Изобретение относится к транспорту.
Ближайшим аналогом данного изобретения является принятая Заявителем Заявка N 2600944A на патент Франции (кл. B 60 B 19/00), которая представляет собой определенный этап в развитии амфибийных транспортных средств.
Все ранее принятые конструкции представляли собой более или менее обычный корпус с обычными, как у автомашин, осями и колесами. Главное отличие заключалось в том, что корпус был герметизирован, а сзади располагались мотор и винт. Т.о., требовалось два движителя - один для суши, другой - для воды. Простота конструкции позволила таким машинам получить достаточно широкое распространение. Однако используются они в основном на спасательных работах, на переправах, широкого распространения в производственных целях они не получили.
Главной отличительной стороной предлагаемой работы является стремление создать машину, которая бы и в характере движителя, и в особенностях остальных частей машины носила "гибридный", смешанный характер, что придает машине большой универсализм. В его основе лежит именно "гибридное" устройство движителя. Используя принцип построения такого движителя, можно создать сотни и тысячи разновидностей, применительных к различным условиям и задачам.
Это особенно важно для России с ее огромными тундровыми, заболоченными пространствами, где суша и водоем очень часто чередуются друг с другом, требуя перевалки грузов с автомашины на пароход или поезд, а то и на самолет. Это - шаг к созданию в будущем универсального движителя.
Условные обозначения:
1 - шарнир для крепления крышки кожуха,
2 - кожух, служащий понтоном для амфибийного колеса,
3 - крышка для прикрытия понтона с колесом сбоку,
4 - держатели трехступенчатых стоек,
5 - трехступенчатые стойки, фиксирующие горизонтальное положение крышки,
6 - лопасти для обеспечения движения амфибии в воде,
7 - закрылки по краям лопастей для увеличения массы воды, на которую опирается и отталкивается от нее лопасть,
8 - внутренний обод в виде металлического кольца шириной с лопасть, соединяющий ее со ступицей колеса,
9 - болт для крепления,
10 - крышка, прикрывающая ось и ступицу снаружи,
11 - ось для крепления колес к машине,
12 - шина,
13 - угол альфа, образующийся между лопастью и горизонтальным краем крышки кожуха, когда ее нижний край - ниже оси,
14 - наружный закругленный край шины,
15 - заднее окно БТРа,
16 - закраины наружного обода, поддерживающие шину с боков,
17 - наружный обод, служащий ложем для шины,
18 - гайка,
19 - прокладка,
20 - место крепления к внутренней стороне крышки промежуточного стержня 23, к которому крепится трехступенчатая стойка 5,
22 - ступица,
24 - нижний край корпуса амфибии,
25 - кольцевидный выступ ступицы, который скрепляется с кольцевидным выступом 21 внутреннего кольца обода,
26 - надстройка над "ванной",
27 - кабина амфибийной машины,
28 - "ванна",
29 - ковш,
30 - уровень предельно допустимого погружения самосвала в воду,
31 - зубцы в колесе танка,
32 - мотор,
33 - компрессор,
34 - бензобак,
35 - рельсовая опорная рама,
36 - воздухораспределительные трубки,
37 - входная лесенка внутри кабины водителя,
38 - штанги для подъема ковша,
39 - гидравлический подъемник,
40 - "юбка",
41 - воздушное пространство между стенкой кожуха (или перегородкой в едином кожухе) и колесом,
42 - перегородки, разделяющие кожух на секции и служащие для крепления его крышек,
43 - винт подводной лодки,
44 - перископ,
45 - наружный цилиндр подводной лодки,
46 - выступы танка для таранящего воздействия на объект,
47 - окно в БТРе,
48 - дверь в БТРе,
49 - внутренний цилиндр в подводной лодке,
50 - вариант внутреннего расположения амфибийных движителей,
51 - корпус подводной лодки сбоку внутри подводной лодки,
52 - плоскость раздела "верхнего" и "нижнего" этажей амфибии,
53 - шарнир для опрокидывания ковша,
54 - дверь в кабину водителя,
55 - щель между кабиной и кузовом лесовоза,
56 - танковая пушка,
57 - "воздушные мешки" и т.д.,
58 - надстройка над "ванной".
Амфибийный транспорт - своеобразный "гибрид" сухопутных и водоплавающих средств. Но глубина этой технической "гибридизации" может быть различной. В данной работе основным объектом этого процесса является колесо движителя.
