Автомобиль-вездеход на воздушной подушке (автоплан "стриж")
Изобретение относится к транспорту высокой проходимости и касается создания автомобилей-вездеходов на воздушной подушке. Автоплан содержит корпус, подъемный вентилятор и пространство под днищем корпуса (подкупольное пространство), разделенное на ряд отсеков с “юбками”. Автомобиль-вездеход снабжен по периметру подвижной рамой, установленной с возможностью управления по высоте посредством привода. “Юбки” выполнены из двух частей - верхней, в виде гофрированного эластичного короба, и нижней, собранной из расположенных в шахматном порядке эластичных пластин с частичным перекрытием. Нижние части всех “юбок”, расположенные с внешней стороны, имеют возможность поворота вокруг общей оси в наружную сторону. “Юбки” прикреплены к подвижной раме. Подъемный вентилятор расположен непосредственно в передней (носовой) части автоплана. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении экономичности, остойчивости автоплана при движении в режиме зависания и маневренности. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.
Изобретение относится к транспорту высокой проходимости, в частности к автомобилям-вездеходам на воздушной подушке.
Предметом предлагаемого изобретения является принципиально новый вид автомобиля-вездехода - это автомобиль-вездеход на воздушной подушке или автоплан.
Известно транспортное средство на воздушной подушке по патенту СССР №457205, кл. В 60 V 1/00, 1975 г., принятое за прототип. Оно содержит круглую в плане платформу с жестким каркасом внизу, на который установлен обтекаемый корпус, оборудованный кабиной управления, пассажирским салоном и машинной установкой с вентилятором, при этом воздушная подушка формируется под платформой и имеет гибкое ограждение в виде концентричных внешнего и внутреннего гибких полотнищ, связанных между собой полуцилиндрическими гибкими пластинами, делящими пространство воздушной подушки на периферийные секции. В верхней части внешнего гибкого полотнища к его внутренней поверхности прикреплен надувной кольцевой баллон, через который от вентилятора подается воздух в периферийные секции воздушной подушки.
Однако данное транспортное средство при многих положительных качествах имеет ряд существенных недостатков, снижающих эффективность его использования на дорогах с низким качеством покрытия, без покрытия или вне дорог. В частности, конструкция воздушной подушки не позволяет отслеживать изменения поверхности движения. Далее, из-за круглой формы платформы указанное транспортное средство имеет низкую маневренность.
Кроме того, расположение вентилятора, воздуховодов и периферийных секций воздушной подушки не позволяет выполнить воздушный тракт с минимальным количеством поворотов воздушного потока, что увеличивает потребную мощность силовой установки.
Исходя из перечисленных, а также других недостатков транспортного средства, принятого за прототип, целями предлагаемого изобретения являются:
- уменьшение потребной мощности силовой установки;
- повышение остойчивости автоплана при движении и стоянке в режиме зависания;
- улучшение сохранения давления в отсеках подкупольного пространства;
- улучшение маневренности.
Поставленная цель достигается тем, что заявляемый автоплан содержит корпус, в котором размещены кабина с рулевым управлением, местами для пассажиров, багажное отделение. В носовой части корпуса, т.е. непосредственно впереди, установлен подъемный вентилятор таким образом, что ось его расположена горизонтально или под углом 
=5-10
к горизонту. В средней части корпуса размещена силовая установка, а под днищем корпуса - трансмиссия и ходовая часть. Пространство под днищем корпуса (подкупольное пространство) разделено на ряд отсеков, в которые через кольцевые сопла, расположенные по периметру отсеков, подается от вентилятора через воздуховоды воздух для образования воздушной подушки. При этом в каждом отсеке с помощью соответствующих устройств может поддерживаться свой уровень давления. Для удержания воздушной подушки в подкупольном пространстве по контуру каждого отсека установлены эластичные "юбки", каждая из которых выполнена из двух частей: верхней - в виде гофрированного короба, и нижней, собранной из расположенных в шахматном порядке эластичных пластинок с частичным перекрывом.
