КОРПУС АМФИБИИ
AMPHIBIAN BODY

Настоящее изобретение относится к корпусу амфибии, в частности к корпусу высокоскоростной амфибии.
В прошлом конструкторы амфибий сосредоточивали свои усилия на оптимизации их технических характеристик для эксплуатации либо на воде, либо на суше. В результате, приходилось жертвовать либо техническими характеристиками для эксплуатации на воде для того, чтобы предоставить удовлетворительные технические характеристики для эксплуатации на суше, или жертвовали техническими характеристиками для эксплуатации на суше, чтобы обеспечить технические характеристики, удовлетворяющие эксплуатации на воде. В итоге, для амфибии приходится находить компромисс между этими условиями эксплуатации.
Чтобы позволить амфибии достичь более высокой скорости на воде, для амфибии является желательным, чтобы она была предусмотрена с планирующим корпусом. Такой корпус может приводиться в движение путем его расположения там, где он полностью выталкивается со скоростью, при которой он может создавать достаточную гидродинамическую подъемную силу для подъема из воды и планировать (глиссировать) по поверхности воды.
Обычно для достижения оптимальных технических характеристик эксплуатации поверхность планирующего корпуса должна, насколько это возможно, содержать как можно меньше разрывов (разрывов непрерывности поверхности, например вырезов, выступов, перегибов, ниш, арок, полостей, углублений и т.п.), поскольку при разрывах на поверхности корпуса сопротивление будет возрастать, и как гидродинамическая подъемная сила, так и управление на воде будет подвергаться угрозе. Однако сущность амфибии такова, что она может потребовать, чтобы поверхность корпуса содержала разрывы, расположенные в пределах таких деталей, как, например, колеса и узлы подвески. При попытке оптимизировать характеристики для эксплуатации на воде конструкторы амфибий с убирающимся колесом и узлами подвески потратили огромные усилия в обеспечении подвижных закрывающих механизмов разрывов колесных арок, чтобы, когда колеса убираются, восстанавливать гладкие сплошные линии обычного корпуса судна. Подвижные крышки и пластины в амфибиях известны, например, из патентов США №4958584, 3421472 и 3280785. Скользящие и/или шарнирные механизмы для подвижных крышек или пластин предназначены для предотвращения сквозной коррозии и/или проникновения грязи, песка, ила, соли или другого морского мусора. Они также могут повреждаться посредством столкновения с объектами, такими как скалы во время изменения режима эксплуатации транспортного средства или применения в условиях бездорожья. Транспортное средство-амфибия, которое не может изменять режим эксплуатации, может быть обездвижено; либо на суше, или еще хуже на воде. Более того, необходимость обслуживания и тщательной очистки скользящих и/или шарнирных механизмов не может удовлетворять владельца транспортного средства, который, вероятно, будет более привычен к менее обременительным требованиям современных автомобилей и катеров. Как отмечалось выше, несмотря на то, что подвижные крышки или пластины в нескольких патентах амфибий были предложены, они не добились серийного производства.
Более того, конструкторы плоских корпусов для судов обычно делают угол килеватости днища от 10 до 25 градусов. Однако на сегодняшний день конструкторы амфибий обнаружили, что является желательным, насколько это возможно, уменьшить угол килеватости днища для того, чтобы обеспечить достаточный дорожный просвет, когда амфибия эксплуатируется на суше. Такой пологий угол килеватости днища может пагубно повлиять на езду при глиссировании по воде.
При решении вышеупомянутых проблем в недавнем прошлом заявитель сохранил колесные арки в корпусе, но при этом разработал гидродинамические средства, такие как плоские пластины, чтобы помочь хотя бы частично получить такую форму корпуса (как раскрыто в публикации GB 2401832 В) и характеристики, чтобы улучшить курсовую устойчивость корпуса, когда оно глиссирует по воде (как раскрыто в публикации GB 2401833 В).
