УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУКСИРОВКИ ЛЫЖНИКА
SLIER TOWING DEVICE

Изобретение относится к области индивидуальных транспортных средств и может быть использовано для передвижения по снегу.
Известно устройство для придания тяги лыжнику, содержащее двигатель с воздушным винтом. Устройство вешается на лыжника так, чтобы оно находилось в области таза лыжника (патент США №5222569, МПК: А63С 5/08, 1993 г.).
Недостатком известного устройства является то, что лыжник несет на себе большую нагрузку от устройства, а также то, что не позволяет устойчиво сохранять направление силы тяги, например , в случае какого-либо случайного наклона лыжника направление силы тяги создаваемой устройством, также изменяет направление, хотя лыжнику нужно двигаться в ранее заданном направлении.
Известно устройство для приведения в движение спортсмена, содержащее раму, двигатель и прикрепленный к раме толкатель в виде штанги, предназначенный для взаимодействия со спортсменом. Движитель в виде ротора с поперечными планками или двух пар колес, соединенных гусеницами, установлен на штанге и соединен с двигателем (патент Германии №3544688, МПК: А63С 5/08, 1987 г.).
Недостатком известного устройства является то, что тяга зависит от рельефа грунта, например подпрыгнув на кочке транспортное средство перестанет перемещать лыжника, так как связь грунт-гусеница исчезает, а при приземлении толкнет потерявшего скорость лыжника. Также зависимость тяги от положения толкателя в виде штанги: при выравнивании штанги относительно поверхности снега способность к зацеплению ухудшается, так как уменьшается суммарная сила давления ротора на снег (чем более перпендикулярно к поверхности снега штанга, тем большая часть веса лыжника перейдет на ротор). Кроме того, при движении под уклон, позволяющее лыжнику ускориться, ротор станет тормозом. Также имеются значительные потери на трение в трансмиссии, на уплотнение снега, а также то, что из-за наличия трансмиссии с увеличением скорости неизбежно падает тяга.
Известно тянущее устройство для лыжника, содержащее раму, двигатель и прикрепленный к раме толкатель, предназначенный для взаимодействия с лыжником. Движитель выполнен в виде ротора, приводимого в действие двигателем (патент США №4096919, МПК: В62М 27/02, 1978 г.).
Недостатком известного устройства является то, что в конструкции устройства создаваемая тяга зависит от рельефа грунта, например подпрыгнув на кочке транспортное средство перестанет перемещать лыжника, так как связь грунт-гусеница исчезает, а при приземлении толкнет потерявшего скорость лыжника. Также существует зависимость тяги от положения толкателя в виде штанги: при выравнивании штанги относительно поверхности снега способность к зацеплению ухудшается, так как уменьшается суммарная сила давления ротора на снег (чем более перпендикулярно к поверхности снега штанга, тем большая часть веса лыжника перейдет на ротор). Кроме того, при движении под уклон, позволяющее лыжнику ускориться, ротор станет тормозом. Также имеются значительные потери на трение в трансмиссии, на уплотнение снега, а также то, что из-за наличия трансмиссии с увеличением скорости неизбежно падает тяга.
