Надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке
Изобретение относится к области малого судостроения, а именно к надувным лодкам с жестким дном, приводимым в движение на сжатом пневмопотоке, передвигающихся в различных средах. Надувная универсальная скоростная лодка содержит контур надувных бортов U-образной формы, днище которой в поперечном сечении выполнено в форме жесткого прямоугольного в плане пневмоканала, который образует с надувными бортами единый каркас лодки. В передней ее части в качестве движителя используют нагнетательное устройство в виде импеллера малой мощности в режиме компрессора, с помощью которого создают гидродинамическую струю в кормовой части лодки. Корпус пневмоканала выполнен внутри продольными рифлеными верхней и нижней стенками с продольными желобами и выступами, размещенными друг к другу, и направлены в сторону кормовой части лодки. Поворот лодки осуществляется за счет фиксированного щитка с возможностью его закрытия с помощью механического привода управления, расположенного на оси внутри пневмоканала в кормовой части. Днище корпуса обтекаемого пневмоканала защищено слоем натянутого и закрепленного материала с надувными бортами. Задняя часть кормы, между незамкнутым контуром надувных бортов может быть выполнена за пределами кормы верхней стенки горизонтальной полки с козырьком и установленной с возможностью подъема или опускания относительно выходного отверстия пневмоканала. Передняя часть лодки перед малым импеллером может быть закрыта защитным водобойным крылом с козырьком. Достигается улучшение гидродинамических характеристик, повышение эксплуатационной надежности и устойчивого перемещения со скоростью по воде, мелководью и выход на берег на сжатом пневмопотоке, а также повышение степени безопасности перемещения лодки. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области малого судостроения, а именно к надувным универсальным лодкам приводимых в движение в виде малого импеллера в режиме компрессора и создание гидродинамической струи, выходящую из закрытого пневмоканала, и является универсальным средством к передвижению в различных средах, в частности, по воде, и речным перекатам, снегу, льду, болоту, песку, в подразделениях МЧС в ходе ведения поисково-спасательных операций.
В настоящее время во всем мире широко используются быстроходные маломерные суда (в том числе, надувные моторные лодки) для самых разнообразных целей - для прогулок, спортивных занятий, рыбалки, при проведении спасательных операций, для доставки аквалангистов и т.п. При этом в процессе эксплуатации судна важным фактором является достижения наиболее высокой скорости при снижении расхода топлива и сохранения комфортности для пассажиров и режимов движения судна, что связано и в режиме глиссирования.
При достижении мощности двигателя с увеличением скорости судно выходит на режим глиссирования, т.е. движения в режиме скольжения по поверхности воды, когда большая часть веса судна поддерживается гидродинамической подъемной силой. В режиме глиссирования судно касается поверхности воды только небольшим участком днища (опорной поверхностью) и поддерживается в этом положении благодаря гидродинамическому давлению, возникающему как реакция отбрасываемых вниз масс воды и действующему на смоченный участок днища.
При этом судно испытывает силу сопротивления окружающей среды, направленную в сторону, противоположную его движению. Полное сопротивление движению судна складывается из сопротивления трения, сопротивления давления (составляющими которыми являются сопротивление формы, волновое сопротивление, брызговое сопротивление), сопротивление выступающих частей, воздушного сопротивления.
Когда судно выходит на режим глиссирования, потеря мощности двигателя и расход топлива значительно сокращаются, что резко снижается сопротивление воды за счет уменьшения площади «пятна смачивания» (площади контакта судна с водой), что позволяет повысить скорость. Однако, одновременно с этим, по мере роста скорости усиливается интенсивность брызгообразования, в связи, с чем в переходном режиме при выходе судна на режим глиссирования (при разгоне судна) происходит повышение брызгового сопротивления.
Для выхода на режим глиссирования требуется значительно больше мощности двигателя, чем потом - для поддержания движения судна в этом режиме.
Выше отмеченная известная теория описания судов не раскрывает сущности работы судов на пнвмопотоке, приводимых в движение движителем в виде импеллера в режиме компрессора и создание гидродинамической струи, выходящую вначале из сопла импеллера, далее эта струя сжатого воздуха поступает в закрытый пневмоканал в сторону кормовой части, а значит, ниже описанные аналоги судов (моторные надувные лодки) не учитывают то, что использование известных надувных лодок не достаточно могут обеспечить высокую надежность и гибкость подвижной части корпуса и, которые должны при движении использовать реактивную силу сжатого потока, выходящего из сопла импеллера, работающего с помощью двигателей с требуемой мощностью, на уровне создания совершенных новейших двигателей нового поколения, снизить сопротивление воды при выходе на режим глиссирования, соответственно, уменьшить расход топлива. Поскольку надувная лодка движется по воде, необходимо ей придать дополнительно в движение универсальность в движение, управление и контроля на пневмопотоке, когда днище корпуса лодки пригодно для быстрого перемещения по воде, болотам, песку, снегу, льду и т.п., что отсутствует в аналогах ниже приведенных транспортных средств, когда для них применяются совершенно другие движительные установки, чтобы приспособить в движении и по мелководью, и даже выход на сушу, способное передвигаться с высокой скоростью в различных средах, таких как вода, снег, лед, болото, песок и т.п.
Актуальной задачей при создании новых, более совершенных конструкций быстроходных судов (в том числе пользующихся неизменной популярностью надувных лодок, кроме моторных) является использование пневмопотока малых импеллеров, простых по конструкции с уменьшенными их воздушными характеристиками винтов, позволяющих работу только захват атмосферного воздуха и преобразование его в высокое сжатое давление в закрытом пневмоканале днища надувной лодки (судна), управляемость судна при неизменном положении руля и изменять на ходу направление своего положения в различных средах, ходкость (способного судна двигаться с определенной скоростью при уменьшенной мощности двигателя, связанного через ось или редуктор с импеллером (винта), преодолевая при этом силы сопротивления движению и др.