В настоящее время заявитель разработал высокоскоростную амфибию с V-образным корпусом, чем оптимизировал ее характеристики для эксплуатации на суше и на воде. Амфибия может глиссировать по воде, а еще иметь способность к езде по дороге в условиях бездорожья и работать с двухколесным и/или четырехколесным приводом. Этот тип высокоскоростных амфибий дополнительно образует вышеуказанные проблемы, поскольку для эксплуатации в условиях бездорожья необходим больший дорожный просвет и большая масса должна выталкиваться вверх на поверхность воды. Удивительно, но эти характеристики новой амфибии согласно настоящему изобретению были достигнуты посредством использования V-образного корпуса. Для этого заявитель пошел вопреки общепринятым стереотипам и преодолел предыдущие технические предубеждения при расчете компоновки корпуса согласно настоящему изобретению.
В частности, заявитель разработал форму и компоновку передней носовой секции корпуса, чтобы добиться оптимизированной формы корпуса для эксплуатации амфибии при высоких скоростях.
Соответственно согласно первому объекту настоящего изобретения создана амфибия, работающая в режимах эксплуатации на суше и на море и содержащая:
корпус;
по меньшей мере, один разрыв, выполненный в корпусе; и,
по меньшей мере, один убираемый узел колеса или гусеницы, по меньшей мере, частично расположенный в, по меньшей мере, одном разрыве, при этом:
колесо или гусеница, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы является убирающимся выше самой нижней точки корпуса при работе в режиме эксплуатации на море, и, по меньшей мере, часть колеса или гусеницы выдвигается ниже самой нижней точки корпуса при работе в режиме эксплуатации на суше,
корпус является планирующим V-образным корпусом;
корпус имеет переднюю носовую секцию, определяющую переднюю носовую поверхность/область поперек балки корпуса;
указанный, по меньшей мере, один разрыв выполнен в передней носовой секции корпуса; и,
по меньшей мере, часть колеса или гусеницы, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы располагается впереди и перед, по меньшей мере, участком передней носовой поверхности/области, когда она выдвигается.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть колеса или гусеницы, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы располагается впереди и перед, по меньшей мере, участком передней носовой поверхности/области, когда она убирается.
Предпочтительно передняя носовая секция образована посредством центрального носового участка и участков слева и справа по носу, каждый из которых является частью передней носовой поверхности/области поперек балки корпуса.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть каждой передней носовой поверхности/областей, обеспеченных участками слева и справа по носу, разнесены в стороны друг от друга к корме от передней носовой поверхности/областей, обеспеченных центральной носовой секцией.
Предпочтительно часть колеса или гусеницы, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы, расположенного впереди и перед участком передней носовой поверхности/области, располагается впереди и перед участком передней носовой поверхности/области, обеспеченной участком слева и справа по носу, когда она выдвигается.
Предпочтительно, по меньшей мере, участок каждой из передней носовой поверхности/областей, обеспеченных участками слева и справа по носу, очерчены таким образом, что плоскость каждой области/поверхности изменяется на, по меньшей мере, одной оси в этой плоскости.
Наиболее предпочтительно, по меньшей мере, участок каждой из передней носовой поверхности/областей, обеспеченных участками слева и справа по носу, очерчены таким образом, что плоскость каждой области/поверхности изменяется на, по меньшей мере, двух несовпадающих осях в этой плоскости.
Согласно второму объекту настоящего изобретения создана амфибия, работающая в режимах эксплуатации на суше и на море и содержащая:
корпус;
по меньшей мере, один разрыв, выполненный в корпусе; и,
по меньшей мере, один убираемый узел колеса или гусеницы, по меньшей мере, частично расположенный в, по меньшей мере, одном разрыве, при этом:
колесо или гусеница, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы является убирающимся выше самой нижней точки корпуса при работе в режиме эксплуатации на море, и, по меньшей мере, часть колеса или гусеницы выдвигается ниже самой нижней точки корпуса при работе в режиме эксплуатации на суше,
корпус является планирующим V-образным корпусом;
корпус имеет переднюю носовую секцию, определяющую переднюю носовую поверхность/область поперек балки корпуса;
указанный, по меньшей мере, один разрыв выполнен в передней носовой секции корпуса;
передняя носовая секция образована центральным носовым участком и участками слева и справа по носу, каждый из которых составляет часть передней носовой поверхности/области поперек балки корпуса;
по меньшей мере, участок каждой передней носовой поверхности/области, обеспеченный участками слева и справа по носу, разнесены в стороны друг от друга и к корме от передней носовой поверхности/областей, обеспеченных центральной носовой секцией; и,
по меньшей мере, участок каждой из передней носовой поверхности/областей, обеспеченных участками слева и справа по носу, очерчен таким образом, что плоскость каждой области/поверхности изменяется на, по меньшей мере, одной оси в этой плоскости.