Суть в том, что в этом случае обод создается не из одного, а из двух колец, между которыми, радиально к оси обода, располагаются лопасти, одинаковой с ободами ширины. Они могут иметь закрылки, увеличивающие объем воды, на которую лопасти опираются. Наружный обод 17 (фиг. 1, 2, 5) может быть эллипсообразно изогнутым, в его ложе располагается шина, у которой радиус по ширине больше, чем по высоте. Это делается тогда, когда нежелательно увеличивать общий диаметр колеса, а вставить хотя бы короткие лопасти желательно. Когда же машина большая или колеса располагаются вне ее корпуса, шина может иметь и обычную круглую форму в сечении.
Наружный обод образует закраины 16, чтобы шина не соскочила с обода.
Крепление колеса к ступице при этом осуществляется следующим образом. От ступицы 22 (фиг. 5, 6) радиально отходит выступ в виде кольца 25 (там же), который располагается чуть не доходя до срединной плоскости ступицы. От внутреннего кольца обода 8 также отходит радиальный выступ в форме кольца, опоясывающего обод 21 (фиг. 5, 6).
Ободы колеса с шиной и лопатками надеваются на ступицу, между ободами вкладывается прокладка 1, располагающаяся между круговыми выступами 25 и 21 обоих ободов. С наружной стороны ступица прикрывается крышкой 10 (фиг. 1, 5), в отверстия которой вставляется четыре болта 9, которые проходят через такие же отверстия в кольцевых выступах обоих ободов и завинчиваются. При этом кольца плотно прижимаются друг к другу через прокладку. Сама ступица находится на оси 11 (фиг. 1, 5).
Т. о., шина вместе с лопастями ободами освобождается от ступицы и колесо освобождается для ремонта и т.д. Возможен и вариант, когда от кольца ступицы отходят четыре штыря, на которые надевается колесо с крышкой и завинчивается гайками.
Таким образом, шина с ободом новой конструкции, включающей в себя лопасти и дополнительное внутреннее кольцо, соединяясь со ступицей, образует колесо, могущее быть движителем как на суше, так и на море. Лопасти 6 могут иметь по бокам закрылки 7 большей или меньшей величины, позволяющие гнать большую массу воды и при соответствующем моторе обеспечивать необходимую скорость.
Чтобы обеспечить высокую эффективность движителя такого типа, необходимо, чтобы верхняя половина колеса находилась в воздушной, а нижняя - в водной среде. Если все колесо будет в воде, верхние его лопасти будут гнать воду вперед, а нижние назад, и эффективность будет низкой. Поэтому верхняя половина колеса по ось герметично прикрыта кожухом 2. Он может спускаться и ниже оси, чтобы вход лопастей в воду совершался не под нулевым углом, а под углом в 15-23o - углом альфа 13, когда толкающий судно вперед эффект будет выражен достаточно.
Кожух, по возможности, должен быть герметичен, но открыт снизу для поступления и выхода воды. С более отдаленных от осевой линии машины боков кожух имеет крышки, немного большие диаметра колеса, чтобы при их снятии можно было снять и колесо.
Крышка может крепиться к кожуху по-разному. Возможен вариант, когда крышка сверху загибается соответственно изогнутости на горизонталь, кузова а/машины, в месте сгиба вводится и используется шарнир 1 (фиг. 1). На внутренней стороне крышки крепятся два трубчатых держателя 5, которые прикрепляются штырями 23 к внутренней стенке крышки в ее нижней части 20. Штыри заканчиваются шарнирами 26, которые позволяют держателям крышек поворачиваться на 90o, при этом они выходят из пазов крепежных элементов 4 (фиг. 2) в верхней части крышки и вместе с подъемом крышки до горизонтального уровня (фиг. 2) раздвигаться на три составные части и опираться третьей, нижней частью о грунт, опору. На фиг. 1, 2, 3 края крышки кожуха показаны встык (2, 3) для упрощения чертежа. На деле они соединяются как дверь автомашины со своим корпусом. Возможны варианты. Первый - верхний край крышки соединяется с шарниром 1, а внизу, для плотного прижатия крышки к кожуху, ставятся две (можно больше) защелки 51 (фиг. 1). Шарнир 1 герметизируется путем наклейки прочной и рыхло лежащей ткани.
Второй метод крепления крышки (фиг. 3, 4), при котором крышка 3 несколько больших размеров выреза в кожухе и идет под кожух 2, между ними кладется резиновая прокладка и все скрепляется болтом 9 и гайкой 18 (фиг. 3).
Третий вариант - когда крышка накладывается с прокладкой 1 на кожух 2 и также скрепляется болтом 9 и гайкой 18 (фиг. 7, 8, 9).
