Устройство для передвижения под парусом по снегу и льду

Полезная модель относится к области средств передвижения преимущественно под действием силы ветра, в частности, к устройствам для движения с использованием паруса, в том числе в спортивных целях, часто именуемым сноусерферами, т.е. скользящими по снегу. Технический результат заключается в создании устройства повышенной надежности, в повышении универсальности использования устройства, в повышении маневренности и устойчивости в движении, увеличении скорости его движения по земной поверхности различного рода, включая снег или лед. Устройство для движения под парусом содержит соответствующее парусное вооружение и несущий его корпус с верхней палубной и нижней скользящей, снабженной полозьями, поверхностями с плавным подъемом их к носу устройства. Палубная поверхность снабжена боковыми ее продолжениями - бортовыми свесами, нижняя поверхность которых выполнена скользящей. Кроме того палубная поверхность снабжена фрикционным покрытием, исключающим проскальзывание ног спортсмена, управляющего устройством. В кормовой части устройство снабжено изогнутым кверху кормовым свесом, служащим для облегчения выполнения маневрирования. Скользящая поверхность выполнена из трех продольных полос - средней и боковых, имеющих форму поверхности второго порядка с плавным подъемом к носу. Каждая боковая полоса пересекается по плавной кривой линии со средней полосой. Боковые полосы имеют угол атаки больший, чем угол атаки средней полосы. Эти полосы являются нижними поверхностями полозьев, поперечные сечения которых имеют форму прямоугольного треугольника, гипотенуза которого является образующей линией этих скользящих поверхностей, катеты представляют собой верхнюю и боковую стороны полозьев, при этом катет боковой стороны постепенно уменьшается в размерах до слияния с линией носа. Каждая боковая полоса пересекается со средней полосой под расчетным тупым углом так, что линии их пересечения образуют геометрическое место точек вершин этих углов и плавно повышаются к носу устройства. Поперечные сечения корпуса образуют плавный переход от незамкнутой трапеции с большим нижним основанием в кормовой секции к незамкнутой трапеции с меньшим нижним основанием на границе между средней и носовой секциями. Таким образом создан угол атаки каждой боковой полосы скользящей поверхности больше угла атаки средней полосы.

Полезная модель относится к области средств передвижения под парусом, в частности, к устройствам, скользящим по водной, ледяной или заснеженной земной поверхности под действием силы ветра.

Известно устройство для движения под парусом по снегу в виде парусных саней, несущий корпус которых состоит из трех лыж, жестко скрепленных между собой (см. журнал «Катера и яхты» 11 за 1987 год). На верху его, на «палубе» размещены мачта и парус с соответствующим снаряжением и располагается спортсмен, управляющий этим устройством, - гонщик. Как и всякие сани, оно имеет полозья, скользящая поверхность которых влияет на ходовые и эксплуатационные качества устройства.

Недостатком этого известного устройства, как и ряда аналогичных, является то, что оно при скольжении опирается лишь на полозья (другие подобные устройства - на коньки), которые при движении по снегу глубоко врезаются в снежный наст, что вызывает торможение движению и значительную потерю скорости. Кроме того, в широкие зазоры между полозьями-лыжами может набиваться снег или лед, что вызывает затруднения при больших скоростях передвижения и при поворотах. Отсутствуют конструкционные элементы для переналадки устройства на движение по иной, чем предполагалось, поверхности земли, например, вместо снега - лед, и наоборот.

Известно также устройство для зимнего катания на доске в виде монолыжи по патенту на полезную модель 43776 от 03.12.2005 г. Оно также содержит корпус, мачту и парус. Нижняя - скользящая - часть корпуса выполнена в форме математической поверхности вытянутое «седло». Предусмотрены два варианта выполнения корпуса - для движения по рыхлому снегу и по льду. В последнем случае скользящая кромка корпуса либо корпус целиком выполняются из металла.

Недостатком данного устройства является то, что его форма имеет сужающиеся кромки у скользящей поверхности, что вызывает снижение прочности корпуса, особенно при движении по льду, отчего существенно снижается его надежность, и эти острые кромки глубоко врезаются в снег, тормозя движение всего устройства. Кроме того, верхняя поверхность корпуса - «палуба» - круто выпуклая, покатая, как бы «горбатая», что приводит к неустойчивости на ней спортсмена-гонщика, к неудобству управления движением устройства, в целом усложняя маневрирование. К тому же значительно усложнена его переналадка при возникновении необходимости двигаться по иной, чем ранее предполагалось, земной поверхности.

