Наземный транспортный комплекс с бортовой самоходной эвакокапсулой
GROUND TRANSPORT COMPLEX WITH ON-BOARD SELF-PROPELLED EVACUATION CAPSULE

Изобретение относится к транспортному машиностроению и военной технике, конкретно - к бронированным наземным транспортным комплексам, предназначенным, главным образом, для ведения контртеррористических или военных операций на застроенной местности, с возможностью механизированной эвакуации экипажа.
Для проведения антитеррористических или военных операций на застроенной местности применяют бронированные машины и транспортные комплексы [RU 2270111 С1, B60R 1/00, 20.02.2006; RU 2405689 С2, B60R 1/00, 20.01.2010; RU 2176199 С1, B60R 1/00, H04N 7/18, G08G 1/04]. При их поражении противником или ином выходе из строя оставшиеся в живых и раненые члены экипажей эвакуируются пешим порядком или несамостоятельно, с привлечением других, сторонних технических средств.
В то же время известны транспортные комплексы в составе бронированной машины (например, основного танка) и транспортной машины с прицепом-трейлером для его доставки к месту проведения антитеррористической или боевой операции, в том числе вариант «танк №1 непосредственно на тягаче и танк №2 на трейлере в городских условиях» [Кихтенко А.В. Успехи и провалы «специальной артиллерии» // http://www.waronline.orq/write/riis-maqestv-tank/chapter2.html, рис. «Перевозка танков FT-17 на автомобиле FU с трейлером. Польша»].
При этом, однако, транспортная машина №1 (грузовой автомобиль-тягач) и тем более трейлер не имеют даже противопульной броневой защиты, а принципиальная возможность эвакуации экипажа машины №1 в случае ее поражения на транспортируемой машине №2 предполагает пересадку экипажа не «за броней».
В области бронетанковой техники укоренилась концепция бронированной машины (танка) с размещением всего экипажа в капсуле, расположенной либо в центральной [RU 2138004 С1, F41H 7/02, 20.09.1999], либо в носовой части машины [RU 2274819 С1, F41H 7/00, 20.04.2006]. В обоих компоновочных вариантах капсула выполнена с возможностью размещения в ней всего экипажа и возможностью управления из нее комплексом (машиной) и возможностью жизнеобеспечения в ней в известных пределах по срокам и внешних воздействий со стороны противника и зараженности окружающей среды.
Такое устройство, тем не менее, не позволяет осуществлять автономную (то есть самостоятельную, без технической помощи извне) эвакуацию экипажа с указанной машины после ее поражения противником или иного выхода из строя. Только «своим ходом» под обстрелом, или на пришедших со стороны бронированных транспортных средствах, или буксировкой машины другим транспортным средством экипаж может быть эвакуирован без его выхода из капсулы. Что далеко не всегда возможно. А ведь при этом не исключена и отбуксировка вражеским транспортным средством!
В области реабилитационной техники известны наземные транспортные комплексы, состоящие из транспортного средства-носителя (автомобиля или мотоносителя) - №1 и инвалидного кресла-коляски - №2 с его бортовым временным размещением на носителе №1 [RU 2179938, B62D 39/00, 63/00, 27.02.2002].
Очевидно, при этом в принципе не стоит вопрос эвакуации «за броней» в экстремальных условиях.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по назначению и совокупности конструктивных признаков (прототипом) является наземный транспортный комплекс с бортовой (на борту «машины-матки») самоходной эвакокапсулой, содержащий, во-первых, транспортное средство, в состав которого входят корпус, энергетическая установка с двигателем, трансмиссия, движитель и оборудование, и, во-вторых, бортовую самоходную эвакокапсулу, в состав которой также входят корпус, энергетическая установка с двигателем, трансмиссия, движитель и оборудование, с возможностью автономной эвакуации экипажа на эвакокапсуле с указанного транспортного средства [RU 2504728, F41H 7/00, 20.01.2014].
В прототипе транспортное средство и эвакокапсула традиционно имеют свои полностью независимые друг от друга энергетические установки с двигателями, с размещением тех и других соответственно в пределах транспортного средства и эвакокапсулы.
В частных конструктивных вариантах запатентованного устройства-прототипа:
- капсула выполнена с возможностью размещения в ней экипажа (всего или части) комплекса и возможностью управления из капсулы как комплексом в целом, так и эвакуируемой капсулой в автономном режиме;
- часть корпуса (брони) капсулы может являться частью корпуса (брони) комплекса в целом;
- капсула связана с транспортным средством, на котором установлена в пассивном своем режиме стыковочным узлом с механической и электрической частями.
