| WO/1994/021515 | AN AMPHIBIOUS CRAFT |
| WO/1984/002504 | WATERCRAFT TOWING AND FLOATATION DECK APPARATUS |
| WO/2000/076794 | AMPHIBIOUS VEHICLE |
| Формула изобретения 1. Универсальное вездеходное транспортное средство, содержащее гусеницы, ограждения области повышенного давления, отличающееся тем, что область повышенного давления в полностью ограничена снизу поверхностью гусениц 2. Универсальное вездеходное транспортное средство, содержащее гусеницы, ограждения области повышенного давления, отличающееся тем, что область повышенного давления ограничена снизу поверхностью гусениц частично 3. Универсальное вездеходное транспортное средство, содержащее гусеницы, ограждения области повышенного давления, отличающееся тем, что область повышенного давления в зависимости от условий движения может быть ограничена снизу поверхностью гусениц как полностью, так и частично или ограничена снизу только поверхностью передвижения. 4. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.З, отличающееся тем, что область повышенного давления ограничена в зависимости от условий передвижения либо полностью поверхностью гусениц, либо только поверхностью передвижения. 5. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.З, отличающееся тем, что область повышенного давления ограничена в зависимости от условий передвижения поверхностью гусениц как полностью, так и частично. 6. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.З, отличающееся тем, что область повышенного давления ограничена в зависимости от условий передвижения либо полностью поверхностью гусениц, либо только поверхностью передвижения и ограждения области повышенного давления выполнены только с наружных сторон гусениц. 7. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1 ,2,3, отличающееся тем, что область повышенного давления ограничена ограждениями и с торцевых сторон. 8. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1 ,2,3, отличающееся тем, что ограждения области повышенного давления выполнены по обеим сторонам гусениц, с наружной и внутренней сторон. 9. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что ограждения области повышенного давления выполнены только с наружных сторон гусениц. 10. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что ограждения области повышенного давления выполнены из элементов, подвижных друг относительно друга. 11. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что ограждения области повышенного давления выполнены из элементов, подвижных друг относительно друга и копирующих поверхность передвижения. 12. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что подвижными и выполнены внутренние и внешние ограждения области повышенного давления. 13. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что область повышенного давления разделена на отсеки. 14. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что область повышенного давления разделена на отсеки, стенки которых могут выполнять роль внешних ограждений области повышенного давления. 15. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что область повышенног давления разделена на отсеки, в которых возможно создание как повышенного, так и пониженного давления. 16. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что область повышенного давления разделена на отсеки, которые копируют поверхность передвижения. 17. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что гусеницы выполняются с элементами боковых ограждений. 18. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что истечение воздуха из области повышенного давления регулируется в зависимости от условий передвижения. 19. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что вместо гусеницы применяется гибкая бесконечная лента. 20. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что вводятся ролики-копиры, на которые может распределяться вес устройства. 21. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что вводятся ролики-копиры, вес устройства на которые может распределяться в зависимости от условий передвижения. 22. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что внутренняя поверхность гусениц приподнята над поверхностью передвижения и по ширине гусеницы расположены внутри боковых ограждений. 23. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что давление в отсеках регулируется в зависимости от условий передвижения. 24. Универсальное вездеходное транспортное средство по п.1,2,3, отличающееся тем, что давление в пространстве, ограниченном снизу поверхностью гусениц и пространстве, не ограниченном снизу поверхностью гусениц, регулируется в зависимости от условий передвижения. |
Универсальное вездеходное транспортное средство относится к транспортным средствам высокой проходимости, а именно, к амфибийным, имеющим в своем составе ограждения, способные образовать воздушную подушку, и средства, позволяющие обеспечить плавучесть на воде и передвижение транспортного средства по воде и суше.
Известно транспортное средство на воздухоопорных гусеницах конструкции Азовцева А., с эластичными гусеницами с надувными грунтозацепами и подвеской в виде воздушной подушки. Бортовые ограждения выполнены в виде жестких скегов. Данная машина объединяет в себе качества как гусеничного, так и плавающего транспорта.
