RU42491U1 - AIR PILLOW DEVICE - Google Patents

Abstract

1. Аппарат на воздушной подушке, содержащий корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, и гибким ограждением, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, один или более нагнетателей, пневматически связанных с соответствующей изолированной полостью, оснащенной заслонкой, систему управления, содержащую датчики углов, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа и крена, датчики давления, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанных датчиков сигнал на привод отклонения соответствующей заслонки, отличающийся тем, что воздуховод расположен вдоль периметра корпуса аппарата на воздушной подушке, изолированные полости пневматически связаны с гибким ограждением, состоящим из конусных элементов, соприкасающихся друг с другом боковыми поверхностями, каждый конусный элемент оснащен расположенными внутри своей полости двумя перфорированными диафрагмами, выполненными смыкающимися друг с другом выше нижних кромок конусного элемента, при этом одна диафрагма простирается от нижней наружной кромки конусного элемента, а другая - от нижней внутренней кромки конусного элемента.2. Аппарат на воздушной подушке по п.1, отличающийся тем, что за воздушным движителем расположены аэродинамические горизонтальные рули, при этом с вычислителем связаны приводы механизма отклонения соответствующей заслонки и привод механизма отклонения аэродинамических горизонтальных рулей.3. Аппарат на воздушной подушке по п.2, отличающийся тем, что за воздушным дви1. An air cushion apparatus comprising a housing, an air cushion enclosure provided with an air duct divided into at least two insulated cavities, and a flexible enclosure, a power plant comprising at least one engine connected via a transmission to an air propulsion device , one or more blowers pneumatically connected to a corresponding insulated cavity equipped with a damper, a control system comprising sensors of angles, angular velocity and / or angular acceleration of pitch and roll, sensors pressure, as well as a calculator that generates a signal to the actuator for deflecting the corresponding damper according to signals from these sensors, characterized in that the duct is located along the perimeter of the air cushion of the apparatus, the isolated cavities are pneumatically connected to a flexible fence consisting of conical elements in contact with each other lateral surfaces, each conical element is equipped with two perforated diaphragms located inside its cavity, made adjacent to each other above the lower edges of the cone element, with one diaphragm extending from the lower outer edge of the cone element, and the other from the lower inner edge of the cone element. 2. The air cushion apparatus according to claim 1, characterized in that the aerodynamic horizontal rudders are located behind the air mover, while the drives of the deflecting mechanism of the corresponding damper and the drive of the deflecting mechanism of the aerodynamic horizontal rudders are connected to the calculator. The hovercraft according to claim 2, characterized in that behind the air

Description

Полезная модель относится к аппаратам на воздушной подушке, оснащенным системой автоматического управления колебаниями по углам тангажа и крена для обеспечения продольной и поперечной устойчивости движения аппарата на воздушной подушке.The invention relates to hovercraft equipped with an automatic control system for pitch and roll angles to provide longitudinal and lateral stability of the movement of the hovercraft.

Из уровня техники известны аппараты на воздушной подушке (далее - АВП), оснащенные системой стабилизации. Так, в патенте США №5454440, МПК B 60 V 1/12, НПК 180/118, дата публикации 03.10.1995, принятом за наиболее близкий аналог, представлен АВП, содержащий корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, и гибким ограждением, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, один или более нагнетателей, пневматически связанных с соответствующей изолированной полостью, оснащенной заслонкой, систему управления, содержащую датчики углов, угловой скорости и углового ускорения тангажа и крена, датчики давления, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанных датчиков сигнал на привод отклонения соответствующей заслонки. Недостатком данного АВП является необходимость принятия дополнительных мер для увеличения восстанавливающего момента при изменении угла тангажа (или дифферента) и крена в связи с небольшим удалением центра давления силы, создающей восстанавливающий момент.Air cushion devices (hereinafter referred to as WUAs) equipped with a stabilization system are known in the art. So, in US patent No. 54454440, IPC B 60 V 1/12, NPK 180/118, publication date 10/03/1995, adopted as the closest analogue, WUA is presented, comprising a housing, an air cushion guard provided with an air duct separated by at least at least two isolated cavities, and with a flexible guard, a power plant containing at least one engine connected via a transmission to an air propulsion device, one or more superchargers pneumatically connected to a corresponding insulated cavity equipped with a shutter, a control system, holding sensors of angles, angular velocity and angular acceleration of pitch and roll, pressure sensors, as well as a computer that generates a signal from the specified sensors to the deflection drive of the corresponding damper. The disadvantage of this WUA is the need to take additional measures to increase the recovery moment when the pitch angle (or trim) and the roll change due to the small distance of the center of pressure of the force that creates the restoration moment.

Решаемой полезной моделью задачей является повышение продольной и поперечной устойчивости движения АВП по взволнованной водной и неровной грунтовой поверхностям путем автоматического управления колебаниями АВП направленным изменением моментов тангажа и крена за The problem being solved by the utility model is to increase the longitudinal and lateral stability of the movement of WUAs over agitated water and uneven ground surfaces by automatically controlling WUA vibrations by directionally changing pitch and roll moments for

счет перераспределения потоков воздуха за нагнетателями воздушной подушки в ее отдельные секции.due to the redistribution of air flows behind the airbag blowers in its individual sections.

Технический результат полезной моделью состоит в обеспечении продольной и поперечной устойчивости движения АВП по взволнованной водной и неровной грунтовой поверхностям путем автоматического управления колебаниями АВП, обеспечивающего уменьшение амплитуд угловых перемещений и перегрузок АВП, обусловленных возмущающим воздействием неровностей пути.The technical result is a useful model is to ensure the longitudinal and lateral stability of the movement of WUAs on agitated water and uneven ground surfaces by automatically controlling the fluctuations of the WUAs, providing a decrease in the amplitudes of the angular movements and congestion of the WUAs caused by the disturbing effect of the irregularities of the path.

Полезная модель характеризуется следующей совокупностью существенных признаков.A utility model is characterized by the following set of essential features.