При разработке новых конструкций актуально обеспечить улучшения глиссирования простым устройством на пневмопотоке и исключить, например, «зарывание» (заваливание носовой части).
Управления характером движения корпуса надувной универсальной скоростной лодки на сжатом пневмопотоке позволяет усовершенствовать быстроходные суда в широком диапазоне их применения, о чем будет отмечено ниже в предложении.
В отношение применения в судостроении интерцентора, обычно называют пластину, расположенную поперек набегающего оттока и позволяющего управлять отрывом потока на несущих поверхностях корпуса или лопастях движителей быстроходных судов (известных), то автором предложения в районах плиты транца и миндаля приводит повышенное давление на управление выходящего пневмопотока из сопла малого импеллера (что не рассматривают существующие конструкции надувных лодок) и в конце кормовой части с рулем (щитком).
Среди большого разнообразия различных типов маломерных судов широко востребованы в силу своей компактности и малого веса надувные лодки, в которых борт образован надувными баллонами (рабочее давление в баллоне 240-250 мБар), обычно разделенным на несколько секций и соединенных с надувным дном, удерживающим рабочее давление примерно 300-400 мБа. Надувной баллон, образующий борт, и мягкое дно лодки - надувное дно низкое давление (НДНД), изготавливают из газодержащего, водонепроницаемого материала (например, армированного ПВХ). Однако подобные надутые лодки зачастую имеют невысокие гидродинамические характеристики, а также их отличает неудобство при размещении грузов и перемещения людей, а также в различных средах, таких как вода, снег, лед, болото, песок и т.п. из-за мягкого дна и малой надежности (порыв) в эксплуатации. В целях устранения указанных недостатков используют, в частности, жесткий вкладыш - пайол, устанавливаемый на мягкое дно лодки, либо используют конструкцию надувных лодок с жестким днищем из пластика или металла (лодка RiB). При этом повышается надежность конструкции, улучшается гидродинамика, улучшаются скоростные характеристики, но теряется возможность скольжения в целом не только компактность, но получения сжатого воздуха в виде компрессора для движения быстроходной лодки и с применением боковых управляемых воздушных баллонов одновременно при заполнении воздухом от малого импеллера (винта) (что отсутствует в известных решениях, журнал «Катера и Яхты», 2015, №4 (256), с. 84-85, А. Хоршунов: «РНБ в багажнике»). В связи с этим сохраняется постоянный интерес к совершенствованию конструкций надувных лодок с надувным дном в работе малых импеллеров с винтами, связанных с осью или редуктором рядом расположенным небольшим малогабаритным современным двигателем с целью улучшения их обслуживания, ходовых качеств, управляемость на использовании сжатого потока в виде компрессора, снижения сопротивления надувного дна с помощью, например, применения закрытого жесткого прямоугольного пневмоканала, дно которого выполнено защитным слоем с выступающими одним концом, отдельными упругими стержнями или волокнами, изготовленных из упругих полиэтиленовых материалов в виде плоской из щетинистой щетки относительно дна лодки и ее формы корпуса. Кроме того, закрытый пневмоканал внутри его плоскости горизонтальных стенок, изготовленный из пластика высокой прочности или из легкого алюминия (например, наподобие формы современной кровли для покрытия крыш зданий из дюрали - металла) имеет форму продольных желобов размещенных между выступами друг к другу, соответственно, применяемого для выполнения конструкции по длине закрытого пневмоканала в сторону кормовой части надувной лодки.
Ранее было отмечено, и пайольные, и жесткие надувные лодки характеризуются тем, что движение их основано совершенно на другом принципе, имеют высотные габариты, связанные с применением моторных двигателей.
В настоящее время все большую известность и популярность набирают перспективно маломерные скоростные суда для движения на сжатом пневмопотоке для различных сред и сложности рельефа местности в движении. Сюда можно привести устройства такие как: доска для серфинга, дно лотки и т.д., дно становится жестким при наполнении воздухом, и оно сохраняет свою форму, не имеет видимых деформаций, прогибов, применяется различная плотность применяемых материалов и их полотна, удерживающих воздух внутри. Однако такие надувные лотки не используют пневмопоток от малого импеллера, как для движения, так и одновременно заполнения боковых баллонов. Здесь заявитель не рассматривает производство создания материалов для надувных лодок под нагрузкой, обеспечивающую хорошую устойчивость лодки на воде и других сред. Газодержащий сам материал известен, выпускаемый промышленностью, обеспечивающей удержание давления до 2000 мБар.
Таким образом, автором предлагается более жесткая конструкция дна лодки с закрытым пневмоканалом и покрытие дна лодки защитным гибким натяжением материала с креплением, например, саморезами (винтами), при этом гибкий материал с отдельными полиэтиленовыми стержнями или волокнами.
Следует отметить, что, по мнению специалистов, надувные корпуса до конца еще не изучены, особенно в части изменения в целом их жесткого дна с закрытым пневмоканалом, включающего его форму выполнения (профиллированность) и другие элементы в движении в режиме глиссирования. В связи с этим нужны специализированные гидродинамические исследования в отношении предложенного технического решения в целом для маломерных судов.
Известны надувные лодки (Патент RU №179433, В63В 7/00 от 15.05.2018; патент RU №109735 В63В 7/08 от 27.10.2011; патент RU №142815, В63В 7/08 от 10.07.2014; патент RU №170720, В63В 7/06 от 04.05.2017; патент RU №25999107, В63В 7/08, В63В 3/08 от 10.10.2016).
