ШАГАЮЩИЙ БОЛОТОХОД ВЫСОКОЙ ПРОХОДИМОСТИ

Полезная модель относится к транспортным средствам высокой проходимости и может быть использована в шагающих болотоходных движителях, предназначенных для передвижения и выполнения различных работ на труднопроходимых неосушенных болотах, заболоченных грунтах и во внедорожных условиях.
В настоящее время не решены задачи повышения плавности хода и надежности конструкции шагающего болотохода, а также задачи повышения его продольной устойчивости, проходимости, плавучести и поперечной остойчивости.
Известно шагающее транспортное средство, содержащее корпус, установленный на трех параллельно установленных герметичных шагающих опорных лыжах понтонного типа, центральной и сдвоенных боковых. Носовые части каждой лыжи в режиме переноса расположены выше над поверхностью грунта, чем их хвостовые части за счет применения в конструкции шагающего движителя замкнутых передних и прямолинейных задних направляющих, с которыми в процессе шагания взаимодействуют передние и задние катки корпуса (А.С. №1044542, В 62 D 57/02, Е 02 F 9/04, Б.И. №36, 1983 г).
Недостатки такого шагающего транспортного средства состоят в низких показателях плавности хода, надежности конструкции, продольной устойчивости, проходимости, плавучести и поперечной остойчивости.
Так, низкая плавность хода шагающего транспортного средства обусловлена отсутствием в его конструкции механизма стабилизации горизонтального движения корпуса, в результате чего кабина машиниста вместе с машинистом на каждом шаге лыж, в момент их перестановки, совершает значительные вертикальные колебания, амплитуда которых равна половине высоты передних замкнутых направляющих, а частота колебаний зависит от поступательной скорости движения устройства. Низкая плавность хода отрицательно влияет на здоровье машиниста и снижает надежность металлоконструкции транспортного средства.
Низкая продольная устойчивость шагающего транспортного средства обусловлена отсутствием на подошвах его опорных лыж продольных грунтозацепов, в результате чего при передвижении по неровностям местности с боковым уклоном устройство отклоняется от прямолинейного курса движения и сползает вбок.
Низкая проходимость шагающего транспортного средства обусловлена:
- отсутствием широкого плоского грунтозацепа в передней части машины, необходимого для передвижения болотохода по топким болотам и для выезда из болота на берег;
- нерационально выбранным местом расположения задних кромок на каждой подошве каждой лыжи, при котором не обеспечивается необходимый клиренс и проходимость;
Низкая проходимость и плавучесть шагающего транспортного средства обусловлены следующими причинами:
- нерационально выбранными на виде сбоку углами скоса каждой лыжи в передней и задней частях, при которых возникает «бульдозерный эффект» при передвижении как передним, так и задним ходом, повышающий сопротивление передвижению в вязком болотистом грунте и снижающим проходимость. Кроме того, при нерациональных углах скоса лыж снижается их водоизмещение и плавучесть транспортного средства;
- нерациональной формой центральной лыжи на виде в плане с прямыми передней и задней сторонами, при которых теряется площадь опорной поверхности и водоизмещение, а стало быть, проходимость и плавучесть, при неизменных переднем и заднем радиусах поворота центральной лыжи.
Низкая поперечная остойчивость транспортного средства обусловлена прямоугольной формой его боковых лыж в поперечном сечении. При боковом крене транспортного средства с такими лыжами значительная их часть, которая находится над ватерлинией, не участвует в работе, но имеет вес, который создает дополнительный опрокидывающий момент, снижающий поперечную остойчивость.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является шагающее внедорожное транспортное средство (свидетельство на полезную
7
модель №16125, МПК В 62 D 57/02, 2000 г.), содержащее корпус, подвижно соединенный с выполненными в виде понтонов и параллельно установленными между собой центральной опорной лыжей и сдвоенными боковыми опорными лыжами, которые в носовой части соединены между собой передней поперечной балкой «П»-образной формы, а в хвостовой части соединены между собой задней поперечной балкой, причем в носовой части каждая лыжа выполнена на виде сбоку с передним скосом, в хвостовой части - с задним скосом, на котором жестко закреплены продольные ребра, выполненные в виде параллелепипедов с прямоугольным поперечным сечением, а подошва каждой лыжи оснащена поперечными грунтозацепами, при этом палуба каждой лыжи в хвостовой части снабжена прямолинейными задними направляющими, на которые через задние катки оперт корпус, а в носовой части палуба снабжена замкнутыми передними направляющими овалообразной формы, в которые помещены передние катки корпуса, оснащенные приводом перемещения, смонтированным на поворотной в шарнирах корпуса раме, на другом конце которой шарнирно подвешены передние звенья, каждое из которых оснащено нажимным роликом, взаимодействующим с дорожками контакта переднего и заднего упоров и профильными кулачками, закрепленными на центральной лыже, а также подвешен опорный ролик, ось которого смещена вниз относительно оси нажимного ролика.