АВП, как и в наиболее близком аналоге, представленном в патенте США №5454440, содержит корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, и гибким ограждением, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, один или более нагнетателей, пневматически связанных с соответствующей изолированной полостью, оснащенной заслонкой, систему управления, содержащую датчики углов, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа и крена, датчики давления, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанных датчиков сигнал на привод отклонения соответствующей заслонки, но в отличие от наиболее близкого аналога, воздуховод расположен вдоль периметра корпуса АВП, изолированные полости пневматически связаны с гибким ограждением, состоящим из конусных элементов, соприкасающихся друг с другом боковыми поверхностями, каждый конусный элемент оснащен расположенными внутри своей полости двумя перфорированными диафрагмами, выполненными смыкающимися друг с другом выше нижних кромок конусного элемента, при этом одна диафрагма простирается от нижней наружной кромки конусного элемента, а другая -от нижней внутренней кромки конусного элемента.A WUA, as in the closest analogue presented in US Pat. No. 5,454,440, comprises a housing, an air cushion guard provided with an air duct divided into at least two insulated cavities, and a flexible guard, a power plant comprising at least one engine connected via a transmission to an air propulsion device, one or more superchargers pneumatically connected to a corresponding insulated cavity equipped with a damper, a control system comprising sensors of angles, angular velocity and / or angle pitch acceleration and roll, pressure sensors, as well as a computer that generates a signal from the specified sensors to signal the deflection of the corresponding damper, but unlike the closest analogue, the duct is located along the perimeter of the WUA body, the isolated cavities are pneumatically connected to a flexible fence, consisting of of the conical elements in contact with each other by the side surfaces, each conical element is equipped with two perforated diaphragms located inside its cavity, made and adjacent to each other above the lower edges of the conical element, with one diaphragm extending from the lower outer edge of the conical element, and the other from the lower inner edge of the conical element.

АВП характеризуется тем, что за воздушным движителем расположены аэродинамические горизонтальные рули высоты, при этом с вычислителем связаны привод механизма отклонения соответствующей заслонки и привод механизма отклонения соответствующих аэродинамических горизонтальных рулей.A WUA is characterized by the fact that aerodynamic horizontal elevators are located behind the air mover, while the drive of the deflection mechanism of the corresponding flap and the drive of the deflection mechanism of the corresponding aerodynamic horizontal rudders are connected to the calculator.

АВП характеризуется тем, что за воздушным движителем расположены аэродинамические вертикальные рули.WUA is characterized by the fact that aerodynamic vertical rudders are located behind the air mover.

АВП характеризуется тем, что он оснащен двумя воздушными движителями, а с вычислителем связаны приводы механизма отклонения аэродинамических горизонтальных рулей, обеспечивающие по управляющему сигналу с вычислителя отклонение аэродинамических горизонтальных рулей в разных направлениях для создания момента по крену.A WUA is characterized by the fact that it is equipped with two air propulsion devices, and the drives of the mechanism for deflecting aerodynamic horizontal rudders are connected to the calculator, which ensure, according to the control signal from the calculator, the deflection of aerodynamic horizontal rudders in different directions to create a roll moment.

АВП характеризуется также тем, что размещенный вдоль периметра корпуса воздуховод ограждения разделен на две полости мембранами, расположенными в диаметральной плоскости.WUA is also characterized by the fact that the fence duct located along the perimeter of the housing is divided into two cavities by membranes located in the diametrical plane.

АВП характеризуется тем, что стенки воздуховода ограждения выполнены в виде жесткого короба.WUA is characterized by the fact that the walls of the fencing duct are made in the form of a rigid box.

АВП характеризуется тем, что внешняя стенка воздуховода ограждения выполнена из гибкого материала, закрепленного в верхней части по периметру корпуса, а в нижней части - посредством разъемного соединения с конусными элементами.WUA is characterized by the fact that the outer wall of the fence duct is made of flexible material fixed in the upper part along the perimeter of the housing, and in the lower part by means of a detachable connection with conical elements.

При этом выполненная из гибкого материала стенка воздуховода между местом крепления внешней стенки и разъемными элементами соединения с конусными элементами соединена вдоль периметра корпуса с бортами корпуса посредством перфорированной мембраны.At the same time, the duct wall made of flexible material between the place of attachment of the outer wall and detachable connection elements with conical elements is connected along the perimeter of the housing with the sides of the housing via a perforated membrane.

АВП характеризуется тем, что, по меньшей мере, один воздушный движитель выполнен в виде воздушного винта с изменяемым шагом.WUA is characterized in that at least one air propulsion device is made in the form of a variable-pitch propeller.

АВП характеризуется тем, что воздушный движитель выполнен в виде винта в кольце.WUA is characterized by the fact that the air propulsion is made in the form of a screw in the ring.

АВП характеризуется тем, что он оснащен двумя нагнетателями выполненными в виде осевых вентиляторов, входной патрубок которых направлен в сторону носа АВП.WUA is characterized by the fact that it is equipped with two superchargers made in the form of axial fans, the inlet of which is directed towards the nose of the WUA.

АВП характеризуется тем, что двигатель соединен посредством трансмиссии, по меньшей мере, с одним воздушным движителем для создания тяги и с одним или более нагнетателями для создания воздушной подушки, при этом трансмиссия передачи крутящего момента на валы каждого из воздушных движителей и каждого из нагнетателей содержит ременную передачу.A WUA is characterized in that the engine is connected via a transmission to at least one air propulsion device for generating traction and to one or more superchargers to create an air cushion, while the transmission of torque transmission to the shafts of each of the air propulsion devices and each of the superchargers contains a belt transmission.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен АВП при виде в плане.Figure 1 presents the WUA in plan view.

На фиг.2 показан АВП в разрезе 1-1 на фиг.1.Figure 2 shows the WUA in the context of 1-1 in figure 1.

На фиг.3 показан АВП в разрез 2-2 на фиг.1.Figure 3 shows the WUA in section 2-2 in figure 1.

На фиг.4 приведен узел А на фиг.3.Figure 4 shows the node And figure 3.

