Аппарат на воздушной подушке

Изобретение относится к транспорту и касается создания аппаратов на воздушной подушке с системами демпфирования колебаний по высоте и автоматического управления угловыми колебаниями. Аппарат на воздушной подушке имеет корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, и гибким ограждением, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, с одним или более нагнетателем, пневматически связанным с соответствующей изолированной полостью, по меньшей мере, один канал, соединяющий камеру воздушной подушки с атмосферой, систему управления, содержащую, по меньшей мере, датчик вертикальной перегрузки, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанного датчика вертикальной перегрузки сигнал на привод открытия соответствующего клапана. Воздуховод расположен вдоль периметра корпуса аппарата на воздушной подушке. Изолированные полости пневматически связаны с гибким ограждением, состоящим из конусных элементов, выполненных сплющенными и соприкасающихся друг с другом плоскими боковыми поверхностями. Каждый конусный элемент оснащен расположенными внутри своей полости двумя перфорированными диафрагмами, выполненными смыкающимися друг с другом выше нижних кромок конусного элемента. Одна из этих диафрагм простирается от нижней наружной кромки конусного элемента, а другая - от нижней внутренней кромки конусного элемента. Технический результат реализации изобретения заключается в обеспечении автоматического управления угловыми колебаниями и демпфирования вертикальных колебаний аппарата на воздушной подушке, обеспечивающего уменьшение амплитуд угловых перемещений и вертикальных перегрузок аппарата на воздушной подушке, обусловленных воздействием взволнованной водной поверхности или воздействием неровностей грунтовой поверхности. 11 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам на воздушной подушке, оснащенным системой стабилизации, в частности системой демпфирования колебаниями по высоте, а также системой автоматического управления по углам тангажа и крена для снижения возмущающих воздействий на аппарат на воздушной подушке при его движении по неровной опорной поверхности и тем самым обеспечения движения аппарата на воздушной подушке по такой поверхности с пониженными уровнями угловых и вертикальных отклонений и перегрузок.

Из уровня техники известны аппараты на воздушной подушке (далее - АВП), оснащенные системой стабилизации. Так, в патенте США №5454440, МПК B 60 V 1/12, НПК 180/118, дата публикации 03.10.1995, принятом за наиболее близкий аналог, представлен АВП, содержащий корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, с одним или более нагнетателями, пневматически связанными с соответствующей изолированной полостью, по меньшей мере, один канал, соединяющий камеру воздушной подушки с атмосферой, и оснащенный управляемым клапаном, систему управления, содержащую, по меньшей мере, датчик вертикальной перегрузки, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанного датчика вертикальной перегрузки сигнал на привод открытия соответствующего клапана. Недостатком данного АВП является необходимость принятия дополнительных мер для обеспечения восстанавливающего момента при изменении угла тангажа (или дифферента) и крена.

Решаемой изобретением задачей является снижение действующих на АВП перегрузок при движении по взволнованной водной и неровной грунтовой поверхностям.

Технический результат заключается также в обеспечении автоматического управления угловыми колебаниями и демпфирования вертикальных колебаний АВП, обеспечивающего уменьшение амплитуд угловых перемещений и вертикальных перегрузок АВП, обусловленных возмущающим воздействием взволнованной водной и неровностей грунтовой поверхностей.

Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков.

АВП, как и в наиболее близком аналоге, представленном в патенте США №5454440, содержит корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, с одним или более нагнетателями, пневматически связанными с соответствующей изолированной полостью, по меньшей мере, один канал, соединяющий камеру воздушной подушки с атмосферой, и оснащенный управляемым клапаном, систему управления, содержащую, по меньшей мере, датчик вертикальной перегрузки, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанного датчика вертикальной перегрузки сигнал на привод открытия соответствующего клапана, но в отличие от наиболее близкого аналога воздуховод расположен вдоль периметра корпуса АВП, изолированные полости пневматически связаны с гибким ограждением, состоящим из конусных элементов, соприкасающихся друг с другом боковыми поверхностями, каждый конусный элемент оснащен расположенными внутри своей полости двумя перфорированными диафрагмами, выполненными смыкающимися друг с другом выше нижних кромок конусного элемента, при этом одна диафрагма простирается от нижней наружной кромки конусного элемента, а другая - от нижней внутренней кромки конусного элемента.

