АЭРОСАНИ-АМФИБИЯ Российский патент 1999 года по МПК B62M27/00 

Изобретение относится к амфибийной транспортной технике и может быть использовано при создании транспортного средства, предназначенного для передвижения как по снежной, так и по водной поверхностям.

Известны аэросани-амфибия, содержащие корпус, воздушный винт, приводимый двигателем, рулевое устройство, тормоза (см. Евстюшин Н.И. Развитие аэросанного транспорта в СССР. М.: Издательство Академии Наук СССР, 1959, с. 14, 15).

Однако известные аэросани-амфибия обладают низким эксплуатационными качествами.

Технический результат от реализации описываемого изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств аэросаней-амфибии.

Этот технический результат достигается тем, что у аэросаней-амфибии, содержащих корпус, воздушный винт, приводимый двигателем, рулевое устройство, тормоза, согласно изобретению, упомянутый воздушный винт, который является тянущим, установлен в передней части корпуса с отрицательным углом атаки к набегающему потоку и выполнен с возможностью изменения угла атаки.

Кроме того, у таких аэросаней в передней части может быть установлен дополнительный тянущий винт, имеющий противоположное направление вращения по отношению к первому, при этом оба тянущих винта выполнены с шагом, изменяемым от управления мощностью двигателей, рулевого управления и управления тормозом.

Кроме этого, у таких саней-амфибии винты могут устанавливаться с перекрытием и их обороты целесообразно синхронизировать посредством редукторов, связанных синхронизирующим валом.

Наряду с этим у таких аэросаней винты целесообразно устанавливать на редукторах, которые могут быть закреплены с помощью цапф, соосных с синхронизирующим валом, и могут быть соединены с устройством, синхронно поворачивающим оба редуктора до заданного угла атаки винтов.

Кроме того, корпус таких аэросаней может опираться на разнесенные по ширине и длине корпуса опоры, состоящие из соединенных шарнирами друг с другом и корпусом пластин, носовой и подошвы, которые имеют возможность изменения угла атаки, образуя многореданную поверхность или лыжные опоры.

Между пластинами и корпусом у таких аэросаней могут быть установлены амортизаторы.

Кроме этого, у таких аэросаней амортизаторы целесообразно выполнять в виде заполненных газом баллонов из гибкой оболочки, а подошве целесообразно придавать возможность изменения ее угла атаки путем изменения давления в этих баллонах.

Сущность изобретения поясняется описанием аэросаней-амфибии в случае реализации варианта изобретения, когда аэросани-амфибия имеют два воздушных винта, а также прилагаемыми чертежами на которых:
- фиг. 1 - боковой вид описываемых аэросаней-амфибии;
- фиг. 2 - то же, вид спереди;
- фиг. 3 - передняя лыжная опора с сечением по задней подошве (баллоны условно не изображены);
- фиг. 4 - кинематическая схема трансмиссии приводов воздушных винтов и поворота главных редукторов аэросаней-амфибии.

Пассажирская кабина 1 аэросаней-амфибии имеет прямоугольный пол 2. На выступающих по каждому борту консольных площадках пола установлены двигатели 3, топливные баки 4 и багажники 5. Вал двигателя через муфту сцепления, входящую в состав двигателя, соединен с угловым редуктором 6, в состав которого входит обгонная муфта, и далее с карданным валом 7 и главным редуктором 8, на валу которого установлен тянущий воздушный винт 9 в передней части корпуса под отрицательным углом α к набегающему потоку. Винт 9 выполнен с возможностью изменения угла атаки и шага. Оба редуктора 8 соединены синхронизирующим валом 10 и установлены на корпусе с помощью цапф 11, ось которой совпадает с осью синхронизирующего вала 10. Винтовые механизмы 12 крепятся одним концом к редуктору 8, а другим - к корпусу 1. Оба механизма соединены друг с другом валом 13, имеющим привод 14, который управляется из кабины водителя.

Пол опирается на четыре лыжные опоры посредством баллонов 15, имеющих гибкую оболочку и являющихся амортизаторами.

Лыжные опоры состоят из пластин: носовой 16 и подошв 17 и 18, которые соединены друг с другом и полом с помощью шарниров 19.

В целях обеспечения управляемости устойчивости движения амфибии подошвы 17 носовых опор имеют скругления по бортам, а подошвы 18 задних опор выполнены с ребрами по бортам. Аэросани могут иметь тормоза любого типа и рулевое устройство (на чертеже не показаны).

Эксплуатируются аэросани-амфибия следующим образом.

На стояке винт 9 находится в крайнем верхнем положении. Ось винта перпендикулярна земной поверхности. В этом положении производится запуск и опробование двигателей 3, а также проверка материальной части, связанной с необходимостью вращения винта 9. Возвышение лопастей винта 9 над земной поверхностью превышает рост человека и высоту животных, в связи с чем вращение винта 9 не создает опасности для окружающих.

Перед страгиванием аэросаней винты 9, вращающиеся на малом шаге, синхронно переводятся в крайнее нижнее положение с наклоном посредством включения привода 14, что приводит во вращение вал 13 и винтовые механизмы 12.

