RU2751561C1

RU2751561C1 - Passenger ekranoplan

Info

Publication number: RU2751561C1
Application number: RU2020132499A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владимирович Мордвинов; Владимир Петрович Мордвинов
Original assignee: Дмитрий Владимирович Мордвинов; Владимир Петрович Мордвинов
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2020-10-02
Publication date: 2021-07-14

Abstract

FIELD: public transport.SUBSTANCE: invention relates to passenger vehicles. The passenger ekranoplan contains a body with a cabin, wings, a vertical tail unit and elevation rudders. The body with the cabin has an autonomous towing unit carrying the ekranoplan engine, and connected to the latter by towing rods. There are seats and a control panel in the housing with a cab. Aircraft landing gear is installed in the lower part of the wings. The autonomous towing unit is made in the form of a front and rear light truck with a linear asynchronous traction motor. Autonomous towing installations are the rotors of a linear electric motor, the stator of which is located above the passenger ekranoplan and is fixed on supporting structures that form a transport overpass together with the latter.EFFECT: invention is aimed at improving the stabilization of the ekranoplan relative to the axis of movement and braking, as well as preventing the possibility of foreign objects entering the rotor.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к пассажирским транспортным средствам, предназначенным для полетов на малой высоте над поверхностью земли с использованием экранного аффекта.The invention relates to passenger vehicles designed for flights at low altitude above the earth's surface using screen affect.

Известен легкий экраноплан, содержащий водоизмещающий корпус с кабиной пилота и пассажира, крыло малого удлинения с большой корневой хордой и эллипсовидной задней кромкой, снабженное поплавками по бокам и хвостовым оперением в виде двух килей с рулями направления и стабилизатора с рулем высоты, управляемыми из кабины пилота, а также автономную буксировочную мотоустановку, несущую двигатель экраноплана, имеющий дистанционное управление из кабины пилота, при этом корпусы экраноплана и мотоустановки соединены между собой с помощью горизонтальных осевых шарниров и телескопических амортизаторов двумя параллельными бортовыми буксировочными штангами с расположенной вдоль них системой дистанционного управления двигателем и входящими в контакт с концевыми выключателями на корпусе экраноплана [RU 2299822, B60V 1/08, опубл. 27.05.2007 г.].A light ekranoplane is known, containing a displacement hull with a cockpit and a passenger, a low aspect ratio wing with a large root chord and an elliptical trailing edge, equipped with floats on the sides and a tail unit in the form of two keels with rudders and a stabilizer with an elevator controlled from the cockpit, as well as an autonomous towing motor unit carrying an ekranoplan engine, which is remotely controlled from the cockpit, while the ekranoplan hulls and moto units are interconnected by means of horizontal axial joints and telescopic shock absorbers by two parallel side towing rods with a remote engine control system located along them and included in contact with limit switches on the ekranoplan body [RU 2299822, B60V 1/08, publ. May 27, 2007].

Недостатками аналога являются:The disadvantages of the analog are:

- ограниченные возможности использования только спортивными или туристическими целями и невозможностью применения для экономических пассажирских перевозок по разнообразным маршрутам;- limited possibilities of using only for sports or tourism purposes and the impossibility of using for economic passenger transportation on various routes;

- предельная сложность механизма и самого процесса ручного управления пилотом из кабины педалями курсового угла, штурвалом элеронов и рулем высоты экраноплана при одновременном дистанционном управлении режимами двигателя мотоустановки;- the extreme complexity of the mechanism and the process of manual control by the pilot from the cockpit with the course angle pedals, the aileron rudder and the ekranoplan elevator with simultaneous remote control of the motor unit engine modes;

