НОЖЕВОЙ МИННЫЙ ТРАЛ Российский патент 2000 года по МПК F41H11/16 

Изобретение относится к области военно-инженерного дела и предназначено для проделывания безопасных проходов при преодолении минных полей и заминированных участков местности объектами бронетанковой техники.

Известны ножевые манные тралы, конструкция которых изложена, например, в журнале "Зарубежное военное обозрение", М. 1997 г. NN 5 -6. Тралы типа ЕМР (Великобритания) - "инженерный минный плуг" для проделывания колейных проходов для боевых машин, содержит две ножевые секции с семью ножами каждая, которые устанавливаются перед гусеницами базовой машины. Ножевой рабочий орган закреплен на раме, выполненной как толкающее звено (рычаг) с опорным элементом на грунт.

К недостаткам указанной схемы следует отнести выполнение подвески ножевого органа в виде однозвенной конструкции (рамы) как рычаги 1 рода, при этом отвал с ножами при травлении врезается в грунт до упора и работает в режиме плуга (или бульдозера), создавая избыточные сопротивления движению машины с тралом.

Предлагаемая конструкция ножевого минного трала решает задачу снижения величины сил сопротивления перемещению трала при обеспечении заданных пределов копирования неровностей грунта за счет новой конструкции механизма подвески.

Общие признаки предлагаемой конструкции ножевого минного трала: две ножевые секции, каждая из которых включает ножевой рабочий орган, состоящий из отвала с черенковыми ножами и механизм подвески с кронштейном крепления к базовой машине.

Отличительные (достаточные) признаки:
1. Механизм подвески конструктивно выполнен в виде шарнирного четырехзвенника - прямила и состоит из несущей рамы - нижнее звено четырехзвенника, шатуна - двуплечее переднее звено четырехзвенника, к торцевой плоскости нижнего плеча которого закреплен ножевой рабочий орган, тяги -верхнее звено четырехзвенника, взаимодействующей с верхним плечом шатуна, и стойки - неподвижное звено, зафиксированное посредством кронштейна на корпусе базовой машины, причем линейные размеры звеньев и координаты осей шарниров четырехзвенного механизма обеспечивают перемещение в заданных пределах копирования рабочим органом продольных неровностей грунта по траектории, приближенной к прямой линии, где величины усилий давлений ножевой секции на грунт близки к постоянным на всем диапазоне копирования.

2. Каждый ножевой рабочий содержит отвал грунта и мин, на нижней поверхности которого установлены черенковые ножи с размерами между собой, не превышающими размеры мины, и с размерами по высоте, учитывающими глубину поперечных неровностей грунта в пределах полосы травления, где на внутреннем торце отвала выполнена цапфа шарнирного крепления последнего к шатуну под углом к подвеске трала, а на наружном торце шарнирно размещено дополнительное крыло отката мин, при этом в задней части отвала встроено предохранительное устройство, выполненное в виде пакета упругих элементов кручения, установленного в опорах, одна из которых является неподвижной заделкой пакета, закрепленной на отвале, а подвижный конец пакета взаимодействует с опорной плоскостью шатуна в режиме траления.

3. Неподвижное звено четырехзвенной подвески - стойка выполнена составной и в своей верхней части снабжена рычагом регулирования параметров оси верхнего звена четырехзвенника, причем положение оси звена обеспечивает оптимальный наклон траектории ножей и требуемую величину усилия давления рабочего органа на грунт в пределах копирования.

4. Каждая ножевая секция оснащена тралящим устройством зимним (ТУЗ), выполненным в виде сварной решетчатой конструкции, включающую продольные полосы передней плоскости дополнительного нижнего отвала, установленные с размерами между собой, не превышающими высоту мин, и нижнюю опорную поверхность, контактирующую с грунтом, где внутри тралящего устройства зимнего предусмотрены стойки, охватывающие крайние ножи отвала с фиксированием на последних посредством элементов крепления.

Конструктивное выполнение механизма подвески в виде шарнирного четырехзвенника - прямила, состоящего из несущей рамы - нижнего звена четырехзвенника, шатуна - двуплечего переднего звена четырехзвенника, к торцевой плоскости нижнего плеча которого закреплен ножевой рабочий орган, тяги - верхнего звена четырехзвенника, взаимодействующего с верхним плечом шатуна, и стойки - неподвижного звена, зафиксированного посредством кронштейна на корпусе базовой машины, где линейные размеры звеньев и координаты осей шарниров четырехзвенного механизма позволяют обеспечить траекторию перемещения ножей секции, приближенной к прямой линии в заданных пределах продольного копирования неровностей грунта, и при выполнении условий, что векторы силы резания грунта черенковыми ножами, равные по величине и неизменные по направлению, образуют тупой угол постоянной величины с траекторией перемещения ножей, величины усилий давлений ножевой секции на грунт будут близки к постоянным на всем диапазоне копирование, т.е. ножевая секция будет без изменения глубины резания, не "выплывая" и не зарываясь, протраливать продольные неровности грунта заданных параметров.