Недостатком такой конструкции является низкая экономичность при пересечении водной поверхности или вязкой преграды (грязь, болото), так как, погружаясь, транспортное средство испытывает большое сопротивление движению. Указанный недостаток заложен в самом принципе этой машины, так как воздушная подушка играет роль лишь натяжного устройства и средства для обеспечения плавучести при преодолении водных и вязких преград. При пересечении водных и вязких преград данная конструкция движется аналогично плавающим транспортным средствам, а не судам на воздушной подушке, тоесть возможность парения не предусмотрена. Это качество - разные условия движения обусловливают сложность конструкции и управления давлением в воздушной подушке в зависимости от свойств среды передвижения. По сути, сходство с судами на воздушной подушке формальное.
Другим существенным недостатком такой конструкции является сложность преодоления пересеченной местности, так как жесткие боковые ограждения, неподвижные в вертикальном направлении и сплошные, нераздельные, вынуждают снижать скорость при движении через высокие препятствия (повышаются затраты энергии на перемещение), понижается износостойкость конструкции.
Пространство воздушной подушки, не разделенное на отсеки, затрудняет обеспечение устойчивости конструкции, повышаются энергозатраты на преодоление препятствий, затруднено маневрирование, нет возможности создавать прижимную силу за счет создания пониженного давления в соответствующих отсеках.
Применение надувных грунтозацепов в качестве гребных плицов снижает экономичность движения в воде, а на суше - снижает долговечность и надежность конструкции.
Распределение нагрузки на гусеницы вне зависимости от условий передвижения приводит к повышенному износу гусениц при маневрировании, повреждению почвы.
Конструкция, при которой область высокого давления ограничена лишь скегами по бокам, днищем сверху и со всех остальных сторон гусеницами (как снизу, так и с торцов), приводит к утечке воздуха из области повышенного давления, а при попытке ее уменьшить - повышаются затраты мощности на преодоление трения между гусеницами и скегами. Известно транспортное средство на воздушной подушке (Мамонтов В. Г., патент РФ N°2345916), содержащее корпус-платформу, колесное шасси, гибкое ограждение области повышенного давления. При движении по суше в особо трудных условиях (заросшие кустарником и мелколесьем болота, крутые подъемы и спуски, движение по косогору и при сильном боковом ветре...) одновременно с воздушными винтами используются ведущие колеса шасси. Управление осуществляется при помощи тормозных щитков или колесных шасси, а экономичность осуществляется за счет того, что платформа выполнена из двух шарнирно соединенных секций, что позволяет отслеживать неровности рельефа.
Недостатком такой конструкции является недостаточное сцепление с поверхностью передвижения, большой расход мощности на создание воздушной подушки при движении по пересеченной местности, так как полного копирования рельефа не достигается, затруднено преодоление крутых уклонов, валов.
Кроме того, данное устройство неэкономично, так как зазор между низом гибкого ограждения и поверхностью среды , по которой производится движение, нельзя сделать оптимальным из-за неровности рельефа или волнений на водной поверхности. При их движении копирование неровностей суши и воды, необходимое для удержания воздуха в зоне воздушной подушки, осуществляется только за счет высоты и эластичности гибкого ограждения, что неизбежно повышает затраты энергии на его перемещение и сокращение срока службы гибкого ограждения.
Абсолютной проходимости в вышеуказанном устройстве также нельзя добиться, так как по пересеченной местности или по воде с большим волнением воздухосборная кaмepa,нe копирующая рельеф, ничем не ограниченная снизу, и, как правило, протяженная, затрудняет движение, а в сложных условиях передвижения - делает его невозможным из-за чрезмерного расхода воздуха и ограниченной высоты парения.
Задача, стоящая перед изобретателем, заключалась в создании устройства, лишенного вышеизложенных недостатков, в котором обеспечивается создание экономичных, дешевых, маневренных, экологически безопасных и простых в эксплуатации универсальных вездеходных транспортных средств, использующих в максимальной степени достоинства судов на воздушной подушке и гусеничного транспорта, способных найти широкое применение во многих областях человеческой деятельности.
Указанный технический результат достигается тем, что универсальное вездеходное транспортное средство, содержащее корпус, гусеницы, изготовлено таким образом, что воздушная подушка ограничивается снизу гусеницами, таким образом, что давление воздушной подушки прижимает гусеницы к поверхности передвижения. Это позволяет увеличить сцепление с поверхностью, по которой производится движение. При пересечении ям, рвов, валов, высоких волн гусеницы предотвращают падение давления в воздушной подушке, закрывая пути выхода воздуха.
