СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ С ПОМОЩЬЮ ПИЛОНОВ ПРОПЕЛЛЕРОВ И ПИЛОН ПРОПЕЛЛЕРА
AIR-CUSHION VEHICLE CONTROL SYSTEM BY MEANS OF PYLONS OF PROPELLERS AND PYLON OF PROPELLER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение в целом относится к компоновке пропеллеров на транспортном средстве на воздушной подушке и управлению пропеллерами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Транспортное средство на воздушной подушке представляет собой судно для перемещения по воде, льду, болоту или в других местах по относительно ровной поверхности. Подушка в транспортном средстве на воздушной подушке образована рядом воздушных мешков и гибким ограждением, охватывающим воздушные мешки. Транспортное средство на воздушной подушке снабжено двигателем для подачи воздуха в воздушные мешки, чтобы обеспечить в них положительное давление. Благодаря положительному давлению транспортное средство на воздушной подушке слегка поднимается вверх от своего местоположения и зависает над воздушной массой, поскольку воздушная масса, выпущенная из воздушных мешков, остается на короткое время между землей и транспортным средством. Ниже будет использоваться термин «земля», однако под транспортным средством на воздушной подушке может находиться, например, почва, растительный покров, вода или лед или их комбинация.
Транспортное средство на воздушной подушке содержит по меньшей мере один самолетный пропеллер или соответствующий пропеллер для перемещения транспортного средства на воздушной подушке над воздушной массой. Пропеллер может приводиться во вращение тем же самым двигателем, который гонит воздух в мешки подушки. В больших транспортных средствах на воздушной подушке имеется по меньшей мере два двигателя, один из которых выполнен с возможностью накачивать подушку, а другой двигатель выполнен с возможностью вращать пропеллер. Пропеллер или пропеллеры обычно расположены в задней части, т.е. корме, транспортного средства на воздушной подушке. Когда пропеллер или пропеллеры расположены на корме транспортного средства, транспортное средство напоминает автомобиль с задним приводом. Разница между автомобилем с задним приводом и транспортным средством на воздушной подушке заключается в величине трения. Более конкретно, существует очень небольшое трение между транспортным средством на воздушной подушке и землей, и отсутствие трения затрудняет маневрирование транспортного средства на воздушной подушке (по сравнению с автомобилем).
Фиг. 1 представляет вид сверху транспортного средства 100 на воздушной подушке предшествующего уровня техники. Транспортное средство 100 содержит кабину 101 для размещения, помимо водителя транспортного средства 100, нескольких пассажиров и/или груза, например, 1500 кг. Пропеллеры 102 транспортного средства с его опорной конструкцией и канал 103 расположены на корме транспортного средства 100. Пропеллер 102 расположен внутри канала 103, который направляет поток воздуха. Двигатель 105 внутреннего сгорания для подушки 104 и пропеллера 102 транспортного средства 100 расположен между пропеллером 102 и кабиной 101. Двигатель 105 внутреннего сгорания вращает пропеллер 102 посредством валов и шестерен. Дверца 106, расположенная на боковой стороне транспортного средства 100, обеспечивает доступ к кабине 101.
Направляющие лопатки 107 смонтированы на опорной конструкции пропеллера 102 для направления потока воздуха, производимого пропеллером 102, с правой стороны или левой стороны транспортного средства 100, в результате чего нос 108 транспортного средства 100 поворачивается вправо или влево, соответственно.
Фиг. 2 иллюстрирует трудности маневрирования, если смотреть сверху, вызванные боковым ветром 201, для водителя транспортного средства 100 на воздушной подушке, на желаемом маршруте 202 (обозначен штриховой линией). Сила, приложенная боковым ветром 201 к транспортному средству 100 на воздушной подушке, может варьироваться, например, в зависимости от того, будет ли какой-либо остров защищать транспортное средство 100 на воздушной подушке от ветра или ветер будет беспрепятственно ударять по транспортному средству.
