Средство водного транспорта по меньшей мере с одним подводным крылом
Изобретение относится к водному транспорту, а именно к судам с подводными крыльями. Средство водного транспорта содержит по меньшей мере одно подводное крыло, регулируемое по высоте. Предусмотрена выемка, которая принимает подводное крыло в положении, находящемся в области корпуса. Подводное крыло закреплено на рычаге с возможностью поворота вокруг продольной оси и/или расположено с возможностью телескопического выдвижения в аксиальном направлении. На рычаге расположен приводной элемент. Выемка принимает этот приводной элемент и имеет проточные каналы для притока и оттока приводного элемента. Достигается минимизация повреждений при вдвинутом крыле, увеличение надёжности, невосприимчивость конструкции в отношении возможных препятствий и увеличение манёвренности. 11 з.п. ф-лы, 38 ил.
Настоящее изобретение относится к средству водного транспорта по меньшей мере с одним подводным крылом, регулируемым по высоте между положением, находящимся в области корпуса, и положением, дистанцированным от корпуса, причем в корпусе предпочтительно предусмотрена выемка, которая принимает подводное крыло в положении, находящемся в области корпуса.
Известно, что средства водного транспорта оснащаются крыльями, позволяющими, начиная с определенной минимальной скорости, поднимать корпус из воды. Благодаря этому гидравлическое сопротивление значительно понижается и при меньшем расходе топлива удается достигать более высоких скоростей. Кроме того, ходовые качества, в значительной мере не подверженные воздействию волнения на воде, могут существенно повышать комфорт.
Подводные крылья для достижения необходимой высоты при их использовании обычно крепятся на консолях на достаточном расстоянии под корпусом. Однако на стоянке или при низких скоростях движения это обусловливает низкую осадку, грозящую повреждением крыльев со стороны подводных препятствий.
Это приводит к тому, что суда на подводных крыльях не могут эксплуатироваться на мелководье или вблизи от берега. Кроме того, чувствительные крылья при транспортировке судна являются громоздкими и поэтому, если их не демонтировать, легко могут быть повреждены.
Для устранения этих недостатков известны средства водного транспорта, имеющие регулируемые крылья. Благодаря этому крылья в режиме вытеснения для уменьшения осадки могут убираться. Такое решение описано, например, в US 4582011 А.
Недостатком этого решения является то, что опасность повреждений хотя и уменьшается, но не предотвращается.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать известное средство водного транспорта настолько, чтобы достигалась особенно надежная и невосприимчивая в отношении возможных препятствий конструкция, дополнительно обеспечивающая простую и надежную, компактную транспортировку.
Другой задачей изобретения является создание средства водного транспорта, которое было бы чрезвычайно подвижным (поворотливым) и имело бы хорошую маневренность как на больших, так и на малых скоростях.
Согласно изобретению предусмотрено, чтобы подводное крыло было закреплено на рычаге с возможностью поворота вокруг продольной оси и/или расположено с возможностью телескопического выдвижения в аксиальном направлении.
Возможность поворота вокруг продольной оси здесь означает, что крыло, выступающее сбоку относительно своего места шарнирного крепления, может переводиться, например, из горизонтального положения в нисходящее наружу или поднимающееся наружу положение. По аналогии с самолетом, крылья которого могут иметь определенный угол относительно медианной плоскости, положение крыльев является решающим для поворотливости. Благодаря регулировке согласно изобретению это может поддаваться воздействию по желанию.
В порядке дополнения или альтернативы предусмотрена телескопическая регулировка, т.е. длина крыльев может изменяться. Эта мера аналогичным образом способствует оказанию воздействия на поворотливость по желанию.
Благодаря решению согласно изобретению минимизируются также повреждения при вдвинутом крыле, т.е. в режиме вытеснения. Поэтому средство водного транспорта может эксплуатироваться даже на мелководье и заезжать на берег.
В конструктивном отношении особенно предпочтительно, чтобы крыло было установлено на телескопически выдвигаемом рычаге. Благодаря этому достигается большой диапазон регулировок, причем крыло даже в промежуточных положениях располагается оптимально.
Особенно предпочтительным является усовершенствованный вариант изобретения, в котором диапазон регулировок увеличивается за счет поворотного рычага, на котором установлено крыло. Поворотный рычаг может особенно хорошо передавать усилия и моменты, создаваемые крылом.
Особенно благоприятно, чтобы на телескопически выдвигаемом рычаге или поворотном рычаге был установлен приводной элемент, например, привод водного мотоцикла (Jet-Ski). Благодаря этому не только достигается оптимальная во всех положениях крыла позиция привода, приводное усилие также передается прямо на деталь, подверженную воздействию гидравлического сопротивления, так что нагрузка материала уменьшается.