На фиг.5 показан вид Б на фиг.4.Figure 5 shows a view of B in figure 4.

На фиг.6 показан вид В на фиг.4.Figure 6 shows a view In figure 4.

На фиг.7 показан вид Г и Д на фиг.4.In Fig.7 shows a view of D and D in Fig.4.

На фиг.8 дан вид Е на фиг.4.On Fig given view E in figure 4.

На фиг.9 дан вид Ж на фиг.4.Figure 9 is a view W in figure 4.

На фиг.10 дан разрез 3-3 на фиг.4.Figure 10 shows a section 3-3 in figure 4.

На фиг.11 показана схема расположение датчиков системы управления АВП.11 shows a diagram of the location of the sensors of the WUA control system.

На фиг.12 дана блок-схема системы стабилизации АВП.12 is a block diagram of a WUA stabilization system.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

Аппарат на воздушной подушке (АВП) содержит, как показано на фиг.1, 2 и 3, корпус 1, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель 2 и трансмиссию, обеспечивающую кинематическую связь выходного вала 3 двигателя 2, по меньшей мере, с одним воздушным движителем для создания тяги АВП, и, по меньшей мере, с одним нагнетателем для создания воздушной подушки. Трансмиссия содержит The air cushion apparatus (WUA) comprises, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, a housing 1, a power unit comprising at least one engine 2 and a transmission providing a kinematic connection of the output shaft 3 of the engine 2, at least , with one air mover to create traction of the WUA, and at least one supercharger to create an air cushion. The transmission contains

редукторы, выполненные, например, в виде ременных передач 4 и 5 между выходным валом 3 двигателя 2 и соответственно осями воздушных движителей и осями нагнетателей. Воздушный движитель для создания тяги может выполняться в виде воздушного винта 6, в том числе в кольце 7 (с образованием винто-кольцевого движителя - ВКД), вентилятора и т.п. Нагнетатели могут выполняться в виде центробежных (радиальных), диаметральных и осевых вентиляторов.reducers made, for example, in the form of belt drives 4 and 5 between the output shaft 3 of the engine 2 and, respectively, the axes of the air propellers and the axes of the superchargers. An air propulsion device for creating thrust can be performed in the form of a propeller 6, including in a ring 7 (with the formation of a screw-ring propeller - VKD), a fan, etc. Blowers can be made in the form of centrifugal (radial), diametrical and axial fans.

В предпочтительном варианте выполнения АВП имеется два воздушных движителя, выполненных в виде ВКД, нагнетатели выполнены в виде двух осевых вентиляторов 8 с входными патрубками 9, обращенными в сторону носа АВП, например, при расположении оси вращения вентиляторов 8 в плоскости, параллельной оси симметрии АВП. Винты 6 выполнены с лопастями изменяемого шага (ВИШ), за кольцами 7 ВКД установлены горизонтальные 10 и вертикальные 11 аэродинамические рули для балансировки АВП по тангажу (дифференту) и управления по курсу. Рули 10 оснащены приводом 12 их отклонения (фиг.11 12), выполненным, например, в виде гидроцилиндров или электромеханизмов, сблокированных с тягами ручного управления от штурвала (на фиг. не показано). Рули 11 отклоняются с поста управления педалями, соединенными тягами с рулями 11 (на фиг. не показано). По периметру корпуса 1 АВП прикреплено ограждение воздушной подушки, выполненное в виде воздуховодов 13 и соединенного с ними гибкого ограждения, выполненного в виде легкосъемных конусных элементов 14. Конусные элементы 14 выполнены сплющенными и соприкасающимися друг с другом плоскими боковыми поверхностями. При этом образованное воздуховодами 13 ограждение разделено мембранами 15 (фиг.1), по меньшей мере, на две изолированные друг от друга полости 16, каждая из которых соединена с соответствующим нагнетателем, например, с осевым вентилятором 8.In the preferred embodiment of the WUA, there are two air propulsors made in the form of the VCA, the blowers are made in the form of two axial fans 8 with inlet pipes 9 facing the nose of the WUA, for example, when the rotation axis of the fans 8 is in a plane parallel to the symmetry axis of the WUA. Screws 6 are made with variable pitch blades (VISH), horizontal 10 and vertical 11 aerodynamic rudders are installed behind the VKD rings 7 for balancing the WUA by pitch (trim) and course control. The steering wheels 10 are equipped with a drive 12 for their deviation (11 11), made, for example, in the form of hydraulic cylinders or electromechanisms interlocked with manual control rods from the helm (not shown in Fig.). The steering wheels 11 are deflected from the pedal control post connected by rods to the steering wheels 11 (not shown in Fig.). Around the perimeter of the WUA case 1, an air cushion guard is attached, made in the form of air ducts 13 and a flexible fence connected to them, made in the form of easily removable conical elements 14. The conical elements 14 are made flattened and in contact with each other by flat side surfaces. In this case, the enclosure formed by the air ducts 13 is divided by membranes 15 (FIG. 1) into at least two cavities 16 isolated from each other, each of which is connected to a corresponding supercharger, for example, an axial fan 8.

Воздуховоды 13 могут выполняться в виде жесткого короба (на фиг. не показано), или с внешней стенкой из гибкого материала, закрепленной в Air ducts 13 can be made in the form of a rigid duct (not shown in Fig.), Or with an external wall of flexible material fixed in

верхней части по периметру корпуса 1, а в нижней части - с конусными элементами 14 гибкого ограждения посредством разъемного соединения, выполненного, например, в виде шнуровки (на фиг. не обозначено). При выполнении внешней стенки воздуховода 13 из гибкого материала воздуховод 13 оснащен мембранами 17 и 18 с перфорацией соответственно 19 и 20 (фиг.4, 5, 6). Мембраны 17 закреплены по контуру соединения ограждения с бортом 21 корпуса 1 и по контуру соединения ограждения с конусными элементами 14. Мембраны 18 закреплены по контуру соединения ограждения с днищем 22 корпуса 1, и по контуру соединения ограждения с конусными элементами 14.the upper part along the perimeter of the housing 1, and in the lower part with the conical elements 14 of the flexible fence by means of a detachable connection made, for example, in the form of lacing (not indicated in Fig.). When performing the outer wall of the duct 13 from a flexible material, the duct 13 is equipped with membranes 17 and 18 with perforations 19 and 20, respectively (Figs. 4, 5, 6). Membranes 17 are fixed along the contour of the connection of the fence with the side 21 of the housing 1 and along the contour of the connection of the fence with the conical elements 14. The membranes 18 are fixed along the contour of the connection of the fence with the bottom 22 of the housing 1, and along the contour of the connection of the fence with the conical elements 14.

