Аэросани

Предлагаемое техническое решение относится к области транспорта и касается конструкций аэросаней-амфибия, которые могут использоваться при поисково-спасательной работе, патрульными службами, для перевозки грузов и пассажиров в труднодоступные места.
Аналогичные технические решения известны, см., например, описание полезной модели Российской Федерации к патенту №147196, в котором охарактеризовано техническое решение, содержащее следующую совокупность существенных признаков:
- лодку-лыжу;
- кабину, установленную на амортизирующих элементах, закрепленных одними своими нижними поверхностями на соответствующих участках поверхности лодки-лыжи, и другими своими верхними поверхностями на соответствующих участках нижней поверхности кабины;
- двигатель внутреннего сгорания, расположенный в области задней части кабины;
- воздушный винт, закрепленный на конце вала двигателя внутреннего сгорания;
- защитное ограждение лопастей воздушного винта, выполненное в виде решетки и закрепленное своим соответствующим участком своей поверхности на соответствующем участке лодки-лыжи;
- воздушные рули, установленные соответствующим участками своего корпуса на каркасе кабины;
- бензобак, расположенный в задней части кабины;
- бензонасос, расположенный в задней части кабины и подсоединенный своим входом к выходу бензобака и своим выходом к входу двигателя внутреннего сгорания;
- стартер, подсоединенный своим выходом к свече зажигания топлива в двигателе внутреннего сгорания;
- аккумулятор, расположенный внутри кабины и подсоединенный своим отрицательным выводом непосредственно и своим положительным выводом через первый выключатель, установленный на передней панели пульта управления, расположенного в передней части кабины, к питающим входам бензонасоса, а через второй выключатель, установленный также на передней панели пульта управления, расположенного в передней части кабины, к питающим выводам стартера.
Общими признаками предлагаемого технического решения к патентованию и вышеохарактеризованного аналогичного технического решения являются:
- лодка-лыжа;
- кабина, установленная на амортизирующих элементах, закрепленных одними своими нижними поверхностями на соответствующих участках поверхности лодки-лыжи, и другими своими верхними поверхностями на соответствующих участках нижней поверхности кабины;
- двигатель внутреннего сгорания, расположенный в области задней части кабины;
- воздушный винт, закрепленный на конце вала двигателя внутреннего сгорания;
- защитное ограждение лопастей воздушного винта, закрепленное соответствующим участком своей внешней поверхности на соответствующем участке лодки-лыжи;
- бензобак, расположенный в задней части кабины;
- бензонасос, расположенный в задней части кабины и подсоединенный своим входом к выходу бензобака и своим выходом к входу двигателя внутреннего сгорания;
- стартер, подсоединенный своим выходом к свече зажигания топлива в двигателе внутреннего сгорания;
- аккумулятор, расположенный внутри кабины и подсоединенный своим отрицательным выводом непосредственно и своим положительным выводом через первый выключатель, установленный на передней панели пульта управления, расположенного в передней части кабины, к питающим входам бензонасоса, а через второй выключатель, установленный также на передней панели пульта управления, расположенного в передней части кабины, к питающим выводам стартера.
Известно также аналогичное техническое решение, охарактеризованное в описании полезной модели к патенту RU №147473, которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа, и которое содержит следующую совокупность признаков:
- лодку-лыжу;
- кабину, установленную на амортизирующих подвесках, выполненных, например, в виде пневмоподвесок (пневмоподушек) и закрепленных своими нижними поверхностями на соответствующих участках верхней поверхности лодки-лыжи, и своими верхними поверхностями на соответствующих участках нижней поверхности кабины;
- двигатель внутреннего сгорания, установленный в области задней части кабины;
- воздушный винт, закрепленный на конце вала двигателя внутреннего сгорания;
- защитное ограждение, выполненное в виде решетки, охватывающей своей внутренней полостью лопасти воздушного винта и закрепленное соответствующим участком своего корпуса на соответствующем участке лодки-лыжи;
- бензобак, расположенный в задней части кабины;
- бензонасос, расположенный в задней части кабины и подсоединенный своим входом к внутренней полости бензобака и своим выходом к входу двигателя внутреннего сгорания;
- стартер, подсоединенный своим выходом к свече зажигания топлива в двигателе внутреннего сгорания;
- аккумулятор, расположенный внутри кабины и подсоединенный своим отрицательным выводом непосредственно и своим положительным выводом через первый выключатель к питающим входам бензонасоса, а через второй выключатель в питающим выводам стартера двигателя внутреннего сгорания, при этом первый и второй выключатели установлены на передней панели пульта управления, расположенного в передней части кабины аэросаней;
- воздушные рули, установленные на соответствующем участке каркаса кабины.
