Амфибийное транспортное средство
Владельцы патента RU 2577504:
Общество с ограниченной ответственностью "Центр технического сотрудничества" при МГТУ им. Н.Э. Баумана" (RU)
Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам и касается мореходных скоростных амфибий с изменяемой поверхностью глиссирования. Амфибийное транспортное средство содержит водоизмещающий корпус, силовую установку, трансмиссию, сухопутный и водоходный движители, установленные по бортам силовые цилиндры, связанные со средствами управления. При этом амфибийное транспортное средство также содержит два боковых щитка по бортам корпуса, выполненных с возможностью изменения своего положения относительно корпуса машины, и две управляемые гидродинамические поверхности на кормовых оконечностях боковых щитков, которые могут изменять свое положение относительно основной поверхности. Достигается уменьшение гидродинамического сопротивления, уменьшение потребной мощности при выходе на режим глиссирования, управление дифферентом и креном. 5 ил.
Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам, а именно к созданию мореходных скоростных амфибий с изменяемой поверхностью глиссирования, и может быть использовано для многоцелевого применения на водных бассейнах и прилегающих к ним территориях суши в условиях круглогодичной эксплуатации.
Из уровня техники известна полезная модель RU 81464 (дата публикации 20.03.2009 г., B60V 1/18), направленная на увеличение устойчивости и управляемости на больших скоростях движения, в частности устранения такого явления как «зарывания» носовой части судна, вследствие увеличивающегося момента тангажа. С этой целью амфибийное судно на воздушной подушке, содержащее корпус с гибким ограждением, закрепленным по периметру судна, и надстройку, носовая часть которой выполнена обтекаемой формы, дополнительно снабжено подъемным аэродинамическим крылом, закрепленным на несущих элементах корпуса судна в носовой его части под углом атаки 4-5°. Основным недостатком технического решения является его невысокие демпфирующие свойства, а конструктивное выполнение судна не решает задачу увеличения скорости транспортного средства.
Аналогичными недостатками обладает судно на воздушной подушке, в котором с целью увеличения скорости и экономичности, а также преодоления высоких волн и неровностей суши оно снабжено по бокам крыльями с элеронами, а стабилизатор снабжен рулем высоты (см. RU 17905, опубл. 10.05.2001, B60V 1/18).
Из уровня техники известно амфибийное транспортное средство, которое содержит корпус, соединенный с ним двигатель, кинематически связанный с воздушным движителем и днище, выполненное с плоской частью и прилегающими к нему участками днища с поперечной килеватостью, равным не менее 12 градусов. Участки днища соединены с бортами корпуса амфибийного транспортного средства с большим углом килеватости (см. RU 134856 опубл. 27.11.2013, B60F 3/00). Указанное техническое решение обладает низкими демпфирующими свойствами на режиме глиссирования.
Также известно судно на воздушной подушке, содержащее надувной борт с гибким ограждением, закрепленный по периметру судна, и надстройку (собственно корпус судна), носовая часть которой выполнена обтекаемой формы, а корпус судна сочленен с гибким ограждением воздушной подушки посредством надувного баллона из аналогичных гибкому ограждению материалов (RU 68998, опубл. 10.12.2007 г, B60V 1/18). Недостатком известного решения является неустойчивость судна при увеличенной скорости, а также высокие показатели потребляемой мощности при выходе на режим глиссирования. Данное решение является наиболее близким по совокупности существенных признаков и принято в качестве ближайшего аналога.
Задача, решаемая изобретением, заключается в создании амфибийной машины с увеличенной скоростью движения на плаву.
Технический результат заключается в уменьшении гидродинамического сопротивления машины при движении на плаву, возможности обеспечения коррекции дифферента и крена машины в процессе ее эксплуатации на водных участках местности за счет использования управляемых гидродинамических поверхностей.
Технический результат достигается тем, что амфибийное транспортное средство, содержащее водоизмещающий корпус, силовую установку, трансмиссию, сухопутный и водоходный движители и средства управления, согласно изобретению включает
- два боковых щитка по бортам водоизмещающего корпуса и выполненных с возможностью изменения своего положения относительно корпуса машины с помощью силовых цилиндров, установленных по бортам и связанных со средствами управления,
- и две управляемые гидродинамические поверхности на кормовых оконечностях боковых щитков, которые могут изменять свое положение относительно основной поверхности.