Известно индивидуальное транспортное средство для перемещения лыжника по снегу, содержащее раму с прикрепленной к ней лыжей, двигатель, установленный на раме, и прикрепленный к ней толкатель в виде штанги, предназначенный для взаимодействия с лыжником. Движитель выполнен гусеничным, в котором для обеспечения лучшего сцепления с покровом на цепи закреплены металлические зацепы (патент на полезную модель РФ №101684, МПК: В62М 27/02, B62D 55/07, А63С 5/08, 2011 г., ближайший аналог). Недостатком известного транспортного средства является то, что на рыхлом глубоком снегу транспортное средство повиснет на своей лыже, выгребая из под себя снег гусеницей. Также тяга зависит от рельефа грунта, например подпрыгнув на кочке транспортное средство перестанет перемещать лыжника, так как связь грунт-гусеница исчезает, а при приземлении толкнет потерявшего скорость лыжника. Также существует зависимость тяги от положения толкателя в виде штанги: при выравнивании штанги относительно поверхности снега способность к зацеплению ухудшается, так как уменьшается суммарная сила давления гусеницы на снег (чем более перпендикулярно к поверхности снега штанга, тем большая часть веса лыжника перейдет на гусеницу). Кроме того, при движении под уклон, позволяющее лыжнику ускориться, гусеница станет тормозом. Также имеются значительные потери на трение в трансмиссии, на уплотнение снега, а также то, что из-за наличия трансмиссии с увеличением скорости неизбежно падает тяга. Также имеется довольно большой вес устройства и его габаритов из-за наличия трансмиссии и гусеницы.
В основу изобретения поставлена задача создания устройства для буксировки лыжника на основе воздушного винта, при выполнении которой обеспечивается устойчивое поддержание направления силы тяги, создаваемого воздушным винтом, не зависимое от положения лыжника. Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, состоит в обеспечении стабильной тяги на всех скоростях движения устройства, отсутствии необходимости придавливать устройство к поверхности снега весом лыжника, снижении силы сопротивления устройству при движении, удобство транспортировки из-за меньшего веса и габаритов, улучшении управляемости устройством за счет устойчивого поддержания направления силы тяги, не зависящего от положения лыжника.
Для достижения указанного выше технического результата устройство для буксировки лыжника, содержащее раму с прикрепленной к ней лыжей, двигатель, закрепленный на раме, прикрепленный к раме толкатель в виде штанги, предназначенный для взаимодействия с лыжником, согласно изобретению снабжено воздушным винтом, соединенным с двигателем, не менее чем одной дополнительной лыжей, прикрепленной к раме, ось толкателя в виде штанги установлена соосно оси воздушного винта.
Снабжение устройства для буксировки лыжника воздушным винтом, соединенным с двигателем, не менее чем одной дополнительной лыжей, прикрепленной к раме, установка оси толкателя в виде штанги соосно оси воздушного винта обеспечивает:
устойчивое поддержание направления силы тяги независимо от положения лыжника, так как лыжник не связан с устройством для буксировки,
стабильную тягу на всех скоростях движения устройства, так как создается постоянная сила тяги воздушным винтом независимо от нарушения контакта устройства с поверхностью грунта,
отсутствие необходимости придавливать устройство к поверхности снега лыжником,
малый вес и габариты устройства.
Снабжение устройства не менее чем одной дополнительной лыжей, прикрепленной к раме, то есть выполнение устройства с не менее чем двумя лыжами позволяет устройству устойчиво перемещаться по поверхности снега.
Установка оси толкателя в виде штанги соосно оси воздушного винта обеспечивает передачу усилия, создаваемого силой тяги, от воздушного винта непосредственно к лыжнику без создания опрокидывающего момента.
Устройство для буксировки лыжника может быть выполнено так, что рама выполнена с кольцевым ограждением закрепленным на раме, что позволяет защитить лыжника и окружающих людей от вращающегося воздушного винта, а воздушный винт от случайных препятствий.
Устройство для буксировки лыжника может быть выполнено так, что цилиндрическое ограждение выполнено сплошным в виде обтекателя, что позволяет улучшить КПД воздушного винта и понизить шумность за счет снижения потерь на концах воздушного винта.
Устройство для буксировки лыжника может быть выполнено так, что на конце толкателя в виде штанги закреплена рукоятка в виде половины дуги окружности, что позволяет лыжнику удобно управлять устройством.
Устройство для буксировки лыжника может быть выполнено так, что на рукоятке напротив толкателя в виде штанги закреплен узел крепления в виде петли, предназначенный для соединения с ремнем или специальной обвязкой лыжника, и центр отверстия петли расположен на оси воздушного винта, что позволяет удобно взаимодействовать лыжнику с устройством без создания опрокидывающего момента.