На фиг. 2 водитель повернул направляющие лопатки 107 транспортного средства 100 на воздушной подушке влево, вследствие чего нос 108 транспортного средства повернул влево, частично в направлении бокового ветра 201. В этом случае транспортное средство 100 на воздушной подушке движется по желаемому маршруту 202 с правой боковой стенкой, слегка выдвинутой вперед. Комбинированное воздействие сил, возникающих в результате действия бокового ветра 201 и пропеллера 102, таково, что направление движения транспортного средства 100 на воздушной подушке соответствует маршруту 202. Если скорость транспортного средства 100 на воздушной подушке является относительно высокой, а боковой ветер 201 внезапно прекращается, судно может поворачиваться, как указано стрелкой 203. Другая проблема заключается в управлении транспортным средством 100 на воздушной подушке таким образом, чтобы оно прямо не сталкивалось с большой волной.
На фиг. 3 показаны два вида 301 и 302 транспортного средства 100 на воздушной подушке, когда водитель поворачивает транспортное средство 100.
Первый вид 301 представляет собой вид спереди судна 100. Нижняя часть гибкого ограждения 303 подушки 104 образована сменными сегментами, называемыми пальцами 304. В одной известной системе повороту транспортного средства 100 способствует уменьшение воздушной массы на стороне подушки 104, когда транспортное средство собирается повернуть.
Второй вид 302 показывает судно 100 непосредственно с задней стороны. Судно 100 наклонилось влево, потому что воздушная масса была уменьшена на левой стороне подушки 104. Уменьшение воздушной массы увеличивает трение между судном 100 и землей. Более конкретно, трение увеличивается на левой стороне, поскольку мешки в подушке 104 и пальцы 304 гибкого ограждения 303 касаются земли на левой стороне. Увеличение трения облегчает поворот судна 100 (в данном случае влево), но недостатком трения является то, что мешки и пальцы 304 подушки 104 изнашиваются.
Управление транспортным средством 100 на воздушной подушке требует специальных навыков, например, при швартовке, поскольку судно не должно ударять по причалу со слишком высокой скоростью. Другим примером ситуации, требующей навыков, является операция по спасению на море, когда судно 100 должно следовать курсом вблизи спасаемого из моря человека.
US 3208543 представляет транспортное средство на воздушной подушке предшествующего уровня техники, в одном из вариантов осуществления которого два воздушных отверстия расположены на каждой из боковых стенок судна так, чтобы одно из воздушных отверстий было расположено вблизи от носа, а другое -вблизи от кормы. Судном можно управлять путем направления воздуха, производимого судном, в одно или более воздушных отверстий. Судно может перемещаться вбок или поворачиваться по мере необходимости.
US 3827527 представляет транспортное средство с эффектом влияния земли предшествующего уровня техники, в одном из вариантов осуществления которого транспортное средство содержит два пропеллера, один из пропеллеров в передней части транспортного средства, а другой пропеллер в задней части транспортного средства. Оба пропеллера установлены на транспортном средстве с помощью опорной конструкции, которая может поворачиваться относительно палубы транспортного средства. Кроме того, опорная конструкция и установленный на ней пропеллер могут наклоняться относительно палубы транспортного средства. Судно может перемещаться вбок или поворачиваться по мере необходимости.
Возможно ближайший уровень техники представлен транспортным средством на воздушной подушке SR.N4 (Saunders-Roe Nautical 4), используемым для перевозок через Ла-Манш. Это транспортное средство SR.NR имеет верхнюю палубу, ниже которой находится пассажирский салон на 254 пассажира и трюм на 30 автомобилей. Два пилона пропеллеров установлены в передней части верхней палубы и два пилона пропеллеров расположены в задней части верхней палубы. Каждый пилон пропеллера содержит один (большой) пропеллер, и каждый пилон пропеллера имеет возможность поворачиваться относительно транспортного средства SR.NR. Благодаря четырем вращающимся пилонам пропеллеров управляемость транспортного средства SR.NR лучше, чем управляемость многих других транспортных средств на воздушной подушке.
