ПОПЕРЕЧНЫЙ ЩИТОК ГИБКОГО ОГРАЖДЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к гибким ограждениям камеры воздушной подушки, а именно поперечным щиткам гибкого ограждения камеры воздушной подушки с механизмом уборки и выпуска поперечного щитка, и может быть использована на аппаратах на воздушной подушке, самолетах с шасси на воздушной подушке, экранопланах и других транспортных средствах, оснащенных воздушной подушкой.
Из уровня техники известны механизмы уборки и выпуска гибкого ограждения камеры воздушной подушки.
В заявке 94006468, дата подачи 22.02.1994 г., МПК B60V 3/08, дата публикации 20.10.1995 г., представлен поперечный щиток гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства, содержащий шарнирно установленное на корпусе верхнее звено, шарнирно соединенное с нижним звеном, механизм уборки и выпуска поперечного щитка, кинематически связанный со звеньями поперечного щитка. Особенностью известного поперечного щитка является выполнение механизма уборки и выпуска щитка, содержащим двухзвенный механизм, который соединяет верхнее звено с корпусом, и выполнение шарнирного соединения между верхним и нижним звеньями, не допускающим отклонение нижнего щитка вперед. При этом ниша для размещения убранного щитка в корпусе транспортного средства имеет длину, превосходящую длину верхнего звена поперечного щитка, что создает условия для нарушения теоретических (плавных) обводов корпуса при убранном поперечном щитке из-за возможных деформаций внешней поверхности щитка в процессе эксплуатации транспортного средства в связи с шарнирным соединением верхнего и нижнего звеньев. Это приводит к ухудшению аэродинамических характеристик транспортного средства в конфигурации с убранным поперечным щитком и является недостатком известного технического решения поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки.
Поперечный щиток, представленный в известном техническом решении, принят за наиболее близкий аналог полезной модели (прототип).
Решаемой задачей является расширение эксплуатационных режимов движения транспортного средства на воздушной подушке.
Технический результат полезной модели состоит в уменьшении длины ниши для поперечного щитка, а также в повышении эффективности поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства, как в режиме воздушной подушки, так и без нее.
Технический результат достигается тем, что в поперечном щитке гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства, содержащем шарнирно установленное на корпусе верхнее звено, шарнирно соединенное с нижним звеном, механизм уборки и выпуска поперечного щитка, кинематически связанный со звеньями поперечного щитка, нижнее звено поперечного щитка содержит жесткую диафрагму, на которой установлены элементы эластичного сегментного ограждения, причем кинематическая связь механизма уборки и выпуска поперечного щитка с его звеньями выполнена гибкой и соединяет последовательно жесткую диафрагму нижнего звена и верхнее звено с приводом гибкой связи.
Технический результат достигается также тем, что гибкая связь поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства выполнена проходящей через направляющий блок, установленный на верхнем звене на кронштейне, и соединена с жесткой диафрагмой нижнего звена, при этом расстояние от шарнирного соединения между звеньями поперечного щитка до кронштейна с направляющим блоком превышает размер жесткой диафрагмы нижнего звена вдоль гибкой связи.
Технический результат достигается также тем, что гибкая связь поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства выполнена в виде тросика.
Технический результат достигается также тем, что, по меньшей мере, один элемент эластичного сегментного ограждения поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства выполнен в виде конусных элементов, открытых со стороны камеры воздушной подушки, и содержит внутреннюю перемычку, расположенную выше нижней кромки элемента эластичного сегментного ограждения, с образованием внутренней и внешней полостей элемента сегментного ограждения.
Кроме того технический результат достигается тем, что жесткая диафрагма поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства выполнена перфорированной.
Технический результат достигается также тем, что перфорация в жесткой диафрагме нижнего звена поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства расположена над внутренней и внешней полостями элементов сегментного ограждения. При этом поперечный размер внутренней перемычки превышает расстояние между боковыми сторонами элемента эластичного сегментного ограждения, а форма внутренней перемычки выполнена выпуклой в сторону камеры воздушной подушки.