Недостатки рассматриваемого шагающего внедорожного транспортного средства применительно к использованию в качестве болотоходной машины для внедорожных условиях и топких болот следующие:
1. Низкая надежность передней поперечной балки из-за ее «П»-образной формы, которая, в отличии от балки прямолинейной формы, имеет меньшую прочность своей конструкции, а также невозможность ее использования для направленной валки деревьев на болоте из-за отсутствия на ней продольных направляющих ребер.
2. Недостаточная точность работы механизма стабилизации горизонтального положения корпуса, снижающего плавность движения шагающего внедорожного транспортного средства из-за наличия на каждом его переднем звене только одного нажимного ролика, взаимодействующего по дорожкам контакта периодически с двумя упорами, передним и задним, а также сложность регулировки указанного механизма из-за невозможности точно установить на дорожках контакта сложных по форме двух пар профильных кулачков как в продольной, так и в поперечной плоскостях для одновременного их контакта с соответствующим нажимным роликом соответствующего переднего звена. Недостаточная плавность движения транспортного средства снижает надежность его конструкции.
3. Низкая продольная устойчивость транспортного средства при его передвижении во внедорожных условиях по неровностям поверхности грунта, особенно по склонам, из-за отсутствия на подошвах лыж продольных грунтозацепов. Одни только поперечные грунтозацепы не обеспечивают прямолинейного курса движения шагающего внедорожного транспортного средства в указанных условиях. Такое транспортное средство на неровностях поверхности грунта теряет продольную устойчивость, самопроизвольно отклоняется
от прямолинейного курса движения и сползает в сторону уклона местности.
4. Недостаточная проходимость и плавучесть транспортного средства из-за прямолинейной формы передней и задней сторон центральной лыжи на виде в плане. При такой форме лыжи теряются часть площади ее опорной поверхности и часть водоизмещения при неизменных по величине переднем и заднем радиусах поворота.
5. Низкая проходимость и плавучесть внедорожного транспортного средства из-за нерационально выбранных углов переднего и заднего скосов его лыж на виде сбоку. На сильнодеформируемом грунте, где имеет место большая осадка лыж, при больших углах скосов возникает «бульдозерный эффект», то есть лыжи не подминают под себя грунт, а сдвигают его своими передней или задней торцевыми плоскостями, в зависимости от направления движения. Лыжи волокут перед собой грунт, создавая большое лобовое сопротивление своему передвижению, что снижает проходимость. В то же время, при больших углах скоса уменьшается объем лыж и снижается их водоизмещение, а стало быть и плавучесть внедорожного транспортного средства. При малых углах скоса каждая лыжа сдвигает и волочет перед собой весь грунт, который находится выше ее плоскости скоса.
6. Недостаточная надежность работы продольных ребер из-за их прямоугольной формы в поперечном сечении, которые имеют одинаковую ширины в верхней и нижней частях. Такая форма продольных ребер не обеспечивает достаточную прочность их крепления к лыже (в верхней части) в сочетании
с достаточно надежным сцеплением с грунтом (в нижней части). При увеличении ширины продольных ребер в поперечном сечении прочность их соединения с лыжами возрастает, но ухудшается сцепление со слабодеформируемым грунтом. И наоборот, при уменьшении ширины продольных ребер в поперечном сечении улучшается их сцепление с грунтом, но уменьшается прочность соединения с лыжами.