АВП характеризуется тем, что система управления дополнительно содержит управляемые заслонки, расположенные в соответствующей изолированной полости, датчики давления, а также датчики углов, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа и крена, при этом указанные датчики связаны с вычислителем, вырабатывающим по сигналам от указанных датчиков сигнал на отклонение соответствующей заслонки.

АВП характеризуется тем, что за воздушным движителем установлены аэродинамические вертикальные и/или горизонтальные рули, оснащенные приводами их отклонения, которые кинематически связаны с системой управления аппаратом на воздушной подушке.

Кроме того, АВП характеризуется тем, что, по меньшей мере, один воздушный движитель выполнен в виде воздушного винта с изменяемым шагом.

Кроме того, АВП характеризуется тем, что, по меньшей мере, один из воздушных движителей выполнен в виде винта в кольце.

АВП характеризуется тем, что он оснащен двумя нагнетателями, выполненными в виде осевых вентиляторов, входной патрубок которых направлен в сторону носа аппарата на воздушной подушке.

АВП характеризуется тем, что двигатель соединен посредством трансмиссии, по меньшей мере, с одним воздушным движителем для создания тяги и с одним или более нагнетателями для создания воздушной подушки, при этом трансмиссия передачи крутящего момента на валы каждого из воздушных движителей и каждого из нагнетателей содержит ременную передачу.

АВП характеризуется тем, что он оснащен двумя воздушными движителями, а с вычислителем связаны приводы механизма отклонения аэродинамических горизонтальных рулей, обеспечивающие по управляющему сигналу с вычислителя отклонение аэродинамических горизонтальных рулей в разных направлениях для создания момента по крену, а при отклонении горизонтальных рулей в одном направлении для создания момента по тангажу.

АВП характеризуется тем, что размещенный вдоль периметра корпуса воздуховод ограждения разделен на две полости мембранами, расположенными в диаметральной плоскости.

При этом стенки воздуховода ограждения выполнены в виде жесткого короба.

АВП характеризуется тем, что внешняя стенка воздуховода ограждения выполнена из гибкого материала, закрепленного в верхней части по периметру корпуса, а в нижней части - посредством разъемного соединения с конусными элементами.

При этом выполненная из гибкого материала стенка воздуховода между местом крепления внешней стенки и разъемными элементами соединения с конусными элементами соединена вдоль периметра корпуса с бортами корпуса посредством перфорированной мембраны.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен АВП при виде в плане.

На фиг.2 показан АВП в разрезе 1-1 на фиг.1.

На фиг.3 показан АВП в разрез 2-2 на фиг.1.

На фиг.4 приведен узел А на фиг.3.

На фиг.5 показан вид Б на фиг.4.

На фиг.6 показан вид В на фиг.4.

На фиг.7 показан вид Г и Д на фиг.4.

На фиг.8 дан вид Е на фиг.4.

На фиг.9 дан вид Ж на фиг.4.

На фиг.10 показан разрез 3-3 на фиг.1 при выполнении воздуховода с жестким корпусом.

На фиг.11 дан разрез 4-4 на фиг.1.

На фиг.12 показан вид И на фиг.11.

На фиг.13 показан вид К на фиг.11.

На фиг.14 показан гидропривод открытия клапанов.

На фиг.15 показан узел А на фиг.3 при оснащении АВП системой автоматического управления угловыми колебаниями.

На фиг.16 дан разрез 5-5 на фиг.15.

На фиг.17 приведена схема расположение датчиков системы управления АВП.

На фиг.18 дана блок-схема системы демпфирования АВП по высоте и системы автоматического управления АВП по углам тангажа и крена.

Раскрытие изобретения.

Аппарат на воздушной подушке (АВП) содержит, как показано на фиг.1, 2 и 3, корпус 1, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель 2 и трансмиссию, обеспечивающую кинематическую связь выходного вала 3 двигателя 2, по меньшей мере, с одним воздушным движителем для создания тяги АВП и, по меньшей мере, с одним нагнетателем для создания воздушной подушки. Трансмиссия содержит редукторы, выполненные, например, в виде ременных передач 4 и 5 между выходным валом 3 двигателя 2 и соответственно осями воздушных движителей и осями нагнетателей. Воздушный движитель для создания тяги может выполняться в виде воздушного винта 6, в том числе в кольце 7 (с образованием винто-кольцевого движителя - ВКД), вентилятора и т.п. Нагнетатели могут выполняться в виде центробежных (радиальных), диаметральных и осевых вентиляторов.