В транспортных средствах на воздушной подушке встречаются следующие проблемы. Первая проблема - это износ воздушных мешков и гибкого ограждения из-за трения. Этот износ происходит из-за того, что поворот транспортного средства усиливается за счет уменьшения количества воздуха в подушке на стороне, в которую должен поворачиваться нос транспортного средства. Второй проблемой является управление транспортным средством на воздушной подушке в сильно меняющейся ветровой обстановке. Третьей проблемой является неточное управление, когда транспортное средство на воздушной подушке движется с низкой скоростью. Точное управление необходимо, например, в морских спасательных операциях или во время швартовки. Точное управление также необходимо на высокой скорости, например, чтобы избежать камней.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одним из аспектов, относящихся к транспортному средству на воздушной подушке в соответствии с изобретением, является необходимость решения вышеупомянутых проблем. Решения будут кратко представлены ниже.
Износ воздушных мешков и гибкого огражения подушки предотвращается за счет поддержания постоянного количества воздуха в подушке во время движения, чтобы избежать трения из-за уменьшения количества воздуха, которое изнашивает подушку.
С изменяющейся ветровой обстановкой можно лучше справиться, разместив пилоны пропеллеров по углам транспортного средства с воздушной подушкой.
Для точного управления транспортным средством на воздушной подушке пропеллер в каждом из пилонов пропеллеров имеет возможность наклоняться либо по направлению к земле, либо по направлению от земли.
Изобретение относится к системе управления транспортным средством на воздушной подушке, содержащим четыре пилона пропеллеров, причем пропеллеры установлены в пилонах пропеллеров, и посадочные места для крепления пилонов пропеллеров к транспортному средству на воздушной подушке. Посадочные места, используемые в системе, выполнены особым образом. Более конкретно, поворот посадочного места в его точке поворота влияет на положение (наклон) пропеллера, установленного на пилоне пропеллера, относительно земли, а положение (наклон) пропеллера создает силу, которая толкает боковую стенку транспортного средства на воздушной подушке к земле, или, в качестве альтернативы, поднимает боковую стенку транспортного средства на воздушной подушке от земли. Эта сила толкания боковой стенки (или подъемная сила) облегчает управление транспортным средством на воздушной подушке. От одного до четырех пилонов пропеллеров используются для позиционирования транспортного средства на воздушной подушке относительно земли.
В качестве примера будут обсуждаться посадочное место, расположенное на правой стороне в носовой части транспортного средства на воздушной подушке, установленный на нем пилон пропеллера, а также пропеллер, установленный на этом пилоне пропеллера. В системе краевая часть, расположенная ближе всего к правой боковой стенке транспортного средства на воздушной подушке, в посадочном месте, расположена ближе к земле, чем противоположная краевая часть относительно точки поворота в посадочном месте, обеспечивая наклон пропеллера в ответ на поворот посадочного места в точке поворота, и, в ответ на поворот посадочного места, пилон пропеллера направляет воздушный поток, создаваемый пропеллером, над правой боковой стенкой транспортного средства на воздушной подушке и, вследствие наклона пропеллера, частично вниз относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, причем воздушный поток создает силу, которая поднимает правую боковую стенку транспортного средства на воздушной подушке вверх от земли.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 представляет вид сверху транспортного средства на воздушной подушкесверху.
Фиг. 2 иллюстрирует трудности маневрирования, вызванные боковым ветром.
Фиг. 3 показывает поворот транспортного средства на воздушной подушке.
Фиг. 4 представляет вид сверху системы управления в соответствии с изобретением.
Фиг. 5А показывает систему управления со стороны носа транспортного средства на воздушной подушке.
Фиг. 5В показывает систему управления со стороны кормы транспортного средства на воздушной подушке.
Фиг. 6 показывает один из вариантов выполнения посадочного места.
Фиг. 7 показывает альтернативный вариант выполнения посадочного места.
Фиг. 8 показывает примеры управления транспортным средством на воздушной подушке.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует отметить, что варианты осуществления, представленные в описании, приведены в качестве примера, и хотя текст, описывающий вариант осуществления, может содержать ссылку на другой вариант осуществления, такая ссылка, как правило, является только одной из альтернатив. Признаки, относящиеся к различным вариантам осуществления, могут быть объединены для создания новых вариантов осуществления.
