НАДУВНАЯ АЭРОЛОДКА-АМФИБИЯ
INFLATABLE AMPHIBIOUS AIRBOAT

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к водным судам, приспособленным для передвижения на воздушной подушке [B60F3/00, B60V1/18, B60V3/06, B63B1/32, B63B1/34, B63B1/38, B63B17/02, B63H7/00, B60F3/0069, B60V3/065].
Из уровня техники известно ГОНОЧНЫЙ КАТЕР НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ [CN203974804 (U), опубл.: 03.12.2014], содержащий регулятор направления, руль направления, толкающий двигатель, вентилятор толкающего двигателя, юбку воздушной подушки, нагнетающий двигатель и кожух двигателя, при этом нагнетающий двигатель снабжен нагнетающим вентилятором, где выходной вал нагнетающего двигателя соединен со ступицей вала нагнетающего вентилятора, кожух двигателя расположен в передней части корпуса катера, регулятор направления расположен в передней части катера за нагнетающим вентилятором, а руль направления соединен с регулятором направления стальным тросом.
Недостатком аналога является низкая надежность катера, обусловленная отсутствием защищаемых дно элементов от механических повреждений, а также низкие глиссирующие свойства, обусловленные конструкцией катера и его формой.
Также известно СУДНО НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ [CN2244008 (Y), опубл.: 01.01.1997], которое состоит из корпуса, четырехлопастного пропеллерного механизма, вращающегося в противоположных направлениях, и подъемного вентилятора в качестве подушки, отличающееся тем, что используются соосный четырехлопастный гребной винт противовращения с увеличенным количеством лопастей и устройство управления тягой соосного четырехлопастного гребного винта противовращения, эффект реверса гребного винта используется для повышения эффективности движения судна и одновременного осуществления обратного движения и поворота, при этом воздухозаборник подъемного вентилятора развернут в сторону поступательного движения и расположен у правого борта в носовой части корпуса; траектория, направлен назад и вниз под углом 15-60° с образованием выходного отверстия подъемного вентилятора в центре нижней части корпуса катера.
Недостатком аналога является высокие массогабаритные показатели, обусловленные конструктивными особенностями судна, а также невозможность его использования для передвижения по суше.
Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДНИЩА КОРПУСА СУДНА, ПРИВОДИМОГО В ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУШНЫМ ВИНТОМ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ [RU2744065 (C1), опубл.:02.03.2021], заключающийся в том, что подают воздушный поток под днище корпуса судна, отличающийся тем, что днище выполнено в виде замкнутой оболочки, причем внутри замкнутой оболочки днища закреплены баллоны, а воздушный поток первоначально подают в межбаллонное пространство замкнутой оболочки днища и направляют его через отверстия в нижней части замкнутой оболочки днища, причем до выхода воздушного потока наружу к поверхности движения его формируют и отклоняют в сторону кормовой части днища. Устройство, реализующее способ снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса судна, приводимого в движение воздушным винтом, включающее нагнетатель воздушного потока, отличающееся тем, что днище выполнено в виде замкнутой оболочки, нагнетатель расположен в кормовой части судна и выходом через переходный закрытый участок пневмоканала соединен с полостью замкнутой оболочки днища, причем внутри замкнутой оболочки днища закреплены баллоны, заполненные газом под давлением или вспененным веществом, в нижней части замкнутой оболочки днища выполнены отверстия, при этом снаружи поперек нижней части замкнутой оболочки днища закреплены защитные полосы, причем к нижней части замкнутой оболочки днища прикреплена только передняя кромка защитной полосы, а задняя кромка защитной полосы остается свободной с возможностью освобождать и прикрывать отверстия, между баллонами по линии соприкосновения баллонов выполнены вставки, при этом баллоны в сечении имеют круглую или овальную форму.
