraftstoffverbrauch wegen der notwendigen Erhöhung des von den
Schrauben erzeugten Schubs, die durch eine Vergrößerung des
aerodynamischen Widerstandes infolge der Umströmung der Klappen
und der Ringe durch den Luftstrom bedingt ist.
Das Vorhandensein der Ringe, auf deren Flächen äußere
Störungen, beispielsweise Windböen, einwirken, setzt die Längs- und
die Kursstabilität des Fahrzeuges herab, deren Aufrechterhaltung einer
Entwicklung der Oberfläche des Leitwerks bedarf, was zur
Vergrößerung der Masse der Konstruktion des Fahrzeuges führt. Das
bekannte Fahrzeug weist verringerte Werte des spezifischen
Schraubenschubs auf, der als Verhältnis des Schubs zur Leistung der
Triebwerke definiert wird, was auf eine Beschränkung zurückzuführen
ist, die dem Durchmesser der Schraube durch die Nähe der
Wasseroberfläche und die ortsfeste Anordnung der Schraube auferlegt
wird. Dadurch, daß am genannten Fahrzeug zwei Triebwerke
vorhanden sind, wird seine Betriebssicherheit bei
Reisegeschwindigkeit vermindert, weil bei einem plötzlichen Ausfall
eines der Triebwerke ein von der Schubkraft des laufenden Triebwerks
herrührendes unausgeglichenes Moment in bezug auf die
Senkrechtachse auftritt, was zu einer schroffen Kursänderung des
Fahrzeuges führt.
Der Flügel des bekannten Fahrzeuges besitzt einen erhöhten
Beiwert des aerodynamischen Widerstandes und einen verminderten
Auftriebsbeiwert wegen der Anbringung der Triebwerke an demselben.
Die letzteren verursachen eine verminderte Betriebszuverlässigkeit des
Schiffes beim Wogen der See, denn sie werden von Wasser überflutet.
Das Vorhandensein eines ortsfest angebrachten Druckluftballons am
Körper vergrößert den aerodynamischen und hydrodynamischen
Widerstand des Fahrzeuges und verringert die wirksame Fläche der
Flügelunterseite, an welcher der Auftrieb erzeugt wird.
Das besagte Fahrzeug weist eine verminderte
Betriebszuverlässigkeit wegen eines möglichen Bruchs der Schrauben
beim Zusammenstoß mit in Fahrtrichtung befindlichen Gegenständen
auf.
Das bekannte Fahrzeug ist auf dem Festland bei stillstehenden
Triebwerken schwer zu befördern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug auf
dynamischem Luftkissen zu schaffen, bei dem durch konstruktive
Änderung des Balkens und besondere Anordnung des Triebwerks eine
Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Fahrzeuges, eine Vergrößerung
der Gewichtsausbringung und eine Steigerung des spezifischen Schubs
der Schrauben sichergestellt werden.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Fahrzeug
auf dynamischem Luftkissen, enthaltend einen Körper, in dessen
Mittelteil ein Flügel mit Klappen zur Erzeugung eines Auftriebs
angeordnet ist, und sich im Heckteil desselben ein Leitwerk zur
Gewährleistung der Stabilität des Fahrzeuges befindet, zwei feste
Seitenschürzen zur Luftkissenbegrenzung, von denen jede im
Endquerschnitt des Flügels angebracht, mit dem letzteren starr
verbunden und auf der Seite der Auflagefläche elastisch ausgeführt ist,
ein Schuberzeugungsmittel, das als zwei Luftschrauben ausgebildet ist,
welche symmetrisch zur Mittschiffsebene des Fahrzeuges vor der
Flügelvorderkante angeordnet sind, wobei die Lagerungen der Wellen
zur Schraubendrehung an einem Balken befestigt sind, der mit dem
Körper im Bereich seines Bugs in Verbindung steht, und ein Triebwerk,
welches mittels eines mechanischen Getriebes mit den Wellen zur
Schraubendrehung verbunden ist, erfindungsgemäß der Balken hohl
ausgebildet, mit dem Körper gelenkig verbunden und mit einem Mittel
zur Änderung der Winkellage des Balkens in bezug auf seine zur
Mittschiffsebene des Fahrzeugs senkrechte Längsachse versehen ist,
bei welcher Winkellage die Drehebene jeder Luftschraube mit der
Drehebene der Luftschraube in deren Ausgangsstellung, die der
Anordnung der Schraubendrehachse in der Horizontalebene entspricht,
einen Winkel α bildet, der in der Vertikalebene liegt und sich im
Bereich von etwa 80 bis 0° entgegen dem Uhrzeigersinn - gesehen von
der Backbordseite des Fahrzeuges aus - verändert, wobei bei der
Winkellage des Balkens gleich Null die Drehachse jeder Schraube in
der Horizontalebene liegt, und dadurch, daß das Triebwerk im Körper
untergebracht und vor dem Massenmittelpunkt des Fahrzeuges in
Richtung des Bugs des Körpers angeordnet ist, während das
mechanische Getriebe im Körper und im Balkenhohlraum
aufgenommen ist.
