ПЛАВСРЕДСТВО ДЛЯ РАЗВЛЕЧЕНИЯ НА ВОДЕ
ENTERTAINMENT WATERCRAFT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к судостроению, в частности к развлекательным плавсредствам человека по воде, и может быть использовано в качестве личного использования, так и в организациях, занимающихся досугом населения или обучением молодежи техническим видам спорта на воде.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В известном техническом решении (патент ПМ, RU №62373) отмечено, что в настоящее время в связи с широким развитием спортивных водномоторных средств, представленного скутерами, спортивными водными мотоциклами для гонок и фигурного катания, мощными сверхскоростными моторными лодками, и ВМС общехозяйственного назначения - лодками с подвесными и стационарными моторами, туристическими катерами и амфибиями, плавающими внедорожными мотоциклами на шинах низкого давления стали востребованы.
Отсюда все они должны обладать улучшенными эксплуатационными качествами, что позволяет обеспечить разнообразный и активный отдых на воде.
Однако следует отметить, что в настоящее время большое распространение должны иметь такие плавсредства, которые могли бы проходить ограниченные пространства в узких протоках рек и водохранилищах и связанные с мелководьем. В таких ситуациях неизбежны повреждения, потеря хода, а это ведет к применению мускульной силы человека или группы людей - все это также связано с дискомфортом и травмопасностью.
В связи с этим нужны новые технические решения, устраняющие вышеописанные недостатки.
Известны производимые промышленностью скоростные ВМС спортивно-развлекательного назначения: скутеры и водные мотоциклы (Большой политехнический энциклопедический словарь. Научное изд-во «БРЭ», М., 2000 г., стр. 127, 487).
Известны мотоциклы-внедорожники на шинах низкого давления, на которых можно перемещаться по воде с низкой скоростью с целью преодоления водной преграды (Мотовездеход ИЖ-6. 921-010, производства Ижевского маш. завода).
Известно также средство для перемещения человека по воде с использованием доски для виндсерфинга с движителем, приводимым в действие усилием ног человека (Доска с приводом в виде ласты от мускульной силы). Англия, патент №1304397 от 24.04.1970. НПК В 7 У. МПК: В63Н, 16/10).
Известен ВМС в виде лодок и катеров с подвесными лодочными моторами, на которых осуществляется процесс обучения вождению ВМС, как и спортивно-оздоровительные мероприятия (Моторные лодки и катера. БЭС, том 28. Изд-во БСЭ, 1954, стр. 456).
Однако общим их недостатком являются высокая стоимость, нецелесообразность использования для процесса обучения навыкам вождения ВМС, т.е. в зависимости от их назначения - по воде или по суше. Другим основным недостатком является то, что все известные средства недостаточно приспособлены к маневрированию - это касается ограниченного пространства в узких протоках рек и на мелководье, возникают трудности в перевозке на новое место с помощью автомобиля, занимающего небольшое пространство. Кроме того, все эти устройства крепятся непосредственно к транцу лодки или помещаются на самом плавсредстве непосредственно в специальной выемке, что повышает себестоимость и вес плавсредства, усложняет его эксплуатацию и управление, при этом для них требуются специальные крепежные места на плавсредстве, в результате чего необходимы соизмеримые места крепления в монтажно-установочных работах перед пуском в эксплуатацию, при этом отсутствует тяговое усилие непосредственно контактной связи, например корпус с корпусом плавсредства. Кроме того, невозможность снятия с мели плавсредства, которое проходит по мелководью, при этом во многих случаях известных технических решений присутствуют выступающие части (элементы), погруженные в толщу воды, и связанные с этим дополнительные сопротивления воды и травмоопасность.
Известно также реактивное средство, содержащее водное средство с двигателем, соединенное через трубу-отвод и основной напорный рукав с узлом деления общего напора воды, связанным с основными соплами и ручными соплами, причем на узле деления общего напора воды установлено основание с закрепленным на нем приспособлением для фиксации человека (Патент RU №2490162, В63В 35/00 от 20.08.2013).
Недостатком известного реактивного водного средства является усложненная конструкция, большая стоимость, усложнение ее эксплуатации и управление, что ведет к ухудшению эксплуатационных качеств, и невозможность использования для плавсредства-буксира.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой является учебно-развлекательный водный мотоцикл, содержащий плавучий корпус с установленным на нем навесным лодочным мотором, предпочтительно малой мощности, в качестве плавучего корпуса использована доска типа доски от виндсерфинга, в задней части которой выполнена выемка для размещения лодочного мотора с консольной рукояткой управления и узла его крепления к корпусу, а на наружной поверхности передней части посредством узла крепления установлена жесткая стойка для удержания за нее свободной от управления рукой стоящего на доске водного мотоцикла (Патент, ПМ, RU №62373, В63В 35/73 от 10.04.2007).
