УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ПОД ПАРУСОМ ПО СНЕГУ И ЛЬДУ

Полезная модель относится к области средств передвижения под парусом, в частности, к устройствам, скользящим по водной, ледяной или заснеженной земной поверхности под действием силы ветра.
Известно устройство для движения под парусом по снегу в виде парусных саней, несущий корпус которых состоит из трех лыж, жестко скрепленных между собой (см. журнал «Катера и яхты» №11 за 1987 год). На верху его, на «палубе» размещены мачта и парус с соответствующим снаряжением и располагается спортсмен, управляющий этим устройством, - гонщик. Как и всякие сани, оно имеет полозья, скользящая поверхность которых влияет на ходовые и эксплуатационные качества устройства.
Недостатком этого известного устройства, как и ряда аналогичных, является то, что оно при скольжении опирается лишь на полозья (другие подобные устройства - на коньки), которые при движении по снегу глубоко врезаются в снежный наст, что вызывает торможение движению и значительную потерю скорости. Кроме того, в широкие зазоры между полозьями-лыжами может набиваться снег или лед, что вызывает затруднения при больших скоростях передвижения и при поворотах. Отсутствуют конструкционные элементы для переналадки устройства на движение по иной, чем предполагалось, поверхности земли, например, вместо снега - лед, и наоборот.
Известно также устройство для зимнего катания на доске в виде монолыжи по патенту на полезную модель №43776 от 03.12.2005 г. Оно также содержит корпус, мачту и парус. Нижняя - скользящая - часть корпуса выполнена в форме математической поверхности вытянутое «седло». Предусмотрены два варианта выполнения корпуса - для движения по рыхлому снегу и по льду. В последнем случае скользящая кромка корпуса либо корпус целиком выполняются из металла.
Недостатком данного устройства является то, что его форма имеет сужающиеся кромки у скользящей поверхности, что вызывает снижение прочности корпуса, особенно при движении по льду, отчего существенно снижается его надежность, и эти острые кромки глубоко врезаются в снег, тормозя движение всего устройства. Кроме того, верхняя поверхность корпуса - «палуба» - круто выпуклая, покатая, как бы «горбатая», что приводит к неустойчивости на ней спортсмена-гонщика, к неудобству управления движением устройства, в целом усложняя маневрирование. К тому же значительно усложнена его переналадка при возникновении необходимости двигаться по иной, чем ранее предполагалось, земной поверхности.
Известно также устройство в виде лыжи для передвижения под парусом по свидетельству на полезную модель №19474 от 29.05.2001 г. Это устройство содержит узкое тело, состоящее из носкового, среднего и концевого участков с боковыми поверхностями, наверху несущего тела расположена ходовая площадка для крепления паруса и размещения спортсмена-гонщика. Скользящая поверхность тела на среднем и концевом участках выполнена в форме цилиндрического свода или трапециевидной в поперечном сечении выемки.
Недостатки этого устройства заключаются в том, что оно не обладает достаточной устойчивостью из-за возвышения ходовой площадки над поверхностью лыжи и имеет малую площадь опоры при движении, что в свою очередь увеличивает силу торможения и снижает скорость движения. Отсутствуют средства переналадки устройства на трассе для движения по измененной земной поверхности (лед - снег и наоборот).
Известно также устройство зимнего виндсерфера «Север» (см. журнал «Катера и яхты» №129 за 1987 г.). Этот виндсерфер состоит из несущего корпуса в виде саней и парусного вооружения, расположенного на его палубе. Скользящая поверхность его выполнена в виде фанерного днища с плоскими дубовыми рейками-полозьями, закрепленными на днище и на боковых стенках. Носовая часть ее прямоугольной формы выполнена с подъемом килевой линии по ходу движения.
Недостатками данного известного устройства являются его низкая маневренность, в первую очередь на твердом насте и на льду из-за бокового дрейфа, характерного для подобных санных конструкций с плоской скользящей поверхностью, а также низкая скорость движения из-за большого сопротивления скользящей поверхности саней, высокие вибрации фанерных плоскостей, недостаточная надежность в целом фанерной конструкции и отсутствие конструкционных средств переналадки устройства на меняющиеся условия движения (лед - снег и наоборот).