Eine solche konstruktive Ausführung des Fahrzeuges
gewährleistet eine Steigerung seiner Wirtschaftlichkeit durch
Verringerung des aerodynamischen Widerstandes und Erhöhung der
Tragfähigkeit des Flügels sowie durch Verminderung der Masse der
Konstruktion infolge der Unterbringung des Triebwerkes im
Fahrzeugkörper und der Aufnahme des mechanischen Getriebes in
dem Körper und dem Balkenhohlraum.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist eine Steigerung des
spezifischen Schubs jeder Schraube durch Vergrößern ihres
Durchmessers erreicht, weil eine Berührung der Endabschnitte der
Blätter mit der Wasseroberfläche dank Änderung der Winkellage des
Balkens verhindert ist. Die vorstehend beschriebene Konstruktion des
Fahrzeuges gewährleistet das Arbeitsvermögen der Schrauben unter
Bedingungen eines erhöhten Wogens der See, da durch Änderung
der Winkellage des Balkens die Endabschnitte der Schraubenblätter von
den Wellenbergen entfernt werden können.
Der genannte Änderungsbereich des Winkels α von 80 bis 0°,
nämlich die Lageänderung der Luftschraubendrehebene, hängt mit der
Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges von Null bis
zur Höchstgeschwindigkeit beim Anlauf zusammen.
Bei der Winkellage des Balkens gleich Null liegt die Drehachse
jeder Schraube in der Horizontalebene, wobei der von den Schrauben
entwickelte Schub eine maximale horizontale Komponente und das
Fahrzeug eine maximale Fahrtgeschwindigkeit hat.
Es ist vorteilhaft, daß am Körper auf der zur Auflagefläche
gekehrten Seite eine selbstenfaltende aufblasbare Vorrichtung (self-
collapsible, inflatable device) angebracht ist, die sich vom Bug des
Körpers etwa bis zum Mittelteil desselben erstreckt und im entfalteten
Zustand in der Ebene der Spanten sich in der Vertikalrichtung stetig
vergrößernde Querschnitte aufweist, welche in Richtung vom Bug bis
zum Mittelteil des Körpers einen Abschnitt bilden, dessen Oberfläche
unterhalb einer die unteren Oberflächen der festen Seitenschürzen
tangierenden Horizontalebene gelegen ist.
Das Vorhandensein der Vorrichtung gestattet es, das Fahrzeug
auf einem Gewässer bei erhöhter eSegangsstärke zu betreiben. Im
entfalteten aufgeblasenen Zustand schafft die genannte Vorrichtung ein
zusätzliches Volumen, das den Tiefgang verringert und die
Hecklastigkeit des Fahrzeuges zum Entfernen der Endabschnitte der
Schraubenblätter von den Wellenbergen vergrößert. Der
zusammengefaltete Zustand der Vorrichtung vermindert den
hydrodynamischen Bewegungswiderstand des Fahrzeuges.
Die vorbeschriebene Vorrichtung erhöht die Manövrierfähigkeit
des Fahrzeuges auf dem Festland, weil sie im aufgeblasenen Zustand
einen Abschnitt besitzt, der unterhalb einer die unteren Oberflächen
der festen Seitenschürzen tangierenden Horizontalebene befindlich ist.
Die Oberfläche des genannten Abschnittes stellt die Stütze des
Fahrzeuges dar, in bezug auf welche das Drehen des Fahrzeuges unter
der Wirkung einer Differenz von Momenten erfolgt, die von einer vom
Fahrzeugführer bewirkten ungleichen Schubkraft der Schrauben an
Steuer- und Backbord herrührt. Außerdem gewährleistet diese
Vorrichtung im entfalteten aufgeblasenen Zustand ein effektives
Bremsen des Fahrzeuges auf dem Wasser durch Erhöhung des
hydrodynamischen Widerstandes und auf dem Festland durch
Vergrößerung der Reibungskraft zwischen Erdoberfläche und
Fahrzeug.
Es ist vorteilhaft, im Fahrzeug ein Mittel zum Schutz der
Schrauben gegen Beschädigung vorzusehen, welches zwei Balken
darstellt, von denen jeder mit den Bugen des Körpers und der festen
Seitenschürze starr verbunden ist.
