DE3121885C2 - Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeugs enthält erfindungsgemäß einen Ringaufsatz (1), in dessen Eintrittsteil ein Axialgebläse angeordnet ist, während am Austritt aus dem Ringaufsatz (1) eine Schubdüse (4) angebracht ist. Die Schubdüse (4) ist mit einer Umkehr- und Steuervorrichtung (5) mit unabhängig verstellbaren Steuerschaufeln und Umkehrschaufeln (8) ausgestattet, die in den Wänden der Schubdüse (4) hinter dem Axialgebläse angeordnet sind. Die Seitenwände der Umkehr- und Steuervorrichtung (5) sind als eine mehrflächige gitterartige Oberfläche ausgebildet, die von in jeder einzelnen Fläche fest angebrachten Gittern (7) der Umkehrschaufeln (8) mit bogenförmigem Profil gebildet ist, wobei die Steuerschaufeln den Austrittsquerschnitt der Schubdüse (4) beim Schubumkehrvorgang absperren und einen stumpfen Winkel ( γ) miteinander bilden, dessen Spitze dem Axialgebläse zugewandt ist. Die Erfindung kann bei Luftkissenfahrzeugen, selbstfahrenden Transportplattformen und -apparaten verwendet werden, bei denen die Fortbewegung durch einen vom ausgestoßenen Luftstrahl erzeugten Schub zustande kommt.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeugs, enthaltend einen Ringaufsatz, ein Axialgebläse, das sich im Eintrittskanal des Ringaufsatzes befindet, eine Schubdüse, die am Austritt des Ringaufsatzes angebracht ist, und eine Umkehr- und Steuervorrichtung der Schubdüse, die verstellbare Klappen zum Absperren der Schubdüse und seitliche Umkehrschaufeln aufweist, durch die die Luft bei der Schubumkehr austritt.

Aus der DE-OS 30 33 884 ist eine Vortriebsanlage dieser Art bekannt, die zur Erzielung eines Umkehrschubes Klappen aufweist, die die Luft durch Umkehrschaufeln nach außen auslassen, wodurch ein Umkehrschub entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hub- und Vortriebsanlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie es ermöglicht, die Lenkung des Luftkissenfahrzeugs zu vereinfachen und ihre axialen Abmessungen zu verringern.

Dies wird bei einer Hub- und Vortriebsanlage der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Umkehrschaufeln im Querschnitt bogenförmig ausgebildet und in Gittern polygonartig die Schubdüse umgebend angeordnet sind und die den Aus- es trittsquerschnitt der Schubdüse beim Schubumkehrvorgang absperrenden Klappen als getrennt betätigbare Steuerschaufeln ausgebildet sind, die in Absperrstellung in an sich bekannter Weise einen stumpfen Winkel (y) miteinander bilden, dessen Sptize dem Axalgebläse zugewandt ist.

Aus der GB-PS 13 06 687 ist es bekannt bei einer Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeugs als Umkehrschaufeln eine Vielzahl von Klappen vorzusehen, die in Verlängerung der Wand der Düse angeordnet sind, V-förmig auszuklappen, um den Randstrahl um etwa 90° umzulenken.

Aus der DD-PS 28 417 ist die Anordnung der Steuerklappen in der Schubumkehrsteliung in einem stumpfen Winkel zur Düsenachse an sich bekannt.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Vcrtikalschnitts einer e^rfindungsgemäßen Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeugs;

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 von Fig. 1;

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie 11I-III von Fig. 1;

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von F i g. 1, jedoch mit mehreren Steuerschaufeln;

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Vertikalschnitts der Vortriebsanlage mit einer Umkehr- und Steuervorrichtung.

Die Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeugs enthält einen Ringaufsatz 1 (Fig. 1), in dessen Eintrittsteil ein Axialgebläse mit einem Laufrad 2 angeordnet ist, das von einem Antriebssystem 3 angetrieben wird. Im Austrittsteil des Ringaufsatzes 1 befindet sich eine Schubdüse 4, die mit einer Umkehr- und Steuervorrichtung 5 ausgestattet ist, in deren Innerem unabhängig verstellbare vertikale Steuerschaufeln 6 (Fig.2, 3) angebracht sind, während die Seitenwände der Umkehr- und Steuervorrichtung 5 von Gittern 7 aus Umkehrschaufeln 8 mit bogenförmigem Profil gebildet sind, die zwischen planparallelen Wänden 9 und 10(Fig. 3) feststehend angeordnet und über Platten 11 miteinander zusammengefügt sind, so daß eine polygonale gitterartige Oberfläche der Seitenwände entsteht, durch welche Luft beim Umkehrvorgang austritt. Hierbei läßt sich die Zahl der einzelnen Flächen bei einer Seitenwand mit aus Umkehrschaufeln 8 bestehenden Gittern 7 je nach dem Durchmesser D des Abstandes zwischen den Gittern 7 wählen, ausgehend von einer bestimmten baulichen Länge A der Umkehrschaufeln 8.

