ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область применения
Полезная модель относится к машиностроению и может найти применение в транспортных средствах, предназначенных для передвижения как по снежной, так и по водной поверхности.
Предшествующий уровень техники
Отношение силы тяги или просто тяги, к мощности двигателя является основным показателем для аэросаней. Чем больше этот показатель, тем эффективнее данная конструкция. То есть, меньше затрат на топливо, возможность развивать большую скорость, увеличить грузоподъемность, преодолевать крутые подъемы.
Воздушный винт преобразует подведенным крутящим моментом окружающий воздух в опорный реактивный поток, при этом мощность ила сила тяги повышается из-за большого количества отбрасываемого воздуха при увеличенном поперечном сечении реактивного воздушного потока. При увеличении площади поверхности о метаемую лопастями винта увеличивается тяга создаваемая винтом. Площадь поверхности о метаемую лопастями винта можно увеличить, увеличив диаметр винта, но тогда возникнет необходимость поднять ось вращения винта выше. Это в свою очередь приведет к усложнению конструкции трансмиссии. Увеличение диаметра ограничено окружной скоростью и прочностью винта. Два винта, даже с частичным перекрытием, создадут большую тягу, чем один и попутно решают сразу несколько проблем. Одна из серьезных проблем, заключается в том, что при вращении винта создается реактивный крутящий момент, что вызывает поперечный крен корпуса во время движения. Вопрос решается, разнонаправленным вращением винтов, но тогда существенно усложняется трансмиссия.
Известен соосный воздушный винт, представляющий собой два встречно вращающихся внешнего и внутреннего винта (Политехнический словарь, Москва, 1977, Издательство Советская Энциклопедия, стр. 73, 86)
Недостатком предложенного решения является то, что привод соосного воздушного винта представляет собой объединенный механизм двух самостоятельных приводов, что неизбежно приводит к увеличению его массы и сложности. Это обстоятельство делает применение соосного воздушного винта ограниченным.
Известны аэросани-амфибия (патент RU 2141425 МПК В62М 27/00 опубл. 20.11.1999), которые содержат корпус, воздушный винт, приводимый двигателем. Воздушный винт является тянущим и установлен в передней части корпуса с отрицательным углом атаки к набегающему потоку и выполнен с возможностью изменения угла атаки. В передней части установлен дополнительный тянущий винт, имеющий противоположное направление вращения по отношению к первому, при этом оба тянущих винта выполнены с шагом, изменяемым от управления мощностью двигателей, рулевого управления и управления тормозом. Винты установлены с перекрытием, и их обороты синхронизированы посредством редукторов, связанных синхронизирующим валом.
Недостатком данного технического решения является разнонаправленное вращение винтов, усложняющее трансмиссию, что приводит к увеличению стоимости изделия и сложному техническому обслуживанию. К тому же в зоне перекрытия лопасти работают при увеличенных осевых скоростях. Взаимное индуктивное влияние винтов потребует дополнительную мощность, необходимую на их вращение при
Техническая задача заключается в создании двухвинтового движителя, позволяющего уменьшить габаритную ширину.
Технический результат, который достигается с помощью предложенного решения, заключается в увеличение силы тяги при той же мощности, в сравнении с одним винтом.
Отношение силы тяги или просто тяги, к мощности двигателя является основным показателем для аэросаней. Чем больше этот показатель, тем эффективнее данная конструкция. То есть, меньше затрат на топливо, возможность развивать большую скорость, увеличить грузоподъемность, преодолевать крутые подъемы.
Технический результат достигается тем, что в двухвинтовом движителе, включающем воздушные винты, выполненные с перекрытием, двигатель, согласно предложенному решению, винты выполнены с односторонним вращением и сочлененны V-образным зубчатоременным редуктором, при этом максимальный коэффициент перекрытия
,
где: l - расстояние между центрами винтов;
r - радиус винтов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид транспортного средства с дыухвинтовой системой движителя, на фиг. 2 - кинематическая схема устройства, на фиг. 3 - два винта с перекрытием и однонаправленным вращением.
Устройство включает первый и второй воздушные винты 1 и 2, сочлененные V-образным зубчатоременным редуктором 3, снабженным компенсирующей муфтой 4. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 5 для приведения воздушных винтов 1 и 2 во вращение. Осуществление полезной модели Крутящий момент от ДВС 5 передается к нижнему валу зубчатоременного редуктора 3 через компенсирующую муфту 4, допускающую перекос осей валов до 3° и радиальное смещение до 1,5 мм. Относительный угол закручивания муфты 4 при действии номинального вращающего момента достигает до 15°. Нижний вал зубчатоременного редуктора 3, через два зубчатых ремня редуктора 3 передает дальше крутящий момент через два верхних его вала к первому и второму воздушным винтам 1 и 2, у которых плоскости вращения смещены относительно друг друга на 300 мм. Винты 1 и 2 расположены с перекрытием 6 и одно направленным вращением. Коэффициент перекрытия, например, при l=1150 и l=1020 составил 1,127.
Лопасти первого воздушного винта 1 отбрасывают воздух назад (винт толкающий) одновременно закручивая его по ходу вращения и создавая реактивный крутящий момент в противоположную сторону. В зоне перекрытия воздушных винтов 1 и 2 вектор скоростей лопастей первого и второго воздушных винтов 1, 2, имеют противоположные направления. Следовательно они вычитаются и эффект взаимного индуктивного влияния винтов 1, 2 друг на друга значительно ослабевает, дополнительной мощности для сохранения тяги не требуется. Кроме того лопасть второго воздушного винта 2, которая находится в зоне перекрытия частично берет на себя функцию спрямляющего аппарата и раскручивает реактивный поток воздуха создаваемый первым воздушным винтом 1. Образуется плечо равное расстоянию между концами лопастей первого и второго воздушных винтов 1, 2 в зоне перекрытия по линии, соединяющей их центра вращения. На этом плече создается пара сил, которая создает крутящий момент, имеющий противоположное направление к крутящему моменту, создаваемому воздушными винтами 1, 2. Таким образом, компенсируется поперечный крен корпуса.