7. Недостаточная проходимость внедорожного транспортного средства из-за нерационально выбранного положения задней кромки подошвы каждой лыжи, влияющего на ее клиренс.
8. Недостаточная поперечная остойчивость внедорожного транспортного средства из-за прямоугольной формы боковых лыж в поперечном сечении. При боковом крене такого транспортного средства с боковыми лыжами указанной формы их палуба с внешней стороны будет находиться ниже ватерлинии, что снижает боковую остойчивость. В случае увеличения высоты боковых лыж до такой величины, при которой при боковом крене палуба со стороны внешних бортов будет находиться выше ватерлинии, значительная надводная часть объема лыж со стороны внутренних бортов не будет работать, а будет являться балластом, что также снижает боковую остойчивость устройства.
В основу полезной модели шагающего болотохода высокой проходимости положены задачи повышения его плавности хода и надежности конструкции, а также задачи повышения его продольной устойчивости, проходимости, плавучести и поперечной остойчивости.
Поставленная цель достигается тем, что у шагающего болотохода высокой проходимости, содержащего корпус, подвижно соединенный с выполненными в виде понтонов и параллельно установленными между собой центральной опорной лыжей и сдвоенными боковыми опорными лыжами, которые в носовой и хвостовой частях соединены между собой передней и задней поперечными балками, причем в носовой части каждая лыжа выполнена на виде сбоку с передним скосом, а в хвостовой части - с задним скосом, на плоскости которого жестко закреплены продольные ребра, а подошва каждой лыжи оснащена поперечными грунтозацепами, при этом палуба каждой лыжи в хвостовой части снабжена прямолинейными задними направляющими, на которые через задние катки оперт корпус, а в носовой части палуба снабжена замкнутыми передними направляющими овалообразной формы, в которые помещены передние катки корпуса, оснащенные приводом перемещения, смонтированным на поворотной в шарнирах корпуса раме, на другом конце которой шарнирно подвешены передние звенья, каждое из которых оснащено нажимным роликом, взаимодействующим с дорожкой контакта переднего и заднего упоров, закрепленных на центральной лыже, и опорным роликом, ось которого смещена вниз относительно оси нажимного ролика; согласно полезной модели, передняя поперечная балка соединена с носовыми частями боковых лыж посредством удлиненных проушин и шарниров с возможностью ее поворота в вертикальной плоскости от привода и оснащена в передней части параллельно установленными в продольном направлении направляющими ребрами, а в нижней части плоским грунтозацепом, причем
1
2
1
1
на каждом переднем звене смонтированы два нажимных ролика, передний и задний, и опорный ролик, который установлен на вертикальной оси шарнирной подвески, а передний и задний нажимные ролики установлены симметрично относительно вертикальной оси шарнирной подвески на дуге поворота опорного ролика, при этом на подошве каждой лыжи между поперечных грунтозацепов установлены продольные грунтозацепы, нижняя сторона которых расположена параллельно подошве на уровне вершин поперечных грунтозацепов, а передняя и задняя стороны центральной лыжи на виде в плане закруглены по дугам окружностей радиусами R и R, центры которых расположены в центре шарнира поворота центральной лыжи, причем задний скос подошвы каждой лыжи выполнен в виде ломаной линии с двумя прямолинейными скосами, нижним и верхним, первый из которых проходит через заднюю кромку подошвы и расположен по отношению к плоскости подошвы под острым углом β≥β, а второй скос выполнен по отношению к плоскости подошвы под острым углом α, не превышающим суммы углов внутреннего трения грунта γ и максимального угла подъема опорной лыжи β, который равен arctg2·R/t, где R - радиус закругления передних направляющих, t - измеренное в продольном направлении расстояние между передними и задними катками корпуса, а каждое продольное ребро установлено на плоскости нижнего скоса каждой лыжи и выполнено в поперечном сечении в виде равнобедренной трапеции с большим основанием вверху, причем боковые стенки каждого продольного ребра имеют форму четырехугольника, верхняя сторона которого выполнена с наклоном, равным наклону плоскости нижнего скоса, нижняя сторона установлена параллельного
2
опт