В зависимости от конструктивного выполнения область повышенного давления может быть ограничена снизу гусеницами как полностью, так и частично, либо ограничена снизу лишь поверхностью перемещения. Степень ограничения области высокого давления снизу поверхностью гусениц (регулированием давления во внутригусеничном и межгусеничном пространстве) может регулироваться и в зависимости от условий передвижения. Для повышения экономии эффективно как можно более ограничивать область высокого давления поверхностью гусениц снизу при движении по пересеченной поверхности. При движении по водной или вязкой поверхности, ограничивая область повышенного давления снизу как поверхностью гусениц, так и поверхностью передвижения, либо только поверхностью передвижения, можно добиться снижения сопротивления при движении (чем меньше степень погружения в воду, тем экономичней движение по ней). Однако остается возможность использования данного транспортного средства и как плавающего, потому что данный вид транспорта благодаря применению торцевых ограждений, копированию поверхности, разделению на отсеки области повышенного давления позволяет сделать передвижение в воде, вязкой среде более простым.
Во избежание ударов торцевых ограждений о высокие препятствия возможно либо динамическое понижение давления в соответствующих отсеках, либо поднимая ограждение или отсек автоматически или используя соответствующие приспособления (например, вынесенные за пределы ограждения опоры-копиры), либо специальной формой самих ограждений (например, изготавливая их приподнятыми по сравнению с остальными).
Сосредоточение области повышенного давления полностью в пространстве, ограниченном снизу гусеницами, приводит к снижению затрат на создание повышенного давления. В случае применения подвижных ограждений, в зависимости отвыполнения, повышенное давление служит для натяжения гусениц, а гусеницы, в свою очередь, служат в качестве натяжного устройства для копиров.
Возможно применение такой схемы, при которой внутри внешних гусениц воздушной подушки не создается. Совместно с подвижными ограждениями они играют роль скегов,. копирующих поверхность рельефа. Область повышенного давления может быть ограничена снизу внутренними гусеницами, расположенниыми между наружными. Возможна и такая схема: при сложных условиях движения область повышенного давления ограничивается снизу гусеницами, а при движении по ровной поверхности снизу она ограничивается только поверхностью передвижения, а по бокам и с торцов - ограждениями. Применяя гусеницы, подвижные ограждения, копирующие поверхность, возможно передвижение по любой местности без ограничения области повышенного давления поверхностью гусениц. Однако в последнем случае снижается экономичность, сцепление с поверхностью передвижения.
Разделение области повышенного давления на отсеки дает возможность повысить маневренность, устранить крен, повысить безопасность движения.
Применение внутренних ограждений, разделяющих область повышенного давления на внутригусеничное и межгусеничное пространство, а их, в свою очередь, на внутригусеничные и межгусеничные отсеки, позволяет распределять давление в зависимости от условий передвижения, а при необходимости (обеспечение повышенного сцепления с поверхностью передвижения, устранение крена) - создавать разрежение в соответствующих отсеках. Применение торцевых ограждений позволяет сосредоточить давление на место контакта гусениц с поверхностью передвижения.
С целью повышения экономичности ограждения выполнены из подвижных элементов, копирующих поверхность, по которой производится движение. Для удешевления конструкции ограждение воздушной подушки может выполняется сплошным (традиционным).
Подвижными могут выполняться как внешние, так и внутренние ограждения.
Внутренние и внешние ограждения, служащие стенками отсеков, могут быть как неподвижными, так и подвижными, копирующими поверхность, возможно совмещение в одном устройстве как подвижных, так и неподвижных отсеков. Подвижными могут быть как отсеки целиком, так и перегородки, их составляющие.
Возможно выполнение гусениц с пневмоплицами. Однако применение гребных плицов повышает экономичность движения по водной среде. Плицы могут выполняться как неподвижно закрепленными, так и выдвигающимися (автоматически либо под действием собственного веса) в зависимости от условий передвижения. Предпочтительно выполнение гусениц таким образом, что они содержат элементы ограждения, так как при этом герметичность области повышенного давления обеспечивается лучше. Ограждения, выполненные на гусеницах, могут быть как неподвижными, так и изменять высоту при различных условиях движения (автоматически либо под действием собственного веса).