В предпочтительном варианте выполнения АВП имеются два воздушных движителя, выполненных в виде ВКД, нагнетатели выполнены в виде двух осевых вентиляторов 8 с входными патрубками 9, обращенными в сторону носа АВП, например, при расположении оси вращения вентиляторов 8 в плоскости, параллельной оси симметрии АВП. Винты 6 выполнены с лопастями изменяемого шага (ВИШ), за кольцами 7 ВКД установлены горизонтальные 10 и вертикальные 11 аэродинамические рули для балансировки АВП по тангажу (дифференту), крену и управления по курсу. Рули 10 оснащены приводом 12 их отклонения (фиг.16 17), выполненным, например, в виде гидроцилиндров или электромеханизмов, сблокированных с тягами ручного управления от штурвала (на фиг. не показано). Рули 11 посредством тяг могут отклоняться с поста управления педалями либо штурвалом (на фиг. не показано). По периметру корпуса 1 АВП прикреплено ограждение воздушной подушки, выполненное в виде воздуховодов 13 и соединенного с ними гибкого ограждения, выполненного в виде конусных элементов 14. Конусные элементы 14 выполнены сплющенными и соприкасающимися друг с другом плоскими боковыми поверхностями. При этом образованное воздуховодами 13 ограждение разделено мембранами 15 (фиг.1), по меньшей мере, на две изолированные друг от друга полости 16, каждая из которых соединена с соответствующим нагнетателем, например с осевым вентилятором 8.

Воздуховоды 13 выполнены, как правило, с внешней стенкой из гибкого материала (фиг.4), закрепленной в верхней части по периметру корпуса 1, а в нижней части - с конусными элементами 14 гибкого ограждения посредством разъемного соединения, выполненного, например, в виде шнуровки (на фиг. не обозначено). Внутри воздуховода 13 из гибкого материала размещены мембраны 17 и 18 с перфорацией соответственно 19 и 20 (фиг.4, 5, 6). Мембраны 17 закреплены по контуру соединения ограждения с бортом 21 корпуса 1 и по контуру соединения ограждения с конусными элементами 14. Мембраны 18 закреплены по контуру соединения ограждения с днищем 22 корпуса 1 и по контуру соединения ограждения с конусными элементами 14.

Каждый из конусных элементов 14 гибкого ограждения АВП (фиг.4...10) имеет площадь горизонтального сечения со стороны корпуса 1 больше площади горизонтального сечения со стороны опорной поверхности, а со стороны нижнего основания оснащен двумя диафрагмами 23 с перфорацией 24 и 25 в верхней и нижней частях диафрагм 23 (фиг.7).

Диафрагмы 23 выполнены смыкающимися друг с другом под углом 100...120° (фиг.4) выше нижних кромок конусного элемента 14. К месту стыка диафрагм 23 крепится гибкий фартук 26 (фиг.4, 8), длина которого практически совпадает с высотой треугольника, образованного диафрагмами 23 и нижними боковыми кромками конусного элемента 14 (фиг.4, 10). Диафрагмы 23 делят полость конусного элемента 14 на верхнюю и нижнюю части, величина давления внутри которых во время движения на расчетных режимах разная. Для поддержания достаточной гибкости конусного элемента 14 и поддержания его формы при прохождении препятствий и сохранения формы под действием скоростного напора даже при падении избыточного давления в воздушной подушке до нуля, возможного при колебаниях АВП по высоте и тангажу в процессе движения по неровной поверхности, соотношение площади перфорации 20 в мембране 18 к площади перфорации 24 и 25 в диафрагмах 23 должно составлять 0,8...1,0.

Воздуховоды 13 могут выполняться также в виде жесткого короба (фиг.10), к нижней части которого крепятся конусные элементы 14, отделенные от воздуховода 13 мембраной 18 с перфорацией 20. Конусные элементы 14 выполнены аналогично описанному выше и показанному на фиг.6...9 с сохранением соотношения площади перфорации 20 в мембране 18 к площади перфорации 24 и 25 в диафрагмах 23 равным 0,8...1,0.