Предпочтительно предусмотрено, чтобы выемка принимала приводной элемент и имела проточные каналы для притока и оттока. Таким образом, приводной элемент может использоваться даже тогда, когда крыло для получения минимальной осадки вдвинуто полностью.
Поворотливость и маневренность могут быть повышены за счет установки крыльев с возможностью горизонтального или вертикального поворота. При этом в порядке альтернативы или дополнения может быть предусмотрено, чтобы крылья имели поворотные участки. Аналогично хвостовому оперению самолета путем регулировки участков в виде рулей или закрылков могут осуществляться меры по управлению, повышающие маневренность средства водного транспорта.
Независимость от того или иного положения крыла при вдвигании может быть достигнута за счет приема крыльев и при необходимости поворотных участков в выемке в различных положениях. Тем самым управление упрощается, поскольку при вдвигании отпадает необходимость в учете положения крыльев или участков.
Предпочтительно, предусмотрены основной корпус и по меньшей мере один аутригер, установленный с возможностью регулировки по высоте. При этом крылья могут быть установлены как на основном корпусе, так и на аутригере, или на том и на другом. Регулировка по высоте при необходимости может быть предусмотрена в дополнение к перемещению по ширине. Таким образом, можно существенно изменять и подвергать воздействию ходовые качества водного транспорта.
С точки зрения механики особенно благоприятно, чтобы аутригер был установлен на основном корпусе с возможностью поворота. Благодаря этому простыми средствами может быть реализован особенно большой диапазон перемещений. Предпочтительно, поворотное устройство выполнено в виде параллелограммной направляющей.
Особенно предпочтительный вариант выполнения изобретения реализован таким образом, чтобы аутригер мог перемещаться из положения установки сбоку рядом с основным корпусом в положение установки под основным корпусом.
Благодаря такому исполнению наряду с характеристикой шлюпки с выносными уключинами можно предоставить в принципе не очень стабильную характеристику гоночной лодки, обеспечивающую экстремальные боковые положения и благоприятные ходовые качества на высочайших скоростях.
Особенно благоприятным образом предусмотрено, чтобы по меньшей мере два аутригера в положении установки под основным корпусом непосредственно прилегали друг к другу и предпочтительно образовывали общую компактную обшивку. В результате в этом положении аутригеров также достигаются особенно благоприятные гидродинамические свойства.
Ниже изобретение более подробно поясняется на основе вариантов выполнения, изображенных на чертежах, на которых
фиг.1 изображает вид сверху средства водного транспорта согласно изобретению;
фиг.2 - вид сбоку средства водного транспорта на фиг.1;
фиг.3 - вид снизу средства водного транспорта на фиг.1;
фиг.4 - вид спереди средства водного транспорта на фиг.1;
фиг.5 - вид сзади средства водного транспорта на фиг.1, а именно с выдвинутыми крыльями;
фиг.6-9 - виды согласно фиг.2-5, а именно с утопленными крыльями;
фиг.10-17 - другой вариант выполнения изобретения в разных положениях согласно фиг.1-9;
фиг.18-31 - фрагменты средства водного транспорта на фиг.1-9 в разных вариантах; и
фиг.32-38 - очередной вариант выполнения изобретения в разных положениях.
Средство водного транспорта на фиг.1-9 согласно изобретению состоит из корпуса 1, на котором установлены передний телескопически выдвигаемый рычаг 2 и задний телескопически выдвигаемый рычаг 3. На выдвигаемых рычагах 2, 3 установлены, соответственно, переднее подводное крыло 4 и заднее подводное крыло 5, которые, как видно на фиг.2, могут выдвигаться и, как видно на фиг.6, втягиваться. Движение выдвигания может осуществляться посредством любого приводного элемента, предпочтительно гидропривода. В корпусе 1 предусмотрены выемки 6, 7, принимающие подводные крылья 4, 5 во втянутом состоянии. Передняя выемка 6 может быть выполнена, например, овальной, в то время как задняя выемка 7 может быть по существу прямоугольной.
На фиг.10-17 изображен вариант выполнения, в котором предусмотрены основной корпус 1а и два аутригера 10а и 10b. Аутригеры 10а и 10b регулируются в боковом направлении и по высоте и могут перемещаться из положения непосредственной установки под основным корпусом 1а, показанного на фиг.10-14, в положение установки сбоку рядом с основным корпусом 1а, показанное на фиг.15-17.