Фиг. 4 представляет вид сверху системы управления, сокращенно обозначенной как «система», содержащей четыре пилона 401-404 пропеллеров, которые могут поворачиваться относительно транспортного средства 400 на воздушной подушке. Транспортное средство 400 на воздушной подушке может содержать крытую кабину, но кабина также может быть открытой. Таким образом, центральная часть и кабина, расположенная между носом 405 и кормой 406 транспортного средства 400 на воздушной подушке, не показаны на чертеже. Система предназначена для управления транспортным средством 400 на воздушной подушке с помощью поворотных пилонов 401-404 пропеллеров, причем первый пилон 401 пропеллера и второй пилон 402 пропеллера расположены вблизи от носа 405 транспортного средства 400 на воздушной подушке, а третий пилон 403 пропеллера и четвертый пилон 404 пропеллера расположены вблизи от кормы 406 транспортного средства на воздушной подушке.
Кроме того, как показано на фиг. 4, первый пилон 401 пропеллера и третий пилон 403 пропеллера расположены вблизи от первой боковой стенки 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке, а второй пилон 402 пропеллера и четвертый пилон 404 пропеллера расположены вблизи от второй боковой стенки 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке. Первая боковая стенка 407 задает первую сторону 409 относительно транспортного средства 400 на воздушной подушке, а вторая боковая стенка 408 задает вторую сторону 410 относительно транспортного средства 400 на воздушной подушке.
Система содержит пропеллеры 411-414 для перемещения транспортного средства 400 на воздушной подушке, в том числе первый пропеллер 411 для первого пилона 401 пропеллера, второй пропеллер 412 для второго пилона 402 пропеллера, третий пропеллер 413 для третьего пилона 403 пропеллера и четвертый пропеллер 414 для четвертого пилона 404 пропеллера.
Кроме того, система содержит посадочные места 421-424 для установки пилонов пропеллеров на транспортном средстве на воздушной подушке, первое посадочное место 421 для первого пилона пропеллера, второе посадочное место 422 для второго пилона пропеллера, третье посадочное место 423 для третьего пилона пропеллера и четвертое посадочное место 424 для четвертого пилона пропеллера, так что первое посадочное место вращается в первой точке 431 поворота, второе посадочное место вращается во второй точке 432 поворота, третье посадочное место вращается в третьей точке 433 поворота и четвертое посадочное место вращается в четвертой точке 434 поворота относительно транспортного средства на воздушной подушке.
В этой системе краевая часть 442, расположенная ближе всего ко второй боковой стенке 408, во втором посадочном месте 422, расположена ближе к земле, чем противоположная краевая часть 446 по отношению ко второй точке 432 поворота во втором посадочном месте 422, обеспечивая наклон 450 второго пропеллера 412 в ответ на поворот второго посадочного места 422 во второй точке 432 поворота. Тогда, в ответ на поворот второго посадочного места 422, второй пилон 402 пропеллера направляет второй воздушный поток 452, создаваемый вторым пропеллером 412, над второй боковой стенкой 408 и, вследствие наклона второго пропеллера 412, частично вниз относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, при этом второй воздушный поток 452 создает вторую силу 462, которая поднимает вторую боковую стенку 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке вверх от земли.
Поскольку транспортное средство 400 на воздушной подушке показано здесь сверху, сила 462, поднимающая вторую боковую стенку 408, и другие соответствующие силы 461, 463, 464 показаны в виде точек.
Наклон 450 второго пропеллера 412 описывается с использованием транспортира 470, имеющего прямую часть, расположенную перпендикулярно первой боковой стенке 407 (и второй боковой стенке 408) транспортного средства 400 на воздушной подушке, и изогнутую часть, изогнутую в направлении кормы 406 транспортного средства 400 на воздушной подушке. Изогнутая часть транспортира 470 маркируется значениями угла в градусах 0, 45, 90, 135 и 180. Второй пропеллер 412 виден на трех видах 471, 472 и 473 сверху, на которых пропеллер 412 представлен с двумя лопастями, но количество лопастей также может быть больше.
