АЗОВЦЕВ, Анатолий Иванович (ул. Авраменко, 17-78 Владивосток, 3 Vladivostok, 690003, RU)
SEMENOV, Vitaly Sergeevich (ul. Stanyukovicha, 56-40Vladivostok, 3, 690003, RU)
СЕМЕНОВ, Виталий Сергеевич (ул. Станюковича, 56-40 Владивосток, 3 Vladivostok, 690003, RU)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Г. И. НЕВЕЛЬСКОГО" (ул. Верхнепортовая, 50А Владивосток, 9 Vladivostok, 690059, RU)
AZOVTSEV, Anatoly Ivanovich (ul. Avramenko, 17-78Vladivostok, 3, 690003, RU)
АЗОВЦЕВ, Анатолий Иванович (ул. Авраменко, 17-78 Владивосток, 3 Vladivostok, 690003, RU)
SEMENOV, Vitaly Sergeevich (ul. Stanyukovicha, 56-40Vladivostok, 3, 690003, RU)
| оO 2012/005626 PCT/RU2011/000450 15 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Амфибийное опорно-движительное устройство, содержащее корпус, образованный объемной разделительной платформой (8); установленные в передней и задней частях корпуса барабаны (7) переднего и/или заднего привода, на которые с зазором относительно внешних сторон объемной разделительной платформы (8) заведена эластичная опорная замкнутая лента (1) с пневмоплицами (2) на ее внешней поверхности, размещенными с примыканием друг к другу поперек указанной ленты (1); боковые ограждения (3), плоские стенки (14) которых сопряжены с указанной лентой (1) с минимальным зазором, образуя уплотнение с кромками данной ленты на нижней ее ветви (6); замкнутую полость (10) в зазоре между нижней поверхностью (15) объемной разделительной платформы (8) и нижней ветвью (6) эластичной опорной замкнутой ленты (1), образующую воздушную подушку, сообщенную посредством воздуховода с источником воздуха, находящимся под избыточным давлением; и ходовой двигатель, кинематически связанный с барабаном (7) переднего и/или заднего привода, отличающееся тем, что боковые ограждения (3) выполнены с плоскими внутренними стенками (14), образующими корпус устройства и ограничивающими указанную замкнутую полость (10) с боковых сторон, между которыми с сопряжением торцов размещены барабаны (7) переднего и или заднего привода; объемная разделительная платформа (8) скреплена кромками своих боковых стенок (13) с плоскими внутренними стенками (14) указанных боковых ограждений (3) корпуса и подвижно сопряжена с приводными барабанами (7) с минимальным зазором и уплотнением; при этом охватывающая объемную разделительную платформу (8) с барабанами (7) переднего и/или заднего привода эластичная опорная замкнутая лента (1) имеет избыток длины, образующий такую упомянутую воздушную подушку между нижней поверхностью (15) объемной разделительной платформы и нижней ветвью (6) этой ленты (1), высота которой превышает необходимый вертикальный амортизационный ход ленты (1) на морском волнении; объемная разделительная платформа (8) разделена на водонепроницаемые отсеки (12), в которых размещены ходовой двигатель с трансмиссией, нагнетатель воздуха и воздуховоды; нижняя поверхность (15) объемной разделительной платформы (8) расположена выше верхней огибающей (17) эксплуатационных форм эластичной опорной замкнутой ленты (1) а боковые ограждения (3) корпуса имеют полозья (4) в своей нижней части, уровень которых расположен не ниже горизонтальной касательной (19) к дуге окружности (20) неэксплуатационной формы ленты (1), соответствующей ее положению при отсутствии контакта ленты (1) с опорной средой (27), причем высота опирающихся на грунт пневмоплиц (2) установлена в пределах, обеспечивающих клиренс полозьев (4), исключающих их контакт с мелкими неровностями грунта (27) при положении нижней опорной ветви (6) ленты (1) между верхней и нижней огибающими (17, 18) ее эксплутационных форм. 2. Амфибийное опорно-движительное устройство по п. 1., отличающееся тем, что на внешней поверхности широкой эластичной опорной замкнутой ленты (1) поперечно установлены элементы (21) жесткости в виде пневмоцилиндров, которые расположены под пневмоплицами (2) с некоторым смещением их осей в сторону движения относительно осей пневмоплиц (2) при верхнем положении ветви (5) данной ленты, причем указанные пневмоцилиндры установлены с возможностью подвижного сопряжения их оконечностей (22) с внутренними плоскими стенками (14) боковых ограждений (3) корпуса посредством антифрикционных износостойких накладок (26) или роликов (23). 