Недостатком известного учебно-развлекательного водного мотоцикла является усложнение конструкции плавсредства, в частности необходимо специальное место крепления мотора в выемке непосредственно в задней части плавсредства, недостаточная маневренность по мелководью и в узких протоках рек, сложность перевозки (сборка и разборка) на другое место с использованием автомобиля, а также значительно ухудшает эксплуатационные качества, при этом отсутствует возможность использования, например, плавсредства-буксира, связанного с устройством самостоятельной плавучести из дискообразного корпуса в качестве применения на нем импеллера в виде нагнетательного устройства в режиме компрессора.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей заявляемого изобретения является устранение упомянутых недостатков: обеспечение устойчивости самостоятельного плавучего устройства, использование сжатого воздуха от импеллера, уменьшение сопротивления корпуса плавучего устройства за счет максимального использования сжатого воздуха, выходящего из сопла импеллера под давлением на выходе, и улучшение эксплуатационных качеств плавсредства. Данная задача решается посредством обеспечения относительной простоты его практической реализации и устройства тяговой силы, обладающего лучшей проходимостью и лучшей управляемостью в данных конкретных водных условиях при организации отдыха на реках и озерах, а также на мелководье последних.
Технический результат - получение сжатого воздуха на выходе из сопла импеллера в атмосферу и управление водовоздушным потоком, а также удобство обслуживания, ремонтопригодности и производительности такого транспортного средства для плавсредства-буксира.
Указанный технический результат достигается тем, что в плавсредстве для развлечения на воде, содержащем плавучий корпус, мотор малой мощности, в качестве плавучего корпуса использована доска типа доски от виндсерфинга, консольная рукоятка управления, узел крепления к корпусу, а на наружной поверхности передней части плавсредства узла крепления установлена жесткая стойка для удержания на ней свободной от управления рукой стоящего на доске, в виде плавсредства, в качестве движителя используют малой мощности импеллер в виде нагнетательного устройства в режиме компрессора и создают гидродинамическую струю, выходящую из сопла импеллера, при этом устройство выполнено самостоятельной плавучести из дискообразного корпуса с плотно охватывающей кольцеобразной камерой в виде замкнутого тора, заполненного газом, а сопло импеллера размещено на днище дискообразного корпуса в задней части.
Кроме того, устройство самостоятельной плавучести выполнено с возможностью управления тяги в виде сжатого воздуха со стороны сопла импеллера с помощью руля, соединенного с рукояткой управления и соединенного с реверс-редуктором.
Кроме того, устройство самостоятельной плавучести со стороны передней части дополнительно связано с корпусом плавсредства-буксира с помощью сцепки для контакта с кранцевой защитой плавсредства-буксира.
Кроме того, в качестве управления рулем можно использовать дистанционный пульт управления, который расположен на пласредстве-буксире.
Анализ известных устройств плавсредства для развлечения на воде с предложенными элементами позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками заявляемого устройства, что соответствует критерию «изобретательский уровень».
В этом случае плавсредство для развлечения на воде становится устойчивым для плавающего корпуса малой мощности и на поворотах. При этом импеллер может занимать и горизонтальное (плоское) положение по отношению к самостоятельному плавучему дискообразному корпусу, а наличие, например же, узла из зубчатой горизонтальной рейки резко снижает усилия для управления рулем в движении плавсредства для развлечения на воде, как в реках, узких ее проходов, так и в прудах, соответственно и по мелководью у берега. Сохраняется высоконапорное давление воздуха, выходящего из сопла при движении плавсредства, что дает возможность снизить применения малой мощности импеллера в целом, использующего газодинамическую струю воздуха высокого давления и сохранения его, когда плавсредство движется в целом.
