Стенд для дослідження моделі гнучкого огородження судна на повітряній подушці

1. Стенд для дослідження моделі гнучкого огородження судна на повітряній подушці, що містить повітряну камеру та нагнітач повітря, з'єднаний повітропроводом з верхнім ярусом повітряної камери, відділеної від нижнього ярусу повітряної камери моделлю гнучкого огородження, виконаною з гумотканинного полотна, вигнутого по дугах окружностей змінного радіуса, причому нижній ярус повітряної камери оснащений днищем з наскрізними отворами та обидва яруси об'єднані рамним каркасом із прозорими суцільними стінками по периметру, при цьому верхній ярус оснащений стелею у вигляді горизонтальної перегородки, причому верхня ділянка моделі гнучкого огородження, утворена дугою окружності меншого радіуса, закріплена кромкою до стелі повітряної камери, а нижня ділянка моделі гнучкого огородження, що утворена дугою окружності з більшим радіусом кривизни, закріплена на платформі, що розділяє U 2 (19) 1 3 36736 Найбільш близьким до запропонованого пристрою по істотних ознаках і позитивному ефекту, що вона досягає, є пристрій дослідження моделей гнучких огороджень суден, що складається із двох'яр усного прозорого відсіку, у вер хньому ярусі якого встановлюється модель гнучкого огородження у ви гляді вигнутого по дугах окружностей змінного радіуса гумовотканинного полотна, у яку подається повітря від вентилятора, а нижній ярус слугує повітряною подушкою моделі гнучкого огородження, при цьому днище нижнього ярусу слугує твердим екраном і здатне повертатися на горизонтальній осі, збільшуючи або зменшуючи вихід повітря з повітряної подушки моделі гнучкого огородження, причому для плавного регулювання перепаду тисків повітря в моделі ресивера судна на повітряній подушці й повітряній подушці моделі гнучкого огородження виконані два отвори із установленими у них заслінками, а прямокутний твердий екран підвішений у чотирьох точках на гнучких в'язях у районах кутів прямокутника через блоки назовні пристрою й закінчуються площадками для установки вантажів різної маси, при цьому передня стінка, до якої кріпиться кромка моделі гнучкого огородження, рухлива, що дозволяє змінювати відстань між лініями кріплення оболонки моделі гнучкого ресивера судна на повітряній подушці [див. Liang Yun, Alan Bliault. Theory and design of air cushion craft. - London, Yun and A. Bliault, 2000. p.57]. Однак ця установка позбавлена жорсткого ресивера й можливості вільного переміщення моделі гнучкого огородження над твердим екраном, отже вона не здатна адекватно моделювати процес створення повітряної подушки під судном. Крім того, утр уднені автоматизований збір й обробка інформації від датчиків рідинних манометрів, і в такий спосіб важко застосувати обчислювальну техніку для автоматизованого аналізу інформації. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення стенда для дослідження моделі гнучкого огородження, у конструкцію якого введені рухливі елементи повітропроводу, що дозволяє моделювати процес підйому судна на повітряну подушку, найбільш наближений до реальних умов. Поставлена задача вирішується тим, що стенд для дослідження моделі гнучкого огородження містить повітряну камеру й нагнітач повітря, з'єднаний повітропроводом з верхнім ярусом повітряної камери, відділеної від нижнього ярусу повітряної камери моделлю гнучкого огородження, виконаною з гумотканинного полотна, що вигнуто по дугах окружностей змінного радіуса, причому нижній ярус повітряної камери обладнаний днищем з отворами для відводу повітря з повітряної камери та обидва яруси об'єднані рамним каркасом із прозорими суцільними стінками по периметру, а вер хній ярус обладнано стелею у вигляді горизонтальної перегородки, причому верхня ділянка моделі гнучкого огородження, утворена дугою окружності меншого радіуса, що закріплена кромкою до стелі повітряної камери, та нижня ділянка моделі гнучкого огородження, утворена дугою окружності з більшим радіусом кривизни, яка закріплена на платформі, що розділяє верхній і нижній яруси повітряної камери, причому у верх 4 ньому й нижньому ярусах повітряної камери розміщені датчики тиску повітря й модель гнучкого огородження в нижній частині постачена знімними елементами у вигляді жолобів, що відкриті вирізами убік нижнього ярусу повітряної камери, при цьому у полотні моделі гнучкого огородження виконані наскрізні отвори в ділянці знімних елементів, відповідно до пропозиції нагнітач повітря з повітропроводом, розташовано на стелі верхнього яруса, що виконана рухливою і встановлена у напрямних стійках рамного каркаса повітряної камери, при цьому