Основной технической проблемой прототипа является его малая грузоподъемность, обусловленная необходимостью для перехода в глиссирование освобождения большей части лодки от груза из-за размещения нагнетающего под днище лодки воздуха в кормовой части. Кроме того, из-за низкой жесткости конструкции дна судна снижаются его гидродинамические характеристики. Это связано с тем, что при ударе о воду при движении лодки из-за малой его упругости дно прогибается внутрь, образуя под дном полость сферической формы, которая увеличивает силу трения днища об водную поверхность.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Технический результат изобретения заключается в улучшении гидродинамических характеристик аэролодки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что надувная аэролодка-амфибия, включающая надувной плот, состоящий из основных баллонов, образующий борта и нос аэролодки, дополнительные баллоны, размещенные между основными баллонами вдоль аэролодки, нижнее и верхнее дно лодки, образующие замкнутую оболочку, в нижнем дне выполнены отверстия для выхода воздуха от нагнетающего двигателя из упомянутой оболочки под аэролодку и защищаемые днище ленты, отличающаяся тем, что содержит дополнительно толкающий основной двигатель, смонтированный на корме аэролодки, винт которого размещен за ним с возможностью вращения в вертикальной плоскости и создания силы тяги, толкающей аэролодку вперед, поверх основных баллонов аэролодки смонтирован фальшборт, дополнительные баллоны между собой и к основным баллонам выполнены проклеенными, образуя между основным дном, основными и дополнительными баллонами воздушные каверны, выполненные заглушенными в носовую и кормовую части аэролодки с помощью перегородок, проклеенных между основными, дополнительными баллонами и основным дном, а отверстия для выхода воздуха из упомянутых каверн выполнены в основном дне между основными и дополнительными баллонами и между дополнительными баллонами, при этом в передней половине аэролодки между упомянутыми баллонами смонтированы сопла для нагнетания в каверны воздуха нагнетающим двигателем, смонтированным на жесткой палубе аэролодки и сообщенным с соплами воздуховодом проходящим через отверстие, выполненное в верхнем втором дне и палубе аэролодки, при этом палуба аэролодки смонтирована на втором дне на обрешетке, состоящей из продольных и смонтированных к ним поперечных направляющих.
В частности, основные баллоны выполнены сужающимися к носу аэролодки.
В частности, основные баллоны и баллоны фальшборта выполнены многосекционными, внутренний объем которых разделен на секции герметичными перегородками, при этом каждая из секций снабжена отдельным воздушным клапаном.
В частности, открытые в корме части основных и дополнительных баллонов усилены накладками из полиэтилена, с возможностью защиты упомянутых баллонов от повреждений при механическом воздействии на них.
В частности, фальшборт на носу аэролодки выполнен вынесенным вперед перед основными баллонами, а нижнее основное дно аэролодки смонтировано между основными баллонами и внахлест на баллоны фальшборта с возможностью образования обтекаемых спереди и с бортов аэролодки форм.
В частности, чешуи-ленты смонтированы к основному дну аэролодки с заходом на основные баллоны.
В частности, на палубе в носовой части аэролодки с заходом на баллоны фальшборта смонтирован обтекаемый навес.
В частности, нагнетающий двигатель закрыт обтекаемым кожухом.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1. показан вид сбоку надувной аэролодки-амфибии.
На фиг.2. показан вид спереди надувной аэролодки-амфибии.
На фиг.3. показан вид сзади надувной аэролодки-амфибии.
На фиг.4. показан вид сверху надувной аэролодки-амфибии без второго дна.
На фиг.5 показан вид сверху надувной аэролодки-амфибии со смонтированным вторым дном.
На фиг.6 показано изображение фрагмента аэролодки с воздуховодом со стороны второго дна.
На фигурах обозначено: 1 – основные баллоны, 2 – основное дно, 3 – фальшборт, 4 – дополнительные баллоны, 5 – второе дно, 6 – перегородки, 7 – диффузор, 8 – воздуховод, 9 – сопла, 10 – люверсные ленты, 11 – трубы основания палубы, 12 – поперечины, 13 – настил палубы, 14 – чешуи-ленты, 15 – нагнетающий двигатель, 16 – рама основного двигателя, 17 – основной двигатель, 18 – поворотные рули, 19 – кожух, 20 – кабина, 21 – навес.
Осуществление изобретения.
Надувная аэролодка-амфибия содержит надувной плот, содержащий основные баллоны 1 (см.Фиг.1), образующие сужающиеся к носу аэролодки борта. Упомянутые баллоны 1 могут быть выполнены как однообъемными, снабженными одним воздушным клапаном, так и многосекционными, внутренний объем которых разделен на секции герметичными перегородками, при этом каждая из секций снабжена отдельным воздушным клапаном (на фигурах не показан).