На фиг.1 изображено устройство для буксировки лыжника с цилиндрическим ограждением, общий вид; на фиг.2 - устройство для буксировки лыжника с цилиндрическим ограждением, вид сбоку; на фиг.3 - устройство для буксировки лыжника с цилиндрическим ограждением, вид сверху; на фиг.4 - устройство для буксировки лыжника с кольцевым ограждением, вид спереди; на фиг.5 - вид по В на фиг.1; на фиг.6 - устройство для буксировки лыжника без цилиндрического ограждения, общий вид; на фиг.7 - устройство для буксировки лыжника с кольцевым обтекателем, общий вид; на фиг.8 - устройство для буксировки лыжника с кольцевым обтекателем, вид спереди; на фиг.9 - сечение С на фиг.8.
Устройство для буксировки лыжника содержит раму 1 (Фиг.5) с прикрепленными к ней не менее чем двумя лыжами 2. Двигатель 3 закреплен на раме 1, воздушный винт 4 соединен с двигателем 3. Толкатель 5 в виде штанги прикреплен к раме 1 и предназначен для взаимодействия с лыжником. Ось 15 толкателя установлена соосно оси 6 воздушного винта 4. В качестве двигателя 3 может использоваться бензиновый мотор, соединенный гидравлически с бензобаком 7. Каждая лыжа 2 прикреплена рычагом 8 к раме 1. Каждый рычаг 8 соединен с рамой 1 амортизатором 9.
Рама 1 может быть выполнена с кольцевым ограждением 10 (Фиг.1), закрепленным на раме 1 и предназначенным для ограждения области вращения воздушного винта 4.
Кольцевое ограждение 10 может быть выполнено сплошным в виде кольцевого обтекателя 14 (Фиг.7).
На конце толкателя 5 в виде штанги может быть закреплена рукоятка 11 в виде половины дуги окружности. На конце толкателя 5 в виде штанги может быть закреплена опорная рукоятка (на чертежах не показана), передающая усилие на нижнюю часть туловища, например выполненная, как указано в патенте на полезную модель РФ №101684, 2006 г. На рукоятке 11 напротив толкателя 5 в виде штанги может быть закреплен узел крепления 12 в виде петли (Фиг.5), предназначенный для соединения с ремнем или специальной обвязкой лыжника. Центр отверстия петли расположен на оси 6 воздушного винта 4.
Управление устройством для буксировки лыжника осуществляется рукояткой управления газом 13, установленной на рукоятке 11.
Лыжник присоединяет свой ремень или специальную обвязку к узлу крепления 12 в виде петли. Нажимает рукоятку управления газом 13 и включает двигатель 3. Запускается воздушный винт 4 и устройство для буксировки лыжника начинает движение вперед под действием силы тяги, создаваемой воздушным винтом 4, подталкивая лыжника вперед. Установка оси толкателя 5 в виде штанги соосно оси 6 воздушного винта 4 обеспечивает передачу усилия, создаваемого силой тяги, от воздушного винта 4 непосредственно к лыжнику без создания опрокидывающего момента.
Кольцевое ограждение 10 позволяет защитить лыжника и окружающих людей от вращающегося воздушного винта 4, а воздушный винт 4 от случайных препятствий. Кольцевой обтекатель 14 позволяет улучшить КПД воздушного винта и понизить шумность за счет снижения потерь на концах воздушного винта 4.
Рукоятка 11 в виде половины дуги окружности позволяет лыжнику удобно управлять устройством, держась за нее руками.
Закрепление узла крепления 12 в виде петли на ремне или специальной обвязкой лыжника и расположение центра отверстия петли на оси 6 воздушного винта 4 позволяет удобно взаимодействовать лыжнику с устройством без создания опрокидывающего момента на лыжника.