Общими признаками предлагаемого к патентованию технического решения и прототипа являются:
- лодка-лыжа;
- кабина, установленная на амортизирующих подвесках, выполненных в виде пневмоподвесок и закрепленных своими нижними поверхностями на соответствующих участках верхней поверхности лодки-лыжи, и своими верхними поверхностями на соответствующих участках нижней поверхности кабины;
- двигатель внутреннего сгорания, установленный в области задней части кабины;
- воздушный винт, закрепленный на конце вала двигателя внутреннего сгорания;
- защитное ограждение, охватывающей своей внутренней полостью лопасти воздушного винта и закрепленное соответствующим участком своего корпуса на соответствующем участке лодки-лыжи;
- бензобак, расположенный в задней части кабины;
- бензонасос, расположенный в задней части кабины и подсоединенный своим входом к внутренней полости (выходу) бензобака и своим выходом к входу двигателя внутреннего сгорания;
- стартер, подсоединенный своими выходами к свече зажигания топлива в двигателе внутреннего сгорания;
- аккумулятор, расположенный внутри кабины и подсоединенный своим отрицательным выводом непосредственно и своим положительным выводом через первый выключатель к питающим входам бензонасоса, а через второй выключатель в питающим выводам стартера двигателя внутреннего сгорания;
- пульт управления с установленными на его передней панели выключателями, расположенными в передней части кабины аэросаней.
Технический результат заключается в достижении лучших эксплуатационных возможностей и в расширении арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде аэросаней.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решения, можно сделать вывод, что задача создания аэросаней с более лучшими эксплуатационными возможностями и обеспечивающими расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде аэросаней, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что аэросани, содержащие лодку-лыжу, кабину, установленную на амортизирующих элементах, выполненных в виде пневмоподушек, закрепленных своими нижними поверхностями на соответствующих участках верхних поверхностей лодки-лыжи, и своими верхними поверхностями на соответствующих участках нижней поверхности корпуса кабины, двигатель внутреннего сгорания, установленный в области задней части кабины, воздушный винт, закрепленный на конце вала двигателя внутреннего сгорания, защитное ограждение, охватывающее своей внутренней полостью лопасти воздушного винта и закрепленное соответствующим участком своей внешней боковой поверхности на соответствующих участках поверхности лодки-лыжи, бензобак, расположенный в задней части кабины, бензонасос, расположенный в задней части кабины и подсоединенный своим входом к выходу бензобака и своим выходом к входу двигателя внутреннего сгорания, стартер, подсоединенный своими выходами к свече зажигания топлива в двигателе внутреннего сгорания, и аккумулятор, расположенный на соответствующем участке внутренней поверхности кабины и подсоединенный своим отрицательным выводом непосредственно и своим положительным выводом через первый выключатель к питающим входам бензонасоса, а через второй выключатель к соответствующим выводам стартера, при этом аэросани снабжены компрессором, расположенным внутри кабины и подсоединенным одним своим питающимся входом непосредственно и другим своим питающимся входом через третий выключатель к выводам аккумулятора, одним своим первым выходом через первый управляемый ключ к внутренним полостям пневмоподушек, расположенных с левой стороны лодки-лыжи, и другим своим вторым выходом через второй управляемый ключ к внутренним полостям пневмоподушек, расположенных с правой стороны лодки0лыжи, и схемой управления, выполненной, например, в виде контроллера, подсоединенного своим первым питающимся входом непосредственно и своим вторым питающимся входом через третий выключатель к выводам аккумулятора, своим третьим входом к выходу источника сигналов задания, своим первым выходом к управляющему входу первого управляемого ключа, а своим вторым выходом к управляющему входу второго управляемого ключа.
Введение компрессора и схемы управления, подсоединенных, как указано выше, позволяют в процессе эксплуатации аэросаней, постоянно поддерживать необходимое и достаточное давление сжатого воздуха в пневмоподушках и обеспечить тем самим устойчивое положение аэросаней при движении их по любой поверхности и обеспечить лучшие эксплуатационные возможности, а, в случае необходимости, поворота аэросаней влево ил вправо, при наличии компрессора и схемы управления, путем дополнительной подачи сжатого воздуха в пневмоподушки, расположенные, например, с левой стороны аэросаней, создать избыточное давление в этих пневмоподушках и обеспечить плавный поворот аэросаней вправо и также обеспечить лучше эксплуатационные возможности, а путем дополнительной подачи сжатого воздуха в пневмоподушки, расположенные, например, с правой стороны аэросаней, создать избыточное давление в этих пневмоподушках, и обеспечить плавный поворот аэросаней влево и также обеспечить лучшие эксплуатационные возможности. В чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата и обеспечивающее в том числе и расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде аэросаней.