Таким образом, плавсредство-буксир любой конструкции (резиновая лодка, доска, спасательный плот и т.п.) можно корпус с наружной стороны плотно охватывать кранцевую защиту сцепки толкающего устройства, выполненного самостоятельной плавучести из дискообразного корпуса, оснащенного работающим движителем в виде импеллера. При этом это дает возможность сохранить при движении плавсредства в стабилизирующем горизонтальном положении для заданной скорости, что не дает также в целом им перевернуться, так как сам самостоятельный плавучий дискообразный корпус придает ему горизонтальное устойчивое движение при работающем импеллере и расположении его сопла в концевой части дискообразного корпуса, и позволяет использовать его плавно скользить на мелководье по воде, болотистой местности, глубокой воде при условии соблюдения скоростного режима, в частности, в развлекательных средствах с движителями в виде импеллера. Управление рулем может быть выполнено с помощью дистанционного пульта управления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показано плавсредство для развлечения на воде, в котором используется устройство импеллера для толкающего самостоятельной плавучести корпуса, вид сверху; на фиг. 2 показан вид спереди импеллера сверху (подключение к двигателю не показано для упрощения чертежа); на фиг. 3 показано место расположения тяги со щитком руля сзади сопла импеллера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Плавсредтво для развлечения на воде содержит плавающий корпус 1, типа доски для виндсерфинга с задней частью 2 с кранцевой защитой со сцепкой 3. на надводной поверхности доски в передней части закреплена посредством узла крепления 4 жесткая стойка 5 для удержания за нее свободной от управления рукой стоящего на доске водного плавсредства-буксира 1. Стойка 5 имеет возможность продольного перемещения в узле крепления 4, за счет, например, установки ее нижнего направляющего выступа в продольном пазу крепежной накладки с последующей фиксацией зажимом (на чертеже не показаны).
Для предотвращения опрокидывания плавсредства-буксира 1 с каждой из боковых сторон его установлен узел от опрокидывания и защиты от столкновения, выполненный в виде боковых поплавков 6, закрепленных на овальных откидных дугах 7, закрепленных к плавсредству-буксиру 1 при помощи петель 8 с фиксаторами (на чертеже не показаны). Полости дуг 7 снабжены натянутыми защитными, например из капрона, сетями (не показаны).
Самостоятельное плавучее устройство имеет выполненный в форме диска 9 из плавучего материала, который плотно охватывает кольцеобразная камера в виде замкнутого тора 10, заполненного сжатым воздухом (газом) или, например, выполненного из пенопласта.
В выемке корпуса диска 9 крепится устройство создания сжатого воздуха для перемещения дискообразного корпуса 9 с тягой в виде импеллера 11 (двигатель не показан) с соплом 12 в задней части диска 9, что согласуется в целом с работой плавсредства 1 для контакта с помощью сцепки 3 передней части корпуса диска 9. Регулируя обороты импеллера 11, регулируют также давление подачи воздуха в сопло 12, при этом можно уменьшить мощность применения импеллера 11. Рукоятка управления 13 может быть выполнена регулируемой по длине за счет боковых тяг, выполненных телескопическими с фиксацией в необходимом положении зажимным устройством (не показаны). Кроме того, рукоятка 13 может быть выполнена связью с помощью применения конструкции реверс-редуктора (узел 14), состоящего из горизонтальной рейки (не показано), выполненной поверху в виде зубчатых выступов (аналогично рулю автомобиля), узел которой связан тягой с поворотным щитком руля 15, закрепленным со стороны непосредственно после сопла 12. Таким образом, сопло 12 импеллера 11 дает своим положением возможность для свободного и сжатого прохода воздушного потока воздуха в виде водовоздушного потока сзади плавающего корпуса диска 9 и выхода пневмопотока в атмосферу. Кроме того, щиток руля 15 расположен напротив сопла 12, и нижний конец его расположен в воде, а вместе он связан в одно целое устройство рукоятки 13 через реверс-редуктор 14 с возможностью поворота руля 15 снаружи относительно задней части дискообразного корпуса 9. Такая связь руля 15 обеспечивает как полное закрытие сопла 12 при остановке двигателя с импеллером 11, и одновременно тормозит движение плавсредство в целом, а также позволяет увеличить возможность управляемость тяговой силой дискообразного корпуса 9 по заданному радиусу поворота всего плавсредства. Площадь щитка руля 15 выбрана таким образом, чтобы использовать при движении по воде тяговую силу, лучшую маневренность плавсредства и его динамическую устойчивость, в частности, как в движении, так и на поворотах по малым радиусам не только используя воздух, но и воду. Благодаря дискообразной форме корпуса 9 плавсредство-буксир 1 также изменяет направление движения при сцепке 3 между собой в контакте толкания с кранцевой защитой плавсредства 1 при минимальном сопротивлении корпуса 9 в движении.
При использовании импеллера 11 для полной безопасности его работы и от попадания ненужных летающих птиц и других предметов предусматривается установка сетчатого защитного кожуха (на чертеже не показано), а сам мотор и импеллер закрывают кожухом сверху по окружности замкнутого тора 10.