Нижние части "юбок", расположенные с внешних сторон, имеют возможность поворота вокруг общей оси в наружную сторону. "Юбки" всех отсеков скреплены между собой и прикреплены к подвижной раме, охватывающей автоплан по периметру и управляемой гидроцилиндрами или линейными электродвигателями.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами:
фиг.1 - общий вид;
фиг.2 - сечение по А-А,
где 1 - корпус; 2 - силовая установка; 3 - подъемный вентилятор; 4 - маршевый вентилятор; 5 - "юбка"; 6 - воздушный тракт подъемного вентилятора; 7 - ходовая часть; 8 - рулевое управление; 9 - кабина и багажное отделение.
Предлагаемый автоплан содержит корпус 1, в котором размещены силовая установка 2, подъемный вентилятор 3, установленный в носовой части корпуса, и маршевые вентиляторы 4, установленные в кормовой части корпуса. Под днищем корпуса формируется воздушная подушка, огражденная "юбкой" 5, разделенной на отсеки, в которые через воздушный тракт 6 подается воздух от подъемного вентилятора 3. Воздух из подкупольного пространства целенаправленно и преимущественно движется в сторону кормы, создавая при истечении через корму дополнительную тягу, двигающую автоплан вперед.
Для движения по обычным дорогам имеются трансмиссия и ходовая часть 7, а также рулевое управление 8, работающее в двух режимах: в положении зависания и при движении на колесах.
В качестве конкретного примера выполнения заявляемого автомобиля-вездехода на воздушной подушке приведен автоплан "Стриж". Он состоит из следующих основных частей:
1. Цельнометаллический корпус, изготовленный из дюралюминиевых листов толщиной 0,8-1 мм. Для обеспечения продольной (курсовой) устойчивости автоплана в кормовой части корпуса предусмотрен киль, расположенный между маршевыми вентиляторами. Дополнительно курсовая устойчивость обеспечивается тем, что носовая часть корпуса выполняется уже кормовой, что придает ему форму клина.
2. Силовая установка - газотурбинный двигатель, спроектированный специально для автоплана мощностью 220-250 л.с.
3. Подъемный вентилятор, установленный непосредственно впереди автоплана. Ось вентилятора расположена горизонтально, что позволяет максимально использовать скоростной напор встречного потока и за счет этого увеличить эффективность вентилятора. Кроме этого, при такой компоновке воздух в воздушном тракте совершает минимальное количество поворотов. Создав подушку в подкупольном пространстве, он направляется в корму и истекает через контролируемую щель между кормовой частью "юбки" и поверхностью движения. При этом возникает реактивная тяга, снижающая или полностью компенсирующая сопротивление потери импульса.
Привод вентилятора осуществляется встроенным в него электродвигателем. Электроэнергия для привода электродвигателя вырабатывается генератором, вращение которого осуществляется силовой установкой автоплана.
Для обеспечения запуска вентилятора лопатки его выполняются поворотными.
Второй вариант - установка двух вентиляторов меньшей мощности, по одному с обеих сторон, также в носовой части автоплана.
В этом случае каждый вентилятор будет нагнетать воздух в свою сторону подкупольного пространства, путь воздушного потока станет еще прямее, появится возможность отдельного регулирования давления воздуха в отсеках, расположенных по ту или другую стороны автоплана.
4. Маршевый вентилятор - это два вентилятора, установленных в корме корпуса симметрично относительно диаметральной плоскости. Привод каждого вентилятора осуществляется встроенным в него электродвигателем. Лопатки вентиляторов выполнены поворотными, что дает возможность управлять скоростью движения машины за счет изменения шага и (или) числа оборотов вентилятора, изменять направление движения автоплана за счет создания разной тяги вентиляторов, а также производить торможение автоплана за счет реверса тяги вентиляторов.
