ГИДРОЦИКЛ
HYDROCYCLE

Настоящее изобретение относится к области скоростного маломерного судостроения и может найти применение при конструировании гидроциклов.
Известны водные мотолыжи, выполненные в виде водоизмещающего герметичного корпуса с расположенным внутри воздухоохлаждаемым двигателем внутреннего сгорания, вращающим гребной винт. Управление осуществляется одной рукой при помощи руля направления, который соединен с рычагом, закрепленным в задней части корпуса. Дедвейт 100-120 л, длина 1,5-2,0 м, ширина 0,3-0,4 м, высота ручки управления 0,6-0,7 м, выхлоп двигателя в воду /Патент РФ №2023458/.
Недостатками известных мотолыж являются: небольшая скорость движения, плохая остойчивость в поперечном направлении, низкая безопасность при движении даже при небольшом волнении.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией мотолыж.
Известно также судно, содержащее корпус с водительским отделением, установленный на поплавки, внутри которого расположен двигатель с муфтой сцепления, механически соединенный с несущими винтами самолетного типа большого диаметра, установленными по два спереди и сзади под углом 25 градусов к корпусу /Авт. свид. СССР №312788, 1971/.
Известное судно по авт. свид. СССР №312788, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату, принято за прототип.
Недостатками известного судна, принятого за прототип, являются: большая энерговооруженность, повышенная опасность при эксплуатации, большие переменные нагрузки на лопасти винтов, работающих на границе двух сред, большая вероятность поломки винтов при причаливании к пристани.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией судна.
Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик судна.
Технический результат обеспечивается тем, что в гидроцикле, содержащем корпус, двигатель, муфту сцепления, редукторы, механизмы управления, согласно изобретению корпус выполнен обтекаемым сигарообразным с передним поперечным реданом и плоским днищем, имеет в верхней части сиденье водителя, по бокам которого закреплены горизонтальные стабилизаторы с рулями высоты, за которыми установлен водовоздушный руль, кроме того, внутри средней части корпуса выполнен сквозной цилиндрический канал, открывающийся на верхнюю поверхность корпуса и заканчивающийся на плоской поверхности днища позади редана, закрытый сверху и снизу предохранительными решетками, продольная ось которого наклонена в вертикальной плоскости в сторону носовой части корпуса и составляет с продольной осью корпуса угол в 45 градусов, кроме того, в верхней части сквозного цилиндрического канала установлен осевой нагнетатель воздуха, позади которого размещено спрямляющее устройство, причем двигатель, размещенный в передней части корпуса, через муфту сцепления, поворотный редуктор и внутриканальный редуктор соединен с осевым нагнетателем воздуха, кроме того, в верхней части корпуса установлена T-образная ручка управления с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и кинематически соединенная с водовоздушным рулем и с возможностью раздельного поворота в вертикальной плоскости правой и левой частей ручки управления, которые кинематически соединены соответственно с правым и левым рулями высоты.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фигуре 1 изображен общий вид гидроцикла;
на фигуре 2 - вид на гидроцикл сверху;
на фигуре 3 - вид на гидроцикл снизу;
на фигуре 4 - вид на гидроцикл сбоку в разрезе;
на фигуре 5 - блок-схема силовой передачи;
на фигуре 6 - устройство поворотного редуктора;
на фигуре 7 - устройство внутриканального редуктора;
на фигуре 8 - схема механизма управления гидроциклом;
на фигуре 9 - схема движения гидроцикла.
Гидроцикл содержит корпус 1, выполненный обтекаемым и сигарообразным с передним поперечным реданом 2 и плоским днищем. Он имеет в верхней части сиденье водителя 3, по бокам которого закреплены горизонтальные стабилизаторы 4 с левым 5 и правым 6 рулями высоты, за которыми установлен водовоздушный руль направления 7. Внутри средней части корпуса выполнен сквозной цилиндрический канал 8, открывающийся на верхнюю поверхность корпуса и заканчивающийся на плоской поверхности днища позади редана. Сквозной цилиндрический канал закрыт сверху и снизу предохранительными решетками 9. Продольная ось сквозного цилиндрического канала наклонена в вертикальной плоскости в сторону носовой части корпуса и составляет с продольной осью корпуса угол φ, равный 45 градусам. В верхней части сквозного цилиндрического канала установлен осевой нагнетатель воздуха 10, позади которого размещено спрямляющее устройство 11. Двигатель 12, размещенный в передней части корпуса, через муфту сцепления 13, поворотный редуктор 14 и внутриканальный редуктор 15 соединен механически с осевым нагнетателем воздуха. В верхней части корпуса установлена T-образная ручка управления, состоящая из вертикальной оси 16, установленной в подшипниках 17, нижний конец которой соединен с рычагом 18, который посредством продольной тяги 19 соединен с рычагом 20 водовоздушного руля направления. В средней части вертикальная ось имеет горизонтальный пустотелый вал 21, в котором закреплена ось 22, на которой шарнирно установлены Г-образные рычаги 23, имеющие на концах вращающиеся рукоятки 24 управления частотой вращения вала двигателя (газом). Каждый Г-образный рычаг выполнен как одно целое с зубчатой шестерней 25, входящей в зацепление с зубчатой рейкой 26, которая посредством тяги соединена с полукруглым сектором 27, втулка которого надета на вертикальную ось, а сам он имеет по окружности паз, в который входит один конец рычага 28, второй конец которого посредством продольной тяги 29 соединен с рычагом 30 руля высоты. Поворотный редуктор содержит корпус 31, закрытый крышкой 32, в подшипнике которой установлен ведущий вал 33, соединенный с ведомым валом муфты сцепления, на котором закреплена ведущая коническая шестерня 34, входящая в зацепление с ведомой шестерней 35, закрепленной на ведомом валу 36, установленном под некоторым углом к ведущему валу. Внутриканальный редуктор содержит корпус 37, закрытый крышкой 38, в которой на подшипнике установлен ведущий вал 39, соединенный механически с ведомым валом поворотного редуктора, на котором закреплена ведущая коническая шестерня 40, входящая в зацепление с ведомой конической шестерней 41, установленной на ведомом валу 42, который механически соединен с осевым нагнетателем воздуха. Муфта сцепления, ведущий вал которой соединен с валом двигателя, не показана на чертежах потому, что такие муфты широко известны.