Eine solche konstruktive Ausführung des Fahrzeuges erhöht
seine Betriebszuverlässigkeit, weil ein Bruch der Luftschrauben beim
Zusammenstoß mit in Fahrtrichtung befindlichen Gegenständen
ausgeschlossen ist.
Es ist möglich, am Flügel auf der Seite, die der Auflagefläche
zugekehrt ist, in unmittelbarer Nähe des Körpers steuer- und
backbordseitig Räder-Auflagerungen anzubringen, die hinter dem
Massenmittelpunkt des Fahrzeuges in Richtung seines Hecks
angeordnet sind, wobei die Achsen der Räder-Auflagerungen mit einer
Vorrichtung zu deren Ausfahren und Einziehen ins Innere des Flügels
in kinematischer Verbindung stehen.
Die Verwendung der Räder-Auflagerungen erleichtert die
Beförderung des Fahrzeuges auf dem Festland bei stillstehendem
Triebwerk.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden anhand der
folgenden konkreten Ausführungsbeispiele und Zeichnungen näher
erläutert, in denen es zeigt:
Fig. 1 in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße
Fahrzeug, Seitenansicht;
Fig. 2 dto., Draufsicht;
Fig. 3 dto., Vorderansicht von Fig. 1;
Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Fahrzeuges, Seitenansicht;
Fig. 5 dto., Vorderansicht von Fig. 4;
Fig. 6 in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Fahrzeuges, Draufsicht;
Fig. 7 dto., Vorderansicht von Fig. 7;
Fig. 8 in schematischer Darstellung eine weitere
Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrzeuges, Draufsicht;
Fig. 9 dto., Vorderansicht von Fig. 8.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug auf dynamischem Luftkissen
enthält einen Körper 1 (Fig. 1), in dessen Mittelteil 1a und Heckteil 1b
(Fig. 2) ein Flügel 2 kleiner Streckung, z. B. 0,8, mit Klappen 3 zur
Auftriebserzeugung angeordnet ist. Im Heckteil 1b des Körpers 1
befindet sich ein Leitwerk 4 zur Gewährleistung der Fahrzeugstabilität.
Das Leitwerk 4 ist durch einen horizontalen Stabilisator 5 zur
Gewährleistung der Längsstabilität und zwei geneigte Kiele 6 zur
Gewährleistung der Kursstabilität des Fahrzeuges, welche mit dem
Stabilisator 5 und dem Heckteil 1b des Körpers starr verbunden sind,
gebildet. Für die Kurssteuerung sind zwei Seitenruder 7 (Fig. 1)
vorgesehen, von denen jedes mit dem Kiel 6 gelenkig verbunden ist. Zur
Begrenzung eines Luftkissens 8 (Fig. 3) sind im Fahrzeug zwei feste
Seitenschürzen 9 vorgesehen, von denen jede im Endabschnitt des Flügels
2 angebracht, mit dem letzteren starr verbunden und auf der Seite
einer Auflagefläche 10, beispielsweise der Oberfläche des
Wasserraumes, mit einem Druckluftballon 11 versehen ist, der mit
einem (nicht gezeichneten) Luftgebläse in Verbindung steht und auf der
Außenfläche Gleitstufen 12 (Fig. 1) aufweist, welche die Entstehung
eines Unterdrucks an der Oberfläche der Druckluftballons 11 beim
Gleiten des Fahrzeuges verhindern. Die Druckluftballons 11 sind aus
einem elastischen Material hergestellt, sie dienen zur Bewegung des
Fahrzeuges auf dem Festland. Beim Fahrzeug gemäß der Erfindung
sind als Mittel zur Schuberzeugung zwei Luftschrauben 13 verwendet,
die symmetrisch zur Mittschiffsebene des Fahrzeuges vor der
Vorderkante 2a (Fig. 2) des Flügels 2 angeordnet sind.