На первом виде 471 лопасти 474, 475 пропеллера 412 расположены перпендикулярно второй боковой стенке 408. Другими словами, если второй пропеллер 412 вращается, он создает воздушный поток 452 со значением угла 90 градусов по транспортиру 470. На первом виде 471 второй пропеллер 412, более конкретно его вращающиеся лопасти 474, 475, задают плоскость 476. Плоскость 476 расположена перпендикулярно земле, поэтому плоскость 476 показана в виде линии, если смотреть сверху.
На втором виде 472 предполагается, что второй пилон 402 пропеллера был повернут таким образом, что значение угла для воздушного потока 452, создаваемого вторым пропеллером 412, составляет 45 градусов. Поворот второго пилона 402 пропеллера создает наклон 450 второго пропеллера 412 в направлении второй стороны 410, задаваемой второй боковой стенкой 408. Наклон 450 показан с помощью плоскости 476. Наклон 450 обеспечивается посадочным местом 422, в котором краевая часть 442, расположенная ближе всего ко второй боковой стенке 408 во втором посадочном месте, постоянно расположена во время поворота ближе к земле, чем противоположная краевая часть 446 относительно второй точки поворота во втором посадочном месте 422.
На третьем виде 473 предполагается, что второй пилон 402 пропеллера был дополнительно повернут так, что значение угла для воздушного потока 452, создаваемого вторым пропеллером, составляет 0 градусов, т.е. пилон 402 пропеллера повернут к одной из своих концевых частей. В этом случае плоскость 476, показывающая наклон 450, становится еще более заметной, чем на втором виде 472; другими словами, наклон 450 увеличился по сравнению с видом 472. В одном из вариантов осуществления наклон 450 второго пропеллера 412 составляет самое большее 20 градусов. В одном из вариантов осуществления второй пропеллер 412 наклоняется по меньшей мере на десять градусов по направлению ко второй боковой стенке 408 в ответ на поворот второго посадочного места 422.
Соответствующим образом (как пропеллер 412) пропеллеры 411, 413 и 414 могут быть наклонены путем поворота их пилона пропеллера.
В этой системе краевая часть 441, расположенная ближе всего к первой боковой стенке 407, в первом посадочном месте 421, расположена ближе к земле, чем противоположная краевая часть 445 по отношению к первой точке 431 поворота в первом посадочном месте 421, обеспечивая наклон первого пропеллера 411 в ответ на поворот первого посадочного места 421 в первой точке 431 поворота. Тогда, в ответ на поворот первого посадочного места 421, первый пилон 401 пропеллера направляет первый воздушный поток 451, создаваемый с помощью первого пропеллера 411, над второй боковой стенкой 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке и, вследствие наклона первого пропеллера 411, частично вверх относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, при этом первый воздушный поток 451 создает первую силу 461, которая толкает первую боковую стенку 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке по направлению к земле.
В этой системе краевая часть 443, расположенная ближе всего к первой боковой стенке 407, в третьем посадочном месте 423, расположена дальше от земли, чем противоположная краевая часть 447 по отношению к третьей точке 433 поворота в третьем посадочном месте 423, обеспечивая наклон третьего пропеллера 413 в ответ на поворот третьего посадочного места 423 в третьей точке 433 поворота. Тогда, в ответ на поворот третьего посадочного места 423, третий пилон 403 пропеллера направляет третий воздушный поток 453, создаваемый с помощью третьего пропеллера 413, над первой боковой стенкой 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке и, вследствие наклона третьего пропеллера 413, частично вверх относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, при этом третий воздушный поток 453 создает третью силу 463, которая толкает первую боковую стенку 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке по направлению к земле.