повітропровід через регулятор витрати повітря зв'язаний із жорстким ресивером, виконаним у вигляді роздвоєного коліна труби, один вільний кінець якої спрямований убік моделі гнучкого огородження, а інший вільний кінець - в сторону днища повітряної камери, причому жорсткий ресивер на виході обладнаний напрямною заслінкою й шарнірно з'єднаний з нижньою кромкою моделі гнучкого огородження, а верхня кромка моделі гнучкого огородження шарнірно закріплена з можливістю регулювання положення місця кріплення. Поставлена задача також вирішується тим, що датчики тиску повітря зв'язані із блоком керування й реєстрації даних, що разом з відеокамерою, установленою зовні рамного каркаса, підключені до ЕОМ. Позитивний ефект досягається тим, що подача повітря під тиском від нагнітача повітря здійснюється у жорсткий ресивер, через рухливу ділянку повітропроводу, установлену на стелі вер хнього ярусу повітряної камери, що має можливість переміщатися у вертикальному напрямку. Це відбувається в результаті того, що існує можливість реалізації в буквальному значенні моделювання процесу утворення повітряної подушки у гнучкому огородженні. У порівнянні із найближчим аналогом, стенд, що заявляється, для дослідження моделі гнучкого огородження дозволяє піднімати над днищем повітряної камери, яка моделює поверхню суши, модель судна на повітряній подушці, що представляє собою рухливі: нагнітач повітря з повітропроводом, стелю верхнього ярусу повітряної камери й модель гнучкого огородження. Закріплення до рухливої стелі верхнього ярусу повітряної камери за допомогою шарнірних кріплень моделі гнучкого огородження забезпечує плавний вигин полотна моделі гнучкого огородження при зміні перепаду тисків у моделях гнучкого огородження суден на повітряній подушці (моделі гнучкого ресивера судна на повітряній подушці), адекватне моделюванню маси судна на повітряній подушці й більш достовірне моделювання процесу утворення повітряної подушки під судном. Подача повітря під тиском через вільний кінець роздвоєного коліна труби у бік днища повітряної камери моделює основний етап процесу підйому судна на повітряній подушці у результаті нагнітання повітря під тиском безпосередньо під його днище. Вирішується також задача вдосконалення стенда для дослідження моделі гнучкого огородження суден на повітряній подушці, у якому зовні рамного каркаса встановлено відеокамеру, причому відеокамера й датчики тиску повітря, зв'язані із блоком 5 36736 керування й реєстрації даних, підключені до ЕОМ з можливістю автоматизованого збору й аналізу інформації про тиски повітря усередині моделі гнучкого огородження і його форми. У порівнянні із найближчим аналогом стенд, що заявляється, для дослідження моделі гнучкого огородження дозволяє застосувати обчислювальну техніку для автоматизованого збору й аналізу інформації й за рахунок цього розширити його технологічні можливості, що дозволяють оперативно й вірогідно вивчати процес створення й підтримки повітряної подушки під судном. Сутність корисної моделі пояснюється малюнками: Фіг.1 показано схему стенда для дослідження моделі гнучкого огородження (вид збоку); Фіг.2 показаний вид за розрізом А-А. Стенд для дослідження моделі гнучкого огородження суден на повітряній подушці, що містить повітряну камеру й нагнітач повітря 1, наприклад відцентровий, з'єднаний повітропроводом 2 з верхнім ярусом 3 повітряної камери, відділеної від нижнього ярусу 4 повітряної камери моделлю гнучкого огородження 5, виконаною з гумовотканинного полотна, вигнутого по дугах окружностей змінного радіуса, причому нижній ярус 4 повітряної камери обладнаний днищем 6 з наскрізними отворами 7 й обидва яруси об'єднані рамним каркасом 8 із прозорими суцільними стінками по периметру. Верхній ярус 3 обладнаний стелею 9 у вигляді горизонтальної перегородки, причому верхня ділянка 10 моделі гнучкого огородження 5, утворена дугою окружності меншого радіуса, що закріплена кромкою до рухливої стелі 9 повітряної камери, а нижня ділянка 11 моделі гнучкого огородження 5, що утворена дугою окружності з більшим радіусом кривизни, закріплена на платформі 12, що розділяє верхній 3 і нижній 4 яруси повітряної камери. У верхньому 3 і нижньому 4 ярусах повітряної камери розміщені датчики тиску повітря 13 й 14. Модель гнучкого огородження 5 у нижній частині обладнана знімними елементами 15 у вигляді жолобів, що відкриті вирізами 16 убік нижнього ярусу 3 повітряної камери, і днища 6. У полотні моделі гнучкого огородження 5 виконані наскрізні отвори 17 у районі знімних елементів 15, а нагнітач повітря 1 і повітропровід 2 розташовано на стелі 9 верхнього