Передний телескопически выдвигаемый рычаг 2 и задний телескопически выдвигаемый рычаг 3 установлены, соответственно, на основном корпусе 1а. На выдвигаемых рычагах 2, 3, как в варианте выполнения, оговоренном выше, могут быть предусмотрены переднее подводное крыло 4 и заднее подводное крыло 5, устанавливаемые в выдвинутом положении на расстоянии под аутригерами 10а и 10b, что показано на фиг.11 и 12. Во втянутом положении оба аутригера 10а и 10b образуют переднюю выемку 6а и заднюю выемку 7а, принимающие, соответственно, переднее крыло 4 и заднее крыло 5, что показано на фиг.13 и 14.
Как во втянутом, так и в выдвинутом состоянии крыльев 4, 5, передний телескопически выдвигаемый рычаг 2 и задний телескопически выдвигаемый рычаг 3 проходят вниз между обоими аутригерами 10а и 10b и через них.
На фиг.15-17 аутригеры 10а и 10b установлены рядом с основным корпусом 1а. Здесь крылья 4, 5 расположены в соответствующих выемках 6, 7 основного корпуса 1а так, как в примере выполнения на фиг.1-9.
На фиг.18 и 19 схематично в деталях показано, как крыло 4 принято в выемке 6, причем крылья 4 изображены разных размеров. Видно, что над крылом 4 предусмотрен проточный канал 12, соединенный с приточным каналом 9 перед крылом 4 и отточным каналом 11 после крыла 4.
На фиг.20 схематично в деталях изображен вариант выполнения, в котором над крылом 4 или 5, соответственно, установлен воздушно-реактивный двигатель 8. Впереди, соответственно, сзади воздушно-реактивного двигателя 8 предусмотрены приточный канал 9 или отточный канал 11, соответственно, так что воздушно-реактивный двигатель 8 может работать даже во втянутом состоянии. Крыло 4 или 5, соответственно, содержит поворотный участок в виде регулируемого закрылка 14, благодаря которому обеспечивается лучшее управление режимом движения и который может плавно сужать или перекрывать отточный канал 11.
На фиг.21 изображен впускной канал 15 для дистанцированного, здесь не показанного воздушно-реактивного двигателя, причем поток частично проходит через выдвигаемый рычаг.
На фиг.22 и 23 изображены крылья 4, 5 и выемки 6, 7 в деталях.
На фиг.24 изображен вид сбоку крыла 4а, состоящего из неподвижного участка 16а и из одного или нескольких выдвигаемых участков 16b.
На фиг.25 изображен вид спереди фрагмента на фиг.24. Видно, что два крыла 4а, 4b предусмотрены симметрично относительно крепления 16а. Крылья 4а, 4b могут телескопически вдвигаться в крепление 16а, а показаны в выдвинутом положении.
На фиг.26 изображен вид сбоку крыла 4а, наклоненного вниз под углом относительно горизонтальной оси.
На фиг.27 изображены два выполненных с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси (т.е. оси, параллельной продольной оси средства водного транспорта) крыла 4а, 4b в разных положениях.
На фиг.28 изображены два выполненных с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (т.е. оси, перпендикулярной продольной оси средства водного транспорта) крыла 4а, 4b в разных положениях.
На фиг.29 изображен вид снизу крыльев 5а, 5b, которые выполнены поворотными вокруг оси, параллельной продольной оси средства водного транспорта (ср. с фиг.27), в разных положения.
На фиг.30 изображен вид снизу варианта на фиг.25.
На фиг.31 изображен вариант вида также снизу телескопически выдвигаемых вбок крыльев 5а, 5b в разных положениях по аналогии с крыльями 4а, 4b на фиг.30.
В варианте выполнения на фиг.32-36 аутригеры 10а, 10b, соответственно, шарнирно соединены с механизмом, состоящим из двух соединенных между собой поворотных рычагов 3а, 3с и 3b, 3d, соответственно. Аутригеры 10а, 10b для дальнейшего повышения вариабельности могут быть закреплены на наружных поворотных рычагах 3с, 3d с возможностью поворота вокруг продольной оси.
На фиг.32 аутригеры 10а, 10b установлены под основным корпусом 1а, который здесь служит лишь опорой для непоказанных надстроек, а сам необязательно является плавучим. Оба аутригера 10а, 10b образуют в этом месте общую компактную обшивку, т.е. они образуют со своей наружной стороны форму лодки и своими внутренними сторонами в значительной мере плотно прилегают друг к другу. Это типичное положение для высокоскоростного движения, при котором динамично осуществляется боковая стабилизация.
