ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО - АМФИБИЯ Российский патент 1995 года по МПК B60F3/00 

Изобретение относится к области транспортных средств, способных передвигаться как по суше, так и по воде.

Известна амфибия, содержащая корпус с приводом и импеллерные колеса с выступами на их радиальных поверхностях [1]
Недостаток этой амфибии невысокая скорость движения по воде, типичная для импеллерных колес.

Известна также амфибия, содержащая корпус с установленными на нем приводными колесами с эластичными шинами [2] Колеса этой амфибии выполнены с выступами на наружных окружных и боковых поверхностях, причем вершины этих выступов связаны с наружной окружной поверхностью колеса наклоненными к центру его вращения поверхностями. Амфибия снабжена дополнительно отдельным двигателем, гребным винтом.

Недостатком этой амфибии является то, что колеса в малой степени участвуют в создании движущей силы и обеспечивают ее плавучесть, а скорость перемещения по воде определяется характеристиками гребного винта. Следовательно, неизбежные такие явления, как кавитация при работе винта, скорость такой амфибии при движении по воде недостаточно велика. Необходимость иметь привод вращения как винта, так и колес, усложняет и утяжеляет конструкцию амфибии.

Цель изобретения создание быстроходного, легкого и маневренного судна, способного перемещаться как по воде, так и по суше, конструктивное совмещение в одном узле движителя и устройства динамического поддержания при движении амфибии по воде, что значительно уменьшает кавитационные потери. Таким образом, удается достичь преимуществ, свойственных неводоизмещающим судам.

Указанная цель достигается тем, что в амфибии, содержащей корпус с установленными на нем по меньшей мере двумя приводными колесами с эластичными шинами, каждая из которых выполнена с выступами, наружной окружности поверхности, вершины которых связаны с наружной окружной поверхностью, наклоненными к центру колеса в направлении его вращения поверхностями, угол наклона между наклоненными к центру колеса поверхностями и радиальной поверхностью α= 1.14^о, а шина снабжена выступами, радиально расположенными на боковых поверхностях.

На фиг.1 изображена амфибия, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид спереди; на фиг.3 колесо амфибии, вид сбоку; на фиг.4 сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 колесо, аксонометрия; на фиг.6 то же, вид спереди; на фиг.7 радиальная поверхности колеса, выполненного с двумя протекторными дорожками, фрагмент.

Амфибия содержит корпус 1 и колеса 2. Колеса связаны с приводом (не показан). Передние колеса 2 связаны также с рулевым устройством и выполнены поворотными. Амфибия снабжена традиционными средствами обеспечения плавучести, герметичными воздушными полостями. Колеса 2 снабжены эластичными шинами 3, поперек радиальных и боковых поверхностей которых выполнены средства увеличения плавучести в виде наклонных 4 и радиальных 5 выступов. Выступы 4 на радиальных поверхностях шин 3 наклонены к центру колес в направлении вращения колеса при движении амфибии вперед на угол α= 1.14^о по отношению к касательной к окружности, проведенной из центра колеса через основания выступов 4. Выступы 4 могут быть выполнены криволинейными в продольном и поперечном направлениях или могут иметь прямолинейную форму. Радиальные выступы 5 на боковых поверхностях шины 3 расположены перпендикулярно этим поверхностям.

Угол наклона выступов 4 определяется из следующих соображений. При величине угла α менее 1^о создаваемая выступами 4 подъемная сила мала, и поэтому требуется высокая скорость вращения колес 2 и, соответственно, мощный привод, повышенная прочность колес из-за больших центробежных сил и т.д. При величине угла α более 14^о резко возрастает сопротивление движению колес в воде, при этом дальнейшего прироста подъемной силы практически нет.

Заявляемая амфибия работает следующим образом. Движение по суше происходит так же, как и в обычной амфибии: привод вращения передается на колеса 2, те контактируют радиальными поверхностями с поверхностью дороги. При движении по воде колеса 2 погружаются в воду. При вращении колес 2 выступы 4 создают подъемную силу, выполняя функцию полупогруженных крыльев. Величина подъемной силы определяется из выражения Р_у С_у˙(ρ˙V²)/2˙S, где Р_у подъемная сила; С_у гидродинамический коэффициент, зависящий от угла; ρ- плотность воды, кг/м³; V окружная скорость вращения колеса, м/с²; S площадь поверхности выступов, м².

Когда суммарная подъемная сила колес Р становится равной или больше веса амфибии, амфибия выталкивается из воды, при этом площадь контакта колес с водой уменьшается и уменьшается сопротивление движению амфибии. Горизонтальную скорость амфибии обеспечивают выступы 5. По сравнению с прототипом заявляемая амфибия позволяет развивать значительно большую скорость движения по воде, и переход с движения по суше на режим движения по воде происходит без промежуточных этапов. Конструкция амфибии упрощается вследствие отсутствия привода вращения винта и самого гребного винта.

Полноприводной автомобиль марки "Нива", снабженный колесами данной конструкции, имеющими угол α= 6^о, и площадь выступов 4, равную 0,01.0,015 м², сможет двигаться по воде, не касаясь ее корпусом, со скоростью до 100 км/ч.

Использование: изобретение относится к области транспортных ссредств, способных передвигаться как по суше, так и по воде. Сущность изобретения: транспортное средство-амфибия содержит корпус, привод и колеса, снабженные средствами увеличения плавучести, выполненными в виде выступов на наружных окружных и боковых поверхностях колес. Выступы на наружных окружных поверхностях наклонены к центру колеса в направлении вращения колес при движении амфибии вперед на угол 1...14°. Радиальные выступы на боковых поверхностях расположены перпендикулярно этим поверхностям. Скорость амфибии увеличивается, конструкция упрощается. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО АМФИБИЯ, содержащее корпус с установленными на нем по меньшей мере двумя приводными колесами с эластичными шинами, каждая из которых выполнена с выступами на наружной окружной поверхности, вершины которых связаны с этой поверхностью наклоненными к центру колеса в направлении его основного вращения поверхностями, отличающееся тем, что угол наклона между указанными наклоненными к центру колеса поверхностями и наружной окружной поверхностью составляет 1-14^o. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шина снабжена выступами, радиально расположенными на ее боковых поверхностях.