Каждый из конусных элементов 14 гибкого ограждения АВП (фиг.4...9) имеет площадь горизонтального сечения со стороны корпуса 1 больше площади горизонтального сечения со стороны опорной поверхности, а со стороны нижнего основания оснащен двумя диафрагмами 23 с перфорацией 24 и 25 в верхней и нижней частях диафрагм 23 (фиг.7). Диафрагмы 23 выполнены смыкающимися друг с другом под углом 100°...120° (фиг.4) выше нижних кромок конусного элемента 14. К месту стыка диафрагм 23 крепится гибкий фартук 26 (фиг.4, 8), длина которого практически совпадает с высотой треугольника, образованного диафрагмами 23 и нижними боковыми кромками конусного элемента 14 (фиг.4). Диафрагмы 23 делят полость конусного элемента 14 на верхнюю и нижнюю части, величина давления внутри которых во время движения на расчетных режимах разная. Для поддержания достаточной гибкости конусного элемента 14 и поддержания его формы при прохождении препятствий и сохранения формы под действием скоростного напора даже при падении избыточного давления в воздушной подушке до нуля, возможного при колебаниях АВП по высоте и тангажу в процессе движения по неровной поверхности, соотношение площади перфорации 20 в мембране 18 к площади перфорации 24 и 25 в диафрагмах 23 должно составлять 0,8...1,0.Each of the cone elements 14 of the flexible WUA fence (Figs. 4 ... 9) has a horizontal sectional area on the side of the housing 1 larger than the horizontal sectional area on the supporting surface side, and on the lower base side it is equipped with two diaphragms 23 with perforations 24 and 25 in the upper and the lower parts of the diaphragms 23 (Fig.7). The diaphragms 23 are made interlocking with each other at an angle of 100 ° ... 120 ° (Fig. 4) above the lower edges of the conical element 14. A flexible apron 26 is attached to the junction of the diaphragms 23 (Figs. 4, 8), the length of which practically coincides with the height of the triangle formed by the diaphragms 23 and the lower lateral edges of the conical element 14 (figure 4). The diaphragms 23 divide the cavity of the cone element 14 into upper and lower parts, the pressure inside which during movement in the design modes is different. To maintain sufficient flexibility of the cone element 14 and maintain its shape when passing obstacles and maintain shape under the influence of high-speed pressure even when the excess pressure in the air cushion drops to zero, which is possible when the WUA fluctuates in height and pitch during movement along an uneven surface, the ratio of the perforation area 20 in the membrane 18 to the perforation area 24 and 25 in the diaphragms 23 should be 0.8 ... 1.0.

Для улучшения характеристик устойчивости движения и управления по тангажу и крену АВП оснащен системой автоматического управления колебаниями АВП. Система автоматического управления колебаниями содержит управляемые аэродинамически сбалансированные заслонки 27 и 28, установленные в воздуховоде 13, расположенном вдоль соответственно левого и правого бортов, поворачиваемые соответственно вокруг оси 29 и 30 посредством привода 31 и 32 (фиг.4, 10, 11), а также привода с поста управления (на фиг. не показан). В воздуховоде 13, расположенном вдоль левого (правого) борта, установлены заслонки 27 (28), поворачиваемые вокруг оси 29 (30) приводом 31 (32) (фиг.11). В носовой и/или кормовой части корпуса 1 АВП установлены датчики 33 углов тангажа, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа, на борту в районе центра масс АВП - датчики 34 углов крена, угловой скорости и/или углового ускорения крена (фиг.11). Сигналы с датчиков 33...40 поступают в вычислитель 41. С вычислителя 41 сигналы поступают по связи 42 на привод 31 заслонки 27 левого борта, по связи 43 - на привод 32 заслонки 30 правого борта, по связям 44 и 45 - на приводы 12 отклонения горизонтальных аэродинамических рулей 10, расположенных в струе за воздушным движителем на левом и правом бортах (фиг.11, 12). Датчики 33...40 могут устанавливаться в полости каждого конусного элемента 14, однако в предпочтительном варианте выполнения датчики 33...40 давления устанавливаются в каждом втором, третьем и реже конусных элементах 14. При этом в конусных элементах 14, расположенных в носовой и кормовой частях АВП датчики 33...40 устанавливаются чаще, чем в конусных элементах 14, расположенных по бортам АВП.To improve the stability characteristics of movement and pitch and roll control, the WUA is equipped with an automatic control system for WUA vibrations. The automatic vibration control system contains controllable aerodynamically balanced flaps 27 and 28 installed in the duct 13 located along the left and right sides, respectively, rotated around the axis 29 and 30, respectively, through the actuator 31 and 32 (Figs. 4, 10, 11), and drive from the control station (not shown in FIG.). In the duct 13, located along the left (right) side, there are installed dampers 27 (28), rotated around the axis 29 (30) by the actuator 31 (32) (Fig. 11). Sensors 33 of pitch angles, angular velocity and / or angular acceleration of pitch are installed in the bow and / or aft of the body of WUA 1, sensors 34 of roll angles, angular velocity and / or angular acceleration of roll (11) ) The signals from the sensors 33 ... 40 are received by the calculator 41. From the calculator 41, the signals are transmitted via communication 42 to the actuator 31 of the port flap 27, through communication 43 - to the actuator 32 of the port flap 30, via connections 44 and 45 to the actuators 12 deviations of the horizontal aerodynamic rudders 10 located in the jet behind the air propulsion device on the port and starboard sides (Figs. 11, 12). Sensors 33 ... 40 can be installed in the cavity of each cone element 14, however, in the preferred embodiment, pressure sensors 33 ... 40 are installed in every second, third and less often cone elements 14. Moreover, in the cone elements 14 located in the bow and sensors 33 ... 40 are installed more often in the aft part of the WUA than in the cone elements 14 located along the sides of the WUA.

