Надувная моторная лодка

Область техники
[0001] Полезная модель относится к средствам передвижения по воде, в частности, к надувным лодкам с подвесными двигателями, эксплуатируемым в условиях мелководья.
Уровень техники
[0002] Известны различные надувные лодки (см., например, патенты RU №№: 71623, МПК B63B 7/08, опубликован 20.03.2008 г.; 2287449, МПК B63B 7/08, опубликован 20.11.2006 г.; 2360824, МПК B63B 7/08, опубликован 10.07.2009 г.), содержащие корпус U-образной формы в плане, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, присоединенное снизу к корпусу надувное днище и установленный в кормовой части лодки транец.
[0003] Известные надувные лодки, используемые для прогулок и отдыха на воде, имеют существенный недостаток: установка на них подвесного двигателя, гребной винт которого для обеспечения нормальной работы должен быть расположен ниже уровня днища лодки, ограничивает возможность их применения на небольших глубинах и не позволяет швартоваться на мелководье.
[0004] Известна надувная моторная лодка (см. патент RU №2389633, МПК B63B 7/08, опубликован 20.05.2010 г.), содержащая корпус U-образной формы в плане, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, установленный в кормовой части лодки транец и присоединенное снизу к корпусу надувное днище с углом килеватости на торце от 0° до 50°, а сам кормовой торец выполнен плоским.
[0005] Вышеописанная надувная моторная лодка имеет, по мнению ее автора, необходимое и достаточное сопротивление воды в месте ее срыва по торцу в кормовой части надувного днища при выходе на глиссирование и в режиме глиссирования лодки, что в свою очередь позволяет развивать большую скорость передвижения без потери устойчивости.
[0006] Однако данная конструкция лодки также не решает проблемы ее использования с подвесным двигателем на мелководье и при швартовке к берегу, поскольку гребной винт подвесного двигателя при такой конструкции днища лодки также должен располагаться ниже ее днища. Кроме того, при такой установке лодочного подвесного двигателя в процессе эксплуатации лодки возможны повреждения гребного винта различными предметами, находящимися в воде.
[0007] Известна надувная моторная лодка (см. патент RU №145840, МПК B63B 7/00, опубликован 27.09.2014 г.), содержащая корпус U-образной формы в плане, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, установленный в кормовой части лодки транец и присоединенное снизу к корпусу надувное днище, в котором со стороны плоскости, сопрягаемой с водой, выполнен начинающийся от кормового торца продольный паз клинообразной в вертикальном сечении формы с равномерным уменьшением его глубины к носовой части лодки, длина которого составляет от 5 до 50% от всей длины лодки, а глубина на кормовом торце днища от 2 до 10 см.
[0008] В известной моторной лодке частично решена проблема передвижения в условиях мелководья и швартовок к берегу, однако уменьшенный из-за наличия паза объем кормовой части днища приводит к ее более низкой осадке под весом двигателя, особенно на малых скоростях или без движения. Соответственно, сам двигатель в этих случаях также располагается глубже в воде и риск его повреждения увеличивается.
[0009] Известна принятая в качестве ближайшего аналога надувная моторная лодка, (см. патент RU №156326, МПК B63B 7/00, опубликован 10.11.2015 г.), содержащая корпус U-образной формы в плане, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, присоединенное снизу к корпусу надувное днище и установленный в кормовой части лодки транец, при этом в надувном днище со стороны кормы выполнен продольный вырез параболической формы, торцевая поверхность надувного днища внутри выреза выполнена наклонной наружу лодки с образованием угла не менее 90° с нижней поверхностью днища, а транец установлен перпендикулярно оси симметрии выреза так, что образует с его границей хорду.
[0010] Наличие в днище известной моторной лодки со стороны кормы выреза, образующего вертикально ориентированный тоннель высотой равный толщине надувного днища с наклонным заходом со стороны носовой части лодки, позволяет использовать подвесные двигатели с короткой «ногой» и расположить гребной винт (или водозаборник - в случае двигателей водометного типа) максимально близко к поверхности воды, существенно выше кормовой осадки самой лодки, поскольку поступающая при движении лодки через такой заход в тоннель вода в соответствии с законом Бернулли поднимается выше уровня нижней поверхности лодки.
[0011] Несмотря на несомненные достоинства вышеописанной конструкции, данная лодка имеет существенный недостаток.
[0012] Уровень воды внутри кормового выреза при малых скоростях (в пределе в стоячем положении) невысок и определяется в соответствии с законом Архимеда. В то же время, при высоких скоростях направление движения воды под днищем лодки таково, что она не успевает подняться внутрь выреза в зоне его торцевой поверхности (именно вследствие этого транец смещен от границы выреза внутрь). Вследствие этого «нога» двигателя установлена приблизительно в средней части выреза, в зоне кавитации, что негативно влияет на эффективность работы гребного винта, а также создает возможность попадания брызг внутрь лодки.