Die (in Figur nicht gezeigten) Lagerungen der Wellen zur Drehung
der Schrauben 13 sind an einem Balken 14 starr befestigt. Der letztere
ist hohl ausgebildet, mit dem Körper 1 in der Zone eines Bugs 1c
gelenkig verbunden und mit einem (nicht gezeichneten) Mittel zur
Änderung seiner Winkellage in bezug auf seine zur Mittschiffsebene des
Fahrzeuges senkrechte Längsachse 15 versehen, bei welcher
Winkellage die Drehebene 13b (Fig. 1) der Luftschraube 13 mit der
Drehebene 13a der Luftschraube 13 in ihrer Ausgangsstellung, die der
Anordnung der Drehachse O₁-O₁ (Fig. 2) der Schraube 13 in der
Horizontalebene entspricht, einen Winkel α (Fig. 1) bildet. Der
letztere liegt in der Vertikalebene und verändert sich im Bereich von
etwa 80 bis 0° in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, gesehen von
der Backbordseite des Fahrzeuges aus. Der genannte Änderungsbereich
der Winkellage der Drehebene der Luftschraube 13 hängt mit der
Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges von Null bis
zur Höchstgeschwindigkeit beim Anlauf zusammen. Bei der
Winkellage des Balkens 14 (Fig. 2) gleich Null liegt die Drehachse
O₁-O₁ jeder Schraube in der Horizontalebene. Dabei hat der von den
Schrauben 13 entwickelte Schub eine maximale horizontale
Komponente, während das Fahrzeug eine maximale
Fahrtgeschwindigkeit aufweist. Der Drehantrieb 16 der Wellen der
Luftschrauben 13 besteht aus einem Triebwerk 17 und einem
mechanischen Getriebe 18. Das Triebwerk 17 ist im Körper 1
untergebracht und vor dem Massenmittelpunkt 19 in Richtung des
Bugs 1c des Körpers angeordnet. Das mechanische Getriebe 18 ist im
Bug 1c des Körpers 1 und im Hohlraum des Balkens 14 aufgenommen.
Das Fahrzeug gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen.
Vor dem Beginn der Bewegung des Fahrzeuges auf dem Wasser
entfernt man die Endabschnitte der Blätter jeder Luftschraube 13
(Fig. 1) maximal von der Wasseroberfläche, wozu man die Winkellage
des Balkens 14 (Fig. 2) verändert. Dies führt zur Änderung der Lage der
Drehebene 13b jeder Luftschraube 13 (Fig. 1) in bezug auf die
Ausgangsstellung dieser Drehebene 13a, bei der die Drehachse O₁-O₁
(Fig. 2) der Schraube 13 in der Horizontalebene liegt, um einen Winkel
α (Fig. 1), der ungefähr 80° gleich ist, in der Vertikalebene liegt und
im Uhrzeigersinn - gesehen von der Backbordseite des Fahrzeuges -
abgezählt wird. Bei dieser Lage-Drehebene 13b - jeder Luftschraube 13
sind die Blätter von der Wasseroberfläche maximal entfernt. Man läßt
das Triebwerk 17 (Fig. 2) an und versetzt die Schrauben 13 mittels des
mechanischen Getriebes 18 in Umdrehungen. Des weiteren senkt man
die Klappen 3 des Flügels 2 ab und ändert die Winkellage des Balkens
14 so, daß sich der Winkel α auf einen Wert verringert, bei welchem
der von den Schrauben erzeugte Luftstrom unter den Flügel 2 in ein
durch den Flügel 2 selbst, die abgesenkten Klappen 3 und die festen
Seitenschürzen 9 gebildetes kuppelförmiges Gewölbe geleitet wird.
In dem Gewölbe wird der Luftstrom abgebremst, wodurch eine
Auftriebskraft erzeugt wird, die den Tiefgang des Fahrzeuges
verringert. Das letztere setzt sich unter der Wirkung der horizontalen
Schubkomponente in Bewegung. Die Fortbewegung des Fahrzeuges
erfolgt unter der Wirkung der horizontalen Schubkomponente der
Schrauben. Das Fahrzeug erreicht einen Geschwindigkeitswert, bei
welchem die aerodynamische Kraft am Flügel dem Fahrzeuggewicht
gleich wird, und es findet dessen Abheben von der Wasseroberfläche
statt. Zur Vergrößerung seiner Geschwindigkeit auf die
Reisegeschwindigkeit ändert man wieder die Winkellage des Balkens
14 so, daß die Drehebene 13a der Schrauben 13 die Ausgangsstellung
einnimmt, bei der die Drehachse O₁-O₁ (Fig. 2) jeder Schraube in der
Horizontalebene liegt, was α=0 entspricht, und der von den
Schrauben 13 entwickelte Schub eine maximale horizontale
Komponente hat.