Принятое за прототип техническое решение направлено на повышение безопасности и живучести экипажа наземного транспортного комплекса в боевых и иных чрезвычайных условиях за счет обеспечения возможности самостоятельной (то есть без посторонней помощи) эвакуации «за броней» - с использованием самоходной (самобеглой) бронированной эвакокапсулы.
В частности, капсула может быть установлена в задней части комплекса с возможностью эвакуации назад передним своим ходом.
Однако при всех своих несомненных преимуществах перед предыдущими техническими средствами прототип еще недостаточно совершенен: как и все перечисленные выше аналоги, каждое транспортное средство в составе транспортного комплекса - №1 (основная машина) и №2 (самоходная эвакокапсула) снабжено своей, индивидуальной силовой установкой с трансмиссией (приводом), что обусловливает существенное увеличение массогабаритных и стоимостных показателей (условно говоря, их «удвоение»). При этом большую часть общего времени эксплуатации комплекса привод эвакокапсулы не используется и эвакуация экипажа на капсуле (отделение ее от комплекса) может вообще не потребоваться и не осуществиться. Что нормально (и слава Богу!) для подобных спасательных средств, например по аналогии с катапультированием в военной авиации.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение тактико-технических и экономических характеристик наземного транспортного комплекса с бортовой самоходной эвакокапсулой за счет уменьшения суммарных массогабаритных и стоимостных показателей шасси обоих его составных частей - основного и дополнительного (самоходной эвакокапсулы) транспортных средств.
Технический результат в соответствии с поставленной задачей достигается за счет того, что в наземном транспортном комплексе с бортовой самоходной эвакокапсулой, содержащем, во-первых, транспортное средство, в состав которого входят корпус, энергетическая установка с двигателем, трансмиссия, движитель и оборудование, и, во-вторых, бортовую самоходную эвакокапсулу, в состав которой также входят корпус, энергетическая установка с двигателем, трансмиссия, движитель и оборудование, с возможностью автономной эвакуации экипажа на эвакокапсуле с указанного транспортного средства, энергетические установки с двигателями транспортного средства и самоходной эвакокапсулы частично объединены конструктивно и функционально, с размещением, по меньшей мере, части энергетической установки транспортного средства в эвакокапсуле, с возможностью использования этой части для перемещения выборочно как самого транспортного средства, так и отделившейся от него эвакокапсулы.
Технический результат достигается также за счет дополнительных конструктивных признаков (при сформулированной выше основной совокупности признаков):
- энергетическая установка с двигателем и трансмиссия эвакокапсулы могут быть расположены в последней, выполнены электрической и электромеханической соответственно и включать в себя электрически связанные друг с другом накопитель электрической энергии, например электрическую аккумуляторную батарею, и, как минимум, одну обратимую электрическую машину - электромотор-генератор (это относительно простой частный случай заявляемой совокупности существенных признаков, при котором, тем не менее, будет иметь место существенный выигрыш в массогабаритных и экономических показателях транспортного комплекса, особенно при электромотор-колесах, поскольку аккумуляторная или иная батарея как накопитель электроэнергии являются достаточно тяжелым и/или габаритным компонентом энергетической установки и комплекса в целом, в то время как имеет место неоспоримая потребность в таковой для обоих транспортных средств комплекса, причем не только для питания силовых двигателей, но и для стартера, освещения, отопления, питания оборудования и для рекуперации энергии в некоторых эксплуатационных режимах);
- совокупность энергетических установок транспортного средства и самоходной эвакокапсулы может быть выполнена в виде комбинированной электромеханической силовой установки и трансмиссии, с тепловым двигателем, например двигателем внутреннего сгорания, установленным вне эвакокапсулы и связанным с движителем транспортного средства механической или гидромеханической частью трансмиссии, расположенной также вне эвакокапсулы, и, как минимум, одним электрическим мотор-генератором, расположенным в эвакокапсуле и связанным механически разъемно с упомянутым тепловым двигателем, механически разъемно с движителем эвакокапсулы и электрически с накопителем электрической энергии, например электрической аккумуляторной батареей, при этом, по крайней мере, накопитель электрической энергии расположен также в эвакокапсуле (это еще в большей степени проявит положительный эффект от заявляемого технического решения - снизит массу, габариты и стоимость транспортного комплекса), поскольку при сохранении предыдущего эффекта удается сэкономить в компоновке и на «обобществлении» другого агрегате(ов) - обратимой электрической машине, каковой является электродвигатель-генератор), ибо в противном случае электрическая или электромеханическая трансмиссия эвакокапсулы неизбежно «распухнет» по причине естественной крупногабаритности тяговых электрических двигателей;
- капсула может быть установлена в передней части комплекса, с возможностью отделения от транспортного средства вперед передним своим ходом (в отличие от любого другого компоновочного решения, особенно «центрального расположения», это значительно упростит устройство комплекса и, соответственно, благоприятно отразится на массогабаритных и стоимостных его показателях плюс на надежности и оперативности эвакуации посредством эвакокапсулы, а также, в известной мере, оправдает вынужденно заднее расположение моторно-трансмиссионных отделений как транспортного средства, так и эвакокапсулы).