АВП, оснащенный системой автоматического управления колебаниями, функционирует следующим образом.WUA, equipped with an automatic control system of vibrations, operates as follows.

Крутящий момент от вала 3 двигателя 2 посредством трансмиссии, выполненной, например, с редукторами с ременными передачами 4 и 5, передается на воздушные движители и нагнетатели, например, на оси The torque from the shaft 3 of the engine 2 by means of a transmission made, for example, with gearboxes with belt drives 4 and 5, is transmitted to air propellers and superchargers, for example, on the axis

воздушных винтов 6 и оси осевых вентиляторов 8. Вентиляторами 8 воздух нагнетается в полости 16 воздуховодов 13 ограждения, изолированные друг от друга мембранами 15. Из полости 16 воздуховодов 13 ограждения воздух через перфорацию (отверстия) 20 в мембранах 18 и перфорацию (отверстия) 24 и 25 в диафрагмах 23 выходит в полости воздушной подушки под конусными элементами 14, ограниченные диафрагмами 23 и опорной поверхностью, создавая в этих полостях избыточное давление. Далее воздух через зазор между нижними наружными кромками конусных элементов 14 вытекает наружу, а под нижними внутренними кромками попадает под днище 22 (фиг.9) корпуса 1, создавая там равномерно распределенное избыточное давление.the propellers 6 and the axis of the axial fans 8. By the fans 8, air is pumped into the cavity 16 of the guard ducts 13, isolated from each other by membranes 15. From the cavity 16 of the guard ducts 13, air is perforated (holes) 20 in the membranes 18 and perforated (holes) 24 and 25 in the diaphragms 23 exits in the cavity of the air cushion under the conical elements 14, limited by the diaphragms 23 and the supporting surface, creating excess pressure in these cavities. Further, the air through the gap between the lower outer edges of the conical elements 14 flows out, and under the lower inner edges it enters under the bottom 22 (Fig.9) of the housing 1, creating there uniformly distributed overpressure.

При касании поверхности или наезде на препятствие в воздуховоде 13 ограждения, разделенном мембранами 15 на полости 16, и соединенного с конусными элементами 14, у накрененного борта в результате уменьшения зазора между элементами ограждения и опорной поверхностью давление повышается, а давление у противоположного борта в связи с увеличением этого зазора понижается. Мембраны 15 предотвращают перетекание воздуха из одной полости 16 в другую и, следовательно, не допускают выравнивания давления в полостях 16. При этом возникает восстанавливающий момент сил, который обеспечивает поперечную статическую устойчивость.When you touch the surface or collision with an obstacle in the duct 13 of the fence, separated by membranes 15 on the cavity 16, and connected to the conical elements 14, on the banked side as a result of a decrease in the gap between the elements of the fence and the supporting surface, the pressure increases, and the pressure at the opposite side due to increasing this gap decreases. Membranes 15 prevent air from flowing from one cavity 16 to another and, therefore, do not allow pressure equalization in the cavities 16. In this case, a restoring torque occurs, which provides lateral static stability.

При увеличении угла тангажа внутри касающихся опорной поверхности кормовых конусных элементов 14 и в их полостях под диафрагмами 23, давление повышается вплоть до уровня давления в воздуховоде 13, а давление в носовых конусных элементах 14 в связи с увеличением зазора между ними и опорной поверхностью давление падает. Этим обеспечивается продольная статическая устойчивость.As the pitch angle increases inside the feed cone elements 14 and in their cavities under the diaphragms 23, the pressure rises up to the pressure level in the duct 13, and the pressure in the nose cone elements 14, due to the increase in the gap between them and the support surface, decreases. This ensures longitudinal static stability.

При выполнении внешней стенки воздуховода 13 из гибкого материала, закрепляемого по периметру корпуса 1 на боковых стенках 21, и соединенного с конусными элементами 14 посредством быстросъемного соединения, например, шнуровки (на фиг. не обозначена), наличие When performing the outer wall of the duct 13 from a flexible material fixed along the perimeter of the housing 1 on the side walls 21 and connected to the conical elements 14 by means of a quick-detachable connection, for example, lacing (not indicated in Fig.),

перфорированной диафрагмы 17, соединяющей места крепления внешней гибкой стенки воздуховода 13 с бортом 21 корпуса 1 и конусными элементами 14, обеспечивает создание заданной формы гибкого ограждения и предотвращает развитие автоколебаний АВП и вибрации гибкого ограждения. При соотношении площади перфорации 24 и 25 в диафрагмах 23 к площади перфорации 20 в мембране 18 равном 0,8...1,0 перепад давления в полостях 16 воздуховода 13 и в конусных элементах 14 на расчетных режимах движения АВП составляет от 1,1 до 1,2, что достаточно для обеспечения требуемой поперечной и продольной устойчивости.the perforated diaphragm 17 connecting the attachment points of the external flexible wall of the duct 13 with the side 21 of the housing 1 and the conical elements 14, provides the creation of a given shape of a flexible fence and prevents the development of self-oscillations of the WUA and vibration of the flexible fence. When the ratio of the perforation area 24 and 25 in the diaphragms 23 to the perforation area 20 in the membrane 18 is 0.8 ... 1.0, the pressure drop in the cavities 16 of the duct 13 and in the cone elements 14 in the design modes of movement of the WUA is from 1.1 to 1.2, which is sufficient to provide the required lateral and longitudinal stability.

