аэрокатер

Формула изобретения

1. Аэрокатер, содержащий корпус коробчатой формы преимущественно с открытым кокпитом и двигательно-движительный комплекс с воздушным винтом и рулями управления, отличающийся тем, что корпус аэрокатера снабжен герметичными емкостями понтонного типа, суммарный водонепроницаемый объем которых выбран таким, чтобы создаваемый им запас плавучести по меньшей мере превосходил вес аэрокатера с полностью заполненным водой кокпитом.

2. Аэрокатер по п.1, отличающийся тем, что герметичные емкости выполнены в виде носового, и/или кормового воздушного ящика и/или воздушного ящика, размещенного в районе миделевого сечения корпуса, при этом носовой и кормовой воздушные ящики жестко соединены с корпусом и образуют носовую и кормовую оконечности катера соответственно, причем носовой воздушный ящик выполнен по форме форштевня и образует с корпусом единую гидродинамически обтекаемую конструкцию.

3. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что днище корпуса имеет внешний прогиб.

4. Аэрокатер по п.2, отличающийся тем, что ширина кормового воздушного ящика меньше ширины кормовой оконечности.

5. Аэрокатер по п.2, отличающийся тем, что установленный в миделевом сечении корпуса средний воздушный ящик выполнен съемным и расположен так, что его центр величины совпадает с центром тяжести аэрокатера.

6. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что аэрокатер дополнительно снабжен герметичными эластичными емкостями, расположенными вдоль бортов внутри или снаружи корпуса.

7. Аэрокатер по п.6, отличающийся тем, что герметичные емкости разбиты на секции.

8. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что воздушные ящики и/или герметичные эластичные емкости заполнены веществом, удельный вес которого меньше удельного веса воды.

9. Аэрокатер по п. 6, или 7, или 8, отличающийся тем, что герметичные эластиные емкости примыкают к бортам, имеющим форму полуцилиндров, оси которых ориентированы вдоль диаметральной плоскости аэрокатера.

10. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что двигатель и воздушный движитель размещены соосно или связаны кинематически.

11. Аэрокатер по п.2, отличающийся тем, что кормовая транцевая переборка и переборка воздушного ящика установлены наклонно к продольной плоскости аэрокатера.

12. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что рули управления закреплены на кормовой транцевой переборке или на кормовом воздушном ящике и связаны с транцевой переборкой посредством кронштейнов.

13. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен кабиной, установленной в носовой части корпуса, а место рулевого размещено вне корпуса.

14. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на аэрокатере установлено не менее двух воздушных движителей, причем воздушные движители вынесены за габариты корпуса аэрокатера.

15. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что аэрокатер дополнительно снабжен средствами для передвижения его по твердой поверхности, преимущественно шасси.

16. Аэрокатер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что аэрокатер дополнительно снабжен ледовым тормозом и/или тормозным парашютом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области маломерного судостроения, а более конкретно к катерам, на которых в качестве движителей применяются воздушные винты и которые предназначены для перемещения людей и грузов в труднодоступных или недоступных местах, в том числе при спасательных работах, борьбе с пожарами и наводнениями, нефте- и газоразведке, экспедициях, инспекционной и контролирующей деятельности, туризме, охоте и рыболовстве и т.п.

Известны катера с воздушными винтами, например глиссер, на котором в качестве движителя применяются воздушные винты (см. Большая советская энциклопедия. М.: Государственное научное издательство, 1952 г., т. 11, с. 514).

Недостатками указанного выше глиссера являются:

- невозможность плавания по мелководью;

- невозможность обеспечить безопасность (непотопляемость) катера в случае получения им пробоины.

Известны также быстроходные суда с воздушными винтами (см. Морской энциклопедический справочник. Л.: Судостроение, 1987 г., т. 1, с. 186).

Недостатком указанных выше быстроходных судов с воздушными винтами являются:

- сложность конструкции этих судов;

- невозможность обеспечить их безопасность мореплавания (непотопляемость) в случае получения ими пробоины.

Известны также аэросани-амфибии (см. Советская военная энциклопедия. М.: Военное издательство, 1990 г., т. 1, с. 284), содержащие корпус с воздушными винтами, установленный на гидролыже, и рули управления.

Недостатком указанных выше аэросаней-амфибий являются:

- сложность конструкции;

- невозможность обеспечить безопасность аэросаней-амфибий при прохождении ими водных акваторий.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за прототип изобретения, является аэрокатер (см. патент США N 3788264, 1974 г.).