Предпочтительно участки каждой из передних носовой поверхности/областей, обеспеченных частями слева и справа по носу, очерчены таким образом, что плоскость каждой области/поверхности изменяется на, по меньшей мере, двух несовпадающих осях в этой плоскости.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть колеса или гусеницы, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы, когда выдвигается, располагается впереди и перед, по меньшей мере, участком передней носовой поверхности/области.
Предпочтительно часть колеса или гусеницы, по меньшей мере, одного убираемого узла колеса или гусеницы, расположенная впереди и перед участком передней носовой поверхности/области, когда выдвигается, располагается впереди и перед участком передней носовой поверхности/области, обеспеченной участком слева и справа по носу.
Предпочтительно передняя носовая поверхность/области FP или FS, обеспеченные участками Р, S слева и справа по носу, расположена/расположены позади, по меньшей мере, одного разрыва в передней носовой секции корпуса.
Предпочтительно никакая часть передней носовой поверхности/областей FP или FS, обеспеченных участками Р, S слева и справа по носу, не расположена/не расположены впереди, по меньшей мере, одного разрыва в передней носовой секции корпуса.
Предпочтительно более 50% длины корпуса имеет угол килеватости в диапазоне от 5 до 70 градусов, более предпочтительно - в диапазоне от 10 до 50 градусов, и еще более предпочтительно - в диапазоне от 15 до 35 градусов.
Еще более предпочтительно, чтобы более 50% длины корпуса имело угол килеватости, равный по существу 20 градусам.
Предпочтительно амфибия дополнительно содержит один или более реактивных приводов или водоструйных движителей в качестве средств для передвижения.
Предпочтительно один или несколько реактивных приводов или водоструйных движителей могут приводить в движение амфибию до скорости, когда образуется достаточная гидродинамическая подъемная сила, чтобы обеспечить планирование транспортного средства.
Предпочтительно амфибия дополнительно содержит силовую передачу из четырех колес или гусениц, которые могут приводиться в действие приводом от двух или четырех ведущих колес или гусениц.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны только посредством примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематический вид в плане снизу корпуса амфибии согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 - увеличенный подробный вид передней носовой секции корпуса амфибии с фиг. 1;
Фиг. 3 - увеличенный подробный вид передней носовой секции корпуса амфибии с фиг. 1 с передними колесами, показанными схематически в выдвинутом положении;
Фиг. 4 - схематичный вид спереди носовой секции корпуса амфибии с Фиг. 1;
Фиг. 5 - схематичный вид спереди носовой секции корпуса амфибии с фиг. 1 с передними колесами, показанными схематически в выдвинутом положении;
Фиг. 6 - схематичный вид спереди носовой секции корпуса амфибии с фиг. 1 с передними колесами, показанными схематически в убранном положении;
Фиг. 7 - схематичный вид в перспективе снизу и с одной стороны передней носовой секции корпуса амфибии с фиг. 1;
Фиг. 8 - схематичный вертикальный вид сбоку передней носовой секции корпуса амфибии с фиг. 1;
Фиг. 9 - схематический вертикальный вид сбоку корпуса амфибии с фиг. 1;
Фиг. 10 - схематический вид в перспективе снизу и с одной стороны формы корпуса амфибии с фиг. 1; и
Фиг. 11 - дополнительный вид в перспективе снизу и с одной стороны формы корпуса амфибии с фиг. 1.