3. Амфибийное опорно-движительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внешней поверхности широкой эластичной опорной замкнутой ленты (1) поперечно установлены элементы (21) жесткости в виде цилиндров, которые расположены под пневмоплицами (2) с некоторым смещением их осей в сторону движения относительно осей пневмоплиц (2) при верхнем положении ветви (5) данной ленты, причем указанные цилиндры установлены с возможностью подвижного сопряжения их оконечностей (22) с внутренними плоскими стенками (14) боковых ограждений (3) корпуса посредством антифрикционных износостойких накладок (26) или роликов (23). 4. Амфибийное опорно-движительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что пневмоплицы (2) выполнены в виде цилиндрических пневмобаллонов и установлены с минимальным зазором между ними. 5. Амфибийное опорно-движительное устройство по п. 1 , отличающееся тем, что давление внутри пневмоплицы (2) в свободном ее состоянии меньше давления воздуха в закрытой воздушной подушке указанной замкнутой полости (Ю); |
Область техники
Изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться как на суше, так и по воде, в частности, к плавающим вездеходам на воздухоопорных гусеницах и может быть использовано круглогодично в условиях морского побережья, прибрежных вод и внутренних водных бассейнов.
Предшествующий уровень техники
Известен вездеход-амфибия по патенту RU 2045414, опорно-движительное устройство которого содержит гусеничный движитель с баллонами-плицами для контакта с поверхностью, связанный с ним корпус и уплотнения воздушной подушки. Гусеничный движитель включает в себя не менее двух замкнутых тросов, между которыми закреплены соединительные распорные планки, к которым прикреплены с помощью отбортовок двухсекционные баллоны, обеспечивающие герметичность контура внутренней воздушной подушки, причем в нижней, обращенной к поверхности секции, давление составляет 10-15 МПа, а в верхней, контактирующей с приводными и направляющими катками, давление составляет 25-50 МПа.
Недостатки известного опорно-движительного устройства заключаются в следующем.
Надувные плицы установлены столь плотно, что способны удерживать воздух повышенного давлени . в замкнутой воздушной подушке гусеничного движителя. Контактное усилие между плицами приводит к арочному эффекту, что создает выпучивание вверх верхней ветви гусеничного обвода, повышает вертикальный габарит опорно-движительного устройства. Это осложняет компоновку транспортного средства в целом.
При круглогодичной эксплуатации в условиях замерзающих акваторий для выхода из воды на лед необходима дополнительная плавучесть, которая обеспечивается плицами большого диаметра. На скругленных участках передней и задней частей гусеничного обвода происходит увеличение расстояния между контактными поверхностями плиц вплоть до утраты контакта. Наезд на препятствие в форме пня, кочки, валуна, наледи приводит к разгерметизации замкнутой воздушной подушки внутри гусеничного движителя, происходит потеря работоспособности, снижается надежность транспортного средства.
Наиболее близким к настоящему изобретению является амфибийное опорно-движительное устройство по патенту SU 1616509. Известное устройство содержит корпус в виде объемной разделительной платформы и барабаны в передней и задней частях. Эластичная опорная замкнутая лента заведена на барабаны с зазором относительно внешних горизонтальных сторон объемной разделительной платформы. Пневмоплицы (мешки) на внешней поверхности этой ленты установлены поперек нее (бесконечная воздушная подушка, выполненная в виде отдельных мешков со стенками, обращенными к корпусу, в виде ленты). Устройство содержит нижнюю замкнутую полость в зазоре между нижней поверхностью объемной разделительной платформы и нижней ветвью эластичной опорной замкнутой ленты, выполненную с уплотнением и образующую воздушную подушку (воздушную камеру), сообщенную с источником сжатого воздуха посредством воздуховода с обратным клапаном. Боковые ограждения указанной нижней замкнутой полости посредством плоских стенок перекрывают зазоры между верхней ветвью эластичной опорной замкнутой ленты и верхней поверхностью объемной разделительной платформы и нижней ветвью этой ленты и нижней поверхностью этой платформы по ее боковым сторонам. Кроме того, устройство содержит ходовой двигатель, кинематически связанный с барабаном переднего и/или заднего привода. При этом эластичная опорная замкнутая лента своими боковыми кромками подвижно с минимальным зазором сопряжена с плоскими стенками боковых ограждений нижней замкнутой полости.
