RU2551588C1 - Air cushion vehicle - Google Patents
Air cushion vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551588C1 RU2551588C1 RU2014108147/11A RU2014108147A RU2551588C1 RU 2551588 C1 RU2551588 C1 RU 2551588C1 RU 2014108147/11 A RU2014108147/11 A RU 2014108147/11A RU 2014108147 A RU2014108147 A RU 2014108147A RU 2551588 C1 RU2551588 C1 RU 2551588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- turbine
- vessel
- nozzle
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортным средствам и касается конструирования амфибийных судов на воздушной подушке и может быть использовано для АВВП любого назначения: военных АВВП, транспортных, спортивных и т.д.The invention relates to vehicles and for the construction of amphibious hovercraft and can be used for WUA for any purpose: military WUA, transport, sports, etc.
При работе различного судна по своим классам и характеристикам общим недостатком известных устройств является их ограниченная скоростная характеристика в движении, где основные движители (гребные винты, хвостовые горизонтальные стабилизаторы с рулем высоты и триером, установленные в крыльевых устройствах и т.д.) малоэффективны.When a different vessel operates according to its classes and characteristics, a common drawback of known devices is their limited speed performance in movement, where the main propulsion devices (propellers, tail horizontal stabilizers with elevator and trireme installed in wing devices, etc.) are ineffective.
Работа таких судов, в основном, основана движителями за счет увеличения числа оборотов выходного вала двигателя. Судно на воздушной подушке набирает скорость и выходит из зоны действия «экранного эффекта» и совершает движение, например, водного режима.The operation of such vessels is mainly based on propulsion by increasing the speed of the engine output shaft. The hovercraft picks up speed and leaves the zone of the “screen effect” and makes a movement, for example, of the water regime.
Известно судно на воздушной подушке, содержащее корпус, нагнетательную установку с рулевым устройством, ограждение области воздушной подушки с носовым и кормовыми элементами и бортовыми скегами, а также элемент, разделяющий область воздушной подушки на левую и правую камеры, выполненный в виде гибкого воздуховода с продольным гребнем в нижней части, разделенного внутри продольной диафрагмой на левую и правую секции, которые соединены с нагнетательной установкой в кольцевом насадке, при этом в стенках гибкого трубопровода, смежных с камерами воздушной подушки, выполнены отверстия, сообщающие каждую секцию гибкого воздуховода с соответствующей камерой воздушной подушки (патент RU 2167775, кл. B60V 3/06, 1/16, 2001).A hovercraft is known, comprising a hull, a blower unit with a steering device, an air cushion area enclosure with bow and stern elements and side skegs, as well as an element dividing the air cushion region into left and right chambers, made in the form of a flexible duct with a longitudinal ridge in the lower part, divided inside the longitudinal diaphragm into left and right sections, which are connected to the discharge unit in the annular nozzle, while in the walls of the flexible pipe adjacent to the cam With air cushion measures, holes are made that communicate each section of the flexible duct with a corresponding air cushion chamber (patent RU 2167775, class B60V 3/06, 1/16, 2001).
Данное техническое решение принято за аналог настоящего изобретения.This technical solution is taken as an analogue of the present invention.
Недостатком данного судна на воздушной подушке является ограниченная мощность воздушного вала привода воздушного винта при движении в атмосфере, что требует более мощных двигателей, снабженных для движения по воде (в воздухе) движителями, а это ограниченность скоростных характеристик двигателя с применением дополнительно движителя, где основные движители (воздушные винты или сопла двигателей) малоэффективны, при этом используя только плотность непосредственно самой атмосферы.The disadvantage of this hovercraft is the limited power of the propeller propeller shaft during movement in the atmosphere, which requires more powerful engines equipped with propulsion for movement on water (in the air), and this is limited by the speed characteristics of the engine using an additional propulsion, where the main propulsors (propellers or engine nozzles) are ineffective, while using only the density directly of the atmosphere itself.
Таким образом, при передвижении, например, амфибии на плаву невозможно увеличить мощность (тягу) без дополнительных устройств, без изменения нагнетательной установки в области отталкивания, только используя атмосферу воздуха заранее известной плотности.Thus, when moving, for example, amphibians afloat, it is impossible to increase power (thrust) without additional devices, without changing the pressure setting in the repulsion region, only using an atmosphere of air of a known density.