Данные лодки с надувным дном высокого давления содержат надувное дно, надувные баллоны, образующий борт, а также интерцентр. Оптимальные величины из соотношения их выполнения конструктивно ограничены отсутствием жесткой, единой конструкции закрытого пневмоканала для создания высокой гидродинамической струи, выходящую из пневмоканала для движения приводимого малым импеллером в режиме компрессора, а также одновременно создания заданного давления в боковых мягких баллонах с воздухом, заполняемого от работы импеллера, и связи самого проходного канала формы стенок для изготовления конструкции пневмоканала, ослабление всей конструкции без изменения формы корпуса (изгиба) в продольной оси, возможна вибрация корпуса во время движения, порывы гибкого материала во время движения в сложных условиях, особенно на суше, применение сложных и громоздких двигателей (моторов). Все это снижает надежность лодки и эффективность эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по конструктивному выполнению является надувная лотка характеризующая тем, что содержит надувное дно, соединенный с дном надувной баллон, образующий борта, интерцентр, соединенный с кормовой частью дна; дно выполнено килеватым из газодержащего двухстенного материала «double - wall"; интенцентр расположен вдоль торца кормовой части, нижняя рабочая поверхность, поверхность итерцентра расположена выше нижнего края торца кормовой части дна, при этом любая линия нижней, рабочей, поверхности интерцентра, параллельная диаметральной плоскости лодки, расположена параллельно основной плоскости лодки с допустимым отклонением ±2° (Патент RU №196940, В63В 7/08, В63В 3/08 от 23.03.2020).
Надувная лодка с надувным дном, которая содержит надувное и соединенное с дном надувной баллон (образующий борт) и выполнение дна из газодержащего двухстенного известного материала высокого давления имеет малые транспортировочные габариты плавсредства. Для наполнения воздухом необходим дополнительный отдельно устройство в виде компрессора, а для улучшения выхода лодки на режим глиссирования используется интерцентр в кормовой части, т.е. он предназначен для того, чтобы уменьшить время выход на режим глиссирования с помощью лодочного мотора, а также увеличить максимальную скорость лодки при меньшей мощности мотора, а также уменьшить брызгообразование в транцевой зоне. Однако, несмотря на его широкие возможности, отсутствия жесткой, единой, монолитной конструкции дна лодки в виде пневмоканала, из-за соединения только из эластичного газодержащего водонепроницаемого двухслойного материала высокого давления, выполнено из кусков известного полотна, и формируется при их соединении килеватность днища, что не может обеспечить достаточную жесткую конструкцию лодки, имеет недостаточную надежность при истирании днища и маневренности по воде, снегу, льду, также значительно ухудшает эксплуатационные качества, при этом отсутствует возможность использования, например, надувных лодок, связанных с устройством использования малого импеллера в передней части (носовой) лодки в виде нагнетательного устройства в режиме компрессора, его возможности работы малой мощности и крутого поворота надувной лодки. В движении происходит вибрация корпуса во время движения плавательного средства, особенно при креплении мотора в кормовой части. Кроме того, она не приспособлена в движении по мелководью по своей конструкции, в частности, по суше. Кроме того, для дополнительной подкачки воздуха в полости боковых баллонов (борта), которые крепятся с боков лодки, требуется расположение отдельного применения компрессора для накачивания (подкачки) воздуха достаточного количества в надувные баллоны при монтажной сборки всей лодки, а также в случаях повреждений оснастки. В результате чего отсутствует мгновенное заполнении, например, в ситуации, когда необходимо лодку поддерживать в рабочем состоянии в движении (от потопления) по воде, снегу, льду, болотистой местности и т.п., что резко снижает эффективность применения надувной лодки, имеющей высокие скоростные показатели только движения на воде. Таким образом, эксплуатационные качества такой надувной лодки недостаточно реализуются, и не учитывает изменения ее применения малой мощности работы двигателя непосредственно соединенным рядом с импеллером (винтом), когда в предложенном скоростной малый движитель в виде импеллера, работающего на сжатом воздухе - пневмопотоке, который не зависит от толщи воды на море, водоема, болота, реки и ее мелководья, а также для крутых поворотов вправо или влево, создания полезной направленности как давление и тягу. Следующим недостатком является то, что отсутствует возможность использования снижения гидродинамического сопротивления нижней части плоского днища по его форме исполнения надувной лодки с каверной на днище при малой мощности движения в виде применяемого на ней своего мотора по конструкции моторных известных лодок, когда винты расположены в толще воды, и она ограничена в скоростном движении на воде, и в других сложных ситуациях вообще не приемлема с нагрузкой перевозки людей. Поэтому, известная надувная лодка, в основном свое конструкторское решение связывает с выполнением конкретно интерцентра известных моторных лодок в виде монолитной детали, и создания ее жесткости с уменьшением веса, т.е. является устройство пустотелым. Иначе говоря, в условиях ограниченной глубины ближе к берегу на мелководье корпус надувной лодки теряет свою скорость, это связано с применением конструктивной ее возможности движителя и интенцентра. В предложенном устройстве это недостаток также отсутствует, и создает воздушную тягу от импеллера в сторону прямоугольного закрытого созданного пневмоканала, состоящего из пластика высокого давления или легкого алюминия, горизонтально - противоположные стенки которого внутри выполняют в виде жестких гофр, т.е. с желобами для прохода воздуха с выступами навстречу друг к другу, тем самым, обеспечивая жесткость самого устройства тонким слоем пластика или металла (любого), упрощающего вход сжатой продольной струи с разделением на множество «ручейков» в сторону кормовой части лодки (транцевой плиты на корме - поперечного интерцентра - можно сказать, и возможно наклонной полки), возможность создать равное давление по ширине пневмоканала, учитывая при этом выход воздуха для поворота лотки при помощи руля (щитка). (Это для ясности понимания, форму можно сравнить с рифленой части легкого современного металла для покрытия крыш зданий). При этом прямоугольный закрытый пневмоканал имеет связь с соплом малого импеллера для принудительной подачи воздуха высокого давления (по сравнению с прототипом), обеспечивающей высокие мореходные и маневренные качества и на режим глиссирования быстрее при резком снижении гидродинамического сопротивления плоского днища по всей длине лодки, что немаловажно для нового предложения, снабженного слоем натянутого и закрепленного материала со свободно выступающими одним концом отдельными упругими стержнями и/или волокнами, скользящих по воде, мелководью, болотам, на песке и т.п. Все это в известном устройстве с недостаточной жесткостью трудно достичь, снижает надежность лодки и эффективность эксплуатации и мореходность.