Термины и определения
[0013] В тексте данной патентной заявки используемые термины употреблены в следующих значениях.
[0014] U-образная - подобная перевернутой букве U.
[0015] П-образный - подобный букве П.
[0016] Трапециевидный - имеющий форму, близкую к трапеции.
[0017] Длина лодки - общая длина он носа до прямой, соединяющей крайние точки надувных бортов.
[0018] Транец - в случае с надувными лодками доска, устанавливаемая вертикально-поперечно и закрепляемая в кормовой части лодки для крепления на нее подвесного двигателя.
[0019] Клинообразный участок - участок, содержащий, по крайней мере, одну верхнюю наклонную поверхность и, по крайней мере, 2 боковых поверхности, сопряженные с верхней наклонной поверхностью. Таким образом, этот участок в продольном сечении имеет форму, близкую к форме клина. При этом, верхняя наклонная поверхность и боковые поверхности могут быть выполнены криволинейными, например, выпуклыми.
[0020] Нога двигателя - элемент подвесного лодочного двигателя, внутри которого осуществлено соединение двигателя с гребным винтом, длина ноги - это расстояние от верхней точки крепления двигателя на транце, до антикавитационной плиты, расположенной непосредственно над винтом подвесного двигателя.
[0021] Кавитация - образование в воде полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных газом, паром или их смесью. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в воды, которое происходит при увеличении скорости воды. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением, кавитационный пузырек захлопывается, излучая при этом ударную волну.
[0022] Антикавитационная плита - пластина, расположенная над винтом подвесного двигателя, предназначенная для предотвращения захвата винтом воздуха с поверхности, тем самым, препятствуя возникновению кавитации.
[0023] Глиссирование - движение плавательного средства по поверхности воды, при котором плавательное средство удерживается на поверхности воды за счет скоростного напора воды и создаваемой им подъемной силы.
[0024] Транцевая плита - жесткая пластина переменной толщины, любой возможной формы, прикрепленная механически к нижней части надувного днища в его кормовой части.
Краткое описание полезной модели
[0025] Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение эксплуатационных характеристик надувных моторных лодок.
[0026] Технический результат заявляемой полезной модели - возможность высокоэффективной эксплуатации лодки на малых и сверхмалых глубинах на разных скоростях за счет сопряжения наклонной торцевой поверхности днища и продольного наклонного клинообразного паза, выполненного в среднем сегменте днища, что позволяет оптимизировать расположение гребных винтов подвесных лодочных двигателей или, в случае водометных двигателей - их водозаборников и исключить риск их повреждения.
[0027] Технический результат достигается за счет того, что надувная моторная лодка, содержащая корпус U-образной формы в плане, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, присоединенное к корпусу надувное днище, разделенное, по крайней мере, на три продольных сегмента, в котором со стороны кормы выполнен вырез, и установлен транец, причем торцевая поверхность надувного днища внутри выреза выполнена наклонной наружу лодки с образованием угла не менее 90° с нижней поверхностью днища и сопряжена с продольным пазом, выполненным в среднем сегменте надувного днища со стороны плоскости, сопрягаемой с водной поверхностью, причем паз включает участок клинообразной в вертикальном сечении формы с уменьшением его глубины к носовой части лодки. Описанное взаимное расположение продольного паза и торцевой поверхности обеспечивает плавное направление движения воды под углом вверх и ее поступление в необходимом количестве на гребной винт подвесного двигателя, исключая возникновение в месте расположения винта явления турбулентности. Это становится возможным благодаря постепенному изменению угла наклона движения воды относительно плоскости водной поверхности. Таким образом, описанная конструкция надувной лодки позволяет размещать гребной винт подвесного двигателя близко к надувному днищу, а значит, дает возможность использования заявляемой полезной модели в условиях мелководья.
[0028] При этом предпочтительно длина паза составляет от 5 до 50% от всей длины лодки, а глубина на линии сопряжения с торцевой поверхностью надувного днища внутри выреза - от 2 до 25 см. Такие параметры длины и глубины продольного паза позволяют достичь максимально равномерного движения воды в пазе без потери курсовой устойчивости надувной моторной лодки.
[0029] При этом ширина паза по линии сопряжения с торцевой поверхностью надувного днища внутри выреза предпочтительно составляет от 20 до 60 см. Такая ширина паза позволяет достичь большей равномерности движения воды при отсутствии потерь в поперечной устойчивости надувной моторной лодки.
[0030] В наиболее предпочтительном варианте реализации заявляемой полезной модели угол наклона паза к водной поверхности составляет не более 15°, а угол наклона торцевой поверхности к нижней поверхности днища составляет, по крайней мере, 110°. В этом случае реализуется наиболее равномерное движение воды внутри продольного паза.