Указанный прототип содержит корпус, двигательно-движительный корпус и рули управления. Корпус аэрокатера представляет собой емкость коробчатой формы, носовая оконечность которого изогнута по форме форштевня, имеющую борта, скошенные к центру под небольшим углом, плоское днище и кормовую часть. Двигательно-движительный комплекс представляет собой двигатель, соединенный с воздушным винтом. Рули управления закреплены в кормовой части корпуса.

Недостатком указнного прототипа является невозможность обеспечить безопасность аэрокатера (непотопляемость) в случае получения им пробоины или заливания водой.

Целью изобретения является повышение безопасности мореплавания путем увеличения запаса плавучести аэрокатера.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом аэрокатере, содержащем корпус коробчатой формы и двигательно-движительный комплекс, например, с воздушным винтом и рулями управления, согласно изобретению в корпусе установлены герметичные емкости понтонного типа, суммарный водонепроницаемый объем которых выбран таким образом, чтобы создаваемый этим объемом запас плавучести по меньшей мере превосходил вес аэрокатера с полностью заполненным водой кокпитом. Преимущественной формой выполнения емкостей, находящихся в носовой и/или кормовой частях аэрокатера и/или расположенных в миделевом сечении корпуса, являются воздушные ящики, жестко соединенные с корпусом и выполненные в форме соответствующей оконечности. Корпус может быть выполнен с днищем, имеющим внешний прогиб. Кроме того, ширина кормового воздушного ящика может быть меньше ширины корпуса аэрокатера. Вдоль бортов могут располагаться дополнительные герметичные емкости, имеющие эластичную форму, причем они могут быть разделены на отдельные секции перегородками. Герметичные эластичные емкости могут располагаться как внутри, так и снаружи корпуса. При внутреннем расположении эластичных герметичных емкостей борта могут выполняться и в виде полуцилиндров, в которые они помещаются. Герметичные емкости могут быть заполнены материалом, удельный вес которого меньше удельного веса воды, например пенопластом. Кроме того, транцевая (кормовая) переборка корпуса может быть установлена наклонно к основной плоскости аэрокатера и сопряжена с соответствующей переборкой кормового воздушного ящика. Рули управления устанавливаются на кормовой (транцевой) переборке или на кормовом воздушном ящике. Воздушный ящик, расположенный в миделевом сечении корпуса, в частном случае может располагаться так, что его центр величины совпадает с центром тяжести аэрокатера. Аэрокатер может быть снабжен кабиной, установленной в носовой части корпуса, а место рулевого может быть размещено вне корпуса. Возможно выполнение аэрокатера с двумя воздушными движителями, которые могут располагаться за корпусом аэрокатера. Аэрокатер может дополнительно содержать средства для передвижения по твердой поверхности, преимущественно шасси. Аэрокатер может быть снабжен тормозным устройством в виде ледового тормоза и/или тормозного парашюта.

Снабжение аэрокатера, содержащего корпус коробчатой формы с двигательно-движительным комплексом, включающим воздушный движитель, и рули управления, воздушными герметичными емкостями понтонного типа, позволяет дополнительно увеличить запас плавучести в случае получения аэрокатером пробоины и увеличить его остойчивость в аварийных ситуациях. Причем суммарный водонепроницаемый объем герметичных емкостей выбирается таким, что создаваемый им запас плавучести по меньшей мере превосходит вес аэрокатера с заполненным водой кокпитом. Только в этом случае, даже при заполнении водой всего свободного пространства корпуса (кокпита), объем плавучести, создаваемый герметичными емкостями понтонного типа, позволит находиться аэрокатеру на плаву. Преимущественным является расположение герметичных емкостей в носовой и/или коромовой оконечностях аэрокатера, при этом они выполняются в виде воздушных ящиков, жестко соединенных с корпусом. Воздушный ящик, расположенный в носовой оконечности, выполняется по форме форштевня и образует с корпусом единую гидродинамически обтекаемую конструкцию. Размещение воздушных ящиков в оконечностях аэрокатера позволяет повысить остойчивость аэрокатера и повысить безопасность мореплавания за счет размещения воздушных ящиков в зонах, наименее подверженных столкновению с посторонними предметами (носовой воздушный ящик приподнят от поверхности воды за счет изгиба носовой части в форме форштевня, а кормовой находится в оконечности). Воздушный ящик может располагаться также и/или в районе миделевого сечения корпуса, что делает катер более остойчивым при плавании по волнам. В частности, он может быть установлен так, что его центр величины совпадает с центром тяжести аэрокатера, для достижения большей остойчивости катера, например при плавании лагом к волне. При необходимости воздушный ящик, размещенный в средней части корпуса (миделевом сечении), может быть выполнен съемным и снабжен разъемными соединениями, например, механического типа.