Для снижения вертикальных перегрузок АВП, возникающих при колебаниях АВП по высоте во время движения по взволнованной водной или неровной грунтовой поверхности, АВП оснащен системой управляемого демпфирования колебаний по высоте (фиг.11...14), в состав которой входят канал 27 в корпусе 1 АВП, перекрываемый клапаном 28, а также датчик 29 перегрузки, установленный в районе центра масс АВП. Привод клапана 28 может выполняться механическим, электрическим, гидравлическим и т.п., действующим по сигналу от датчика 29 перегрузки. В предпочтительном варианте выполнения привод клапана 28 выполнен гидравлическим (фиг.14) и содержит гидроцилиндр 30, шток которого кинематически связан с клапаном 28, выполненным, например, в виде жалюзи (фиг.12, 13), гидронасос 31, размещенный, например, в баке с рабочей (гидравлической) жидкостью (на фиг.14 не обозначен), и золотник 32, управляемый по сигналу с датчика 29 перегрузки. При этом сигнал с датчика 29 перегрузки может направляться непосредственно на привод клапана 28 (на фиг. не показано) либо в вычислитель 33, связанный с приводом клапана 28, например, золотником 32, обеспечивающим подачу рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра 30 (фиг.14).

Для снижения возмущающего воздействия на АВП через ШВП при его движении по неровной поверхности и соответственно уменьшения амплитуд и перегрузок при вынужденных колебаниях по тангажу и крену АВП может оснащаться системой автоматического управления угловыми колебаниями по углу тангажа (далее - САУ). САУ содержит аэродинамически сбалансированные управляемые заслонки 34 и 35, установленные, например, в месте примыкания воздуховода (на фиг. не обозначен), соединяющего нагнетатель с соответствующими полостями 16 воздуховода 13, например, расположенными вдоль соответственно левого и правого бортов. Заслонки 34 и 35 выполнены поворотными соответственно вокруг оси 36 и 37 посредством привода 38 и 39 (фиг.14, 15), соединенного с постом управления (на фиг. не показан) и/или с вычислителем 33 (фиг.16, 17). В воздуховоде 13, расположенном вдоль левого (правого) борта, установлены заслонки 34 (35), поворачиваемые вокруг оси 36 (37) приводом 38 (39) (фиг.16). В носовой и/или кормовой части корпуса 1 АВП установлены датчики 40 углов тангажа, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа, на борту в районе центра масс АВП - датчики 41 углов крена, угловой скорости и/или углового ускорения крена (фиг.16). Кроме того, в полости конусных элементов 14 (фиг.10, 14) могут устанавливаться датчики 42, 43, 44 и 45, 46, 47 давления соответственно в носовой, кормовой и бортовой частях по левому и правому бортам корпуса 1. Сигналы с датчиков 40...47 поступают в вычислитель 33 (фиг.17). Вычислитель 33 соединен связью 48 с приводом 38 заслонки 34 левого борта, связью 49 - с приводом 39 заслонки 35 правого борта, связями 50 и 51 - с приводами 12 отклонения горизонтальных аэродинамических рулей 10, расположенных в струе за воздушным движителем на левом и правом бортах (фиг.16, 17). Кроме того, при совмещении системы демпфирования колебаний АВП по высоте с САУ сигнал от датчика 29 вертикальной перегрузки поступает в вычислитель 33, который соединен связью 52 с приводом клапана 28.

АВП, оснащенный системой демпфирования колебаний по высоте, функционирует следующим образом.

Крутящий момент от вала 3 двигателя 2 посредством трансмиссии, выполненной, например, с редукторами с ременными передачами 4 и 5, передается на воздушные движители и нагнетатели, например, на оси воздушных винтов 6 и оси осевых вентиляторов 8. Вентиляторами 8 воздух нагнетается в полости 16 воздуховодов 13 ограждения, изолированные друг от друга мембранами 15. Из полости 16 воздуховодов 13 ограждения воздух через перфорацию (отверстия) 20 в мембранах 18 и перфорацию (отверстия) 24 и 25 в диафрагмах 23 выходит в полости воздушной подушки под конусными элементами 14, ограниченные диафрагмами 23 и опорной поверхностью, создавая в этих полостях избыточное давление. Далее воздух через зазор между нижними наружными кромками конусных элементов 14 вытекает наружу, а под нижними внутренними кромками попадает под днище 22 (фиг.9) корпуса 1, создавая там практически равномерно распределенное избыточное давление.

