Аэродинамическое транспортное средство и способ его управления

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха. Аэродинамическое транспортное средство содержит компрессор, соединенный с пневмотрубой, грузовую или пассажирскую платформу, электродвигатели, установленные в пневмотрубе с возможностью управления углом напора и силой напора газового потока посредством заслонок сопел, соединенных с осями. На дне грузовой или пассажирской платформы установлены Ш-образные направляющие для разделения силы потока на подъемную и приводную, выдвижные шасси, с закрепленными на них колесами. Выдвижные шасси могут быть оснащены амортизаторами и высокоскоростными спусковыми устройствами для спуска колес, в частности пружинами или исполнительными механизмами. Управление аэродинамическим транспортным средством осуществляют посредством электродвигателей, с помощью которых управляют углом поворота заслонок сопел, при этом заслонками регулируют угол и силу напора газового потока. Торможение транспортного средства осуществляют путем плавного поворота заслонок, созданием встречного потока газа и плавным опусканием выдвижного шасси с колесами. Достигается высокая скорость перемещения платформы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха.

Известен магнитный подвес, служащий для подвешивания транспортного средства над или под путепроводом, без контакта с его поверхностью, в результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых на ходовой части транспортного средства и в путевой структуре [Новый политехнический словарь, Москва, Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2000 г., стр.279]. Источниками магнитных полей могут быть постоянные магниты и электромагниты. При использовании постоянных магнитов транспортное средство удерживается над путепроводом благодаря силам отталкивания, возникающим между одноименными полюсами магнитов, расположенных на транспортном средстве и путепроводе.

Недостатком такой конструкции является значительная дороговизна постоянных магнитов или электромагнитных катушек; сложность конструкции путепровода и транспортного средства.

Известна тележка на газовой подушке [Дворянинов В.Г. Внутрицеховой транспорт на воздушной подушке. - М.: Машиностроение, 1982-80 с., стр. 26-27], содержащая грузовую платформу, с установленными на нижней плоскости четырьмя аэродинамическими опорами, воздуходувку с электродвигателем для ее привода, шланг и трубу, закрепленную по периметру платформы.

Основным недостатком данной конструкции является то, что нагнетельное оборудование (насос) и система управления установлены непосредственно на самой тележке, что способствует увеличению массы тележки и затрат энергии газа, расходуемой на перемещение.

Известна конструкция пневматического транспортирующего механизма [патент РФ №2344983, кл. B65G 51/00, 2009 г.], которая содержит пневмотрубу, снабженную двумя входными отверстиями. Каждое входное отверстие имеет переднюю и заднюю поворотные заслонки для закрытия отверстия в исходном положении. Передняя поворотная заслонка снабжена подпружиненным рычагом с грузом, имеющим возможность перемещения относительно рычага и фиксации на нем в определенном положении, установленным с возможностью регулирования величины и направления действующего на заслонку момента сил посредством прикрепленной к грузу пружины и регулировочного винта, служащего для изменения положения груза и натяжения этой пружины.

Недостатком данной конструкции является ограниченная сфера применения: транспортировка сыпучих грузов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является конструкция [патент РФ №2429183, кл. B65G 53/14, 2011 г.] пневматического транспорта, содержащего постоянные магниты, емкости со сжатым воздухом, нагнетаемым в пневмотрубу посредством компрессоров, питаемых от электросети, грузовую или пассажирскую платформу, установленную на воду или грунт. В пневмотрубе установлены поршни. Рабочими телами в ней являются работающие в связке сжатый воздух и постоянные магниты большой коэрцитивной силы, установленные на притяжение по бокам поршня, охватывающего пневмотрубу, связанного с платформой полуцилиндра, причем емкости со сжатым воздухом выполнены с возможностью подачи в пневмотрубу сжатого воздуха для обеспечения работы при отключении электроэнергии. В теле поршня имеются круговые пазы со вставленными в них герметизирующими кольцами, а также в нем закреплены колеса для езды по внутренним стенкам пневмотрубы.

Недостатком данного пневматического транспорта является сложность конструкции ввиду того, что рабочими телами являются одновременно постоянные магниты и сжатый воздух; дороговизна комплектующих, в частности постоянных магнитов; снижение коэффициента полезного действия за счет потерь на трение, вызванное механическим контактом между колесами поршня и внутренней стенкой пневмотрубы.