Среди известных устройств и способов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной совокупностью признаков. В то же время именно за счет последней достигается новый технический результат.
Более подробно сущность изобретения раскрывается в приведенном ниже примере реализации (бронированный комплекс, аналогичный прототипу по назначению - боевого и/или разведывательного или командного назначения, являющийся, в расширительном по функциональному назначению, транспортной машиной («машиной-маткой»)) и иллюстрируется чертежами, на которых представлено:
на фиг. 1 - блок-схема транспортного комплекса, частный вариант с электромотор-колесами эвакокапсулы и размещением в последней общего для эвакокапсулы и транспортного средства накопителя электроэнергии, вид в плане (сверху) в транспортном положении;
на фиг. 2 - то же, частный вариант с комбинированной энергетической установкой и трансмиссией и размещением в эвакокапсуле общих для эвакокапсулы и транспортного средства накопителя электроэнергии и электромотор-генератора.
Наземный транспортный комплекс содержит транспортное средство 1 и бортовую (в смысле с опорой на транспортное средство 1, а не на грунт, как, скажем, у прицепа) самоходную (самобеглую) эвакокапсулу 2.
В состав транспортного средства 1 входят: бронированный корпус 3, энергетическая установка с тепловым (преимущественно ДВС) или иным двигателем 4 плюс электрическим генератором 4г, трансмиссия 5, движитель 6 (преимущественно гусеничный) и оборудование (не показано).
В состав самоходной эвакокапсулы транспортного средства 1 входят: бронированный корпус 7, энергетическая установка с накопителем электрической энергии 8 (преимущественно электрическим аккумулятором), трансмиссия 9, преимущественно левый 9л и правый 9п электромотор-редукторы (или, при отнесении моторов к «энергетической установке, - редукторная их часть либо портредукторы - см. фиг. 1, или центральный электродвигатели - см. фиг. 2), движитель 10 (преимущественно колесный) и оборудование (показаны только рабочие места 11 экипажа).
Предусмотрена возможность автономной эвакуации экипажа на эвакокапсуле 2 с транспортного средства 1.
Энергетические установки с двигателями 4 транспортного средства 1 и самоходной эвакокапсулы 2 частично объединены конструктивно и функционально. Это главный отличительный (от прототипа) конструктивный признак заявляемого устройства транспортного комплекса.
При этом, по меньшей мере, часть энергетической установки транспортного средства 1 размещена в эвакокапсуле 2 с возможностью использования этой части для перемещения выборочно (экипажем) как самого транспортного средства 1, так и отделившейся от него эвакокапсулы 2 (см. далее по тексту описание работы устройства).
Здесь возможны и предусмотрены частные варианты, два основных из которых и представлены на фиг. 1 и 2.
Согласно первому варианту (см. фиг. 1) энергетическая установка с двигателями 9 эвакокапсулы 2 расположены в последней (т.е. в эвакокапсуле 2), выполнена электрической и включает в себя электрически связанные друг с другом накопитель электрической энергии 8 (например, электрическую аккумуляторную батарею), две установленные по бортам, в частности в колесах 10, обратимые электрические машины - электромотор-генераторы 9 (либо один центральный электромотор-генератор 9 или просто электромотор/электромоторы).
Согласно второму варианту (см. фиг. 2) совокупность энергетических установок транспортного средства 1 и самоходной эвакокапсулы 2 выполнена в виде комбинированной электромеханической силовой установки 4, 8 и трансмиссии 5, 9, с тепловым двигателем 4, например ДВС, установленным вне эвакокапсулы 2 и связанным с движителем 6 транспортного средства 1 механической или гидромеханической частью трансмиссии 5, расположенной также вне эвакокапсулы 2, и, как минимум, одним электрическим мотор-генератором 9, расположенным в эвакокапсуле 2 и связанным механически разъемно (механический разъем 12, например фрикционная муфта) с тепловым двигателем 4, механически разъемно (механические разъемы 13, 14, например фрикционные муфты) с движителем 10 эвакокапсулы 2 и электрически (кабель 15) с накопителем электрической энергии 8, например электрической аккумуляторной батареей. При этом, по крайней мере, накопитель электрической энергии 8 расположен также в эвакокапсуле 2. В этом варианте надобность в генераторе 4г в принципе отпадает (поэтому он не показан на фиг. 2).