При касании поверхности или наезде на препятствие в воздуховоде 13 ограждения, разделенном мембранами 15 на полости 16 и соединенном с конусными элементами 14, у накрененного борта в результате уменьшения зазора между элементами ограждения и опорной поверхностью давление повышается, а давление у противоположного борта в связи с увеличением этого зазора понижается. Мембраны 15 предотвращают перетекание воздуха из одной полости 16 в другую и, следовательно, не допускают выравнивания давления в полостях 16. При этом возникает восстанавливающий момент сил, который обеспечивает поперечную статическую устойчивость.

При увеличении (уменьшении) угла тангажа внутри касающихся опорной поверхности кормовых конусных элементов 14 и в их полостях под диафрагмами 23 давление повышается (понижается) вплоть до уровня давления в воздуховоде 13, а давление в носовых конусных элементах 14 в связи с увеличением зазора между ними и опорной поверхностью падает. Этим обеспечивается продольная статическая устойчивость.

При выполнении внешней стенки воздуховода 13 из гибкого материала, закрепляемого по периметру корпуса 1 на боковых стенках 21 и соединенного с конусными элементами 14, наличие перфорированной диафрагмы 17, соединяющей места крепления внешней гибкой стенки (на фиг. не обозначена) воздуховода 13 с бортом 21 корпуса 1 и конусными элементами 14, обеспечивает создание заданной формы гибкого ограждения и предотвращает развитие автоколебаний АВП и вибрации гибкого ограждения. При соотношении площади перфорации 24 и 25 в диафрагмах 23 к площади перфорации 20 в мембране 18 равном 0,8...1,0 перепад давления в полостях 16 воздуховода 13 и в конусных элементах 14 на расчетных режимах движения АВП составляет от 1,1 до 1,2, что достаточно для обеспечения требуемой поперечной и продольной устойчивости.

Тяга для движения АВП создается, по меньшей мере, одним воздушным движителем, например воздушным винтом 6. Использование двух винтов 6 с изменяемым шагом при установке на АВП может создавать управляющий момент сил по курсу (рысканию). Установленные за винтами 6 в кольцах 7 горизонтальные 10 и вертикальные 11 аэродинамические рули обеспечивают при их отклонении создание управляющего момента для балансировки АВП по тангажу при изменении положения центра давления относительно центра масс АВП и управление АВП по курсу.

Гибкое ограждение, выполненное в виде конусных элементов 14, соединенных с полостями 16 воздуховодов 13, при подаче в него воздуха, проходящего через перфорацию 20 мембраны 18, наполняется воздухом. Выходящий через отверстия 24 и 25 воздух вытекает наружу через зазор между нижними внешними кромками конусных элементов 14 и опорной поверхностью, создавая избыточное давление под конусными элементами 14 и в полости воздушной подушки под днищем 22 корпуса 1. При крене АВП воздух из отверстий 24, 25 частично попадает через зазор под нижней внутренней кромкой конусного элемента 14 и опорной поверхностью в полость воздушной подушки. При движении в случае наезда на препятствие гибкий фартук 26 перекрывает отверстия 24 и 25, (фиг.9), чем предохраняет их от повреждения.

Наличие отверстий 25 в нижней части диафрагмы 23 обеспечивает сток воды, а также механической взвеси, захватываемой вентиляторами 8 во время старта и движения. При выполнение конусных элементов 14 легкосъемными обеспечивается удобство быстрой замены поврежденных элементов, а также очистка от грязи и мусора полостей между боковыми стенками конусных элементов 14 и диафрагмами 23.

Система демпфирования колебаний АВП по высоте работает следующим образом.

