КОЛЕСО БОЕВОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ)
COMBAT MACHINE WHEEL (VERSIONS)

Изобретение относится к колесным боевым машинам.
Известны способы и конструкции для полного или частичного сохранения несущей способности колеса при повреждении покрышки пулями, осколками или наземными препятствиями, например колючей проволокой. Применяются в основном порознь или вместе три способа - подкачка шин на ходу (см. например, интернет-ресурс, «БТР-70»), предварительная заливка в шину гелеобразного состава с рубленым волокном (стекловолокно, асбест) и заполнение шины вспененным эластичным материалом пенорезиной, пенополиуретаном. Все они имеют свои недостатки. Подкачка бесполезна при множественных или рваных повреждениях. Гелеобразный состав неплохо закрывает мелкие пробоины на беговой дорожке шины, но бесполезен при повреждении боковины, так как центробежной силой отбрасывается на периферию шины. А шины с заполнением эластичным вспененным материалом или приводит к очень жесткой езде, или, при недостаточной несущей способности вспененного материала, он крошится и вообще перестает выполнять свою функцию. К тому же такие колеса нуждаются в хранении в подвешенном состоянии, так как могут иметь остаточную деформацию от длительного стояния в одном положении.
Задача и технический результат изобретения - сохранение несущей способности колеса при больших повреждениях шины без ухудшения ездовых качеств колеса в накачанном состоянии.
ВАРИАНТ 1. Для этого диск колеса состоит из двух половин и не имеет монтажной канавки, а в пространстве внутри шины на диске расположены эластичные Л-образные или П-образные элементы.
Причем эти элементы могут быть размещены двумя способами - они могут быть обращены впадиной к периферии колеса или к его центру (оптимум покажут результаты сравнительных испытаний).
Диск колеса собирается из двух половинок для того, чтобы на нем не было монтажной канавки. Тогда даже множественно пробитая шина не сможет слететь с диска, как это бывает с обычными колесами. Половины диска могут быть не идентичными, так как современные колеса, как правило, имеют некоторый вылет.
Для герметизации стыка двух половин диска в одной или в обеих половинах имеются на поверхности стыка канавка/канавки, в которых находятся эластичные уплотнения. Нужного качества половин диска можно добиться только при изготовлении их из легкого сплава с последующей обработкой.
А для временного соединения и для центрирования половин диска в них имеются прецизионные отверстия, в которые входят боты или шпильки (совместное сверление и развертка в кондукторе).
Чтобы указанные эластичные элементы не деформировались от центробежной силы, что может привести к сильным вибрациям, как минимум их периферийная и обращенная к центру колеса поверхности должны иметь армирование высокомодульным материалом - вектраном, звйлоном, спектрой, углеволокном. А еще лучше, чтобы они были полностью армированными этими материалами. Нельзя для этой цели применять капрон или модифицированный полиэтилен, так как эластичные элементы при езде будут значительно нагреваться, что может привести к термической потере прочности этих волокон. Нельзя для этой цели применять и металлический корд, так как из-за значительных деформаций он переломится от усталостных напряжений.
Чтобы не было дисбаланса колеса при езде, внутренний диаметр эластичных элементов должен или равняться диаметру посадочного обода колеса, или даже эластичный элемент должен надеваться на обод с небольшим натягом.
И периферийная, и обращенная к центру колеса поверхности эластичного элемента могут иметь небольшой рельеф для лучшего трения об обод и шину, что необходимо для передачи крутящего и тормозного моментов.
Отношение высоты к ширине Л-образных, а особенно П-образных элементов не должно быть слишком большим, иначе они легко будут складываться вбок под действием боковой нагрузки. Рекомендуемое соотношение 1:1. Рекомендуемая высота этих элементов - 65-80% от расстояния между внутренней поверхностью шины и диском. Тогда шина хорошо и мягко будет работать в надутом состоянии, но и в спущенном состоянии ее радиус не уменьшится значительно. Хотя в случаях, когда вероятность повреждения шины доходит до 90%, имеет смысл увеличить упомянутую высоту элементов до 90%. То есть шина в надутом положении за счет ее прогиба в пятне контакта с землей почти касается эластичного элемента. Более 90% эту высоту увеличивать не следует, так как тогда касание эластичного элемента и шины в пятне контакта будет постоянным, и они начнут «жевать» друг друга, что приведет к повышенному трению качения и к быстрому износу шины.
Для хорошей работоспособности шины в спущенном состоянии желательно применять низкопрофильные шины с отношением высоты профиля к ширине не более 0,55, а желательно - 0,40. Тогда рекомендуемое количество эластичных элементов внутри шины составит 3-4 элемента на одно колесо.
Рекомендуется также выполнять реборды диска несколько увеличенного размера по сравнению с обычными колесами. Во-первых, они будут защищать шину от пуль и осколков, а во-вторых, они не дадут эластичным элементам сильно деформироваться вбок при значительной боковой нагрузке.
ВАРИАНТ 2. Для лучшей передачи крутящего момента от привода или торможения колеса, имеющего внутри эластичные элементы (данной формы или других), эластичные элементы внутри колеса чередуются с жесткими вставками, причем суммарная ширина вставок, эластичных элементов и посадочных бортов шины должна быть больше ширины диска между ребордами.
Смысл последнего условия в том, что тогда боковины шины и эластичные элементы внутри нее оказываются зажатыми в радиальном направлении и имеют в этом направлении повышенное трение с ребордами диска. Но это еще не все - так как материал шины и эластичных вставок эластичный, то будучи сжатым в боковом направлении, он деформируется и в радиальном направлении, то есть сильнее прижимается к посадочному ободу диска, что приводит к повышенному трению и здесь.
Для облегчения сборки жесткие вставки могут иметь одно или несколько разъемных соединений.
Или для облегчения сборки кольцевые вставки могут быть выполнены в виде эластичного армированного ремня с наклеенными снаружи, а лучше - изнутри, жесткими сегментами.
А для облегчения прохождения воздуха при накачке колеса жесткие вставки имеют небольшие радиальные отверстия, а эластичные элементы также имеют отверстия, ведущие в их внутреннюю полость.
На прилагаемом чертеже показано данное колесо в поперечном разрезе. Оно состоит из двух половин диска 1 и 2, уплотнения 3 в виде кольца в канавке между дисками, центрирующе-стяжных болтов 4, низкопрофильной шины 5, трех эластичных элементов 6 примерно Л-образной формы и жестких дюралевых или композитных вставок 7 между «ножками» эластичных элементов. В дисках имеются отверстия 8 для крепления колеса к ступице.
Работает колесо так: прежде всего, оно собирается необычным образом - в шину 5 вставляется первый эластичный элемент 6 (шину и элемент при этом необходимо несколько деформировать), затем в эластичный элемент вставляется жесткая вставка 7 (что опять же потребует некоторых усилий). Затем также вставляются второй и третий эластичные элементы. При вставлении последнего элемента и, особенно, жесткой вставки в него, потребуется значительная деформация шины - разведение ее боковин, для чего, возможно, потребуется изготовить небольшое приспособление.
Когда в шину вставлены все эластичные элементы и жесткие вставки, то сначала шину надевает на одну половину диска, а затем в шину вставляется вторая половина диска. При этом в свою канавку вставляют смазанное смазкой типа ЦИАТИМ уплотнительное кольцо 3. Половины диска предварительно стягивают болтами 4, надевают на ступицу и затягивают болты крепления колеса к ступице. После этого при необходимости проводят дозатяжку болтов 4. Колесо готово к работе.