скоса, нижняя сторона установлена параллельно подошве и расположена на уровне вершин поперечных грунтозацепов, передняя сторона выполнена с наклоном в сторону носовой части лыжи, а задняя - с наклоном в сторону ее хвостовой части,. Предпочтительно каждая боковая лыжа в поперечной плоскости выполнена увеличивающейся по высоте по мере удаления от ее внутреннего борта к внешнему с наклоном палубы, параллельным ватерлинии при допускаемом боковом крене. Предпочтительно на виде сбоку подошва каждой опорной лыжи в носовой части выполнена с передним прямолинейным скосом, который проходит не ниже точки пересечения ватерлинии с передней стороной опорной лыжи или с ее продолжением при ее поднятом положении и расположен по отношению к плоскости подошвы под острым углом α, не превышающим разности углов внутреннего трения грунта γ и максимального угла подъема опорной лыжи β. Предпочтительно на виде сбоку верхний скос каждой лыжи в ее хвостовой части выполнен не ниже точки пересечения ватерлинии с задней стороной опорной лыжи или с ее продолжением при ее поднятом положении на угол β. Предпочтительно задняя кромка подошвы каждой лыжи установлена впереди ее задней направляющей на оптимальном от ее центра расстоянии r, которое зависит от оптимального клиренса лыжи Н и определяется зависимостью:
опт
r=[Н-ц(1-2R)·Sinβ]/[Cosφ-Cos(φ+β)],
где φ=arctgВ/а, «а» и «В» - соответственно, вертикальная и горизонтальная координаты установки задней кромки относительно центра задней направляющей.
Применение передней поперечной балки прямолинейной формы, которая соединена с носовыми частями боковых лыж посредством удлиненных проушин и шарниров с возможностью поворота в вертикальной плоскости от привода и оснащена в передней части параллельно установленными в продольном направлении направляющими ребрами, а в нижней части плоским грунтозацепом, позволило повысить надежность конструкции шагающего болотохода и обеспечить возможность использования его для валки деревьев на болоте. Надежность конструкции обеспечена прямолинейной формой передней поперечной балки и ее упрочнением в передней части направляющими ребрами, а в нижней части плоским грунтозацепом. Возможность использования шагающего болотохода для валки мелколесья на болоте обеспечена наличием на поперечной балке направляющих ребер для направленной валки деревьев. Передняя поперечная балка в конструкции шагающего болотохода высокой проходимости выполняет четыре функции: является связующим звеном для соединения боковых лыж в их носовой части, служит бампером, грунтозацепом, а также устройством для направленной валки деревьев на болоте.
Применение на каждом переднем звене шагающего болотохода двух нажимных роликов, переднего и заднего, симметрично установленных относительно оси шарнирной подвески на дуге поворота опорного ролика, который установлен на вертикальной оси шарнирной подвески, позволило повысить точность работы механизма стабилизации горизонтального положения корпуса и, соответственно, плавность движения шагающего болотохода.
Точность работы механизма стабилизации горизонтального положения корпуса возросла за счет увеличения сектора взаимодействия двух нажимных роликов с передним и задним упорами. При этом передний нажимной ролик компенсирует вертикальные колебания корпуса при взаимодействии с передним упором, а задний нажимной ролик, соответственно, при взаимодействии с задним упором. Аннулирование сложных по форме профильных кулачков на дорожках контакта переднего и заднего упоров, требующих при установке трудоемкой и точной регулировки своего положения как в продольной, так и в поперечной плоскостях для одновременного контакта с соответствующим нажимным роликом соответствующего переднего звена, позволило упростить регулировку механизма стабилизации горизонтального положения корпуса.
Установка на подошве каждой лыжи продольных грунтозацепов между поперечных грунтозацепов и на уровне их вершин позволила повысить продольную устойчивость шагающего болотохода при его передвижении во внедорожных условиях по неровностям поверхности грунта.
1
2
Закругление передней и задней сторон центральной лыжи на виде в плане по дугам окружностей радиусами R и R позволило повысить проходимость и плавучесть шагающего болотохода в связи с увеличением площади опорной поверхности и водоизмещения центральной лыжи без изменения ее радиусов поворота относительно шарнира поворота.