При движении АВП по взволнованной водной поверхности или по неровной твердой поверхности, а также при резком изменении микрорельефа, например при наезде на высокое препятствие или на яму, могут возникнуть удары и вертикальные колебания АВП, сопровождающиеся значительными по величине вертикальными перегрузками. При этом сигнал от датчика 29 перегрузки подается на управляющий механизм гидроцилиндра 30, выполненный, например, в виде золотника 32. По сигналу непосредственно с датчика 29 перегрузки или от вычислителя 33 по связи 52 золотник 32 перемещается и обеспечивает подачу гидравлической жидкости от гидронасоса 31, установленного, например, на двигателе 2 АВП, в соответствующую полость гидроцилиндра 30 (Фиг.14). Благодаря кинематической связи штока гидроцилиндра 30 с клапаном 28 клапан 28 открывается, и воздух из-под днища АВП выходит в атмосферу. В результате уменьшается сила давления, действующая на днище АВП, что приводит к уменьшению подъемной силы и снижает вертикальную перегрузку.

Система автоматического управления угловыми колебаниями АВП работает следующим образом.

При изменении угла тангажа в изолированном продольном возмущенном движении, например при приближении носовой части корпуса 1 к неровности опорной поверхности, в конусных элементах 14, расположенных в носовой части, давление повышается, а в конусных элементах 14, расположенных в кормовой части АВП, давление уменьшается. Установленные в полости конусных элементов 14 датчики давления 42, 45 и 43, 46 фиксируют давление и направляют сигнал в вычислитель 33. Вычислитель 33 сравнивает величину сигналов с датчиков давления 42, 45 и 43, 46 и выдает управляющий сигнал по связи 48 и 49 соответственно на приводы 38, 39, посредством которых заслонки 34, 35 поворачиваются вокруг осей 36, 37 на соответствующий угол, например, пропорциональный величине рассогласования сигналов датчиков 42, 45 и 43, 46 в сторону, обеспечивающую увеличение подачи воздуха в кормовую часть с одновременным уменьшением поддачи воздуха в носовую часть. В результате давление в конусных элементах 14, расположенных в кормовой части корпуса 1, повышается, а в носовой - уменьшается. Это снижает возмущающее воздействие неровности по моменту тангажа от воздушной подушки и тем самым способствует уменьшению угловых колебаний АВП при движении по неровной опорной поверхности. В случае, если изменение давления в конусных элементах 14 приводит к достижению определенной (пороговой) величины угла, угловой скорости и/или ускорения, сигнал с датчиков углов, угловой скорости и/или углового ускорения 40 подается в вычислитель 33, который формирует управляющий сигнал на привод 12, отклоняющий горизонтальные аэродинамические рули 10 в сторону, обеспечивающую создание продольного момента, уменьшающего угловую скорость АВП. В результате уменьшается амплитуда угловых колебаний и снижаются перегрузки от возмущающего воздействия на АВП неровностей пути.

При изменении угла крена в изолированном боковом возмущенном движении, например при наезде АВП на неровность левым бортом, конусные элементы 14, соединенные с расположенной вдоль левого борта изолированной полостью 16 воздуховода 13, разделенного мембранами 15, например, на четыре изолированные полости (на фиг. не показано), приближаются к опорной поверхности, давление в них повышается, а в конусных элементах 14, соединенных с расположенной вдоль правого борта изолированной полостью 16 воздуховода 13, давление уменьшается, что фиксируется датчиками давления 44 и 47, установленными в полости конусных элементов 14 с левого и с правого борта корпуса 1. Подаваемый с датчиков 44, 47, а также с датчика 41 углов, угловой скорости и/или углового ускорения крена сигнал направляется в вычислитель 33. Вычислитель сравнивает величину сигналов с датчиков давления 44, 47 и датчика 41 угловых скоростей и/или ускорения крена и по связи 50, 51 выдает управляющий сигнал на привод 12, отклоняющий горизонтальные аэродинамические рули 10 в противоположные стороны, обеспечивающие парирование момента от воздушной подушки в результате наезда на неровность. Тем самым уменьшается угловое отклонение АВП от воздействия неровностей и создание восстанавливающего момента.