Известно средство передвижения на воздушной подушке, содержащее корпус с жестким плоским днищем с гибким ограждением, воздушной подушкой, включающий боковые скеги, передний и задний гибкие элементы, и с жесткими бортами, двигатель, движительную и нагнетательную установку с механизмом их привода и системой управления и надувной борт, закрепленный на жестких бортах корпуса по периметру судна. Внешние края боковых скегов амфибийного судна закреплены на надувном борту, а внутренние края - на днище корпуса судна. Амфибийное судно выполнено с центральным скегом, нагнетательная установка выполнена с рулевым устройством, регулирующим нагнетание воздуха в камеры. Амфибийное судно выполнено с управляющими заслонками, размещенными в нагнетательной установке. Скеги выполнены с протекторами. Корпус амфибийного судна выполнен разъемным. Днище корпуса амфибийного судна выполнено плоским, а его носовая часть выполнена наклонной под углом атаки относительно горизонта. Движительная установка амфибийного судна выполнена в виде толкающего воздушного винта в кольцевом насадке, за которым установлены горизонтальные и вертикальные аэродинамические рули. За воздушным винтом в кольцевом насадке жестко закреплена прямоугольная рама, на которой расположены вертикальные и горизонтальные рули. Горизонтальные и вертикальные рули выполнены составными, имеющими, например, неподвижную и отклоняющие части. Нагнетательная установка выполнена с возможностью получения ею крутящего момента силового двигателя посредством клиноременной передачи (патент RU 2126773, кл. B60V 3/08, 1999).Known means of transportation on an air cushion, comprising a housing with a rigid flat bottom with a flexible guard, an air cushion including side skegs, front and rear flexible elements, and with rigid sides, an engine, propulsion and discharge unit with a drive mechanism and a control system and an inflatable one a board mounted on rigid sides of the hull around the perimeter of the vessel. The outer edges of the side skegs of the amphibious vessel are fixed on the inflatable board, and the inner edges are on the bottom of the ship's hull. The amphibious vessel is made with a central skeg, the discharge unit is made with a steering device that regulates the discharge of air into the chambers. The amphibious vessel is made with control flaps located in the discharge unit. Skegs are made with protectors. The hull of the amphibious vessel is made detachable. The bottom of the hull of the amphibian vessel is made flat, and its bow is made inclined at an angle of attack relative to the horizon. The propulsion system of an amphibious vessel is made in the form of a pushing propeller in an annular nozzle, behind which horizontal and vertical aerodynamic rudders are installed. A rectangular frame with vertical and horizontal rudders is rigidly fixed to the propeller in the annular nozzle. Horizontal and vertical rudders are made integral, having, for example, fixed and deflecting parts. The blower unit is configured to receive the torque of the power engine by means of a V-belt transmission (patent RU 2126773, class B60V 3/08, 1999).
В известном изобретении движитель не может увеличить выше заранее заданные скоростные характеристики при движении, например, амфибийного судна, когда используется только мощность толкающего воздушного винта в кольцевой насадке, а также при использовании и наличии других вспомогательных устройств судна. Это связано с сопротивлением при движении судна по воде, что приводит к потере тяги. Таким образом, не всегда представляется возможность увеличить скорость судна из-за ограниченного ресурса применения и не позволяет развивать больших скоростей, т.е. вне зоны действия экранного эффекта. Недостатком также является отсутствие дополнительных средств создания позади движителя плотной завесы атмосферы в виде туманного облака, смешения разных сред воздуха, плотность атмосферы которой необходимо увеличить, что уменьшает его скоростные характеристики в целом. Струи выходящего воздуха в атмосферу из кольцевого насадка не встречают «завесу стены» из более плотного состава атмосферы сзади судна, и не создается дополнительной возможности - отталкивания судна в направлении движения, что снижает тягу судна в целом.In the known invention, the propulsion device cannot increase above the predetermined speed characteristics when moving, for example, an amphibious vessel, when only the power of the pushing propeller in the annular nozzle is used, as well as when using and having other auxiliary devices of the vessel. This is due to resistance when the vessel moves through the water, which leads to loss of traction. Thus, it is not always possible to increase the speed of the vessel due to the limited resource of application and does not allow the development of high speeds, i.e. out of range of the screen effect. The disadvantage is the lack of additional means of creating behind the mover a dense curtain of the atmosphere in the form of a foggy cloud, mixing different air environments, the density of the atmosphere of which must be increased, which reduces its speed characteristics as a whole. The jets of exhaust air into the atmosphere from the annular nozzle do not meet the "curtain of the wall" from a denser atmosphere at the back of the vessel, and there is no additional possibility - pushing the vessel in the direction of motion, which reduces the overall thrust of the vessel.
Обычно струи воздуха от воздушных винтов используют для избыточного давления на днище судна, что на малых скоростях обеспечивает аэродинамическую разгрузку и уменьшение осадка судна. Для предложенного изобретения стоит несколько другая отличительная постановка задачи.Typically, air jets from propellers are used for overpressure on the bottom of the vessel, which at low speeds provides aerodynamic unloading and a decrease in draft. For the proposed invention is a slightly different distinguishing statement of the problem.
Известно, что дистанция движения или взлета зависит от конструктивных особенностей и назначения различных судов: их параметра, гидродинамического сопротивления и т.д.It is known that the distance of movement or take-off depends on the design features and purpose of various vessels: their parameter, hydrodynamic resistance, etc.
Известно, что амфибийное судно на воздушной подушке, содержащее корпус с гибким ограждением воздушной подушки, включающим боковые скеги, передний и задний гибкие элементы, и с жесткими бортами, двигатель, движительную и нагнетательную установки с механизмом их привода в виде толкающего воздушного винта в кольцевой насадке, в которой за воздушным винтом жестко закреплена рама, и системой управления, надувной борт, закрепленный на жестких бортах корпуса по периметру судна (патент RU 2349475, кл. B60V 3/08, 2008).It is known that an amphibious hovercraft containing a hull with a flexible air cushion enclosure including side skegs, front and rear flexible elements, and with rigid sides, an engine, propulsion and discharge units with a drive mechanism in the form of a pushing propeller in an annular nozzle , in which the frame is rigidly fixed to the propeller, and the control system, an inflatable board mounted on the rigid sides of the hull around the perimeter of the vessel (patent RU 2349475, class B60V 3/08, 2008).