Технический результат достигается также тем, что поперечный щиток гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства расположен между боковыми ограждениями камеры воздушной подушки, а в корпусе транспортного средства выполнена ниша для поперечного щитка.
Технический результат достигается также тем, что обводы внешней поверхности первого звена поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства не выходят за теоретические контуры корпуса.
Выполнение поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства, содержащим шарнирно установленное на корпусе верхнее звено, шарнирно соединенное с нижним звеном, которое содержит жесткую диафрагму с установленными элементами эластичного сегментного ограждения, механизм уборки и выпуска поперечного щитка, имеющий гибкую связь, последовательно соединяющую жесткую диафрагму нижнего звена с верхним звеном и с приводом гибкой связи, обеспечивает возможность укладывания элементов гибкого ограждения в нишу в корпусе при прилегании жесткой диафрагмы нижнего звена к внутренней поверхности верхнего звена. В результате уменьшается длина ниши для поперечного щитка, равная длине (хорде) только верхнего звена, в то время как в прототипе длина ниши равна длине (хорде) верхнего и нижнего звеньев поперечного щитка. В то же время, выполнение переднего щитка гибкого ограждения двухъярусным повышает эффективность его работы при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки вследствие большей податливости при прохождении препятствий по сравнению с прототипом.
Выполнение гибкой связи, проходящей через направляющий блок, установленный на верхнем звене на кронштейне, и закрепление на жесткой диафрагме нижнего звена увеличивает плечо действия гибкой связи относительно шарнирного соединения верхнего звена с корпусом, что позволяет не увеличивать габариты ниши в корпусе по длине, благодаря компактности механизма уборки и выпуска поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства.
Расположение закрепленного на верхнем звене кронштейна с направляющим блоком на расстоянии от шарнирного соединения между звеньями поперечного щитка, превышающем размер жесткой диафрагмы нижнего звена вдоль гибкой связи, обеспечивает компактную укладку звеньев в нишу в корпусе, что уменьшает длину ниши для поперечного щитка по сравнению с прототипом.
Выполнение элементов сегментного ограждения из эластичного материала обеспечивает компактную укладку звеньев в нишу корпуса и повышает эффективность работы поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки по сравнению с прототипом.
Выполнение, по меньшей мере, одного элемента эластичного сегментного ограждения в виде конусного элемента, открытым со стороны камеры воздушной подушки, и содержащим внутреннюю перемычку, расположенную выше нижней оконечности элемента эластичного сегментного ограждения, с образованием внутреннего и внешнего каналов в сегментных элементах, повышает эффективность поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки, благодаря распределению потоков воздуха во внутренней и внешней полостях, и созданию различной жесткости ограждения, обеспечивающей уменьшение нагрузок на корпус транспортного средства при прохождении препятствий.
Выполнение жесткой диафрагмы нижнего звена перфорированной обеспечивает пневматическую связь полостей элементов сегментного ограждения с источником подачи воздуха в камеру воздушной подушки, что повышает эффективность работы поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки по сравнению с прототипом.
Выполнение поперечного размера перемычки, превышающем расстояние между боковыми сторонами элемента эластичного сегментного ограждения, а формы внутренней перемычки выпуклой в сторону камеры воздушной подушки способствует созданию большей упругости внешней части сегментных элементов, что повышает эффективность работы поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки.
Подача воздуха через перфорацию в жесткой диафрагме нижнего звена во внутреннюю и внешнюю полости сегментных элементов позволяет распределять потоки воздуха во внутренние и внешние полости сегментных элементов, создавая различную упругость ограждения, обеспечивающую уменьшение нагрузок на корпус транспортного средства при прохождении препятствий, что повышает эффективность работы поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки.
Размещение поперечного щитка гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства между боковыми ограждениями камеры воздушной подушки и выполнение ниши в корпусе транспортного средства обеспечивает формирование камеры воздушной подушки, что повышает эффективность работы поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки.
Выполнение обводов внешней поверхности верхнего звена поперечного щитка, не выходящими за теоретические контуры корпуса, обеспечивает повышение эффективности работы поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства в режиме воздушной подушки и без воздушной подушки при убранном поперечном щитке.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен продольный разрез поперечного щитка в выпущенном положении.