ярусу 3, розміщеною у напрямних стійках 18 рамного каркаса 8 повітряної камери. Повітропровід 2 через регулятор витрати повітря 19 зв'язаний із жорстким ресивером 20, виконаним у вигляді роздвоєного коліна труби, один вільний кінець 21 якої спрямований у модель гнучкого огородження 5. а інший вільний кінець 22у бік днища 6 повітряної камери. Жорсткий ресивер 20 на виході постачений напрямною заслінкою 23, а верхня кромка моделі гнучкого огородження 5 шарнірним кріпленням 24 приєднана до низу стелі 9 верхнього ярусу 3 повітряної камери з можливістю регулювання положення місця кріплення, а нижня кромка моделі гнучкого огородження 5 шарнірним кріпленням 25 приєднана до нижньої частини жорсткого ресивера 20. Стенд для дослідження моделі гнучкого огородження суден на повітряній подушці обладнаний 6 зовні рамного каркаса 8 відеокамерою 26, причому відеокамера 26 і датчики тиску повітря 13, 14 зв'язані із блоком керування й реєстрації даних 27, підключеними до ЕОМ 28. Стенд працює в такий спосіб. Нагнітач повітря 1 через повітропровід 2, регулятор витрати повітря 19, жорсткий ресивер 20 у вигляді роздвоєного коліна труби й напрямну заслінку 23 подає стиснене повітря в порожнину верхнього ярусу 3 повітряної камери, обмежену моделлю гнучкого огородження 5, виконаною з гумотканинного полотна, прозорими суцільними стінками й стелею 9 у вигляді рухли вої горизонтальної перегородки, розташованої в рамному каркасі 8. Причому повітря під тиском подається одночасно через вільний кінець 21 у модель гнучкого огородження 5 та інший вільний кінець 22-у днище 6 повітряної камери. Зростання тиску повітря в порожнині верхнього ярусу 3 повітряної камери приводить до зміни форми моделі гнучкого огородження 5, що вигинається по дугах змінного радіуса. При цьому повітря під тиском, яке подається через вільний кінець 22 у повітряну камеру, підіймає стелю 9. Таким чином створюється адекватна модель повітряної подушки судна. Верхня ділянка 10 моделі гнучкого огородження 5, що закріплена кромкою до стелі 9 за допомогою шарнірного кріплення 23, вигинається по дузі окружності меншого радіуса, а нижня ділянка 11 моделі гнучкого огородження 5, що закріплена за допомогою шарнірного кріплення 25 на платформі 12, яка розділяє верхній 3 і нижній 4 яруси повітряної камери, вигинається по дузі окружності з більшим радіусом кривизни. При цьому стиснене повітря через наскрізні отвори 17 у моделі гнучкого огородження 5 потрапляє у порожнину знімних елементів 15, що виконані у вигляді жолобів, і через їхні вирізи 16 переходить у нижній ярус 4 повітряної камери, порожнина якої обмежена прозорими суцільними стінками, що розташовані в рамному каркасі 8 по периметру, днищем 6, платформою 12 і нижньою ділянкою 11 моделі гнучкого огородження 5. Тиск у порожнині нижнього ярусу 4 підвищується й утворюється повітряна подушка, що піднімає над днищем 6 модель судна на повітряній подушці, яка представляє собою комплекс з'єднаних між собою моделі гнучкого огородження 5, твердого ресивера 20, платформи 12, регулятора витрати повітря 19, заслінки 21, повітропроводу 2, нагнітача повітря 1 і стелі 9, що ковзає під впливом тиску повітря по напрямних стійках 18, перешкоджаючи виходу стисненого повітря нагору. При цьому стиснене повітря після підйому моделі судна на повітряній подушці через наскрізні отвори 7 у дни щі 6 ви ходить назовні. Датчики 13 й 14 вимірюють тиск повітря у верхньому 3 і нижньому 4 ярусах повітряної камери з боку повітряної подушки. При цьому електричні сигнали від датчиків тиску повітря 13 й 14 подаються по електричним проводам у блок керування 27 і реєстрації даних. За допомогою відеокамери 26 фіксується зміна форми моделі гнучкого огородження 5 одночасно з реєстрацією тиску в порожнинах верхнього 3 і нижнього 4 ярусів повітряної камери. Дані від датчиків тиску повітря 13, 14 і відеокамери 26 надходять 7 36736 до ЕОМ 28, де вони фіксуються й аналізуються. Регулятором витрати повітря 19 зменшують або збільшують подачу стисненого повітря з нагнітача повітря 1 через повітропровід 17 у жорсткий ресивер 20. Напрямна заслінка 23 слугує для зміни напрямку стисненого потоку у вн утрішній порожнині моделі гнучкого огородження 5 для визначен Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 8 ня оптимального напрямку подачі повітряного потоку в моделі гнучкого огородження 5 судна на повітряній подушці. У порівнянні із найближчим аналогом ефект наближення до реального досягається за рахунок того, що в конструкцію уведені рухливі елементи повітропроводу, рухлива стеля й ЕОМ. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601