Zur Überführung des Fahrzeuges in den Zustand der Bremsung
und Wasserung vermindert man den von den Schrauben 13
entwickelten Schub durch Verringerung ihrer Drehzahl und senkt die
Klappen 3 ab. Um die Endabschnitte der Schraubenblätter vom
Wasser zu entfernen, ändert man die Winkellage des Balkens 14 wie
vorstehend beschrieben, und die Drehebene jeder Schraube 13 nimmt
eine Lage ein, die der Lage der Drehebene 13b entspricht. Es findet
eine Verminderung der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges durch
die Wirkung des aerodynamischen Widerstandes statt, der die
Schubkraft übersteigt. Das Fahrzeug berührt das Wasser und wird
durch die Kraftwirkung des hydrodynamischen Widerstandes
gebremst. Für die weitere Bewegung des Fahrzeuges auf seichtem
Wasser und für dessen Anlaufen des Festlandes vergrößert man den
von den Schrauben entwickelten Schub und ändert die Lage der
Schraubendrehebenen zum Leiten des Strahls, welcher ein Luftkissen
erzeugt, unter den Flügel, wie dies im vorstehenden beschrieben wurde.
Ein durch den Strahl erzeugter Auftrieb hebt das Fahrzeug an und
vermindert dabei die Kraft der Reibung der Ballons der festen
Seitenschürzen am Boden. Die Bewegung des Fahrzeuges im
Gelände kommt unter der Wirkung der horizontalen Schubkomponente
zustande. Das erfindungsgemäße Fahrzeug kann auf einem Gewässer
bei erhöhter Seegangsstärke betrieben werden.
Dazu ist in der Fahrzeugkonstruktion eine selbstentfaltende
aufblasbare Vorrichtung 20 (Fig. 4, 5) vorgesehen, die am Körper 1 auf
der zur Auflagefläche 10 gekehrten Seite angebracht ist, sich von dem
Bug 1c des Körpers 1 etwa bis zum Mittelteil 1a desselben erstreckt und
im entfalteten Zustand in der Ebene der Spanten sich in der
Vertikalrichtung stetig vergrößernde Querschnitte aufweist, welche
einen Abschnitt bilden, dessen Oberfläche 21 unterhalb einer die
unteren Oberflächen der Druckluftballons 11 der festen Seitenschürzen
tangierenden Horizontalebene 22 gelegen ist.
Die Vorrichtung 20 stellt eine aufblasbare Kammer aus
elastischem Material dar, die mit einem (nicht gezeichneten)
Luftgebläse verbunden ist. Die genannte Vorrichtung ist im
zusammengefalteten Zustand an den Körper 1 angepreßt.
Das besagte Fahrzeug arbeitet ähnlich wie oben angeführt. Der
Unterschied besteht darin, daß zum Entfernen der Endabschnitte der
Blätter der Schrauben 13 von den Wellenbergen in die Kammer der
Vorrichtung 20 von einem (nicht gezeichneten) Gebläse Luft zugeführt
wird. Diese Vorrichtung schafft ein zusätzliches Volumen, das den
Tiefgang verringert und die Hecklastigkeit des Fahrzeuges vergrößert.
Erreicht das Fahrzeug eine Geschwindigkeit, bei der die Größe des
hydrodynamischen Widerstandes der Größe des von den Luftschrauben
13 entwickelten Schubs gleich ist und die Auftriebsbeschleunigung gleich 0 ist,
wird die Vorrichtung 20 zusammengefaltet. Im zusammengelegten
Zustand ist die in Rede stehende Vorrichtung an den Körper 1
angepreßt, wodurch der hydrodynamische Widerstand abnimmt, das
Fahrzeug sich mit einer Beschleunigung weiterbewegt und eine
Geschwindigkeit erreicht, bei welcher die aerodynamische Kraft am
Flügel dem Fahrzeuggewicht gleich wird und das Abheben von der
Wasseroberfläche geschieht.
Überdies erhöht die genannte Vorrichtung 20 die
Manövrierfähigkeit des Fahrzeuges auf dem Festland. Unter der
Wirkung einer Differenz von Momenten, die von einer vom
Fahrzeugführer bewirkten ungleichen Schubkraft der Schrauben an
Steuer- und Backbord herrührt, wird das Fahrzeug in bezug auf
eine durch die Oberfläche 21 gebildete Stütze gedreht.
Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrzeuges
auf dynamischem Luftkissen ist in den Fig. 6, 7 dargestellt.
Die konstruktive Ausführung des Fahrzeuges ist ähnlich wie
oben angeführt. Der Unterschied besteht in der Verwendung eines
Mittels zum Schutz der Schrauben 13 gegen Beschädigung beim
Zusammenstoß mit in Fahrtrichtung befindlichen Gegenständen. Das
erwähnte Schutzmittel stellt zwei Balken 23 dar, von denen jeder mit
dem Bug 1c des Körpers 1 und dem Nasenteil der festen Seitenschürze
9 starr verbunden ist.