На фиг.2 показан разрез 1-1 на фиг.1.
На фиг.3. показан разрез 2-2 на фиг.1.
На фиг.4 показан разрез 3-3 на фиг.1.
На фиг.5 представлен продольный разрез поперечного щитка в убранном положении.
На фиг.6 показана фотография щитка в выпущенном положении.
На фиг.7 показана фотография щитка в промежуточном положении.
На фиг.8 показана фотография щитка в убранном положении.
Поперечный щиток гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства (фиг.1) содержит соединенное с корпусом 1 посредством шарнира 2 верхнее звено 3, соединенное посредством шарнира 4 с нижним звеном 5 поперечного щитка, и механизм уборки и выпуска поперечного щитка. Нижнее звено 5 поперечного щитка содержит жесткую диафрагму 6, на которой установлены элементы 7 эластичного сегментного ограждения.
Механизм уборки и выпуска поперечного щитка кинематически соединен со звеньями 3 и 5 поперечного щитка посредством гибкой связи, например, тросика 8, который последовательно соединяет жесткую диафрагму 6 нижнего звена 5 с верхним звеном 3 и с приводом гибкой связи (на фиг. не показано). При этом тросик 8 гибкой связи выполнен проходящим через направляющий блок 9, установленный на верхнем звене 3 на кронштейне 10, и соединен с жесткой диафрагмой 6 нижнего звена 5 поперечного щитка. Расстояние А от кронштейна 10 до шарнира 4, соединяющего верхний 3 и нижний 5 звенья поперечного щитка, не меньше размера (хорды) В жесткой диафрагмы 6 нижнего звена 5 вдоль тросика 8: А≥В (фиг.1).
Элементы 7 сегментного ограждения выполнены из эластичного материала, например, прорезиненной ткани. По меньшей мере, один элемент 7 эластичного сегментного ограждения выполнен в виде конусных элементов, открытых со стороны камеры 11 воздушной подушки, и содержит внутреннюю перемычку 12, расположенную выше нижней кромки 13 элемента 7 эластичного сегментного ограждения (фиг.1, 2, 3), с образованием внутренней 14 и внешней 15 полостей в элементе 7 эластичного сегментного ограждения (фиг.2).
Жесткая диафрагма 6 выполнена с перфорацией 16, обеспечивающей пневматическую связь нагнетателя воздуха (на фиг. не показано) с полостями 14 и 15 элементов 7 эластичного сегментного ограждения (фиг.1). Внутренняя перемычка 12 выполнена выпуклой в сторону камеры воздушной подушки 11, и ее периметр в поперечном сечении превышает расстояние С между боковыми сторонами 17 элемента 7 эластичного сегментного ограждения (фиг.2, 3).
Поперечный щиток гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства расположен между боковыми ограждениями, например, скегами 18 (фиг.4) камеры 11 воздушной подушки, а в корпусе 1 транспортного средства выполнена ниша 19 для поперечного щитка. При этом обводы внешней поверхности 20 верхнего звена 3 поперечного щитка в убранном положении соответствуют теоретическому контуру 21 корпуса 1 транспортного средства (фиг.1, 5).
Поперечный щиток гибкого ограждения воздушной подушки транспортного средства функционирует следующим образом.
При движении транспортного средства на режиме воздушной подушки поперечный щиток выпущен и расположен между боковым ограждением камеры 11 воздушной подушки, выполненном, например, в виде скегов 18. При этом поперечный щиток может располагаться, как вдоль передней и задней кромок камеры 11 воздушной подушки, так и в средней части, разделяя камеру 11 воздушной подушки на секции (на фиг. не показано). Поперечный щиток выполнен как двухярусное ограждение, при этом верхний ярус образован верхним звеном 3 и боковой диафрагмой 22, а нижний ярус - жесткой диафрагмой 6 и элементами 7 эластичного сегментного ограждения (фиг.1). Такое выполнение поперечного щитка обеспечивает высокую эффективность воздушной подушки при прохождении препятствий, благодаря соединению звеньев 3 и 5 посредством шарнира 4, а верхнего звена 3 с корпусом 1 - посредством шарнира 2. Выполнение элементов 7 из эластичного материала с внутренней 14 и внешней 15 полостями обеспечивает огибание препятствий с небольшими потерями давления в камере 11 воздушной подушки.