Недостатком данного амфибийного судна на воздушной подушке является его ограниченность скоростной характеристикой в движении, так как движительная установка судна выполнена только в виде толкающего воздушного винта, размещенного в кольцевой насадке, в которой за воздушным винтом жестко закреплена рама, и установлены горизонтальные и вертикальные аэродинамические рули. Нагнетательная установка выполнена с возможностью получения ею крутящего момента силового двигателя посредством клиноременной передачи. В связи с этим в известном изобретении была поставлена конкретная задача - от опрокидывающего момента при большой скорости в носовой части судна ввести на оси шарнирно крыло, выполненное разрезным, и эти части проходят в центре оси вращения. Однако, как и в аналогах, развивать и увеличивать скорость движителя в атмосферной среде в движении не представляется возможным из-за необходимости только мощности самого двигателя, т.е. крутящего момента двигателя, ограниченного ресурсом при изготовлении.The disadvantage of this amphibious hovercraft is its limited speed performance in motion, since the propulsion system of the ship is made only in the form of a pushing propeller placed in an annular nozzle in which the frame is rigidly fixed to the propeller, and horizontal and vertical aerodynamic rudders are installed. The discharge unit is configured to receive the torque of the power engine by means of a V-belt transmission. In this regard, in the well-known invention, a specific task was posed - from tipping moment at high speed in the bow of the vessel to introduce on the axis of the hinged wing, made split, and these parts pass in the center of the axis of rotation. However, as in the analogs, it is not possible to develop and increase the speed of the propulsion device in the atmosphere in motion due to the need only for the power of the engine itself, i.e. engine torque, limited by the resource in the manufacture.
Из уровня техники известны: амфибийные суда на воздушной подушке и судов снегового типа.The prior art: amphibious hovercraft and snow type ships.
Технический результат группы изобретений заключается в обеспечении, например, остойчивости и повышении мореходности на плаву, в том числе при сильном ветре и волнении. Однако в них также не предусмотрен дополнительный способ использования дополнительного движителя, и оно малоэффективно по сравнению с предлагаемым изобретением по конструкции. Работа всех их не предусматривает и не учитывает существенный признак как создание увеличения дополнительных значений большой плотности (завесы) атмосферы за движителем, отсутствует новое техническое решение для создания предложенного эффекта в движении судна в целом.The technical result of the group of inventions is to ensure, for example, stability and increased seaworthiness afloat, including in strong winds and waves. However, they also do not provide an additional method of using an additional propulsion device, and it is ineffective in comparison with the proposed invention in design. The work of all of them does not provide for and does not take into account an essential feature such as creating an increase in additional values of a high density (curtain) of the atmosphere behind the mover, there is no new technical solution for creating the proposed effect in the movement of the ship as a whole.
Цель изобретения - увеличение скоростной тяги движителя, маневренности путем повышения эффективности смешения разнородных активных сред при эксплуатации судна.The purpose of the invention is to increase the speed propulsion of the propulsion device, maneuverability by increasing the efficiency of mixing dissimilar active media during operation of the vessel.
Согласно настоящему изобретению эта задача решается за счет того, что в судне на воздушной подушке, содержащем корпус с гибким ограждением воздушной подушки, включающее боковые скеги, передний и задний гибкие элемент, и с жесткими бортами, двигатель, движительную и нагнетательную установки с механизмом их привода в виде толкающего осевого воздушного винта с вентилятором в кольцевом насадке, в котором за воздушным винтом жестко закреплена рама, и системой управления, надувной борт, закрепленный на жестких бортах корпуса по периметру судна, кольцевой насадок дополнительно снабжен жесткой рамой, соосно установленной кольцевому насадку с наружной поверхности, причем дополнительная рама снабжена жесткими опорами и размещенным в них на валу завихрителя источником активной среды в виде турбины, выполненной винтолопастной, закрепленной на оси вала с отражателем и фиксированным перемещением относительно осевого воздушного винта, причем профиль турбины винтолопастной очерчен как минимум с постоянным малым радиусом по отношению к осевому воздушному винту с вентилятором.According to the present invention, this problem is solved due to the fact that in an air-cushion vessel containing a hull with a flexible air cushion enclosure, including side skegs, front and rear flexible elements, and with rigid sides, an engine, propulsion and discharge units with a drive mechanism in the form of a pushing axial propeller with a fan in an annular nozzle in which the frame is rigidly fixed to the propeller, and a control system, an inflatable board mounted on rigid sides of the hull around the perimeter of the vessel , the annular nozzle is additionally equipped with a rigid frame coaxially mounted to the annular nozzle from the outer surface, and the additional frame is equipped with rigid supports and a source of active medium placed in them on the swirl shaft in the form of a turbine made of vane, fixed on the shaft axis with a reflector and fixed movement relative to the axial propeller, and the turbine profile of the propeller blade is outlined with at least a constant small radius relative to the axial propeller with a fan.
Кроме того, турбина винтолопастная выполнена с возможностью осевого перемещения соосно относительно к подводящему напорному трубопроводу с активным соплом со стороны осевого воздушного винта.In addition, the rotor vane turbine is made with the possibility of axial movement coaxially relative to the inlet pressure pipe with an active nozzle from the side of the axial propeller.