Das Fahrzeug arbeitet ähnlich wie oben angeführt.
Zur leichteren Beförderung des Fahrzeuges auf dem Festland bei
stillstehendem Triebwerk ist eine Ausführungsvariante desselben in
den Fig. 8, 9 dargestellt.
Die konstruktive Ausführung des Fahrzeuges ist ähnlich wie
oben angeführt. Der Unterschied besteht darin, daß am Flügel 2 (Fig. 8)
auf der Seite, die der Auflagefläche, beispielsweise dem Festland,
zugekehrt ist, in unmittelbarer Nähe des Körpers symmetrisch steuer-
und backbordseitige Räder-Auflagerungen 24 hinter dem Massenmittelpunkt
19 des Fahrzeuges in Richtung seines Hecks angebracht sind. Die
Räder-Auflagerungen 24 stehen mit einer (nicht gezeigten) Vorrichtung
zu ihrem Ausfahren und Einziehen ins Innere des Flügels 2 in
kinematischer Verbindung. Das vorstehend beschriebene Fahrzeug
arbeitet ähnlich wie oben angeführt.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug befördert bei einer
Triebwerksleistung von 230 PS fünf Passagiere über eine Entfernung
bis zu 600 km bei der Geschwindigkeit 150 km/h.
Das vorbeschriebene Fahrzeug gemäß der Erfindung ist bei 0,8 m
Wellenhöhe und beim Anlaufen eines Ufers mit bis zu 7° Neigung
zuverlässig im Betrieb.
Claims (4)
1. Fahrzeug auf dynamischem Luftkissen, enthaltend einen
Körper, in dessen Mittelteil ein Flügel mit Klappen zur Erzeugung
eines Auftriebs angeordnet ist, und sich im Heckteil desselben ein
Leitwerk zur Gewährleistung der Stabilität des Fahrzeuges befindet,
zwei feste Seitenschürzen zur Luftkissenbegrenzung, von denen jede im
Endquerschnitt des Flügels angebracht, mit dem letzteren starr
verbunden und auf der Seite der Auflagefläche elastisch ausgeführt ist,
ein Schuberzeugungsmittel, das als zwei Luftschrauben ausgebildet ist,
welche symmetrisch zur Mittschiffsebene des Fahrzeuges vor der
Flügelvorderkante angeordnet sind, wobei die Lagerungen der Wellen
zur Schraubendrehung an einem Balken befestigt sind, der mit dem
Körper im Bereich seines Bugs in Verbindung steht, und ein Triebwerk,
welches mittels eines mechanischen Getriebes mit den Wellen zur
Schraubendrehung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Balken (14) hohl ausgebildet, mit dem Körper (1) gelenkig verbunden
und mit einem Mittel zur Änderung der Winkellage des Balkens in
bezug auf seine zur Mittschiffsebene des Fahrzeuges senkrechte
Längsachse versehen ist, bei welcher die Winkellage der einen Drehebene (13b)
jeder Luftschraube (13) mit der anderen Drehebene (13a) der Luftschraube (13)
in deren Ausgangsstellung, die der Anordnung der Drehachse (O₁-O₁)
der Schraube (13) in der Horizontalebene entspricht, einen Winkel α
bildet, der in der Vertikalebene liegt und sich im Bereich von etwa 80
bis 0° entgegen dem Uhrzeigersinn - gesehen von der Backbordseite des
Fahrzeuges aus - verändert, wobei bei der Winkellage des Balkens (14)
gleich Null die Drehachse (O₁-O₁) jeder Schraube (13) in der
Horizontalebene liegt und dadurch, daß das Triebwerk (17) im Körper
(1) untergebracht und vor dem Massenmittelpunkt (19) des Fahrzeuges
in Richtung des Bugs (1c) des Körpers (1) und im Hohlraum des Balkens
(14) aufgenommen ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am
Körper (1) auf der zur Auflagefläche gekehrten Seite eine
selbstentfaltende aufblasbare Vorrichtung (20) (self-collapsible,
inflatable device) angebracht ist, die sich vom Bug (1c) des Körpers
(1) etwa bis zum Mittelteil (1a) desselben erstreckt und im entfalteten
Zustand in der Ebene der Spanten sich in der Vertikalrichtung stetig
vergrößernde Querschnitte aufweist, welche einen Abschnitt bilden,
dessen Oberfläche (21) unterhalb einer die unteren Oberflächen der
festen Seitenschürzen (9) tangierenden Horizontalebene (22) gelegen
ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in
ihm ein Mittel zum Schutz der Schrauben (13) vor Beschädigung
vorgesehen ist, welches zwei Balken (23) darstellt, von denen jeder mit
den Bugen des Körpers (1) und der festen Seitenschürze (9) starr
verbunden ist.