- значительные энергозатраты.- significant energy consumption.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является пассажирский экраноплан, содержащий корпус с кабиной, крыло малого удлинения, хвостовое вертикальное двухкилевое оперение с установленным на килях стабилизатором с шарнирно закрепленным рулем высоты, а также автономную буксировочную мотоустановку, несущую двигатель экраноплана и соединенную с помощью горизонтальных осевых цилиндрических шарниров и телескопических амортизаторов двумя параллельными боковыми буксировочными штангами. В кабине размещен силовой электромагнит для управления рулем высоты. Буксировочная мотоустановка выполнена в виде легкой тележки с линейным асинхронным тяговым двигателем, размещенной по навесному типу с возможностью относительного перемещения на установленном монорельсе. Цилиндрические шарниры подвижного крепления буксировочных штанг к корпусам экраноплана и тележки снабжены электромагнитными сцепными муфтами, обеспечивающими жесткую относительную фиксацию экраноплана и тележки в заданных режимах движения. При этом электромагнит управления рулем высоты через систему проводки, установленную вдоль штанг, и сцепные муфты электрически подключены к источнику питания статора тягового двигателя на тележке и снабжены бесконтактными датчиками переключения режимов движения. [RU 2624231, B60V 1/08, B60V 3/04, В61В 13/08, опубл. 03.07.2017 г.]The closest in technical essence and the achieved effect is a passenger ekranoplan containing a hull with a cabin, a low aspect ratio wing, a vertical two-fin tail unit with a stabilizer mounted on the keels with a hinged elevator, as well as an autonomous towing motor unit carrying the ekranoplan engine and connected by horizontal axial cylindrical joints and telescopic shock absorbers by two parallel side towing rods. A power electromagnet is placed in the cockpit to control the elevator. The towing motor unit is made in the form of a light trolley with a linear asynchronous traction motor, placed as a hinged type with the possibility of relative movement on an installed monorail. The cylindrical hinges of the movable attachment of the towing rods to the bodies of the ekranoplan and the bogie are equipped with electromagnetic coupling couplings, which provide a rigid relative fixation of the ekranoplan and the bogie in the specified motion modes. In this case, the elevator control electromagnet through the wiring system installed along the rods, and the clutches are electrically connected to the power source of the stator of the traction motor on the bogie and are equipped with contactless sensors for switching the driving modes. [RU 2624231, B60V 1/08, B60V 3/04, B61B 13/08, publ. 03.07.2017]

Недостатками ближайшего аналога являются повышенная опасность, связанная с возможностью попадания в ротор находящихся на земле посторонних предметов, а также опасность, связанная с недостаточной стабилизацией полета в горизонтальной и вертикальных плоскостях.The disadvantages of the closest analogue are the increased danger associated with the possibility of foreign objects on the ground falling into the rotor, as well as the danger associated with insufficient stabilization of the flight in the horizontal and vertical planes.

Техническими проблемами предлагаемой полезной модели являются создание пассажирского транспортного средства, исключающего недостатки ближайшего аналога.The technical problems of the proposed utility model are the creation of a passenger vehicle that eliminates the disadvantages of the closest analogue.

Техническими результатами предлагаемого решения являются улучшение эксплуатационных характеристик, а именно: стабилизации экраноплана относительно оси движения и торможения, предотвращение возможности попадания в ротор посторонних предметов, находящихся на земле, повышение безопасности использования, расширение арсенала средств, реализующих свое назначение в виде пассажирского экраноплана.The technical results of the proposed solution are the improvement of operational characteristics, namely: stabilization of the ekranoplan relative to the axis of motion and braking, prevention of the possibility of foreign objects on the ground getting into the rotor, increasing the safety of use, expanding the arsenal of means that realize their purpose in the form of a passenger ekranoplan.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в пассажирском экраноплане, содержащем корпус с кабиной, крылья, хвостовое вертикальное оперение, установленные рули высоты, при этом корпус с кабиной имеет автономную буксировочную установку, несущую двигатель экраноплана и соединенную с последним буксировочными штангами, при этом в корпусе с кабиной размещены сидения для пассажиров и пилота с панелью управления пассажирским экранопланом, в нижней части крыльев установлены авиационные шасси, а автономная буксировочная установка выполнена в виде легкой тележки с линейным асинхронным тяговым двигателем, согласно заявленному изобретению пассажирский экраноплан оснащен передней автономной буксировочной установкой и задней автономной буксировочной установкой расположенной позади корпуса с кабиной и выполненной с возможностью стабилизации пассажирского экраноплана относительно оси движения и торможения, при этом автономные буксировочные установки являются роторами линейного электродвигателя, а статор расположен над пассажирским экранопланом и закреплен на опорных конструкциях, образующих вместе с последним транспортную эстакаду.The specified technical results are achieved by the fact that in a passenger ekranoplan containing a hull with a cabin, wings, a vertical tail, installed elevators, while the hull with a cabin has an autonomous towing unit that carries the ekranoplan engine and is connected to the latter by towing rods, while in the hull with the cockpit there are seats for passengers and a pilot with a control panel for the passenger ekranoplan, in the lower part of the wings, aircraft chassis are installed, and the autonomous towing unit is made in the form of a light trolley with a linear asynchronous traction motor, according to the claimed invention, the passenger ekranoplane is equipped with a front autonomous towing unit and a rear autonomous a towing unit located behind the hull with a cabin and made with the possibility of stabilizing the passenger ekranoplan relative to the axis of movement and braking, while the autonomous towing units are rotors of a linear electric motor spruce, and the stator is located above the passenger ekranoplan and is fixed on supporting structures, which together with the latter form a transport overpass.