Исполнение заднего скоса подошвы каждой лыжи на виде сбоку в виде ломаной линии с двумя прямолинейными скосами, нижним и верхним, первый
из которых проходит через заднюю кромку подошвы и расположен по отношению к плоскости подошвы под острым углом, большим или равным максимальному углу подъема опорной лыжи, а второй выполнен по отношению к плоскости подошвы под острым углом, не превышающим суммы углов внутреннего трения грунта и максимального угла подъема опорной лыжи, позволило повысить проходимость и плавучесть шагающего болотохода в связи с рационально выбранными углами скоса его лыж, при которых возрастает площадь опорной поверхности и водоизмещение лыж, а также снижается лобовое сопротивление их передвижению в вязком болотистом грунте при движении задним ходом.
Установка на плоскости нижнего скоса каждой лыжи продольных ребер, каждое из которых выполнено с боковыми стенками в форме неправильных четырехугольников, а в поперечном сечении в виде равнобедренной трапеции с большим основанием вверху, позволила повысить прочность и надежность их закрепления к лыже в верхней части, в опасном сечении, а также увеличить сцепление лыжи с грунтом в нижней, более узкой части.
Применение боковых лыж, каждая из которых в поперечной плоскости выполнена увеличивающейся по высоте по мере их удаления от внутреннего борта к внешнему с наклоном палубы, параллельным ватерлинии, позволило повысить поперечную остойчивость шагающего болотохода, так как при его допускаемом боковом крене палуба боковых лыж будет находиться выше и параллельно ватерлинии. При этом практически весь объем боковых лыж, без дополнительного объема надводной части, создающей балласт, работает
на устранение бокового крена и восстановление равновесия шагающего болотохода, что повышает его боковую остойчивость.
Применение лыж, каждая из которых в носовой части имеет передний прямолинейный скос с рациональным углом наклона (с рациональным «углом атаки»), позволило снизить лобовое сопротивление их передвижению вперед в вязком болотистом грунте и повысить проходимость устройства в указанных условиях.
опт
опт
опт
опт
Установка задней кромки подошвы каждой лыжи впереди ее задней направляющей на оптимальном от ее центра расстоянии r, которое зависит от оптимального клиренса лыжи «Н» и определяется представленной зависимостью r=φ(Н), позволило повысить проходимость шагающего болотохода. Так, для необходимого по условиям проходимости оптимального клиренса каждой лыжи Н, по формуле r=φ(Н) определяется место расположения задней кромки ее подошвы «r» относительно середины задней направляющей, обеспечивающее, в свою очередь, оптимальный клиренс.
Полезная модель поясняется следующими чертежами, где:
на фиг.1 показан общий вид шагающего болотохода высокой проходимости (вид сбоку);
на фиг.2 - узел А на фиг.1 (вид на переднее звено с нажимными роликами и упорами);
на фиг.3 - горизонтальный разрез лыж (все лыжи в продольном направлении установлены на одной линии);
на фиг.4 - узел Б на фиг.3 (вид сверху на носовую часть центральной лыжи);
на фиг.5 - узел В на фиг.3 (вид сверху на хвостовую часть центральной лыжи);
на фиг.6 - сечение А-А на фиг.1 (поперечное сечение продольного ребра центральной лыжи);
на фиг.7 - узел Г на фиг.1 (вид сбоку на переднюю поперечную балку с плоским грунтозацепом и направляющим ребром);
на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.1 (поперечное сечение лыж прямоугольной формы);
на фиг.9 - поперечное сечение лыж; вариант исполнения боковых лыж непрямоугольного сечения;
на фиг.10 - положение лыж в поперечном сечении при максимальном боковом крене шагающего болотохода высокой проходимости.
