Амфибийное транспортное средство на скользящей поверхности

Предлагаемая полезная модель относится преимущественно к большегрузным транспортным средствам, при передвижении которых используется скольжение по несущей их водной, снежной, ледовой поверхности, когда в случае плоской скользящей поверхности возможна реализация больших рулевых усилий без опасности переворачивания транспортного средства, при этом скольжение может являться единственным или основным способом передвижения.
Известно амфибийное транспортное средство на скользящей поверхности, содержащие воздушно-винтовой движитель с возможностью изменения направления вектора тяги для руления, размещенный на передней по ходу движения части платформы, на которой предусмотрено размещение полезного груза и которая оперта на скользящую поверхность (пат. РФ на изобретение № 2141425, МПК B62M27/00, опубл. 20.11.1999).
Недостатком данной конструкции является использование воздушно-винтового движителя, лопасти пропеллера которого для реализации большей силы тяги, особенно на большегрузных транспортных средствах, должны иметь большой внешний диаметр, а исходящий из движителя воздух испытывает сопротивление при направлении на полезный груз, что усложняет обеспечение маневрирования и руления при размещении пропеллеров на транспортном средстве относительно полезного груза, особенно в передней их части, и изменение направления вектора тяги путем поворота осей их вращения.
Известно амфибийное транспортное средство на скользящей поверхности, содержащие воздушно-винтовой движитель с возможностью изменения направления вектора тяги для руления путем использования воздушных рулей, расположенных за пропеллерами. Воздушно-винтовой движитель расположен на задней по ходу движения части платформы, на которой предусмотрено размещение полезного груза и которая оперта на скользящую поверхность. (пат. РФ на полезную модель № 195289 МПК B60F3/00, B63В35/00, опубл. 22.01.2020 Бюл. № 3)
Недостатком данной конструкции является использование воздушно-винтового движителя, лопасти пропеллера которого для реализации большей силы тяги, особенно на большегрузных транспортных средствах, должны иметь большой внешний диаметр и поэтому рационально их выполнение неповоротными. Недостатком, в этом случае, является снижение коэффициента полезного движителя при изменении направления вектора тяги воздушными рулями, особенно при больших углах поворота, а направление вектора тяги на угол 90 градусов относительно продольной оси скользящей поверхности полностью исключено.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности и упрощение обеспечения маневрирования и руления амфибийным транспортным средством с плоской скользящей поверхностью путем использования более компактного движителя без обязательного применения воздушных рулей.
Для достижения указанного технического результата, в амфибийном транспортном средстве на скользящей поверхности, содержащем движитель с возможностью изменения направления вектора тяги для руления, размещенный на задней по ходу движения части платформы, на которой предусмотрено размещение полезного груза и которая оперта на корпус с плоской скользящей поверхностью, применены следующие новые признаки.
В качестве движителя использована турбовентиляторная двигательная установка.
В частном случае, турбовентиляторная двигательная установка содержит один турбовентиляторный двигатель, в горизонтальной плоскости расположенный на продольной оси симметрии скользящей поверхности корпуса. При этом в частных случаях, возможность изменения направления вектора тяги для руления обеспечена возможностью поворота турбовентиляторного двигателя в горизонтальной плоскости на угол в пределах 90 градусов в обе стороны от исходного положения, при котором ось вращения ротора турбовентиляторного двигателя параллельна продольной оси скользящей поверхности, либо на угол более 90 градусов в обе стороны от исходного положения, при котором ось вращения ротора турбовентиляторного двигателя параллельна продольной оси скользящей поверхности корпуса, и при этом обеспечено безопасное прохождение отработанных газов относительно полезного груза.
В частном случае, турбовентиляторная двигательная установка содержит несколько турбовентиляторных двигателей, в горизонтальной плоскости расположенных симметрично от продольной оси симметрии скользящей поверхности корпуса. При этом в частном случае, возможность изменения направления вектора тяги для руления обеспечена возможностью поворота всех турбовентиляторных двигателей в горизонтальной плоскости на угол менее 90 градусов в обе стороны от исходного положения, при котором ось вращения ротора турбовентиляторных двигателей параллельна продольной оси скользящей поверхности корпуса, и обеспечено безопасное прохождение отработанных газов относительно соседнего двигателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен - вид сбоку амфибийного транспортного средства на скользящей поверхности; на фиг. 2 - вид сверху с одним двигателем; на фиг. 3 - вид сверху с несколькими двигателями.
Амфибийное транспортное средство на скользящей поверхности содержит платформу 1, на которой предусмотрено размещение полезного груза 2. Полезным грузом 2 может является, например утепленная пассажирская кабина с грузовым отсеком или без него. Кроме этого полезный груз 2 может располагаться на платформе 1 на открытом воздухе.
Платформа 1 оперта на корпус 3 с плоской скользящей поверхностью. Скользящая поверхность корпуса 3 является плоской благодаря тому, что полностью или основной своей частью она лежит в одной плоскости, что определяет отнесение транспортного средства к «плоскодонному», которое является устойчивым как при движение по твердой поверхности, так и по воде, в отличии килеватой формы, при которой происходит значительное погружение в воду. Скользящая поверхность корпуса 3 может быть разделена на несколько частей, которые на советующих частях корпуса 3 имеют возможность независимого амортизационного движения друг относительно друга, например благодаря тому, что на эти части корпуса 3 платформа 1 оперта посредством амортизаторов 4.
Имеется движитель с возможностью изменения направления вектора тяги для руления, размещенный на задней по ходу движения части платформы 1. В качестве такого движителя использована турбовентиляторная двигательная установка, которая может включать как один турбовентиляторный двигатель 5 (фиг. 2), в горизонтальной плоскости расположенный на продольной оси 6 симметрии скользящей поверхности корпуса 3, так и несколько турбовентиляторных двигателей 5 (фиг. 3), в горизонтальной плоскости расположенных симметрично от продольной оси 6 симметрии скользящей поверхности корпуса 3.