В процессе полета пассажирского экраноплана, за счет неравномерности тяги, встречных потоков воздушных масс появляются отклонения пассажирского экраноплана относительно оси движения. Для исключения этого пассажирский экраноплан оснащен задней автономной буксировочной установкой. Во время движения задняя автономная буксировочная установка переходит в режим подтормаживания, при этом корпус с кабиной пассажирского экраноплана, соединенный с задней автономной буксировочной установкой, возвращается на курс следования. За счет использования в конструкции пассажирского экраноплана задней автономной буксировочной установки возникает «сила натяжения», действующая между передней буксировочной установкой и задней автономной буксировочной установкой. Корпус с кабиной пассажирского экраноплана, находящегося между двумя передней и задней автономными буксировочными установками и связанный с последними спереди и сзади буксировочными штангами, за счет «сил натяжения» будет стремиться к расположению вдоль направления транспортной эстакады и возвращению в заданное по курсу следования положение в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кроме того, задняя буксировочная установка позволяет быстро и безопасно для пассажиров осуществлять торможение вплоть до полной остановки в случае необходимости, что повышает безопасность использования пассажирского экраноплана, в целом, и улучшает его эксплуатационные характеристики; в процессе полета исключаются непроизвольные «рывки» и перемещения относительно оси движения во все плоскостях пространства. За счет расположения статора над пассажирским экранопланом закрепленным на опорных конструкциях и автономных буксировочных установок являющимися роторами линейного электродвигателя, образующих вместе с последним транспортную эстакаду установленную над поверхностью земли максимально исключает попадание посторонних предметов, животных и т.д. по пути следования пассажирского экраноплана, обеспечивая тем самым безопасность эксплуатации экраноплана пассажирского.During the flight of the passenger ekranoplan, due to uneven thrust, oncoming air flows, deviations of the passenger ekranoplan appear relative to the axis of motion. To exclude this, the passenger ekranoplan is equipped with a rear autonomous towing unit. During the movement, the rear autonomous towing unit switches to the braking mode, while the hull with the passenger ekranoplan cabin, connected to the rear autonomous towing unit, returns to the course to follow. Due to the use of the rear autonomous towing unit in the design of the passenger ekranoplan, a “tension force” arises between the front towing unit and the rear autonomous towing unit. The hull with the cabin of the passenger ekranoplan, located between the two front and rear autonomous towing installations and connected with the latter in front and behind the towing rods, due to the "tension forces" will tend to be located along the direction of the transport overpass and return to the position set along the course in the horizontal and vertical planes. In addition, the rear towing unit allows passengers to quickly and safely brake up to a full stop if necessary, which increases the safety of using the passenger ekranoplan, in general, and improves its operational characteristics; during the flight, involuntary "jerks" and movements relative to the axis of motion in all planes of space are excluded. Due to the location of the stator above the passenger ekranoplan fixed on supporting structures and autonomous towing installations, which are rotors of a linear electric motor, which together with the latter form a transport overpass installed above the earth's surface, it maximally excludes the ingress of foreign objects, animals, etc. along the route of the passenger ekranoplan, thereby ensuring the safety of operation of the passenger ekranoplan.

Пассажирский экраноплан иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 представлен, пассажирский экраноплан, общий вид, на фигуре 2 - буксировочная штанга, на фигуре 3 - устройство двигателя пассажирского экраноплана в разрезе, на фигуре 4 - устройство помещения для посадки и высадки пассажиров, на фигуре 5 - вид в разрезе устройство помещения для посадки и высадки пассажиров, на фигуре 6 - внутреннее устройство салона.The passenger ekranoplan is illustrated by the drawings, where figure 1 shows a passenger ekranoplan, general view, figure 2 - a towing bar, figure 3 - a sectional view of the passenger ekranoplan engine device, figure 4 - a room for boarding and disembarking passengers, figure 5 is a sectional view of the arrangement of the room for embarking and disembarking passengers, in figure 6 - the internal arrangement of the cabin.