Целью (задачей) заявляемого изобретения является расширение надувной универсальной скоростной лодки для использования сжатого воздуха от малого импеллера, уменьшение сопротивления днища корпуса в движении лодки в целом при использовании ее, сжатый воздух, который выходит из прямоугольного закрытого пневмоканала «струйками» по всей длине днища ее от применяемого малого импеллера под давлением на выходе в кормовой части и, улучшения эксплуатационных качеств. Кроме того, максимально использования непосредственно для скоростного режима лодки с подачей сжатого воздуха, как в закрытый пневмоканал, так и для возможной подачи части воздуха в закрепленные боковые баллоны (борта) через трубку и лучшей управляемости на крутых поворотах, т.е. улучшить ходовые качества и повышение быстроходности.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в повышении тяги горизонтального малого импеллера газовым потоком с лучшей управляемостью, повышение остойчивости лодки, упрощение процедуры выхода лодки из воды на лед или берег и сход обратно для таких форм корпуса.
Технический результат достигается тем, что надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке, характеризующаяся тем, что содержит дно с покрытием гибким материалом/надувной баллон, образующий борт, кормовую часть дна, согласно изобретения, надувная скоростная лодка выполнена на пневмопотоке, а в качестве движителя используют горизонтальный импеллер малой мощности, в передней части корпуса, в виде нагнетательного устройства в режиме компрессора для создания воздушной тяги от импеллера в сторону закрытого пневмоканала с прямоугольным днищем, расположенным между защитным слоем с выступающим концом отдельными упругими стержнями и/или волокнами, изготовленных из упругих полиэтиленовых материалов в виде плоской со щетиной щетки относительно дна лодки и формы корпуса ее, скрепленного жестко натянутого с внешней стороны защитным слоем имеющими средствами крепления к дну пневмоканала, при этом прямоугольный закрытый пневмоканал выполняют из пластика высокого давления и/или из легкого алюминиевого материала, внутренние продольные плоскости верхней и нижней пластин, которых выполняют рифлением в виде продольных желобов размещенных относительно друг к другу, как и самих выступов по длине продольного пневмоканала, соединенного с соплом принудительной подачи воздуха от нагнетательного устройства в виде горизонтального малого импеллера, и перед выходом воздушного оттока в кормовую часть имеет внутри щиток с возможностью его поворота за счет оборудования его оси механизмом управления водителем.
Кроме того, надувная универсальная скоростная лодка, имеет размеры корпуса зарытого прямоугольного пневмоканала в виде горизонтальной жесткой доски в сторону соединения связями с боковыми надувными баллонами, образующих борт лодки, имеют U-образную форму, и выполнены, например, из армированного ПВХ.
Кроме того, на корпусе в передней части размещены два противотуманных фонаря для визуальной идентификации лодки при плохой видимости и тумане для работы в различных условиях.
Кроме того, наружная поверхность дна внутри лодки сверху пневмоканала выполнена по его форме защитным непромокаемым легким материалом, например, листами экструдированного пенополистирона или пенопласта.
Кроме того, передняя часть крепежного мягкого U-образной формы с надувными баллонами, выполняют в виде водобойного крыла с козырьком сверху.
Кроме того, горизонтальный малый импеллер сверху защищен пластмассовой решеткой для препятствия попадания внутрь его инородных тел и обеспечения безопасности людей, находящихся в лодке.
Кроме того, задняя кормовая часть лодки каркаса выше интерцентра снабжена серьгой и служит для сцепки с другими надувными лодками для буксировки легкого лодочного поезда, а также для зачаливания троса для швартовки лодки на месте стоянки, например, на воде.
Надувная универсальная скоростная лодка имеет необходимую посадку в водную поверхность и в снежный покров, лодка становится устойчивой при малой мощности горизонтально закрепленного малого импеллера в передней части между баллонами (бортом) в жестком корпусе крепления, например, из пластика высокой прочности, создает струю сжатого воздуха, имеющего на выходе из закрытого пневмоканала множество воздушных струек, объединяющихся в конце кормовой части при выходе из закрытого пневмоканала с большой скоростью.
При движении надувной быстроходной лодки она становится устойчивой для находящегося в ней человека и надежно при поворотах, а боковые баллоны (борта) надежно обеспечиваются одновременно и при необходимости подкачки воздуха в полость борта, состоящих из боковых баллонов, а для подачи воздуха, может выполнено соединение автоматически через закрываемую трубку с краном или ее открывания (не показано), образующих при этом U-образную форму, например, выполненных из армированного ПВХ.
Кормовая часть (транец) лодки имеет также жесткую поверхность, к которой закреплен управляющий руль (механизм управления) в виде щитка, перекрывающий отверстие закрытого пневмоканала с помощью механизма управления в движение надувной скоростной лодки вперед или совершает крутые повороты развороты (повороты) на заданный угол на любой поверхности - водной, снежной, по льду и т.п.