Днище корпуса может быть выполнено с внешним прогибом для улучшения скоростных характеристик, однако увеличение скорости приводит к заливанию кокпита водой. Размещение герметичных емкостей позволяет повысить безопасность и в этом случае.

Ширина кормового воздушного ящика может быть меньше, чем ширина кормовой оконечности, что улучшает гидродинамические характеристики при обтекании нижней части кормовой оконечности.

Снабжение аэрокатера дополнительными герметичными емкостями, расположенными вдоль бортов, создает дополнительный запас плавучести, выполнение их эластичными предложено для более удобного их расположения. Герметичные емкости могут быть разделены на отдельные секции, что в целом увеличивает гарантии выполнения ими своих функций. Расположены они могут быть как внутри, так и снаружи бортов. В данном случае, борта могут быть полуцилиндрической формы.

Герметичные емкости понтонного типа, как эластичные, так и воздушные ящики, могут быть заполнены веществом, удельный вес которого меньше удельного веса воды, что дополнительно повышает запас плавучести даже в случае попадания воды в герметичные емкости.

Двигатель и воздушный движитель могут располагаться либо соосно, либо быть связаны кинематически, например через ременную передачу.

Расположение коромовой транцевой переборки наклонно к продольной плоскости аэрокатера приводит к улучшению его гидродинамических характеристик.

Рули управления для повышения эффективности управления аэрокатером могут быть размещены на транцевой переборке или на кормовом воздушном ящике. Рули управления могут быть закреплены на кормовой транцевой переборке посредством кронштейнов.

Для дополнительной защиты пассажиров корпус может быть снабжен кабиной, расположенной в носовой части корпуса, а место рулевого размещено вне корпуса аэрокатера.

На аэрокатере может быть установлено не менее двух воздушных движителей, причем в этом случае они выносятся за габариты корпуса.

Для удобства перемещения по твердой поверхности аэрокатер может быть снабжен специальными средствами типа шасси.

Аэрокатер дополнительно может быть снабжен тормозным устройством, например ледовым тормозом и/или тормозным парашютом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого схематично изображен вид сбоку аэрокатера, на фиг. 2 - разрез аэрокатера по диаметральной плоскости, на фиг. 3 - вид сверху, на фиг. 4 - вид с кормы, на фиг. 5 изображен продольный разрез корпуса аэрокатера с установленным в районе миделевого сечения воздушным ящиком, на фиг. 6 - поперечный разрез корпуса в варианте с размещенными внутри герметичными эластичными емкостями, на фиг. 7 изображен поперечный разрез корпуса с размещенными снаружи бортов герметичными эластичными емкостями, на фиг. 8 изображен двигательно-движительный комплекс, в котором двигатель и воздушный движитель размещены соосно.