Как показано на чертежах, корпус 10 амфибии содержит переднюю носовую секцию 40 и заднюю кормовую секцию 80. Средняя секция 70 корпуса проходит между передней носовой секцией 40 и задней кормовой секцией 80. Соответствующие длины и/или размеры передней носовой секции 40, средней секции 70 корпуса и задней кормовой секции 80, показанные в контексте длины корпуса 10, являются условными и по мере целесообразности могут быть изменены. На нижней части корпуса 10 в передней носовой секции 40 предусмотрена пара разрывов 48, 49 (разрывов непрерывности поверхности, например вырезов, выступов, перегибов, ниш, арок, полостей, углублений и т.п.), которые служат нишами передних колес. В задней кормовой секции 80 предусмотрена пара 90, 91 разрывов, которые служат в качестве ниш задних колес. Ниши 48, 49, 90 и 91 колес не образуют полные колесные арки, которые охватывают всю верхнюю часть окружности колеса в нормальном смысле колесной арки для транспортного средства, передвигающегося только по дорогам, но каждая обеспечивает пространство для размещения узла убирающегося колеса (схематически показано на Фиг. 3, например, посредством колес 110, 112), которые предпочтительно включают в себя убирающийся узел подвески. Каждое колесо 110, 112 может перемещаться между выдвинутым положением для эксплуатации амфибии в режиме работы на суше (в том числе для входа и выхода из воды) и убранным положением для эксплуатации амфибии в режиме работы на воде. Колеса 110, 112 могут перемещаться в убранное положение для того, чтобы уменьшить сопротивление, когда амфибию эксплуатируют на воде.
Один или более реактивных приводов или водоструйных движителей (не показаны) могут быть расположены в углублениях 100, 101 в задней части корпуса 10, либо в центре или со смещением от осевой линии корпуса 10.
Корпус 10 принимает форму планирующего глубокого V-образного корпуса. Такой корпус 10 может приводиться в движение от его расположения там, где он полностью выталкивается со скоростью, с которой он может создавать достаточную гидродинамическую подъемную силу для подъема из воды и глиссировать по поверхности воды. Корпус 10 содержит планирующую поверхность 20. Передняя носовая секция 40 имеет эксклюзивный дизайн для решения вышеописанных проблем, возникающих в результате введения в конструкцию разрывов в корпусе 10 для размещения переднего колеса и узлов подвески. Как показано на фиг. 2, 4 и 7, передняя носовая секция 40 корпуса 10 содержит центральный носовой участок С и участки Р, S слева и справа по носу. Указательная линия В (показана только для ссылки на фиг. 4 и 8) использована, чтобы проиллюстрировать разницу и переход балки корпуса 10 по этой линии В между носом 14 и средней секцией 70 корпуса. Центральный носовой участок С проходит дальше вперед в направлении носа 14 по линии В, чем участки Р, S слева и справа по носу. Балка корпуса 10 по линии В расширяется между носом 14 в направлении средней секции 70 корпуса. Действительно, балка корпуса 10 по линии В является такой, что участки Р, S слева и справа по носу предусмотрены позади разрывов 48, 49, которые служат в качестве ниш передних колес. Центральный носовой участок С и участки Р, S слева и справа по носу, таким образом, являются передними областями/поверхностями корпуса, который контактирует и взаимодействуют с водой по ватерлинии в статическом режиме эксплуатации, режиме перемещения и глиссирования даже при повороте амфибии. Соответствующие передние области/поверхности FC, FP и FS каждого из центрального носового участка С и участков Р, S слева и справа по носу очерчены таким образом, что плоскость каждой области/поверхности изменяется на, по меньшей мере, одной оси в этой плоскости. Однако является особенно предпочтительным, что плоскость каждой области/поверхности изменялась на, по меньшей мере, двух несовпадающих осях в этой плоскости. В частности, должно быть отмечено, что нет никаких особенностей поверхности в передних областях/поверхностях FP и FS каждого из участков Р, S, слева и справа по носу, которые служат причиной сопротивления при контакте с водой.
Корпус 10 начинается с очень крутого угла килеватости днища на носу 14, и этот угол килеватости днища переходит на протяжении длины передней носовой секции 40 до угла килеватости днища примерно в 20 градусов вдоль существенной части остальной части корпуса 10 в направлении кормы 18. Могут быть применены альтернативные углы килеватости днища. Например, значительная часть (более чем 50%) длины корпуса 10 может иметь угол килеватости днища в диапазоне от 5 до 70 градусов, более предпочтительно - в диапазоне от 10 до 50 градусов и даже более предпочтительно - в диапазоне от 15 до 35 градусов.