Кроме того, напорный трубопровод свободно пропущен через центральную часть внутри осевого воздушного винта и соединен посредством гибкой трубки с источником активной среды с компрессором.In addition, the pressure pipe is freely passed through the central part inside the axial propeller and is connected via a flexible tube to an active medium source with a compressor.
Кроме того, по варианту выполнения оно содержит активное сопло с кольцевым выступом на внешней поверхности, причем отражатель в продольном сечении расположен к оси симметрии турбины винтолопастной под углом друг к другу, равным 40-80°.In addition, according to an embodiment, it comprises an active nozzle with an annular protrusion on the outer surface, the reflector being in longitudinal section located to the axis of symmetry of the vane-blade turbine at an angle to each other of 40-80 °.
Кроме того, по варианту выполнения дополнительная рама снабжена в верхней части по периметру кольцевой пустотелой верховой трубой с отверстиями, с вертикально размещенным телескопическим патрубком - источником активной среды - с возможностью фиксированного перемещения относительно завихрителя в виде закрепленной крыльчатки на валу, причем телескопический патрубок имеет выходной конец, снабженный соплом, обращенным к крыльчатке, причем пустотелая труба соединена гибкой трубкой с источником активной среды, маневрирование которым производят с пульта управления.In addition, according to an embodiment, the additional frame is provided at the top along the perimeter with an annular hollow upper tube with holes, with a vertically placed telescopic nozzle - a source of active medium - with the possibility of fixed movement relative to the swirl in the form of a fixed impeller on the shaft, and the telescopic nozzle has an output end equipped with a nozzle facing the impeller, and the hollow tube is connected by a flexible tube to a source of active medium, the maneuver of which is zvodyat from the control panel.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявляемому изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «Новизна».The applicant has not identified technical solutions identical to the claimed invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "Novelty."
Реализация отличительных признаков изобретения обуславливает появлению важных новых свойств объекта: происходит турбулизация потока воздуха приводом воздушного винта с лопастями, при этом по подводящему трубопроводу воздух, проходя через сопло, оказывает давление на коническую с лопастями турбину винтолопастную, поток активной среды приводит ее вращение, кроме того, одновременно воздушная струя от воздушного винта с лопастями дополнительно оказывает свое воздействие на вращение турбины винтолопастной с отражателем. При этом со стороны турбины винтолопастной (малой величины размеров относительно к геометрическим размерам привода воздушного винта) появляется реакция на поступившую активную среду в виде сжатого воздуха (или пара под большим давлением), который турбулизует поток сжатого воздуха, поступившей в межлопастные отсеки в результате соударения об отражатель. Дополнительный сжатый воздух (или пар высокого давления) продолжает интенсивно перемешиваться с воздушной массой от привода воздушного винта. Таким образом, струи дополнительного подводящего воздуха (или пара) с большой скоростью вращаясь по внутренней периферии отражателя выходят в зону атмосферы за приводом воздушного винта. В результате их совместного смешения образуется зона с повышенной плотностью больше, чем плотность самой атмосферы, т.е. образуется «туманное облако». Таким образом, за судном получают зону завесы с большой плотностью, что увеличивает отталкивающий момент при движении вперед судна на воздушной подушке. Отсюда как бы образуется дополнительная реактивная сила, способствующая увеличению скорости движения судна по воде (получен дополнительный способ движителя судна).The implementation of the distinguishing features of the invention leads to the emergence of important new properties of the object: there is a turbulization of the air flow by the drive of the propeller with blades, while the air passing through the nozzle puts pressure on the screw-blade turbine conical with the blades, the flow of the active medium causes its rotation, in addition , at the same time, the air stream from the propeller with blades additionally affects its rotation of the vane-propeller turbine with a reflector. At the same time, from the side of the screw-blade turbine (of a small size relative to the geometrical dimensions of the propeller drive), a reaction to the active medium arrives in the form of compressed air (or steam under high pressure), which turbulates the flow of compressed air entering the inter-blade compartments as a result of collision reflector. Additional compressed air (or high pressure steam) continues to be mixed intensively with the air mass from the propeller drive. Thus, the jets of additional supply air (or steam) rotating at a high speed around the inner periphery of the reflector exit into the atmosphere zone behind the propeller drive. As a result of their joint mixing, a zone with a higher density is formed greater than the density of the atmosphere itself, i.e. a “foggy cloud” is formed. Thus, a curtain area with a high density is obtained behind the vessel, which increases the repulsive moment when the aircraft is moving forward on an air cushion. From here, an additional reactive force is formed, which contributes to an increase in the speed of the vessel on the water (an additional method of the propulsion of the vessel is obtained).