Конструкция ножевого рабочего органа, содержащего отвал грунта и мин, на нижней поверхности которого установлены черенковые ножи с размерами между собой, не превышающими размеры мины, и с размерами по высоте, учитывающими глубину поперечных неровностей грунта в пределах полосы траления, где на внутреннем торце отвала выполнена цапфа шарнирного крепления последнего к шатуну под углом к подвеске трала, а на наружном торце шарнирно размещено дополнительное крыло отката мин, при этом в задней части отвала встроено предохранительное устройство, выполненное в виде пакета упругих элементов кручения, установленного в опорах, одна из которых является неподвижной заделкой пакета, закрепленной на отвале, а подвижный конец пакета взаимодействует с опорной плоскостью шатуна в режиме траления, позволяет обеспечить копирование поперечных неровностей грунта в пределах полосы траления секции, в частности обеспечить траление грейдированных грунтовых дорог (где профиль дороги выполнен с двухсторонним скатом), обеспечить защиту секции ножевого трала от поломки при встрече в грунте с непреодолимым препятствием (включение в грунте крупных камней, корней, пней и т.д.) и предусмотреть в конструкции ножевой секции оптимальное количество черенковых ножей для выглубления мин, установленных в грунте, и увеличения длины их отката в сторону от движителя базовой машины.

Выполнение неподвижного звена четырехзвенной подвески - стойки составной, в своей верхней части снабженной рычагом регулирования параметров оси верхнего звена четырехзвенника, причем положение оси звена обеспечивает оптимальный наклон траектории ножей и оптимальной величины давления рабочего органа на грунт в пределах копирования, обеспечивает траление на грунтах различной заданной твердости с усилиями давления ножевой секции на грунт, близким к постоянным на всем диапазоне плотности грунтов.

Оснащение каждой ножевой секции тралящим устройством зимним (ТУЗ), выполненным в виде сварной решетчатой конструкции, включающую продольные полосы передней плоскости дополнительного нижнего отвала, установленные с размерами между собой, не превышающими высоту мин и нижнюю опорную поверхность, контактирующую с грунтом, где внутри тралящего устройства зимнего предусмотрены стойки, охватывающие крайние ножи отвала с фиксированием на последних посредством элементов крепления, позволяет обеспечить травление мин, установленных в снег и на поверхность грунта при тралении на грунтах сверх заданной твердости.

Ножевой минный трал схематично изображен на прилагаемом чертеже, где на фиг. 1 представлен, общий вид ножевого трала вид сбоку, на фиг. 2 - общий вид ножевого трала, вид сверху, на фиг. 3 - ножевой рабочий орган трала, вид сверху, на фиг. 4 - кинематическая схема ножевого трала с планом сил на пределах копирования, на фиг. 5 - общий вид секции ножевого трала с тралящим устройством зимним.

Ножевой минный трал установлен на базовую машину 1 и содержит 2 ножевые секции 2, каждая из которых содержит ножевой рабочий орган 3, состоящий из отвала 4 с черенковыми ножами 5, и механизм подвески 6 с кронштейном крепления 7 к базовой машине. Механизм подвески выполнен в виде шарнирного четырехзвенника - прямила и включает несущую раму - нижнее звено 8, шатун - двуплечее переднее звено 9, к торцевой плоскости которого закреплен ножевой рабочий орган 3, тяги - верхнее звено 10 и стойки - неподвижное звено 11, зафиксированной посредством кронштейна 7 на корпус базовой машины.

На внутреннем торце отвала 4 ножевого рабочего органа 3 выполнена цапфа 12 его шарнирного крепления к шатуну 9, на наружном торце шарнирно размещено дополнительное крыло отката мин 13, в задней части отвала встроено предохранительное устройство, выполненное в виде пакета упругих элементов кручения 14, установленного в опорах, одна из которых 15 является неподвижной заделкой пакета, подвижный конец пакета 16 взаимодействует с опорной плоскостью 17 шатуна 9. Неподвижное звено - стойка 11 выполнено составным и оснащено рычагом 18 регулирования параметров оси верхнего звена - тяги 10. Тралящее устройство зимнее включает в себя продольные полосы 19 дополнительного нижнего отвала 20 с нижней опорной поверхностью 21 и стойки 22, охватывающие крайние ножи 5 с фиксированием посредством элементов крепления 23.

Работает трал следующим образом. При движении базовой машины с тралом по минному полю на каждый черенковый нож секции действует сила резания грунта (фиг. 4) и сила давления ножевой секции на грунт результирующая которых направлена по нормали к траектории L, перемещения рабочего органа (ножей) в диапазоне копирования от -H до +H, характер траектории L, приближенной к прямой линии, обеспечивается заданием линейных размеров звеньев четырехзвенника и координат осей шарниров в конструкции трала, т.е. при траектории L, приближенной к прямой линии на всем диапазоне копирования от -H до +H, действующие силы P, R, N равны по направлению и величинам.