Задача изобретения - упрощение конструкции, благодаря использованию в качестве рабочего тела только сжатого воздуха; увеличение коэффициента полезного действия, благодаря бесконтактной связи между динамически подвижными элементами конструкции; снижение цены комплектующих и материалов, ввиду отказа от применения постоянных магнитов; снижение массы грузовой или пассажирской платформы, благодаря установке компрессора за пределами пневмотрубы.

Техническим результатом является бесконтактное управляемое скольжение грузовой или пассажирской платформы относительно пневмотрубы, при этом отсутствие трения между динамически подвижными узлами конструкции позволяет достигнуть значительных скоростей перемещения объектов.

Указанный результат достигается тем, что в аэродинамическом транспортном средстве, содержащем компрессор, соединенный с пневмотрубой, грузовую или пассажирскую платформу, согласно изобретению, в пневмотрубе установлены электродвигатели с возможностью управления углом поворота заслонками сопел и регулирования угла и силы напора газового потока, при этом на дне грузовой или пассажирской платформы установлены Ш-образные направляющие с возможностью разделения силы потока на подъемную и приводную, выдвижные шасси с закрепленными на них колесами.

Кроме того, согласно изобретению, выдвижные шасси могут быть оснащены амортизаторами и высокоскоростными спусковыми устройствами для спуска колес, в частности пружинами или исполнительными механизмами.

Поставленная задача также достигается тем что, согласно изобретению, управление аэродинамическим транспортным средством осуществляют посредством электродвигателей, управляющих углом поворота заслонок сопла, при этом заслонками регулируют угол и силу напора газового потока.

Кроме того, согласно изобретению, торможение осуществляют путем плавного поворота заслонок, созданием встречного потока газа и плавным опусканием, посредством выдвижных шасси, колес.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен вид сбоку аэродинамического транспортного средства. На фигуре 2 изображена связь электродвигателей с заслонками сопел. На фигуре 3 изображен вид сзади аэродинамического транспортного средства. На фигуре 4 изображены Ш-образные направляющие. На фигуре 5 изображен вид снизу аэродинамического транспортного средства.

Предложенное устройство содержит (фиг.1): компрессор 1, соединенный с пневмотрубой 2, с установленными в трубе электродвигателями 3, управляющими осями (фиг.2) 4, с закрепленными на них заслонками 5, управляющими напором газа из сопел (фиг.3) 6, 7, 8, грузовую или пассажирскую платформу 9 с установленными на дне Ш-образными направляющими 10 (фиг.4, фиг.5), выдвижные шасси 11, с установленными на них колесами 12.

Предложенное аэродинамическое транспортное средство работает следующим образом: компрессором 1 создается напор газового потока в пневмотрубе 2. Через сопла 6, 7, 8 напор попадает на Ш-образные направляющие 10, которые разделяют силу потока на подъемную и приводную, благодаря чему грузовая или пассажирская платформа, под действием приводной и подъемной силы, бесконтактно скользит относительно пневмотрубы. Направление и напор газового потока через сопла 6, 7, 8 управляются углом поворота заслонки 5, при этом угол поворота контролируется электродвигателем 3. Управление электродвигателем 3 осуществляется как автоматически от датчиков положения, так и непосредственно машинистом. Сопла 6, 7, 8 распложены непосредственно по всей длине пневмотрубы в закрытом положении (угол между заслонкой и трубой 0°). При появлении плоскости пассажирской или грузовой платформы заслонки сопел расположенные под этой плоскостью, открываются (угол между заслонкой и трубой больше 0°), а сопла, находящиеся позади, закрываются, обеспечивая постоянное давление газового потока, при этом энергия газового потока расходуется экономично.

Пример конкретной реализации способа.