Die planparallelen Wände 9 und 10 gestatten, die Abdichtung der Stirnflächen der Steuerschaufeln 6 bei deren Verstellung in der Lage A »geschlossen« zu gewährleisten (F ig. 2).

Diese konstruktive Durchführung der Wände der Umkehr- und Steuervorrichtung gestattet, fast die gesamte Seitenfläche zum Austritt des Luftstroms beim Umkehrvorgang zu nutzen, wodurch der Umkehrschub zunimmt und die axiale Länge der Umkehr- und Steuervorrichtung verringert werden kann. Außerdem ist es in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhaft, ein einziges Gitter 7 (F i g. 3) zu verwenden, das sich aus einfachen, größenmäßig relativ kleinen Umkehrschaufeln 8 zusammensetzt, die eine Länge A und ein bogenförmiges Profil in seinem Querschnitt aufweisen. Diese Lösung ermöglicht, die Typenmaßreihe der Umkehr- und Steuervorrichtungen mit gleichen Gittern 7 zu komplettieren, die sich durch andere Durchmesser Dunterscheiden. In die-

sem Fall genügt es, in den Seitenwänden der Umkehr- und Steuervorrichtungen die jeweils erforde^r!iche Zahl einzelner Flächen vorzusehen.

Zur Gewährleistung der Umlenkung des Luftstroms beim Umkehrvorgang unter minimalen serodynamisehen Verlusten ist jede Umkehrschaufel 8 mit bogenförmigen Profil in der optimalen Ausführungsform mit ihrer Eintrittskante !2 (F i g. 2, 3) den Schaufeln 6 zugewandt und liegt in einer Ebene 13 (F i g. 2), die zu einer Längsachse 14 des Gebläses senkrecht ist

Dadurch srjrd stoßfreier Eintritt des Luftätroms in die Schaufeln 8 beim Umkehrvorgang gewährleistet

Die Austrittskanten 15 der Umkehrschaufeln 8 sind unter einem spitzen Winkel λ zu einer Außenfläche 16 des Ringaufsatzes 1 geneigt und gegen den Eintrittsteil desselben gerichtet, wodurch die Luft beim Umkehrvorgang, nachdem sie das Gitter 7 passiert hat, in Richtung der Austrittskanten 15 strömt wobei umgekehrter Schub erzeugt wird. Die Steuerschaufeln 6 bilden in der Stellung A »geschlossen« beim Absperren d^s Austrittsquerschnitts der Schubdüse 4 und bei Schubumkehr einen stumpfen Winkel / miteinander. Dabei ist die Spitze

7 des von den Steuerschaufeln 6 gebildeten Winkels γ dem Laufrad 2 des Axialgebläses zugewandt. Dies schafft günstige Bedingungen beim Anströmen des Luftstroms an die Steuerschaufeln 6 beim Umlenken des umzukehrenden Luftstroms in Richtung der Umkehrschaufeln 8 mit bogenförmigem Profil.

Statt der Steuerschaufeln 6 können auch mehrere unabhängig verstellbare Schaufeln 18 (F i g. 4) vorgesehen sein mit gegenüber den Steuerschaufeln 6 (Fi g. 2) verminderter Breite, die beim Absperren des Austrittsquerschnitts (F i g. 4) der Schubdüse 4 in der Stellung A »geschlossen« eine Leitfläche 19 zum Austritt des Luftstroms beim Umkehren des Schubs bilden.

Die Arbeitsweise der Hub- und Vortriebsanlage für ein Luftkissenfahrzeug mit Umkehr- und Steuervorrichtung besteht in folgendem.

Das Antriebssystem 3 (F i g. 1) versetzt das Laufrad 2 des Axialgebläses in Drehung, wodurch die Luft in den Ringaufsatz 1 angesaugt wird und in einer Richtung 20 (Fig. 1, 2) zu einer Schubdüse 4 strömt, vorbei an den Steuerschaufeln 6, die in der Stellung B »geöffnet« (F i g. 2) gedreht sind, aus der Schubdüse 4 in Richtung der Längsachse 14 nach außen austritt und einen Schub erzeugt, der das Fortbewegen des Luftkissenfahrzeugs gewährleistet.