Следует отметить, что обеспечивается перемещение любых маломерных плавсредств-буксиров, соизмеримых с мощностью передвижения дискообразного корпуса 9, оснащенного импеллером 11, и можно использовать при выездах на природу по мелководью, в узких протоках рек, водоемах, а также для перемещения надувной лодки рыбака, в случае их аварийного положения.
Таким образом, дискообразной формы корпус самостоятельной плавучести прост по конструкции, имеет меньший вес, меньшая себестоимость изготовления, и может легко перевозиться в багажнике автомобиля, возможность спуска его на воду постоянно в готовом виде для эксплуатации на воде, что значительно расширяет его область применения, а также повышает срок службы и эксплуатации (например, в пресной воде), и придания хорошей обтекаемости, большей жесткости и прочности конструкции.
Плавсредство дискообразной формы корпуса отличается от учебно-развлекательного водного мотоцикла тем, что оно используется свободно плавающим устройством при необходимости фиксации сцепки с кранцевой защиты плавсредства-буксира, и человек стоящий на нем, на котором предусмотрены узел крепления жесткой стойки для удержания за нее свободной от управления рукой, дает возможность достичь большей степени свободы и места размещения при движении по сравнению с прототипом.
Процесс использования плавсредство для развлечения на воде заключается в следующем.
Перед началом использования плавсредство выполнено в виде плавающего дискообразной формы корпуса 9 опускают в готовом виде на воду вместе с импеллером 11 оснащенным механизмом управления рулем. Человек стоящий, например, на плавсредстве-буксире 1 соединяет его только сцепкой 3 с корпусом диска 9. При включении движителя в виде импеллера 11 посредством двигателя (не показан) возникает вращение лопастей импеллера 11, и давление сжатого воздуха направляется в сторону сопла 12, выходящее сзади корпуса диска 9. Воздушный поток создает увеличенную силу тяги выхода сзади диска 9 со стороны также крепления щитка руля 15 после сопла 12. При этом, увеличивая обороты импеллера 11, регулируют давление в сопле 12, так как весь воздух поступает в него и выбрасывается в атмосферу, плавсредство двигается.
Управление дискообразной формы корпуса плавсредства на сжатом пневмопотоке осуществляется с помощью рулевых устройств 13 и 15 через реверс-редуктор 14 одновременно, позволяющих обеспечивать повороты на заданный угол, создавая лучшую маневренность плавсредства на мелководье рек, озер, прудов и водоемов, - это является немаловажным для поддержания устойчивости благодаря дискообразной форме корпуса 9, и изменяют плавсредство-буксир 1 в движении, т.е., соответственно, при минимальном сопротивлении самого дискообразного корпуса 9.
Для перехода с максимального режима движения на движение на малый ход плавсредства уменьшают обороты двигателя с импеллером 11, и одновременно шторку руля 15 поворачивают и закрывают сопло 12, происходит одновременно торможение за счет потока воды ниже дна дискообразного корпуса 9, изменяя сопротивление движению или увеличению корпуса 9, тем самым совокупность этих приемов изменения движения давления и скорости, или, наоборот, вплоть до полного выключения импеллера и остановки плавсредства делает надежность его работы.
Благодаря дискообразной форме корпуса и размещения на нем импеллера плавсредств изменяет в целом направление движения при минимальном сопротивлении. Оно свободно передвигается по мелководью, отмелям и перекатам, не снижая скорости, переходя из мелководья в глубокие воды. При этом скорость может быть выше, чем известное устройство при равной мощности и весе, что ведет к экономии топлива в несколько раз больше. Кроме того, у предложенной конструкции отпадает необходимость устраивать приямок на самом плавсредстве-буксире, что ведет к его упрощению по сравнению с прототипом. Также предлагаемое плавсредство обладает повышенной маневренностью, например, позволяет осуществлять разворот на угол относительно поворота плавсредства-буксира (относительно друг друга), благодаря контакту через сцепку между ними от нейтрального положения.
Таким образом, совокупность этих приемов изменения плавсредства-буксира происходит посредством изменения положения движения благодаря дискообразной форме корпуса, снабженного импеллером с соплом, и других элементов с помощью расположения рулевого устройства в целом, с учетом его отклонения на заданный угол полворота с щитком руля. Устройство может применяться для любых плавсредств как в штатной, так и внештатной компоновки. Совокупность признаков и степень раскрытия сущности изобретения достаточны для его практической реализации при разработке изготовления плавсредства для развлечения на воде на сжатом пневмопотоке, что позволяет обеспечить разнообразный и активный отдых на воде и другим средствам перемещения, связанным с конкретными условиями на воде.