При движении на повороте возникающие центробежные силы стремятся вывести грузовую или пассажирскую платформу из состояния равновесия, при этом предположим, что платформа смещается влево. С левого датчика положения, установленного на левой кромке пневмотрубы, поступает сигнал на электродвигатель 3, который закрывает заслонку 5 правого сопла, уменьшая тем самым напор газового потока через правое сопло. Напор газового потока на левом сопле, попадая на Ш-образную направляющую и противодействуя направляющей силе, возвращает пассажирскую или грузовую платформу в исходное равновесное состояние, при этом сигналом датчиков положения определяется угол поворота всех заслонок.

Таким образом, изменением угла поворота заслонок 5 осуществляется управление аэродинамическим транспортным средством.

Торможение аэродинамического транспорта осуществляется путем плавного поворота заслонки 5 сопел 6, 7, 8, созданием встречного потока газа и опусканием посредством выдвижного шасси 11 колес 12. При этом выдвижные шасси могут быть оснащены амортизаторами и высокоскоростными спусковыми устройствами для спуска колес, в частности пружинами или исполнительными механизмами.

Итак, заявляемое изобретение позволяет упростить конструкцию, благодаря использованию в качестве рабочего тела только сжатого воздуха; увеличить коэффициент полезного действия, благодаря бесконтактной связи между динамически подвижными элементами конструкции; снизить цену комплектующих в виду отказа от применения постоянных магнитов; снизить массу грузовой или пассажирской платформы, благодаря установке компрессора за пределами пневмотрубы, тем самым уменьшить необходимую мощность газового потока.

В результате предлагаемое бесконтактное управляемое аэродинамическое грузовое или пассажирское транспортное средство за счет отсутствия трения между динамически подвижными узлами конструкции позволяет достигнуть значительных скоростей перемещения объектов.

1. Аэродинамическое транспортное средство, содержащее компрессор, соединенный с пневмотрубой, грузовую или пассажирскую платформу, отличающееся тем, что в пневмотрубе установлены электродвигатели с возможностью управления углом поворота заслонок сопел, регулирования угла и силы напора газового потока, при этом на дне грузовой или пассажирской платформы установлены Ш-образные направляющие, с возможностью разделения силы потока на подъемную и приводную, выдвижные шасси с закрепленными на них колесами.

2. Аэродинамическое транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что выдвижные шасси оснащены амортизаторами и высокоскоростными спусковыми устройствами для спуска колес, в частности пружинами или исполнительными механизмами.

3. Способ управления аэродинамического транспортного средства, отличающийся тем, что управление осуществляют посредством электродвигателей, управляющих углом поворота заслонок сопел, при этом заслонки регулируют угол и силу напора газового потока.

4. Способ управления аэродинамического транспортного средства по п.3, отличающийся тем, что торможение осуществляют путем плавного поворота заслонок, созданием встречного потока газа и плавным опусканием колес посредством выдвижных шасси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке. .

Изобретение относится к авиации и касается создания гидросамолетов-экранопланов, совершающих полет вблизи земного грунта. .

Изобретение относится к транспортным средствам на динамической воздушной подушке и, в частности, к экранопланам. .

Изобретение относится к области судостроения. .

Изобретение относится к области судостроения. .

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и касается создания экранопланов с поддувом. .

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам на динамической воздушной подушке и касается создания транспортной системы с экранопланом (далее - экранопоездом), экранопоезда и специально спрофилированной поверхности (или направляющей) для такой системы.

Изобретение относится к аппаратам на воздушной подушке и касается создания дополнительной аэродинамической поддержки их корпусов. .

Изобретение относится к аппаратам на воздушной подушке и касается создания дополнительной аэродинамической поддержки их корпусов. .

Изобретение относится к экранопланостроению, авиастроению и судостроению, касается профилирования мягких реданированных поплавков, преимущественно для экранопланов.