Для повышения экономичности применяется регулирование расхода воздуха из области повышенного давления. В зависимости от конструктивного исполнения, ограждения и, по необходимости, гусеницы, выполняются таким образом, что утечки воздуха из области повышенного давления через зазор между низом ограждения и верхом гусеницы ( или поверхности передвижения) не происходит вообще (сведено к минимуму), либо падение давления регулируется в зависимости от условий передвижения, либо же падение давления происходит вне зависимости от условий передвижения. Регулирование зазора, благодаря которому происходит падение давления, осуществляется либо автоматически при помощи привода, либо конструктивным выполнением ограждений, и, при необходимости, гусениц.
Для облегчения конструкции и ее удешевления вместо гусениц возможно применение гибкой бесконечной ленты.
В качестве движителя могут применяться как гусеницы, так и воздушный винт, движители, использующие реактивную тягу.
В случае, если в качестве движителя выступает воздушный винт, либо реактивный движитель, управление осуществляется как при помощи гусениц (торможением), так и с помощью воздушных рулей. Возможно совместное использование как винта (реактивного движителя), так и гусениц в качестве движителей.
Также вводятся опорные катки, на которые может распределяться часть нагрузки. В нерабочем состоянии транспортное средство либо опирается на катки, либо ложится на днище корпуса или на конструктивные опоры (в зависимости от выполнения), либо плавает на поверхности воды плагодаря положительной плавучести.
На фиг.l показана схема , подразумевающая то, что по ширине гусеницы вынесены за пределы ограждения. Однако возможно и применение такой схемы, при которой гусеницы находятся внутри ограждений. В таком случае органичение области повышенного давления может осуществляться также при помощи ограждений, либо путем поднятия гусениц над поверхностью с помощью пневмоплицов или специальной формой гусениц.
На фиг.l показан схематически боковой вид универсального вездеходного транспортного средства.
На фиг.2 - вид спереди
На фиг.З показана в разрезе схема отсеков, на которые разделена область повышенного давления.
На фиг.4 показан элемент подвижного ограждения.
Транспортное средство абсолютной проходимости содержит корпус 1 , нагнетатель, в данной схеме выполненный из из вентилятора 2 и воздухозаборника 13, силовую установку 3, гусеницы (бесконечную ленту) 4, колеса 5, ролики-копиры 6, жесткий элемент ограждения воздушной подушки 7, гибкий элемент ограждения 8, полезную нагрузку 9, воздушный руль 15.
Область повышенного давления создается в пространстве, ограниченном снизу гусеницами 4, ограждениями 7, 12 по периметру.
При движении по суше гусеницы обеспечивают сцепление с почвой. При движении по пересеченной местности целесообразно создавать повышенное давление в области, полностью ограниченном снизу гусеницами для повышения экономичности и сцепления с поверхностью передвижения.
Ограничение области повышенного давления снизу гусеницами (бесконечной лентой) позволяет двигаться по сколь угодно сложной местности (пересекать ямы, траншеи, валы) и при больших волнениях на воде, так как независимо от рельефа внутрикамерное пространство остается по большей части закрытым и объем его не меняется. Это дает возможность существенно повысить также и безопасность движения.
При движении по равнинной поверхности возможно как полное, так и частичное ограничение области повышенного давления гусеницами, либо полное отсутствие ограничения снизу. Это определяется конструктивным исполнением, вопросами экономичности и надежности передвижения. При движении по водной или вязкой поверхности, создавая повышенное давление в области, не ограниченной снизу гусеницами, снижается степень погружения устройства в среду, по которой производится движение и повышается экономичность. Создавая при этом повышенное давление в области, ограниченном снизу гусеницами, можно добиться приемлемых условий движения при сильном волнении, при движении по прибрежной зоне, заболоченной местности.
При пересечении водной или вязкой поверхности область повышенного давления может быть заключена и полностью внутри пространства, ограниченном снизу гусеницами, при этом движение осуществляется подобно тому, как у машин-амфибий.
Также при пересечении водной или вязкой поверхности область повышенного давления гусеницами снизу может вообще не ограничиваться. Это может достигаться либо путем поружения гусениц в среду передвижения, либо путем поднятия их (при помощи натяжного устройства либо создавая разрежение во внутригусеничном пространстве).