Преимущество предлагаемого изобретения в том, что оно создает возможность уменьшения гидродинамического сопротивления машины и выходить на режим глиссирования при меньшей потребной мощности, достигать более высоких скоростей движения на плаву, а также обеспечивает коррекцию дифферента и крена машины при ее эксплуатации за счет использования управляемых гидродинамических поверхностей.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 - общий вид амфибийного транспортного средства.
На фиг. 2 - амфибийное транспортное средство на суше, гидродинамические поверхности располагаются по бортам водоизмещающего корпуса и прижаты к ним.
На фиг. 3 - амфибийное транспортное средство на плаву в статическом положении. Гидродинамические поверхности располагаются по бортам водоизмещающего корпуса и находятся в рабочем положении.
На фиг. 4 - амфибийное транспортное средство на плаву в движении. Гидродинамические поверхности в рабочем положении. При поступательном движении на гидродинамических поверхностях создается подъемная сила, уменьшающая осадку и гидродинамическое сопротивление амфибийного транспортного средства.
На фиг. 5 - вид А - пределы изменения положения управляемых гидродинамических поверхностей
Заявляемое изобретение представляет собой скоростное амфибийное транспортное средство с гидродинамической разгрузкой, которое имеет водоизмещающий корпус 1, силовую установку 2, трансмиссию 3, сухопутный 4 и водоходный 5 движители, средства управления, две основные гидродинамические поверхности в виде боковых щитков 6, изготовленные из металла или композиционного материала и имеющие внутренние полости для облегчения конструкции и увеличения статического запаса плавучести, и две управляемые гидродинамические поверхности 7. Боковые щитки 6 подвижно закреплены посредством шарниров 8 по бортам водоизмещающего корпуса 1. Средства управления дополнительно включают силовые цилиндры 9, установленные по бортам и связаны с соответствующими управляющими элементами. Силовые цилиндры 9 в рабочем состоянии изменяют угол отклонения боковых щитков 6 относительно корпуса амфибии 1 путем их раскрытия под углом вверх. За счет раскрытия боковых щитков 6 увеличивается поверхность глиссирования.
На внешних поверхностях боковых щитков возможно размещение продольных реданов. Эффект от продольных реданов складывается из отсекания воды от поверхности и создания дополнительной подъемной силы, уменьшающей осадку корпуса, а следовательно, уменьшающей смоченную поверхность и сопротивление трения. При этом «работает» на реданах та часть потока воды, которая растекается в поперечном направлении, к бортам и попадает на реданы под углом, близким к прямому.
На кормовых оконечностях основных гидродинамических плоскостей 6 имеются две управляемые гидродинамические поверхности 7, которые могут изменять свое положение относительно основных поверхностей. На фиг. 5 показаны пределы изменения положения управляемых гидродинамических поверхностей в рабочем положении. Управляемые гидродинамические поверхности 7 позволяют управлять креном и дифферентом амфибийного транспортного средства за счет создаваемых на их поверхностях гидродинамических сил, которые зависят от положения управляемых гидродинамических поверхностей относительно основных гидродинамических поверхностей. Если положения управляемых гидродинамических поверхностей меняется синхронно (одинаково) на обоих бортах, то идет управление по дифференту (углу тангажа), если асинхронно (не одинаково), то по крену амфибийного транспортного средства.
В отличие от классических подводных крыльев, которые находятся на достаточной глубине в толще воды, предлагаемая конструкция скользит по поверхности воды и преодолевает мелководье, являющееся препятствием для водоизмещающих транспортных средств, а также транспортных средств на подводных крыльях.
Эксплуатация амфибийного транспортного средства осуществляется следующим образом.
При движении на суше гидродинамические поверхности - боковые щитки 6 прижаты к боковым бортам корпуса 1 и обеспечивают дополнительную защиту бортовой проекции корпуса. При входе в воду под действием силовых цилиндров 9 боковые щитки 6 раскрываются. Благодаря подъемной силе, возникающей на гидродинамических поверхностях при поступательном движении, амфибийное транспортное средство приподнимается над поверхностью воды, уменьшает свою осадку, гидродинамическое сопротивление уменьшается и машина выходит на режим глиссирования при меньшей потребной мощности.
Амфибийное транспортное средство, содержащее водоизмещающий корпус, силовую установку, трансмиссию, сухопутный и водоходный движители, установленные по бортам силовые цилиндры, связанные со средствами управления, отличающееся тем, что содержит два боковых щитка по бортам водоизмещающего корпуса, выполненных с возможностью изменения своего положения относительно корпуса машины, и две управляемые гидродинамические поверхности на кормовых оконечностях боковых щитков, которые могут изменять свое положение относительно основной поверхности.