Так как колесо при данной конструкции не может выходить за пределы кожуха, чтобы обеспечить нормальные возможности его поворота направо или налево, пространство между кожухом и колесом с обеих сторон колеса делается несколько шире того, которое имеется в обычных машинах, где колесо при поворотах может значительно выходить за пределы корпуса машины. Чтобы обеспечить нормальную работу всех деталей моторного отсека машину приходится несколько расширять или перестраивать отсек за счет увеличения его высоты. При предлагаемой "гибридной" системе лучше идти на расширение габаритов машины, т.к. это увеличивает ее объем и тем самым понтонные свойства.
Такую же ширину и расстояние между нижним краем кожуха и грунтом сохраняют и у других отсеков машины. При этом кабина становится шире, что позволяет сделать ступеньки для выхода и входа с обеих сторон кабины внутри нее (п.37, фиг. 10).
Дверь в кабину и капот должны быть герметизированы, чтобы при предельном погружении в воду она в них не проникала.
Объем погружающейся - в пределе возможного - части машины должен быть таков, чтобы вода при таком уровне поднималась не выше герметизированного капота и открытой части кузова, в котором располагаются люди или груз (линия 30-30, фиг. 10).
Вся машина по горизонтали делится на два этажа: "верхний", в котором располагается моторный отсек, кабина с полом, кузов, несущий груз. Ниже находятся шасси - опорная рама в виде двух рельсов 35 (фиг. 10, 11-17) с рессорами, гидравлическая система, бензобак, глушитель, передаточная система от мотора к колесам. Часть кузова, которая идет ниже опорной рамы, составляет "нижний этаж" машины. Часть его, которая располагается ниже опорной рамы и спускается до нижнего края кузова, называется "юбкой" машины. Дно кузова спереди до конца может быть закрытым, наружу выходят только глушитель и выводная трубка для слива масла. У грузовых машин, самосвалов, грузовиков низ обычно открыт, и если эта машина рассчитана на роль амфибии, образующиеся в "нижнем этаже" пустоты полезно закрыть кусками пенопласта, воздушными мешками, пустотными пластмассовыми структурами и т.д., форма которых должна подходить к вышерасположенным деталям как ключ к замку.
При очень больших лопастях колесо, даже при "сплющенном" колесе, шине, не может располагаться внутри корпуса, не деформируя моторный отсек. Тогда колеса с кожухами выводятся за пределы корпуса и располагаются рядом (фиг. 28).
От изложения общих принципов построения амфибийной машины перейдем к иллюстрации их на примерах конкретных машин амфибийного типа, которые мы предлагаем.
На фиг. 10 изображен сбоку самосвал. Он имеет "ванну" 28 во всю ширину корпуса 28, которая служит для увеличения объема амфибии и для держания ковша 29, который на обоих рельсах опорной рамы имеет по гидравлическому подъемнику 39 со штангами 38. Своим задним краем ковш связывается с длинным, во всю ширину ванны, шарниром 53 и при выпускании штанг груз вываливается позади самосвала. Если груз состоит из легкого материала, над боковыми бортами "ванны" подстраиваится два доскообразных элемента 58, которые позволяют увеличивать количество перевозимого хлопка, зерна, опилок и т.д. На фиг. 11 видно, что ковш имеет конусообразную форму, и его дно опирается на опорную раму или полотно из стального листа, разделяющее "верхний" и "нижний" "этажи" 52. Отличительной особенностью является далее находящийся в моторном отсеке компрессор 33 с отходящими от него распределительными трубами - в кожухи колес и под дно машины 36 (фиг. 10, 14). На фиг. 10 и 14 видны бензобаки 34. На фиг. 10, 11, 14 видно расположение гидравлической системы относительно опорной рамы или рельсов. П.24 обозначен нижний край машины, п.40 - "рама" с находящимися в ней пустотелыми элементами 57.
На фиг. 12-17 показан лесовоз амфибийной конструкции. Видны пять пар колес с широкими кожухами, компрессор 33, моторы для каждой пары колес, что позволяет двигаться не только на суше, но и в воде с большой скоростью. На фиг. 17 п.29 виден длинный, способный грузить длинные деревья и бревна, ковш. На фиг. 13 показаны три гидравлических подъемника 38, 39, опирающихся о правый борт ковша /фиг. 17, п.38/ и перевертывающих его через шарнир, на левом борту ванны 53 показаны также компрессор и воздухораспределительная система /36, фиг. 12, 13/. На фиг. 15 дано сравнительное увеличенное изображение таких деталей, как крышка кожуха 3, шина 12, мотор 32, рельсы 35, гидравлический подъемник 39, опорные штанги подъемника 38.
На фиг. 16 лесовоз виден спереди с очертаниями "ванны".