Пассажирский экраноплан содержит корпус с кабиной 1 (фиг. 1). К корпусу с кабиной 1 справа и слева закреплены крылья 2. Корпус с кабиной 1 в задней части снабжен хвостовым вертикальным оперением 3. На крыльях 2 установлены рули высоты 4. Корпус с кабиной 1 в задней и передней частях имеет шарнирное соединение 5 с двумя парами буксировочных штанг 6. Другими концами буксировочные штанги 6 в передней части соединены с передней автономной буксировочной установкой 7, а в задней части соединены с задней автономной буксировочной установкой 8. Буксировочные штанги 6 в средней своей части имеют встроенные телескопические амортизаторы 9 (фиг. 1, 2). Буксировочные тяги изготовлены из полой трубы, внутри которой установлены кабели 10 (фиг. 2). для управления движением от бортового компьютера (на фигуре не показано), установленного на панели управления 11 (фиг. 6) пассажирского экраноплана. В корпусе с кабиной 1 (фиг. 1) размещены сидения 12 (фиг. 6) для пассажиров и пилота. В нижней части крыльев 2 (фиг. 1) установлены авиационные шасси 13 (фиг. 1). Пассажирский экраноплан имеет трап 14, соединенный с корпусом с кабиной 1 для подъема пассажиров на борт. Передняя 7 и задняя 8 автономные буксировочные установки выполнены в виде легких тележек с линейным асинхронным тяговым двигателем. Автономные буксировочные установки 7, 8 (фиг. 1) являются роторами 15 (фиг. 3) линейного асинхронного электродвигателя, при этом статор 16 расположен над пассажирским экранопланом и закреплен к опорным конструкциям (на фигуре не показано), образующим вместе с последним транспортную эстакаду 17 (фиг. 4, 5), накрытую кожухом 18 куполообразного поперечного сечения. Ротор 15 (фиг. 3) с торцов имеет вмонтированные роликовые опоры 19, выполненные с возможностью приема на себя в случае отключения электрической энергии веса буксировочных установок 7, 8 и компенсации возможных боковых смещений. Передняя автономная буксировочная установка 7 (фиг. 4) является тяговой и обеспечивает движение пассажирского экраноплана вперед до подъема с взлетной поверхности в режиме экранного режима. Задняя буксировочная установка 8 предназначена для стабилизации пассажирского экраноплана относительно оси движения во время движения и безопасного, в случае необходимости, быстрого торможения при снижении с высоты экранного полета. Кожух транспортной эстакады 18 может быть оснащен солнечными батареями 20 для обеспечения электрической энергией, например, для освещения мест для посадки пассажиров.The passenger ekranoplan contains a body with a cabin 1 (Fig. 1). Wings 2 are fixed to the hull with cockpit 1 on the right and left. The hull with cockpit 1 in the rear part is equipped with a vertical tail 3. Elevators are installed on the wings 2. rods 6. The other ends of the towing rods 6 in the front part are connected to the front autonomous towing unit 7, and in the rear part they are connected to the rear autonomous towing unit 8. The towing rods 6 in their middle part have built-in telescopic shock absorbers 9 (Figs. 1, 2) ... The towing rods are made of a hollow tube, inside which cables 10 are installed (Fig. 2). to control the movement from the on-board computer (not shown in the figure) installed on the control panel 11 (Fig. 6) of the passenger ekranoplan. In the body with the cockpit 1 (Fig. 1) there are seats 12 (Fig. 6) for passengers and the pilot. In the lower part of the wings 2 (Fig. 1), aircraft landing gear 13 (Fig. 1) are installed. The passenger ekranoplan has a ladder 14 connected to the hull with the cabin 1 for lifting passengers on board. Front 7 and rear 8 autonomous towing units are made in the form of light bogies with a linear asynchronous traction motor. Autonomous towing installations 7, 8 (Fig. 1) are rotors 15 (Fig. 3) of a linear asynchronous electric motor, while the stator 16 is located above the passenger ekranoplan and is fixed to the support structures (not shown in the figure), which together with the latter form a transport overpass 17 (Fig. 4, 5), covered with a casing 18 of a domed cross-section. The rotor 15 (Fig. 3) from the ends has mounted roller bearings 19, made with the possibility of receiving the weight of the towing units 7, 8 in the event of a power outage and compensating for possible lateral displacements. Front autonomous towing unit 7 (Fig. 4) is traction and provides the movement of the passenger ekranoplan forward before lifting from the takeoff surface in the screen mode. The rear towing unit 8 is designed to stabilize the passenger ekranoplan relative to the axis of movement during movement and safe, if necessary, quick braking when descending from the altitude of the ground plane. The cover of the transport overpass 18 can be equipped with solar panels 20 to provide electrical energy, for example, to illuminate passenger pick-up areas.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. В состоянии покоя пассажирский экраноплан стоит на гладкой поверхности взлетной полосы. При поступлении сигнала с панели управления 11 на начало движения начинается разгон передней автономной буксировочной установки 7 вместе с корпусом с кабиной 1 по горизонтальной поверхности взлетной поверхности. При этом задняя автономная буксировочная установка 8 включается, в случае необходимости, в обратном режиме в противоположную сторону относительно движения передней автономной буксировочной установки 7, двигаясь за корпусом с кабиной 1, обеспечивая стабилизацию корпуса с кабиной 1 пассажирского экраноплана относительно оси движения во всех плоскостях. При достижении пассажирским экранопланом взлетной скорости с панели управления 11 поступает сигнал на рули высоты 4, которые, в свою очередь, принимают необходимый угол, контролируемый бортовым компьютером для подъема пассажирского экраноплана со взлетной поверхности и обеспечивают ему плавный подъем с достижением высоты, оптимальной для реализации пассажирским экранопланом экранного режима полета.The proposed device operates as follows. At rest, the passenger ekranoplan stands on the smooth surface of the runway. When a signal from the control panel 11 arrives at the start of the movement, the front autonomous towing unit 7 begins to accelerate along with the hull with the cabin 1 along the horizontal surface of the take-off surface. In this case, the rear autonomous towing unit 8 is switched on, if necessary, in reverse mode in the opposite direction relative to the movement of the front autonomous towing unit 7, moving behind the hull with the cabin 1, ensuring the stabilization of the hull with the cabin 1 of the passenger ekranoplan relative to the axis of motion in all planes. When the passenger ekranoplan reaches the takeoff speed from the control panel 11, a signal is sent to the elevators 4, which, in turn, take the required angle controlled by the on-board computer for lifting the passenger ekranoplan from the takeoff surface and provide it with a smooth ascent with an optimal height for the passenger ekranoplan screen flight mode.