Таким образом, надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке (может двигаться вперед, при этом совершать любые развороты на коротком расстоянии, что важно для человека (водителя), управляющей ею в движении в стабилизирующем горизонтальном положении для заданной скорости при низкой мягкой посадке с покрытием обтянутого и закрепленного материала с прикрепленными отдельными упругими стержнями и/или волокнами, изготовленных из упругих полиэтиленовых материалов в виде плоской со щетиной щетки относительно дна лодки и формы корпуса ее, имеющим при этом жесткое сплошное дно в виде прямоугольного закрытого пневмоканала, где внутренняя плоскость его выполнена в виде продольных рифленых стенок (желобов с выступами, подобно металла для покрытия современных крыш зданий) навстречу друг к другу с повышенной жесткостью днища, не смотря на то, что стенки выполнены из тонкого материала и легкого. Форма внутренней полости пневмоканала позволяет входящий сжатый воздух из сопла импеллера разделить в движении воздух на множество струек «ручейков» в сторону кормовой части при движении лодки вперед, даже, при волновых явления на воде. Использование упомянутых прикрепленных упругих полиэтиленовых стержней и/или волокон, закрепленных к гибкому материалу, способных защитить прочность днища пневмоканала, уменьшить рыскание при движении по воде, что позволяет существенно снизить сопротивление воды при выходе на режим глиссирования, а значит уменьшить требуемую мощность двигателя с импеллером или расход топлива.
Благодаря наличию приведенных признаков обеспечивается не только устойчивое движение, но и снабжение надувных боковых баллонов (бортов), имеющих U-образную форму и прикрепленных известными методами к днищу (клеящими веществами, креплением крепежом и т.п.) пневмоканала, покрытого защитным закрепленным, например, саморезами (винтами) с гидродинамическими шайбами, предотвращающими попадания воды и воздуха, натянутым гибким материалом со стороны днища пневмоканала. При этом возможен свободный доступ для накачки (подкачки) воздуха в баллоны (пневмобаллонов бортов) с регулировкой его давления через трубку с краном (или с помощью клапанов с закрывающими пробками) (не показаны), а наличие козырька в передней части между баллонами перед креплением жестко в верхней части расположенного горизонтально импеллера (движителя), позволяет закрывать от поднятия воды при скоростном движении, от снега, песка. Такая надувная скоростная лодка не имеет сзади (позади) в кормовой части винта с лопастями и мотором, как это имеется для моторных широко известных аналогов надувных лодок.
Такое выполнение устройства позволяет исключить килевой части, что отмечено в прототипе, устранив пустоты, которые оно образует под днищем для замкнутого контура днища из единого куска материала при склеивании друг с другом элементов и лодки в целом, тогда как создает в предложенном единую устойчивую форму закрытого прямоугольного пневмоканала с заданными надувными боковыми баллонами, и значительно улучшает гидродинамические характеристики и надежность лодки.
Таим образом, заявленное изобретение позволяет создать простую и надежную конструкцию днища корпуса универсального транспортного средства, пригодного для быстрого перемещения по воде, болотам, песку, снегу, льду и т.п., что не имеет аналогов среди известных транспортных средств аналогичного назначения, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Следует отметить, компактность, рациональное конструирование новой надувной универсальной скоростной лодки на сжатом пневмопотоке, может производиться промышленным способом в условиях промышленного производства с использованием существующего оборудования существующей технологии, серийных материалов и не требует сложных приспособлений.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Для проверки соответствия изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусмотренных существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
Указанные выше и другие преимущества, а также особенности настоящего изобретения будут понятны после рассмотрения следующего подробного описания, сопровождаемого чертежами на которых:
на фиг. 1 схематически изображена предлагаемая надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке, вид сверху; на фиг. 2 показана надувная скоростная лодка, вид снизу; на фиг. 3 - схематическое изображение надувной скоростной лодки, ид сбоку (без импеллера; на фиг. 4 - схематическое изображение надувной скоростной лодки, вид с кормы (вид сзади); на фиг. 5 - схематически показан фрагмент и место расположения тяги со щитком (руля) сзади на выходе из пневмоканала.
Заявленная надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке, содержит корпус закрытого прямоугольного пневмоканала 1, выполненного из пластика высокого давления и/или из легкого алюминиевого материала, внутренние плоскости верхних 2 и нижних 3 стенок которых выполнены продольными желобами с выступами 4 и 5, соответственно, которые направлены в сторону кормовой части лодки с пневмоканалом 1. При этом горизонтальный малый импеллер 6 закреплен в передней части жестко в корпусе 7, который выполнен также из прочного пластика, причем импеллер 6 через сопло 8 связан с закрытым пневмоканалом 1, и устройство имеет механизм управления в задней части (кормы) лодки в виде тяги 9, связанной с помощью применения конструкции ревер-редуктор (узел 10). Состоящий из горизонтальной рейки (не показано), выполненной поверху кормы (жесткого транца) в виде зубчатых выступов (аналогично рулю автомобиля), узел, который связан с тягой с поверхностным щитком руля 11, закрепленным в полости закрытого пневмоканала 1 (для защиты от ударов при открытии от препятствий при движении вперед).
Таким образом, пневмоканал 1, связанный через сопло 8 с малым импеллером 6 дает своим положением и формой выполнения полости, возможность для свободно и сжатого прохода воздушного потока воздуха для множества отдельно разделенных ручейков воздуха при движении внутри полости с большой скоростью, и выхода общим потоком воздуха сзади кормовой части лодки с рулем 11 в атмосферу. Такая связь выхода газовой струи при открытии щитка 11, обеспечивает и полное закрытие пневмоканала 1 относительно кормовой части (транца) при отключенном импеллере 6. Площадь щитка 1 (руля) выбрана таким образом, чтобы использовать при перемещение по воде, снегу, льду тяговую силу, лучшую маневренность лодки и ее устойчивости, в частности, как движение, так и на поворотах по заданному радиусу, в основном используя сжатый воздух (дополнительно можно использовать и воду при выходе воздуха), используя работающий импеллер 6 на сжатом воздухе, соответственно, меняя обороты двигателя в большую или меньшую строну, т.е. регулируя обороты импеллера 6, давление в пневмоканала будет также меняться. Кроме того, можно уменьшить мощность применяемого импеллера 6 до малых размеров, как и самого современного двигателя воздушного охлаждения, заданной мощностью, например, 50 л.с, достаточного малого и компактного для связи с импеллером 6. Топливо - автомобильный бензин, например АИ-92 в смеси с маслом 50:1.