В этой системе краевая часть 444, расположенная ближе всего ко второй боковой стенке 408, в четвертом посадочном месте 424, расположена дальше от земли, чем противоположная краевая часть 448 по отношению к четвертой точке 434 поворота в четвертом посадочном месте 424, обеспечивая наклон четвертого пропеллера 414 в ответ на поворот четвертого посадочного места 424 в четвертой точке 434 поворота. Тогда, в ответ на поворот четвертого посадочного места 424, четвертый пилон 404 пропеллера направляет четвертый воздушный поток 454, создаваемый с помощью четвертого пропеллера 414, в направлении первой стороны 407 и, вследствие наклона четвертого пилона 401 пропеллера, частично вниз относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, причем четвертый воздушный поток 454 создает четвертую силу 464, которая поднимает вторую боковую стенку 408 вверх от земли.
На фиг. 4 дополнительно показана палуба 480 транспортного средства 400 на воздушной подушке и углы 481 -484, предусмотренные на палубе 480, при этом в углах установлены пилоны 401-404 пропеллеров. Палуба 480 покрывает большую часть подушки 485 транспортного средства 400 на воздушной подушке, но показана небольшая часть гибкого ограждения подушки 485. Обычно палуба 480 конфигурируется самыми разными способами (палуба не обязательно имеет углы, и палуба может служить крышей для кабины).
Транспортное средство 400 на воздушной подушке может содержать подушку 485, давление в которой регулируется во время работы, так что воздух выпускается из мешков подушки 485 на стороне первой боковой стенки 407 или на стороне второй боковой стенки 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке, чтобы увеличить трение. Однако система в соответствии с изобретением специально предназначена для транспортного средства 400 на воздушной подушке, поддерживающего постоянное давление в своей подушке 485 во время работы подушки. В этом случае конфигурация подушки 485 является более простой и менее дорогой, и ее износ (пальцев и мешков) уменьшен по сравнению с регулируемой подушкой.
На фиг. 4 силы 461, 463, создаваемые первым пропеллером 411 и третьим пропеллером 413, толкают первую боковую стенку 407 по направлению к земле, а силы 462, 464, создаваемые вторым пропеллером 412 и четвертым пропеллером 414, поднимают вторую боковую стенку 408 от земли. Силы 461-464 показаны на следующих двух чертежах.
Фиг. 5А показывает систему управления, если смотреть со стороны носа 405 транспортного средства 400 на воздушной подушке. В этом примере транспортное средство 400 на воздушной подушке содержит кабину 501 и лобовое стекло 502. Пилоны пропеллеров, расположенные за кабиной 501, не показаны на чертеже.
В ответ на поворот первого пилона 401 пропеллера первый воздушный поток 451, создаваемый первым пропеллером 411, направляется перпендикулярно относительно второй боковой стенки 408 и частично вверх относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей 503, причем воздушный поток 451 создает силу 461, которая толкает первую боковую стенку 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке в направлении земли 503. Направленная вниз сила 461 важна, потому что она облегчает позиционирование транспортного средства 400 на воздушной подушке относительно земли 503 (например, удерживая палубу 480 в горизонтальном положении).
В ответ на поворот второго пилона 402 пропеллера, воздушный поток 452, создаваемый вторым пропеллером 412, направляется наклонно (под углом 45°) относительно второй боковой стенки 408 и частично вниз относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей 503, при этом воздушный поток 452 создает силу 462, которая поднимает вторую боковую стенку 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке от земли 503. Направленная вверх сила 462 облегчает позиционирование палубы 480.
Увеличивая мощность для пропеллера 411 и/или 412 (например, увеличивая число оборотов в минуту), транспортное средство 400 на воздушной подушке может быть наклонено к первой стороне 409, что улучшает маневренность транспортного средства 400 на воздушной подушке при повороте.
Фиг. 5В показывает систему управления, если смотреть со стороны кормы 406 транспортного средства 400 на воздушной подушке. Кабина 501 транспортного средства 400 на воздушной подушке и двигатель 511, расположенный между кабиной 501 и кормой 406, показаны на чертеже. Пилоны пропеллеров, расположенные перед кабиной 501, не показаны.