Известное устройство также может содержать на внешней стороне эластичной опорной замкнутой ленты элементы жесткости (усиливающие элементы), установленные поперек с возможностью подвижного сопряжения их оконечностей с плоскими стенками боковых ограждений нижней замкнутой полости посредством роликов или содержать элементы скольжения на кромках ленты (башмаки скольжения).
Однако известное устройство обладает следующими недостатками.
При эксплуатации на волнении, особенно встречном, амортизационный ход надуваемых мешков (пневмоплиц) мал для компенсации (амортизации) волновых ударов и быстрой смены уровня опорной поверхности, приводящей к раскачиванию транспортного средства с известными ходовыми системами. Воздушная подушка (зазор) между нижней поверхностью корпуса в виде объемной разделительной платформы и нижней ветвью гусеничной ленты из-за ее малой высоты не обеспечивает амортизационных изменений формы этой ленты. Жесткий волновой удар и интенсивная качка снижают надежность транспортного средства с известными ходовыми системами при эксплуатации на воде, особенно в море.
При выполнении транспортного средства с двумя параллельными известными ходовыми системами, между которыми расположена грузовая платформа, при эксплуатации в битом льду возникает необходимость движения одной гусеницей по льду - другой по воде. Для исключения опрокидывания или аварийного крена необходимо самопроизвольное повышение плавучести гусеницы, идущей по воде. Но малая высота воздушной подушки между нижней поверхностью объемной разделительной платформы и нижней ветвью гусеничной ленты не обеспечивает потребного выпучивания ленты в воду и соответствующего повышения плавучести идущей по воде гусеницы, что снижает надежность эксплуатации транспортного средства на известных ходовых системах в битом льду.
Для выхода из воды на лед транспортному средству необходима малая осадка корпуса, для уменьшения которой воздушная подушка в виде малого зазора между нижней поверхностью объемной разделительной платформы и нижней ветвью гусеничной ленты не может быть использована для снижения осадки корпуса, что снижает возможность эксплуатации транспортного средства с известными ходовыми системами во льду.
В известной ходовой системе в варианте ее выполнения с поперечными мешками (пневмоплицами), поддуваемыми на нижней ветви гусеницы, опасен наезд на препятствие высотой более подъема нижней поверхности объемной разделительной платформы над грунтом из-за того, что передняя пневмоплица подвержена смятию, выпуская воздух через наполнительные отверстия, и не создает необходимого сопротивления (амортизации) удару препятствия о барабан или корпус. Это снижает надежность эксплуатации известной ходовой системы при возможности наезда на препятствия, высота которых больше подъема корпуса над опорной поверхностью.
В известной ходовой системе бортовые ограждения используются для уплотнения зазора между верхней поверхностью объемной разделительной платформы и верхней ветвью гусеницы для создания подпора воздуха в этом зазоре, что приводит к струнному эффекту увеличения натяжения в гусенице и перегрузке подшипников барабанов. Это снижает надежность известной ходовой системы.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, создание амфибийного опорно-движительного устройства, которое позволяет повысить надежность и эффективность эксплуатации ходовой системы с закрытой воздушной подушкой при круглогодичном использовании в условиях побережья и замерзающих акваторий. Раскрытие изобретения
Указанная задача решена в амфибийном опорно-движительном устройстве, содержащем:
- корпус, образованный объемной разделительной платформой;
- установленные в передней и задней частях корпуса барабаны переднего и/или заднего привода, на которые с зазором относительно внешних сторон объемной разделительной платформы заведена эластичная опорная замкнутая лента с пневмоплицами на ее внешней поверхности, размещенными с примыканием друг к другу поперек указанной ленты;
- боковые ограждения, плоские стенки которых сопряжены с указанной лентой с минимальным зазором, образуя уплотнение с кромками данной ленты на нижней ее ветви;
- замкнутую полость в зазоре между нижней поверхностью объемной разделительной платформы и нижней ветвью эластичной опорной замкнутой ленты, образующую воздушную подушку, сообщенную посредством воздуховода с источником воздуха, находящимся под избыточным давлением;
- ходовой двигатель, кинематически связанный с барабаном переднего и/или заднего привода.