При необходимости остановки процесс управления автоматически происходит в следующем режиме. Сигнал с панели управления 11 поступает на переднюю автономную буксировочную установку 7 и заднюю автономную буксировочную установку 8 о начале торможения, скорость движения пассажирского экраноплана уменьшается, рули высоты 4, контролируемые бортовым компьютером, переходят в режим посадки, изменяя угол на необходимый, при этом задняя автономная буксировочная установка 8, работая в обратном режиме противоположном, относительно движения передней автономной буксировочной установки 7, стабилизирует возможные смещения по оси движения во время торможения до снижения высоты и плавного опускания пассажирского экраноплана до касания авиационными шасси 13 поверхности и далее полной остановки.If it is necessary to stop, the control process automatically proceeds in the following mode. The signal from the control panel 11 goes to the front autonomous towing unit 7 and the rear autonomous towing unit 8 about the start of braking, the speed of the passenger ekranoplan decreases, the elevators 4, controlled by the on-board computer, switch to the landing mode, changing the angle to the required one, while the rear autonomous the towing unit 8, working in the opposite mode opposite to the movement of the front autonomous towing unit 7, stabilizes possible displacements along the axis of movement during braking until the height and smooth lowering of the passenger ekranoplan until the aircraft landing gear 13 touches the surface and then comes to a complete stop.

Особенности конструкции крепления корпуса с кабиной 1 и автономных буксировочных установок 7, 8 позволяют регулировать высоту полета, а при их сближении и опускать пассажирский экраноплан на поверхность для погрузки, выгрузки пассажиров. Буксировочные штанги 6, в средней своей части имеющие встроенные телескопические амортизаторы 9, дополнительно компенсируют возможные рывки при подъеме и опускании пассажирского экраноплана.The design features of the hull attachment with the cabin 1 and autonomous towing units 7, 8 allow you to adjust the flight height, and when they approach, lower the passenger ekranoplan to the surface for loading and unloading passengers. Towing rods 6, in their middle part having built-in telescopic shock absorbers 9, additionally compensate for possible jerks when raising and lowering the passenger ekranoplan.

Claims

Passenger ekranoplan containing a hull with a cockpit, wings, a vertical tail, installed elevators, while the hull with a cockpit has an autonomous towing unit that carries an ekranoplan engine and is connected to the latter by towing rods, while the hull with a cockpit contains seats for passengers and a pilot with a control panel for the passenger ekranoplan, aircraft chassis are installed in the lower part of the wings, and the autonomous towing unit is made in the form of a light trolley with a linear asynchronous traction motor, characterized in that the passenger ekranoplan is equipped with a front autonomous towing unit and a rear autonomous towing unit located behind the hull with a cabin and made with the possibility of stabilizing the passenger ekranoplan relative to the axis of movement and braking, while the autonomous towing units are the rotors of the linear electric motor, and the stator is located above the passenger ekranoplan and secured en on the supporting structures, which together with the latter form a transport overpass.