Надувная моторная лодка
INFLATABLE MOTORBOAT

[001] Область техники
[002] Изобретение относится к средствам передвижения по воде, в частности, к надувным лодкам с подвесными двигателями, эксплуатируемым в условиях мелководья.
[003] Уровень техники
0
0
[004] Известно техническое решение, раскрытое в патенте на изобретение RU 2389633 С2 (МПК B63B 7/08; опубликован 20.05.2010) «Моторная надувная лодка (варианты)», которое представляет собой надувную моторную лодку, содержащую 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.
[005] 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.
[006] Однако данная конструкция лодки также не решает проблемы ее использования с подвесным двигателем на мелководье и при швартовке к берегу, поскольку гребной винт подвесного мотора 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.
[007] Известно техническое решение, раскрытое в патенте на полезную модель, RU 145840 U1 (МПК B63B 7/00; опубликован 27.09.2014) «Надувная моторная лодка», которое представляет собой надувную моторную лодку, содержащую 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.
[008] 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.
[009] В качестве прототипа взято известное техническое решение, раскрытое в патенте на полезную модель RU 177429 U1 (МПК B63B 7/082; опубликован 21.02.2018) «Надувная моторная лодка», которое представляет собой надувную моторную лодку, содержащую корпус U-образной формы в плане, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, присоединенное к корпусу надувное днище, и установленный в кормовой части лодки транец. С нижней стороны надувного днища лодки выполнен продольный тоннель, содержащий две боковых стенки и одну верхнюю поверхность, сопряженную с боковыми стенками. При этом верхняя поверхность тоннеля состоит из двух участков, плавно переходящих один в другой. Первый участок расположен со стороны кормы и является горизонтальным, параллельным верхней поверхности надувного днища. Этот участок плавно переходит в наклонный участок, расположенный ближе к носовой части лодки.
[0010] Наличие тоннеля, содержащего наклонный и горизонтальный участки, позволяет при движении известной лодки направить водный поток под определенным углом вверх, что обеспечивает подачу воды на гребной винт подвесного двигателя.
[0011] Однако в конструкции данной лодки присутствует существенный недостаток, связанный с риском попадания воздуха в тоннель, и как следствие, повышение вероятности срыва при движении лодки, то есть движение будет неравномерным. Кроме того, конструктивно в известной лодке не предусмотрена установка транцевых плит, что, в свою очередь, также является серьезным недостатком. Это приводит к увеличению количества времени, необходимого для выхода на глиссирование, а также делает кормовую осадку известной полезной модели более существенной. Это, в свою очередь, повышает риск повреждения гребного винта подвесного двигателя.
[0012] 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 навесного 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] Синусоидальная форма – форма, близкая к синусоиде.
[0021] Нога двигателя – элемент лодочного подвесного 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.
[0022] 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.
[0023] Антикавитационная плита – пластина, расположенная над винтом подвесного двигателя, предназначенная для предотвращения захвата винтом воздуха с поверхности, тем самым, препятствуя возникновению кавитации.
[0024] 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.
[0025] Транцевая плита – жесткая пластина переменной толщины, любой возможной формы, прикрепленная механически к нижней части надувного днища в его кормовой части.
[0026] Краткое описание изобретения
[0027] Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение эксплуатационных характеристик надувных моторных лодок.
[0028] Технический результат заявляемого изобретения – возможность высокоэффективной эксплуатации лодки на малых и сверхмалых глубинах на разных скоростях за счет наличия продольного наклонного тоннеля, снабженного водо-водными каналами, что позволяет улучшить подачу воды к гребным винтам подвесных лодочных двигателей или, в случае водометных двигателей – их водо-заборникам, оптимизировать их расположение и исключить риск их повреждения.
[0029] 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, при этом в нижней части днища в среднем сегменте выполнен продольный тоннель. В заявляемом изобретении торец днища выполнен наклонным, а на днище со стороны кормы установлен транец.
[0030] В свою очередь, в нижней поверхности надувного днища в продолжение продольного тоннеля выполнены, по крайней мере, два водо-водных канала переменной глубины.
[0031] Одной из отличительных особенностей заявляемого изобретения является то факт, что водо-водные каналы выполнены продолжением линий сочленения прилегающих друг к другу сегментов надувного днища.
[0032] Кроме того, кормовой торец выполнен наклонным, с образованием угла не более 90° с поверхностью воды и соединен с продольным тоннелем. Сам же продольный тоннель может включать в себя участок клинообразной формы в вертикальном сечении.