Согласно изобретению боковые ограждения выполнены с плоскими внутренними стенками, образующими корпус устройства и ограничивающими указанную замкнутую полость с боковых сторон, между которыми с сопряжением торцов размещены барабаны переднего и или заднего привода. При этом объемная разделительная платформа скреплена кромками своих боковых стенок с плоскими внутренними стенками указанных боковых ограждений корпуса и подвижно сопряжена с приводными барабанами с минимальным зазором и уплотнением. Охватывающая объемную разделительную платформу с барабанами переднего и/или заднего привода эластичная опорная замкнутая лента имеет избыток длины, образующий такую упомянутую воздушную подушку между нижней поверхностью объемной разделительной платформы и нижней ветвью этой ленты, высота которой превышает необходимый вертикальный амортизационный ход ленты на морском волнении. Кроме того, объемная разделительная платформа разделена на водонепроницаемые отсеки, в которых размещены ходовой двигатель с трансмиссией, нагнетатель воздуха и воздуховоды. Нижняя поверхность объемной разделительной платформы расположена выше верхней огибающей эксплуатационных форм эластичной опорной замкнутой ленты а боковые ограждения корпуса имеют полозья в своей нижней части, уровень которых расположен не ниже горизонтальной касательной к дуге окружности неэксплуатационной формы ленты, соответствующей ее положению при отсутствии контакта ленты с опорной средой, причем высота опирающихся на грунт пневмоплиц установлена в пределах, обеспечивающих клиренс полозьев, исключающих их контакт с мелкими неровностями грунта при положении нижней опорной ветви ленты между верхней и нижней огибающими ее эксплутационных форм.
Конструктивно целесообразно в частных случаях для амфибийных опорно- движительных устройств транспортных средств, предназначенных для работы на боковом уклоне пересеченной местности, повысить поперечную жесткость, для чего на внешней поверхности поперек широкой эластичной опорной замкнутой ленты установлены элементы жесткости в виде цилиндров или пневмоцилиндров, которые в обоих случаях расположены под пневмоплицами с некоторым смещением их осей в сторону движения относительно осей пневмоплиц при верхнем положении ветви данной ленты. Данные цилиндры или пневмоцилиндры в обоих случаях установлены с возможностью подвижного сопряжения их оконечностей с внутренними плоскими стенками боковых ограждений корпуса посредством антифрикционных износостойких накладок или роликов.
Для обеспечения щадящего воздействия на грунт тундры целесообразно выполнить пневмоплицы в виде цилиндрических пневмобаллонов, установленных с минимальным зазором между ними. Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и эффективность эксплуатации опорно-движительного устройства в условиях побережья и замерзающих акваторий.
Известно, что выполнение амфибийного опорно-движительного устройства в виде примыкающих друг к другу и уплотненных по диаметральной плоскости эластичных опорных замкнутых лент не обеспечивает надежную герметизацию закрытой воздушной подушки устройства, что снижает надежность устройства.
Также целесообразно в этих же целях выполнить пневмоплицы такими, у которых давление внутри пневмоплицы в свободном ее состоянии меньше давления воздуха в закрытой воздушной подушке замкнутой полости
Выполнение амфибийного опорно-движительного устройства согласно изобретению в виде цилиндрических барабанов переднего и/или заднего привода, размещенных между боковыми ограждениями корпуса в их опорных подшипниках, сопряженных своими торцами с минимальным зазором с их внутренними плоскими стенками, образуя уплотнения, и охватываемых одной широкой эластичной опорной замкнутой лентой с пневмоплицами, также сопряженной с ними кромками с минимальным зазором, обеспечивает в совокупности надежное сопряжение уплотненных посредством данного минимального зазора торцов барабанов и кромок этой ленты с плоскими стенками боковых ограждений с образованием полости закрытой воздушной подушки, что повышает надежность устройства.
Плоская разделительная платформа, разделяющая внутренний объем эластичной опорной замкнутой ленты на верхнюю и нижнюю полости в известном устройстве, не используется для размещения ходового двигателя и нагнетателя воздуха, обладает малым объемом, что является причиной появления большого объема воды, затапливающей внутреннюю полость этой ленты в аварийной ситуации. Это увеличивает аварийную осадку, снижает показатели непотопляемости транспортного средства.