Степень ограничения области повышенного давления снизу гусеницами (полностью, частично, либо не ограничена совсем) может быть заложена как конструктивно, либо регулироваться в ходе эксплуатации.
Для повышения мореходности и улучшения сцепления с почвой на гусеницы (бесконечную ленту) устанавливаются гребные плицы 14.
В качестве движителя используются как гусеницы, так и воздушный винт, либо вентилятор, либо реактивный движитель, возможно совместное использование любых из вышеперечисленных. Например, в случае, когда в качестве движителя совместно используются гусеницы 4, и вентилятор 2, управление осуществляется путем торможения соответствующих гусениц 4 и при помощи воздушных рулей 15.
Нагнетение воздуха осуществляется либо с помощью горизонтально расположенного компрессора, либо с помощью винта или вентилятора через воздухозаборник 13.
Для удешевления конструкции вместо подвижных ограждений по периметру может быть установлено сплошное (традиционное) ограждение.
Кроме боковых (7), предусмотрены торцевые и внутренние ограждения 12, выполненные аналогично боковым, которые позволяют дополнительно повысить экономичность, регулировать давление на гусеницы в зависимости от условий движения. Применение торцевых ограждений позволяет повысить надежность, ограничить расход воздуха и упростить регулирование давления в области повышенного давления. Внутренние ограждения служат для секционирования области повышенного давления на отсеки и для разделения на внутригусеничные и межгусеничное пространства.
В целях повышения экономичности боковые и торцевые ограждения 7 выполнены раздельными и подвижными друг относительно друга, что позволяет копировать рельеф поверхности, повышает экономичность, надежность. Также эта мера (изготовление ограждений раздельными и подвижными) позволяет транспортному средству преодолевать высокие препятствия.
Гусеницы либо бесконечную ленту также можно выполнять с элементами ограждения. Эта мера приводит к повышению экономичности. Ограждения, выполненные на гусеницах (бесконечной ленте) могут быть как неподвижно закрепленными, так и изменять свое положение в зависимости от условий передвижения. Применение подвижных ограждений вкупе с гусеницами, изготовленными с элементами ограждения, позволяет свести утечку воздуха из области повышенного давления к минимуму, практически устранить их.
Выполнение секций ограждения из жесткого элемента 7 с направляющими 10 для предотвращения смещения и гибкого элемента 8 позволяет выдерживать нагрузки и повышает экономичность.
Ограждения копируют поверхность либо механически (путем фиксации к роликам- копирам 6), либо автоматически при помощи привода.
Область повышенного давления внутренними и внешними ограждениями может быть разделена на внутригусеничные и межгусеничное пространства, а те, в свою очередь, также могут быть разделены на отсеки (однако возможно создание отсеков и независимо от ограждений). Отсеки также создаются с возможностью копирования поверхности передвижения либо без оного.
Разделение области повышенного давления на отсеки 11 дает возможность повысить маневренность, синизить нагрузку на гусеницы путем повышения давления в центральных (внутренних) секциях. Регулирование давления (повышение в отсеках над зонами с хорошим сцеплением с поверхностью передвижения и понижая в зонах с плохим сцеплением) позволяет также повысить проходимость, снижать крен. Создавая в межгусеничном пространстве разреженность, можно увеличивать сцепление с поверхностью передвижения.
Распределение и регулирование нагрузки на ролики-копиры 6 также позволяет повысить экономичность. В случае движения по автодорогам возможно снизить затраты мощности на создание воздушной подушки, или обходиться без нее (эта мера действенна при создании малогабаритных устройств).
Для удешевления конструкции вместо ограждения, собранного из подвижных элементов, можно использовать классическую юбку, но это снизит проходимость и экономичность.
Для снижения массы и стоимости возможно использовать вместо гусениц гибкую бесконечную ленту.
Применение однотипных деталей, низкая мaтepиaлoeмкocть,пpocтoтa конструкции существенно снижают затраты на постройку предлагаемого транспортного средства.
Совокупность вышеперечисленных мер в сумме дает возможность постройки дешевых, экономичных, простых в эксплуатации, безопасных транспортных средств абсолютной проходимости.