[0031] В одном из вариантов реализации заявляемой полезной модели надувное днище снабжено транцевыми плитами. Это позволяет избежать просадки кормовой части надувной лодки при выходе лодки на глиссирование, что является важным в случае использования заявляемой полезной модели в условиях мелководья, поскольку позволяет предотвратить повреждения гребного винта подвесного двигателя.
[0032] В различных вариантах реализации возможно выполнение надувного днища как плоским, так и снабженным килем.
[0033] В приведенном ниже подробном описании реализации полезной модели приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего технического решения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящую полезную модель, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего устройства.
[0034] Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что полезная модель не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего устройства, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов. Описание чертежей
[0035] Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется чертежами.
[0036] На Фиг. 1 представлен вид лодки сзади,
[0037] На Фиг. 2 - продольный вертикальный разрез лодки, с установленным на ней подвесным двигателем 7 по линии А-А, вид сбоку.
а. На Фиг. 3 - поперечный разрез лодки по линии В-В.
[0038] На Фиг. 4 - поперечный разрез лодки по линии С-С.
[0039] На фиг. 5 представлена область D, на которой изображены транцевые плиты 10.
[0040] На фиг. 6 - вариант реализации заявляемой полезной модели с тремя транцевыми плитами 10, вид снизу,
[0041] На фиг. 7 - вид лодки сверху.
[0042] Подробное описание полезной модели
[0043] Надувная моторная лодка содержит корпус 1, надувное днище 2 с пазом 3 и вырезом 4 с торцевой поверхностью 5, транец 6. На надувной лодке установлен подвесной двигатель 7 с гребным винтом 8. Вместо подвесного двигателя 7 с гребным винтом 8 может быть установлен водометный двигатель с водозаборником.
[0044] Выполнение в надувном днище 2 выреза 4 обеспечивает возможность движения лодки на мелководье, поскольку гребной винт 8 лодочного подвесного двигателя 7 расположен выше нижней поверхности надувного днища 2. Нижняя поверхность надувного днища 2 разделена, по крайней мере, на три продольных сегмента. При этом средний сегмент выполнен в виде паза 3. Паз 3 выполнен продольным, и содержит участок, имеющий клинообразную форму в вертикальном сечении. Таким образом, паз 3 имеет, по крайней мере, три поверхности: верхняя наклонная поверхность паза 3 и сопряженные с ней боковые стенки паза 3. Верхняя наклонная поверхность паза 3 образует с поверхностью воды угол от 8° до 42°, а сам паз 3 выполнен таким образом, что его глубина уменьшается по направлению от кормы к носовой части надувной моторной лодки.
[0045] На торцевой поверхности 5, расположенной под определенным углом (не менее 90°) к поверхности воды, и нижней поверхности надувного днища 2, соответственно, установлен транец 6. В свою очередь на транец 6 установлен подвесной двигатель 7 с гребным винтом 8. Такая конфигурация позволяет расположить гребной винт 8 подвесного двигателя 7 таким образом, чтобы вектор скорости надувной моторной лодки совпадал с вектором движущей силы подвесного двигателя 7, и оси вращения гребного винта 8, соответственно, и был направлен к центру масс надувной моторной лодки. Это приводит к плавному движению надувной моторной лодки и позволяет исключить эффект колебания лодки в вертикальной плоскости в процессе движения, например, в момент выхода на глиссирование. Отсюда следует, что такая конфигурация является оптимальной по расположению гребного винта 8 подвесного двигателя 7, что позволяет исключить риск повреждения гребного винта 8 и повысить эффективность использования лодки в условиях мелководья.
[0046] Также выполнение торцевой поверхности 5, расположенной под определенным углом (не менее 90°) к поверхности воды, сопряженной с размещенным в днище 2 лодки продольным клинообразным пазом 3, обеспечивает плавное направление движения воды под углом вверх и ее поступление в необходимом количестве на гребной винт 8 подвесного двигателя 7 без образования в месте расположения винта 8 явления турбулентности.
[0047] Такое поступление воды в зону гребного винта 8 становится возможным благодаря тому, что изменение угла наклона ее движения относительно плоскости водной поверхности происходит постепенно. Таким образом, исключается возможность срывов в точках перегибов: вначале вода движется внутри продольного паза 3, содержащего клинообразный участок, а затем меняет угол наклона на линии сопряжения паза 3 с торцевой поверхностью 5 надувного днища 2 внутри выреза 4. Такое движение потока воды внутри продольного паза 3, содержащего клинообразный участок, и вдоль торцевой поверхности 5 обеспечивает плавность движения лодки в момент выхода на глиссирование, что обеспечивает высокую эффективность эксплуатации лодки, в том числе, в условиях мелководья.