В частных случаях, когда использован один турбовентиляторный двигатель 5, возможность изменения направления вектора тяги для руления обеспечена возможностью поворота турбовентиляторного двигателя 5 в горизонтальной плоскости на угол в пределах 90 градусов в обе стороны от исходного положения, при котором ось вращения ротора турбовентиляторного двигателя 5 параллельна продольной оси 6 скользящей поверхности корпуса 3, либо обеспечена возможность поворота турбовентиляторного двигателя 5 в горизонтальной плоскости на угол более 90 градусов в обе стороны от исходного положения, при котором ось вращения ротора турбовентиляторного двигателя 5 параллельна продольной оси 6 скользящей поверхности корпуса 3, и при этом обеспечено безопасное прохождение отработанных газов 7 относительно полезного груза 2, то есть на достаточном удалении от него, при котором не происходит повреждение полезного груза 2.
В другом частном случае, когда использованы несколько турбовентиляторных двигателей 5, возможность изменения направления вектора тяги для руления обеспечена возможностью поворота всех турбовентиляторных двигателей 5 в горизонтальной плоскости на угол менее 90 градусов в обе стороны от исходного положения, при котором ось вращения ротора турбовентиляторных двигателей 5 параллельна продольной оси 6 скользящей поверхности корпуса 3, и при этом обеспечено безопасное прохождение отработанных газов 7 относительно соседнего турбовентиляторного двигателя 5.
Поворот турбовентиляторных двигателей 5 может быть реализован путем использования поворотных стоек 8, на которых они установлены. При этом поворачивание стоек 8 или поворачивание турбовентиляторных двигателей 5 относительно поворотных стоек 8 может быть осуществлено с помощью гидравлического или механического привода.
Работает амфибийное транспортное средство на скользящей поверхности следующим образом.
Каждая часть корпуса 3 скользящей поверхностью передвигается по водной, снежной, ледовой поверхности, благодаря созданию силы тяги одним или несколькими турбовентиляторными двигателями 5. В частных случаях, дополнительно или временно вместо одного или нескольких турбовентиляторных двигателей 5 могут быть использованы другие движители, реализующие силу тяги посредством отталкивания от жидкой или твердой сред.
Вес платформы 1 с полезным грузом 2 передается на каждую часть корпуса 3 скользящей поверхности посредством амортизаторов 4.
Для изменения направления движения при маневрировании производят поворот турбовентиляторных двигателей 5 в горизонтальной плоскости, в результате чего происходит изменение направления вектора тяги движителя. Так как движитель расположен в задней по ходу движения части платформы 1 задняя часть корпуса 3 скользящей поверхности заносится по направлению вектора тяги и после выравнивания турбовентиляторных двигателей 5 в исходное положение происходит изменение курса движения.
Турбовентиляторные двигатели 5 часто используются в самолетостроений, при этом известно, что реализуются большие силы тяги при относительно малом диаметре вентилятора (по сравнению с воздушно-винтовым движителем) за счет использования реактивной тяги, что упрощает их размещение на платформе 1 относительно полезного груза 1 без его повреждения отработанными газами 7, особенно при расположении движителя в задней по ходу движения части платформы 1. При этом, когда использован один турбовентиляторный двигатель 5 становиться возможно реализовать его поворот как на угол 90 градусов, так и более 90 градусов, что обеспечивает эффективное рулевое управление, например, при необходимости точного позиционирования транспортного средства относительно других объектов на малой скорости. А в случае его поворота на угол более 90 градусов возможна реализация небольшой силы тяги заднего хода. Но это для создания обратной тяги не исключает применение устройства (на чертежах не показано) для направления части воздушной или реактивной струи по направлению прямого хода движения, применение и конструкция которых известны в самолетостроении.
Среди турбореактивных двигателей турбовентиляторные двигатели 5 отличаются малой длинной из-за относительно большого диметра вентилятора, что упрощает их размещение относительно полезного груза 2 в данном случае.
Если использованы несколько турбовентиляторных двигателей 5 для эффективного руления они должны поворачиваться в одну и туже сторону. При этом поворот на угол менее 90 градусов обеспечивает безопасное прохождение отработанных газов 7 относительно соседнего турбовентиляторного двигателя 5.
Так как для изменения направления вектора тяги не используются воздушные рули, которые при больших углах поворота значительно гасят силу тяги, достигаются значительные отклоняющие от курса транспортное средство силы. Благодаря плоской форме скользящей поверхности корпуса 3 возможно реализовать большие значения отклоняющей от курса силы тяги без опасности переворачивания транспортного средства на большой скорости, поэтому использование турбовентиляторных двигателей 5 в этом случае является обоснованным и позволяет увеличить маневренность транспортного средства. Применение заявленного технического решения особенно актуально при использовании на большегрузных транспортных средствах, когда даже при малой глубине погружения корпуса 3 скользящей поверхности, особенно на снежной или ледовой поверхности, на малой скорости требуется реализация большой силы тяги для изменения курса движения. При движении по водной поверхности для прямого хода требуется большей силы тяги. Все это обосновывает применение турбовентиляторной двигательной установки, компоновка турбовентиляторных двигателей 5 которой более простая из-за их компактности при обеспечении большой силы тяги.
Таким образом происходит повышение эффективности и упрощение обеспечения маневрирования и руления амфибийным транспортным средством с плоской скользящей поверхностью путем использования более компактного движителя без обязательного применения воздушных рулей.