Поверх основных баллонов 1 смонтирован фальшборт 3, выполненный из баллонов меньшим основных баллонов 1 диаметром, при этом на носу аэролодки фальшборт выполнен вынесенным вперед перед основными баллонами 1, образуя заостренный вверх нос аэролодки. Баллоны фальшборта 3, также, как и основные баллоны 1, снабжены воздушными клапанами (на фигурах не показаны).
Между основными баллонами 1 внахлест на баллоны фальшборта 3 по бортам и на носу аэролодки смонтировано основное дно 2, выполненное гибким из ПВХ-ткани.
Между основными баллонами 1 внутри аэролодки вдоль плота к основному дну 2 и вплотную друг к другу смонтированы дополнительные баллоны 4, выполненные по диаметру меньше основных баллонов 1, образуя основу второго дна 5 аэролодки. Упомянутые дополнительные баллоны 4, также, как и основные баллоны 1, снабжены воздушными клапанами (на фигурах не показаны).
Основные 1 и дополнительные 4 баллоны сзади усилены накладками (на фигурах не показаны), выполненными из полиэтилена, с возможностью защиты упомянутых баллонов 1 и 4 от повреждений при механическом воздействии на них.
Дополнительные баллоны 4 между собой и к основным баллонам 1 выполнены проклеенными, образуя между основным дном 2, основными 1 и дополнительными 4 баллонами воздушные каверны (на фигурах не показаны), выполненные закрытыми в носовой и кормовой частях аэролодки с помощью перегородок 6, приклеенных между основными 1, дополнительными 4 баллонами и основным дном 2.
Между основными 1 и дополнительными баллонами 4 вдоль них в основном дне 2 выполнены отверстия (на фигурах не показаны), сообщающие упомянутые выше каверны снизу под основным дном с окружающей средой.
Снизу упомянутые отверстия закрыты чешуями-лентами 14, смонтированными поперек аэролодки по всей ее ширине с заходом на основные баллоны 1 по ходу движения от кормы к носу аэролодки, при этом каждая из последующих упомянутых чешуй-лент 14 смонтирована внахлест предыдущей. Чешуи-ленты 14 выполнены из полиэтилена повышенной прочности и смонтированы к основному дну 2 аэролодки разъемным соединением с помощью шнура. В одном из вариантов реализации упомянутые чешуи-ленты 14 смонтированы к предварительно смонтированным к основному дну 2 аэролодки люверсным лентам 10.
Поверх дополнительных баллонов 4 между основными баллонами 1 смонтировано второе дно 5, выполненное также, как и основное дно 2 из ПВХ-ткани, при этом упомянутое дно 5 расположено ниже верхней плоскости основных баллонов 1.
В передней половине аэролодки, во втором дне 5 выполнено отверстие диффузора 7, снабженное гибким воздуховодом 8 (см.Фиг.6), при этом упомянутый воздуховод 8 смонтирован к дополнительным баллонам 4 с перекрытием полостей, образованных между вторым дном 5 и дополнительными 4 баллонами.
В диффузоре 7 между дополнительными баллонами 4 смонтированы сопла 9, сообщающие воздуховод 8 с кавернами, при этом каверны в переднюю носовую часть аэролодки закрытыми перегородками (на фигурах не показаны), смонтированными между основными 1, дополнительными 4 баллонами и основным дном 2.
Ко второму дну 5 сверху вдоль плота над каждым из дополнительных баллонов 4, а также к дополнительным баллонам 4 в области диффузора 7 смонтированы люверсные ленты 10 (см.Фиг.5), выполненные с возможностью монтажа к ним обрешетки палубы, состоящей из труб основания палубы 11, выполненных из металлического профиля и смонтированных поверх упомянутых труб 11 поперек плота поперечин 12, выполненных также, как и трубы основания палубы 11 из металлического профиля. На обрешетку смонтирован настил палубы 13, выполненный жестким из листовых материалов, например, пластика, фанеры и т.д.
В настиле палубы 13 над диффузором 7 выполнено отверстие по размеру воздуховода 8, над которым на палубе аэролодки на раме (на фигурах не показана) смонтирован нагнетающий двигатель 15, винт которого расположен над диффузором 7 с возможностью нагнетания воздуха через воздуховод 8 и сопла 9 в каверны.
На корме аэролодки на палубе смонтирована рама основного двигателя 16, внутри которой, собственно, смонтирован основной двигатель 17. Винт основного двигателя 17 размещен за ним с возможностью вращения в вертикальной плоскости и создания силы тяги, толкающей аэролодку вперед. За винтом основного двигателя 17 слева и справа от него на раме смонтированы вертикальные поворотные рули 18.