[0048] В свою очередь, линия сопряжения торцевой поверхности 5 и продольного паза 3, содержащего клинообразный участок, может быть выполнена, в качестве примера, трапециевидной или П-образной. При этом участок линии сопряжения, граничащий с наклонной плоскостью продольного паза 3, может быть выгнут в сторону плоскости надувного днища 2. Это дает возможность поднять поток воды и обеспечить необходимую плотность потока воды для безаварийной работы подвесного двигателя 7, что обеспечивает высокую эффективность использования надувной лодки в условиях мелководья.
[0049] Плоскость симметрии клинообразного продольного паза 3 совпадает с вертикальной плоскостью симметрии корпуса 1, выполненного U-образным в плане. При этом глубина клинообразного паза 3 уменьшается в направлении от выреза 4, расположенного в кормовой части лодки к ее носовой части. В качестве одного из возможных вариантов реализации уменьшение глубины клинообразного паза 3 в направлении от выреза 4, расположенного в кормовой части лодки к ее носовой части, может быть выполнено равномерным.
[0050] Боковые стенки клинообразного паза 3 могут быть выполнены выпуклыми в направлении свободного объема. Это также дает возможность поднять поток воды и обеспечить необходимую плотность потока воды для безаварийной работы подвесного двигателя 7.
[0051] Нижняя поверхность надувного днища 2 может содержать продольные канавки 9, обусловленные геометрией шва, соединяющего детали материала, из которого изготовлено надувное днище 2 (фиг. 6).
[0052] Кроме того, надувное днище 2 может быть дополнительно снабжено, по крайней мере, одной транцевой плитой 10. В качестве примера транцевая плита 10 может иметь форму треугольника.
[0053] В качестве одного из вариантов реализации заявляемой полезной модели, надувное днище 2 может быть дополнительно снабжено 3 транцевыми плитами 10, как показано на фиг. 5 и фиг. 6. Транцевые плиты 10 располагаются на нижней стороне надувного днища 2, причем ребра транцевых плит 10 располагаются в пределах внешнего контура торцевой поверхности 5 и корпуса 1.
[0054] Снабжение надувного днища 2, по крайней мере, одной транцевой плитой 10 позволяет избежать просадки кормовой части надувной лодки при выходе лодки на глиссирование, и обеспечить стабильное движение надувной моторной лодки. Этот аспект является важным в случае использования заявляемой надувной моторной лодки в условиях мелководья, поскольку позволяет предотвратить повреждения гребного винта 8 подвесного двигателя 7.
[0055] Надувное днище 2 может быть выполнено любой известной конструкции. В качестве примера надувное днище 2 может быть выполнено плоским, или может быть снабжено килем.
[0056] Эксперименты, проведенные заявителями, показали, что наиболее равномерным движение воды является в случаях, когда угол наклона паза 3 к водной поверхности составляет не более 15°, а угол наклона торцевой поверхности 5 к нижней поверхности днища 2 составляет от 110° до 130°. При этом необходимо учитывать, что увеличение длины паза 3 приводит к снижению курсовой устойчивости лодки. В общем случае не рекомендуется делать длину паза 3 более, чем 50% от общей длины лодки.
[0057] Равномерность движения воды внутри паза 3 также зависит от его ширины, большая ширина обеспечивает большую равномерность движения. Однако необходимо иметь в виду, что выполнение паза 3 шириной, превышающей 40% общей ширины лодки, приводит к снижению ее поперечной устойчивости, поэтому, при изготовлении лодок до 6 м длиной желательно, чтобы ширина паза 3 не превышала 60 см.
[0058] Заявляемая конструкция надувной лодки позволяет использовать подвесные двигатели с короткой «ногой» (381 мм) и расположить гребной винт 8 максимально близко к торцевой поверхности 5 и к поверхности воды, существенно выше кормовой осадки самой лодки. При этом снижается общая глубина погружения судна в воду, что дает возможность эксплуатировать его на отмелях, при низкой воде и т.п. Кроме того, корпус 1 и днище 2 надувной лодки являются своеобразной защитой расположенного внутри выреза 4 несколько выше днища 2 гребного винта 8 (в случае водометного двигателя - его водозаборника) от возможных механических повреждений, вызываемых расположенными в воде камнями, бревнами и другим «мусором».
[0059] Кроме того, расположение гребного винта 8 максимально близко к торцевой поверхности 5 снижает вероятность попадания водяных брызг из выреза при движении, а также смещает центр тяжести ближе к центру лодки, улучшая ее устойчивость.
[0060] Использование заявляемого технического решения позволяет расширить эксплуатационные характеристики надувных моторных лодок и обеспечивает дополнительную защиту устанавливаемых на них подвесных двигателей от возможных механических повреждений.
[0061] В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.