Когда водитель хочет повернуть транспортное средство 400 на воздушной подушке к первой стороне 409, первая боковая стенка 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке стремится подняться, а вторая боковая стенка 408 стремится переместиться ниже во время поворота. Эксплуатируя по меньшей мере один пропеллер 413, 414, этому наклону, обусловленному законами физики, можно препятствовать в той мере, в какой транспортное средство 400 на воздушной подушке наклоняется в противоположном направлении. Другими словами, при повороте к первой стороне 409 первая боковая стенка 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке располагается ближе к земле (подводному дну), чем вторая боковая стенка 408, как показано на чертеже. Наклон транспортного средства 400 на воздушной подушке выделяется штриховой линией 512, обозначающей поверхность воды. Поскольку наклон обеспечивается без уменьшения воздуха в подушке транспортного средства 400 на воздушной подушке, детали подушки изнашиваются медленнее. Таким образом, детали подушки (такие как мешки и пальцы) изнашиваются медленнее, чем, например, в транспортном средстве 100 на воздушной подушке, показанном на фиг. 3.
В ответ на поворот третьего пилона 403 пропеллера воздушный поток 453, создаваемый третьим пропеллером 413, направляется перпендикулярно к первой боковой стенке 407 и частично вверх относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, при этом воздушный поток 453 создает силу 463, которая толкает первую боковую стенку 407 транспортного средства 400 на воздушной подушке к земле.
В ответ на поворот четвертого посадочного места воздушный поток 454, создаваемый четвертым пропеллером 414, направляется к первой стороне 409 и частично вниз относительно горизонтальной плоскости, задаваемой землей, при этом воздушный поток 454 создает силу 464, которая поднимает вторую боковую стенку 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке вверх от земли.
Фиг. 6 представляет два вида 601, 602 одного из вариантов осуществления посадочного места 422. На первом виде 601 показана только небольшая часть палубы 480 транспортного средства 400 на воздушной подушке, показанного на фиг. 5А, и посадочное место 422 видно со стороны носа 405 транспортного средства 400 на воздушной подушке. В одном из вариантов осуществления посадочное место 422 содержит поворотный вал 603 во второй точке поворота для установки пилона пропеллера. В одном из вариантов осуществления посадочное место 422 дополнительно содержит круговую рейку, установленную на валу 603, и электродвигатель 605. Шестерня, установленная на роторе электродвигателя 605, выполнена с возможностью поворачить вал 603 путем поворота рейки 604. В дополнение к точке 432 поворота вал 603 поддерживается в точке 606. Вал 603 выполнен полым для введения, например, трансмиссионного вала, электрического проводника или напорного шланга для механизации пилона пропеллера. Пилон пропеллера установлен на конце вала 603 в точке 432 поворота. Краевая часть 442, расположенная ближе всего ко второй боковой стенке 408 транспортного средства 400 на воздушной подушке, на валу 603, расположена ближе к земле, чем противоположная относительно точки 432 поворота краевая часть 446 на валу 603.
На втором виде 602 посадочное место 422 показано сверху в направлении вала 603 в посадочном месте 422. Вал 603 крепится опорными элементами, в том числе опорным элементом 611, к рейке 604. Шестерня 612 электродвигателя 605 входит в зацепление с рейкой 604.
Фиг. 7 представляет альтернативный вариант осуществления посадочного места 422. Палуба 480 содержит четыре наклонные крышки 701-704, служащие в качестве посадочных мест 421-424, соответственно. Наклонные крышки 701-704 крепятся к палубе 480 своими краями 711-714, и каждая наклонная крышка 701-704 выполнена с возможностью поворота относительно палубы 480.
Например, второе посадочное место 422 включает в себя наклонную крышку 702 во второй точке 432 поворота для установки пилона пропеллера. В одном из вариантов осуществления наклонная крышка 702 крепится к палубе 480 своим краем 712 посредством круговой направляющей. В одном из вариантов осуществления круговая рейка дополнительно крепится к краю 712, так что рейка и крышка 702 могут поворачиваться относительно палубы 480 с помощью двигателя, снабженного шестерней (конфигурация аналогична конфигурации на фиг. 6).
Каждая наклонная крышка 701-704 на фиг. 7 повернута в положение, в котором наклонная крышка 701-704 наклоняет пропеллер дальше всего посредством пилона пропеллера.