При переходе оборудованных поперечным щитком таких транспортных средств, как самолет с шасси на воздушной подушке, экраноплан, соответственно в самолетный и экранопланный эксплуатационный режим движения поперечный щиток убирается. Уборка выполняется посредством механизма, содержащего гибкую связь, например, тросик 8, и привод изменения его длины, например, лебедку (на фиг. не показано). При подтягивании тросика 8 жесткая диафрагма 6 прижимается к внутренней поверхности верхнего щитка 3, затем вследствие наличия плеча между прилегающим к блоку 9 тросика 8 и шарниром 2 происходит поворот верхнего звена 3 с прижатой к нему жесткой диафрагмой 6. При этом выполненные из эластичного материала элементы 7 сегментного ограждения деформируются и укладываются в нишу 19 корпуса 1 (фиг.5).
Вследствие выполнения внешней поверхности 20 верхнего звена 3 соответствующей теоретическому контуру 21 корпуса 1, его теоретические обводы сохраняются аэродинамически чистыми. Кроме того, поперечный (вдоль направления полета) размер ниши меньше, чем в прототипе, что уменьшает вибрации внешней поверхности 20 верхнего звена 3 убранного поперечного щитка под действием аэродинамических нагрузок.
При выпуске поперечного щитка в камеру 11 воздушной подушки подается воздух от источника (на фиг. не показано), лебедкой увеличивается длина тросика 8, и под действием веса верхнего 3 и нижнего 5 звеньев поперечного щитка и избыточного давления в камере 11 воздушной подушки поперечный щиток выпускается. При превышении статической составляющей полного давления в камере 11 воздушной подушки давления набегающего потока поперечный щиток принимает конфигурацию, соответствующую режиму движения транспортного средства на воздушной подушке.
Экспериментальный образец поперечного щитка подтвердил работоспособность полезной модели. Фотографии изменения конфигурации поперечного щитка при его уборке представлены на фиг.6, 7, 8.
Таким образом, по сравнению с прототипом уменьшается длина (вдоль полета) ниши для поперечного щитка, повышается эффективность поперечного щитка гибкого ограждения при движении транспортного средства, как в режиме воздушной подушки, так и без нее, что расширяет его эксплуатационные режимы.
Представленное описание достаточно для реализации полезной модели на специализированном предприятии при разработке и постройки поперечного щитка для транспортного средства на воздушной подушки. Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ К ОПИСАНИЮ И ЧЕРТЕЖАМ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
1 - корпус транспортного средства;
2 - шарнир;
3 - верхнее звено поперечного щитка;
4 - шарнир;
5 - нижнее звено поперечного щитка;
6 - жесткая диафрагма 6 нижнего звена 5 поперечного щитка;
7 - элемент эластичного сегментного ограждения;
8 - тросик;
9 - направляющий блок;
10 - кронштейн, установленный на верхнем звене 3поперечного щитка;
11 - камера воздушной подушки;
12 - внутренняя перемычка в элементе 7 эластичного сегментного ограждения;
13 - нижняя кромка элемента 7 эластичного сегментного ограждения;
14 - внутренняя полость в элементе 7 эластичного сегментного ограждения;
15 - внешняя полость в элементе 7 эластичного сегментного ограждения;
16 - перфорация в жесткой диафрагме 6;
17 - боковые стороны элемента 7 эластичного сегментного ограждения;
18 - скег транспортного средства;
19 - ниша в корпусе 1;
20 - внешняя поверхность первого звена 3 поперечного щитка;
21 - теоретический контур корпуса 1 транспортного средства.
А - расстояние от кронштейна 10 до шарнира 4, соединяющего верхний 3 и нижний 5 звенья поперечного щитка;
В - размер жесткой диафрагмы 6 нижнего звена 5 вдоль тросика 8;
С - расстояние между боковыми сторонами 17 элемента 7 эластичного сегментного ограждения.