Wird es notwendig, einen Umkehrschub zu erzeugen, so werden die Steuerschaufeln 6 bzw. Schaufeln 18 in die Stellung .4 »geschlossen« (Fig.2 und 4) gedreht. Hierbei gelangt die Luft an die Schubdüse 4 in Pfeilrichtung 20 und strömt dann entlang der Leitfläche 19 in Pfeilrichtung 21, passiert das aus den Umkehrschaufeln

8 mit bogenförmigen Profil bestehende Gitter /, wird in diesem in Richtung des Eintritteiis des Ringaafsatzes umgelenkt, tritt in Pfeilrichtung 22 nach außen und erzeugt einen Umkehrschub, der die Rückwärtsfahrt des Luftkissenfahrzeugs ermöglicht.

Wird es notwendig, mit dem Luftkissenfahrzeug zu zu lenken, so wird eine der Steuerschaufeln 6 (Fig.2) in eine Zwischenlage zwischen den Lagen A und B verstellt, so daß der Luftstrom in einer Richtung 23 nach jeder Seite abgelenkt austritt, nach der das Fahrzeug zu wenden ist, wobei die Steuerschaufel 6 auf der zur Achse 14 entgegengesetzten Seite in der Stellung B »geöffnet« verbleibt und der Luftstrom ohne Ablenkung in Pfeilrichtung 24 strömt. Diese Lage der Steuerschaufeln 6 erzeust ein Moment reaktiver Kräfte bei Wechselwirkung der in den Pfeilrichtungen 23 u/id 24 austretenden Ströme, und das Fahrzeug wird Hierdurch gelenkt

Jedoch werden in manchen Fällen, insbesondere bei Luftkissenfahrzeugen hoher Tragfähigkeit getrennte, selbständige Hub- und Vortriebsaplagen verwendet In diesem Fall kann eine selbständige Vortriebsanlage mit der beschriebenen Umkehr- und Steuervorrichtung aus gestattet sein.

In einer selbständigen Vortriebsanlage, für ein Luftkissenfahrzeug gelangt der gesamte Luftstrom, der von im Ringaufsatz 1 angeordneten Laufrad 2 (F i g. 5) zugeführt wird, in eine Schubdüse 25 und strömt dann in die Umkehr- und Steuervorrichtung 5 weiter. Hierbei nimmt, da der gesamte Luftstrom die Schubdüse 25 passiert, der von der selbständigen Vortriebsanlage erzeugte Schub zu.

Somit gewährleisten die beschriebenen Ausführungsformen der Hub- und Vortriebsanlage von Fig. 1 und der Vortriebsanlage von F i g. 5, die jeweils Schubdüsen 4 und 25 aufweisen, und der Umkehr- und Steuervorrichtung 5, eine effektive Steuerung der Fortbewegung des Luftkissenfahrzeugs. Hierbei kann die axiale Größe der Umkehr- und Steuervorrichtung 5 minimal sein, die Steuerung derselben wird vereinfacht, da zum allseitigen effektiven Lenken mit Hilfe der erwähnten Umkehr- und Steuervorrichtung lediglich eine unabhängige Verstellung der Steuerschaufeln 6 bzw. Schaufeln 18 (F i g. 2,4) vorgenommen zu werden braucht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hub- und Vortriebsanlage eines Luftkissenfahrzeuges, enthaltend einen Ringaufsatz, ein Axialgeblase, das sich im Eintrittskanal des Ringaufsatzes befindet, eine Schubdüse, die am Austritt des Ringaufsatzes angebracht ist, und eine Umkehr- und Steuervorrichtung der Schubdüse, die verstellbare Klappen zum Absperren der Schubdüse und seitliehe Umkehrschaufeln aufweist, durch die die Luft bei der Schubumkehr austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrschaufeln (8) im Querschnitt bogenförmig ausgebildet und in Gittern (7) polygonartig die Schubdüse (4) umgebend ange- is ordnet sind und die den Austrittsquerschnitt der Schubdüse (4) beim Schubumkehrvorgang absperrenden Klappen als getrennt betätigbare Steuerschaufeln (6) ausgebildet sind, de in Absperrstellung in an sich bekannter Weise einen stumpfen Winkel (;>) miteinander bilden, dessen Spitze (17) dem Axialgebläse zugewandt ist.

2. Hub- und Vortriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanten (12) der gebogenen Umkehrschaufeln (8) den Steuerschaufeln (6) zugewandt und zur Längsachse (14) des Gebläses senkrecht sind.

3. Hub- und Vortriebsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaufeln (6) von mindestens zwei umströmten Schaufeln gebildet sind.

4. Hub- und Vortriebsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaufeln aus mehreren umströmten Schaufeln (18) bestehen, welche im geschlossenen Zustand eine Leitfläche (19) bilden, die den Austrittsquerschnitt der Schubdüse (4) absperrt.