При возмущенном пространственном движении АВП по неровной поверхности сигналы с датчиков 29 перегрузки, датчиков 42...47 давления и датчиков 40, 41 углов, угловых скоростей и/или ускорений поступают в вычислитель 33, который определяет величины рассогласования показаний датчиков давления 42...47, а также величину превышения пороговых величин углов, и/или угловых скоростей, и/или ускорений, и по связи 52 выдает управляющий сигнал на открытие клапана 28, по связям 48, 49 выдает управляющие сигналы на приводы 38, 39 отклонения заслонок 34, 35, а по связям 50, 51 - на приводы 12 отклонения аэродинамических горизонтальных рулей 10. При этом уменьшаются возмущающие моменты от воздушной подушки при наезде АВП на неровности, что и уменьшает амплитуду угловых колебаний и вертикальные перегрузки, возникающие от возмущающего воздействия на АВП неровностей пути.

Для управления по тангажу, что необходимо делать для снижения сопротивления движению на горбе сопротивления, с поста управления посредством жесткой или тросовой проводки (на фиг. не показано) либо посредством приводов 38, 39 отклоняются заслонки 34, 35, обеспечивая увеличение подачи воздуха в носовую или кормовую части воздуховодов 13. При этом центр давления воздушной подушки смещается вперед (назад), что создает кабрирующий (пикирующий) момент относительно центра масс АВП, и создается оптимальная центровка из условия минимизации сопротивления движению как на горбе сопротивления, так и при движении на крейсерской скорости. Для управления по крену заслонки 34 и 35 следует отклонять на разные углы, создавая управляющий момент сил по крену.

Представленное описание достаточно для разработки конструкции АВП и реализации изобретения на специализированных предприятиях.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ К ЧЕРТЕЖАМ ИЗОБРЕТЕНИЯ “АППАРАТ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ”

1 - корпус;

2 - двигатель;

3 - выходной вал двигателя 2;

4 - ременная передача между выходным валом 3 двигателя 2 и воздушными движителями;

5 - ременная передача между выходным валом 3 двигателя 2 и нагнетателями;

6 - воздушные винты;

7 - кольца воздушных винтов (ВКД);

8 - осевой вентилятор;

9 - входной патрубок осевого вентилятора 8, обращенный в сторону носа АВП;

10 - горизонтальные аэродинамические рули;

11 - вертикальные аэродинамические рули;

12 - привод горизонтальных аэродинамических рулей;

13 - воздуховод, расположенный вдоль периметра корпуса 1;

14 - конусные элементы ограждения;

15 - мембраны, делящие баллонное ограждение;

16 - полости баллонного ограждения;

17 - перфорированная мембрана, закрепленная в месте соединения внешней стенки из гибкого материала воздуховода 12 с корпусом 1;

18 - перфорированная мембрана, закрепленная в месте соединения воздуховода 13 с конусными элементами 14;

19 - перфорация в мембране 17;

20 - перфорация в мембране 18;

21 - борт корпуса 1 АВП;

22 - днище корпуса 1 АВП;

23 - диафрагма внутри конусного элемента 14;

24 - перфорация в верхней части диафрагмы 23;

25 - перфорация в нижней части диафрагмы 23;

26 - гибкий фартук;

27 - воздушный канал в корпусе 1;

28 - клапан, перекрывающий воздушный канал 27;

29 - датчик перегрузки;

30 - гидроцилиндр привода корпуса клапана 28;

31 - гидронасос привода открытия клапана 28;

32 - золотник;

33 - вычислитель;

34 - заслонка воздуховода 13 левого борта;

35 - заслонка воздуховода 13 правого борта;

36 - ось поворота заслонки 34 воздуховода левого борта;

37 - ось поворота заслонки 36 воздуховода правого борта;

38 - привод заслонки 34 воздуховода левого борта;

39 - привод заслонки 35 воздуховода правого борта;

40 - датчики углов тангажа, угловой скорости и углового ускорения тангажа;

41 - датчики углов крена, угловой скорости и углового ускорения крена;

42 - датчики давления носовой части АВП левого борта;

43 - датчики давления кормовой части АВП левого борта;

44 - датчики давления левого борта;

45 - датчики давления носовой части АВП правого борта;

46 - датчики давления кормовой части АВП правого борта;

47 - датчики давления правого борта;

48 - связь вычислителя 33 с приводом 38 заслонки 34 левого борта;

49 - связь вычислителя 33 с приводом 38 заслонки 35 правого борта;

50 - связь вычислителя 33 с приводом горизонтальных рулей левого борта;

51 - связь вычислителя 33 с приводом горизонтальных рулей правого борта;

52 - связь вычислителя 33 с приводом клапана 28.

