АППАРАТ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ

Описание полезной модели. Аппарат на воздушной подушке.
Заявляемая полезная модель относится к амфибийным транспортным средствам на воздушной подушке с совмещенной движительно-нагнетательной силовой установкой. Аппараты, имеющие совмещенную движительно-нагнетательную силовую установку с единым вентилятором для создания пропульсивной тяги и давления в воздушной подушке, отличаются простотой конструкции и более высокой надежностью.
Аналогом предлагаемой полезной модели можно считать аппарат на воздушной подушке типа «Север-4 (см. промышленный образец № 43643, от 24.05.93г. 3. 93020878 МКПО 12-14.Полезные модели. Промышленные образцы № 8, 1997г., и патент № 2092345 от 10.10.97г. Бюл. № 28).
Этот аппарат содержит платформу с закругленной носовой частью, снабженную боковым пневмобаллонным ограждением воздушной подушки с передней и задней гибкими завесами; совмещенную движительно-нагнетательную силовую установку, размещенную в носовой части платформы, с кольцевым ограждением воздушного винта; с воздухозаборным отверстием под винтом для направления части воздушного потока в подкупольное пространство для создания воздушной подушки и размещенной внутри воздухозаборника поворотной заслонки для частичного перераспределения потока воздуха в переднюю или заднюю зоны воздушной подушки. Недостатками аппарата - аналога являются;
- значительное снижение эффективной тяги силовой установки и увеличение шума в кабине экипажа из-за обдувки корпуса струей от винта; дестабилизирующее действие переднерасположенного воздушного винта и кольцевого обтекателя на путевую устойчивость движения аппарата, приводящее к необходимости наличия хвостового вертикального оперения большей площади и веса;
высокая вероятность повреждения воздушного винта при передвижении аппарата по заросшей кустарником и камышом поверхности; ограниченный обзор из кабины из-за затенения кольцевым кожухом передней полусферы и забрызгивания остекления кабины экршажа; повышенная опасность транспортного средства с расположенными в носовой части быстро вращающимися лопастями для окружающих при возможном столкновении;
-невозможность использования заслонки для перекрытия воздухозаборника воздушной подушки и использования всей тяги винта для создания пропульсивной силы из-за наличия фиксированного воздухозаборника; пониженная управляемость при движении аппарата на воздушной подушке по наклонной поверхности ввиду отсутствия предотвращающей боковое скольжение силы;
невозможность установить для различных режимов движения аппарата оптимальные соотношения расходов потоков воздуха, направляемых на создание воздушной подушки и пропульсивной тяги с целью повышения проходимости или увеличения крейсерской скорости и снижения расхода топлива;
Известен аппарат на воздушной подушке, имеющий платформу с боковым пневмобаллонным ограждением, гибкими хвостовой и носовой завесами воздушной подушки, совмещенную движительно-нагнетательную силовую установку, расположенную в хвостовой части платформы, с воздушным винтом в кольцевом ограждении и воздзосозаборником нагнетательного тракта для подачи воздуха от винта в подкупольное пространство, типа «ЛАПВ-ОЗ, принятый в качестве прототипа, (см. «Катера и яхтьо № 6, 1989г.).
Аппарат-прототип из-за наличия фиксированного воздухозаборника имеет следующие недостатки:
невозможность перераспределения воздушных потоков от винта,
направляемых в подкупольное пространство и для создания пропульсивной
тяги с целью повышения проходимости аппарата через препятствия на малой
скорости или увеличения максимальной скорости над относительно роьной
поверхностью;
низкое давление в воздушной подушке вследствие применения в качестве
нагнетательного и тягового вентилятора винта большого диаметра без
профилированного кольцевого обтекателя;
повышенный уровень шума от винта, не имеющего развитого кольцевого
ограждения;
-низкие управляемость и безопасность при движении аппарата на воздушной подушке по наклонной поверхности ввиду отсутствия предотвращающей боковое скольжение силы;
невозможность использовать максимальную развиваемую винтом тягу, например, для преодоления заснеженного подъема, при буксировании по воде на малой скорости;
возможность попадания пыли, песка, мелких камней, снежных частиц, водяных брызг, поднимаемых струями воздуха из подушки, на кабину экипажа и в салон, на конструкцию, а также на лопасти винта, например, при запуске двигателя или при страгивании катера с места.
Целью разработки предлагаемой полезной модели является повышение проходимости аппарата по пересеченной местности, увеличение максимальной скорости движения, снижение расхода топлива и повышение экономичности.