Изобретение относится к области судостроения и используется при постройке судов и аппаратов на воздушной подушке

Изобретение относится к области судостроения и используется при постройке судов и аппаратов на воздушной подушке

Изобретение относится к универсальным транспортным средствам, способным передвигаться в различных средах. Аэроглиссер-амфибия содержит корпус с кабиной, моторным отсеком, движителем в виде воздушного винта с защитным кольцом, снабженные воздушными нагнетателями надувные поплавки. Контактная поверхность поплавков снабжена защитной оболочкой, установленной с возможностью изгиба по их длине. Корпус выполнен в виде палубы-крыла с малым удлинением, имеющей обратную стреловидность по передней кромке. Задняя часть палубы-крыла имеет отклоняющиеся как вниз, так и вверх закрылки с закрепленными на них выдвижными костылями. При опускании закрылков вниз костыли тормозят аэроглиссер-амфибию о поверхность движения. Внутренний объем палубы-крыла заполнен пенопластом и топливными баками. Достигается обеспечение быстроходности и безопасности с небольшой осадкой при глиссировании, торможение на льду и снегу, увеличение длительности путешествия. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке, предназначенным для перемещения грузов, транспортной, строительной и др. техники, а также людей по слабому болотистому грунту. Транспортное средство на воздушной подушке содержит грузовую платформу в виде закрытого со всех сторон, кроме пола, арочно-купольного пространства с несущим воздухоопорным куполом и аэростатическими опорами. Аэростатические опоры установлены по всему периметру транспортного средства и снабжены замкнутыми упругими диафрагмами, размещенными на внутренних поверхностях нижних ветвей замкнутых приводных лент. Привод лент обеспечивают фрикционные колеса, которые могут отключаться с одной или другой стороны транспортного средства при необходимости его поворота в соответствующую сторону. На уровне нижних ветвей замкнутых приводных лент передняя, задняя и боковые стенки арочного пространства выполнены с условием минимальных потерь воздуха для поддержания в нем заданного атмосферного давления. Достигается создание универсального транспортного средства с малыми энергозатратами и большой несущей поверхностью, возможность перемещения больших объемов грузов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к аппаратам на воздушной подушке (АВП) с системами демпфирования колебаний по высоте и автоматического управления по углам крена и тангажа. АВП содержит корпус, силовую установку, ограждение воздушной подушки. Ограждение снабжено воздуховодом, расположенным вдоль периметра корпуса и разделенным на две изолированные полости, пневматически связанные с ограждением. Силовая установка содержит один двигатель, кинематически связанный с нагнетателем, соединенным посредством воздуховода и дроссельной заслонки с соответствующей изолированной полостью. АВП также содержит канал, соединяющий камеру воздушной подушки с атмосферой посредством управляемого клапана. Система управления содержит по одному датчику вертикальной перегрузки и угловой перегрузки. Датчики связаны с вычислителем, вырабатывающим по сигналам от указанных датчиков сигнал на привод открытия соответствующих дроссельных заслонок и управляемого клапана. Привод открытия дроссельной заслонки и привод управляемого клапана выполнен электромеханическим. Система управления выполнена с обратной связью по угловому положению и по скорости АВП. Достигается обеспечение автоматического управления угловыми колебаниями и демпфирования вертикальных колебаний АВП, что уменьшает амплитуды угловых перемещений и вертикальных перегрузок АВП, обусловленных возмущающим воздействием взволнованной водной и неровной грунтовой поверхностей. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции элементов гибкого ограждения (ГО) амфибийного судна на воздушной подушке (ВП). ГО судна на ВП содержит периферийный наружный гибкий ресивер, имеющий одноярусную конструкцию, прикрепленные к гибкому ресиверу по всему периметру съемные навесные элементы, внутреннее секционирующее ограждение из продольного надувного киля и поперечных оболочек из двух секций ресиверов также с закрепленными на них съемными навесными элементами. Ресивер ГО в угловой части имеет участок с изменением знака гауссовой кривизны. К каждой угловой секции гибкого ресивера присоединены с острым углом наклона к линии экрана от ВП в сторону области ВП всех образующих усеченного конуса с донышком, с вершиной, направленной в сторону экрана, группы из, например, четырех съемных конусных элементов с наружной оболочкой, формирующей размеры нижней части конусов и предохраняющей съемные элементы от повреждения. Угол наклона наружной образующей усеченного конуса к плоскости экрана составляет 100°, а угол наклона внутренней образующей - 40°, что является оптимальным для угловой части ГО. Достигается повышение надежности и простоты конструкции ГО в угловых частях судна на ВП с повышенной технологичностью изготовления и сборки ресивера ГО и съемных элементов из отдельных секций, повышение степени ремонтопригодности, повышение рессорности (демпфирования) и податливости угловых съемных конусных элементов при преодолении препятствий, отсутствие загребания воды. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке (ВП) и касается клапанов, встроенных в опоры с несущей поверхностью для перемещения безмоторных платформ на ВП. Клапан для площадок и трасс содержит корпус с окнами на боковой стенке и поршень. Поршень при возвратно-поступательном движении закрывает или открывает окна. При этом окна в боковой стенке корпуса клапана выполнены с направляющими воздух лопатками, расположенными под углом в интервале от 1 до 89 градусов к диаметральным секущим плоскостям корпуса клапана, проходящим через места крепления лопаток к корпусу. Достигается быстродействие клапана. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается проектирования экранопланов. При определении аэродинамических характеристик горизонтального оперения экраноплана с установленными на нем работающими маршевыми двигателями изготавливают геометрически подобную модель горизонтального оперения и двигателей силовой установки. Модель испытывается в опытовом бассейне в прямом движении. Модель крепится на пилоне буксировочной тележки через динамометр, используемый для гидродинамических исследований, в зоне отсутствия вихреобразования от движения тележки. Моделирование струи силовой установки производится моделированием диаметра сопла и тяги. При движении тележки на фиксированной скорости и обдувки горизонтального оперения струями двигателей маршевой силовой установки определяются аэродинамические характеристики при различных сочетаниях углов атаки горизонтального оперения, тяги двигателей, отклонения рулей высоты, что позволяет экспериментально-расчетным способом оперативно определять параметры, являющиеся одним из основных элементов инструкции в обеспечении расчета управляемости на всех эксплуатационных режимах движения экраноплана и в чрезвычайных нестандартных ситуациях. Достигается осуществление полного аэродинамического расчета экраноплана в целом. 3 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и касается летательных аппаратов, использующих экранный эффект. Гидросамолет с экранным эффектом содержит корпус в виде аэродинамического несущего крыла, содержащего центральную часть с полезным объемом и пассажирскими салонами и грузовыми отсеками, стартово-посадочное устройство, вертикальное оперение, силовые установки, систему управления, второе аэродинамическое крыло, выполненное составным и расположенным над несущим крылом. Гидросамолет выполнен по тандемной схеме, при которой и переднее, и заднее крылья являются несущими. Переднее экранное аэродинамическое несущее крыло выполнено при виде спереди по схеме «обратная чайка», при виде сверху - трапециевидным с малым удлинением и относительно большой хордой, с большой обратной стреловидностью задней кромки, с установленными щитками Стокса, спроектированное по интегральной, ступенчатой, комбинированной схеме. Второе аэродинамическое крыло при виде спереди выполнено плоским с нулевой V-образностью и положительной стреловидностью при виде сверху, смещено назад относительно переднего экранопланного аэродинамического несущего крыла и расположено на высоте, значительно выше корпусов фюзеляжей, на вертикальном оперении, превышающей хорду второго крыла относительно опорной подстилающей поверхности, имеющее положительный угол атаки, с рулями высоты, с крылышками на концах в виде горизонтальных аэродинамических пластин, дополнительно снабжено отъемными частями крыла с элерон-рулями высоты. Стартово-посадочное устройство дополнительно снабжено выпускаемыми и убираемыми в полете гидролыжами. Достигается высокое аэродинамическое качество с уменьшенными затратами энергии при движении аппарата на экранном режиме и одновременно со значительно увеличенной полезной нагрузкой, переносимой аппаратом. 1 з.п. ф-лы, 22 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области транспортных средств. Аппарат на воздушной подушке включает два связанных и расположенных одно за другим крыла, фюзеляж, двигатель, диски и винтовой движитель. Фюзеляж соединен с балкой, на которой размещены второе крыло и двухопорное колесное шасси. Первое крыло соединено балкой и снабжено двухопорным колесным шасси. Каждое колесо снабжено диском, электродвигателем с винтовым движителем. Двигатель снабжен электрогенератором. Крылья и балки выполнены телескопически выдвижными для управления в полете. Крылья и/или балки изменяют положение, что обеспечивает управляемость аппарата. Изобретение направлено на упрощение управления в полете. 12 ил.

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха

Наверх