В комплекс оборудования входит приборное оборудование, якорь, весла и т.п. Двигатель и импеллер закреплены на сварной моторами (не показано), размещенной в передней части лодки между баллонами 12. Винт импеллера может быть соединен через вал или редуктор рядом с двигателем компактно.
Надувная универсальная скоростная лодка содержит также прикрепленные надувные баллоны 12, образующий U-образный борт лодки. Баллон 12 может быть выполнен, например, из армированного ПВХ.
Устройство защиты днища пневмоканала 1 с бортами 12 надувных баллонов, содержит защитный тонкий натянутый и закрепленный слой 13 износостойкого материла известной марки, например, как это отмечено в прототипе, имеющего продолжение загибами на часть высоты боковых бортов 12 и носового загиба лодки в сторону передней части с корпусом импеллер бис козырьком, без образования кормовой части (транца), имеющего средства управления для руля 11.
Защитный слой 3 соединен путем приклеивания к поверхности баллонов 12 U-образной формы, в внахлест, и образует замкнутый контур, который в свою очередь соединяют резьбовым соединением, например, саморезами 14 (винтами) с уплотнительными шайбами, вкручиваемыми снаружи в пластиковое днище пневмоканала 1 и выше его. К защитному износостойкому материалу, укрепленному саморезами 14 (винтами) слоя 13, состоящего из сплошной подложки (покрытия), закреплены одним концом слой из состоящих отдельных стержней 15 и/или волокон, и другим концом выступают свободно.
Использования корпуса пластин верхней 2 и нижней 3 стенок для закрытого пневмоканала 1, и, как днища с креплением к нему износостойкого материала, упругие стержни 15 расположены часто (наподобие прямоугольной щетинистой щетки), они улучшают скольжение по воде, снегу, льду, по болоту, песку и т.п. и не примерзают при любых температурах. При этом пограничный слой воды при движении лодки с нижней поверхности сохраняет для прямоугольной формы днища в плане с закрепленными отдельными стержнями 15 и/или волокнами в смоченной зоне. Площадь смоченной поверхности днища при движении вперед на скорости, может меняться (уменьшаться), и определяется в целом расчетным путем, исходя из заданной скорости движения и, соответственно, динамической подъемной силы скоростной лодки в движении, возникающей в результате набегания потока на поверхность днища снизу под определенным углом атаки (ходовой дифферент). Проекция смоченной поверхности на днище лодки зависит от дифферента всего корпуса лодки при глиссировании. При опущенной передней части (носовой) в начале движения, смоченная поверхность может начинаться прямо спереди лодки с бортами из баллонов 12, наполненных воздухом, заполнение которых также связано с работой воздушного импеллера.
При этом чтобы внутри полости закрытого пневмоканала 1 создавать по длине и по ширине одинаковое давление воздуха выходящего из сопла 8 импеллера 6, внутри пневмоканала 1 в сторону кормовой части формируется, по меньшей мере, множество пар продольных желобов нижних 2 и верхних 3 поверхностях стенок с выступами 4 и 5, соответственно друг к другу в виде рифленого каждого из листов стенок 2 и 3 с выступами 4 и 5 (наподобие рифленого метала для покрытия крыш зданий), при этом внутри образуется полость пневмоканала 1 для прохода сжатого воздуха в замкнутой полости в зависимости от размера корпуса прямоугольного в плане пневмоканала 1.
Форма жесткого и легкого прямоугольного в плане днища и созданного пневмоканала 1 из пластика высокого давления и/или из алюминия с формованием их плоскостей верхней и нижней стенки 2 и 3 с выступами 4 и 5 в целом, создает пространство жесткости от прогибов по длине днища лотки с надувными баллонами 12.
Саморезы 14 (винты), через деформационные прокладки (уплотнительные шайбы) могут быть вкручены в слой жесткости корпуса пневмоканала 1, в зависимости от толщины его слоя. В современном виде саморезы распространены широко: в строительстве, в машиностроении и в других отраслях, и достаточно прочно укрепляют любую обшивку элементов прочно между собой.
При этом работа горизонтального малого импеллера 6 на сжатом певмопотоке предложенного изобретения отличается от работы надувной моторной лодки по прототипу тем, что известное устройство требует большой глубины воды, то для предложенного плоского в плане устройства с малым импеллером на пневмопотоке нужен только атмосферный воздух, который выходит затем в атмосферу сжатым, создает реактивную силу перемещения устройства по воде, снегу, льда, болоту, суше и т.п. (наподобие работы двигателя самолета с соплом), и двигаться высокой скоростью.
Надувная универсальная скоростная лодка снабжается двумя противотуманными фонарями для визуальной индентификации устройства при плохой видимости и тумане в движении.
Для ограждения человека от неблагоприятных явлений, как брызг воды и залив с носовой части транспортного средства между пространством носовых баллонов 12, создающим движение устройства вперед и на поворотах, закрывают защитным водобойным крылом с козырьком 16, как и переднюю часть импеллера 6 в нише.