В устройстве согласно изобретению разделительная платформа, разделяющая замкнутую полость внутри широкой эластичной опорной замкнутой ленты на верхнюю и нижнюю части, выполнена объемной. Объемная разделительная платформа разделена на водонепроницаемые отсеки, в которых размещены ходовой двигатель с трансмиссией и нагнетатель воздуха, сообщенный посредством воздуховода с нижней частью этой замкнутой полости. В результате повышается надежность устройства, поскольку снижается объем аварийного затопления внутренней полости широкой эластичной опорной замкнутой ленты и повышается непотопляемость при пробоине в объемной разделительной платформе. Снижение габарита боковых ограждений за счет расположения ходового двигателя с трансмиссией и нагнетателя воздуха в отсеках объемной разделительной платформы, а не в боковых ограждениях, повьппает эффективность эксплуатации устройства за счет снижения сопротивления боковых ограждений.
Используемые в известных устройствах пневмоплицы малых размеров с высоким давлением воздуха в них вдавливаются гусеничной лентой в слабонесущий грунт.
В устройстве согласно изобретению в частном случае его использования давление внутри пневмоплицы в свободном ее состоянии меньше, чем давление в закрытой воздушной подушке, что повышает контактную поверхность пневмоплицы и снижает ее вдавливание в грунт, повышая экологическую эффективность устройства.
При этом только избыточное давление воздуха в закрытой воздушной подушке в нижней полости широкой эластичной опорной замкнутой ленты обеспечивает определенное положение нижней ветви этой ленты при ее взаимодействии с опорной поверхностью. В устройстве согласно изобретению отсутствуют внутригусеничные катки, которые ограничивают смещение вверх нижней ветви упомянутой ленты, что могло бы сделать возможным трение нижней ветви этой ленты о нижнюю поверхность объемной разделительной платформы. Это могло бы, в свою очередь, вызвать снижение долговечности устройства и снижение тяги амфибийного опорно-движительного устройства.
В устройстве согласно изобретению нижняя поверхность объемной разделительной платформы расположена на уровне, превышающем верхнюю огибающую эксплуатационных форм широкой эластичной опорной замкнутой ленты.
Как в известном устройстве, так и в устройстве согласно изобретению полозья боковых ограждений расположены ниже нижней огибающей эксплуатационных форм широкой эластичной опорной замкнутой ленты, что ограничивает положение полоза только сверху. Для типовых вариантов эксплуатации набор форм этой ленты ограничен нижней огибающей. Непревышение этого уровня линии полоза обеспечивает необходимое удержание воздуха в закрытой воздушной подушке. Снижение полоза ниже этой нижней огибающей эксплуатационных форм обеспечивает охват нетиповых вариантов формы широкой эластичной опорной замкнутой ленты с позиций удержания воздуха в закрытой воздушной подушке, но это снижает клиренс полозьев и увеличивает вес бортового ограждения.
В настоящем изобретении обосновано ограничение снижения полоза ниже нижней огибающей эксплуатационных форм широкой эластичной опорной замкнутой ленты. В результате проведенных исследований установлено, что ни одна из точек широкой эластичной опорной замкнутой ленты не может опуститься ниже горизонтальной касательной к дуге окружности, соответствующей неэксплуатационному случаю, когда гусеница не имеет контакта с опорной средой. Выполнение полоза ниже этой касательной уже не повышает надежность удержания воздуха в нетиповых эксплуатационных условиях, снижает клиренс и увеличивает вес бортового ограждения.
На этом основании в устройстве согласно изобретению уровень полозьев расположен не ниже горизонтальной касательной к дуге окружности, соответствующей неэксплуатационной форме данной ленты, когда она не имеет контакта с опорной средой.
В известном устройстве полозья бортовых ограждений опираются на грунт, и при движении по неровностям транспортное средство подвержено тряске и вибрации.
В устройстве согласно изобретению высота пневмоплиц, на которые опирается широкая эластичная опорная замкнутая лента, выбрана из условия обеспечения заданного клиренса полозьев на твердом грунте при фиксированном положении нижней опорной части широкой эластичной опорной замкнутой ленты на уровне между верхней и нижней огибающими эксплуатационных форм этой ленты.
Комплексное повышение надежности и эффективности эксплуатации обеспечивается также тем, что увеличение высоты пневмоплиц увеличивает их объем, в результате чего снижается осадка и повышается непотопляемость. Малая осадка корпуса или подъем его конструкций над уровнем воды повышают надежность выхода из воды на лед, т.е. повышают эффективность при эксплуатации на замерзающих акваториях шельфа и внутренних водоемов. Гарантированный клиренс полозьев избавляет от ударов о грунт в прибойной полосе, что повышает надежность работы в прибойной полосе. Клиренс полозьев исключает их контакт с мелкими неровностями грунта (кочки, галечник, наледи, мелкие торосы). С грунтом контактируют только пневмоплицы, что обеспечивает плавность хода. Это позволяет увеличить скорость хода на грунте.