[0033] Описанное взаимное расположение, по крайней мере, двух водо-водных каналов, продольного тоннеля и кормового торца 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 тому, что при движении лодки вода поступает в водо-водный канал, после чего водный поток направляется в продольный тоннель. После этого, водный поток плавно меняет угол наклона относительно плоскости водной поверхности на линии соединения наклонного кормового торца и наклонного тоннеля. Выполнение же наклонного тоннеля в среднем сегменте надувного днища позволяет повысить устойчивость лодки при перемещении. Кроме того, это позволяет воде поступать в продольный тоннель равномерно, поскольку продольный тоннель выполнен равноудаленным от надувных бортов надувной лодки. Таким образом, описанная конструкция надувной лодки позволяет размещать гребной винт подвесного двигателя гораздо выше по отношению к надувному днищу, а значит, дает возможность использования заявляемого изобретения в условиях мелководья.
[0034] В одном из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения водо-водные каналы в продольном сечении могут иметь синусоидальную форму, что создает область повышенного давления на входе в наклонный тоннель, и позволяет эффективнее направить поток воды внутрь наклонного тоннеля. При этом общая длина наклонного тоннеля и водо-водных каналов, соединенных с ним, может составлять до 380 см.
[0035] При этом предпочтительно длина тоннеля составляет от 5 до 50% от всей длины лодки, а глубина на линии соединения с кормовым торцом надувного днища - 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.
0
[0036] При этом ширина тоннеля по линии соединения с кормовым торцом надувного днища предпочтительно составляет от 20 до 60 см. Такая ширина наклонного тоннеля позволяет достичь большей равномерности движения воды при отсутствии потерь в поперечной устойчивости надувной моторной лодки. В одном из вариантов реализации заявляемого изобретения угол наклона тоннеля к водной поверхности составляет не более 15°, а угол наклона кормового торца к нижней поверхности днища составляет, по крайней мере, 110. В этом случае реализуется наиболее равномерное движение воды внутри продольного тоннеля.
[0037] В одном из вариантов реализации заявляемого изобретения надувное днище снабжено транцевыми плитами. Это позволяет избежать просадки кормовой части надувной лодки при выходе лодки на глиссирование, что является важным в случае использования заявляемого изобретения в условиях мелководья, поскольку позволяет предотвратить повреждения гребного винта подвесного двигателя.
[0038] В различных вариантах реализации возможно выполнение надувного днища как плоским, так и килеватым.
[0039] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего технического решения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, 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.
[0040] Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение 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.
[0041] Описание чертежей
[0042] Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется чертежами.
[0043] На Фиг. 1 представлен вид лодки спереди,
[0044] На Фиг. 2 – вид лодки сбоку,
[0045] На Фиг. 3 – вид лодки сверху,
[0046] На Фиг. 4 – продольный вертикальный разрез лодки по линии A-A, вид сбоку.
[0047] На Фиг. 5 – продольный вертикальный разрез лодки по линии B-B.
[0048] На Фиг. 6 – поперечный разрез лодки по линии С-С.
[0049] На Фиг. 7 – поперечный разрез лодки по линии D-D.
[0050] На Фиг. 8 представлена область E, на которой изображены транцевые плиты 8.
[0051] На Фиг. 9 – вариант реализации заявляемого изобретения с тремя транцевыми плитами 8, вид снизу.
[0052] Подробное описание изобретения
[0053] Надувная моторная лодка содержит корпус 1, надувное днище 2 с тоннелем 3, соединенным с водо-водными каналами 4, и кормовым торцом 5, транец 6. На надувной лодке установлен подвесной двигатель с гребным винтом (не показан для удобства). Вместо подвесного двигателя с гребным винтом может быть установлен водометный двигатель с водозаборником.
[0054] Корпус 1 надувной моторной лодки образован незамкнутым контуром надувных бортов и носовой частью. Надувное днище 2 присоединено к корпусу 1. Со стороны кормы в надувном днище выполнен кормовой торец 5. При этом длина днища 2 от носовой части до кормового торца 5 меньше, чем длина надувных бортов корпуса 1. Таким образом, крайние точки надувных бортов корпуса 1 располагаются дальше от носовой части надувной лодки, чем наклонный кормовой торец 5 надувного днища 2, как показано на Фиг. 4. Такая конфигурация обеспечивает возможность движения лодки на мелководье, поскольку гребной винт лодочного подвесного двигателя расположен выше нижней поверхности надувного днища 2. Нижняя поверхность надувного днища 2 разделена, по крайней мере, на три продольных сегмента. При этом средний сегмент содержит тоннель 3. Тоннель 3 выполнен продольным, и содержит участок, имеющий клинообразную форму в вертикальном сечении. Таким образом, тоннель 3 имеет, по крайней мере, три поверхности: верхняя наклонная поверхность тоннеля 3 и сопряженные с ней боковые стенки тоннеля 3. Верхняя наклонная поверхность тоннеля 3 образует с поверхностью воды угол от 8° до 42°, а сам тоннель 3 выполнен таким образом, что его глубина уменьшается по направлению от кормы к носовой части надувной моторной лодки. Выполнение тоннеля 3 продольным позволяет воде заполнять свободный объем тоннеля 3 в ходе движения надувной лодки с минимальным сопротивлением со стороны воды. Это достигается тем, что вертикальная плоскость симметрии тоннеля 3 совпадает с вертикальной плоскостью симметрии корпуса 1, которая, в свою очередь, совпадет с вектором скорости надувной лодки при ее движении. Выполнение тоннеля 3 в среднем сегменте надувного днища 2 обеспечивает устойчивость лодки в ходе движения.