Следует отметить также другой важный фактор в том, что при работе мощного привода воздушного винта возникает эффект подсоса активной среды жидкости перед турбиной винтолопастной и тогда сопло напорной трубы работает в виде насоса, где воздух, поступающий из ресивера, соединенного с компрессором, выходит с большой скоростью. В этом случае за счет создания разрежения компрессор можно отключить, процесс проходит в автоматическом режиме до его отключения с пульта управления (не показано на рисунке для упрощения). Отражатель в конце турбин винтолопастной под прямым углом (вариант выполнения может быть и другим, фиг. 2) к радиальному направлению в сторону привода воздушного винта стремится направить полученный дополнительный сжатый воздух, смешанный с воздухом винта и позади его, создает завесу туманного облака. Плотность которой выше плотности атмосферы. Таким образом, происходит увеличение скоростной тяги основного движителя, даже при кратковременном включении подачи активной среды в виде дополнительно воздуха (или пара) с пульта управления.It should also be noted another important factor in the fact that when a powerful propeller drive is operating, the effect of suction of the active medium of the liquid in front of the vane-turbine turbine arises and then the nozzle of the pressure pipe works as a pump, where the air coming from the receiver connected to the compressor exits at high speed . In this case, by creating a vacuum, the compressor can be turned off, the process runs automatically until it is turned off from the control panel (not shown in the figure for simplicity). The reflector at the end of the vane-blade turbines at a right angle (the embodiment may be different, Fig. 2) tends to direct the received additional compressed air to the radial direction towards the propeller drive, mixed with the air of the propeller and behind it, creates a curtain of foggy cloud. The density of which is higher than the density of the atmosphere. Thus, there is an increase in the high-speed thrust of the main mover, even when the supply of the active medium is briefly turned on in the form of additional air (or steam) from the control panel.
Скорость вращения малой конической турбины винтолопастной и интенсивность перемешивания разнородных активных сред (воздуха или пара) зависит от установки и конструкции отражателя к радиальному направлению и расстояния от оси турбины.The rotational speed of a small cone vane rotor turbine and the mixing intensity of dissimilar active media (air or steam) depends on the installation and design of the reflector to the radial direction and the distance from the turbine axis.
Максимальная скорость вращения турбины винтолопастной с лопастями имеет место, когда происходит процесс подачи активной среды воздуха из ресивера под давлением от компрессора и со стороны скорости вращения основного привода воздушного винта, т.е. при создании энергии воздушной циркуляции перед турбиной винтолопастной.The maximum rotational speed of a rotor vane turbine with blades occurs when the process of supplying an active air medium from the receiver under pressure from the compressor and from the side of the rotational speed of the main propeller drive, i.e. when creating the energy of air circulation in front of a vane-turbine turbine.
Устойчивость турбины в горизонтальной плоскости перед соплом подводящего трубопровода, проходящего свободно через центральную часть внутри осевого вентилятора, обеспечивается опорами, закрепленными одним концом жестко к раме прямоугольной, а осевая нагрузка от реактивной силы активной среды воспринимается креплением отражателя к оси вращения с радиальными лучами крепления, выполненными в виде опор.The stability of the turbine in the horizontal plane in front of the nozzle of the supply pipe, passing freely through the central part inside the axial fan, is provided by supports fixed rigidly to the rectangular frame at one end, and the axial load from the reactive force of the active medium is perceived by attaching the reflector to the axis of rotation with radial mounting beams made in the form of supports.
Кроме того, по варианту выполнения оно содержит крыльчатку на валу, телескопический патрубок с выходным соплом и кольцевую пустотелую трубу, к которой крепятся вертикальные патрубки. Кольцевая труба соединена с источником активной среды воздуха (пара) из ресивера, соединенного с компрессором. Управление производится с пульта управления (не показано), например подача активной среды.In addition, according to an embodiment, it comprises an impeller on the shaft, a telescopic pipe with an outlet nozzle, and an annular hollow tube to which vertical pipes are attached. An annular pipe is connected to a source of active air (steam) from a receiver connected to a compressor. Management is carried out from the control panel (not shown), for example, the supply of an active medium.
Таким образом, взаимодействие воздушного винта с завесой более плотной массы создает момент, ускоряющий движение судна. Появляется дополнительная тяга от движителя. Поскольку плотность завесы (туманного облака) достаточно значительно увеличивается, увеличивается и скорость движения судна, преодолевая сопротивление по воде, соответственно уменьшается дальность и время в пути для прибытия судна по курсу назначения. Коэффициент избытка расхода дополнительного воздуха (пара)с определяется из динамической характеристики «струйного аппарата», соударения струй о лопасти с получением активной среды, смешанной с воздушным потоком, оказывая незначительное влияние на привод воздушного винта, так как расположение позади его на некотором расстоянии сопла связано с турбиной винтолопастной (формой конструирования) с отражателем. Работа компрессора может быть кратковременно отключена, и тогда наступает момент работы в виде эжектируемого насоса от вращающейся турбины винтолопастной, скорость вращения которой будет зависеть от воздушного циркуляционного потока, создаваемого приводом воздушного винта.Thus, the interaction of the propeller with a curtain of denser mass creates a moment that accelerates the movement of the vessel. There is additional traction from the mover. Since the density of the curtain (fog cloud) is quite significantly increased, the speed of the ship increases, overcoming water resistance, and the range and travel time for the arrival of the ship at the destination course accordingly decreases. The coefficient of excess flow rate of additional air (steam) s is determined from the dynamic characteristics of the "jet apparatus", the impact of the jets on the blades to obtain an active medium mixed with the air flow, having a slight effect on the propeller drive, since the location of the propeller behind it at some distance of the nozzle is connected with a screw-blade turbine (design form) with a reflector. The compressor can be switched off for a short time, and then there comes a moment of operation in the form of an ejected pump from a rotary vane rotor turbine, the rotation speed of which will depend on the air circulation flow created by the propeller drive.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, которые содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Изложенное выше позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant has not identified any sources of information that would contain information about the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. The above allows, in the applicant's opinion, to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено:The invention is illustrated in the drawing, which shows:
на фиг. 1 изображена схема общего расположения судна (двигатель не показан);in FIG. 1 shows a diagram of the general arrangement of the vessel (engine not shown);
на фиг. 2 изображен узел движителя, вариант выполнения активного сопла и форма отражателя с приводом;in FIG. 2 shows a mover assembly, an embodiment of an active nozzle, and a reflector shape with a drive;
на фиг. 3 изображен узел движителя, вариант выполнения телескопического патрубка - жидкости и крыльчатки с приводом.in FIG. 3 shows a mover assembly, an embodiment of a telescopic pipe — liquids and impellers with a drive.
Судно на воздушной подушке содержит корпус 1, гибковые боковые скеги 2, носовую оконечность 3 судна, кормовую оконечность 4 судна, носовое (переднее) гибкое ограждение ВП, кормовое (заднее) гибкое ограждение ВП, съемный тент. Нагнетательная установка является в описываемом конкретном примере одновременно и движителем 5 судна. Надувной борт, центральный скег, протекторы, линии соединений секций корпуса, винт движительной установки содержит (маршевый вентилятор) 5, вертикальный руль 7, прямоугольную раму 9. Движительная установка 5 судна выполнена в виде воздушного винта вентиляционного типа в кольцевом насадке 8 за воздушным винтом, в котором установлены вертикальные и горизонтальные аэродинамические рули.The hovercraft includes a hull 1,
Корпус кольцевого насадка имеет удлинение, в продолжение которого установлена прямоугольная рама 10, к которой на двух опорах 11, 12 установлен приводной вал 13 (ось) с втулкой 14 на передней консоли которой закреплен отражатель 15, а к нему присоединена коническая турбина 16 винтолопастная с лопастями 17. Выходной конец напорного трубопровода 18 с соплом 19 расположен перед конической турбиной 16 винтолопастной, а впускной конец напорного трубопровода 18 свободно пропущен через центральную часть 20 внутри осевого воздушного винта 5 и имеет жесткую связь с гибкой трубкой 21 с источником активной среды от ресивера 22 с компрессором 23. Корпус кольцевого насадка 8 служит для отвода воздуха в атмосферу, при этом он смешивается с активной средой - воздухом, или пар, поступающий под большим давлением, за счет наличия турбины 16 с отражателем 15 в виде завесы, плотность которой выше, чем плотность самой атмосферы. Ось приводного вала 13 расположена в одной плоскости с соответствующей ему внутренней линии осевого воздушного винта 5 с напорным трубопроводом 18, а опоры 11 и 12 с направляющими 24 устраняют возможность перекоса конической турбины 16 винтолопастной. Возможны вариант изменения отражателя 25 по форме профиля и активного сопла 19 с коническим выступом 26 на внешней поверхности (фиг. 2).The ring nozzle body has an extension, during which a rectangular frame 10 is installed, to which a drive shaft 13 (axis) is mounted on two
Вариант выполнения фиг. 3 предусматривает установку пустотелой кольцевой верховой трубы 27, размещенной на внешней поверхности рамки 10 с трубками 28, и телескопических насадок 29. Телескопические насадки 29 имеют сопло 30, направленное в сторону крыльчатки 31, форма профиля которой назначается конструктивно при проектировании устройства с малым радиусом, соответственно в сравнении соотношения с осевым воздушным винтом 5. Телескопический патрубок 29 с соплом 30 установлен с возможностью перемещения относительно входной трубки 28 канала сообщения с верховой трубой 27, сообщенной с источником 22 активной среды воздуха (пара) с компрессором 23 (не показано соединение). Все элементы выполнены съемными и взаимозаменяемыми при настройке. Конструирование узла дополнительного движителя зависит от конструкции отражателя 15, 25, расстояния ℓ2 к радиальному направлению к турбине 16 и расстояния ℓ1 от оси турбины к насадку 19 трубы 18.The embodiment of FIG. 3 provides for the installation of a hollow annular
Эксплуатация судна на воздушной подушке осуществляется следующим образом.The operation of the hovercraft is as follows.
Для обеспечения движения судна включают нагнетательную установку (не показано), создавая подъемную силу. Одновременно остальная часть воздуха выбрасывается горизонтально в атмосферу, при этом создается движущая сила. Судно отрывается от опорной поверхности и начинает двигаться вперед. Для поворота судна используют рулевые устройства.To ensure the movement of the vessel include an injection unit (not shown), creating a lifting force. At the same time, the rest of the air is ejected horizontally into the atmosphere, creating a driving force. The vessel comes off the supporting surface and begins to move forward. To turn the vessel using steering devices.
При движении судна по воде компрессором 23 подают сжатый воздух (пар) из источника 22 активной среды по напорному трубопроводу 18. Проходя через центральную часть 20 внутри осевого воздушного винта 5, поток активной среды оказывает давление на лопасти 17 конической турбины 16 винтолопастной, приводит ее во вращение, кроме того, одновременно поток воздуха за вентилятором, поступающий из осевого воздушного винта 5, также дополнительно создает вращение турбины 16. Происходит ускорение вращения турбины 16 винтолопастной вместе с отражателем 15 (25), который закреплен к валу 13 с направляющими 24, преодолевая сопротивления для вращения отражателя 15 (25). Поток воздуха (пар), поступающий из ресивера 22, разделяется лопастями 17 турбины 15 на множество равных частей струек, поступающих в межлопастные отсеки, и выбрасывается в атмосферу, при этом создается движущая сила. Судно ускоряет резко свое движение. Под давлением сжатого воздуха (пара) в напорном трубопроводе 18 и с добавлением воздуха от осевого воздушного винта 5 коническая турбина 17 винтолопастная ускоряет вращение, увеличивается крутящий момент, турбулизирует поток и струи, встречая преграду в виде отражателя 15 (25), распыляется и смешивается с воздухом, поступающим из воздушного винта, образуя этим самым завесу в виде «туманного облака». В результате перед отражателем также образуется зона реактивной циркуляции, в которой продолжается процесс интенсивного перемешивания активной среды по периферии дополнительной рамки 10. Таким образом, происходит процесс непрерывного и интенсивного смешивания сжатого воздуха (или высокого давления пара). В результате за осевым воздушным винтом в атмосфере создается завеса в виде «туманного облака», обладающая большей плотностью, чем сама атмосфера. Жесткое соединение турбины 16 с отражателем 15 (25) обеспечивает синхронную работу в атмосфере при движении судна. При этом скорость вращения конической турбины 16 винтолопастной и интенсивность соударения струй активной среды об отражатель 15 (25) с перемешиванием общего воздуха может зависеть от связи всех элементов устройств, создающих максимальную скорость вращения, как со стороны напорного трубопровода 18 с соплом 19, так и со стороны скорости вращения осевого воздушного винта 5, что повышает эффективность движения судна в пути следования.When the vessel moves through the water, the compressor 23 supplies compressed air (steam) from the source 22 of the active medium through the
Следует отметить, также то, что образование зоны пониженного давления вокруг сопла 19 в конце напорного трубопровода 18 может обеспечивать дальнейшее продолжение всасывание струи сжатого воздуха (пара) во вращательном движении турбины 16 винтолопастной за счет увеличенного влияния воздуха от скорости вращения осевого воздушного винта 5, т.е. увеличивается крутящий момент на приводном валу 13 в опорах 11, 12, которые обеспечивают устойчивость турбины 16 с отражателем 15 (25) при осевой нагрузке. Компрессор 23 отключают.It should also be noted that the formation of a reduced pressure zone around the nozzle 19 at the end of the
Действие вращения турбины 16 с отражателем 15 (25), последний может быть любой формы (прямоугольной, конусный, полукруглый и т.д.), находящийся в конце осевого воздушного винта 5, по отношению к последнему настолько может быть мало по геометрическим размерам, что эти элементы конструкции не оказывают заметного влияния (сопротивления) вращению лопастей в осевом воздушном винте 5, а следовательно, создаются условия, позволяющие резко увеличить скорость движения судна из-за образовавшейся завесы более плотной массой по отношению к атмосфере, т.е. дополнительный движитель увеличивает тягу судна в движении не менее чем в два раза в большую сторону.The rotation of the
По варианту на фиг. 3 вследствие возможного приведения конструкции в рабочее положение пустотелую трубу 27 с гибкой линией связи (не показано) подключают к напорной линии компрессора 23 с источником 22 активной среды. Воздух или пар под большим давлением выходят из сопел 30, постоянно соприкасаясь с крыльчаткой 31, смешиваясь с атмосферным воздухом, далее образуется завеса, плотность которой больше плотности атмосферы за воздушным судном на коротком участке разгона на воде, уменьшая дальность и время в пути, и мало будет зависеть от природных условий работы, а точнее при условиях ясной безветренной погоды. Судно дополнительно в таких случаях имеет место его «маскировки» в движении из-за образовавшегося облака тумана за ним, при большой скорости движения судна, область применения достаточно широкая, например, в военных АВВП и т.д.In the embodiment of FIG. 3 due to the possible bringing the structure into working position, the
Эффективность предлагаемого устройства использует способ увеличения тяги судна на воздушной подушке при реализации технологических схем при движении на воде или по снегу.The effectiveness of the proposed device uses a method of increasing traction of a hovercraft during the implementation of technological schemes when moving on water or in snow.
Предлагаемая конструкция из новых элементов в предлагаемом изобретении не требует больших затрат при соответствующих малых геометрических размерах. Турбина винтолопастная выполнена соответственно с разными оптимальными размерами по отношению к линейным размерам осевого воздушного винта, имеет оптимальную точку режима работы турбины винтолопастной с отражателем, который также может иметь любую форму его изготовления.The proposed design of new elements in the present invention does not require large expenditures with the corresponding small geometric dimensions. The vane-rotor turbine is made respectively with different optimal sizes with respect to the linear dimensions of the axial propeller, has an optimal point of operation mode of the vane-rotor turbine with a reflector, which can also have any form of its manufacture.
Ввиду малого динамического сопротивления контура турбины винтолопастной с отражателем в зоне центральной части на одной линии с приводом воздушного винта сопротивление контура предлагаемого устройства мало из-за разрежения в этой зоне, исходя из динамической нагрузки воздушного винта по своим геометрическим размерам. Расход потока распределяется соотношением наличия межлопастным пространством в турбине 16, при этом поток, организованный распылением активной среды при ударе об отражатель, создает смешение в зоне дополнительной прямоугольной раме, улучшая скоростную характеристику движителя, и предлагаемый движитель может быть использован в качестве дополнительного источника тяговой силы транспортного средства на плаву или по снегу. Кроме того, конструкция системы узлов проста и движитель обеспечивает способ создания завесы более плотной массы, чем атмосфера, что увеличивает тягу осевого воздушного винта при движении судна, при этом полезная нагрузка судна увеличивает массу груза и маневренность путем повышения эффективности смешения разнородных активных сред при движении судна на воде или по снегу. Таким образом, происходит объединение в одном технологическом цикле задач оптимального создания конструкторского решения и создания завесы с увеличенной плотностью из воздуха или пара, смешанных с воздухом, получаемой от воздушного винта сзади судна в движении. Судно изготавливается в заводских условиях с применением обычного оборудования и известных конструктивных материалов с предложенным дополнительным движителем, что обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».Due to the low dynamic resistance of the vane-turbine turbine circuit with a reflector in the central part in line with the propeller drive, the resistance of the proposed device is low due to rarefaction in this zone, based on the dynamic load of the propeller in its geometric dimensions. The flow rate is distributed by the ratio of the presence of the inter-blade space in the
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108147/11A RU2551588C1 (en) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Air cushion vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108147/11A RU2551588C1 (en) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Air cushion vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2551588C1 true RU2551588C1 (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=53294522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108147/11A RU2551588C1 (en) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Air cushion vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2551588C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107804310A (en) * | 2017-11-07 | 2018-03-16 | 太仓红码软件技术有限公司 | A kind of aircushion vehicle using high pressure air drives |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2094265C1 (en) * | 1995-07-07 | 1997-10-27 | Закрытое акционерное общество "Форрус" | Wing-in-ground effect craft |
CN102069913A (en) * | 2010-12-10 | 2011-05-25 | 于芳昊 | Method for improving power of propeller and jet engine by increasing number of extra water molecules |
RU2010132630A (en) * | 2010-07-05 | 2012-01-10 | Дмитрий Кириллович Семёнов (RU) | METHOD FOR MOVING A VEHICLE VEHICLE AND A VESSEL FOR ITS IMPLEMENTATION |
CN103287421A (en) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 张朝峰 | Hovercraft with water curtain wall and manufacturing method thereof |
-
2014
- 2014-03-03 RU RU2014108147/11A patent/RU2551588C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2094265C1 (en) * | 1995-07-07 | 1997-10-27 | Закрытое акционерное общество "Форрус" | Wing-in-ground effect craft |
RU2010132630A (en) * | 2010-07-05 | 2012-01-10 | Дмитрий Кириллович Семёнов (RU) | METHOD FOR MOVING A VEHICLE VEHICLE AND A VESSEL FOR ITS IMPLEMENTATION |
CN102069913A (en) * | 2010-12-10 | 2011-05-25 | 于芳昊 | Method for improving power of propeller and jet engine by increasing number of extra water molecules |
CN103287421A (en) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 张朝峰 | Hovercraft with water curtain wall and manufacturing method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107804310A (en) * | 2017-11-07 | 2018-03-16 | 太仓红码软件技术有限公司 | A kind of aircushion vehicle using high pressure air drives |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4192461A (en) | Propelling nozzle for means of transport in air or water | |
US3779199A (en) | Boundary layer control means | |
US3604661A (en) | Boundary layer control means | |
WO2014119155A1 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
EP0887259A2 (en) | Method and arrangement for fluidborne vehicle propulsion and drag reduction | |
US9816464B2 (en) | Thrust vector control | |
RU2682310C1 (en) | Hovercraft with control movement duct fan | |
RU2614367C1 (en) | Device for implementation of hovercraft travel and control mode | |
US20170276139A1 (en) | Thrust generating apparatus for controlling attitude of movable body | |
CN104554713A (en) | Resistance reducing coat capable of greatly reducing resistance | |
US20170291700A1 (en) | Impeller-based vehicle propulsion system | |
KR20120064588A (en) | Propulsion apparatus and ship having thereof | |
US5727381A (en) | Duct flow control system | |
US3972494A (en) | Vehicle air screen apparatus | |
US3598080A (en) | Monoshaft propeller water-jet | |
RU2582505C1 (en) | Hovercraft with water-jet propulsor | |
US4316721A (en) | Method for producing a thrust in manoeuvering engines for a watercraft and a manoeuvering engine constructed for the same | |
US5765776A (en) | Omnidirectional and controllable wing using fluid ejection | |
RU2551588C1 (en) | Air cushion vehicle | |
US2918230A (en) | Fluid sustained and fluid propelled aircraft | |
GB2508023A (en) | Aerofoil with leading edge cavity for blowing air | |
EP3086999A1 (en) | Marine propulsion unit | |
RU2541588C1 (en) | Method to increase thrust of whatever hovercraft | |
US4398687A (en) | Thrust deflector and force augmentor | |
RU97120881A (en) | METHOD FOR INTEGRATED INCREASING OF AERODYNAMIC AND TRANSPORT CHARACTERISTICS, METHOD OF FLIGHT CONTROL AND FLIGHT INSTRUMENT TYPE LAND-AIR AMPHIBIA FOR IMPLEMENTATION OF THE APPROVED METHODS |