Шагающий болотоход высокой проходимости содержит корпус 1 (фиг.1), установленный на две параллельно расположенные боковые шагающие опорные лыжи 2 и, смещенную на 180° в приводе перемещения, центральную опорную лыжу 3. На палубе каждой лыжи 2, 3, в ее носовой части, смонтированы передние замкнутые направляющие 4 овалообразной формы, а в хвостовой части - задние направляющие 5 прямолинейной формы. Корпус 1 в хвостовой части болотохода через задние катки 6 оперт на задние направляющие 5. В передней части корпус 1 оперт на передние направляющие 4 через горизонтальные направляющие 7, опорные ролики 8, передние звенья 9, поворотную раму 10 и передние катки 11. При этом поворотная рама 10 связана с корпусом 1 шарнирно и сопряжена с цепным приводом 12 и цевочным
1
2
1
1
зацеплением 13. Поворотная рама 10 также шарнирно связана с установленными напротив друг друга двумя передними звеньями 9, на каждом из которых смонтированы два нажимных ролика, передний 14 и задний 15, а также опорный ролик 8. Опорный ролик 8 установлен на вертикальной оси шарнирной подвески переднего звена 9, а нажимные ролики 14, 15 - симметрично относительно оси шарнирной подвески переднего звена 9 на дуге поворота опорного ролика 8 (фиг.2). На центральной лыже 3 жестко закреплены передний 16 и задний 17 упоры. Каждый упор 16, 17 снабжен дорожкой контакта 18. Боковые лыжи 2 на виде в плане имеют прямоугольную форму (фиг.3), а центральная лыжа 3 выполнена в форме удлиненного шестиугольника, продолжение каждой боковой стороны которого с его продольной осью симметрии образует острый угол α, равный углу максимального взаимного поворота опорных лыж, а его передняя и задняя стороны закруглены по дугам окружностей радиусами R и R, центры которых расположены в центре шарнира поворота 19 центральной лыжи 3 (фиг.4, 5). На виде сбоку подошва 20 каждой лыжи 2, 3 в носовой части имеет передний прямолинейный скос 21, выполненный под острым углом α, не превышающим разности углов внутреннего трения грунта γ и максимального угла подъема лыжи β (см. фиг.1). На виде сбоку подошва 20 каждой лыжи 2, 3 в ее хвостовой части выполнена в виде ломаной линии с двумя задними прямолинейными скосами, нижним 22 и верхним 23. Нижний скос 22 проходит через заднюю кромку 24 подошвы 20 каждой лыжи 2, 3 и выполнен по отношению к плоскости подошвы 20 под острым углом β β. Верхний скос 23 проходит не ниже
2
опт
точки 25 - точки пересечения ватерлинии с задней стороной каждой лыжи 2, 3 при ее подъеме на максимальный угол β и выполнен по отношению к плоскости подошвы 20 под острым углом α, не превышающим суммы углов внутреннего трения грунта γ и угла β, который равен arctg2·R/t, где: R - радиус закругления передних направляющих 4; t - измеренное в продольном направлении расстояние между передними 11 и задними 6 катками (приложение 1). Задняя кромка 25 подошвы 20 каждой лыжи 2, 3 установлена впереди ее задней направляющей 5 на оптимальном от ее центра расстоянии r, которое зависит от оптимального клиренса лыжи Н и определяется зависимостью (приложение 2):
опт
r=[Н-ц(1-2R)·Sinβ]/[Cosφ)-Cos(φ+β)],
где φ=arctgВ/а, «а» и «В» - соответственно, вертикальная и горизонтальная координаты установки задней кромки 25 относительно центра задней направляющей 5. На плоскости нижнего скоса 22 каждой боковой лыжи 2 установлено по одному продольному ребру 26, а на плоскости нижнего скоса 22 центральной лыжи 3 установлено два продольных ребра 26. Каждое продольное ребро 26 выполнено в поперечном сечении в виде равнобедренной трапеции с большим основанием вверху (фиг.6). Боковые стенки продольного ребра 26 имеют форму непрямоугольного четырехугольника (см. фиг.1), верхняя сторона которого выполнена с наклоном, равным наклону плоскости нижнего скоса 22, нижняя сторона установлена параллельно подошве 20 и расположена на уровне вершин поперечных грунтозацепов 27, передняя сторона
выполнена с наклоном в сторону носовой части каждой лыжи 2, 3, а задняя - с наклоном в сторону ее хвостовой части. На подошве 20 каждой лыжи 2, 3 между поперечных грунтозацепов 27 установлены продольные грунтозацепы 28, нижняя сторона которых расположена параллельно подошве 20 на уровне вершин поперечных грунтозацепов 27. Продольные грунтозацепы 28 в поперечном сечении выполнены в виде равнобедренных треугольников (фиг.7). Боковые лыжи 2 в носовой и хвостовой частях соединены между собой передней 29 и задней 30 поперечными балками. Причем задняя балка 30 соединена с боковыми лыжами 2 жестко, а передняя - посредством удлиненных проушин 31 и шарниров 32 (фиг.8) с возможностью ее поворота в вертикальной плоскости от привода 33 и оснащена в передней части параллельно установленными в продольном направлении направляющими ребрами 34, а в нижней части плоским грунтозацепом 35.