При использовании горизонтально расположенного малого импеллера 6 (по отношению к плоскости корпуса лодки) для полной безопасности (лопасти импеллера изготовлены из прочного пластика определенной формы) его работы и защиты от попадания ненужных летающих птиц и других тел на воде и в воздухе, предусматривается установка сетчатого сверху защитного кожуха (не показан), а сам двигатель воздушного охлаждения малого размера также расположен в кожухе, что позволяет его защитить от повреждений.
В дополнение к выше отмеченному, упругие пластмассовые стержни и/или волокна расположены часто (наподобие щетины щетки), они способствуют при движении удерживать слой «капельного» потока при скоростном движении скоростной лодки, толщина которого определяется высотой применяемых стержней и/или волокна в системы профилированных обтекателей под днищем лодки, а это связано с захватом водяного потока с пузырьками воздуха в движении лодки, и необходимости под ним пузырьковых явлений, приводимое скоростной лодкой с глиссированием устройства вперед на сжатом пневмопотоке путем имеющегося малого импеллера 6, сопло 8 которого связно с прямоугольным закрытым пневмоканалом 1 в сторону кормовой части (транцевой плиты), при этом торец кормовой части лодки может быть выполнен, прикрепленной горизонтально вращающейся полки с козырьком 17 и с шарниром и механизмом подъема 18 (например, в виде гидроцилиндра или гибкого тросика) для пространства между концами сзади баллонов 12, выполненных, например, из армированного ПВХ.
Таким образом, надувная универсальная скоростная лодка в целом, дает возможность снижения потребляемой мощности малого импеллера и от малого объемного двигателя с воздушным охлаждением (например, двухтактного), разработанных уже зарубежными фирмами разной мощностью от 50 л.с. и больше.
Данная совокупность предлагаемого технического решения для надувной универсальной скоростной лодки обладает хорошей устойчивостью в целом низкой посадки, - ей придано горизонтальное устойчивое положение при высоких скоростях скоростной лодки. Кроме того, совокупность этих приемов изменения движения надувной скоростной лодки с баллонами боковыми, позволяет газовоздушную трубку с регулируемым краном (не показаны), выведенными сверху для возможности подсоединения трубки с помощью гибкого шланга к штуцеру трубки (не показаны) надувных баллонов 12 (боковых) (подобие автомобильных камер), воздух, который поступает от работы самого импеллера 6, работающего на пневмопотоке, т.е. вместе с системой подачи воздуха.
Такая скоростная лодка U-образной формы в работе может иметь сзади жесткую для соединения монолитную деталь для сцепки к лодке в движении и при необходимости фиксации сцепки с кранцевой защитой лодки, и человек управляющий лодкой, может тем самым большей степени управлять в движении для сцепления надувных лодок с аналогичными (альтернативными) надувными лотками для формирования лодочного поезда по воде, снегу, льду и т.п. по сравнению с прототипом.
Следует отметить, что поверхность дна сверху (внутри лодки) пневмоканала, выполняют защитным непромокаемым легким материалом, например, листами экспудудированного пенополистирона или пенопласта для нахождения в ней, и отсутствия намокания, например, обуви человека.
Процесс использования надувной универсальной скоростной лодки с малым импеллером на сжатом пневмопотоке осуществляется следующим образом.
Для подготовки лодки к эксплуатации ее доставляют к месту спуска на воду в которой закреплены боковые борта 12 в виде баллонов, а нижняя часть днища пневмоканала 1, выполненная из пластика высокой прочности, дополнительно покрыта защитным тонким слоем 13 из износостойкого материала, выполненным из состоящих отдельных стержней 15 и/или волокон. В результате чего днище, выполненное определенной формы, образует взаимодействие микроударов на отдельные стержни 15 и/или волокон, гасится их эластичность - они отклоняются в движении лодки, и образуют прослойку пузырькового явления с границей опорной поверхности воды. Для разной скорости движения изгиб их будет различным, вплоть до первоначального положения при остановке лотки. В результате чего вязкоупругие свойства обеспечивают лодке на сжатом пневмопотоке высокую дополнительную скорость в движении, как и по волнам, по сравнению с прототипом.
При движении лотки с нагнетательным устройством в виде малого импеллера 6 со стороны передней части (носовой), закрепленного между боковыми баллонами 12 в специальном жестком горизонтальном положении корпуса, оснащенная механизмом управления (не показан) со стороны кормовой части, человек, находящийся в лодке при включенном движителе в виде импеллера 6 со стороны передней части лодки, посредством двигателя (не показан) возникает вращение лопастей импеллера 6, и давление сжатого воздуха направляется через сопло 8 в прямоугольный закрытый пневмоканал 1, выходящее сзади корпус лодки при открытии щитка 11. За счет того, что внутренняя полость выполнена из профилированного материала, например, пластика высокого давления и/или из легкого алюминия с продольными образованными желобами между верхней 2. и нижней 3 плоскостями стенок с выступами 4 и 5, соответственно навстречу друг к другу (наподобие рифленых листов для покрытия крыш зданий), пневмоканал обладает значительными усилиями на разрыв, повышается жесткость самого пневмоканала, которое надежно дает проход сжатому воздуху в сторону комовой части лодки, и лишен разрушения от ударных нагрузок. При этом внутри полости пневмоканала 1 образуется множество пар продольных желобов 2 и 3 с выступами 4 и 5 стенок.
Наличие такой формы выполнения полости пневмоканала 1 из тонкого твердого материала с жесткой системы формы выполнения из рифления самих продольных стенок лодки, что положительно сказывается при выходе воздуха в атмосферу для повышения скоростной общей струи воздуха на глиссирование. Днище в виде закрытого пневмоканала 1 становится устойчивой формы, совмещенной с функцией и пола внутри лодки для человека. Наличие определенной формы в полости в пневмоканале 1 обеспечивает также равномерность внутри его и давление при движении воздуха прямолинейно сторону кормовой части. Предлагаемая надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке обеспечивает устойчивое движение на высокой скорости, как в условиях тихой воды, так и на волнении в целом.