Возможны и лесовозы с одним очень мощным мотором и системой шестереночных передач к колесам. Вращаясь в воде, они могут создать мощную тягу.
На фиг. 20 изображен сбоку бронетранспортер. Показаны двери 48, окна 47. Линией 52 показано расположение пола, четыре пары колес амфибийного типа, впереди располагается компрессор 33 с воздухораспределительными трубками 36 (фиг. 22) 4 колесных пары, каждая имеет свой мотор, кожухи разделены перегородками 42 (фиг. 20, 22). Дно гладкое, воздух поступает в кожухи. Срез дна таков, что в воду лопатка опускается полностью только тогда, когда она находится под углом атаки в 90o. Оси колес расположены таким образом, что угол, под которым лопатки входят в воду, составляет 15-23o, что позволяет БТРу начинать в воде движение как только начинут работать мотор и вращаться колеса, снабженные в общей сложности десятками лопастей.
При такой конструкции скорость движения высокогерметизированного и понтонизированного БТРа в воде может приближаться, а то и превзойти его скорость движения на суше.
На фиг. 18 показана конструкция амфибийного танка, вид сбоку.
Как и в БТРах имеется с обеих сторон, прикрывая гусеницы и амфибийные колеса, сплошной кожух, который, однако, разделен на секции, каждая прикрывает одно колесо. Сверху эти крышки кожухов загибаются горизонтально над верхним рядом гусеницы и крепятся шарнирно /1, фиг. 18/ к борту танка. По бокам танков имеются ребра (фиг. 18), к которым крепятся вторым или третьим методом крышки. При необходимости отдельная крышка может быть отвинчена от "ребра" и поднята на верхнем общем шарнире. Тогда открывается возможность снять отдельное колесо или трак гусеницы для замены или ремонта. Строение колеса в танке отличается главным образом тем, что вместо шины на наружном ободе располагаются зубцы, выступающие как бы продолжением лопастей.
Но также имеется внутренне кольцо, такая же система связи всего этого колеса со ступицей и осью.
Зубцы имеют такое расстояние между собой, что входят в углубления между траками. На суше колеса, вращаясь от воздействия мотора, приводят в движение гусеницу и обеспечивают движение танка. В условиях водной среды, если танк имеет такое соотношение объема и веса, что может находиться во взвешенном состоянии, гусеница, приводимая в движение мотором с помощью зубцов, обеспечивает вращение колеса и находящихся в нем лопастей. Учитывая, что танк имеет десять и более колес и в каждом минимум восемь лопастей, создаются условия для максимального использования мощности мотора и обеспечения высокой скорости передвижения танка в воде. Он сможет не просто переплывать реку, а стать малым бронированным крейсером, обладающим большой самостоятельностью при ведении боя.
Амфибийный движитель может применяться и в подводных лодках. На фиг. 25 видно, что они могут располагаться вдоль всей лодки с перегородками между колесами и прикрывающими их крышками. Могут быть использованы движители и такие, как в машинах с шинами - для возможного выхода на сушу и быстрой езды по ней или с таким, как в вышеописанном танке.
Главное отличие заключается в том, что в предшествующих конструкциях кожухи колес снабжаются воздухом за счет компрессора, который берет его из окружающего воздуха, в данном же случае придется использовать воздух баллонов подводной лодки. Возможен вариант наружного - по бокам лодки - расположения систем движителей, а возможно и "врезание" каждой линии между большим и малым "цилиндром", как это показано на фиг. 26 и 27.
Кабина и моторный отсек лесовозного грузовика находятся на некотором расстоянии /55/ от грузового, чтобы машина в целом имела большую маневренность на поворотах.
Для опрокидывания очень длинного и тяжелого ковша 29 используются, как показано - чисто схематически - на фиг. 12, 13, 17 три расположенных с правой стороны гидравлических подъемных механизма 39 с использованием штанг 38.
Ковш опрокидывается налево благодаря длинному шарниру 53, находящемуся по верхней кромке левой стороны "ванны". Как видно из данных фигур, "ванна значительно увеличивает общий объем вытесняемой жидкости и тем повышает грузоподъемность а/машины.
На фиг. 20, 21, 22 даны три проекции БТРа. 47 - окно, 48 - дверь. Имеется четыре мотора 32, четыре перегородки внутри общего кожуха. По линии 52 показано дно кабины, ниже которого - до дна кузова - располагаются передаточные приспособления, воздуходувные трубки, идущие в каждый отсек кожуха, бензобаки и т.д. Вместе с кожухами колес тем самым создается значительная понтонность, хотя главный ее источник - сам герметизированный кузов.