Известно также устройство в виде лыжи для передвижения под парусом по свидетельству на полезную модель 19474 от 29.05.2001 г. Это устройство содержит узкое тело, состоящее из носкового, среднего и концевого участков с боковыми поверхностями, наверху несущего тела расположена ходовая площадка для крепления паруса и размещения спортсмена-гонщика. Скользящая поверхность тела на среднем и концевом участках выполнена в форме цилиндрического свода или трапециевидной в поперечном сечении выемки.

Недостатки этого устройства заключаются в том, что оно не обладает достаточной устойчивостью из-за возвышения ходовой площадки над поверхностью лыжи и имеет малую площадь опоры при движении, что в свою очередь увеличивает силу торможения и снижает скорость движения. Отсутствуют средства переналадки устройства на трассе для движения по измененной земной поверхности (лед - снег и наоборот).

Известно также устройство зимнего виндсерфера «Север» (см. журнал «Катера и яхты» 129 за 1987 г.). Этот виндсерфер состоит из несущего корпуса в виде саней и парусного вооружения, расположенного на его палубе. Скользящая поверхность его выполнена в виде фанерного днища с плоскими дубовыми рейками-полозьями, закрепленными на днище и на боковых стенках. Носовая часть ее прямоугольной формы выполнена с подъемом килевой линии по ходу движения.

Недостатками данного известного устройства являются его низкая маневренность, в первую очередь на твердом насте и на льду из-за бокового дрейфа, характерного для подобных санных конструкций с плоской скользящей поверхностью, а также низкая скорость движения из-за большого сопротивления скользящей поверхности саней, высокие вибрации фанерных плоскостей, недостаточная надежность в целом фанерной конструкции и отсутствие конструкционных средств переналадки устройства на меняющиеся условия движения (лед - снег и наоборот).

Наиболее близким по назначению и устройству, принятым за прототип, является серф-борд - доска для катания по снегу и льду (Ice and snow surf-board грант CA 1324180 C от 9 ноября 1993 года, DE 69019083 D1 от 8 июня 1995 года, DE 69019083 T2 от 7 сентября 1995 года, EP 0411093 B1 от 6 февраля 1991 года, WO 1990009818 A1 от 7 сентября 1990 года). Этот серф-борд состоит из цельного несущего корпуса в виде лодки и известного парусного вооружения, расположенного на его палубе. Скользящая поверхность его выполнена в виде двух полос, расположенных под углом друг к другу. На боковых вертикальных поверхностях в кормовой части закреплены лезвия. Носовая часть ее треугольной формы выполнена с подъемом килевой линии по ходу движения. Кормовая часть также выполнена с подъемом килевой линии.

Недостатками данного известного устройства являются его низкая маневренность, в первую очередь, в глубоком снегу, характерная для подобных конструкций, связанная с треугольной формой скользящей поверхности - в виде перевернутой буквы V, низкая способность к всплытию в глубоком снегу, связанная с острой - треугольной формой носовой части, зарывающейся в снег, и, как следствие, низкая скорость движения из-за большого сопротивления среды.

Технической задачей, которую призвана решить предлагаемая полезная модель, является создание универсального устройства для передвижения под парусом, способного перемещаться по снегу и по льду после простой оперативной переналадки на трассе, обладающего высокой маневренностью, удобством управления, достаточно высокой скоростью благодаря низкому сопротивлению движению скользящей поверхности, малыми вибрациями и повышенной надежностью.

Поставленная задача решается следующим образом.

Корпус устройства, состоящий из последовательно соединенных носовой, средней и кормовой секций, выполнен в виде широкой сплошной верхней палубной поверхности и трех полос нижней скользящей поверхности - средней и двух боковых. Последние являются нижними поверхностями фигурных полозьев устройства и выполнены в форме поверхности второго порядка. Указанные полосы имеют подъемы в носовой секции.

На палубной поверхности выполнено фрикционное покрытие, исключающее соскальзывание с него ног спортсмена. В боковых направлениях палубная поверхность продолжена в виде боковых свесов над бортами. Нижние поверхности этих свесов выполнены скользящими. На этой же палубной поверхности, а также на вертикальных боковых поверхностях полозьев размещены средства переналадки устройства для движения по различным поверхностям земли, включая крепежные элементы лезвий-коньков, и другие конструкции. Вертикальные боковые поверхности полозьев также выполнены скользящими.

Средняя полоса скользящей поверхности также имеет форму поверхности второго порядка с подъемом к носу. Каждая боковая полоса скользящей поверхности пересекается со средней скользящей полосой по продольной кривой линии второго порядка с подъемом к носу.