Так же имеется возможность управления дифферентом аэросаней при движении по воде или участках суши, например, с боковым уклоном. Так, изменяя давление в пневмоподушках, например, увеличивая его, мы увеличиваем деферент на нос, что хорошо при движении по воде с малой загрузкой или наоборот, увеличиваем давление воздуха в носовых пневмоподушках, что позволит выровнять деферент при полной загрузке аэросаней при движении по воде. Изменение давления в подушках от понижения к повышению попарно в последовательности от носа к корме, позволит преодолевать препятствия на большей скорости с наименьшими энергопотерями.
Предлагаемые аэросани поясняются следующим описанием и чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция аэросаней, на фиг. 2 представлена схема подачи бензина в двигатель внутреннего сгорания, на фиг. 3 представлена функциональная схема питания стартера, на фиг. 4 представлена схема подачи сжатого воздуха с выхода компрессора в пневмоподушки, а на фиг. 5 представлена схема управления ключами, обеспечивающими подачу сжатого воздуха в пневмоподушки.
Предлагаемые аэросани содержат следующую совокупность существенных признаков:
- лодку-лыжу, выполненную, например, в виде правой (первой) - 1 и левой (второй) - 2 сдвоенных несущих лыж;
- кабину - 3, установленную на амортизирующих элементах - 4, 5, 6, 7, выполненных в виде пневмоподушек, закрепленных своими нижними поверхностями на соответствующих участках верхних поверхностей правой - 1 и левой - 2 несущих лыж и своими верхними поверхностями на соответствующих участках нижней поверхности корпуса кабины - 3, при этом амортизирующие элементы, выполненные в виде пневмоподушек - 6 и 7 на фиг. 1 не представлены;
- двигатель - 8 внутреннего сгорания, установленный в области задней части (на корме) кабины - 3;
- воздушный винт - 9, закрепленный на конце вала двигателя внутреннего сгорания;
- защитное ограждение - 10, выполненное, например, в виде металлического отрезка трубы большого диаметра, охватывающего своей внутренней полостью лопасти воздушного винта - 9 и закрепленного соответствующим участком своей внешней боковой поверхности на соответствующих участках поверхности лодки-лыжи, при этом закрепление защитного ограждения - 10 на чертежах не обозначено и не представлено;
- бензобак - 11, расположенный в задней части (на корме) кабины - 3;
- бензонасос - 12, расположенный в задней части (на корме) кабины - 3 и подсоединенный своим входом к внутренней полости бензобака - 11 и своим выходом к входу двигателя - 8 внутреннего сгорания (см. фиг. 2);
- стартер - 13, подсоединенный своим выходом к свече зажигания топлива в двигателе - 8 внутреннего сгорания (см. фиг. 3);
- аккумулятор - 14, расположенный на соответствующем участке внутренней поверхности кбаины - 3 и подсоединенный своим отрицательным выводом непосредственно и своим положительным выводом через первый выключатель - 15 к питающим входам бензонасоса - 12 (см. фиг. 2). а через второй выключатель - 16 (см. фиг. 3) к соответствующим выводам стартера - 13, при этом первый - 15 и второй - 16 выключатели установлены на передней панели рулевой колонки - 17, расположенной в передней части кабины - 3 аэросаней;
- компрессор - 18, расположенный внутри кабины - 3, подсоединенный (см. фиг. 4) своим одним питающимся входом непосредственно и другим своим питающимся входом через третий выключатель - 19 к выводам аккумулятора - 14, одним своим первым выходом через первый управляемый ключ - 20 к внутренним полостям пневмоподушек - 4 и 5 и другим своим выходом через второй управляемый ключ - 21 к внутренним полостям пневмоподушек - 6 и 7;
- схему - 22 управления ключами, обеспечивающими подачу сжатого воздуха в пневмоподушки - 4, 5, 6, 7 (см. фиг. 5), выполненную, например, в виде контроллера «РА10-И», реализуемого Акционерным обществом «Автоникс», подсоединенного своим первым питающимся входом непосредственно и своим вторым питающимся входом через четвертый выключатель - 23 к выводам аккумулятора - 14 и своим третьим входом к выходу источника - 24 сигналов задания, своим первых выходом к управляющему входу первого управляемого ключа - 20 и своим вторым выходом к управляющему входу второго управляемого ключа - 21;
- транцевую плиту - 25, обеспечивающую торможение аэросаней, расположенную в области задней части лодки-лыжи и управляемую с помощью рычага, закрепленного одним из своих концов на рулевой колонке - 17. При этом рычаг на чертежах не обозначен.
