СПОРТИВНО-ПРОГУЛОЧНОЕ ОДНОМЕСТНОЕ СУДНО
SPORTING-PLEASURE SINGLE-SEATED VESSEL

Предлагаемое изобретение относится к области маломерного судостроения и может быть использовано в аквапарках и небольших водоемах для спорта и развлечения, а также как тренажер для нагрузки всех групп мышц человека.
Известны водные велосипеды фирмы Sava [1], ООО «Ремтехсервис» [2], БРИЗ [3], содержащие корпус в виде катамарана, сиденье, педальный привод водного колеса, механизм управления.
Недостатком этих водных велосипедов является недостаточная маневренность и работа только ножных мышц.
Известен аквапланер Fly-skuter, содержащий раму с платформой, привод которого осуществлен с задним крылом посредством рычагов и шарниров от стоящего человека, ноги которого просунуты в ремень-петлю [4].
Недостатком аквапланера является высоко расположенный центр тяжести и неустойчивость, недостаточная маневренность при высокой скорости.
Известно плавсредство, содержащее кольцеобразный в плане корпус, ограничительный поручень, неподвижно закрепленный на корпусе, платформу и движитель с педальным приводом [5].
Плавсредство имеет большие габаритные размеры и вес, плохую управляемость.
Известен водный велосипед, содержащий корпус с сиденьем, несущий элемент, руль, установленный на корпусе, педальный привод, соединенный с движителем в виде плавников китообразных, расположенных бипланно [6].
Недостатком водного велосипеда является недостаточная маневренность (нет заднего хода) и сложный привод.
Известно спортивно-прогулочное судно, содержащее корпус, движитель в виде эластичной ленты, выполненной с трапециевидным каналом [7].
Недостатком водного велосипеда является плохая маневренность, большое сопротивление движению.
Целью изобретения является значительное повышение маневренности, нагружение (тренировка) всех групп мышц человека, регулирование положений педали и сиденья в зависимости от роста человека.
1
2
1
Это достигается тем, что в судне применен движитель, создающий тяговое усилие за счет подачи растекающейся струи воды на рабочую поверхность симметричного корпуса судна, где нос и корма выполнены в виде оболочки, образованной вращением полуокружности радиусом R относительно оси поворота соплового отверстия радиусом R на угол α=200°, и образования реактивной силы взаимодействия этого потока ниже ватерлинии под плоским днищем с водой акватории, а средняя часть корпуса имеет прямоугольное сечение; подача воды осуществляется от роторно-пластинчатого насоса, установленного на днище судна в передней части, имеющего педально-цепной привод с муфтой свободного хода на оси педалей, и двух поршневых насосов двойного действия, расположенных снаружи корпуса в средней части с ручным приводом от двуплечего рычага через водовоздушный герметичный бачок и две поворачивающиеся штурвалами загнутые на 180° трубки с вертикально вниз направленными соплами, расположенными на расстоянии 0,5 R от торца носа и кормы, причем поворачивающиеся трубки установлены в патрубках с уплотнителями; в зависимости от роста человека вращающееся сиденье регулируется по высоте и расстоянию до роторно-пластинчатого насоса, а привод насоса поворачивается относительно цилиндрического корпуса роторно-пластинчатого насоса.
На фиг. 1 изображен общий вид судна в разрезе сбоку; на фиг. 2 - вид его сверху; на фиг. 3 - разрез по сечению А-А; на фиг. 4 - поперечный разрез судна посередине Б-Б; на фиг. 5 - крепление основания сиденья к днищу (вид В); на фиг. 6 - вид Г на привод ручного поршневого насоса двойного действия; на фиг. 7 - изменение положения привода роторно-пластинчатого насоса; на фиг. 8 - гидравлическая схема привода судна; на фиг. 9 - схема движения судна вперед; на фиг. 10 - схема движения судна вбок; на фиг. 11 - поворот судна вперед-вправо; на фиг. 12 - разворот-вращение судна на месте.