Наиболее близким по назначению и устройству, принятым за прототип, является серф-борд - доска для катания по снегу и льду (“Ice and snow surf-board” грант CA 1324180 C от 9 ноября 1993 года, DE 69019083 D1 от 8 июня 1995 года, DE 69019083 T2 от 7 сентября 1995 года, EP 0411093 B1 от 6 февраля 1991 года, WO 1990009818 A1 от 7 сентября 1990 года). Этот серф-борд состоит из цельного несущего корпуса в виде лодки и известного парусного вооружения, расположенного на его палубе. Скользящая поверхность его выполнена в виде двух полос, расположенных под углом друг к другу. На боковых вертикальных поверхностях в кормовой части закреплены лезвия. Носовая часть ее треугольной формы выполнена с подъемом килевой линии по ходу движения. Кормовая часть также выполнена с подъемом килевой линии.
Недостатками данного известного устройства являются его низкая маневренность, в первую очередь, в глубоком снегу, характерная для подобных конструкций, связанная с треугольной формой скользящей поверхности - в виде перевернутой буквы “V”, низкая способность к “всплытию” в глубоком снегу, связанная с острой - треугольной формой носовой части, зарывающейся в снег, и, как следствие, низкая скорость движения из-за большого сопротивления среды.
Технической задачей, которую призвана решить предлагаемая полезная модель, является создание универсального устройства для передвижения под парусом, способного перемещаться по снегу и по льду после простой оперативной переналадки на трассе, обладающего высокой маневренностью, удобством управления, достаточно высокой скоростью благодаря низкому сопротивлению движению скользящей поверхности, малыми вибрациями и повышенной надежностью.
Поставленная задача решается следующим образом.
Корпус устройства, состоящий из последовательно соединенных носовой, средней и кормовой секций, выполнен в виде широкой сплошной верхней палубной поверхности и трех полос нижней скользящей поверхности - средней и двух боковых. Последние являются нижними поверхностями фигурных полозьев устройства и выполнены в форме поверхности второго порядка. Указанные полосы имеют подъемы в носовой секции.
На палубной поверхности выполнено фрикционное покрытие, исключающее соскальзывание с него ног спортсмена. В боковых направлениях палубная поверхность продолжена в виде боковых свесов над бортами. Нижние поверхности этих свесов выполнены скользящими. На этой же палубной поверхности, а также на вертикальных боковых поверхностях полозьев размещены средства переналадки устройства для движения по различным поверхностям земли, включая крепежные элементы лезвий-коньков, и другие конструкции. Вертикальные боковые поверхности полозьев также выполнены скользящими.
Средняя полоса скользящей поверхности также имеет форму поверхности второго порядка с подъемом к носу. Каждая боковая полоса скользящей поверхности пересекается со средней скользящей полосой по продольной кривой линии второго порядка с подъемом к носу.
Передняя часть носовой секции в плане имеет форму полуэллипса или полуокружности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично на фигурах показано предлагаемое устройство под различными ракурсами:
фиг. 1 - общий вид устройства сбоку,
фиг. 2 - вид несущего корпуса сбоку (в плане),
фиг. 3 - вид несущего корпуса сверху (в плане),
фиг. 4 - вид несущего корпуса снизу (в плане),
фиг. 5 - вид несущего корпуса спереди (сбоку),
фиг. 6 - вид несущего корпуса сзади (сбоку),
фиг. 7 - вид несущего корпуса снизу (сбоку),
фиг. 8 - поперечное сечение кормовой части несущего корпуса,
фиг. 9 - поперечное сечение перехода средней части к носовой части несущего корпуса,
фиг. 10 - поперечное сечение носовой части несущего корпуса,
фиг. 11 - вид несущего корпуса спереди (сбоку), ∠α - угол атаки скользящей поверхности боковых полозьев, ∠β - угол атаки скользящей поверхности центральной полосы.
Устройство для передвижения под парусом состоит из несущего корпуса и известного парусного вооружения (фиг. 1 - фиг. 7).
Несущий корпус выполнен с возвышающимися к носу верхней палубной поверхностью 1, снабженной сплошным или частичным фрикционным покрытием, и нижней скользящей поверхностью, состоящей из средней полосы 2 и скользящих поверхностей двух полозьев 3, представляющих каждая поверхность второго порядка, например, усеченный гиперболический параболоид. В поперечном сечении полозья 3 образуют прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является образующей линией их скользящей поверхности, а катеты представляют верхнюю и боковую стороны полозьев, при этом катет боковой стороны постепенно уменьшается в размерах до слияния с линией носа (фиг. 8 - фиг. 10).
Верхняя палубная поверхность 1 снабжена средствами установки, крепления и переналадки парусного вооружения, а также устройствами фиксации ног спортсмена, и имеет бортовые свесы 4, как продолжение палубы, со своими нижними скользящими поверхностями 5.