При необходимости поддува в надувные бортовые баллоны 12 на месте при включенном импеллере 6 на малых оборотах, подключается воздух в полость бортовых баллонов 12, наполняя их до расчетного давления. В результате чего производится перемещение надувной скоростной лодки на сжатом пневмопотоке, а руль 11 в кормовой части между U-образными боковыми баллонами сзади пневмоканала 1, позволяет движение лодки на пневмопотоке в любом заданном направлении и под различным углом поворота. При открытии крана на газовоздушной трубке (не показано) с соплом 8 импеллера 6 и через гибкий шланг (не показан) с помощью соединения со штуцерами (не показаны) в эластичные боковые баллоны 12 (наподобие автомобильных камер со штуцерами) наполняется воздухом и приводится надувная универсальная скоростная лодка в рабочее положение.
Сетчатый экран (сетка) перед импеллером 6 предотвращает попадание посторонних предметов, птиц и т.п. с поступающим атмосферным воздухом, т.е. расположенный горизонтально импеллер закрыт сверху. Кроме того, у предложенной конструкции лодки отпадает необходимость иметь отдельно компрессор для накачивания боковых баллонов, как при подготовке, так и в движении лодки, упрощает эксплуатацию, исключает аварийные ситуации, тогда как в прототипе этот положительный эффект отсутствует.
Предложенное выполнении корпуса прямоугольного днища лодки в виде закрытого пневмоканала по всей длине и формы его выполнения верхней и нижней продольных стенок с желобами и с выступами, а также поддув боковых баллонов из эластичной газодержащей ткани высокого давления, например, из армированного ПВХ, в целом делает конструкцию лодки в эксплуатации надежной. А натянутый и закрепленный защитный слой днища пневмоканала лодки с креплением из пластика стержней, дополнительно обеспечивает высокую скорость движения лодки малого класса с малыми транспортировочными габаритами и малым весом «классических» надувных лодок, удобной для размещения и грузов и передвижения людей, что повысило комфортность пользования лодкой; значительно облегчить и ускорить процесс приведения лодки в рабочее состояние; повысить плавучесть и «живучесть» лодки за счет создания конструктивных элементов стационарными и надувными, и размещения их на лодке.
Таким образом, заявляемее жесткое днище в виде закрытого прямоугольного пневмоканала и по форме своего выполнения в целом из легкого материала позволяет создать универсальную скоростную лодку с малым импеллером на сжатом пневмопотоке способное передвигаться с высокой скоростью в различных средах, таких как вода, снег, лед, болото, мелководье, песок и т.п.
1. Надувная универсальная скоростная лодка с малым импеллером на сжатом пневмопотоке, характеризующаяся тем, что содержит дно с покрытием гибким материалом, надувной баллон, образующий борт, кормовую часть дна, отличающаяся тем, что надувная скоростная лодка выполнена на пневмопотоке, а в качестве движителя используют горизонтальный импеллер малой мощности, в передней части корпуса, в виде нагнетательного устройства в режиме компрессора для создания воздушной тяги от импеллера в сторону закрытого пневмоканала с прямоугольным днищем, расположенным между защитным слоем с выступающим концом отдельными упругими стержнями и/или волокнами, изготовленных из упругих полиэтиленовых материалов в виде плоской со щетиной щетки относительно дна лодки и формы корпуса ее, скрепленного жестко натянутого с внешней стороны защитным слоем, имеющим средства крепления к дну пневмоканала, при этом прямоугольный закрытый пневмоканал выполняют из пластика высокого давления и/или из легкого алюминиевого материала, внутренние продольные плоскости верхней и нижней пластин которых выполняют рифлением в виде продольных желобов, размещенных относительно друг к другу, как и самих выступов по длине продольного пневмоканала, соединенного с соплом принудительной подачи воздуха от нагнетательного устройства в виде горизонтального малого импеллера, и перед выходом воздушного оттока в кормовую часть имеет внутри щиток с возможностью его поворота за счет оборудования его оси механизмом управления водителем.
2. Надувная универсальная скоростная лодка по п. 1, отличающаяся тем, что надувная универсальная скоростная лодка имеет размеры корпуса, закрытого прямоугольного пневмоканала в виде горизонтальной жесткой доски в сторону соединения связями с боковыми надувными баллонами, образующими борт лодки, имеют U-образную форму и выполнены, например, из армированного ПВХ.
3. Надувная универсальная скоростная лодка по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе в передней части размещены два противотуманных фонаря для визуальной идентификации лодки при плохой видимости и тумане для работы в различных условиях.
4. Надувная универсальная скоростная лодка по п. 1, отличающаяся тем, что наружная поверхность дна внутри лодки сверху пневмоканала выполнена по его форме защитным непромокаемым легким материалом, например, листами экструдированного пенополистирона или пенопласта.
5. Надувная универсальная скоростная лодка по п. 1, отличающаяся тем, что передняя часть крепежного мягкого U-образной формы с надувными баллонами выполнена в виде водобойного крыла с козырьком сверху.
6. Надувная универсальная скоростная лодка по п. 1, отличающаяся тем, что горизонтальный малый импеллер сверху защищен пластмассовой решеткой для препятствия попадания внутрь его инородных тел и обеспечения безопасности людей, находящихся в лодке.
7. Надувная универсальная скоростная лодка по п. 1, отличающаяся тем, что задняя кормовая часть лодки каркаса выше интерцептора снабжена серьгой и служит для сцепки с другими надувными лодками для буксировки легкого лодочного поезда, а также для зачаливания троса для швартовки лодки на месте стоянки, например, на воде.