Шагающий болотоход высокой проходимости работает следующим образом. Передвижение болотохода осуществляется за счет поочередного перемещения его лыж 2, 3. Перемещение каждой лыжи 2, 3 производится посредством цепного привода 12 и  цевочного зацепления 13 (см. фиг.1). Цепной привод 12 и цевочное зацепление 13 передвигают носовые части лыж 2, 3 на передних катках 11 по криволинейным траекториям передних направляющих 4. При этом хвостовые части лыж 2 и 3 перемещаются на задних катках 6 по траектории задних направляющих 5. Рассмотрим передвижение корпуса 1 с поворотной рамой 10 на передних катках 11, например, по верхним ручьям передних направляющих 4  центральной лыжи 3. После окончания прямолинейного
перемещения корпуса 1 по лыже 3 (см. фиг.1), в конце каждого прямолинейного участка верхнего ручья передней направляющей 4, каждый передний нажимной ролик 14 переднего звена 9 упирается в передние упоры 16. Далее, по мере продвижения корпуса 1 вперед до середины высоты передних направляющих 4, передний нажимной ролик 14 перекатывается по дорожке контакта 18 переднего упора 16 вниз и одновременно поворачивает переднее звено 9 с опорным роликом 8. Опорный ролик 8 через горизонтальную направляющую 7 удерживает корпус 1 на постоянной высоте относительно поверхности грунта, не допуская его вертикальных колебаний при шагании. При этом носовая часть центральной лыжи 3 поворачивается на максимальный угол β в верхнее положение. Носовые части боковых лыж 2 перемещаются вниз до соприкосновения с опорной поверхностью грунта. Переднее звено 9 с нажимным роликом 14 и опорным роликом 8 возвращаются в исходное положение. Одновременно масса корпуса 1 перемещается на боковые лыжи 2. Центральная лыжа 3, продолжая переносное движение нижними ручьями передних направляющих 4 по передним каткам 11, задним упором 17 упирается в задний нажимной ролик 15. Взаимодействуя с дорожкой контакта 18, задний нажимной ролик 15 поворачивает переднее звено 9 с опорным роликом 8, но уже в противоположную сторону, вновь сохраняя постоянное горизонтальное положение корпуса 1. В процессе передвижения шагающего болотохода по деформируемому грунту подошвы 20 переносимых лыж 2 и 3, при их поочередном повороте в продольной вертикальной плоскости на максимальный угол β, отрываются от поверхности грунта по
опт
2
1
1
1
всей длине неравномерно. Носовые части каждой лыжи 2, 3 в режиме переноса расположены выше над поверхностью грунта, чем их хвостовые части. При этом в хвостовой части каждой лыжи 2 и 3 задняя кромка 24 подошвы 20 приподнимается относительно опорной поверхности на оптимальную высоту H, которая определяется координатой ее установки «r». При выполнении угла переднего скоса 21 под острым углом α, не превышающим разности углов внутреннего трения грунта γ и максимального угла подъема лыжи β, значительно снижается лобовое сопротивление каждой лыжи 2 и 3 при передвижении болотохода передним ходом и повышается его проходимость (приложение 3). При выполнении угла нижнего скоса 22 под острым углом β и соблюдении условия, при котором β β, а также при выполнении угла верхнего скоса 23 под острым углом α, не превышающим разности углов внутреннего трения грунта γ и максимального угла подъема опорной лыжи β, значительно снижается лобовое сопротивление каждой лыжи 2 и 3 при передвижении болотохода задним ходом и повышается его проходимость. За счет применения рациональных углов переднего 21, нижнего 22 и верхнего 23 скосов, лыжи 2 и 3 на сильнодеформируемом грунте подминают под себя грунт, а не сдвигают и не волокут его перед собой, что устранило явление «бульдозерного эффекта» и повысило проходимость болотохода в рассмотренных условиях (см. приложение 3).