5. "Юбка" для воздушной подушки. Для выполнения функций лучшего удержания воздуха в подкупольном пространстве "юбка" должна по возможности точно отслеживать профиль поверхности движения. Поэтому "юбка" выполнена с возможностью управления по высоте. Кроме того, элементы "юбки" выполняются из упругих и эластичных материалов, что также обеспечивает возможность поддержания минимального зазора между нижней кромкой "юбки" и поверхностью движения, тем самым максимально сохраняя давление воздуха в подкупольном пространстве.
В автоплане "Стриж" подкупольное пространство разделено на шесть отсеков (фиг.2). Поэтому и "юбка" состоит из шести отдельных "юбок", прикрепленных верхним концом к днищу автоплана по периметру соответствующего отсека. Нижний конец "юбок" висит свободно. С внешней стороны все "юбки" прикреплены к общей раме по периметру автоплана. "Юбки" скреплены также между собой, образуя единую жесткую систему.
Каждая "юбка" выполнена из двух частей: верхней - гофрированного короба из эластичного материала, и нижней, собранной из расположенных в шахматном порядке эластичных пластин с частичным перекрывом, образующих замкнутый контур.
Для исключения скапливания пыли, песка и снега и т.д. на выступающих частях автоплана нижняя часть машины закрыта эластичным чехлом ("пыльником"), который одним концом крепится к бамперу машины, а другим концом - к подвижной раме.
Привод (управление по высоте) "юбки" осуществляется четырьмя гидроцилиндрами или линейными электродвигателями либо в автоматическом, либо в ручном режиме.
Кроме главного назначения - удержания воздуха в подкупольном пространстве - "юбка" может быть использована для исключения или уменьшения дрейфа автоплана при поворотах, разворотах или порывах ветра за счет возможности поворота нижних частей "юбок" отсеков вокруг общей оси во внешнюю сторону. Для этого поворачивается та сторона нижней части "юбок", куда наблюдается дрейф. При этом начинается интенсивное истечение воздуха с этой стороны автоплана, возникает реактивная тяга, что уменьшает или исключает дрейф.
6. Воздушный тракт состоит из входного устройства вентилятора, канала вентилятора и системы воздуховодов. Компоновка и конструкция элементов воздушного тракта выполняется так, чтобы воздушный поток совершал минимальное число поворотов.
Кроме перечисленных основных узлов в описываемом автоплане "Стриж" выполнены трансмиссия, ходовая часть и рулевое управление. Для их изготовления использованы известные стандартизированные детали автомобилей.
При управлении автопланом необходимо учитывать и отслеживать множество параметров одновременно, поэтому для облегчения управления используется гироскоп, связанный с бортовым компьютером.
Описанная конструкция предлагаемого автоплана решает многие проблемы, связанные с бездорожьем. Автоплан незаменим на обслуживании объектов нефтегазового, энергетического комплекса, расположенных в необустроенных местах. Он также может найти применение и у индивидуальных потребителей.
Формула изобретения
1. Автоплан, содержащий корпус, подъемный вентилятор, пространство под днищем корпуса (подкупольное пространство), разделенное на ряд отсеков с “юбками”, отличающийся тем, что он снабжен по периметру подвижной рамой, установленной с возможностью управления по высоте посредством привода, “юбки” выполнены из двух частей - верхней, в виде гофрированного эластичного короба, и нижней, собранной из расположенных в шахматном порядке эластичных пластин с частичным перекрытием, причем нижние части всех “юбок”, расположенные с внешней стороны, имеют возможность поворота вокруг общей оси в наружную сторону, при этом “юбки” прикреплены к подвижной раме, а подъемный вентилятор расположен непосредственно в передней (носовой) части автоплана.
2. Автоплан по п.1, отличающийся тем, что он снабжен эластичным чехлом - “пыльником”, - верхний конец которого прикреплен к бамперу, а нижний - к подвижной раме.