Тяга для движения АВП создается, по меньшей мере, одним воздушным движителем, например, воздушным винтом 6. Использование двух винтов 6 с изменяемым шагом при установке на АВП можно создавать управляющий момент сил по курсу (рысканию). Установленные за винтами б в кольцах 7 горизонтальные 10 и вертикальные 11 аэродинамические рули обеспечивают при их отклонении создание управляющего момента для балансировки АВП по тангажу при изменении положения центра давления относительно центра масс АВП и управление АВП по курсу.The thrust for the movement of the WUA is created by at least one air propulsion device, for example, a propeller 6. Using two screws 6 with a variable pitch when installed on the WUA, you can create a control moment of forces at the heading (yaw). The horizontal 10 and vertical 11 aerodynamic rudders installed behind the screws b in the rings 7 provide, when they are deflected, a control moment for balancing the WUA along the pitch when the pressure center is positioned relative to the center of mass of the WUA and the WUA is controlled in direction.

Гибкое ограждение, выполненное в виде конусных элементов 14, соединенных с полостями 16 воздуховодов 13, при подаче в него воздуха, проходящего через перфорацию 20 мембраны 18, наполняется воздухом. Выходящий через отверстия 24 и 25 воздух вытекает наружу через зазор между нижними внешними кромками конусных элементов 14 и опорной поверхностью, создавая избыточное давление под конусными элементами 14 и в полости воздушной подушки под днищем 22 корпуса 1. При крене АВП воздух из отверстий 24, 25 частично попадает через зазор под нижней внутренней кромкой конусного элемента 14 и опорной поверхностью в полость воздушной подушки. При движении в случае наезда на препятствие (фиг.9) гибкий фартук 26 перекрывает отверстия 24 и 25, чем предохраняет их от повреждения.A flexible fence made in the form of cone elements 14 connected to the cavities 16 of the air ducts 13, when it is supplied with air passing through the perforation 20 of the membrane 18, is filled with air. The air leaving through the openings 24 and 25 flows out through the gap between the lower external edges of the conical elements 14 and the supporting surface, creating excessive pressure under the conical elements 14 and in the air bag cavity under the bottom 22 of the housing 1. When the WUA rolls, the air from the openings 24, 25 is partially gets through the gap under the lower inner edge of the cone element 14 and the supporting surface into the cavity of the air cushion. When moving in the event of a collision with an obstacle (Fig. 9), the flexible apron 26 covers the openings 24 and 25, thereby protecting them from damage.

Наличие отверстий 25 в нижней части диафрагмы 23 обеспечивает сток воды, а также механической взвеси, захватываемой вентиляторами 8 во время старта и движения. Выполнение конусных элементов 14 легкосъемными обеспечивает удобство быстрой замены поврежденных элементов, а также очистку от грязи и мусора полостей между боковыми стенками конусных элементов 14 и диафрагмами 23.The presence of holes 25 in the lower part of the diaphragm 23 provides a drain of water, as well as a mechanical suspension captured by the fans 8 during start and movement. The implementation of the conical elements 14 easily removable provides the convenience of quick replacement of damaged elements, as well as cleaning from dirt and debris of the cavities between the side walls of the conical elements 14 and the diaphragms 23.

Система автоматического управления колебаниями АВП работает следующим образом.The automatic control system for the fluctuations of the WUA operates as follows.

При изменении угла тангажа в изолированном продольном возмущенном движении, например, при приближении носовой части корпуса 1 к неровности опорной поверхности, в конусных элементах 14, расположенных в носовой части, давление повышается, а в конусных элементах 14, расположенных в кормовой части АВП, давление уменьшается, что фиксируется датчиками давления 35, 38 и 36, 39 установленными в полости конусных элементов 14 и секциях 46 с левой и с правой стороны от делительной поверхности АВП (от вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось АВП) соответственно в носовой и кормовой части корпуса 1. Подаваемый с датчиков 35, 38 и 36, 39 сигнал направляется в вычислитель 41. Вычислитель 41 сравнивает величину сигналов с датчиков давления 35, 38 и 36, 39, и выдает управляющий сигнал по связи 42 и 43 соответственно на приводы 31, 32, посредством которых заслонки 27, 28 поворачиваются вокруг осей 29, 30 на соответствующий угол, например, пропорциональный величине рассогласования сигналов датчиков 35, 38 и 36, 39, в сторону, обеспечивающую увеличение подачи воздуха в кормовую часть. В результате давление в конусных элементах 14, расположенных в кормовой части корпуса 1, повышается, а в носовой - уменьшается. Это снижает возмущающее воздействие неровности по моменту тангажа от воздушной подушки, и тем самым способствует уменьшению угловых колебаний АВП при движении по неровной опорной поверхности. В случае, если изменение давления в конусных элементах 14 When the pitch angle changes in an isolated longitudinal perturbed movement, for example, when the bow of the housing 1 approaches the roughness of the supporting surface, the pressure increases in the cone elements 14 located in the bow and the pressure decreases in the cone elements 14 located in the aft part of the WUA that is fixed by pressure sensors 35, 38 and 36, 39 installed in the cavity of the conical elements 14 and sections 46 on the left and right sides of the dividing surface of the WUA (from a vertical plane passing through the longitudinal axis AB ) respectively, in the bow and stern of the hull 1. The signal supplied from the sensors 35, 38 and 36, 39 is sent to the calculator 41. The calculator 41 compares the magnitude of the signals from the pressure sensors 35, 38 and 36, 39, and generates a control signal via communication 42 and 43, respectively, to the actuators 31, 32, by means of which the shutters 27, 28 are rotated around the axes 29, 30 by an appropriate angle, for example, proportional to the mismatch of the signals of the sensors 35, 38 and 36, 39, in the direction that provides an increase in the air supply to the stern. As a result, the pressure in the cone elements 14 located in the rear of the housing 1 increases, and in the bow decreases. This reduces the disturbing effect of unevenness in the moment of pitch from the air cushion, and thereby helps to reduce the angular oscillations of the WUA when moving along an uneven supporting surface. If the change in pressure in the conical elements 14

приводит к достижению определенной (пороговой) величины угла, угловой скорости и/или ускорения, сигнал с датчиков углов, угловой скорости и/или углового ускорения 33 подается в вычислитель, который формирует управляющий сигнал на привод 12, отклоняющий горизонтальные аэродинамические рули 10 в сторону, обеспечивающую уменьшение угловой скорости АВП.В результате уменьшается амплитуда угловых колебаний и снижаются перегрузки от возмущающего воздействия на АВП неровностей пути.leads to the achievement of a certain (threshold) value of the angle, angular velocity and / or acceleration, the signal from the angle sensors, angular velocity and / or angular acceleration 33 is supplied to the calculator, which generates a control signal to the drive 12, deflecting the horizontal aerodynamic wheels 10 to the side, providing a reduction in the angular velocity of the WUAs. As a result, the amplitude of angular oscillations decreases and the overloads from the disturbing effect of irregularities on the WUAs decrease.