Для болотистой почвы, которая представляет собой в основном торфяную залежь ненарушенной структуры, угол внутреннего трения выбирается в зависимости от влагосодержания грунта по приведенной ниже таблице
Таблица.Величина угла внутреннего трения для болотистого (торфяного) грунта ненарушенной структуры.
Влагосодержание, кг/кг. (Отношение массы воды к массе сухого грунта)
Угол внутреннего трения γ, градус.
4- 6
18-24
6-10
15-18
10-15
5-15
1
2
1
2
При передвижении шагающего болотохода по слабодеформируемому грунту с неровностями местности продольные ребра 26 и продольные грунтозацепы 28 вдавливаются в грунт, препятствуя соскальзыванию машины в поперечном направлении и увеличивают коэффициент сопротивления боковому уводу шагающего болотохода и его устойчивость в продольном направлении. При передвижении шагающего болотохода по твердому грунту поперечные грунтозацепы 27, продольные ребра 26 и продольные грунтозацепы 28 в него не вдавливаются. При этом продольные ребра 26, благодаря своей форме и месту установки на плоскости нижнего скоса 22, с удалением на определенную величину от задней кромки 24 к хвостовой части лыж 2, 3, удлиняют продольную опорную базу шагающего болотохода и повышают его продольную устойчивость и плавность хода, так как изменяющийся в продольном направлении в процессе шагания общий центр тяжести машины не выходит за пределы задней точки контакта продольного ребра 26 с опорной поверхностью. Поворот болотохода производится при помощи поочередного углового перемещения центральной лыжи 3 с корпусом 1 относительно боковых лыж 2 при опоре на них и боковых лыж 2 с корпусом 1 относительно центральной опорной лыжи 3 при опоре на нее. При передвижении по топкому грунту проходимость и плавучесть шагающего болотохода возрастают также за счет закругления передней и задней сторон центральной лыжи 3 по дугам окружностей радиусами R и R и увеличения за счет этого площади опорной поверхности и водоизмещения центральной лыжи в ее передней и хвостовой частях без изменения ее габаритных размеров (R и R) при повороте относительно шарнира поворота 19 (см. фиг.3-5).
опт
опт
При передвижении шагающего болотохода по болоту с мелколесьем передняя поперечная балка 29 с помощью направляющих ребер 34 направленно валит деревья вдоль трассы и предохраняет его узлы и механизмы от повреждения (см. фиг.7). При передвижении по труднопроходимым болотам с грядово-мочажинным или с грядово-озерным комплексами растительности, а также при выезде из топкого болота на берег, переднюю поперечную балку 29 опускают вниз путем поворота с помощью привода 33 и проушин 31 против часовой стрелки относительно шарниров 32 (см. фиг.7). При таком положении балки 29 ее плоский грунтозацеп 35 врезается в грунт на каждом шаге боковых лыж 2 при их опускании вниз и удерживает их от пробуксовывания, тем самым, повышая тягово-сцепные свойства и проходимость шагающего болотохода в рассматриваемых условиях. При передвижении во внедорожных условиях с неровностями местности шагающий болотоход преодолевает препятствия за счет оптимального по величине клиренса лыж 2, 3 «Н» (фиг.8), величина которого обеспечена оптимальной координатой «r» расположения задней кромки 24, исходя из полученной зависимости Н=φ(r). При боковом крене шагающего болотохода на его боковые лыжи 2, выполненные в поперечной плоскости с увеличением высоты, по мере удаления от ее внутреннего борта к внешнему борту (фиг.9), действует большая выталкивающая сила, чем на боковые лыжи 2 прямоугольного поперечного сечения (см. фиг.8). Эта выталкивающая сила создает больший восстанавливающий момент от бокового опрокидывания и повышает боковую остойчивость шагающего болотохода (фиг.9, 10).
В настоящее время в ЗАО «Тверской экспериментально-механический завод» по заданию экологической организации Западной Сибири разработан технический проект шагающего болотохода высокой проходимости. В конце 2005 г. по чертежам авторов заявки на полезную модель планируется изготовление опытно-промышленного образца такого шагающего болотохода.