[0055] Плоскость симметрии продольного наклонного тоннеля 3 совпадает с вертикальной плоскостью симметрии корпуса 1, выполненного U-образным в плане. При этом глубина наклонного тоннеля 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 наклонного тоннеля 3 в направлении от кормового торца 5 к носовой части лодки, может быть выполнено неравномерным.
[0056] Боковые стенки клинообразного тоннеля 3 могут быть выполнены выпуклыми в направлении свободного объема. Это даёт возможность поднять поток воды внутри тоннеля 3 и обеспечить необходимую плотность потока воды для безаварийной работы подвесного двигателя.
[0057] Нижняя поверхность надувного днища 2 может содержать продольные канавки 7, обусловленные геометрией шва, соединяющего детали материала, из которого изготовлено надувное днище 2 (Фиг. 9).
[0058] Одной из важных особенностей заявляемого изобретения является снабжение надувного днища 2 лодки, по крайней мере, двумя водо-водными каналами 4. Водо-водные каналы 4 представляют собой продольные углубления в надувном днище 2, глубина которых значительно превышает глубину продольных канавок 7, наличие которых в надувном днище обусловлено геометрией шва, соединяющего детали материала, из которого изготовлено надувное днище 2.
[0059] Водо-водные каналы 4 выполнены таким образом, что являются продолжением линий сочленения боковых стенок тоннеля 3 с нижней поверхностью надувного днища 2 и с верхней наклонной поверхностью тоннеля 3, как показано на Фиг. 4. Таким образом, водо-водные каналы 4 являются продолжением линий стыка между средним продольным сегментом надувного днища 2, содержащего тоннель 3, и сегментами надувного днища 2, прилегающих к среднему сегменту. Тоннель 3, в свою очередь, содержит участок, имеющий клинообразную форму в вертикальном сечении. При этом водо-водные каналы 4 и тоннель 3 имеют общий свободный объем с пазом 3. Конструктивно водо-водные каналы 4 расположены между линией сочленения тоннеля 3 с нижней поверхностью надувного днища 2 и носовой частью лодки.
[0060] В поперечном сечении, как показано на Фиг. 4, профиль верхней стенки водо-водного канала 4, имеющего общий свободный объем с тоннелем 3, имеет переменную глубину и имеет форму, близкую к синусоиде.
[0061] Выполнение водо-водных каналов 4 в надувном днище 2 обеспечивает направление потока воды в направлении тоннеля 3 при перемещении лодки. Этот эффект возникает вследствие того, что при перемещении лодки происходит залипание воды внутри водо-водного канала 4 при движении лодки, и дальнейшей ее подачи в свободный объем тоннеля 3.
[0062] В заявляемом изобретении транец 6 установлен на верхней поверхности надувного днища 2 над наклонным кормовым торцом 5, угол наклона которого составляет не более 90° к поверхности воды, и нижней поверхности надувного днища 2, соответственно. В свою очередь на транец 6 установлен подвесной двигатель с гребным винтом. Такая конфигурация позволяет расположить гребной винт подвесного двигателя таким образом, чтобы вектор скорости надувной моторной лодки совпадал с вектором движущей силы подвесного двигателя, и оси вращения гребного винта, 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 подвесного двигателя, что позволяет исключить риск повреждения гребного винта и повысить эффективность использования лодки в условиях мелководья.
[0063] Конструктивно наклонный кормовой торец 5 имеет угол наклона к поверхности воды не более 90° и соединен с продольным наклонным тоннелем 3. В свою очередь, Продольный наклонный тоннель 3 расположен в среднем сегменте надувного днища 2 и соединен с водо-водными каналами 4. Это обеспечивает плавное направление движения воды под углом вверх и ее поступление в необходимом количестве на гребной винт подвесного двигателя без образования в месте расположения винта явления турбулентности.