Как и в прототипе, часть броневого корпуса 7 эвакокапсулы 2 является частью броневого корпуса комплекса в целом, что относится прежде всего к крыше эвакокапсулы 2 (в части бортов - см. на фиг. 1, 2 пунктиром передние части бортовых листов корпуса 3). Размещение других броневых стенок 7 эвакокапсулы 2 за броневыми стенками 3 транспортного средства («машины-матки») 1 позволяет уменьшить защитные требования к последним. Не исключен и вариант с полным перекрытием броневых листов 7 броневыми листами 3 (не показано).
Эвакокапсула 2 установлена в передней (носовой) части комплекса с возможностью отделения от транспортного средства 1 вперед передним своим ходом на колесах 10).
Опять же аналогично прототипу, эвакокапсула 2 установлена на транспортном средстве (на «машине-матке») 1 посредством отсоединяемого стыковочного узла 16 и фиксаторов 17, 18 (конструктивно аналогичны известным сцепным устройствам - фиксаторам в наземном, железнодорожном, космическом и др. транспорте).
Помимо этого эвакокапсула 2 установлена на транспортном средстве 1 посредством продольных направляющих, с пониженным сопротивлением перемещению эвакуируемой эвакокапсулы 2 относительно транспортного средства 1 (не показано, аналогичны прототипу).
Предусмотрены коммуникации для экипажа и система жизнеобеспечения (фильтровентиляционная установка и др.), принципиально не отличающаяся от известных (также не показаны).
Описанный пример конкретного варианта конструкции не исключает других возможных вариантов устройства в рамках заявляемой совокупности существенных конструктивных признаков (см. формулу изобретения).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Эвакокапсула 2 в составе транспортного комплекса 1+2 находится на транспортном средстве («машине-матке») 1 (см. фиг. 1, 2) в зафиксированном положении, главным образом за счет сил трения между этими объектами, включенного стыковочного узла 16, фиксаторов 17, 18 и др. (см. прототип).
Экипаж управляет всем транспортным комплексом 1+2 (совместно с другими членами экипажа при их наличии) благодаря единой (общей) системе управления, предполагающей наличие «бортового» электроразъема, например, в стыковочном нормально замкнутом узле 16. Движение осуществляется за счет устройств 4-6 (основной режим) или (во втором конструктивном варианте по фиг. 2) 8, 9, 5, 6 - дополнительный, резервный режим при параллельном электромеханическом приводе движителя 6. Наблюдение окружающей обстановки осуществляется через приборы наблюдения, преимущественно оптико-электронные (не показаны). Боевая задача выполняется с использованием вооружения и/или иного спецоборудования.
При работе двигателя 4, включенном разъеме 12 и выключенных разъемах 13, 14, возможна за счет свободной от привода на движитель 6 мощности подзарядка накопителя электрической энергии 8, а также рекуперация энергии от движителя 6, например, на затяжных спусках на местности.
В случае вывода противником или выхода из строя по иным причинам транспортного средства 1 из строя и сохранении при этом хорошо защищенной эвакокапсулы 2 (что более вероятно в условиях фронтального боя) экипаж осуществляет экстренную эвакуацию непосредственно в эвакокапсуле 2 как в наземном транспортном средстве, теперь уже не в пассивном режиме, а в активном (автономном, самостоятельном).
Эвакуация предполагает:
- контроль состояния системы (главным образом, работоспособность устройств капсулы 2);
- отключение разъема 12, приведение устройств 8, 14 в рабочее состояние (с включением электромотор-генератора 9 в режиме «электродвигатель»;
- отстыковку от транспортного средства («машины-матки») 1 (в том числе расфиксацию в устройствах 16, 17 и 18);
- организацию условий съезда эвакокапсулы 2 с транспортного средства 1 на грунт (варианты, см., например, прототип);
- включение разъемов (фрикционных муфт) 13, 14 и, при работающем в режиме электродвигателя мотор-генераторе 9 с его питанием от накопителя 8, собственно движение эвакокапсулы 2 передним ходом по транспортному средству 1, съезд на грунт впереди транспортного средства 1 и дальнейшее движение (маневр) в сторону от опасности с вероятным использованием собственного или стрелкового оружия членов экипажа.
При автономном движении эвакокапсулы в определенных дорожных условиях (например, затяжные крутые спуски) также возможна реализация режима рекуперации.
В случае последующего вывода противником из строя и эвакокапсулы 2, экипаж эвакуируется из нее через дверцу(цы) и/или люк(люки) в крыше.
Использование изобретения позволяет улучшить тактико-технические и экономические характеристики наземного транспортного комплекса с бортовой самоходной эвакокапсулой 2 за счет уменьшения суммарных массогабаритных и стоимостных показателей шасси обеих его составных частей - основного и дополнительного (самоходной эвакокапсулы 2) транспортных средств 1 и 2.