4. Fahrzeug nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß am Flügel (2) auf der Seite, die der
Auflagefläche (10) zugekehrt ist, in unmittelbarer Nähe des Körpers (1)
steuer- und backbordseitig Räder-Auflagerungen (24) angebracht sind, die
hinter dem Massenmittelpunkt (19) des Fahrzeuges in Richtung seines
Hecks angeordnet sind, wobei die Achsen der Räder-Auflagerungen (24)
mit einer Vorrichtung zu deren Ausfahren und Einziehen ins Innere des
Flügels (2) in kinematischer Verbindung stehen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/308,940 US5622133A (en) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | Transport facility with dynamic air cushion |
AU77573/94A AU677714B2 (en) | 1994-09-20 | 1994-10-28 | Transport hovercraft facility with dynamic air cushion |
DE19546374A DE19546374C2 (de) | 1994-09-20 | 1995-12-12 | Stauflügelfahrzeug |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/308,940 US5622133A (en) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | Transport facility with dynamic air cushion |
AU77573/94A AU677714B2 (en) | 1994-09-20 | 1994-10-28 | Transport hovercraft facility with dynamic air cushion |
DE19546374A DE19546374C2 (de) | 1994-09-20 | 1995-12-12 | Stauflügelfahrzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19546374A1 true DE19546374A1 (de) | 1997-06-19 |
DE19546374C2 DE19546374C2 (de) | 1998-11-05 |
Family
ID=27156256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19546374A Expired - Fee Related DE19546374C2 (de) | 1994-09-20 | 1995-12-12 | Stauflügelfahrzeug |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5622133A (de) |
AU (1) | AU677714B2 (de) |
DE (1) | DE19546374C2 (de) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3522371B2 (ja) * | 1995-01-19 | 2004-04-26 | 綾子 大塚 | 安全航空機 |
DE20008151U1 (de) * | 2000-05-05 | 2001-10-04 | BOTEC Ingenieursozietät GmbH, 64401 Groß-Bieberau | Bodeneffekt-Fahrzeug |
KR100730600B1 (ko) * | 2000-05-18 | 2007-06-21 | 윙쉽 리미티드 | 종판을 구비한 지면효과익선 |
AU4628901A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Prospective Concepts Ag | Aerodynamic supplementary device for float aircraft |
DE60109611T2 (de) * | 2000-06-05 | 2006-02-02 | Advanced Technologies Group Ltd., Bedford | Hybridluftfahrzeug |
CA2331944A1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-19 | Ray Richards | Seaplane having main wing mounted beneath fuselage |
US6398158B1 (en) | 2001-06-22 | 2002-06-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High altitude low flying platform hull |
KR100441112B1 (ko) * | 2001-10-08 | 2004-07-21 | 한국해양연구원 | 최소수선단면을 갖는 삼동선형 위그선 |
GB2382808A (en) * | 2001-12-05 | 2003-06-11 | Advanced Technologies Group Lt | Lighter-than-air aircraft with air cushion landing gear |
US7090549B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-08-15 | Garcia Phillip P | System to propel an air powered boat |
US20070018041A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Butler Ernest M | Model aircraft |
US7322872B2 (en) * | 2005-07-07 | 2008-01-29 | Ernest Butler | Model toy aircraft |
DE07844510T1 (de) * | 2007-10-22 | 2010-10-21 | Bell Helicopter Textron, Inc., Fort Worth | Aufpralldämpfungssystem für ein flugzeug |
FR2950927B1 (fr) * | 2009-10-06 | 2016-01-29 | Snecma | Systeme de commande de la position angulaire d'aubes de stator et procede d'optimisation de ladite position angulaire |
IL204654A (en) * | 2010-03-22 | 2015-08-31 | Israel Aerospace Ind Ltd | Landing system |
CN104443414A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 武汉天降科技有限公司 | 一种直升飞机空中停车安全降落设备及安全降落方法 |
IT201600037507A1 (it) * | 2016-09-27 | 2018-03-27 | Gianfranco Saracini | Ammaraggio e ristrutturazione per aerei |