При изменении угла крена в изолированном боковом возмущенном движении, например, при наезде АВП на неровность левым бортом, конусные элементы 14, соединенные с расположенной вдоль левого борта изолированной полостью 16 воздуховода 13, разделенного мембранами 15, например, на четыре изолированные полости (на фиг. не показано) приближаются к опорной поверхности, давление в них повышается, а в конусных элементах 14, соединенных с расположенной вдоль правого борта изолированной полостью 16 воздуховода 13, давление уменьшается, что фиксируется датчиками давления 37 и 40, установленными в полости конусных элементов 14 с левого и с правого борта корпуса 1. Подаваемый с датчиков 37, 40 и с датчиков 34 углов, угловой скорости и/или углового ускорения крена сигнал направляется в вычислитель 41. Вычислитель сравнивает величину сигналов с датчиков давления 37, 40, 34 и по связи 44, 45 выдает управляющий сигнал на привод 12, отклоняющий горизонтальные аэродинамические рули 10 в противоположные стороны, обеспечивающие парирование момента от воздушной подушки в результате наезда на неровность. Тем самым уменьшается угловое отклонение АВП от воздействия неровностей и создание восстанавливающего момента.When the angle of heel changes in isolated lateral perturbed movement, for example, when the WUA collides with an unevenness in the left side, the cone elements 14 are connected to the insulated cavity 16 of the duct 13 located along the left side and separated by membranes 15, for example, into four isolated cavities (in Fig. not shown) approach the supporting surface, the pressure in them increases, and in the conical elements 14 connected to the insulated cavity 16 of the duct 13 located along the starboard side, the pressure decreases, which is fixed by the sensors pressure chambers 37 and 40 installed in the cavity of the cone elements 14 from the port and starboard sides of the housing 1. The signal supplied from the sensors 37, 40 and from the sensors 34 of the angles, angular velocity and / or angular acceleration of the roll is sent to the calculator 41. The calculator compares the value the signals from the pressure sensors 37, 40, 34 and through communication 44, 45 gives a control signal to the actuator 12, deflecting the horizontal aerodynamic rudders 10 in opposite directions, providing the moment is parried from the air cushion as a result of collision with unevenness. This reduces the angular deviation of the WUA from the effects of irregularities and the creation of a regenerative moment.

При возмущенном пространственном движении АВП по неровной поверхности сигналы с датчиков 35...40 давления и датчиков 33, 34 углов, угловых скоростей и/или ускорения поступают в вычислитель 41, который определяет величины рассогласования показаний датчиков давления 35...40, With perturbed spatial movement of the WUAs on an uneven surface, signals from pressure sensors 35 ... 40 and sensors 33, 34 of angles, angular velocities and / or acceleration are fed to a calculator 41, which determines the values of the mismatch in the readings of pressure sensors 35 ... 40,

а также величину превышения пороговых величин углов и/или угловых скоростей и/или ускорений, и по связям 42, 43 выдает управляющие сигналы на приводы 31, 32 отклонения заслонок 27, 28, а по связям 44, 45 - на приводы 12 отклонения аэродинамических горизонтальных рулей 10. При этом уменьшаются возмущающие моменты от воздушной подушки при наезде АВП на неровности, что уменьшает амплитуду угловых колебаний и уменьшает перегрузки от возмущающего воздействия на АВП неровностей пути.as well as the excess of threshold values of angles and / or angular velocities and / or accelerations, and through connections 42, 43 it gives control signals to actuators 31, 32 of the deflection of the shutters 27, 28, and through connections 44, 45 to actuators 12 of the horizontal aerodynamic deviation rudders 10. At the same time, disturbing moments from the air cushion during WUA hitting irregularities are reduced, which reduces the amplitude of angular oscillations and reduces overloads from the disturbing effect of irregularities on the WUA.

Для управления по тангажу при разгоне АВП на водной поверхности, что необходимо делать для снижения сопротивления движению на горбе сопротивления, с поста управления посредством жесткой или тросовой проводки (на фиг. не показано), либо посредством приводов 31, 32 отклоняются заслонки 27, 28, обеспечивая увеличения подачи воздуха в носовую или кормовую части воздуховодов 13. При этом центр давления воздушной подушки смещается вперед (назад), что создает кабрирующий (пикирующий) момент относительно центра масс АВП и создается оптимальная центровка по тангажу из условия минимизации сопротивления движению как на горбе сопротивления, так и при движении на крейсерской скорости. Для управления по крену заслонки 27 и 28 следует отклонять на разные углы, создавая управляющий момент сил по крену.To control the pitch during acceleration of the WUA on the water surface, what must be done to reduce the resistance to movement on the hump of resistance, from the control station by means of rigid or cable wires (not shown in Fig.), Or by means of actuators 31, 32, the shutters 27, 28 providing an increase in air supply to the bow or stern of the air ducts 13. In this case, the center of pressure of the air cushion is shifted forward (back), which creates a cabrating (diving) moment relative to the center of mass of the WUA and optimal centers are created by pitch from the condition of minimizing resistance to movement both on the hump of resistance, and when moving at cruising speed. To control the roll, the shutters 27 and 28 should be deflected at different angles, creating a control torque of the roll forces.