Средняя полоса 2 скользящей поверхности пересекается со скользящими поверхностями полозьев 3 по продольным возвышающимся к носу линиям, представляющим геометрическое место точек вершин тупых углов пересечения этих поверхностей так, что контуры поперечных сечений корпуса образует собой равнобедренные незамкнутые трапеции с большим нижним основанием в кормовой и средней частях корпуса с плавным переходом в перевернутую - с большим верхним основанием - равнобедренную незамкнутую трапецию в носовой части корпуса (фиг. 8 - фиг. 10).
1,2,3…
1,2,3…
При этом в носовой части соответственные углы атаки α боковых скользящих поверхностей 3 больше, чем угол атаки β средней полосы 2 скользящей поверхности (фиг. 11).
Наружные грани полозьев 3 в средней и кормовой секциях корпуса снабжены средствами для переналадки устройства, включая крепежные элементы для съемных металлических лезвий-коньков 6.
Кормовое окончание верхней палубы снабжено кормовым палубным свесом 7 для ног спортсмена, имеющим изогнутую кверху форму.
Указанная конструкция может изготавливаться методами:
- склейки листового цельного или вспененного пластика, дерева, композитных материалов, металлов;
- роторной формовки из различных видов пластика;
- штамповки или литья из различных видов пластика или металла;
- литья из различных видов пластика под давлением;
- литья из полиэфирных и эпоксидных смол как с использованием наполнителей так и без их использования;
- методом фрезерования и лазерной резки по пластику, дереву, композитам, металлу и другим известным материалам;
- методом плазменного напыления;
- методом вакуумной и/или термо-вакуумной формовки;
- методом объемного конструирования с помощью так называемых 3D принтеров,
а также другими известными методами.
Возможны комбинации различных материалов, в частности, устройство из искусственных синтетических материалов изготавливается для лучшего скольжения и уменьшения веса.
Посредством известного парусного вооружения, управляемого спортсменом-гонщиком, находящимся на палубе 1, несущий корпус устройства под действием силы ветра перемещается своими скользящими поверхностями, в том числе средней полосой 2, скользящими поверхностями полозьев 3 и бортовых свесов 5 по снегу или льду.
При этом указанная выше форма скользящей поверхности своими острыми ребрами и наклоном под тупым углом боковых скользящих поверхностей к средней предотвращает боковой дрейф на снежных настах разной плотности. При намечаемом движении по льду или плотному насту оперативно производится переналадка устройства, заключающаяся в прикреплении лезвий-коньков 6 к средней и кормовой секциям корпуса.
Бортовые свесы 4 и кормовой свес 7 обеспечивают маневрирование путем перемещения на них веса спортсмена, управляющего движением.
Повороты также могут осуществляться за счет паруса, при этом палуба 1, а также бортовые 4 и кормовой 7 свесы выполняют функцию привода для изменения вектора скорости.
Предложенная конструкция устройства может использоваться с парусом как на равнине, так и в холмистой и даже горной местности, а также при катании с гор, в том числе и без паруса.
Данное устройство позволяет быстрее преодолевать трассы смешанного снежно-ледового типа. Так при движении по рыхлому снегу нагрузка приходится на всю скользящую поверхность устройства 2 и 3, включая боковые вертикальные поверхности - наружные грани полозьев 3, и нижние скользящие поверхности 5 боковых свесов 4, что уменьшает давление на снег и дает увеличение скорости и маневренности. При движении по твердому насту или льду нагрузка приходится на боковые скользящие поверхности полозьев 3, их острые ребра и коньки-лезвия 6, что также увеличивает скорость и маневренность.
Высокий нос и широкая палуба не дают устройству зарываться в снег, плавные обводы нижней скользящей поверхности снижают сопротивление и дают глиссирующий эффект как при прямолинейном движении, так и при поворотах.
Предложенная форма конструкции и выбор соответствующих материалов для изготовления устройства дают возможность снизить вибрации при движении по неровной поверхности.
Предложенное выполнение устройства для передвижения под парусом позволяет решить поставленную техническую задачу, а именно создать универсальное устройство, способное перемещаться по снегу и по льду после несложной оперативной переналадки на трассе, с высокой маневренностью и удобством управления, с достаточно высокой скоростью движения, малыми вибрациями и повышенной надежностью.
На предприятии ООО “База комплектации” (ИНН 6367010491, Адрес: 443065, Самарская обл., Волжский р-н, северо-западнее поселка Красный Кряжок, примыкает к ул. Вологодская и Эльтонская д. 1а, тел. (846) 300-80-95, факс (846) 300-82-77) изготовлены и прошли успешное испытание опытные образцы устройства для передвижения под парусом согласно заявленной формуле полезной модели, подтвердившие решение поставленной задачи.