1. Аппарат на воздушной подушке, содержащий корпус, ограждение воздушной подушки, снабженное воздуховодом, разделенным, по меньшей мере, на две изолированные полости, и гибким ограждением, силовую установку, содержащую, по меньшей мере, один двигатель, соединенный посредством трансмиссии с воздушным движителем, с одним или более нагнетателем, пневматически связанным с соответствующей изолированной полостью, по меньшей мере, один канал, соединяющий камеру воздушной подушки с атмосферой, систему управления, содержащую, по меньшей мере, датчик вертикальной перегрузки, а также вычислитель, вырабатывающий по сигналам от указанного датчика вертикальной перегрузки сигнал на привод открытия соответствующего клапана, отличающийся тем, что воздуховод расположен вдоль периметра корпуса аппарата на воздушной подушке, изолированные полости пневматически связаны с гибким ограждением, состоящим из конусных элементов, выполненных сплющенными и соприкасающихся друг с другом плоскими боковыми поверхностями, каждый конусный элемент оснащен расположенными внутри своей полости двумя перфорированными диафрагмами, выполненными смыкающимися друг с другом выше нижних кромок конусного элемента, при этом одна диафрагма простирается от нижней наружной кромки конусного элемента, а другая - от нижней внутренней кромки конусного элемента.

2. Аппарат на воздушной подушке по п.1, отличающийся тем, что система управления дополнительно содержит управляемые заслонки, расположенные в соответствующей изолированной полости, датчики давления, а также датчики углов, угловой скорости и/или углового ускорения тангажа, крена, при этом указанные датчики связаны с вычислителем, вырабатывающим по сигналам от указанных датчиков сигнал на отклонение соответствующей заслонки.

3. Аппарат на воздушной подушке по п.1 или 2, отличающийся тем, что за воздушными движителями установлены аэродинамические вертикальные и/или горизонтальные рули, оснащенные приводами их отклонения, которые кинематически связаны с системой управления аппаратом на воздушной подушке.

4. Аппарат на воздушной подушке по п.3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один воздушный движитель выполнен в виде воздушного винта с изменяемым шагом.

5. Аппарат на воздушной подушке по п.3 или 4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один воздушный движитель выполнен в виде винта в кольце.

6. Аппарат на воздушной подушке по п.1 или 2, отличающийся тем, что он оснащен двумя нагнетателями, выполненными в виде осевых вентиляторов, входной патрубок которых направлен в сторону носа аппарата на воздушной подушке.

7. Аппарат на воздушной подушке по п.1 или 2, отличающийся тем, что двигатель соединен посредством трансмиссии, по меньшей мере, с одним воздушным движителем для создания тяги и с одним или более нагнетателями для создания воздушной подушки, при этом трансмиссия передачи крутящего момента на валы каждого из воздушных движителей и каждого из нагнетателей содержит ременную передачу.

8. Аппарат на воздушной подушке по п.3, отличающийся тем, что он оснащен двумя воздушными движителями, а вычислитель связан с приводами механизма отклонения аэродинамических горизонтальных рулей, обеспечивающих по управляемому сигналу с вычислителя отклонение аэродинамических горизонтальных рулей в разных направлениях для создания момента по крену.

9. Аппарат на воздушной подушке по п.1 или 2, отличающийся тем, что размещенный вдоль периметра корпуса воздуховод ограждения разделен на две полости мембранами, расположенными в диаметральной плоскости.

10. Аппарат на воздушной подушке по п.9, отличающийся тем, что стенки воздуховода ограждения выполнены в виде жесткого короба.

11. Аппарат на воздушной подушке по п.9, отличающийся тем, что внешняя стенка воздуховода ограждения выполнена из гибкого материала, закрепленного в верхней части по периметру корпуса, а в нижней части - посредством разъемного соединения с конусными элементами.

12. Аппарат на воздушной подушке по п.9, отличающийся тем, что выполненная из гибкого материала стенка воздуховода между местом крепления внешней стенки и разъемными элементами соединения с конусными элементами соединена вдоль периметра корпуса с бортами корпуса посредством перфорированной мембраны.