Подъем полозьев над грунтом, обеспечивая в комплексе надежность и эффективность эксплуатации устройства согласно изобретению, приводит к поперечному сдвигу плиц в частном случае движения - при эксплуатации на боковом уклоне пересеченной местности. Уплотненная посредством минимального зазора кромка ленты на повышенном борту амфибийного опорно-движительного устройства упирается в этом случае во внутреннюю плоскую стенку бокового ограждения, сминается. Это может привести к повреждению уплотненной кромки широкой эластичной опорной замкнутой ленты, повреждению пневмоплиц и повышению истечения воздуха из закрытой воздушной подушки.
Однако этот недостаток в устройстве согласно изобретению исключен тем, что для удержания бокового сдвигающего усилия транспортного средства на боковом уклоне поперек ленты на ее внешней поверхности имеются горизонтальные элементы жесткости в виде цилиндров или пневмоцилиндров жесткости. Данные цилиндры жесткости установлены с возможностью подвижного сопряжения их оконечностей с внутренними плоскими стенками боковых ограждений либо путем их изготовления с применением антифрикционной износостойкой накладки, либо посредством использования закрепленных на данных оконечностях роликов.
В известном устройстве при преодолении уклона тяга передается от эластичной опорной замкнутой ленты на грунт за счет значительного продольного сдвига пневмоплиц, наступающего поочередно при приближении пневмоплиц к задней оконечности контактного с грунтом участка. Сдвиг сопровождается проскальзыванием эластичной опорной замкнутой ленты без создания тяги, что снижает эффективность известного устройства.
В устройстве согласно изобретению в частном случае его выполнения на внешней поверхности широкой эластичной опорной замкнутой ленты под плицами с некоторым смещением их осей в сторону движения на верхней ветви гусеничного обвода расположены поперечные элементы жесткости в виде цилиндров или пневмоцилиндров. Сдвиг пневмоплицы вперед при укладке ее на грунт усиливается наездом широкой эластичной опорной замкнутой ленты на пневмоплицу, и пневмоплицы передают тяговое усилие при преодолении уклона без скольжения ленты, что повышает надежность преодоления уклона.
Как известно, более 15% тундры и лесотундры России повреждено тракторами, колесными и гусеничными машинами. Известное устройство при малых размерах плиц повреждает дернину тундры при вдавливании пневмоплиц в грунт эластичной опорной замкнутой лентой.
В устройстве согласно изобретению в частном случае его выполнения??? пневмоплицы на внешней поверхности широкой эластичной опорной замкнутой ленты предпочтительно выполнены в виде цилиндрических пневмобаллонов, установленных на ней с минимальным зазором между ними, что создает взаимностесненное деформирование пневмоплиц на грунте. В результате увеличивается площадь контакта всех пневмоплиц с грунтом, следовательно, достигается щадящее воздействие на грунт тундры летом при большой грузоподъемности. Это также повышает непотопляемость за счет увеличения объема погруженных в воду пневмоплиц, при этом снижение осадки облегчает выход из воды на лед.
Особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания варианта его осуществления со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показано амфибийное опорно-движительное устройство, вид в продольном сечении;
на фиг 2 - то же, вид в поперечном сечении;
на фиг. 3 показано множество эксплуатационных форм широкой эластичной опорной замкнутой ленты;
на фиг. 4 схематично показан фрагмент верхней ветви указанной ленты с плицами без поперечных элементов жесткости, вид в продольном сечении;
на фиг. 5 - то же, но с поперечными элементами жесткости;
на фиг. 6 схематично показан фрагмент нижней ветви указанной ленты с плицами без поперечных элементов жесткости в положении на грунте, вид в продольном сечении;
на фиг. 7 - то же, но с поперечными элементами жесткости; на фиг. 8 показано сопряжение поперечного элемента жесткости с бортовым ограждением с использованием ролика;
на фиг. 9 - то же, но с использованием антифрикционной накладки;
на фиг. 10 представлен общий вид устройства согласно изобретению, установленного на транспортном средстве.
Лучший вариант осуществления изобретения
Как показано на фиг. 1 - 3, амфибийное опорно-движительное устройство содержит широкую эластичную опорную замкнутую ленту 1, на внешней поверхности которой поперечно установлены пневмоплицы 2, и боковые ограждения 3. Нижняя часть боковых ограждений 3 выполнена в виде полозьев 4.