GR1009880B (el) * | 2020-01-20 | 2020-12-02 | Ιωαννης Σπυριδωνα-Κωνσταντινου Χαρος | Υβριδικο βοηθητικο σκαφος - υδατοταξι |
CN113370730B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-12-20 | 广东汇天航空航天科技有限公司 | 飞行汽车 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1061434A (en) * | 1910-06-16 | 1913-05-13 | Ernest Thompson Willows | Airship, aeroplane, or aerostat. |
US3190587A (en) * | 1963-03-08 | 1965-06-22 | Volimer W Fries | Controllable shape hull structure |
US3221831A (en) * | 1963-12-13 | 1965-12-07 | Donglas Aircraft Company Inc | Winged surface effect vehicles |
DE1222379B (de) * | 1964-09-25 | 1966-08-04 | Carl Walter Weiland | Flugzeug |
SE348426B (de) * | 1967-04-05 | 1972-09-04 | Swedish Airboats Ab | |
US3520444A (en) * | 1968-09-26 | 1970-07-14 | Reed Electromech Corp | Cup dispensing device with automatic stack replacement |
FR1591017A (de) * | 1968-11-08 | 1970-04-20 | ||
US3903832A (en) * | 1972-10-19 | 1975-09-09 | Choshichi Ishida | Water surface gliding vehicle |
DE2328293C2 (de) * | 1973-06-04 | 1974-09-19 | Herbert 2301 Schoenkirchen Rey | Schwebefähiges Wasserfahrzeug |
US4068606A (en) * | 1976-10-15 | 1978-01-17 | John Van Veldhuizen | Surface effects air vehicle |
US4151893A (en) * | 1977-09-08 | 1979-05-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wing in ground effect vehicle |
DE2931020A1 (de) * | 1979-07-31 | 1981-02-19 | Rolf Schellhaas | Staufluegelboot |
NO150392C (no) * | 1982-05-28 | 1984-10-10 | Paul Kjoelseth | Overflateeffektfartoey |
DE3428281C1 (de) * | 1984-08-01 | 1986-01-09 | Albert 5204 Lohmar Blum | Bodeneffekt-Fahrzeug |
DE4217374A1 (de) * | 1992-05-26 | 1993-12-02 | Eberhard Bach | Luftfahrzeug, das sich am Boden auf einem Luftkissen schwebend bewegt und in der Luft wie ein Flugzeug fliegt - Aerodynamische Mehrzweck Apparatur, Kurzbezeichnung AMA |
-
1994
- 1994-09-20 US US08/308,940 patent/US5622133A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-28 AU AU77573/94A patent/AU677714B2/en not_active Ceased
-
1995
- 1995-12-12 DE DE19546374A patent/DE19546374C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5622133A (en) | 1997-04-22 |
DE19546374C2 (de) | 1998-11-05 |
AU7757394A (en) | 1996-05-09 |
AU677714B2 (en) | 1997-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19546374A1 (de) | Fahrzeug auf dynamischem Luftkissen | |
DE69218622T2 (de) | Avanciertes seeboot für hohe geschwindigkeiten in oder über grobe see | |
DE69802283T2 (de) | Schnelles einrumpfschiff mit heckstabilisatoren | |
DE69706674T2 (de) | Vortriebs-und steuerelement für schiffe | |
EP0182314B1 (de) | Katamaran-Luftkissenwasserfahrzeug | |
DE102019001130B3 (de) | Radpropeller und Fahrzeuge mit Radpropellern | |
DE69208337T2 (de) | Mehrrumpfschiff | |
DE69230207T2 (de) | Rotorklappegerät und verfahren | |
EP0807044B1 (de) | Bodeneffektfahrzeug | |
DE3586894T2 (de) | Luftkissenfahrzeug mit nicksteuerung. | |
EP0925215B1 (de) | Bodeneffektfahrzeug | |
DE2634573A1 (de) | Schiffsrumpf mit heb- und senkbarem ruder | |
DE3614291C2 (de) | ||
DE2237544A1 (de) | Hochgeschwindigkeits-gleitrumpfboot | |
DE69200417T2 (de) | Rumpfstruktur für Mehrrumpfschiffe. | |
DE2318788A1 (de) | Hochgeschwindigkeitswasserfahrzeug | |
DE19624159A1 (de) | Bodeneffektfahrzeug | |
DE3841878C2 (de) | ||
DE3107096A1 (de) | Schiff mit weitgehend starrem segel | |
EP0392019A1 (de) | Schiff für hohe geschwindigkeiten | |
DE102020106224A1 (de) | Aquadynamischeres Wasserfahrzeug mit fortschrittlicherer Rumpfanordnung | |
EP3444178A1 (de) | System zur veränderung der eigenwelle eines bootes | |
DE102013107206B4 (de) | Höhenverstellbarer Ruderpropeller | |
EP1280688B1 (de) | Bodeneffekt-fahrzeug | |
DE2052590A1 (de) | Wasserfahrzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |