RU2675744C1 - Vessel on compressed pneumatic flow control provision method - Google Patents

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to the field of the dynamic air cushion using vehicles development. Control provision method is proposed of the vessel on the compressed air flow, having a hull with a propulsive installation, creating air pressure under the bottom and moving the vessel, the bottom is made of placed at different angles parts, wherein the bottom is equipped with side skegs, in the inside equipped with longitudinal pressure channels, made in the form of hollow through tubes from lightweight aluminum alloy, and attached to the bottom transitional closed part longitudinal ledge, which is the nozzle continuation, characterized in that above the longitudinal ledge at the air channel exit installing the steering device in the form of a transverse discharge branch pipe, to which part of the air flow is coming, discharge branch pipe transverse wall has equipped with valves short outlets, which are kinematically connected with possibility of the valves turning with a handle around the thrust corresponding axis of rotation, ensuring the outlet branch pipes blocking and opening two valves simultaneous movement, wherein through the diffusers the outlet branch pipes are connected to the longitudinal pressure channels, the gas flow outgoing stream from which is sent to the atmosphere behind the vessel stern, wherein the second steering device is additionally implemented between the skegs inner side walls and the installed in the hull aft part bottom additional longitudinal ledge, made in the form of independently turning separate from each other flaps, mounted on each separate axis with possibility of their rotation and abutment in height to the skeg inner wall, with possibility of the flow force dividing on the lifting and driving ones for turning using the gas-water jet flow.EFFECT: enabling the control safety and ease, high speed of movement, improved handling.3 cl, 4 dwg

Description

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, в частности, касается конструирования и управления судами на сжатом пневмопотоке предназначенного для передвижения людей и грузов по водной поверхности, мелководью, снегу, льду, траве, песку, заболоченной территории, поросшей мелкой растительностью, грунту, в особенности маломерных судов на воздушной подушке.The invention relates to the field of creating vehicles using a dynamic air cushion, having a high-performance compressor property using an impeller, the jet of which is directed to the pneumatic channel in the form of compressed air under the bottom to create lifting and traction forces and can be used, in particular, to design and controlling ships in compressed air flow intended for the movement of people and goods on the water surface, shallow water, snow, ice, grass, sand, abolochennoy territory covered with shallow vegetation, soil, especially of small hovercraft.

Известен летательный аппарат - экраноплан, содержащий фюзеляж, крыло, горизонтальное и вертикальное оперение и воздушно-реактивную силовую установку. Под крылом экраноплана размещено устройство создания воздушной разгрузки и тяги, выполненное в виде проточной камеры, образованной крылом и боковыми ограждениями, причем боковые ограждения камеры установлены на консолях крыла (см. заявку ФРГ №3319127, B60V 1/08, 1983), а также летательный аппарат - экраноплан (см. заявку ФРГ №4010877, В64С 35/00, 1991), кроме того, известны суда США №5370197, B60V 17-43, 1994; №2004065772, В64С 21/04, В64С 23/08, 2004) на маломерных судах на воздушной подушке.Known aircraft - ekranoplan, containing the fuselage, wing, horizontal and vertical plumage and an air-reactive power plant. Under the wing of the winged wing there is a device for creating air discharge and thrust, made in the form of a flow chamber formed by the wing and side rails, the side rails of the chamber mounted on the wing consoles (see the application of Germany No. 3319127, B60V 1/08, 1983), as well as flying the device is an ekranoplan (see the application of Germany No. 4010877, B64C 35/00, 1991), in addition, US vessels No. 5370197, B60V 17-43, 1994 are known; No. 20044065772, B64C 21/04, B64C 23/08, 2004) on small hovercraft.

Все эти средства достаточны, сложны, в особенности при использовании на маломерных судах на воздушной подушке. Кроме того, описанные суда обладают невысокой амфибийностью и мореходностью, при этом возможности движительных установок реализуются не полностью. При этом создание воздушной подушки и тяги недостаточно эффективно при стартовой или малой поступательной скорости транспортного средства, так как установка таких движителей не может реализовать под днищем судна образование сжатого пневмопотока в виде такой струи, которая могла бы стараться обеспечить тем самым судно на старте движения. То есть известные технические решения поддувом воздуха под днище или крыло не обеспечивают полного высокого давления и сжатия при использовании всего сжатого воздуха от силовой установки, в частности импеллера, работающего в режиме компрессора, что ухудшает его силовую установку, а также невозможно в конце канала получить максимальное давление сжатого воздуха для работы пневмоканала в режиме наддува воздуха высокого давления для тяговой силы, обеспечивающей поступательное движение судна.All these tools are sufficient, complex, especially when used on small size hovercraft. In addition, the described vessels have low amphibiousness and seaworthiness, while the capabilities of propulsion systems are not fully realized. In this case, the creation of an air cushion and thrust is not effective enough at the starting or low translational speed of the vehicle, since the installation of such propulsors cannot realize the formation of a compressed air stream in the form of such a stream under the bottom of the vessel that could try to provide the vessel at the start of movement. That is, well-known technical solutions by blowing air under the bottom or wing do not provide full high pressure and compression when using all compressed air from the power plant, in particular the impeller operating in the compressor mode, which worsens its power plant, and it is also impossible to get the maximum compressed air pressure for the operation of the pneumatic channel in the boost mode of high pressure air for the traction force that ensures the forward movement of the vessel.

Устройство вставок и качающейся створки не приспособлено для создания мощных струй и поступления их в пневмоканал, выход воздуха которого связан под днищем, и поток, расширяясь, ударяется непосредственно в толщу водного потока (опорная поверхность). Коэффициент удельной тяги и подъемная сила низки, а затрачивать приходится большую мощность. Кроме того, это связано с применением двигателей, воздушного винта, которые могут создавать достаточно реактивную силу тяги для заполнения сжатым воздухом пространства пневмоканала. Другим основным недостатком является то, что судно обладает недостаточной управляемостью из-за расположения рулевого устройства на выходе под днищем, в связи с чем понижена безопасность его эксплуатации, а также то, что расположенные под днищем рули испытывают большие динамические нагрузки от воды при его поворотах под различными углами (для поворота, разворота) судна. При этом появляются значительные тяговые усилия горизонтальной составляющей тяги, появляются большие явления волнового характера, особенно это заметно на поворотах судна, волны (выплески) которых выходят из-под бортовых скегов. Эти совокупно действующие факторы ведут к почти постоянному раскачиванию судна по вертикали и горизонтали, что влияет на изменение крена, дифферента и курса, создает частые и большие перегрузки на конструкцию судна. Борьба с перегрузками приводит к увеличению собственного веса судна, уменьшению его весовой отдачи и уменьшению скорости движения. Отсюда такое рулевое устройство не может быть размещено в передней части судна с управляющим устройством в целом. Существенным недостатком таких судов является поперечная форма днища с касанием и обтеканием опорной поверхности, например, водой, а также форма самих боковых стенок скегов, которые имеют большое сопротивление движению, и сложность в управлении судном.The device of the inserts and the swinging leaf is not suitable for creating powerful jets and their entry into the pneumatic channel, the air outlet of which is connected under the bottom, and the flow, expanding, strikes directly into the thickness of the water flow (supporting surface). The specific thrust coefficient and lifting force are low, and it takes a lot of power to spend. In addition, this is due to the use of engines, a propeller, which can create a sufficiently reactive thrust to fill the air channel space with compressed air. Another main disadvantage is that the vessel has insufficient controllability due to the location of the steering device at the exit under the bottom, which reduces the safety of its operation, as well as the fact that the rudders located under the bottom experience large dynamic loads from water when turning under different angles (for turning, turning) of the vessel. In this case, significant traction forces of the horizontal component of the thrust appear, large wave-like phenomena appear, this is especially noticeable at the turns of the vessel, the waves (splashes) of which come out from under the side skegs. These combined factors lead to an almost constant rocking of the ship vertically and horizontally, which affects the change in heel, trim and course, creates frequent and large loads on the structure of the ship. The fight against overloads leads to an increase in the dead weight of the vessel, a decrease in its weight return and a decrease in speed. Hence, such a steering device cannot be placed in front of the vessel with the control device as a whole. A significant drawback of such vessels is the transverse shape of the bottom with touching and flowing around the supporting surface, for example, water, as well as the shape of the side walls of the skegs themselves, which have great resistance to movement, and the difficulty in controlling the vessel.

Известно судно на воздушной подушке, содержащее корпус, движительную и нагнетательную установки, а также ограждение области воздушной подушки с носовыми и кормовыми подвижными элементами с бортовыми скегами и средним скегом. Секционирующим область воздушной подушки на левую и правую отдельные камеры, при этом нагнетательная установка выполнена с рулевым устройством, регулирующим нагнетание воздуха в упомянутые камеры (Патент RU №2097231, B60V 3/06 от 27.11.1997).A hovercraft is known, comprising a hull, propulsion and pressure systems, as well as a fence for the air cushion area with bow and stern movable elements with side skegs and a middle skeg. Sectioning the area of the air cushion on the left and right separate chambers, while the blower is made with a steering device that regulates the air injection into the chambers (Patent RU No. 2097231, B60V 3/06 of 11/27/1997).

Как следует из описания, управление судном на воздушной подушке осуществляется с помощью рулевого устройства, позволяющего регулировать нагнетание воздуха в камеры воздушной подушки таким образом, что при нагнетании в правую камеру 8 такое управление приводит к накренению судна с касанием опорной поверхности бортовым скегом 6. Сила сопротивления, действующая на скег 6, контактирующий с опорной поверхностью, создает момент, разворачивающей судно относительно вертикальной оси. Боковая сила, вызванная углом дрейфа и накренением на внутренний борт при повороте, позволяет осуществлять управление судном.As follows from the description, the control of the hovercraft is carried out using a steering device that allows you to adjust the air injection into the chambers of the air cushion so that when pumped into the right chamber 8, such control leads to banking of the vessel by touching the supporting surface with the side skeg 6. Resistance force acting on the skeg 6 in contact with the supporting surface, creates a moment that turns the vessel around the vertical axis. The lateral force caused by the drift angle and tipping on the inner side when turning, allows you to control the vessel.

Однако наряду с достоинством известного судна на воздушной подушке, заключающимся в повышении безопасности эксплуатации судна на воздушной подушке посредством обеспечения его достаточной управляемости, известное судно на воздушной подушке имеет ограничения по его использованию. Действительно, при движении такого судна над водной или ровной твердой поверхностью, например льдом, сохраняются все его достоинства: скорость движения, маневренность, амфибийность. Однако использование такого судна в болотистой местности с выступающими из воды высокими кочками, в местности с зарослями кустарника или над торосистыми льдами и снежными сплоченными заносами, а также песчаными и земляными холмами практически невозможно. Кроме того, создается повышенное сопротивление движению судна вследствие большой поверхности контакта элементов судна с водой, а также в случае перемещения судна по воде в условиях волнения возникает значительное сопротивление.However, along with the advantage of the known hovercraft, which is to increase the safety of the operation of the hovercraft by ensuring its sufficient controllability, the known hovercraft has limitations on its use. Indeed, during the movement of such a vessel over a water or even solid surface, such as ice, all its advantages are preserved: speed, maneuverability, amphibiousness. However, the use of such a vessel in a swampy area with high bumps protruding from the water, in an area with thickets of bushes or over hummock ice and snow-capped drifts, as well as sand and earthen hills, is almost impossible. In addition, an increased resistance to the movement of the vessel is created due to the large contact surface of the vessel’s elements with water, and also in the case of movement of the vessel through the water under waves, significant resistance arises.

Известно судно на воздушной подушке, содержащее корпус, нагнетательную установку с рулевым устройством, ограждение области воздушной подушки с носовым и кормовым элементами и бортовыми скегами, снабженными гибкими ограждениями, прикрепленными к их нижней части; эти ограждения уменьшают потери воздуха из области воздушной подушки и соответственно снижают потребный расход воздуха, что повышает экономичность судна (Патент RU №2167775, B60V 3/06 от 15.08.2000).A hovercraft is known, comprising a hull, a blower unit with a steering device, an air cushion area fence with bow and stern elements and side skegs provided with flexible guards attached to their lower part; these fences reduce air loss from the air cushion area and accordingly reduce the required air flow, which increases the efficiency of the vessel (Patent RU No. 2167775, B60V 3/06 of 08/15/2000).

Недостатком данного судна является то обстоятельство, что при движении судна на воздушной подушке над водой, особенно в условиях волнения, увеличивается площадь контакта наружной поверхности гибкого ограждения с водой, что существенно увеличивает сопротивление движению судна; кроме того, если направление движения волн не совпадает с направлением движения судна, сопротивление по каждому борту судна будет разным; вследствие этого возникает раскачивание судна по ходу его движения, ухудшается устойчивость по курсу.The disadvantage of this vessel is the fact that when the vessel moves on an air cushion above the water, especially in rough seas, the contact area of the outer surface of the flexible fence with water increases, which significantly increases the resistance to movement of the vessel; in addition, if the direction of movement of the waves does not coincide with the direction of movement of the vessel, the resistance on each side of the vessel will be different; as a result, the ship is rocking along its course, and stability along the course is deteriorating.

Известно техническое решение, выбранное в качестве одного из аналогов, амфибийное судно на сжатом пневмопотоке, создающем давление воздуха под днищем, последнее выполнено из частей под различными углами, створка расположена на передней части корпуса, имеющее руль поворота, при этом в кормовой нижней части корпуса непосредственно перед рулевым устройством днище выполнено с продольным уступом со срезом в сторону носовой части, с воздухозаборным каналом нагнетательного устройства в виде импеллера, воздух, из сопла которого подается под углом под днище судна, уступ размещен в нижней части кормы по центру днища и образует два пневмоканала с двух сторон от уступа, при этом за соплом импеллера дополнительно закреплена подвижная горизонтальная перегородка на оси вращения для продолжения воздушного канала в сторону уступа со срезом, кроме того, к днищу в зоне уступа с пневмоканалами закреплен поворотный щиток на горизонтальной оси вращения с возможностью примыкания в закрытом положении к дну уступа, при этом на внешней стороне бортов судна закреплены направляющие в виде выступов-открылок из двух соединенных между собой вертикальных пластин, одна из которых жестко закреплена к борту и является ограничителем против опрокидывания второй пластины на внешнюю сторону, причем вторая пластина имеет ось вращения с возможностью ее поворота и примыкания к скошенному участку нижней части борта судна в сторону днища и подпружинена относительно первой пластины. Кроме того, руль поворота со щитком дополнительно содержит второй щиток, закрепленный шарнирно к первому, и подпружинен относительно первого щитка с возможностью его поворота в вертикальной плоскости (Патент RU №2552581, B60V 3/06 от 10.06.2015).A technical solution is known, chosen as one of the analogues, an amphibious vessel with a compressed pneumatic flow creating air pressure under the bottom, the latter is made of parts at different angles, the sash is located on the front of the hull with a steering wheel, while in the aft lower part of the hull in front of the steering device, the bottom is made with a longitudinal ledge with a cut towards the bow, with an air intake channel of the discharge device in the form of an impeller, the air from the nozzle of which is supplied under scrap under the bottom of the vessel, the ledge is located in the lower part of the stern in the center of the bottom and forms two pneumatic channels on both sides of the ledge, while the movable horizontal partition on the axis of rotation is additionally fixed to the impeller nozzle to continue the air channel towards the ledge with a cut, in addition, a rotary shield is fixed to the bottom in the ledge with pneumatic channels on the horizontal axis of rotation with the possibility of abutting in the closed position to the bottom of the ledge, while guides in the form of a protrusion are fixed on the outside of the ship's sides a rotary opener of two interconnected vertical plates, one of which is rigidly fixed to the side and is a limiter against tipping the second plate to the outside, and the second plate has an axis of rotation with the possibility of rotation and adjoining to the side of the side of the lower part of the side of the ship bottoms and spring-loaded relative to the first plate. In addition, the steering wheel with the flap further comprises a second flap pivotally mounted to the first, and is spring loaded relative to the first flap with the possibility of its rotation in the vertical plane (Patent RU No. 2552581, B60V 3/06 of 06/10/2015).

Однако, несмотря на его широкие возможности, при управлении этим транспортным средством узкие многоканальные пневмоканалы разделены уступом с наклоном по центру днища судна в кормовой части, дают возможность разделения воздушного потока от импеллера и поступления в два закрытых пневмоканала. При этом руль поворота закреплен со стороны глухой части уступа сзади кормы и к вертикальной оси вращения закреплен вертикальный щиток, отклоняющий воздушный поток и одновременно погруженный в воду, которая оказывает большое динамическое воздействие на его боковую плоскость, и сложность составного руля в виде двух соединенных механически между собой пластин руля. При этом в движении и, особенно при поворотах судна (вправо или влево), сзади кормы скоростной водно-воздушный поток ударяется о плоскость щитков и его вертикальную ось, происходят в открытой части кормы восходящие потоки воды (отсутствует прикрытие сверху) и воздуха (смешанные) вверх непосредственно сзади открытой части кормы, что вызывает фонтанирование и залив палубы судна сзади. Кроме того, при вертикальном перемещении руля поворота снижается вертикальная устойчивость и уменьшается безопасность управления, так как руль по своей конструкции сложен и требует некоторого его усовершенствования (модификации), в частности ограничения угла отклонения, вправо или влево при повороте на большой скорости движения судна, создаваемой работой мощности двигателя, особенно, когда судно в движении достигает крейсерской скорости, что подтвердили натурные испытания построенного опытного образца (натурные испытания - это тот фактор, который указывает на необходимость дополнительной разработки устройства, и их необходимо учитывать для внедрения в производство). Иначе говоря, для устранения фонтанов и брызг после действия таких возмущений водно-воздушных потоков при крейсерской скорости, для повышения КПД такие скоростные характеристики могут быть реализованы лишь размещением предложенного рулевого устройства в передней части судна в сторону импеллера, а также двух независимо вращающихся створок, закрепленных (прилегающих) к боковым стенкам скегов со стороны продольного уступа и перекрывающие просвет пневмоканала каждого в отдельности под днищем корпуса на каждой отдельной оси, т.е. прикрытыми сверху днищем корпуса.However, despite its wide capabilities, when driving this vehicle, narrow multi-channel pneumatic channels are separated by a step with an inclination in the center of the bottom of the vessel in the aft part, which makes it possible to separate the air flow from the impeller and enter two closed pneumatic channels. In this case, the steering wheel is fixed on the side of the blind part of the ledge behind the stern and a vertical shield is fixed to the vertical axis of rotation, deflecting the air flow and simultaneously immersed in water, which has a large dynamic effect on its lateral plane, and the complexity of the composite steering wheel in the form of two mechanically connected steering wheel plates. At the same time, in the movement and, especially when the vessel turns (to the right or left), behind the stern, the high-speed air-water stream hits the plane of the shields and its vertical axis, in the open part of the stern there are ascending flows of water (there is no cover from above) and air (mixed) up directly behind the open part of the stern, which causes gushing and gulf of the deck of the vessel at the rear. In addition, with vertical movement of the rudder, vertical stability decreases and control safety decreases, since the rudder is complex in design and requires some improvement (modification), in particular, limiting the deviation angle to the right or left when turning at high speed of the vessel, created engine power, especially when the vessel in motion reaches cruising speed, which was confirmed by full-scale tests of the built prototype (full-scale tests are the same ctor, which indicates the need for additional development of the device, and they must be taken into account for implementation in production). In other words, to eliminate fountains and splashes after such disturbances of air-water flows at cruising speed, to increase efficiency, such speed characteristics can be realized only by placing the proposed steering device in the front of the vessel towards the impeller, as well as two independently rotating shutters, fixed (adjacent) to the side walls of the skegs from the side of the longitudinal ledge and overlapping the lumen of the pneumatic channel of each separately under the bottom of the housing on each separate axis, i.e. covered with the bottom of the case.

Известны воздушные сани, а именно транспорт с воздушными винтами, создающими давление воздуха под днищем и двигающими транспорт, с юбкой, удерживающей воздух под плоским днищем, и поплавками, поддерживающими транспорт на воде, днище выполнено из частей под различными углами для расположения под днищем поворачивающихся колец с крыловидными вставками, создающими реактивную тягу транспорта вперед при обтекании воздушным потоком, создающим динамическое давление на профильную часть днища с экранопланным эффектом и реактивное давление на качающиеся створки, расположенные на передней части транспорта (Патент RU №2478502, B60V 1/04, В62В 15/00 от 10.04.2013).Air sledges are known, namely transport with propellers creating air pressure under the bottom and moving the transport, with a skirt holding air under the flat bottom and floats supporting transport on the water, the bottom is made of parts at different angles for placement of rotating rings under the bottom with pterygoid inserts creating reactive thrust of transport forward when flowing around with an air stream, creating dynamic pressure on the profile part of the bottom with an ekranoplan effect and reactive pressure on swinging sashes located on the front of the vehicle (Patent RU No. 2478502, B60V 1/04, B62B 15/00 of 04/10/2013).

Недостатками известного транспортного средства на динамической воздушной подушке с воздушными винтами и управления им являются низкая продольная устойчивость и недостаточная безопасность движения судна, в частности, на поворотах при больших скоростях движения судна.The disadvantages of the known vehicle on a dynamic air cushion with propellers and their control are low longitudinal stability and insufficient safety of the vessel, in particular, when cornering at high speeds of the vessel.

Это объясняется следующим.This is explained by the following.

1. Присутствует прогрессирующая неустойчивость, во-первых, закрепленных раздельно двух и качающихся створок для пропуска под днище воды; во-вторых, при ручном управлении на выходе под днищем рулей, отклоняющих воздушный поток для поворота устройства, большое динамическое воздействие на цельную плоскость руля вызывает трудности в управлении и удержании для заданного угла поворота судна в движении.1. There is a progressive instability, firstly, separately fixed two and swinging wings for skipping under the bottom of the water; secondly, with manual control at the exit under the bottom of the rudders, deflecting the air flow to rotate the device, a large dynamic effect on the entire plane of the rudder causes difficulties in controlling and holding for a given angle of rotation of the vessel in motion.

2. Разделенные водно-воздушные потоки под днищем, еще не доходя до конца кормовой части, обеспечивают потери скоростных характеристик судна в движении, снижается КПД, возникает раскачка судна и его неустойчивость, происходит большой выброс накопившейся энергии, т.е. фонтанирование водно-воздушного потока сзади кормовой части судна, происходит залив палубы его при скоростном движении судна, особенно это будет заметно на поворотах вправо или влево. Таким образом, поворотный руль сзади кормы создает отрицательные явления гидродинамики сил давления на всю плоскость поворота руля непосредственно сзади кормы, а в свою очередь, и рост объема воздуха от мощности, создаваемой двигателем.2. Separated water-air flows under the bottom, not yet reaching the end of the stern, provide loss of speed characteristics of the vessel in motion, efficiency decreases, the vessel builds up and its instability, there is a large release of accumulated energy, ie gushing of the air-water flow behind the stern of the vessel, its deck is filled with high-speed movement of the vessel, this will be especially noticeable when turning right or left. Thus, the steering wheel behind the stern creates negative phenomena of hydrodynamics of pressure forces on the entire plane of the steering wheel rotation directly behind the stern, and, in turn, the growth of air volume from the power generated by the engine.

Иначе говоря, при изменении траектории установившегося водно-воздушного потока при крейсерской скорости судна в движении, возникают сложности в управлении судном с большими скоростными характеристиками и большие динамические воздействия на устройство рулей, т.е. известное устройство требует серьезного подхода к конструированию. Кроме того, также техническая задача предложенного решения - увеличить тягу в движении судна при работе импеллера в движении судна. Таким образом, известное устройство требует усовершенствования конструкции, создает трудности и имеет ухудшенную эффективность, низкий КПД и недостаточную динамику тяговой силы в различных условиях применения.In other words, when the trajectory of the steady-state water-air flow changes during the cruising speed of the vessel in motion, difficulties arise in controlling the vessel with high speed characteristics and large dynamic effects on the steering device, i.e. The known device requires a serious approach to design. In addition, the technical task of the proposed solution is also to increase traction in the movement of the vessel during the operation of the impeller in the movement of the vessel. Thus, the known device requires design improvements, creates difficulties and has poor performance, low efficiency and insufficient dynamics of traction force in various application conditions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является устройство для реализации способа передвижения и управления транспортным средством на воздушной подушке, содержащее днище, выполненное из частей под различными углами, руль поворота, продольный водозаборный 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 из изогнутыми активными соплами, которые ориентирована 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).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed method is a device for implementing the method of movement and control of a vehicle on an air cushion, comprising a bottom made of parts at different angles, a steering wheel, a longitudinal intake channel of the discharge device in the form of an impeller, air, from whose nozzles are fed at an angle under the bottom of the vessel, pneumatic channels and a rotary shield mounted on the horizontal axis of rotation with the possibility of adjacency in a closed position towards the bottom of the case, while the bottom, equipped with lateral skegs, is additionally equipped inside with longitudinal pressure channels made in the form of hollow and through pipes made of light aluminum alloy with curved active nozzles installed at the end, which are oriented at an angle to the direction of movement of the air jet high pressure exiting from the transitional two-phase nozzle located in the middle part under the bottom of the casing open at the bottom, with lateral air-jet jets between the side walls the skegs and the side walls of the transitional two-phase nozzle are oriented in the direction of the outgoing high-pressure air jet from the transitional two-phase nozzle (Patent RU No. 2614367, B60V 3/06, B60V 1/04, B63V 1/38 of 03.24.2017).

Недостатком данного устройства транспортного средства на воздушной подушке является сложность конструкции в виду того, что рабочими элементами являются одновременно замкнутого пространство переходного двухфазного сопла и изогнутые активные сопла напорных каналов, которые заканчиваются размещенными внутри под днищем корпуса в кормовой части судна, для чего необходимо и сохранить высокое напорное давление и движение сжатого воздуха непосредственно под днищем кормовой части судна, и днище в кормовой части является открытым снизу и является продолжением от начала конца закрытого переходного участка с переходным двухфазным соплом с центральным продольным прямолинейным каналом. Кроме того, напорные продольные каналы скегов не предназначены в качестве рулевого устройства в целом для газового потока, выходящего сразу в атмосферу, соответственно, поворот судна вправо или влево, при этом поворот в прототипе осуществляется только рулями, прикрытыми сверху потоконаправляющим элементом, выполненным в виде П-образного козырька. При этом свободное пространство по ширине днища в кормовой части судна используется только для создания общей тяги в движении судна, и никоим образом не влияет на непосредственный поворот рулевым устройством и торможением непосредственно под днищем в кормовой части корпуса.The disadvantage of this device of the vehicle on an air cushion is the design complexity due to the fact that the working elements are simultaneously the closed space of the transition two-phase nozzle and the curved active nozzles of the pressure channels, which end up located inside under the bottom of the hull in the stern of the vessel, for which it is necessary to maintain a high pressure head and movement of compressed air directly under the bottom of the stern of the vessel, and the bottom in the stern of the vessel is open from below and It is continued from the beginning of the end of the closed transition section with a transition two-phase nozzle with a central longitudinal rectilinear channel. In addition, the pressure head longitudinal channels of the skegs are not intended as a steering device as a whole for gas flow that goes directly into the atmosphere, respectively, the vessel turns to the right or left, while the prototype is rotated only by rudders covered with a flow-guiding element made in the form of П -shaped visor. In this case, the free space along the width of the bottom in the stern of the vessel is used only to create a total thrust in the movement of the vessel, and in no way affects the direct rotation of the steering device and braking directly under the bottom in the stern of the hull.

Задача изобретения - упрощение конструкции, благодаря использованию способа в качестве рабочего рулевого устройства в виде воздухоотводящего напорного закрытого патрубка для забора и направление сжатого воздуха в напорные закрытые каналы скегов от импеллера; увеличение коэффициента полезного действия, благодаря контактной связи диффузора с напорными каналами и динамики воздействия газового потока до сверхкритической скорости в сторону его выхода в атмосферу за кормовой частью судна, при этом безопасность и простота управления при скоростных характеристиках судна на сжатом пневмопотоке с лучшей управляемостью в целом.The objective of the invention is to simplify the design, through the use of the method as a working steering device in the form of an air discharge closed discharge pipe for intake and the direction of compressed air into the pressure closed channels of the skegs from the impeller; an increase in the efficiency due to the contact connection of the diffuser with the pressure channels and the dynamics of the gas flow up to a supercritical speed towards its release into the atmosphere behind the stern of the vessel, while safety and ease of control with high-speed characteristics of the vessel in compressed air flow with better controllability as a whole.

Технический результат - управление газовыми потока и водовоздушными потоками, уменьшение рыскания судна и повышение его устойчивости по курсу, т.е. расширение функциональных возможностей известного судна на воздушной подушке.EFFECT: control of gas flow and air-air flows, reduction of yaw of a vessel and increase of its course stability, i.e. expanding the functionality of the famous hovercraft.

Указанный технический результат достигается тем, что способ обеспечения управления судном на сжатом пневмопотоке, имеющим корпус с движительной установкой, создающей давление воздуха под днищем и двигающей судно, днище выполнено из частей, размещенных под различными углами, причем днище, оборудовано боковыми скегами, оборудованными внутри продольными напорными каналами, выполненными в виде полых сквозных труб из легкого алюминиевого сплава, и продольным уступом, прикрепленным к переходной закрытой части днища, являющейся продолжением сопла, отличающийся тем, что над продольным уступом на выходе воздушного канала устанавливают рулевое устройство в виде поперечного напорного патрубка, в который поступает часть воздушного потока, поперечная стенка напорного патрубка имеет короткие выпускные патрубки, снабженные клапанами, кинематически связанными с возможностью поворота клапанов рукояткой вокруг соответствующей оси вращения тяги, обеспечивая совместное перемещение двух клапанов, перекрывающих и открывающих выпускные патрубки, причем выпускные патрубки через диффузоры подсоединены к продольным напорным каналам, выходящая струя газового потока из которых направляется в атмосферу сзади кормовой части судна, причем дополнительно выполняют второе рулевое устройство между внутренними боковыми стенками скегов и установленным дополнительным продольным уступом в днище кормовой части корпуса, выполненное в виде независимо поворачивающихся отдельных друг от друга створок, смонтированных на каждой отдельной оси с возможностью поворота и прилегания их по высоте к внутренней стенке скега, с возможностью разделения силы потока на подъемную и приводную для поворота с помощью перетока газоводяной струи.The specified technical result is achieved by the fact that the method of controlling the vessel in compressed air flow, having a hull with a propulsion system that creates air pressure under the bottom and moving the vessel, the bottom is made of parts placed at different angles, and the bottom is equipped with side skegs equipped inside with longitudinal pressure channels made in the form of hollow through pipes of light aluminum alloy and a longitudinal ledge attached to the transitional closed part of the bottom, which is a continuation m nozzle, characterized in that a steering device is installed in the form of a transverse pressure pipe, into which a part of the air stream enters, over the longitudinal ledge at the outlet of the air channel, the transverse wall of the pressure pipe has short outlet pipes equipped with valves kinematically connected with the possibility of turning the valves around the corresponding axis of rotation of the thrust, ensuring the joint movement of two valves that overlap and open the exhaust pipes, and the exhaust pipes through di the fusors are connected to the longitudinal pressure channels, the outgoing stream of gas flow from which is sent to the atmosphere behind the stern of the vessel, and additionally perform a second steering device between the inner side walls of the skegs and the installed additional longitudinal ledge in the bottom of the stern of the hull, made in the form of independently rotating separate from each other flaps mounted on each individual axis with the possibility of rotation and fitting them in height to the inner wall of the skeg, with the possibility of The method of separation of the flow force into the lifting and driving ones for rotation with the help of a gas-water jet overflow.

Кроме того, поперечный напорный патрубок с поперечной стенкой выполняют в виде камеры с установленными короткими патрубками с клапанами, и короткие патрубки соединяют с начальным участком изогнутых частей напорных продольных каналов в боковых скегах через диффузоры.In addition, a transverse discharge pipe with a transverse wall is made in the form of a chamber with installed short pipes with valves, and short pipes are connected to the initial section of the curved parts of the pressure longitudinal channels in the side skegs through diffusers.

Кроме того торможение осуществляют путем плавного поворота одновременно обеих створок для перекрытия пневмоканалов между дополнительным продольным уступом и боковыми стенками скегов.In addition, braking is carried out by smoothly turning both flaps simultaneously to overlap the pneumatic channels between the additional longitudinal ledge and the side walls of the skegs.

Кроме того, поперечный щелевой воздухоотводящий напорный патрубок с поперечной стенкой выполняют в виде камеры с установленными короткими патрубками с клапанами, и короткие патрубки соединяют с начальным участком изогнутых частей закрытых напорных каналов в боковых скегах через диффузоры.In addition, a transverse slit air outlet discharge pipe with a transverse wall is made in the form of a chamber with installed short pipes with valves, and short pipes are connected to the initial portion of the curved parts of the closed pressure channels in the side skegs through diffusers.

Кроме того, торможение осуществляют путем плавного поворота одновременно обеих створок, созданием перекрытия пневмоканалов между продольным уступом посредством открытия со стороны боковых стенок скегов.In addition, braking is carried out by smoothly turning both flaps simultaneously, by creating overlap of the pneumatic channels between the longitudinal ledge by opening the skegs from the side walls.

Особенность вновь предложенного судна на сжатом пневмопотоке в том, что существует необходимость в разработке простого и удобного средства управления судном на сжатом пневмопотоке, в особенности маломерного судна, преодолевающего указанные выше недостатки и обеспечивающего управление таким судном. Кроме того, поток сжатого воздуха из закрытого патрубка вначале поступает в короткие патрубки с управляемыми клапанами кинематически связанными для совместного поворота клапанов рукояткой вокруг соответствующей оси вращения тяги, обеспечивая совместное перемещение обоих клапанов вправо или влево, далее сжатый воздух поступает в диффузор, создает в нем дополнительное давление, обеспечивающего его в сопле сверхкритический перепад давлений и направляется в боковые продольные напорные каналы внутри скега. При истечении из суживающегося сопла, работающего на сверхкритическом перепаде давлений, струя сжатого воздуха, имеющая на выходе скорость звука, продолжает расширяться, скорость ее становится сверхзвуковой в сторону продольных напорных каналов внутри скегов, т.е. струя воздуха (газа) имеет сверхзвуковую скорость воздуха, таким образом, скоростной напор воздуха увеличивается по длине продольных сквозных каналов внутри скегов вплоть до выхода его сзади кормы судна в атмосферу. В отношении того, что касается поворотов судна, то здесь наступает момент, когда необходимо изменение перекрытия короткого патрубка, снабженного клапаном, для поворота и будет обеспечивать и поворот сжатого воздуха в ту или иную сторону поступление нагнетание и выхода из продольного канала боковых скегов - большего или меньшего, создаваемого давления воздуха (газового потока) на критическом режиме на выходе в атмосферу сзади кормы судна, когда достигается сверхзвуковая скорость потока воздуха.A feature of the newly proposed compressed air flow vessel is that there is a need to develop a simple and convenient means of controlling the vessel in compressed air flow, in particular a small vessel that overcomes the above disadvantages and provides control of such a vessel. In addition, the flow of compressed air from the closed nozzle first enters the short nozzles with controlled valves kinematically connected for joint rotation of the valves by a handle around the corresponding axis of rotation of the thrust, ensuring the joint movement of both valves to the right or left, then the compressed air enters the diffuser, creating additional the pressure providing it in the nozzle is a supercritical pressure drop and is directed to the lateral longitudinal pressure channels inside the skeg. When a supercritical pressure drop expands from a narrowing nozzle, the compressed air stream having the sound velocity at the outlet continues to expand, its speed becomes supersonic towards the longitudinal pressure channels inside the skegs, i.e. a stream of air (gas) has a supersonic speed of air, thus, the high-pressure air pressure increases along the length of the longitudinal through channels inside the skegs until it leaves the back of the ship’s stern into the atmosphere. With regard to the turns of the vessel, there comes a moment when it is necessary to change the overlap of the short nozzle equipped with a valve to rotate and will also ensure that the compressed air rotates in one direction or another, the discharge and exit of the lateral skegs from the longitudinal channel — larger or lower created air pressure (gas flow) at a critical mode at the outlet to the atmosphere behind the stern of the vessel when a supersonic air flow rate is reached.

Следует отметить также то, что установка дополнительно возможного поворота створок с осью вращения тягами, которые передают усилие через рычаг на носовой руль (рулевую колонку) с внутренней стороны стенки скегов, расположенных между продольным уступом со стороны кормы, позволяет отклонять экипажем колонки вправо или влево и передает усилие на кормовые отдельно закрепленные створки (рули), что особенно это будет заметно при совместной работе изменения перекрытия коротких патрубков, снабженных клапанами и поворот сжатого воздуха (газового потока). В целом это повышает точность и безопасность управления разной газовой и водной средой, снижая физическое и психологическое напряжение у водителя, что проявляется при маневрировании судном в сложных ситуациях. Сохраняется высоконапорное давление сжатого воздуха в пневмоканалах на всем протяжении пути движения судна, что дает снизить потребность мощности импеллера, используемого для создания формирующего газодинамическую струю воздуха высокого давления и сохранения его, когда движение судна происходит по прямому пути движению. В отношении того, что касается поворотов судна, то здесь наступает момент, когда необходимо поочередно перекрывать короткие патрубки клапанами в ту или иную сторону поворота и выход сжатого воздуха в боковой напорный канал скега или же каждую створку в отдельности также поворачивать синхронно под днищем судна в кормовой части днища расположенную между уступом у кормовой части на поворотах. Таким образом, двумя разными рулями с тягами можно управлять поворотом судном вышеотмеченными рулями. При управлении судном на сжатом пневмопотоке учитывается комплекс сил и моментов, обусловленных работой каждыми рулевыми устройствами судна, обеспечивается эффективность и безопасность маневрирования его в режиме движения на воздушной подушке.It should also be noted that the installation of an additional possible rotation of the flaps with the axis of rotation by rods that transmit force through the lever to the nose wheel (steering column) from the inside of the wall of the skegs located between the longitudinal ledge from the stern side allows the crew to deflect the columns to the right or left and transfers the force to the aft separately fixed flaps (rudders), which will be especially noticeable when working together changing the overlap of short nozzles equipped with valves and turning compressed air (gas of flow). In general, this increases the accuracy and safety of controlling different gas and water environments, reducing the physical and psychological stress of the driver, which manifests itself when maneuvering a vessel in difficult situations. The high-pressure compressed air pressure in the pneumatic channels is maintained throughout the vessel's travel path, which reduces the demand for the power of the impeller used to create high-pressure gas-dynamic jet and maintain it when the ship is moving along a direct path. With regard to the turns of the vessel, there comes a moment when it is necessary to alternately shut off the short nozzles with valves in one direction or another and the compressed air outlet to the lateral pressure channel of the skeg, or each wing individually also rotate synchronously under the bottom of the vessel in the stern part of the bottom located between the ledge at the stern of the corners. Thus, with two different rudders with rods, you can control the rotation of the vessel with the aforementioned rudders. When controlling a ship in a compressed air flow, a set of forces and moments due to the operation of each steering device of the ship is taken into account, the efficiency and safety of maneuvering it in the air cushion mode is ensured.

Таким образом, струю высокоскоростного воздуха можно направлять в любой боковой закрытый канал внутри скегов до выхода в кормовую часть в атмосферу, соответственно, управлять на большом ходу движения вправо или влево, как и при отдельной работе створки с отдельной тягой, а также подавляются внутренние возмущающие факторы под днищем судна между боковыми стенками скегов. При этом одновременно увеличивается нагнетание воздуха в противоположный пневмоканал от острия выступа в кормовой части при повороте одной из створок вправо или влево под днищем судна. Импеллер Размещен в носовой оконечности, и точка приложения силы находится впереди центра массы судна, что обеспечивает создание и для поворота, соответствующего разворачивающего момента, связанного с поворотом поворачивающейся створки, между размещенным продольным порогом и створкой, закрепленной осью вращения к боковой стенке скега, а тяга выводится сверху на палубу, соединенной с рулевой колонкой экипажа (не показано для упрощения), момент который связан с поворотом самой створки, перекрывающей это свободное пространство при ее повороте. Угол поворота каждой из створок по вертикали сохраняет и перераспределяет (направляет) данную часть сжатого воздуха во второй открытый пневмоканал, что дает использовать и направить газодинамическую струю воздуха высокого давления для поворота судна. Поэтому для поворота судна, кроме наступления момента, когда необходимо будет использовать поворот створки, которая находится в толще потока воды в рабочем положении, касаясь водной поверхности при движении судна прямолинейно по курсу в поперечном патрубке в передней части судна, и обеспечить момент поступления большего сжатого воздуха в один из напорных каналов скега, то здесь может вступать в работу и непосредственно по варианту и створка на оси вращения в виде руля, размещенная под днищем в кормовой части судна. Боковая сила, вызванная углом дрейфа и наклоном на внутренний борт при повороте, позволяет осуществлять управление курсом судна, когда меняется направление сжатого воздуха в том или ином варианте выполнения.Thus, a stream of high-speed air can be directed to any closed side channel inside the skegs before entering the aft part into the atmosphere, respectively, controlled to the left or right in the long course of movement, as well as during a separate operation of the sash with a separate thrust, and also internal disturbing factors are suppressed under the bottom of the vessel between the side walls of the skegs. At the same time, air injection to the opposite pneumatic channel from the tip of the protrusion in the stern is simultaneously increased when one of the wings turns to the right or left under the bottom of the vessel. The impeller is located in the bow, and the point of application of force is in front of the center of mass of the vessel, which ensures the creation of a rotation corresponding to the turning moment associated with the rotation of the turning leaf between the placed longitudinal threshold and the leaf fixed by the axis of rotation to the side wall of the skeg, and the thrust displayed on top of the deck connected to the steering column of the crew (not shown for simplicity), the moment which is associated with the rotation of the sash itself, overlapping this free space when it turns company. The rotation angle of each of the flaps vertically saves and redistributes (directs) this part of the compressed air into the second open pneumatic channel, which makes it possible to use and direct the gas-dynamic jet of high pressure air to turn the vessel. Therefore, to turn the ship, except for the moment when it will be necessary to use the turn of the sash, which is in the thickness of the water flow in the working position, touching the water surface when the ship is moving straight along the course in the transverse nozzle in front of the ship, and ensure the moment of receipt of more compressed air into one of the pressure channels of the skeg, then here, and according to the variant, the sash on the axis of rotation in the form of a rudder placed under the bottom in the stern of the vessel can also enter into operation directly. The lateral force caused by the drift angle and the inclination to the inner side when turning, allows you to control the course of the vessel when the direction of compressed air in one or another embodiment changes.

Кроме того, такая конструктивная компоновка установки поперечного закрытого патрубка, соединенного с установленными короткими патрубками, снабженными клапанами, кинематически связанными с возможностью поворота клапанов общей рукояткой (тягой) вокруг соответствующей оси вращения тяги, и конструктивная форма выполнения клапанов, перекрывающих короткие патрубки и, связь последних с диффузором, позволяет повысить выход из диффузора скоростной напор потока воздуха при поступлении в боковые напорные каналы внутри боковых скегов на критическом выходе, достигая сверхзвуковой скорости потока и выхода в атмосферу, происходит поворот судна вправо или влево, или, наоборот, по прямолинейному пути движения судна по курсу.In addition, such a structural arrangement for installing a transverse closed nozzle connected to installed short nozzles equipped with valves kinematically connected with the possibility of rotation of the valves by a common handle (rod) around the corresponding axis of rotation of the rod, and a structural form of valves that overlap the short nozzles and, the connection of the latter with a diffuser, allows you to increase the output of the diffuser high-speed pressure of the air flow when entering the side pressure channels inside the side skegs At the same time, reaching the supersonic flow and atmospheric velocity, the vessel turns to the right or left, or, conversely, along the straight path of the vessel along the course.

Соответственно при этом поворотные створки под днищем судна в кормовой части при складывании к внутренней стенке скегов позволяют уменьшить сопротивление трения днища корпуса в сторону кормовой части, что значительно увеличивает скорость. По варианту выполнения, можно также каждой из разворачивающейся створки по отдельности, проводить и поворот судна вправо или влево с помощью тяги с осью вращения. В последнем случае, используется поворот водовоздушной смеси потока в толще воды и перетока в следующий пневмоканал в кормовой части судна. При этом сам блок управляемых клапанов в поперечном напорном патрубке, который образует камеру, позволяет осуществлять промежуточные режимы работы при движении судна и регулировать направление сжатого пневмопотока (газового потока) в боковые напорные каналы скегов.Accordingly, in this case, the rotary flaps under the bottom of the vessel in the stern when folding to the inner wall of the skegs can reduce the friction resistance of the bottom of the hull towards the stern, which significantly increases the speed. According to an embodiment, it is also possible for each of the unfolding flaps individually to rotate the vessel to the right or left with the help of a thrust with an axis of rotation. In the latter case, the rotation of the air-water mixture of the stream in the water column and the overflow to the next pneumatic channel in the stern of the vessel is used. At the same time, the controlled valve block itself in the transverse pressure port, which forms the chamber, allows for intermediate operation modes when the vessel is moving and regulates the direction of the compressed air flow (gas flow) to the side pressure channels of the skegs.

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 отклонение струи воздуха при выходе из поперечного закрытого патрубка (камеры) с клапанами и с диффузорами в ту или иную сторону, имеющую связь с боковыми напорными каналами внутри скегов цельными стенками из легкого металла (алюминий), выход сжатого воздуха которого происходит в задней кормовой части в атмосферу и касаясь водной поверхности сзади судна, т.е. упор, происходит в толщу потока, а значит, судно резко набирает скорость движения по курсу. Изменения положения клапанов с дополнительными короткими патрубками с диффузорами, подающих высокоскоростной поток воздуха, регулируют высокое давление в продольных напорных каналов скегов в сторону кормовой части судна, соответственно, можно поворачивать судно в ту или иную сторону при работе каждого бокового канала скега. А по варианту выполнения, изменения положения внутренних каждой в отдельности створки со стороны внутренней стороны скегов также дополнительно обеспечивает суммарный поворот водновоздушной смеси перед продольным порогом в кормовой части судна (закрывая пространство между боковой стенкой порога и боковой стенкой скега), соответственно, уменьшается рыскание судна и увеличивается устойчивость по курсу поворота.The implementation of the distinguishing features of the invention leads to the emergence of important new properties of the object: there is a deviation of the air stream when leaving the transverse closed pipe (chamber) with valves and diffusers in one direction or another, which is connected with the side pressure channels inside the skegs with solid walls made of light metal (aluminum ), the release of compressed air which occurs in the rear aft of the atmosphere and touching the water surface behind the vessel, i.e. emphasis occurs in the thickness of the stream, which means that the ship abruptly gains heading speed. Changes in the position of valves with additional short nozzles with diffusers supplying a high-speed air flow regulate the high pressure in the longitudinal pressure channels of the skegs towards the stern of the vessel, respectively, you can turn the vessel in one direction or another during the operation of each side channel of the skeg. And according to an embodiment, changing the position of the inner flaps individually on the inner side of the skegs also additionally provides a total rotation of the air-water mixture in front of the longitudinal threshold in the stern of the vessel (closing the space between the side wall of the threshold and the side wall of the skeg), respectively, the yaw of the vessel is reduced and stability increases in the direction of rotation.

Таким образом, струю сжатого воздуха можно направлять в любой боковой напорный канал скега, а также и под днищем между боковой стенкой порога и боковой стенкой скега под днищем в кормовой части одновременно, соответственно управлять на большом ходу движения вправо или влево, а также подавляется внутренние возмущающие факторы под днищем судна в случае работы (как вариант выполнения створки) между боковой стенкой продольного порога и внутренней боковой стенки скега. Таким образом, компоновка вертикальных рулевых створок, выполненных в виде двух независимо поворачивающихся у внутренних стенок скегов напротив продольного выступа в кормовой части судна, смонтированных каждая в отдельности на оси вращения с тягой по высоте стенки скега и изменением расстояния для перекрытия этого пространства между ними позволяет повысить дополнительно управляемость судна на высоких скоростях, рулевые створки находятся в толще потока только на одном уровне нижней кромки скега и по высоте его в рабочем положении, касаясь водной поверхности при движении судна прямолинейно по курсу в одной вертикальной плоскости, совпадающей с высотой стенки скега.Thus, a stream of compressed air can be directed to any lateral pressure channel of the skeg, and also under the bottom between the side wall of the threshold and the side wall of the skeg under the bottom in the rear part, respectively, to control to the right or left in a long travel direction, and also internal disturbances are suppressed factors under the bottom of the vessel in case of operation (as an option for the execution of the sash) between the side wall of the longitudinal threshold and the inner side wall of the skeg. Thus, the layout of the vertical steering flaps, made in the form of two independently turning at the inner walls of the skegs opposite the longitudinal ledge in the stern of the vessel, each mounted individually on the axis of rotation with traction along the height of the skeg wall and changing the distance to overlap this space between them, allows to increase additionally, the vessel is controllable at high speeds, the steering flaps are in the thickness of the stream only at one level of the lower edge of the skeg and in height in the working position, when the vessel moves in a straight line along the course in the same vertical plane, which coincides with the height of the skeg wall.

Торможение такого судна осуществляется посредством увеличения силы сопротивления движению судна, действующей на выдвижение рулевых створок при их перекрытии свободного пространства между боковыми стенками продольного выступа и боковыми стенками скегов, посредством увеличения силы сопротивления движению судна, при уменьшении подачи воздуха как в каналы внутри скегов, так и под днище судна одновременно импеллером на малой скорости судна, так как створки расположены в толще воды со скегами в кормовой части между порогом.Braking of such a vessel is carried out by increasing the resistance to the movement of the vessel, acting on the extension of the steering flaps when they overlap the free space between the side walls of the longitudinal protrusion and the side walls of the skegs, by increasing the resistance to the movement of the vessel, while reducing the air supply to both the channels inside the skegs and under the bottom of the vessel at the same time as an impeller at a low speed of the vessel, as the valves are located in the water column with skegs in the stern between the threshold.

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».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 opinion of the applicant, the conclusion follows on the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 схематически изображено предлагаемое судно на сжатом пневмопотоке, вид сверху с вырезом в верхней части корпуса;in FIG. 1 schematically shows the proposed vessel in a compressed pneumatic flow, a top view with a cutout in the upper part of the hull;

на фиг. 2 изображен вид сбоку с вырезом в борту с прилегающей створкой к боковой стенке скега;in FIG. 2 shows a side view with a cutout in a board with an adjacent sash to the side wall of the skeg;

на фиг. 3 представлен предлагаемый узел с поперечным закрытым патрубком, снабженным дополнительными короткими патрубками с клапанами, продольный разрез;in FIG. 3 shows the proposed site with a transverse closed pipe, equipped with additional short pipes with valves, a longitudinal section;

на фиг. 4 представлен участок с поперечным закрытым патрубком с дополнительными короткими патрубками, выход которых выполнен в виде диффузора.in FIG. 4 shows a section with a transverse closed nozzle with additional short nozzles, the output of which is made in the form of a diffuser.

Заявленный способ обеспечения управления судном на сжатом пневмопотоке представленный на прилагаемых чертежах не является ограничивающим, он служит лишь для демонстрации основных принципов данного изобретения, объем которого определяется приложенной формулой изобретения.The claimed method for providing control of a vessel in compressed air flow shown in the accompanying drawings is not limiting, it serves only to demonstrate the basic principles of this invention, the scope of which is determined by the attached claims.

Судно на сжатом пневмопотоке, в котором используется система управления по настоящему изобретению, содержит импеллер 1, расположенный в носовой части судна, где движение происходит в закрытом пространстве корпуса 2, переходной закрытый участок 3, который имеет одинаковую ширину на выходе и закрыт сверху и снизу с возможностью образования внутри него воздушного напорного потока. При этом конец переходного участка 3 снабжают уступом 4 с усеченной стенкой 5. Над уступом 4 выше стенки 5 устанавливают поперечный закрытый напорный патрубок 6, соединенный с соплом 7 переходного участка 3. Поперечный закрытый патрубок 6 соединяют с дополнительными короткими патрубками 8 и 9, снабженные клапанами 10 и 11, кинематически связанными тягой 12 и через ось 13 вращения с тягой 14, которая находится сверху корпуса 2 и связана с рукояткой управления экипажем (не показано). Важно лишь, чтобы это крепление обеспечивало получение кинематической связи, позволяющей совместно перемещать клапана 10 и 11 вправо или влево при приложении некоторого усилия, не превышающего заранее заданное значение. То есть поворот, скажем рукоятки экипажа по часовой стрелке или против часовой стрелки должен приводить к такому же совместному повороту открытия клапаном 10 дополнительного патрубка 8 и, наоборот, закрытия клапаном 11 дополнительного патрубка 9, которые через диффузоры 15 и 16 подсоединены к напорным закрытым каналам 17 и 18, выполненных в виде полых и сквозных труб 17 и 18 из легкого алюминиевого сплава, размещенных внутри боковых скегов 19 и 20, выходной конец которых установлен в конце кормы судна, при этом отсутствует сообщение с пеневмоканалом под днищем судна. Уступ 4 выполненный в виде делителя потока воздуха, установлен острым концом в сторону воздухозаборного устройства в виде импеллера 1, выполненным таким образом, чтобы над ним можно было закрепить поперечный продольный напорный патрубок 6 с дополнительными короткими патрубками 8 и 9. Таким образом, продольный патрубок 6 заполняется сжатым воздухом для распределения и поступления его в короткие патрубки 8 и 9 одновременно при открытии клапанов 10 и 11 или, наоборот, для поворота воздуха, соответственно и поворота судна за счет выхода высокоскоростной струи в атмосферу сзади кормы, например, через напорный канал 17 скега при открытом клапане 10, а при закрытом клапане 11 выход высокоскоростной струи в напорный канал 18 скега отсутствует. При истечении сжатого воздуха из диффузоров 15 и 16, сопла которых предназначены для выхода сжатого воздуха в напорные каналы 17 и 18 скегов имеют движение в виде сверхзвукового расширяющимся соплом диффузоров 15 и 16 с поворотом сжатого воздуха под углом в сторону напорных каналов 17 и 18 боковых скегов. В целом это сохраняет закрытые каналы (сквозные) с высоким напорным давлением и движение сжатого воздуха с выходом в атмосферу при движении судна прямолинейно или с возможностью его поворота по заданному курсу, управляемого экипажем, чем достигается прирост скорости хода. В кормовой части корпуса под днищем закрепляют дополнительно уступ 21, который имеет скос под углом «α°» в сторону носовой части с воздухозаборным каналом нагнетательного устройства в виде импеллера 1 с соплом 7 и переходного участка 3. Таким образом, плоское днище в зоне кормовой части судна разделяют уступом 21 со скосом его боковых стенок, и образует два узких пневмоканала 22 и 23, которые дают возможность для прохода воздушного сжатого потока в виде сквозных выходов сзади судна. При этом между зоной размещения уступа 21 с пневмоканалами 22 и 23 к боковой стенке скегов 19 и 20 закрепляют створки 24 и 25 с осью 26 и 27 поворота их в сторону уступа 21. Поворот рулевых устройств 24 и 25 может быть осуществлен с помощью применения конструкции с горизонтальной рейкой на палубе корпуса (не показано) в виде зубчатых выступов, узел которых каждой в отдельной из створок 24 и 25 связан с каждой осью 26 и 27 вращения поворотных рулей (не показано). Таким образом, размещение створок 24 и 25 в боковой стенке скегов может быть выполнено заподлицо со стенкой скега напротив уступа 21 на вертикальной оси 26 и 27 с возможностью их открытия и закрытия просвета, например узкого пневмоканала 22, обеспечивающего подпор сжатого воздуха и переход его через острие уступа 21 в узкий пневмоканал 23, т.е. обеспечить как дополнительный поворот рулевых устройств 24 и 25, а в прямолинейном движении судна, створки 24 и 25 примыкают в ниши к боковым стенкам скегов 19 и 20. Таким образом, створки 24 и 25 под днищем суда регулируют давление внутри общего канала и дают возможность общего выхода пневмопотока в кормовую часть пневмоканала, осуществляется поворот судна по курсу, т.е. образует общий выход пневмопотока с общим управлением работы напорных замкнутых каналов напорным закрытыми каналами 17 и 18 для поворота судна. Форма и параметры двух пневмоканалов 22 и 23 и продольного уступа 21 со скосом выбираются расчетно-экспериментальным путем. При повороте судна экипажем вправо-влево используется направление сжатого воздуха предложенными устройствами за счет усилий выхода скоростных струй в кормовой части в атмосферу, т.е. комплексом проявляющихся сил и моментов, обусловленных работой рулевых устройств (напорных закрытых каналов скегов, а также при наличии вращающихся створок), так как, например, рулевые устройства 22 и 24 снабжены на палубе судна регулируемыми тягами (например, аналогично рулю автомобиля). А рулевые клапана 10 и 11 дополнительных коротких патрубков 8 и 9 снабжены общей тягой для перепуска сжатого воздуха в каждый из напорных каналов 17 и 18 скегов 19 и 20.The compressed air vessel using the control system of the present invention comprises an impeller 1 located in the bow of the vessel, where the movement occurs in the enclosed space of the hull 2, a transitional closed section 3, which has the same exit width and is closed from above and below the possibility of the formation of an air pressure flow inside it. The end of the transition section 3 is provided with a step 4 with a truncated wall 5. Above the step 4 above the wall 5, a transverse closed discharge pipe 6 is connected to the nozzle 7 of the transition section 3. A transverse closed pipe 6 is connected to additional short pipes 8 and 9, equipped with valves 10 and 11, kinematically connected by a thrust 12 and through a rotation axis 13 with a thrust 14, which is located on top of the housing 2 and connected to the crew control handle (not shown). It is only important that this mount provides a kinematic connection that allows the valves 10 and 11 to be moved together to the right or left when some force is applied that does not exceed a predetermined value. That is, turning, say, the crew’s handles clockwise or counterclockwise should lead to the same joint rotation of the valve 10 opening the additional pipe 8 and, conversely, closing the valve 11 of the additional pipe 9, which through diffusers 15 and 16 are connected to the pressure closed channels 17 and 18, made in the form of hollow and through pipes 17 and 18 of light aluminum alloy, placed inside the side skegs 19 and 20, the output end of which is installed at the end of the stern of the vessel, while there is no communication with the foam channel od bottom of the vessel. The step 4, made in the form of an air flow divider, is installed with a sharp end towards the air intake device in the form of an impeller 1, made in such a way that a transverse longitudinal discharge pipe 6 with additional short pipes 8 and 9 can be fixed above it. Thus, the longitudinal pipe 6 it is filled with compressed air for distribution and its entry into short nozzles 8 and 9 at the same time when opening valves 10 and 11 or, conversely, for turning air, respectively, and turning the vessel due to high-speed exit the remaining jet into the atmosphere behind the stern, for example, through the pressure channel 17 of the skeg with the valve 10 open, and when the valve 11 is closed, there is no high-speed jet output to the pressure channel 18 of the skeg. When compressed air flows out of the diffusers 15 and 16, the nozzles of which are designed to exit the compressed air into the pressure channels 17 and 18 of the skegs, they move in the form of a supersonic expanding nozzle of the diffusers 15 and 16 with rotation of the compressed air at an angle to the pressure channels 17 and 18 of the side skegs . In general, this preserves closed channels (through) with high pressure and the movement of compressed air with the release into the atmosphere when the vessel moves in a straight line or with the possibility of its rotation at a predetermined course controlled by the crew, thereby achieving an increase in speed. In the aft part of the hull, under the bottom, an additional step 21 is fixed, which has a bevel at an angle “α °” towards the bow with the air intake channel of the discharge device in the form of an impeller 1 with nozzle 7 and transition section 3. Thus, the flat bottom in the aft area the vessel is separated by a ledge 21 with a bevel of its side walls, and forms two narrow pneumatic channels 22 and 23, which make it possible for the compressed air to flow in the form of through exits behind the vessel. Moreover, between the zone of placement of the ledge 21 with the pneumatic channels 22 and 23, the flaps 24 and 25 with the axis 26 and 27 of their rotation toward the ledge 21 are fixed to the side wall of the skegs 19 and 20. The steering devices 24 and 25 can be rotated using the construction with horizontal rail on the deck of the hull (not shown) in the form of gear protrusions, a node of which in each of the leaves 24 and 25 is connected to each axis 26 and 27 of rotation of the steering wheels (not shown). Thus, the placement of the flaps 24 and 25 in the side wall of the skegs can be made flush with the wall of the skeg opposite the ledge 21 on the vertical axis 26 and 27 with the possibility of opening and closing the lumen, for example a narrow pneumatic channel 22, which provides compressed air and its passage through the tip ledge 21 into a narrow pneumatic channel 23, i.e. to provide both an additional rotation of the steering devices 24 and 25, and in the rectilinear movement of the vessel, the leaves 24 and 25 adjoin the niches to the side walls of the skegs 19 and 20. Thus, the leaves 24 and 25 under the bottom of the vessel regulate the pressure inside the common channel and allow the general the output of the pneumatic flow to the stern of the pneumatic channel, the vessel rotates at the heading, i.e. forms a common pneumatic flow output with general control of the operation of pressure closed channels by pressure closed channels 17 and 18 for turning the vessel. The shape and parameters of two pneumatic channels 22 and 23 and a longitudinal ledge 21 with a bevel are selected by calculation and experimental means. When the ship turns the crew left and right, the direction of compressed air by the proposed devices is used due to the efforts of the release of high-speed jets in the stern to the atmosphere, i.e. a set of forces and moments that appear due to the operation of the steering devices (closed pressure channels of the skegs, as well as in the presence of rotating flaps), since, for example, the steering devices 22 and 24 are equipped with adjustable rods on the deck of the vessel (for example, similar to a car steering wheel). And the steering valves 10 and 11 of the additional short pipes 8 and 9 are equipped with a common draft for transferring compressed air to each of the pressure channels 17 and 18 of the skegs 19 and 20.

В закрытом положении обе створки 24 и 25 со стороны боковых стенок скегов 19 и 20 расположены в одной вертикальной плоскости и в оном направлении в сторону кормовой части (руля) на осях 26 и 27 крепления. Рулевые устройства не мешают эксплуатации судна при прямолинейном движении судна в зимних условиях, и при движении по земле, льду или снегу, а также и на воде, что позволяет осуществлять управлением курсом судна. Все это в целом вызывает экономичность судна на сжатом пневмопотоке в сравнении с известным техническим решением и обеспечивает надежность судна.In the closed position, both flaps 24 and 25 from the side of the side walls of the skegs 19 and 20 are located in the same vertical plane and in the same direction towards the stern (steering wheel) on the attachment axes 26 and 27. Steering devices do not interfere with the operation of the vessel during rectilinear movement of the vessel in winter conditions, and when traveling on land, ice or snow, as well as on water, which makes it possible to control the course of the vessel. All this as a whole causes the economy of the vessel with compressed air flow in comparison with the known technical solution and ensures the reliability of the vessel.

Естественно, что взаимосвязь всех элементов перед соплом импеллера и в кормовой части корпуса судна, а также форма выполнения рулевых устройств с учетом использования диффузора и импеллера позволяет существенно учитывать режим динамически стабилизированного выпуска сжатого воздуха как в закрытые напорные каналы скегов, так и выпуска пневмопотока в каналах, управляя в носовой закрытой части судна и в кормовой части судна, что обеспечивает создание соответствующего разворачивающего момента.Naturally, the interconnection of all elements in front of the impeller nozzle and in the aft part of the ship’s hull, as well as the form of steering devices, taking into account the use of a diffuser and impeller, can significantly take into account the mode of dynamically stabilized release of compressed air into both closed pressure channels of skegs and the release of pneumatic flow in channels while driving in the bow of the vessel and in the stern of the vessel, which ensures the creation of the corresponding unfolding moment.

Способ обеспечения управления судном на сжатом пневмопотоке работает следующим образом.A method of providing control of a ship in compressed air flow is as follows.

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 сопло 7, делится уступом 4, создающим также и подпор, создает дополнительно избыточное давление в закрытом участке 3, воздушный поток разделяется на несколько самостоятельных струй достаточно высокого давления. Одна часть его поступает в поперечный продольный закрытый канал, выполненный в виде поперечного патрубка 6. Происходит перераспределение сжатого воздуха в дополнительные короткие патрубки 8 и 9 на части. Поток воздуха разгоняется в диффузорной части 15 и 16 с минимальной площадью поперечного сечения в сторону напорных каналов 17 и 18 (при открытых клапанах 10 и 11) за счет сверхкритического перепада давлений (для воздуха ΔР_кр=0,2 МПа). Критическое сечение кольцевого сопла 15 и 16 расположено в области сопряжения входного напорного канала 17 и 18 расположенного внутри и по длине скегов 19 и 20, выполненных в виде полых сквозных труб из легкого алюминиевого сплава (внутренняя поверхность таких труб имеет малую шероховатость на сопротивление). Далее поток воздуха проходит в выполненном в одном сечении сечение по длине труб 17 и 18. Вследствие этого поток сохраняет приобретенную сверхзвуковую скорость порядка М=2…4 (М - число Маха). В результате резко увеличивается тяга судна в прямолинейном движении в атмосферу, поскольку выход воздуха также смешивается (ударяется с водной - происходит «отталкивание» судна за счет гозоводяной смеси, т.е. используется максимальный эффект для выхода сжатого воздуха из диффузора 15 и 16 с соплом. При этом подача давления воздуха в напорные каналы 17 и 18 выбирается из условия заполнения напорных продольных каналов 17 и 18. Далее при прохождении потока воздуха со сверхзвуковым газовым потоком, вектор скорости которого совпадает с направлением расположения каналов 17 и 18, происходит его выход сзади кормы в атмосферу.When docked, this vessel rests on the side skegs and the bottom of the vessel. For translational movement of the vessel, impeller 1 is driven. During operation, the impeller (mover) creates horizontal thrust, air is supplied to the nozzle 7, divided by a step 4, which also creates a backwater, creates additional overpressure in the closed section 3, the air flow is divided into several independent high pressure jets. One part of it enters the transverse longitudinal closed channel, made in the form of a transverse pipe 6. Redistribution of compressed air to additional short pipes 8 and 9 takes place. The air flow is accelerated in the diffuser part 15 and 16 with a minimum cross-sectional area in the direction of the pressure channels 17 and 18 (with open valves 10 and 11) due to the supercritical pressure drop (for air ΔР _cr = 0.2 MPa). The critical section of the annular nozzle 15 and 16 is located in the mating region of the inlet pressure channel 17 and 18 located inside and along the lengths of the skegs 19 and 20, made in the form of hollow through pipes made of light aluminum alloy (the inner surface of such pipes has a small roughness in resistance). Further, the air flow passes in a section made in one section along the length of the pipes 17 and 18. As a result, the flow retains the acquired supersonic speed of the order of M = 2 ... 4 (M is the Mach number). As a result, the thrust of the vessel increases sharply in a rectilinear motion into the atmosphere, since the air outlet also mixes (strikes with water — the vessel is “repelled” by the goose-water mixture, ie, the maximum effect is used to release the compressed air from the diffuser 15 and 16 with the nozzle In this case, the air pressure supply to the pressure channels 17 and 18 is selected from the condition of filling the pressure longitudinal channels 17 and 18. Then, when passing the air stream with a supersonic gas stream, the velocity vector of which coincides with the direction m of the location of the channels 17 and 18, it comes out behind the stern into the atmosphere.

Естественно, что для управления поворота судна с учетом устройства коротких патрубков 8 и 9, в каждом из них должны будут перемещаться одновременно клапана 10 и 11 кинематически связанные через ось 13 вращения с тягой 14, которая находится сверху корпуса судна и управляться экипажем, вправо или влево. В этом случае тяга потянет соответствующие поворотные клапана (рули) в разные стороны. В результате поворотные рули 10 и 11 (левый и правый) повернуться так, что один откроет выпускное отверстие в коротком патрубке с диффузором, а другой руль закроет выпускное отверстие в коротком патрубке с диффузором, и практически обеспечит тот или другой напорный канал 17 или 18 тяги сжатым воздухом, судно начнет поворот. Понятно, что в случае такого конструктивного решения устройства, функционирование его будет, происходит выполнением этого поворотного элемента связи. Таким образом, рычаг управления (не показан) обеспечивает нужное срабатывание клапанов 10 и 11 для подачи воздуха от импеллера 1 повышенного давления в сторону продольных напорных каналов 17 и 18, расположенных внутри скегов 19 и 20 корпуса 2.Naturally, to control the rotation of the vessel, taking into account the device of short nozzles 8 and 9, in each of them, valves 10 and 11 will have to move kinematically connected through the axis 13 of rotation with the rod 14, which is located on top of the hull and is controlled by the crew, to the right or to the left . In this case, the thrust will pull the corresponding rotary valves (rudders) in different directions. As a result, the steering wheels 10 and 11 (left and right) rotate so that one will open the outlet in the short nozzle with a diffuser, and the other wheel will close the outlet in the short nozzle with a diffuser, and practically provide one or the other pressure channel 17 or 18 of the thrust compressed air, the ship will begin to turn. It is clear that in the case of such a constructive solution of the device, its functioning will occur by the implementation of this rotary communication element. Thus, the control lever (not shown) provides the necessary operation of the valves 10 and 11 for supplying air from the impeller 1 of the increased pressure towards the longitudinal pressure channels 17 and 18 located inside the skegs 19 and 20 of the housing 2.

Другая часть потока высокого давления распределяется под днищем корпуса судна, и дальше под днищем продолжает поступать прямолинейно в сторону расположения навстречу уступу 21 со скосом, разделяется им и подается в пневмоканалы 22 и 23 и выходит также сзади кормовой части судна, что обеспечивает суммарную, вышеотмеченную, горизонтальную силу движения судна на стартовом этапе, затем судно быстро разгоняется. При этом створки 24 и 25 поворота, размещенные на боковых внутренних стенках скегов 19 и 20 одновременно размещаются в одной вертикальной плоскости, что обеспечивает открытие пневмоканалов 22 и 23, т.е. каждая из них складывается в одну вертикальную стенку, совпадающую с продольным расположением боковых стенок скегов 19 и 20, это не создает фонтанирования струй вверх, и они не выходят за пределы самой кромки скегов, так как прикрыты сверху днищем судна. В то же время не допускается выплесков воды за борта скегов при больших скоростях движения и поворота устройства в виде поперечного воздухоотводящего напорного закрытого патрубка 6 со стороны передней части судна с управляемыми клапанами 10 и 11, так как в передней части судна они прикрыты сверху замкнутым соплом 7 и переходным закрытым участком 3.The other part of the high-pressure flow is distributed under the bottom of the ship’s hull, and further under the bottom it continues to flow straight ahead towards the ledge 21 with the bevel, is divided by it and fed into the pneumatic channels 22 and 23 and also exits behind the stern of the vessel, which ensures the total horizontal force of the vessel at the launch stage, then the vessel quickly accelerates. In this case, turn flaps 24 and 25 placed on the side inner walls of the skegs 19 and 20 are simultaneously placed in one vertical plane, which ensures the opening of the pneumatic channels 22 and 23, i.e. each of them is folded into one vertical wall, coinciding with the longitudinal arrangement of the side walls of the skegs 19 and 20, this does not create a gushing of the jets upward, and they do not go beyond the edges of the skegs themselves, since they are covered from above by the bottom of the vessel. At the same time, water splashes over the sides of the skegs are not allowed at high speeds of movement and rotation of the device in the form of a transverse air discharge closed discharge pipe 6 from the front of the vessel with controlled valves 10 and 11, since in the front of the vessel they are covered from above by a closed nozzle 7 and transitional closed section 3.

Так как вторая часть общего воздуха от импеллера 1 уменьшена от потребного расхода воздуха по всей ширине и длине днища, и поступает в два узких пневмоканала 21 и 21 и не выходит из-под днища по всему контуру, соответственно, в результате поворота (как дополнительный вариант к вышеизложенному) поворота газоводяного потока, например поворот левой створки 24 закрепленной к внутренней стенке скега 19, уменьшается существенно выход газоводяного потока в кормовую часть, так как пневмоканал 21 закрывается, а пневмоканал 22 открыт, так как правая створка 25 открыта в сторону крепления ее с осью вращения к борту скега 20, складывающаяся в одну с вертикальной стенкой скега 20. Сила сопротивления, действующая на левую створу 24 и скег 19, создает переток воздуха в открытую правую часть пневмоканала 22, обогнув острие уступа 21, создает момент, разворачивающий судно. Боковая сила, вызванная углом дрейфа и накренением на внутренний борт при повороте, позволяет осуществить и в этом варианте управление курсом судна. При этом в целом достигается повышенный угол крена и возрастает величина бокового усилия со стороны кормовой части судна от разницы нагнетания воздуха как в напорный закрытый канал внутри скега, так и от разницы нагнетания воздуха в оба пневмоканала, разделенного продольным уступом в кормовой части днища судна, действующей на судно при управлении им. Для повышения маневренности, в частности обеспечения поворотов по малым радиусам необходимо использовать оба варианта в своем использовании поворота потока воздуха (как воздушного, так и газоводяного устройствами). Кроме того, предложенная конструкция рулей с устройствами обеспечивает вместе с их работой и синхронный момент в заданную сторону поворота судна. При этом во время движения судна по воде обеспечивается поперечная и продольная устойчивость, как и при движении судна по земле и траве, так как все подвижные элементы расположены выше нижних концов скегов и внутри под днищем корпуса. Задача состояла в поиске усовершенствования простого технического решения на работе только сжатого потока воздуха, которое бы наиболее оптимально характеризовало бы минимальное сопротивление скоростного в движении судна, далее до крейсерской скорости. Это вызывает экономичность на сжатом пневмопотоке судна, т.е. большая отдача подведенной к нему мощности.Since the second part of the total air from the impeller 1 is reduced from the required air flow over the entire width and length of the bottom, and enters two narrow pneumatic channels 21 and 21 and does not go out from under the bottom along the entire circuit, respectively, as a result of rotation (as an additional option to the above) the rotation of the gas-water stream, for example, the rotation of the left wing 24 fixed to the inner wall of the skeg 19, the output of the gas-water stream to the aft part is significantly reduced, since the air channel 21 is closed and the air channel 22 is open, since the right wing and 25 is open in the direction of its fastening with the axis of rotation to the side of the skeg 20, folding in one with the vertical wall of the skeg 20. The resistance force acting on the left alignment 24 and skeg 19 creates an air flow into the open right side of the air channel 22, rounding the tip of the ledge 21 creates a moment unrolling the ship. The lateral force caused by the drift angle and tipping on the inner side when turning, allows you to control the course of the vessel in this embodiment. In this case, a generally elevated angle of inclination is achieved and the lateral force from the stern of the vessel increases from the difference in air injection both into the pressure closed channel inside the skeg and from the difference in air injection into both pneumatic channels, separated by a longitudinal ledge in the stern of the vessel’s bottom to the ship while driving it. To increase maneuverability, in particular, to ensure turns along small radii, it is necessary to use both options in their use of turning the air flow (both air and gas-water devices). In addition, the proposed design of the rudders with devices provides, along with their work, a synchronous moment in a given direction of rotation of the vessel. At the same time, when the vessel is moving along the water, lateral and longitudinal stability is ensured, as is the case when the vessel is moving along the ground and grass, since all moving elements are located above the lower ends of the skegs and inside under the bottom of the hull. The task was to search for an improvement of a simple technical solution at work with only compressed air flow, which would most optimally characterize the minimum resistance of a high-speed vessel in motion, then to cruising speed. This causes profitability in the compressed pneumatic flow of the vessel, i.e. big return of the power brought to it.

От напора зависит производительность управляемых устройств (объемный воздух). Так при работе нагнетателя в виде импеллера на его входе образуется разряжение: P_v⋅вх.=ρV² _вx./2, а на выходе создается давление, так называемое полное давление за нагнетателем P_v. Таким образом, полный напор нагнетателя составит P_v⋅вх.+P_v.The performance of the controlled devices (volumetric air) depends on the pressure. So when the supercharger _operates in the form of an impeller, a vacuum is formed at its input: P _v⋅in. = ρV ² _in ./2, and the output creates a pressure, the so-called total pressure behind the supercharger P _v . Thus, the total pressure of the supercharger will be P _v⋅in. + P _v .

Воздушное сопротивление вычисляется по формуле Х_возд.=C_x ^pv2-S/2, где p - плотность воздуха; V - скорость движения судна; S - площадь поперечного сечения пневмоканалов; С_х - коэффициент аэродинамического сопротивления, зависящий от формы судна.Air resistance is calculated by the formula X _air. = C _x ^pv2 -S / 2, where p is the density of air; V is the speed of the vessel; S is the cross-sectional area of the pneumatic channels; C _x - aerodynamic drag coefficient, depending on the shape of the vessel.

Импульсное сопротивление зависит от массы воздуха, подаваемого нагнетателем в виде импеллера в пневмоканалы, и скорости движения судна, то есть Х_мин.=pQV, где p - плотность воздуха; Q - объемный расход воздуха в пневмоканалах; V - скорость движения судна.The impulse resistance depends on the mass of air supplied by the supercharger in the form of an impeller into the pneumatic channels, and the speed of the vessel, that is, X _min . = PQV, where p is the air density; Q - air volumetric flow rate in pneumatic channels; V is the speed of the vessel.

Таким образом, при управлении судном на сжатом пневмопотоке комплекс перечисленных сил моментов обусловлен работой рулевых устройств судна в целом, и совместная работа таких рулей также важна, - это способствует повышению маневренности судна и, в частности обеспечения поворотов (разворотов) по малому радиусу, таким образом, судно приобретает дополнительный разворачивающий моменте сторону опущенного борта, обеспечивается безопасность маневрирования его в режиме пневмопотока. При достижении сверхкритической скорости выхода воздуха из продольных закрытых каналов в скегах в атмосферу обеспечивает не только требуемый прямолинейный режим движения судна, но и поворот судна в движении с предложенными устройствами. Торможение такого судна используется также обе створки на осях вращения, которые выдвигаются со стороны боковых стенок скегов в сторону продольного уступа в кормовой части, используя уменьшенные обороты двигателя импеллера, до его полное остановки.Thus, when controlling a ship in compressed air flow, the set of moment forces listed above is determined by the operation of the steering devices of the ship as a whole, and the joint work of such rudders is also important - this helps to increase the maneuverability of the ship and, in particular, to ensure turns (turns) along a small radius, thus , the vessel acquires an additional unfolding moment to the side of the lowered side, its safety in maneuvering in the air flow mode is ensured. When the supercritical rate of air exit from the longitudinal closed channels in the skegs to the atmosphere is reached, it provides not only the required rectilinear motion mode of the vessel, but also the rotation of the vessel in motion with the proposed devices. Braking of such a vessel is also used on both flaps on the axis of rotation, which are extended from the side of the side walls of the skegs to the side of the longitudinal ledge in the stern, using reduced speed of the impeller engine, until it stops completely.

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 создании быстроходных маломерных судов, позволяет достигнуть значительных скоростей перемещения судна, а также способны двигаться по воде, снегу, льду и грунтовым поверхностям.The combination of features and the degree of disclosure of the essence of the invention are sufficient for its practical implementation in the development and manufacture of a vessel with compressed air flow. The proposed technical solution can be used to create high-speed small vessels, it can achieve significant ship speeds, and is also able to move on water, snow, ice and dirt surfaces.

Claims (3)

1. Способ обеспечения управления судном на сжатом пневмопотоке, имеющим корпус с движительной установкой, создающей давление воздуха под днищем и двигающей судно, днище выполнено из частей, размещенных под различными углами, причем днище оборудовано боковыми скегами, оборудованными внутри продольными напорными каналами, выполненными в виде полых сквозных труб из легкого алюминиевого сплава, и продольным уступом, прикрепленным к переходной закрытой части днища, являющейся продолжением сопла, отличающийся тем, что над продольным уступом на выходе воздушного канала устанавливают рулевое устройство в виде поперечного напорного патрубка, в который поступает часть воздушного потока, поперечная стенка напорного патрубка имеет короткие выпускные патрубки, снабженные клапанами, кинематически связанными с возможностью поворота клапанов рукояткой вокруг соответствующей оси вращения тяги, обеспечивая совместное перемещение двух клапанов, перекрывающих и открывающих выпускные патрубки, причем выпускные патрубки через диффузоры подсоединены к продольным напорным каналам, выходящая струя газового потока из которых направляется в атмосферу сзади кормовой части судна, причем дополнительно выполняют второе рулевое устройство между внутренними боковыми стенками скегов и установленным дополнительным продольным уступом в днище кормовой части корпуса, выполненное в виде независимо поворачивающихся отдельных друг от друга створок, смонтированных на каждой отдельной оси с возможностью поворота и прилегания их по высоте к внутренней стенке скега, с возможностью разделения силы потока на подъемную и приводную для поворота с помощью перетока газоводяной струи.1. The way to ensure control of the ship in a compressed air stream having a hull with a propulsion system that creates air pressure under the bottom and moving the ship, the bottom is made of parts placed at different angles, and the bottom is equipped with side skegs, equipped inside with longitudinal pressure channels, made in the form hollow through pipes made of light aluminum alloy, and a longitudinal ledge attached to the transitional closed part of the bottom, which is a continuation of the nozzle, characterized in that above the longitudinal ledge at the outlet of the air channel, a steering device is installed in the form of a transverse pressure port, into which part of the air flow enters, the transverse wall of the pressure port has short outlet pipes equipped with valves kinematically connected with the possibility of turning the valves by a handle around the corresponding axis of rotation of the thrust, providing joint movement of the two valves overlapping and opening the outlet pipes, and the outlet pipes through the diffusers are connected to the longitudinal pressure channels, the outgoing stream of gas flow from which is directed into the atmosphere behind the stern of the vessel, and a second steering device is additionally made between the inner side walls of the skegs and the installed additional longitudinal ledge in the bottom of the aft part of the hull, made in the form of independently turning wings, mounted separately from each other, a separate axis with the ability to rotate and fit them in height to the inner wall of the skeg, with the possibility of dividing the flow force into a lifting and driving A rotation via gas-flow jet. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поперечный напорный патрубок с поперечной стенкой выполняют в виде камеры с установленными короткими патрубками с клапанами и короткие патрубки соединяют с начальным участком изогнутых частей напорных продольных каналов в боковых скегах через диффузоры.2. The method according to p. 1, characterized in that the transverse discharge pipe with a transverse wall is made in the form of a chamber with installed short pipes with valves and the short pipes are connected to the initial section of the curved parts of the pressure longitudinal channels in the lateral skegs through diffusers. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что торможение осуществляют путем плавного поворота одновременно обеих створок для перекрытия пневмоканалов между дополнительным продольным уступом и боковыми стенками скегов.3. The method according to p. 1, characterized in that the braking is carried out by smoothly turning both flaps simultaneously to overlap the pneumatic channels between the additional longitudinal ledge and the side walls of the skegs.

Images