Нагнетающий двигатель 15 закрыт жестким кожухом 19, в передней части которого выполнены воздухозаборные отверстия (на фигурах не показаны). Между нагнетающим двигателем 15 и основным двигателем 17 смонтирована кабина 20, снабженная лобовым стеклом, при этом несущая конструкция кабины 20 выполнена из профилированной трубы из металла или пластика. Сверху несущая конструкция кабины 20 закрыта, например, тентом.
В кабине 20 смонтированы органы управления двигателями 15 и 17 и поворотными рулями 18, сиденья водителя и пассажиров и т.д.
На раме основного двигателя 16 смонтировано сетчатое (решетчатое) защитное ограждение с возможностью обеспечения безопасности от работающего основного двигателя 17 и его винта.
В одном из вариантов реализации, на палубе в носовой части аэролодки, смонтирован навес 21, выполненный в виде металлической рамной конструкции, поверх которой натянут тент.
Аэролодку-амфибию используют следующим образом.
Первоначально, при расположении аэролодки на водной или грунтовой поверхности, запускают нагнетающий 15 и основной 17 двигатели. Их винты вращаясь создают направленные воздушные потоки, при этом воздушный поток от нагнетающего двигателя 15 проходит по воздуховоду 8 через диффузор 7, сопла 9 и через каверны в основном дне 2 выходит наружу между чешуями-лентами 14, создавая под аэролодкой воздушную подушку. Конструктивная особенность, что воздушные каверны, образованные между основными 1, дополнительными 4 баллонами и основным дном 2 выполнены закрытыми в носовую часть аэролодки и в корме, обеспечивает направление всего потока воздуха от нагнетающего двигателя 15 вдоль воздушных каверн и выход его наружу только через отверстия в основном дне между чешуями-лентами 14, исключает потери упомянутого воздушного потока и позволяет полностью и более эффективно его использовать для создания подъемной силы.
Воздушный поток от основного двигателя 17 направлен за аэролодку и создает силу тяги, толкающую аэролодку вперед.
Управлением аэролодкой-амфибией осуществляют с помощью поворотных рулей 18 из кабины 20, поворотом которых изменяют направление толкающего лодку воздушного потока.
Технический результат – улучшение гидродинамических характеристик аэролодки достигается за счет:
- дополнительной, в отличие от прототипа, установки на корме аэролодки толкающего основного двигателя 16, создающего толкающее усилие и работающего независимо от нагнетающего двигателя 15. Размещение винта основного двигателя 17 над водной поверхностью обеспечивает снижение полного сопротивления аэролодки за счет уменьшения сопротивления погруженных в воду выступающих частей;
- нагнетания воздуха от нагнетающего двигателя 15 через воздуховод 8 диффузора 7, сообщающего упомянутый двигатель 15 с заглушенными в носовую часть лодки на корме кавернами (полостями) выполненными между основными 1 и дополнительными 4 баллонами и основным дном 2 через сопла 9, смонтированные между проклеенными между собой дополнительными баллонами 4 и дополнительными 4 и основными 1 баллонами. Такая конструкция обеспечивает эффективное использование всего нагнетаемого воздуха для обеспечения подъемной силы под днищем аэролодки и улучшает глиссирующие качества аэролодки;
- выполнения палубы аэролодки жесткой из настила палубы 13, смонтированого между основными баллонами 1 на жесткой обрешетке, состоящей из труб основания палубы 11, выполненных из металлического профиля и смонтированных поверх упомянутых труб 11 поперек плота поперечин 12, выполненных также, как и трубы основания палубы 11 из металлического профиля. Такое конструктивное решение увеличивает упругость и обеспечивает жесткость конструкции плота аэролодки, исключающих растяжение днища аэролодки при ударе о водную поверхность при движении. Следует иметь в виду, что при движении аэролодки на волне или при потере продольной устойчивости движения мгновенные значения углов атаки корпуса могут принимать большую величину, тогда возросшая аэродинамическая подъемная сила приводит к периодическому отрыву носовой части аэролодки от воды или даже к полному отрыву корпуса и дельфинированию аэролодки и в этом случае низкая жесткость днища аэролодки приводит к росту гидродинамического сопротивления.