На фиг. 18, 19, 23, 24 показаны три проекции танка и его колесо. Кожух общий для всего танка с правой и левой сторон облекает гусеницы сбоку, сверху, спереди, сзади - /2/. Он частично, не считая участка, где проходит сверху гусеница, разделен вертикальными перегородками 42, отделяющими, хотя и не очень герметично, воздушные пространства 41 каждой секции кожуха.
Сгиб кожуха слегка закруглен, на нем имеются шарниры 1 для открывания крышек возле каждого отдельного колеса.
43 - передняя стенка танка. 46 - острые выступы для разрушения препятствий.
На фиг. 25 и 26 показан вид подложки с наружным расположением колес. Так как каждая пара имеет свой мотор, общий кожух 2 делится перегородками 42, что уменьшает потери воздуха при дифференте в передне-заднем направлении.
На фиг. 27 показан вид подложки сзади. 49 - наружный ее цилиндр, 50 - внутренний. Парацентрально от оси лодки с обеих сторон располагаются как бы врезавшиеся в нее на границе между цилиндрами и, располагаясь как в пределах того, так и другого, системы кожухов с колесами так, что наружу в основном выходят только колеса с частью лопастей, обеспечивающих движение как по дну, суше, так и вплавь.
На фиг. 28, 29 и 30 показан грузовик с длинными лопастями, большими колесами, поднимающимися до верхнего уровня капота. Линия AB - линия расположения дна кузова и пола кабины. Так как широкие колеса с кузовами располагаются по бокам от "тела" машины, а ширина проезжей полосы на дорогах не более трех метров, все тело машины несколько сужено и удлинено, поэтому, в отличие от самосвала, не имеет ступенек для схода непосредственно в кабине.
Линия 30-30 означает ватерлинию, выше которой вода не должна подниматься, иначе возможно ее попадание в моторный отсек. "Паровики" для отходя пара из радиатора располагаются на боковой стенке капота, несколько ниже его крышки.
Специальной "ванны" для ковша, как у самосвалов, нет, есть обычный кузов, который при поездке на местности, где возникнет необходимость плавания, должен быть герметизирован соответствующими герметиками, которые должны широко войти в практику работы на такого рода машинах.
Все условные обозначения соответствуют таковым на ранее показанных фигурах.
Изобретение относится к транспорту и касается создания амфибийных транспортных средств различного назначения. Транспортное средство имеет корпус, моторный отсек и колеса. В обод колеса вмонтированы лопасти. Они прикреплены к внутреннему и наружному кольцам. Лопасти имеют закрылки. Колеса помещены в герметизированные кожухи, опущенные ниже оси колеса. Вход лопастей совершается под углом 15 - 23o. Наружная стенка кожухов образует крышки. Они прикрывают колесо сбоку с возможностью снятия крышек для замены или ремонта колеса. Транспортное средство имеет кабину со ступенькам для входа и выхода с обеих сторон. Кабина и моторный отсек герметизированы. Нижний срез кожухов и корпуса имеет предельно низкое положение. Корпус закрыт снизу с сохранением выходов. На линии дна грузового отсека и пола кабины горизонтальная пластина отделяет при закрытом снизу корпусе альтернативно "верхний этаж" от "нижнего этажа". На "верхнем этаже" находятся кабина, груз и моторный отсек с элементами, которые не должны попадать в воду. На "нижнем этаже" расположены опорная рама, бензобак, гидравлический подъемник. Они по бокам прикрыты "юбкой" корпуса. В моторном отсеке установлен компрессор с отводными трубками, идущими в кожухи и пустоты "нижнего этажа", а также в шины. Это транспортное средство может использоваться в качестве самосвала, лесовоза, бронетранспортера, танка или подводной лодки. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств амфибийного транспортного средства. 6 з.п.ф-лы, 30 ил.
наличии здесь пустот с возможностью заполнения их крепящимися к вышеуказанным элементам воздушными мешками, пластмассовыми или объемными конструкциями, пенопластом, подходящими по форме к вышерасположенным деталям "нижнего этажа", при этом в моторном отсеке установлен компрессор с отводными трубками, идущими в кожухи и пустоты "нижнего этажа".
ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ РАСПОЗНАВАЕМЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР НА ОСНОВАНИИ НАБОРА УЗЛОВЫХ ТОЧЕК | 2014 |
|
RU2600944C1 |
Лодка | 1928 |
|
SU19071A1 |
Повозка для движения по воде и суше | 1931 |
|
SU38886A1 |
0 |
|
SU403605A1 |
Авторы
Даты
2001-09-27—Публикация
1999-04-19—Подача