Лента 1 заведена на приводные цилиндрические барабаны 7, размещенные по торцам между боковыми ограждениями 3 в опорных подшипниках (не показаны) в боковых ограждениях 3 в передней и задней частях амфибийного опорно-движительного устройства. Торцы барабанов 7 сопряжены с внутренними плоскими стенками 14 боковых ограждений 3 с минимальным зазором, образуя уплотнение (не показано). Внутренние плоские стенки 14 бокового ограждения 3 сопряжены с лентой 1 с минимальным зазором, образуя уплотнение с кромками данной ленты 1 на нижней ее ветви 6 (фиг. 8, 9). Нижняя ветвь 6 замкнутой ленты 1 в пролете между барабанами 7 провисает за счет избытка длины и образует замкнутую полость, разделенную объемной разделительной платформой 8 на верхнюю часть 9 и нижнюю часть 10 полости.
Объемная разделительная платформа 8 разделена водонепроницаемыми переборками 1 1 на водонепроницаемые отсеки 12.
С объемной разделительной платформой 8 соединены боковые ограждения 3, совместно образуя корпус опорно-движительного устройства.
Объемная разделительная платформа 8 скреплена кромками своих боковых стенок 13 с внутренними плоскими стенками 14 боковых ограждений 3 (фиг. 2) и сопряжена с барабанами 7 с минимальным зазором посредством уплотнений 16.
Таким образом, объемная разделительная платформа 8 своей нижней поверхностью 15 и уплотнениями 16 совместно с нижней ветвью 6 замкнутой ленты 1 и приводными барабанами 7 ограничивает объем закрытой воздушной подушки в нижней части 10 замкнутой полости. В отсеках 12 объемной разделительной платформы 8 установлены ходовой двигатель с трансмиссией, связанной с приводными барабанами 7 переднего и/или заднего привода, нагнетатель воздуха и воздуховоды (не показаны). Воздуховод подведен к нижней части 10 замкнутой полости. Нижняя поверхность 15 объемной разделительной платформы 8 расположена не ниже верхней огибающей 17 эксплуатационных форм широкой эластичной опорной замкнутой ленты 1 (фиг. 2, 3).
Наружные поверхности боковых ограждений 3 выполнены обтекаемыми. Наименьшая высота бокового ограждения 3 определена положением полоза 4 не выше нижней огибающей 18 эксплуатационных форм ленты 1 , а наибольшая его высота определена положением полоза 4 не ниже горизонтальной касательной 19 к окружности 20, соответствующей форме замкнутой ленты 1, когда она не имеет контакта с опорными средами (фиг. 3).
Пневмоплицы 2, установленные на внешней поверхности ленты 1 , выполнены в виде цилиндрических пневмобаллонов, установленных поперек этой ленты 1 с минимальным зазором между ними, (фиг. 4, 6). Давление в свободной плице в частном случае может быть установлено меньше давления в нижней части 10 замкнутой полости (закрытой воздушной подушки).
Поперек широкой эластичной опорной замкнутой ленты 1 на ее внешней поверхности под пневмоплицы 2 могут быть установлены элементы 21 жесткости (фиг. 5, 7), выполненные в виде пневмоцилиндров или в виде цилиндров, оконечности 22 которых (фиг. 8, 9) подвижно сопряжены с внутренними плоскими стенками 14 боковых ограждений 3 либо посредством роликов 23 (фиг. 8), которые установлены между щеками 24 оконечностей 22 на осях 25, либо посредством антифрикционной износостойкой накладки 26 (фиг.9).
Опирающиеся на грунт 27 пневмоплицы 2 при взаимно стесненном деформировании под нагрузкой от нижней ветви 6 ленты 1 имеют поверхности 28 взаимного контакта (фиг. 6, 7).
Транспортное средство может иметь одно, два или несколько параллельно установленных амфибийных опорно-движительных устройств, скомпонованных в соответствии с назначением транспортного средства. На фиг. 10 показано транспортное средство с двумя такими устройствами.
Устройство используют следующим образом.