На фиг. 1 показан схематический вид в плане снизу корпуса 10 согласно настоящему изобретению. Из соображений понятности колеса подвеска, силовая передача или силовая установка не показаны. Фиг. 2 представляет собой увеличенное подробное изображение передней носовой секции 40 корпуса 10, вновь без колес, подвески, силовой передачи или силовой установки. Фиг. 3 отличается от фиг. 2 тем, что передние колеса 110, 112 показаны схематически в выдвинутом положении в разрывах 48, 49, которые служат в качестве ниш передних колес. Фиг.4 представляет собой схематичный вид спереди носовой секции корпуса 10 и иллюстрирует центральный носовой участок С и участки Р, S слева и справа по носу и их соответствующие передние области/поверхности FC, FP и FP, которые контактируют и взаимодействуют с водой по ватерлинии в статическом режиме эксплуатации, режиме перемещения и глиссирования. Фиг. 5 отличается от фиг. 4 тем, что передние колеса 110, 112 показаны схематически в выдвинутом положении в разрывах 48, 49. Фиг. 6 показывает передние колеса 110, 112 схематически в выдвинутом положении в разрывах 48, 49. Фиг. 7 представляет собой схематичный вид в перспективе снизу и с одной стороны передней носовой секции 40 корпуса 10, в то время как фиг. 8 является схематической вертикальной боковой проекцией передней носовой секции 40. Фиг. 9 и 10 схематически иллюстрируют форму поверхности корпуса.
Для того, чтобы сделать переход амфибии от корпуса 10, находящегося в режиме эксплуатации при перемещении, к тому режиму, когда он глиссирует, чтобы достичь необходимой гидродинамической подъемной силы, скорость амфибии относительно воды должна быть увеличена. V-образный корпус и передняя носовая секция 40 играют ключевую роль в снижении лобового сопротивления корпуса 10 и облегчении при получении необходимого увеличения скорости амфибии на воде. При планировании V-образный корпус 10 обеспечивает курсовую устойчивость. Однако V-образная форма корпуса может быть дополнена обычной обшивкой или обшивкой, раскрытой в публикации GB 2401833 В.
Хотя колеса были описаны в качестве средств передвижения по суше, гусеница или отдельные гусеницы (т.е. в качестве замены одного колеса) могут быть использованы в качестве альтернативы или в сочетании с колесами.
Каждый признак, раскрытый в этом описании (включающем прилагаемую формулу изобретения, реферат и чертежи), может быть заменен альтернативными признаками, работающими также эквивалентно или подобно замыслу, если в прямой форме не указано иное. Таким образом, если в прямой форме иное не указано, каждый раскрытый признак является только одним примером из общей последовательности эквивалентных или подобных признаков. В дополнение, все признаки, раскрытые в настоящем описании (включая прилагаемую формулу изобретения, реферат и чертежи), и/или все этапы любого способа или процесса, раскрытого таким образом, могут быть объединены в любом сочетании, за исключением сочетаний, где, по меньшей мере, некоторые из таких признаков и/или этапов являются взаимоисключающими. Соответственно в то время как различные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше, любой один или более из описанных признаков, проиллюстрированных и/или заявленных в прилагаемой формуле изобретения, могут быть использованы по отдельности или в различных сочетаниях в любом варианте осуществления. По существу, любой один или более признаков могут быть удалены, замещены и/или добавлены к любому из описанных сочетаний, проиллюстрированных и/или заявленных в формуле изобретения. Во избежание неясности любой один или более из признаков любого из вариантов осуществления могут быть объединены и/или использоваться отдельно в отличном от этого варианте осуществления с любым другим признаком изобретения или признаками от любого из вариантов осуществления.
В то время как настоящее изобретение было описано со ссылкой на то, что в настоящее время считается наиболее практичными и предпочтительными вариантами осуществления, должно быть понятно, что изобретение не ограничено раскрытыми компоновками, а предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных конструкций, входящих в объем прилагаемой формулы изобретения.