В положении на фиг.33 аутригеры 10а, 10b установлены под основным корпусом 1а по бокам дистанцировано, благодаря чему достигается имманентно стабильное положение.
Дальнейшее смещение аутригеров 10а, 10b наружу приводит к положению согласно фиг.34, в котором поворотные рычаги 3а, 3с и 3b, 3d занимают прямое (распрямленное) положение.
Другой возможный вариант изображен на фиг.35, в котором основной корпус 1а приподнят. На фиг.36 изображено положение для движения на повороте с наклоненным основным корпусом 1а.
На фиг.37 и 38 показан другой аспект этого варианта выполнения. Поворотные рычаги 2а, 3а несут крылья 4, 5, которые тем самым регулируются по высоте, поскольку поворотные рычаги 2а, 3а установлены с возможностью поворота вокруг точек 22 и 23 поворота, соответственно. На фиг.37 и 38 изображены поворотные рычаги 2а, 3а, соответственно, в переднем втянутом положении, в котором крылья 4, 5 приняты в своих выемках, и в выдвинутом положении, в котором крылья 4, 5 расположены дистанцированно под аутригерами 10а, 10b. Позициями 20 и 21 обозначены другие выемки, предусмотренные внутри в аутригерах 10а, 10b с тем, чтобы в положении на фиг.32 обеспечить прохождение поворотных рычагов 2а, 3а через аутригеры 10а, 10b, в противном случае непосредственно прилегающие друг к другу.
1. Средство водного транспорта по меньшей мере с одним подводным крылом (4, 5), регулируемым по высоте между положением, находящимся в области корпуса (1; 1а), и положением, дистанцированным от корпуса (1; 1а), причем предусмотрена выемка (6, 7; 6а, 7а), которая принимает подводное крыло (4, 5) в положении, находящемся в области корпуса (1; 1а), отличающееся тем, что подводное крыло (4а, 4b, 5а, 5b) закреплено на рычаге (2, 3; 2а, 3а) с возможностью поворота вокруг продольной оси и/или расположено с возможностью телескопического выдвижения в аксиальном направлении подводного крыла (4а, 4b, 5а, 5b), причем на указанном рычаге (2, 3; 2а, 3а) расположен приводной элемент и, причем выемка принимает этот приводной элемент и имеет проточные каналы для притока и оттока приводного элемента.
2. Средство водного транспорта по п.1, отличающееся тем, что выемка предусмотрена в корпусе (1; 1а).
3. Средство водного транспорта по п.1, отличающееся тем, что подводное крыло (4, 5) расположено на телескопически выдвигаемом рычаге (2, 3).
4. Средство водного транспорта по п.1, отличающееся тем, что подводное крыло (4, 5) расположено на поворотном рычаге (2а, 3а).
5. Средство водного транспорта по п.1, отличающееся тем, что приводной элемент представляет собой привод водного мотоцикла.
6. Средство водного транспорта по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что подводное крыло (4, 5) установлено с возможностью горизонтального и/или вертикального поворота, так чтобы было возможно, например, рулевое движение.
7. Средство водного транспорта по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что подводное крыло (4, 5) имеет поворотный участок (14).
8. Средство водного транспорта по п.7, отличающееся тем, что выемка (6, 7; 6а, 7а) принимает подводное крыло (4, 5) и при необходимости поворотный участок в разных положениях.
9. Средство водного транспорта по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что предусмотрены основной корпус (1а) и по меньшей мере один расположенный с возможностью регулирования аутригер (10а, 10b) и что аутригер (10а, 10b) принимает подводное крыло (4, 5), установленное на основном корпусе (1а), в выемке (6, 7; 6а, 7а) по меньшей мере в одном положении.
10. Средство водного транспорта по п.8, отличающееся тем, что выемка предусмотрена в аутригер (10а, 10b) и этот аутригер может перемещаться из положения установки сбоку рядом с основным корпусом (1а) в положение установки под основным корпусом (1а).
11. Средство водного транспорта по п.10, отличающееся тем, что выемка предусмотрена в основном корпусе, и что по меньшей мере два аутригера (10а, 10b) в положении установки под основным корпусом (1а) непосредственно прилегают друг к другу и предпочтительно образуют общую компактную обшивку и что эта общая компактная обшивка имеет по меньшей мере одну выемку для подводного крыла (4, 5).
12. Средство водного транспорта по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что подводное крыло (4, 5) установлено на аутригере (10а, 10b) с возможностью поворота.