В случае примерзания лыжных опор водитель имеет возможность раскачивания аэросаней как изменением силы тяги винтов 9, так и изменением направления их тяги. Линия действия тяги в вертикальном положении ось винта 9 проходит впереди центра тяжести аэросаней, а в крайнем наклонном положении винта 9 она проходит вблизи точки приложения равнодействующей сил тяжести и сил сопротивления движению, включая аэродинамические. В последнем случае, характером для движения аэросаней-амфибии, момент от всех действующих сил практически может быть сведен к нулю. Страгивание и разгон аэросаней производится синхронным увеличением как шага винтов 9, так и мощности двигателей 3, что увеличивает тягу винтов 9. При торможении винтами 9 их шаг синхронно уменьшается до получения реверса тяги. Поворот аэросаней производится путем дифференциального изменения шага винтов 9. При этом различные по величине тяги винтов 9 создают момент, вертикальная составляющая которого стремится изменить направление движения, а горизонтальная составляющая момента препятствует опрокидыванию аэросаней центробежными силами.

В случае возникновения опасности повреждения винта 9 или травмирования людей или животных водитель может установить винт 9 в любом промежуточном положении или вернуть его в верхнее исходное положение. Уменьшение наклона винта 9 при движении может быть использовано водителем также для облегчения переезда через дорожные препятствия или, например, для выхода аэросаней-амфибии из полыньи на лед.

Баллоны 15 играют роль амортизаторов при наезде лыжной опоры на дорожную "кочку". Кроме того, изменением давления газа в них устанавливается угол атаки β подошв 17 и 18, обеспечивающий оптимальное глиссирование аэросаней-амфибии на четырех реданах как по воде, так и по глубокому снегу или скольжение по плотному снегу и льду.

В последнем случае угол атаки β устанавливается равным нулю. Тормоза используются при стопорении аэросаней на стоянке, при их движении применяется реверс тяги винтов 9.

Технико-экономический эффект применения аэросаней-амфибии по сравнению с известными ожидается следующий:
- более высокая топливная эффективность;
- более высокая проходимость и маневренность;
- возможность создания с помощью конструктивной схемы аэросаней-амфибии, которые по грузоподъемности и вместимости пассажиров являются эквивалентными известным автобусам.

Эти свойства аэросаней позволяют организовать на Крайнем Севере в тундровых районах регулярное транспортное сообщение с перевозкой группы пассажиров в 15 - 30 человек, например, различного рода вахт или туристических компаний, а также грузов. Возможно также применение аэросаней и в северных таежных районах при условии предварительной подготовки трасс: прокладка просек, уборка пней, кустарника и крупного валежника, обозначение вехами пути следования. Представляется возможность использования аэросаней-амфибий в качестве экспедиционных судов, способных передвигаться по глубокому снежному покрову, по льду, чередующемуся с водными прогалинами, полыньями и т.д.

По мере накопления опыта эксплуатации аэросаней-амфибий представляется возможным построение судов с применением несущих винтов вертолетов Ми-8, Ми-26, которым под силу перевозки Северным морским путем в зимнее время.

Изобретение относится к амфибийной транспортной технике и может использоваться при создании транспортных средств, предназначенных для передвижения как по снежной, так и по водной поверхности. Аэросани-амфибия содержат корпус, воздушный винт, приводимый двигателем, рулевое устройство и тормоза. Воздушный винт является тянущим. Он установлен в передней части корпуса с отрицательным углом атаки к набегающему потоку. Винт выполнен с возможностью изменения угла атаки. В передней части у аэросаней может устанавливаться дополнительный тянущий винт с противоположным направлением вращения по отношению к первому. Оба винта могут быть выполнены с шагом, изменяемым от управления мощностью двигателей, рулевого управления и управления тормозом. Винты могут устанавливаться с их перекрытием. Их обороты целесообразно синхронизировать посредством редукторов, связанных синхронизирующим валом. Редукторы винтов могут быть закреплены с помощью цапф, соосных с синхронизирующим валом, и могут быть соединены с устройством, синхронно поворачивающим оба редуктора до заданного угла атаки винтов. Корпус может опираться на разнесенные по ширине и длине его опоры, состоящие из соединенных шарнирами друг с другом и корпусом пластин, носовой и подошвы, которые имеют возможность изменения угла атаки, образуя многореданную поверхность или лыжные опоры. Технический результат от реализации описываемого изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств аэросаней-амфибий. 6 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Аэросани-амфибия, содержащие корпус, воздушный винт, приводимый двигателем, рулевое устройство, тормоза, отличающиеся тем, что упомянутый воздушный винт, который является тянущим, установлен в передней части корпуса с отрицательным углом атаки к набегающему потоку и выполнен с возможностью изменения угла атаки. 2. Аэросани-амфибия по п.1, отличающиеся тем, что в передней части установлен дополнительный тянущий винт, имеющий противоположное направление вращения по отношению к первому, при этом оба тянущих винта выполнены с шагом, изменяемым от управления мощностью двигателей, рулевого управления и управления тормозом. 3. Аэросани-амфибия по п.1 или 2, отличающиеся тем, что винты установлены с перекрытием, и их обороты синхронизированы посредством редукторов, связанных синхронизирующим валом. 4. Аэросани-амфибия по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что винты установлены на редукторах, которые закреплены с помощью цапф, соосных с синхронизирующим валом, и соединены с устройством, синхронно поворачивающим оба редуктора до заданного угла атаки винтов. 5. Аэросани-амфибия по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что корпус опирается на разнесенные по ширине и длине корпуса опоры, состоящие из соединенных шарнирами друг с другом и корпусом пластин, носовой и подошвы, которые имеют возможность изменения угла атаки, образуя многореданную поверхность или лыжные опоры. 6. Аэросани-амфибия по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что между пластинами и корпусом установлены амортизаторы. 7. Аэросани-амфибия по п.6, отличающиеся тем, что амортизаторы выполнены в виде заполненных газом баллонов из гибкой оболочки, а подошва имеет возможность изменения ее угла атаки путем изменения давления в этих баллонах.