Для приведения в движение транспортного средства амфибийное опорно- движительное устройство приводят в рабочее состояние путем подачи сжатого воздуха от нагнетателя по воздуховоду в нижнюю полость 10 закрытой воздушной подушки. Натяжение широкой эластичной опорной замкнутой ленты 1, обеспечивающее удержание давления в закрытой воздушной подушке, приводит к герметизации контакта этой ленты 1 с приводными барабанами 7. Выпучивание широкой ленты 1 вниз при нахождении транспортного средства на воде создает дополнительную плавучесть, снижая осадку полозьев 4. На грунте нижняя ветвь 6 ленты 1 прижимает пневмоплицы 2 к грунту 27, при этом взаимное стеснение установленных с минимальным зазором пневмоплиц 2 приводит к образованию большой площади контакта поверхностей пневмоплиц 2 с грунтом 27 (фиг. 1 , 6 и 7). Этому способствует также то, если давление в свободной пневмоплице 2 меньше давления в нижней части 10 замкнутой полости закрытой воздушной подушки. Прижатие пневмоплиц 2 к грунту 27 широкой эластичной опорной замкнутой лентой 1 увеличивает давление в пневмоплицах 2.
Подъем полозьев 4 на воде или грунте при подаче сжатого воздуха в полость 10 обеспечивается до такого уровня, при котором сила давления и доля веса транспортного средства, приходящаяся на амфибийное опорно-движительное устройство, уравновешиваются. Необходимый по условиям эксплуатации подъем полоза 4 над грунтом 27 обеспечивается соответствующей высотой пневмоплиц 2, прижатых к грунту 27 нижней ветвью 6 ленты 1 (фиг.1).
Вращением одного или двух приводных барабанов 7 лента 1 с пневмоплицами 2 приводится в движение. На воде тяга амфибийного опорно- движительного устройства создается движением ленты 1 со скоростью, большей скорости хода транспортного средства. На грунте опирание пневмоплиц 2 обеспечивает достаточное их сцепление с грунтом 27 для реализации тягового усилия для движения. При расположении пневмоплиц 2 на верхней ветви 5 ленты 1 с минимальным зазором (фиг.4), пневмоплицы обеспечивают передачу тягового усилия на ровном грунте при изменении формы (фиг. 6).
Подъем полозьев 4 над грунтом 27 и высокая эластичность пневмоплиц 2 и широкой эластичной опорной замкнутой ленты 1 обеспечивают безударный ход над неровностями грунта и безударный выход на берег через прибойную полосу, выход из воды на лед.
При преодолении уклона на пересеченной местности для передачи тягового усилия от нижней ветви 6 ленты 1 на грунт через пневмоплицы 2 происходит сдвиг этой ленты 1 относительно контактных поверхностей пневмоплиц 2 с грунтом 27, и поверхности 28 взаимного контакта между пневмоп лицами 2 становятся наклонными (фиг. 7). Натяжения в поверхностях взаимного контакта 28 имеют составляющую, направленную по ходу транспортного средства, которая реализуется как тяговое усилие амфибийного опорно-движительного устройства.
Для усиления эффекта от наклона поверхностей 28 взаимного контакта пневмоплиц 2 под пневмоплицы 2 поперек ленты 1 могут быть установлены элементы 21 жесткости в виде цилиндров или пневмоцилиндров, как показано на фиг. 5 для верхней ветви 5 ленты 1). При сходе с переднего приводного барабана 7 в нижнюю часть гусеничного обвода элементы 21 жесткости оказываются позади пневмоплиц 2 и оттесняют их вперед по направлению движения. Достаточно сложный процесс наезда ленты 1 на пневмоплицу 2, отклоненную элементом 21 жесткости, приводит к значительному наклону поверхностей 28 взаимного контакта (фиг.7).
На боковом уклоне сдвиговое усилие под уклон, обусловленное весом транспортного средства, удерживается силами сцепления пневмоплиц 2 с грунтом 27. Это усилие передается на корпус амфибийного опорно-движительного устройства упором нижней ветви 6 ленты 1 во внутреннюю плоскую стенку 14 бокового ограждения 3. Элементы 21 жесткости повышают способность амфибийного опорно-движительного устройства воспринимать поперечное усилие на кромке широкой эластичной опорной замкнутой ленты 1.
Ролики 23 или антифрикционные износостойкие накладки 26 снижают трение нижней ветви 6 ленты 1 о внутреннюю плоскую стенку 14 бокового ограждения 3 и защищают кромку этой ленты 1 , пневмоплицы 2 и вертикальную стенку 14 от износа, сохраняя ширину ленты 1, необходимую для удержания воздуха в закрытой воздушной подушке 10 на боковом уклоне.
Next Patent: FILTER FOR REMOVING CONTAMINANT GASES FROM A GAS FLOW