Примером конкретного выполнения заявляемого изобретения является аэрокатер, содержащий коробчатый корпус 1, который образован днищем 2, которое имеет внешний прогиб (см. фиг. 4), симметричный относительно диаметральной плоскости аэрокатера, бортами 3, которые размещены параллельно указанной диаметральной плоскости аэрокатера и выполнены с изломом в плоскости мидель-шпангоута (см. фиг. 4), и носовой 4 и кормовой (транцевой) 5 переборками, причем кормовая транцевая переборка 5 может быть установлена наклонно относительно основной плоскости аэрокатера. В носовой и кормовой оконечностях указанного корпуса 1 к переборкам 4 и 5 с наружной стороны установлены герметичные воздушные ящики: носовой 6 и кормовой 7 соответственно, причем указанные ящики жестко соединены с корпусом 1, например при помощи сварки. Носовой воздушный ящик 6 выполнен по форме форштевня и образует с корпусом 1 единую гидродинамически обтекаемую конструкцию. Кормовой воздушный ящик 7 выполнен по ширине меньше (см. фиг. 3), чем транцевая переборка 5, и при выполнении ее (5) наклонной передняя торцевая стенка указанного ящика тоже выполнена наклонной и сопряжена с переборкой 5. Указанные воздушные ящики: носовой 6 и/или кормовой 7 и ящик 23, расположенный в средней части корпуса, могут быть заполнены веществом, удельный вес которого меньше удельного веса воды, например пенопластом, который загружают в упомянутые воздушные ящики через люки, выполненные в этих ящиках и герметически задраивающиеся люковыми закрытиями (на чертеже не показано), что позволяет даже в случае повреждения воздушных ящиков обеспечить необходимый запас плавучести. Для движения аэрокатера предусмотрен воздушный двигательно-движительный комплекс, который включает в себя двигатель 8, который через вал 9 кинематически, например через редуктор 10, соединен с валом 11 воздушного винта 12. Двигатель 8 и воздушный винт 12 могут быть также размещены соосно (см. фиг. 8). Двигатель 8 двигательно-движительного комплекса размещен в кормовой оконечности корпуса 1 аэрокатера и жестко закреплен на стойках 13, основания которых жестко, например при помощи сварки, закреплены на днище 2. Двигатель 8 может быть также размещен в корпусе 1 и кинематически связан с воздушным винтом 12 (на чертеже не показано). Вал 11 воздушного винта 12 может быть размещен, например, в опорных подшипниках (на чертеже не показано), корпуса которых неподвижно закреплены при помощи жестких связей, например стержней (на чертеже не показано), на конструкциях (днище 2, и/или бортах 3, и/или переборке 5) корпуса 1. Двигатель 8 через топливную систему подключен к топливному баку или цистерне (на чертеже не показаны). Указанный двигательно-движительный комплекс снаружи закрыт защитным проницаемым ограждением 14, выполненным, например, в виде сетчатого каркаса. На аэрокатере может быть установлено несколько воздушных движителей, причем в этом случае они выносятся за габариты корпуса (на чертежах не показано). Для управления аэрокатером предусмотрены рули управления 15, размещенные вертикально в кормовой части аэрокатера и установленные на кормовом воздушном ящике 7. Аэрокатер может быть снабжен кабиной, установленной в носовой части корпуса (на чертежах не показано). Между бортами 3 в их верхней части перед двигательно-движительным комплексом установлено перекрытие (банка) 16, на котором установлено сидение 17 для рулевого, при этом указанное сидение размещено не ниже высоты борта 3 корпуса 1, что позволяет улучшить обзор при управлении аэрокатером и тем самым повысить безопасность мореплавания. Для подъема аэрокатера из воды, например, на причал или погрузки на транспортное средство, предусмотрены рымы 18, жестко установленные, например при помощи сварки, на бортах 3, и рым 19, жестко установленный, например при помощи сварки, на палубе 20 носового воздушного ящика 6. На аэрокатере также предусмотрен рым 21 для затаскивания, например на слип или транспортную тележку, который установлен в носовой оконечности аэрокатера и жестко закреплен на ней, например при помощи сварки. В носовой части воздушного ящика 6 на палубе 20 предусмотрен фальшборт 22, предохраняющий корпус 1 от попадания в указанный корпус посторонних предметов при движении аэрокатера по заросшей акватории или суше. При необходимости аэрокатер может быть снабжен установленным в средней части корпуса, например в районе его миделевого сечения, например съемным, воздушным ящиком 23 (см. фиг. 5 и 8), а также эластичными емкостями 24 (см. фиг. 6 и 7), расположенными вдоль бортов внутри или снаружи корпуса. Для передвижения аэрокатера по твердой поверхности он может быть снабжен шасси (на чертежах не показано), а также тормозным устройством, например ледовым тормозом и/или тормозным парашютом (на чертежах не показано).

Предложенная конструкция аэрокатера работает следующим образом.

При запуске двигателя 8 начинает вращаться вал 9, который через редуктор 10 и вал 11 приводит в движение воздушный винт 11, и аэрокатер начинает движение. При достижении аэрокатером определенной скорости увеличиваются гидродинамические силы, воздействующие на его корпус 1, и аэрокатер переходит в режим глиссирования, при этом днище 2 не полностью отрывается от водной поверхности. При дальнейшем увеличении скорости хода вследствие увеличения гидродинамических сил происходит отрыв днища 2 от водной поверхности и аэрокатер может переходить в режим полета над ней, что позволяет обеспечить прохождение плавучего средства не только по мелководным участкам водной акватории, но также преодолевать участки суши или перемещаться по ледяной поверхности. При получении повреждений, связанных с поступлением воды внутрь корпуса 1 аэрокатера, герметичные воздушные ящики 6, 7 и 23 обеспечат его плавучесть и, кроме того, заполнение их (6, 7 и 23) веществом, удельный вес которого меньше удельного веса воды, например пенопластом, обеспечит непотопляемость аэрокатера даже в случае нарушения герметичности указанных воздушных ящиков, а размещение воздушных ящиков 6 и 7 в оконечностях корпуса 1 позволяет обеспечить остойчивость аэрокатера, что предотвращает его опрокидывание в аварийной ситуации.

Преимущества предлагаемого изобретения заключаются в следующем. Аэрокатер позволяет повысить безопасность мореплавания за счет увеличения запаса плавучести и остойчивости и тем самым повысить надежность его эксплуатации при плавании. Кроме того, упрощаются технология изготовления и конструкция аэрокатера.