Представленное описание достаточно для разработки конструкции АВП и реализации группы изобретений на специализированных предприятиях.The presented description is sufficient to develop the design of WUAs and implement a group of inventions at specialized enterprises.

Claims (12)

1. Аппарат на воздушной подушке, содержащий корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, и гибким ограждением, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, один или более нагнетателей, пневматически связанных с соответствующей изолированной полостью, оснащенной заслонкой, систему управления, содержащую датчики углов, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа и крена, датчики давления, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанных датчиков сигнал на привод отклонения соответствующей заслонки, отличающийся тем, что воздуховод расположен вдоль периметра корпуса аппарата на воздушной подушке, изолированные полости пневматически связаны с гибким ограждением, состоящим из конусных элементов, соприкасающихся друг с другом боковыми поверхностями, каждый конусный элемент оснащен расположенными внутри своей полости двумя перфорированными диафрагмами, выполненными смыкающимися друг с другом выше нижних кромок конусного элемента, при этом одна диафрагма простирается от нижней наружной кромки конусного элемента, а другая - от нижней внутренней кромки конусного элемента.1. An air cushion apparatus comprising a housing, an air cushion enclosure provided with an air duct divided into at least two insulated cavities, and a flexible enclosure, a power plant comprising at least one engine connected via a transmission to an air propulsion device , one or more blowers pneumatically connected to a corresponding insulated cavity equipped with a damper, a control system comprising sensors of angles, angular velocity and / or angular acceleration of pitch and roll, sensors pressure, as well as a calculator that generates a signal to the actuator for deflecting the corresponding damper according to signals from these sensors, characterized in that the duct is located along the perimeter of the air cushion of the apparatus, the isolated cavities are pneumatically connected to a flexible fence consisting of conical elements in contact with each other lateral surfaces, each conical element is equipped with two perforated diaphragms located inside its cavity, made adjacent to each other above the lower edges of the cone element, with one diaphragm extending from the lower outer edge of the cone element, and the other from the lower inner edge of the cone element. 2. Аппарат на воздушной подушке по п.1, отличающийся тем, что за воздушным движителем расположены аэродинамические горизонтальные рули, при этом с вычислителем связаны приводы механизма отклонения соответствующей заслонки и привод механизма отклонения аэродинамических горизонтальных рулей.2. The hovercraft according to claim 1, characterized in that the aerodynamic horizontal rudders are located behind the air mover, while the drive of the deflection mechanism of the corresponding damper and the drive of the deflection mechanism of the aerodynamic horizontal rudders are connected to the calculator. 3. Аппарат на воздушной подушке по п.2, отличающийся тем, что за воздушным движителем расположены вертикальные аэродинамические рули.3. The hovercraft according to claim 2, characterized in that the vertical aerodynamic rudders are located behind the air mover. 4. Аппарат на воздушной подушке по п.2, отличающийся тем, что он оснащен двумя воздушными движителями, а с вычислителем связаны приводы механизма отклонения аэродинамических горизонтальных рулей, обеспечивающие по управляющему сигналу с вычислителя отклонение аэродинамических горизонтальных рулей в разных направлениях для создания момента по крену.4. The hovercraft according to claim 2, characterized in that it is equipped with two air propulsion devices, and the drives of the deflection mechanism of the aerodynamic horizontal rudders are connected to the calculator, which provide, according to the control signal from the calculator, the deflection of the aerodynamic horizontal rudders in different directions to create a roll moment . 5. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что размещенный вдоль периметра корпуса воздуховод ограждения разделен на две полости мембранами, расположенными в диаметральной плоскости.5. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the fence duct located along the perimeter of the housing is divided into two cavities by membranes located in the diametrical plane. 6. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что стенки воздуховода ограждения выполнены в виде жесткого короба.6. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the walls of the fencing duct are made in the form of a rigid box. 7. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что внешняя стенка воздуховода ограждения выполнена из гибкого материала, закрепленного в верхней части по периметру корпуса, а в нижней части - посредством разъемного соединения с конусными элементами.7. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the outer wall of the fencing duct is made of flexible material fixed in the upper part around the perimeter of the housing, and in the lower part by means of a detachable connection conical elements. 8. Аппарат на воздушной подушке по п.7, отличающийся тем, что выполненная из гибкого материала стенка воздуховода между местом крепления внешней стенки и разъемными элементами соединения с конусными элементами соединена вдоль периметра корпуса с бортами корпуса посредством перфорированной мембраны.8. The hovercraft according to claim 7, characterized in that the duct wall made of flexible material between the attachment point of the outer wall and detachable connection elements with conical elements is connected along the perimeter of the housing to the sides of the housing via a perforated membrane. 9. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, или 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один воздушный движитель выполнен в виде воздушного винта с изменяемым шагом.9. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 8, characterized in that at least one air propulsion device is made in the form of a variable-pitch propeller. 10. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, или 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из воздушных движителей выполнен в виде винта в кольце.10. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 8, characterized in that at least one of the air propellers is made in the form of a screw in the ring. 11. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, или 8, отличающийся тем, что он оснащен двумя нагнетателями, выполненными в виде осевых вентиляторов, входной патрубок которых направлен в сторону носа аппарата на воздушной подушке.11. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 8, characterized in that it is equipped with two superchargers made in the form of axial fans, the inlet of which is directed towards the nose of the apparatus on the hovercraft. 12. Аппарат на воздушной подушке по п.1, или 2, или 3, или 4, или 8, отличающийся тем, что двигатель соединен посредством трансмиссии, по меньшей мере, с одним воздушным движителем для создания тяги и с одним или более нагнетателями для создания воздушной подушки, при этом трансмиссия передачи крутящего момента на валы каждого из воздушных движителей и каждого из нагнетателей содержит ременную передачу.12. The hovercraft according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 8, characterized in that the engine is connected via a transmission to at least one air propulsion device to create traction and with one or more superchargers for creating an air cushion, while the transmission of torque transmission to the shafts of each of the air propellers and each of the superchargers contains a belt drive.