[0064] Такое поступление воды в зону гребного винта 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 поступает в водо-водные каналы 4, после чего продолжает движение внутри продольного наклонного тоннеля 3, содержащего клинообразный участок. Затем водный поток меняет угол наклона на линии сопряжения тоннеля 3 с кормовым торцом 5 надувного днища 2. Такое движение потока воды внутри водо-водных каналов 4 и продольного тоннеля 3, содержащего клинообразный участок, и вдоль кормового торца 5 обеспечивает плавность движения лодки в момент выхода на глиссирование, что обеспечивает высокую эффективность эксплуатации лодки, в том числе, в условиях мелководья.
[0065] В свою очередь, линия соединения кормового торца 5 и продольного тоннеля 3, содержащего клинообразный участок, может быть выполнена, в качестве примера, трапециевидной или П-образной. При этом участок линии сопряжения, граничащий с наклонной плоскостью продольного тоннеля 3, может быть выгнут в сторону плоскости надувного днища 2. Это даёт возможность поднять поток воды и обеспечить необходимую плотность потока воды для безаварийной работы подвесного двигателя, что обеспечивает высокую эффективность использования надувной лодки в условиях мелководья.
[0066] Кроме того, надувное днище 2 может быть дополнительно снабжено, по крайней мере, одной транцевой плитой 8. В качестве примера транцевая плита 8 может иметь форму треугольника.
[0067] В качестве одного из вариантов реализации заявляемого изобретения, надувное днище 2 может быть дополнительно снабжено 3 транцевыми плитами 8, как показано на Фиг. 8 и Фиг. 9. Транцевые плиты 8 располагаются на нижней стороне надувного днища 2, причем ребра транцевых плит 8 располагаются в пределах внешнего контура кормового торца 5 и корпуса 1.
[0068] Снабжение надувного днища 2, по крайней мере, одной транцевой плитой 8 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 подвесного двигателя.
[0069] Надувное днище 2 может быть выполнено любой известной конструкции. В качестве примера надувное днище 2 может быть выполнено плоским, или может быть снабжено килем.
[0070] Эксперименты, проведенные заявителями, показали, что наиболее равномерным движение воды является в случаях, когда угол наклона тоннеля 3 к водной поверхности составляет не более 20°.
[0071] В одном из вариантов реализации изобретения угол наклона кормового торца 5 к нижней поверхности днища 2 может составлять от 110° до 130°.
[0072] При этом необходимо учитывать, что увеличение длины продольного тоннеля 3 приводит к снижению курсовой устойчивости лодки. В общем случае не рекомендуется делать длину тоннеля 3 более чем 50% от общей длины лодки.
[0073] Равномерность движения воды внутри тоннеля 3 также зависит от его ширины, большая ширина обеспечивает большую равномерность движения. Однако необходимо иметь в виду, что выполнение тоннеля 3 шириной, превышающей 40% общей ширины лодки, приводит к снижению ее поперечной устойчивости, поэтому, при изготовлении лодок до 6 м длиной желательно, чтобы ширина тоннеля 3 не превышала 60 см.
[0074] Кроме того, равномерность движения воды обеспечивается наличием водо-водных каналов 4, соединенных с тоннелем 3, обеспечивающих подачу воды в тоннель 3, за счет направления водного потока внутрь наклонного тоннеля 3. Это, в том числе, обеспечивает равномерное движение воды внутри тоннеля 3 в дальнейшем.
[0075] Наиболее эффективной подача воды в тоннель 3 осуществляется в том случае, когда глубина водо-водных каналов 4 составляет от 5 до 26 см, ширина составляет от 3 до 20 см, а общая длина тоннеля 3 и водо-водных каналов 4 составляет от 20 до 380 см. Данные размеры обусловлены рядом практических экспериментов в реальных условиях.
[0076] Заявляемая конструкция надувной лодки позволяет использовать подвесные двигатели с короткой «ногой» (381 мм) и расположить гребной винт максимально близко к кормовому торцу 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 несколько выше днища 2 гребного винта (в случае водометного двигателя – его водо-заборника) от возможных механических повреждений, вызываемых расположенными в воде камнями, бревнами и другим «мусором».
[0077] Кроме того, расположение гребного винта максимально близко к кормовому торцу 5 снижает вероятность попадания водяных брызг со стороны кормы при движении надувной моторной лодки, а также смещает центр тяжести ближе к центру лодки, улучшая ее устойчивость.
[0078] Использование заявляемого технического решения позволяет расширить эксплуатационные характеристики надувных моторных лодок и обеспечивает дополнительную защиту устанавливаемых на них подвесных двигателей от возможных механических повреждений.
[0079] 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.