При травлении выполнение указанной зависимости будет обеспечивать неизменное положение ножей трала в грунте на всем диапазоне продольного копирования от +H до -H без выглубления ножей из грунта на верхнем пределе копирования и без чрезмерного их зарывания в грунт на нижнем.

Для корректировки величин действующих на ножи сил при работе на грунтах различной твердости, изменяя положение рычага 18 и тяги 10, можно обеспечить изменение угла наклона ϕ траектории L к вертикали, тем самым изменяя величины действующих сил.

Высота черенковых ножей на отвале выполнена различной с увеличением к наружному краю отвала, что позволяет производить траление грейдированных дорог (профиль дороги выполнен с двухсторонним скатом).

При встрече ножей с миной, последняя выглубляется и с грунтом отводится отвалом с полосы траления без приведения к срабатыванию. При работе на мягких грунтах для исключения скатывания мин с отвального бруствера под движитель базовой машины, шарнирно установлено дополнительное крыло отката мин. А при встрече ножей в грунте с непреодолимым препятствием (корни деревьев, пни, крупные камни и т.д.) отвал ножевого рабочего органа вращается в шарнирном креплении цапфы к шатуну, противодействуя усилию пакета упругих элементов крепления, при этом ножевой рабочий орган выглубляется из грунта. При преодолении препятствия ножевой рабочий орган под действием сил пакета упругих элементов возвращается в номинальное положение.

Траление мин, установленных в снег в зимних условиях, обеспечивается установкой на трал тралящего устройства зимнего, образующего дополнительный нижний отвал, мины отводятся с полосы траления со снегом.

Изобретение относится к области военно-инженерного дела, в частности к устройствам для траления мин. Техническим результатом изобретения является снижение величины сил сопротивления перемещению трала. Сущность изобретения: механизм подвески трала выполнен в виде шарнирного четырехзвенника-прямила с возможностью обеспечения величины давления ножевой секции на грунт, близкой к постоянной, и регулирования перемещения ножей на всем диапазоне продольного и поперечного копирования. Каждая ножевая секция оснащена предохранительным устройством, выполненным в виде пакета упругих элементов кручения, обеспечивающих поворачивание рабочего органа при проезде над непреодолимым препятствием в грунте и возврат рабочего органа в номинальное положение. За счет использования тралящего устройства зимнего с дополнительным нижним отвалом обеспечивается траление мин, установленных в снег и на поверхность грунта при тралении на грунтах сверх заданной твердости. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Ножевой минный трал, содержащий две ножевые секции, установленные на базовой машине, каждая из которых включает ножевой рабочий орган, состоящий из отвала с черенковыми ножами, и механизм подвески с кронштейном крепления к базовой машине, отличающийся тем, что механизм подвески выполнен в виде шарнирного четырехзвенника-прямила, который состоит из несущей рамы - нижнего звена, шатуна - двуплечего переднего звена, на торцевой плоскости нижнего плеча которого закреплен ножевой рабочий орган, тяги - верхнего звена, выполненной с возможностью взаимодействия с верхним плечом шатуна, и стойки - неподвижного звена, зафиксированного посредством кронштейна на базовой машине, причем линейные размеры упомянутых звеньев и координаты осей шарниров четырехзвенника-прямила выполнены с возможностью обеспечения перемещения ножей в заданных пределах копирования рабочим органом неровностей грунта по траектории, приближенной к прямой линии, причем величина давления ножевой секции на грунт близка к постоянной в пределах полосы траления. 2. Трал по п.1, отличающийся тем, что каждый ножевой рабочий орган содержит отвал, на нижней поверхности которого установлены черенковые ножи на расстоянии друг от друга, не превышающем размер мины, и с размерами по высоте, соответствующими глубине поперечных неровностей грунта в пределах полосы траления, при этом на внутреннем торце отвала выполнена цапфа для шарнирного крепления последнего к шатуну под углом к подвеске трала, а на наружном торце отвала шарнирно установлено дополнительно введенное крыло для отката мин, причем в заднюю часть отвала встроено предохранительное устройство, выполненное в виде пакета упругих элементов кручения, концы которых закреплены в опорах, одна из которых выполнена в виде неподвижной заделки пакета, закрепленной на отвале, а другая - в виде подвижного конца пакета, размещенного с возможностью взаимодействия с опорной плоскостью шатуна в режиме траления. 3. Трал по п.1, отличающийся тем, что неподвижное звено четырехзвенника-прямила выполнено составным и в своей верхней части снабжено рычагом регулирования параметров оси верхнего звена для обеспечения оптимального наклона ножей и требуемой величины давления рабочего органа на грунт в пределах полосы траления. 4. Трал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждая ножевая секция снабжена тралящим устройством зимним (ТУЗ), выполненным в виде сварной решетчатой конструкции, включающей продольные полосы передней плоскости дополнительного нижнего отвала, установленные на расстоянии друг от друга, не превышающем высоту мины, и нижнюю опорную поверхность для контакта с грунтом, при этом внутри тралящего устройства зимнего установлены дополнительно введенные стойки, выполненные с возможностью охвата крайних ножей отвала и фиксации на последних посредством элементов крепления.