МОДЕРНИЗИРУЕМЫЙ АВТОМОБИЛЬ

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно к созданию различных типов автомобилей, созданных на базе универсальной рамы в частности к конструктивным средствам обеспечения безопасности людей и предохранения легкового автомобиля от необратимых деформаций в результате лобового, продольного удара или сжатия.
Использование различных устройств автомобиля для гашения энергии удара и предотвращения деформации кузова и агрегатов как пассивной формы защиты людей и автомобиля при лобовых, продольных столкновениях характерно для многих технических решений. Однако при этом не обеспечивается достаточно эффективная безопасность людей, находящихся в зоне потенциально опасных деформаций, и возможность использования автомобиля непосредственно после столкновения.
Известны переоборудуемые автомобили, например, автомобиль по заявке ФРГ N 2845044, кл. В 60R 9/00, 1980.
Автомобиль имеет съемные кузовные элементы, соединяемые с базисным автомобилем с помощью присоединительных и фиксирующих элементов.
Это решение отличается сложностью конструкции и не пригодно для повышения аэродинамических качеств у отечественных автомобилей.
Известен кузов автомобиля, выполненный для улучшения его жесткости в виде пространственной рамы и оболочки, состоящей из отдельных листовых панелей большой величины, приклепанных к ней и обеспечивающих жесткость (авт. св. СССР N 465355), при этом данные оболочки не могут быть заменены без раскрепки, а также подвергаются в случае их деформации в основном утилизации.
Известен кузов автомобиля в виде "черной рамы" с внешними облицовочными панелями больших размеров (патент Франции N 8319458).
Недостатком данного устройства является невозможность исправления поверхности панелей сложной формы без специальных технологических работ в случае их повреждения в результате столкновения автомобиля с препятствием, т.е. его аварии, что приводит к потере безопасности эксплуатации автомобиля. В случае малого повреждения панелей возникают аналогичные последствия.
Использование рамы автомобиля для гашения энергии удара и предотвращения деформации кузова и агрегатов как пассивной формы защиты людей и автомобиля при лобовых, продольных столкновениях характерно для многих технических решений. Однако при этом не обеспечивается достаточно эффективная безопасность людей, находящихся в зоне потенциально опасных деформаций, и возможность использования автомобиля непосредственно после столкновения.
В целях поглощения энергии удара рамы изготавливают таким образом, чтобы продольные элементы рамы деформировались постепенно по направлению удара. Такие решения при сильном ударе не обеспечивают должной безопасности людей и сохранения пригодности автомобиля к дальнейшей эксплуатации.
Жесткие рамы позволяют до некоторой степени избежать сжатия кузова, кабины, но плохо поглощают энергию удара, вследствие чего люди в автомобиле испытывают сильные мгновенные перегрузки и вытекающие из этого травматические последствия.
Имеющиеся на сегодняшний день технические решения предполагают, что нахождение людей при столкновениях в зоне деформации конструкций автомобиля неизбежно, а их жизнь зависит от ограниченных пределов прочности этих конструкций.
Известен деформируемый лонжерон рамы (патент США N 4684151, опубл. 04.08.1987). Лонжерон является продольным элементом рамы швеллерной формы с множеством поперечных канавок, выемок по всей длине. При продольном ударе лонжерон последовательно сминается по выемкам в продольном направлении, начиная с конца, по которому совершен удар, тем самым поглощая энергию удара на различных длинах деформируемой части лонжерона, соответствующих силе приложенного удара.
Недостатком этого решения является необратимость деформации конструкций автомобиля при продольном ударе, даже когда незначительна длина пути, на котором конструкции автомобиля оказывают сопротивление удару и гасят его энергию. Другим недостатком является то, что при столкновении люди находятся в зоне потенциальных деформаций, и если при ударе или продольном сжатии ресурс поглощения лонжероном энергии удара или сжатия будет исчерпан, то людей спасти практически невозможно.
Известна пространственная рама (патент США N 4810028, опубл. 07.08.1989), которая представляет собой овальную в поперечнике и сильно заостренную спереди и сзади конструкцию. Заостренные концы рамы смещены к земле так, что они находятся ниже бампера обычного автомобиля.
При столкновениях с однотипными конструкциями взаимный удар приходится по касательной и машины либо расходятся, отталкиваясь друг от друга, либо одна из них наезжает на другую и переворачивается. При столкновении с автомобилем традиционной формы заостренный конец рамы попадает в пространство между землей и днищем обычного автомобиля и переворачивает его.
Первым недостатком такого решения является то, что при столкновении как однотипных, так и разнотипных автомобилей один из них либо оба выбрасываются на параллельные полосы движения или за полотно дороги с вытекающими из этого последствиями.
Вторым недостатком является то, что предлагаемая форма рамы не обеспечивает безопасности при лобовом, нескользящем столкновении с не сдвигаемым препятствием или тяжелой автомашиной (стена, колонна, автобус и т.д.). В этих случаях избежать разрушающих деформаций и опасности для жизни людей невозможно.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является техническое решение, в котором автомобиль содержит раму, ходовую часть, несущий кузов, - эти отдельные конструктивные группы, образующие автомобиль, выполнены в виде сменных модулей. Причем рама и кузов выполнены в виде отдельных независимых друг от друга модулей. Автомобиль снабжен дополнительным навесным оборудованием, и рама выполнена как универсальный переходный элемент (патент РФ 16126, м.кл. В62D 65/00, опубл. 10.12.2000).
