Стабилизирующее устройство для транспортных средств на воздушной подушке
STABILIZING DEVICE FOR AIR-CUSHION VEHICLES

Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам на воздушной подушке (ВП).
Известно стабилизирующее устройство для транспортных средств на ВП (А.С. №884231), содержащее, выполненные в виде дисков трапециевидного профиля с цилиндрическим пояском, колеса, установленные на балансирных подвесках, укрепленных на рычагах, шарнирно установленных на корпусе транспортного средства. Указанное устройство работает ненадежно вследствие периодического отрыва колес от неровностей грунта при движении. Кроме того, возможны его «проваливания» в ямы, борозды, канавы и пр. с последующим резким торможением всего транспортного средства и поломкой (разрушением) стабилизирующего устройства.
Отсутствие управляемого прижима колес устройства к поверхности делает процесс стабилизации неустойчивым при движении по грунтам различной плотности, что снижает его эффективность. При движении по болотистой местности (поверхности) вращение колес стабилизирующего устройства будет невозможным вследствие забивания конструкции устройства болотной растительностью и грунтом (торфом). Наличие балансиров и использование рычагов в качестве погрузочной аппарели ведет к увеличению массы стабилизирующего устройства, а, следовательно, к ухудшению его динамических характеристик при больших скоростях движения. При боковом скольжении транспортного средства большой массы, особенно при движении по косогору, вследствие отсутствия амортизирующих устройств возможны поломки устройства при ударе о препятствия.
Известно также стабилизирующее устройство для транспортных средств на ВП (патент US №4175636), содержащее колеса, шарнирно установленные посредством рычагов на корпусе транспортного средства.
Это устройство, как и предыдущее, не обеспечивает управляемый прижим колес к поверхности, что делает процесс стабилизации неустойчивым при движении по грунтам различной плотности. При движении по болотистой местности вращение колес стабилизирующего устройства будет невозможным вследствие забивания конструкции устройства болотной растительностью и грунтом. Отсутствие амортизирующих устройств, предназначенных для восприятия горизонтальных нагрузок, может привести к поломке устройства при встрече (при ударах) с препятствием при боковом скольжении транспортного средства, имеющего большую массу. Увеличение прочности стабилизирующего устройства приводит к увеличению его массы, ухудшению копирования неровностей грунта, возникновению больших динамических нагрузок.
Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение надежности стабилизации движения транспортного средства, в том числе при движении по косогорам и болотистой местности.
Указанный результат, достигается тем, что направляющий элемент, три или более лопастей которого равномерно расположены под углом относительно друг друга, крепится неподвижно к задним концам стальных канатов, имеющих дугообразную форму, расположенных под углом к продольной оси транспортного средства и заделанных в упругую резиновую оболочку, а передние концы канатов крепятся неподвижно к кронштейнам поворотного вала, расположенного перпендикулярно к продольной оси транспортного средства и имеющего электромеханический привод для управления процессом стабилизации движения. С целью расширения функциональных возможностей и уменьшения жесткости стабилизирующего устройства передние концы канатов изгибаются на 90° по дуге окружности, проходят через отверстия направляющих втулок и закрепляются неподвижно на кронштейнах поворотного вала, образуя торсионные участки. С целью снижения динамических нагрузок и повышения эффективности стабилизации стальные канаты изготавливаются конусными с вершинами у направляющих элементов. Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображено транспортное средство на воздушной подушке со стабилизирующим устройством, вид сбоку;
на фиг. 2 - то же, вид сзади;
на фиг. 3, 4, 5 - три варианта схем стабилизирующего устройства.
Стабилизирующее устройство установлено на корпусе транспортного средства и содержит направляющий элемент 1, три или более лопастей которого равномерно расположены под углом относительно друг друга, стальные канаты 2, имеющие дугообразную форму, расположенные под углом к продольной оси транспортного средства, упругую резиновую оболочку 3, в которую заделаны канаты, два кронштейна 4, установленные неподвижно на поворотном валу 5, опоры 6 поворотного вала, кривошип 7 и привод 8. Передние концы канатов(фиг. 5) изгибаются на 90° по дуге окружности, проходят через отверстия направляющих втулок 9 и закреплены неподвижно на кронштейнах поворотного вала, образуя торсионные участки АВ канатов 2.
Стабилизирующее устройство работает следующим образом. При включении привода 8 устройство поворачивается до тех пор, пока направляющий элемент 1 не прижмется к поверхности пути с необходимой силой. При этом канаты 2 и упругая оболочка 3 изгибаются, а на участке АВ (фиг. 5) канаты закручиваются как торсионы. При движении транспортного средства направляющий элемент 1 копирует неровности пути за счет изменения деформации изгиба канатов и кручения их на участке АВ. При этом в канатах и упругой оболочке возникает внутреннее трение, препятствующее возникновению упругих колебаний и больших динамических нагрузок при работе стабилизирующего устройства, имеющего небольшую массу. Этим самым в диапазоне рабочих скоростей обеспечивается постоянство контакта направляющего элемента 1 с неровностями поверхности пути. Увеличение числа канатов (фиг. 4) приводит к увеличению несущей способности стабилизирующего устройства, а дугообразная форма их снижает изгибную жесткость, т.к. верхние канаты работают на продольный изгиб, имея неустойчивое первоначальное положение. При движении транспортного средства по косогору или при наличии бокового ветра направляющий элемент 1 противодействует боковому скольжению за счет его сцепления с поверхностью пути. Достаточная жесткость стабилизирующего устройства в боковом направлении обеспечена за счет треугольного расположения дугообразно изогнутых канатов и заделкой их в упругую резиновую оболочку. При боковой нагрузке стабилизирующее устройство работает на изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях и кручение. При этом канаты устройства работают на растяжение и продольный изгиб. Наличие на направляющем элементе трех или более лопастей, равномерно расположенных под углом относительно друг друга, повышает надежность контакта стабилизирующего устройства с поверхностью за счет упругой деформации кручения устройства. При встрече направляющего элемента с препятствием устройство упруго деформируется, при этом значительно снижаются динамические нагрузки, что уменьшает вероятность поломки и повышает надежность работы и улучшает эксплуатационные характеристики стабилизирующего устройства. При движении по болотистой местности упругая оболочка, в которую заделаны канаты, защищает стабилизирующее устройство от забивания болотной растительностью и грунтом, что повышает его эксплуатационные характеристики.
При движении транспортного средства по ровной поверхности и при отсутствии бокового ветра необходимость в стабилизации отпадает. В этом случае с помощью привода 8 поворачивается вал 5, при этом направляющий элемент 1 выходит из контакта с поверхностью.
Указанное устройство обеспечивает более надежную стабилизацию движения транспортного средства на воздушной подушке при движении по косогору, неровной поверхности, болотистой местности и при боковом ветре.