Фиг. 8 представляет три примера 801-803 управления транспортным средством 400 на воздушной подушке с помощью пилонов 411-414 пропеллеров. Транспортным средством 400 на воздушной подушке можно маневрировать путем управления одним из пилонов 411-414 пропеллеров или путем управления двумя, тремя или всеми четырьмя пилонами пропеллеров одновременно. Каждый пилон 411-414 транспортного средства 400 на воздушной подушке может поворачиваться на 180 градусов. В одном из вариантов осуществления угол лопасти пропеллера в пилоне 401-404 пропеллера регулируется так, что воздушный поток, создаваемый пропеллером, изменяет направление на противоположное. В этом случае пропеллер способен создавать воздушный поток со значением угла в градусах от 0 до 360, поэтому возможно изменить направление движения транспортного средства 400 на воздушной подушке на обратное.
В первом примере 801 пилоны 401, 403, 404 пропеллеров направлены так, что создаваемые ими воздушные потоки 451, 453, 454 направлены перпендикулярно к корме 406 транспортного средства 400 на воздушной подушке, в результате чего значения угла в отношении воздушных потоков 451, 453, 454 составляют 90 градусов по транспортиру 470. Воздушные потоки 451, 453, 454 параллельны плоскости, задаваемой землей. В этом случае лопасти пропеллера 411, например, в пилоне 401 пропеллера расположены перпендикулярно к первой боковой стенке 407.
Второй пример 802 иллюстрирует, как первый пилон 401 пропеллера и второй пилон 402 пропеллера могут работать в виде пары, в которой пропеллеры создают параллельные воздушные потоки 451, 452, а значения угла в градусах относительно воздушных потоков 451, 452 составляют 45. Соответствующим образом третий пилон 403 пропеллера и четвертый пилон 404 пропеллера могут работать в виде пары для создания параллельных воздушных потоков 453, 454.
Третий пример 803 иллюстрирует небольшой поворот транспортного средства 400 на воздушной подушке к первой стороне 409, так что значения угла в градусах воздушных потоков 451-454, создаваемых пилонами 401-404 пропеллеров, составляют 90, 45, 135 и 90, соответственно.
Детали, приведенные ниже, относятся ко всем рассмотренным выше чертежам и различным вариантам осуществления системы управления.
Система лучше всего подходит для относительно небольших транспортных средств на воздушной подушке, например транспортных средств на воздушной подушке длиной около 10 м и шириной 5 м. В небольших транспортных средствах на воздушной подушке мощность пропеллера достаточно велика относительно веса транспортного средства на воздушной подушке. Другими словами, с помощью наклонных пропеллеров в соответствии с предложенной системой транспортное средство на воздушной подушке может позиционироваться желаемым образом относительно земли. В больших транспортных средствах на воздушной подушке труднее (но не невозможно) компенсировать влияние ветра, центробежной силы или другой такой силы на позиции транспортного средства на воздушной подушке с помощью пропеллеров.
Система хорошо подходит, например, для транспортных средств на воздушной подушке, используемых в морских спасательных операциях, поскольку система улучшает маневренность транспортного средства на воздушной подушке, благодаря чему транспортным средством на воздушной подушке можно точно управлять на низкой скорости и на высокой скорости.
Система позволяет приводить пропеллеры в движение различными способами. Электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания, гидравлический двигатель или пневматический двигатель работают как источник питания для пропеллера. Наклонная крышка, к которой крепится пилон пропеллера, может быть снабжена вводом для электрического кабеля, топливного шланга, гидравлического шланга или пневматического шланга. В качестве альтернативы, поворотный полый вал может использоваться в качестве посадочного места для пропеллера для ввода электрического кабеля или упомянутого шланга через вал.
Специалисту в данной области техники очевидно, что варианты осуществления и примеры, описанные выше, могут варьироваться и комбинироваться друг с другом. Изобретение и его варианты осуществления не ограничены примерами, описанными выше; напротив, они могут варьироваться в объеме формулы изобретения.