1
2
<mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mfrac><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
Корпус 1 судна симметричен, нос 2 и корма 3 выполнены в виде сферообразной оболочки, образованные вращением полуокружности радиусом R относительно оси О на угол α≈200°, при этом наиболее удаленная от оси часть имеет радиус R, в верхней части оболочка имеет вертикальную поверхность 4 для защиты от брызг воды, которая переходит в горизонтальную площадку 5, середина 6 судна открытая, имеет прямоугольную форму с вертикальными бортами 7, днище 8 - плоское утолщенное. Привод судна от вертикальных струй воды, истекающих из сопел 9, загнутых на 180° трубок 10, установленных на горизонтальных площадках 5 носа 2 и кормы 3; поворачивающиеся трубки 10 установлены в патрубках 11 с уплотнителями 12 и могут поворачиваться при помощи штурвалов 13 на угол α; струя направляется на сферообразную оболочку на расстоянии l (где
) от оси О поворота трубки сопла 9. Подача воды к соплам осуществляется от роторно-пластинчатого насоса 14, установленного на днище 8 судна в передней части и двух поршневых насосов двойного действия 15, расположенных снаружи корпуса в средней части корпуса. Привод рабочего органа роторно-пластинчатого насоса велосипедного типа от педалей 16, цепи 17 и звездочек ведущей 18 и ведомой 19, причем вал педалей связан с ведущей зведочкой через муфту свободного хода 21. Вал ведущей звездочки установлен в пазах двувильчатого кронштейна 22, ступица 23 которого для регулировки расстояния от человека может поворачиваться по наружной цилиндрической поверхности 24 корпуса насоса 14. Привод поршневых насосов 15 ручной через двухплечий рычаг 25 на оси 26, нижний конец 27 которого связан со штоком 28 насоса, качающегося на оси 29. Оси 26 и 29 закреплены в средней части судна на вертикальных бортах 7. Сиденье 30 может вращаться вокруг вертикальной оси-трубки 31 на подшипнике 32, фиксироваться на резной высоте болтами 32 на трубке 31 и стержне 33 и регулироваться в положении вперед-назад, для чего в основании 34 для крепления на днище судна выполнены продольные отверстия 35. Для равномерной подачи воды к соплам предусмотрен водовоздушный герметичный бачок 36, для перекрытия подачи воды к соплам - краны 37 и 38. На нагнетательном трубопроводе роторно-пластинчатого насоса установлен обратный клапан 39, а на бачке 36 - манометр 40. Насосы, бачок, сопла связаны трубопроводами 41.
Спортивно-прогулочное одноместное судно работает следующим образом.
В зависимости от роста, длины ног клиента (спортсмена) отрегулируют по высоте сиденье 30 и положение кресла, а также положение оси 20 педалей 16. При перекрытии кранов 37 и 38 в спущенном на воду судне начинают подавать воду роторно-пластинчатым насосом 14 и ручными поршневыми насосами 15 в водовоздушный бачок 36. Подаваемая по трубопроводам 41 вода сжимает воздух в бачке и давление увеличивается. Затем спортсмен открывает кран 37 и вода из сопла 9 с большой скоростью вертикально вниз истекает на сферообразную поверхность носа 2, растекаясь слоем по его поверхности. На судне возникает толкающее реактивное усилие под плоским днищем судна за счет растекающегося потока воды.
<mrow><mi>υ</mi><mo>=</mo><mi>φ</mi><msqrt><mrow><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>p</mi></mrow><mi>ρ</mi></mfrac></mrow></msqrt><mo>,</mo></mrow>
Под действием этой силы судно устремляется вперед (фиг. 9). Чем больше масса воды и скорость истечения
зависящая от коэффициента скорости φ, давления в бачке p и плотности воды ρ, тем больше скорость движения судна. При закрытии носового крана 37 и открытии кормового крана судно движется назад. При повороте штурвалами 13 сопла в одну сторону на 90° (фиг. 10) судно движется в боковую сторону. При установке сопла под углом (фиг. 11) судно поворачивается. При установке сопел под 90° к оси судна в разные стороны (фиг. 12) судно разворачивается на месте.
Чем больше спортсмен (клиент) подает воду насосами, тем быстрее судно плывет. Он может подавать воду одновременно ручными поршневыми насосами 15, двигая руками рычаги 25 взад-вперед и вращая ногами педали, подавая воду роторно-пластинчатым насосом 14. При этом работают почти все группы мышц человека, тренируется сердечно-сосудистая, дыхательная системы. При достаточно набранном в бачке воды клиент может отдохнуть или работать только ногами или руками.
Судно можно использовать как спортивное на соревнованиях, как тренажер, а также как прогулочное в автопарках и небольших водоемах.
Источники информации
1. http://noutilus.ru/velosiped/
2. http://www.remteh8pec.ru/vela/
3. katerlodka.ru/katamaran/bris/bris.html
4. fly-skuter.ru/ …/pump-bike1.html
5. АС СССР №1691218 А1, МПК В63В 35/73 «Плавсредство», 1991 г.
6. Патент РФ №2252895 С1, МПК В63В 35/73 «Водный велосипед», 2005 г.
7. Патент РФ №2003579 С1, МПК В63В 35/73 «Спортивно-прогулочное судно», 1993 г.