Цель достигается тем, что аппарат, содержащий платформу с бортовым пневмобаллонным ограждением и гибкими носовой и хвостовой завесами воздушной подушки, расположенную в хвостовой части платформы совмещенную движительнонагнетательную силовую установку с воздушным винтом в кольцевом обтекателе и поворотными рулями, снабжен регулируемым воздухозаборником нагнетательного тракта, выполненным в виде клапана, состоящего из двух створок, шарнирно закрепленных на кольцевом обтекателе и связанных между собой, причем передняя кромка каждой створки имеет вогнутость в вертикальной плоскости, радиус которой не меньше радиуса внутренней поверхности кольцевого обтекателя.
Наличие регулируемого воздухозаборника нагиетательного тракта позволяет: оптимизировать на различньгс режимах движения аппарата соотношение воздушных потоков от винта, направляемых в подкупольное пространство, и для создания пропульсивной тяги, что позволяет либо повысить максимальную скорость движения, либо увеличить высоту парения аппарата над неровной поверхностью для повышения его проходимости; обеспечить возможность безопасного перемешения аппарата вдоль склонов, в том числе заснеженных, без бокового скольжения;
повысить маневренность аппарата при движенрш по водной, ледовой и заснеженной поверхностям.
На фиг. 1 - показан общий вид аппарата.
Предлагаемая полезная модель состоит из:
-платформы (1) с закрытой кабиной экипажа (10);
боковых надувных пневмобаллонов (2) из высокопрочных полимерных материалов;
-носовой (3) и хвостовой (4) гибких тканевьис завес;
-совмещенного движительно-нагнетательного комплекса с кольцевым профилированным обтекателем (5) воздушного винта (6), регулируемым воздзосозаборником (7) и створками (11) нагнетательного тракта; вертикальных (8) и горизонтальных (9) рулей;
-привода регулируемого воздухозаборника с дистанционным управлением (12) Привод (12) (см. фиг.2) обеспечивает синхронный поворот створок (11) в
вертикальной плоскости с помощью тяг (13) и рычагов (14), изменяя таким образом площадь входного сечения воздухозаборника нагнетательного тракта. Причем, с уменьшением входного сечения воздухозаборника соответственно увеличивается площадь открытого сечения за воздушным винтом и возрастает пропульсивная тяга. При полном закрьггии воздухозаборника вся мошность двигателя используется на создание тяги.
Выполнение передних кромок створок (11) воздухозаборника вогнутыми в вертикальной плоскости с радиусом не меньше радиуса внутренней поверхности кольцевого обтекателя (5) позволяет минимизировать искажение его формы в закрытом положении створок и повышает коэффициент полезного действия винта. Таким образом, уменьшая до минимального значения площадь сечения воздухозаборника при движении в крейсерском режиме, водитель достигает повышение максимальной скорости и снижение расхода топлива.
Кольцевое ограждение винта в виде развитого профилированного кольцевого обтекателя обеспечивает повышение тяги силовой установки, а также снижает уровень шума.
В процессе запуска двигателя, когда возможен кратковременный неконтролируемый выход на высокие обороты двигателя и винта, створки воздухозаборника нагнетательного тракта могут быть полностью перекрыты с целью исключения поступления потока воздуха от винта в подкупольное пространство, что предотврашает подьем пыли, песка, твердых частиц струями воздуха из-под корпуса, а также самопроизвольное страгивание аппарата с места.
При движении аппарата по неровной поверхности водитель с помошью дистанционного управления увеличивает угол отклонения створок воздухозаборника (7) нагнетательного тракта. Это приводит к возрастанию расхода воздуха от воздушного винта в подкупольное пространство и увеличению высоты подьема аппарата над неровностями, что повьш1ает его проходимость и снижает перегрузки, возникаюшие при преодолении препятствий, или движении по неровной поверхности.
Для обеспечения надежного и безопасного движения вдоль заснеженных склонов водитель аппарата, опуская створку воздухозаборника нагнетательного тракта, достигает такой степени разгрузки аппарата воздушной подушкой, которая обеспечивает создание боковых сил сопротивления на бортовых пневмобаллонах, способных удержать аппарат от соскальзывания по склону.
При движении на подъем по заснеженному склону водитель может полностью перекрыть отбор воздуха в подкупольное пространство и обеспечить максимальную пропульсивную тягу для увеличения предельного угла подъема.
Подобные действия могут применяться для уменьшения радиуса разворота на водной и снежно-ледовой поверхностях.
При выходе аппарата на относительно POBHJTO поверхность водитель дистанционно уменьшает угол отклонения створок воздухозаборника нагнетательного тракта, при этом увеличивается пропульсивная тяга и возрастает скорость движения аппарата, а также снижается километровый расход топлива.
Авторы:
Серьезнов А.Н. Мельников В.М. МымринВ.А.