Передняя часть носовой секции в плане имеет форму полуэллипса или полуокружности.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично на фигурах показано предлагаемое устройство под различными ракурсами:

фиг. 1 - общий вид устройства сбоку,

фиг. 2 - вид несущего корпуса сбоку (в плане),

фиг. 3 - вид несущего корпуса сверху (в плане),

фиг. 4 - вид несущего корпуса снизу (в плане),

фиг. 5 - вид несущего корпуса спереди (сбоку),

фиг. 6 - вид несущего корпуса сзади (сбоку),

фиг. 7 - вид несущего корпуса снизу (сбоку),

фиг. 8 - поперечное сечение кормовой части несущего корпуса,

фиг. 9 - поперечное сечение перехода средней части к носовой части несущего корпуса,

фиг. 10 - поперечное сечение носовой части несущего корпуса,

фиг. 11 - вид несущего корпуса спереди (сбоку), - угол атаки скользящей поверхности боковых полозьев, - угол атаки скользящей поверхности центральной полосы.

Устройство для передвижения под парусом состоит из несущего корпуса и известного парусного вооружения (фиг. 1 - фиг. 7).

Несущий корпус выполнен с возвышающимися к носу верхней палубной поверхностью 1, снабженной сплошным или частичным фрикционным покрытием, и нижней скользящей поверхностью, состоящей из средней полосы 2 и скользящих поверхностей двух полозьев 3, представляющих каждая поверхность второго порядка, например, усеченный гиперболический параболоид. В поперечном сечении полозья 3 образуют прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является образующей линией их скользящей поверхности, а катеты представляют верхнюю и боковую стороны полозьев, при этом катет боковой стороны постепенно уменьшается в размерах до слияния с линией носа (фиг. 8 - фиг. 10).

Верхняя палубная поверхность 1 снабжена средствами установки, крепления и переналадки парусного вооружения, а также устройствами фиксации ног спортсмена, и имеет бортовые свесы 4, как продолжение палубы, со своими нижними скользящими поверхностями 5.

Средняя полоса 2 скользящей поверхности пересекается со скользящими поверхностями полозьев 3 по продольным возвышающимся к носу линиям, представляющим геометрическое место точек вершин тупых углов пересечения этих поверхностей так, что контуры поперечных сечений корпуса образует собой равнобедренные незамкнутые трапеции с большим нижним основанием в кормовой и средней частях корпуса с плавным переходом в перевернутую - с большим верхним основанием - равнобедренную незамкнутую трапецию в носовой части корпуса (фиг. 8 - фиг. 10).

При этом в носовой части соответственные углы атаки _1,2,3 боковых скользящих поверхностей 3 больше, чем угол атаки _1,2,3 средней полосы 2 скользящей поверхности (фиг. 11).

Наружные грани полозьев 3 в средней и кормовой секциях корпуса снабжены средствами для переналадки устройства, включая крепежные элементы для съемных металлических лезвий-коньков 6.

Кормовое окончание верхней палубы снабжено кормовым палубным свесом 7 для ног спортсмена, имеющим изогнутую кверху форму.

Указанная конструкция может изготавливаться методами:

- склейки листового цельного или вспененного пластика, дерева, композитных материалов, металлов;

- роторной формовки из различных видов пластика;

- штамповки или литья из различных видов пластика или металла;

- литья из различных видов пластика под давлением;

- литья из полиэфирных и эпоксидных смол как с использованием наполнителей так и без их использования;

- методом фрезерования и лазерной резки по пластику, дереву, композитам, металлу и другим известным материалам;

- методом плазменного напыления;

- методом вакуумной и/или термо-вакуумной формовки;

- методом объемного конструирования с помощью так называемых 3D принтеров,

а также другими известными методами.

Возможны комбинации различных материалов, в частности, устройство из искусственных синтетических материалов изготавливается для лучшего скольжения и уменьшения веса.

Посредством известного парусного вооружения, управляемого спортсменом-гонщиком, находящимся на палубе 1, несущий корпус устройства под действием силы ветра перемещается своими скользящими поверхностями, в том числе средней полосой 2, скользящими поверхностями полозьев 3 и бортовых свесов 5 по снегу или льду.

При этом указанная выше форма скользящей поверхности своими острыми ребрами и наклоном под тупым углом боковых скользящих поверхностей к средней предотвращает боковой дрейф на снежных настах разной плотности. При намечаемом движении по льду или плотному насту оперативно производится переналадка устройства, заключающаяся в прикреплении лезвий-коньков 6 к средней и кормовой секциям корпуса.