Это решение отличается сложностью конструкции и не пригодно для повышения аэродинамических качеств у отечественных автомобилей.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, - расширение арсенала технических средств, позволяющих увеличить количество вариантов разных функциональных типов безопасных автомобилей.
Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель, является увеличение пассивной безопасности автомобиля при расширении его эксплуатационных и функциональных характеристик и снижении потребления полезных ресурсов за счет увеличения срока службы универсальной кабины.
Технический результат достигается тем, что в конструкции автомобиля, содержащего несущую раму, ходовую часть, кабину, выполненные в виде отдельных независимых друг от друга модулей, согласно заявляемому решению кабина представляет собой усиленный углепластиковый монокок повышенной прочности яйцевидной формы, а соединение несущей рамы и кабины выполнено в виде универсального крепления, обеспечивающего отсоединение их друг от друга с помощью пиропатронов, связанных с датчиками аварийной ситуации, при фатальном столкновении, и отклонение кабины от горизонтальной оси для стабилизации центробежных сил, при этом гашение внешних воздействий при фронтальном и боковых ударах обеспечено бамперами и демпфирующими элементами.
В заявляемой конструкции полезной модели содержится универсальная кабина и несущая рама, где кабина может быть установлена на любую несущую раму, которая имеет техническую возможность к внесению изменений/улучшений за счет смены различных элементов двигателей и трансмиссии. Соединение различных типов несущих рам и кабины происходит в местах универсального крепления. Пассивная безопасность представлена бамперами и демпфирующими элементами, гасящими внешние воздействия при фронтальном и боковых ударах. Предусматривается наличие универсальных креплений кабины к несущей раме с возможностью моментального отсоединения с помощью пиропатронов, связанных с датчиками аварийной ситуации, при фатальном столкновении. Кабина выполняется из высокопрочных материалов: карбонового монокока и обладает возможностью длительной эксплуатации.
Полезная модель предназначена для преодоления недостатков, характерных для предшествующего уровня техники: недостаточная безопасность людей вследствие того, что при столкновении они находятся в зоне опасных для жизни деформаций автомобильных конструкций; разрушающая деформация конструкций автомобиля и, как следствие, непригодность автомобиля к дальнейшей эксплуатации.
Конструкции кабины из монокока из углепластикового волокна яйцевидной формы сама воспринимает все нагрузки: от дороги, двигателя, пассажиров, груза и т.д.
Сущность полезной модели представлена на фигурах, где на: фиг. 1 изображен фронтальный вид автомобиля спереди; на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - вид сверху.
На фигурах обозначено: кабина 1, несущая рама 2, универсальное крепление 3 кабины, двигатели и трансмиссия 4, блок аккумуляторных батарей 5, бамперы 6, демпфирующие элементы 7.
Автомобиль выполнен из нескольких отдельных модулей, основным из которых является кабина 1, представляющая собой усиленный углепластиковый монокок повышенной прочности, являющаяся собой одновременно универсальным переходным элементом. Яйцевидная форма способствует равномерному распределению ударных нагрузок при аварии и обладает хорошей аэродинамикой. Кабина 1 надежно крепится к несущей раме 2 автомобиля с возможностью отклонения при помощи универсального крепления, позволяющего отклоняться кабине от горизонтальной оси для стабилизации центробежных сил. Несущая рама 2 состоит из пространственных металлических элементов, на которые могут быть установлены различные электрические двигатели и трансмиссия 4, а также блок аккумуляторных батарей 5. Ходовая часть может быть образована различными типами шасси для обеспечения необходимым параметров собираемого автомобиля (легковой, повышенной проходимости). При боковом или фронтальном столкновении энергия удара будет поглощаться бамперами 6 и демпфирующими элементами 7. Бамперы изготавливают, как правило, из упругодеформируемого пластика, обеспечивающего гашение энергии несильных столкновений. При фатальном (большая скорость) столкновении, угрожающим разрушением кабины, предусмотрен отстрел пиропатронами кабины от несущей рамы.
Каждый пиропатрон связан с датчиком аварийной ситуации и исполнительным элементом, снабжённым разгрузочным клапаном (на фиг. не показано).
Предлагаемая конструкция легкового автомобиля значительно повысит безопасность людей и сохранит невредимость автомобиля после столкновения на большой скорости. При ударе взаимодействие элементов конструкции несущей рамы приводит к выведению кабины с людьми из зоны потенциальных деформаций, а после прекращения действия ударно-инерционных сил конструктивные элементы несущей рамы сами возвращаются в исходное положение.
Обтекаемая форма кабины с соответствующими аэродинамическими параметрами снижает сопротивление воздуха и значительно повышает динамичность автомобиля.
Кроме того, возможность изменения формы автомобиля сможет нарушить однообразие отечественных транспортных средств.