Работа гидроцикла.
1
После того как водитель занял свое место запускается двигатель 12, включается муфта сцепления 13 и осевой нагнетатель воздуха 10 приходит в движение. Вращающийся момент передается от двигателя 12 через муфту сцепления 13 на ведущий вал 33 поворотного редуктора 14 и далее через шестерни 34, 35 передается на ведомый вал 36, затем через ведущий вал 39 внутриканального редуктора 15, шестерни 40, 41 на ведомый вал 42, который и приводит в движение осевой нагнетатель воздуха 10. Вращаясь, осевой нагнетатель воздуха засасывает его и с силой отбрасывает его вниз. Закрученный воздушный поток, проходя через спрямляющее устройство 11 становится прямолинейным и, выходя из нижней части сквозного цилиндрического канала 8, создает реактивную силу F, которая уравновешивает силу веса гидроцикла P, действуя под углом 45 градусов к ней и, создавая дополнительную силу F, которая и перемещает судно вперед со скоростью V на некоторой высоте h над поверхностью воды (фиг. 9). Чем больше частота вращения вала двигателя 12, тем больше скорость движения гидроцикла. Высота над поверхностью воды может изменяться в некоторых пределах рулями высоты 5, 6. При небольших оборотах двигателя 12 осевой нагнетатель воздуха 10 создает небольшую силу тяги, которая не может вытолкнуть корпус 1 из воды и поднять его над ее поверхностью. В этом случае гидроцикл движется в водоизмещающем режиме и по мере увеличения оборотов двигателя 12 может переходить на режим глиссирования и далее, как было описано выше.
Управление по курсу осуществляется следующим образом. Для поворота вправо или влево необходимо повернуть в нужную сторону Г-образные рычаги 23, держась за рукоятки 24. Вертикальная ось 16 повернется вместе с ними и повернет рычаг 18, который через малую и большую продольные тяги 19 повернут рычаг 20, а вместе с ним водовоздушный руль направления 7 в нужном направлении. После чего гидроцикл станет поворачивать в нужную сторону.
Продольная и поперечная устойчивость при полете осуществляется посредством рулей высоты 5, 6. Если гидроцикл наклоняется в поперечном направлении влево, то необходимо повернуть на себя левый Г-образный рычаг 23, предварительно освободив фиксатор, не показанный на чертежах. Вместе с ним повернется зубчатая шестерня 23, которая опустит вниз зубчатую рейку 26, а она опустит вниз левый полукруглый сектор 27, который нажмет на рычаг 28, а он своим другим концом через продольную тягу 29 повернет рычаг 30. Левый руль высоты опустится вниз. Подъемная сила по левому борту возрастет и корпус 1 займет горизонтальное положение. И наоборот. При возникновении крена на правый борт правый Г-образный рычаг 23 перемещается в положение "на себя". Вместе с ним поворачивается в ту же сторону правая зубчатая шестерня 25, которая опускает вниз правую зубчатую рейку 26, а с ней правый полукруглый сектор 27, который нажимает на правый рычаг 28 и он через правую продольную тягу 29 и рычаг 30 повернет вниз руль высоты 3. Подъемная сила по правому борту возрастет и корпус 1 займет горизонтальное положение. При поворотах Г-образных рычагов, которые имеют стопоры в нейтральном положении, необходимо их отключать кнопками, не показанными на чертежах. Создание крена корпуса 1 при поворотах осуществляется одновременным поворотом одного Г-образного рычага 23 на себя, а другого от себя. В этом случае руль высоты, в сторону которого совершается поворот, будет повернут вверх, а противоположный вниз. Там, где руль высоты повернут вверх, подъемная сила будет меньше, а там, где руль высоты повернут вниз, подъемная сила будет больше. Произойдет наклон корпуса 1. Если носовая часть корпуса станет подниматься вверх, при движении над поверхностью воды, то необходимо повернуть от себя одновременно оба Г-образных рычага 23 и, как было описано выше, произойдет отклонение вниз обоих рулей высоты 5, 6. Воздушный поток, ударяясь в рули высоты, станет разворачивать корпус вокруг поперечной оси против часовой стрелки, опуская носовую часть корпуса и поднимая кормовую часть. И наоборот. При опускании вниз носовой части корпуса 1 необходимо повернуть Г-образные рычаги 23 одновременно на себя, после чего корпус станет поворачиваться вокруг поперечной оси по часовой стрелке и займет горизонтальное положение. После прибытия к месту назначения судно переводится в водоизмещающий режим и маневрирование производится за счет руля направления 7. Заднего хода гидроцикл не имеет. Гидроцикл может быть использован для поездки на рыбалку, а также как прогулочное или спасательное судно.
Технический результат при использовании изобретения заключается в повышении технических характеристик маломерного судна.