Бортовые свесы 4 и кормовой свес 7 обеспечивают маневрирование путем перемещения на них веса спортсмена, управляющего движением.

Повороты также могут осуществляться за счет паруса, при этом палуба 1, а также бортовые 4 и кормовой 7 свесы выполняют функцию привода для изменения вектора скорости.

Предложенная конструкция устройства может использоваться с парусом как на равнине, так и в холмистой и даже горной местности, а также при катании с гор, в том числе и без паруса.

Данное устройство позволяет быстрее преодолевать трассы смешанного снежно-ледового типа. Так при движении по рыхлому снегу нагрузка приходится на всю скользящую поверхность устройства 2 и 3, включая боковые вертикальные поверхности - наружные грани полозьев 3, и нижние скользящие поверхности 5 боковых свесов 4, что уменьшает давление на снег и дает увеличение скорости и маневренности. При движении по твердому насту или льду нагрузка приходится на боковые скользящие поверхности полозьев 3, их острые ребра и коньки-лезвия 6, что также увеличивает скорость и маневренность.

Высокий нос и широкая палуба не дают устройству зарываться в снег, плавные обводы нижней скользящей поверхности снижают сопротивление и дают глиссирующий эффект как при прямолинейном движении, так и при поворотах.

Предложенная форма конструкции и выбор соответствующих материалов для изготовления устройства дают возможность снизить вибрации при движении по неровной поверхности.

Предложенное выполнение устройства для передвижения под парусом позволяет решить поставленную техническую задачу, а именно создать универсальное устройство, способное перемещаться по снегу и по льду после несложной оперативной переналадки на трассе, с высокой маневренностью и удобством управления, с достаточно высокой скоростью движения, малыми вибрациями и повышенной надежностью.

На предприятии ООО База комплектации (ИНН 6367010491, Адрес: 443065, Самарская обл., Волжский р-н, северо-западнее поселка Красный Кряжок, примыкает к ул. Вологодская и Эльтонская д. 1а, тел. (846) 300-80-95, факс (846) 300-82-77) изготовлены и прошли успешное испытание опытные образцы устройства для передвижения под парусом согласно заявленной формуле полезной модели, подтвердившие решение поставленной задачи.

1. Устройство для передвижения под парусом по снегу и льду, содержащее парусное вооружение и несущий корпус длиной от 1000 мм до 3500 мм и шириной от 100 мм до 1200 мм из плавно соединённых между собой носовой, средней и кормовой секций с полозьями, имеющих верхнюю палубную и нижнюю скользящую поверхности, выполненные с подъёмом к носу, каждая секция несущего корпуса снабжена продолжениями указанной палубной поверхности в боковых направлениях - бортовыми свесами, имеющими загиб кверху в носовой секции, палубная поверхность кормовой секции снабжена в заднем направлении кормовым угловым свесом, выступающим над палубной поверхностью и воспринимающим вес спортсмена при выполнении маневрирования, вся или часть палубной поверхности снабжена средствами предотвращения проскальзывания ног спортсмена в виде фрикционного покрытия, отличающееся тем, что скользящая поверхность выполнена из трёх продольных полос - средней полосы и двух боковых полозьев, нижние поверхности которых в продольном направлении пересекаются под расчётным тупым углом так, что продольные плавные линии пересечения их являются геометрическим местом точек вершин тупых углов пересечения указанных полос, имеющих каждая форму поверхности второго порядка, например усечённого гиперболического цилиндра, возвышающихся к носу так, что боковые полосы начинают возвышение раньше средней полосы, образуя в поперечном сечении плавный переход от незамкнутой трапеции с большим нижним основанием и высотой от 1 мм до 250 мм к незамкнутой трапеции с меньшим нижним основанием, при этом угол атаки каждой боковой полосы больше угла атаки средней полосы, которая по длине превосходит боковые полосы, являющиеся нижними поверхностями полозьев, поперечные сечения которых имеют форму прямоугольного треугольника, гипотенуза которого является образующей линией этих скользящих поверхностей, катеты представляют верхнюю и боковую стороны полозьев, катет боковой стороны постепенно уменьшается в размерах до слияния с линией носа, при этом нижние поверхности бортовых свесов выполнены скользящими.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средняя секция снабжена лезвиями-коньками, наружные грани боковых полозьев снабжены средствами переналадки устройства, включая крепёжные элементы металлических лезвий - коньков, прикрепляемых к бортам средней и кормовой секции.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружные грани боковых полозьев выполнены скользящими.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передняя часть носовой секции в плане имеет форму полуэллипса или полуокружности.