Предлагаемые аэросани эксплуатируются следующим образом.
Водитель располагается у рулевой колонки - 17 и проверяет наличие и величину выходного напряжения аккумулятора - 14, а также наличие и величину топлива в бензобаке - 11.
После этого с помощью третьего выключателя - 19 осуществляет подачу выходного напряжения аккумулятора - 14 на входы компрессора - 18, (см. фиг. 4), который создает на своих выходах (первом и втором) потоки сжатого воздуха и через открытые управляемые ключи - 20 и 21 направляет из во внутренние полости пневмоподушек - 4, 5, 6, 7, давление сжатого воздуха в которых контролируется датчиками (при этом датчики давления на фигурах чертежей не представлены).
Одновременно с этим с помощью четвертого выключателя - 23 (см. фиг. 5) осуществляется подача выходного напряжения акккумулятора - 14, на питающие входы - 1 и 2 схемы - 22 управления, которая под действием сигналов задания, поступающих с выхода источника - 24 сигналов задания на ее третий вход, программы, записанной в постоянно-запоминающем устройстве (ПЗУ) и сигналов, поступающих с выходов датчиков давления сжатого воздуха внутри пневмоподушек - 4, 5, 6, 7, формируются управляющие сигналы и при достижении заданного значения сжатого воздуха внутри пневмоподушек - 4, 5, 6, 7 с первого и второго выходов схемы управления-22 на управляющие входы первого - 20 и второго - 21 управляемых ключей поступают управляющие сигналы и управляемые ключи - 20 и 21 закрываются, прекращая таким образом подачу сжатого воздуха во внутренние полости пневмоподушек.
После заполнения сжатым воздухом полостей пневмоподушек - 4, 5, 6, 7 осуществляется подача выходного напряжения аккумулятора - 14 через первый выключатель - 15 и непосредственно на питающие входы - 1 и 2 бензонасоса - 12 (см. фиг. 2), который обеспечивает подачу топлива из бензобака - 11 на вход двигателя-8 внутреннего сгорания.
Одновременно с этим осуществляется подача выходного напряжения аккумулятора - 14 (см. фиг. 3) через второй выключатель - 16 и непосредственно на питающие входы - 1 и 2 стартера - 13 и на выводы свечи зажигания топлива в двигателе - 8 внутреннего сгорания.
Двигатель - 8 внутреннего сгорания срабатывает и приводит во вращение лопасти воздушного винта - 9, создавая таким образом продольную тягу для движения аэросаней, которые и начинают свое движение по поверхности воды, снега и т.п.
При необходимости поворота аэросаней вправо или влево, по курсу движения в схеме - 22 управления под действием сигналов задания, поступающих на третий вход схемы - 22 управления, программы, записанной в ПЗУ и сигналов, поступающих с выходов датчиков давления сжатого воздуха внутри пневмоподушек - 4, 5, 6, 7, формируются соответствующие управляющие сигналы, которые при повороте аэросаней влево поступают на управляющий вход первого управляемого ключа - 20, который открывает поступление дополнительного сжатого воздуха во внутренние полости пневмоподушек - 4 и 5, увеличивая его объем и соответственно обеспечивая левый поворот аэросаней.
При повороте аэросаней вправо, на управляющий вход второго управляемого ключа - 21 обеспечивают поступление сформированных соответствующих сигналов схемой - 22 управления, которые открывают поступление дополнительного сжатого воздуха во внутренние полости пневмоподушек - 6 и 7, увеличивая его объем и соответственно обеспечивая правый поворот аэросаней.
После завершения поворота вправо или влево, управляющие сигналы с управляющих входов первого - 20 и второго - 21 управляемых ключей снимаются и сжатый воздух во внутренние полости не поступает.
Для выравнивания нормального положения аэросаней и их движения, в схеме - 22 управления формируются специальные управляющие сигналы, которые поступают на соответствующие исполнительные элементы, которые обеспечивают срабатывание соответствующих предохранительных клапанов, сообщающихся своими входами с внутренними полостями пневмоподушек - 4, 5, 6, 7, а своими выходами с атмосферой. При этом предохранительные клапаны и исполнительные элементы на фигурах чертежей не представлены.
Для торможения аэросаней используют транцевую плиту - 25, установленную в области задней части лодки-лыжи и управляемую с помощью рычага, закрепленного на рулевой колонке - 17 одним из своих концов.
Таким образом, за счет использования в предлагаемых аэросанях компрессора и схемы управления обеспечиваются более лучшие эксплуатационные возможности аэросаней и расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде аэросаней.