АМФИБИЙНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению, а именно, к конструкции универсальных транспортных средств, способных к передвижению по поверхности различных сред - от твердой до водной, а также эффективному преодолению пограничных участков в виде мокрого песка, болота, заросших травой водоемов и т.п.
Известна конструкция аэросаней-амфибий с движителем в виде воздушного винта, корпус которой установлен через амортизирующие элементы на лодку-лыжу (патент РФ №2093407, кл. В62М 27/00, 1997 г.). Наличие лодки-лыжи позволяет при движении по неровной поверхности отслеживать рельеф и смягчать ударные нагрузки, однако этого недостаточно для обеспечения устойчивого и безопасного передвижения на сравнительно высоких скоростях, а самое главное, исключает возможность передвижения по твердым поверхностям.
Известна также конструкция глиссирующей амфибии с движителем в виде воздушного винта и плоскодонным корпусом, под которым установлены пневмобаллоны и гибкое защитное днище из износостойкого материала (патент РФ №2260515, B60F 3/00, 2005 г.). Такое решение позволяет более быстро по сравнению с аналогом перемещаться по снегу или льду, однако также исключает возможность передвижения по твердым поверхностям.
Наиболее близким к заявляемому решению является конструкция аэроглиссера-амфибии, содержащая установленный на водоизмещающем элементе корпус с кабиной, моторным отсеком и движителем в виде воздушного винта с защитным кольцом и отличающаяся выполнением водоизмещающего элемента в виде нескольких параллельно установленных надувных поплавков, контактная поверхность которых снабжена защитной оболочкой, установленной с возможностью изгиба по длине поплавка, при этом корпус выполнен в виде рамы, присоединенной к поплавкам, на которой установлена кабина, моторный отсек и движитель (см. свидетельство РФ на полезную модель RU №71935 U1, МПК B60F 3/0, опубл. 27.03.2008). Такое решение устраняет основные недостатки аналога и обеспечивает более высокие возможности по передвижению по пересеченной местности, однако остается невозможным передвижение по дорогам общего пользования, по поверхностям типа незаснеженной пашни, а также преодоление даже небольших, но с резким изменением профиля, препятствий.
Цель технического решения - повышение проходимости транспортного средства и расширение его функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что известная конструкция аэроглиссера-амфибии с водоизмещающими элементами снабжена колесным шасси, а хотя бы один водоизмещающий элемент выполнен подключаемым при движении по слабым несущим поверхностям посредством выполнения его подъемно-опускаемым по высоте или надувным. При этом подключаемый водоизмещающий элемент может быть снабжен защитным каркасом или жесткой оболочкой, а также может быть выполнен составным как минимум из 2-х частей, связанных между собой шарнирно-упругой связью с возможностью их перемещения относительно друг друга. Кроме этого, подключаемый водоизмещающий элемент может быть связан с несущей основой подвеской, включающей амортизирующий и демпфирующий элементы. Как вариант, хотя бы часть водоизмещающих элементов может быть выполнена в виде обтекаемых поплавков, например, цилиндрическими из отрезков пластиковых труб, при этом часть поплавков также может быть подключаемыми, например, подъемно-опускаемыми по высоте или надувными. Причем само транспортное средство может выполнено по полимаранной схеме, а колеса шасси могут быть размещены внутри водоизмещающих элементов с выступанием их опорной поверхности за контур поперечного сечения в нижней части упомянутых элементов, нижние поверхности которых могут быть выполнены профилированными с образованием ниш под колеса шасси, реданов, свесов и т.п. При этом ширина водоизмещающих элементов может быть равна ширине колес, а подключаемый водоизмещающий элемент может быть размещен с возможностью выступания его опорной поверхности в подключенном состоянии ниже опорной поверхности колес. Кроме этого транспортное средство может быть снабжено дополнительным приводом на колеса, которые могут быть снабжены шинами сверхнизкого давления, а движитель может быть выполнен в виде реверсивного воздушного винта изменяемого шага.
Снабжение амфибии колесным шасси обеспечивает ей возможность длительного и комфортного передвижения по твердым поверхностям, включая автодороги общего пользования.
Выполнение хотя бы одного водоизмещающего элемента подключаемым при движении по слабым несущим поверхностям увеличивает опорную поверхность амфибии и позволяет повысить ее проходимость и плавучесть.
Снабжение подключаемого водоизмещающего элемента защитным каркасом или жесткой оболочкой повышает его прочность и несущую способность, а в случае выполнения его надувным позволяет совместить в нем эластичность с прочной поверхностью.
Выполнение подключаемого водоизмещающего элемента составным как минимум из 2-х частей позволяет более точно адаптировать его к профилю поверхности, по которой передвигается транспортное средство, тем самым обеспечивая высокую несущую способность и снижение динамических нагрузок.
Наличие между частями подключаемого водоизмещающего элемента шарнирно-упругой связи с возможностью их перемещения относительно друг друга обеспечивает эффективную обратную связь между ними и самим транспортным средством, что также повышает его управляемость и проходимость.
Снабжение подключаемого водоизмещающего элемента подвеской, связывающей его с несущей основой и включающей амортизирующий и демпфирующий элементы позволяет снизить (смягчить) ударные нагрузки на транспортное средство, гасить возникающие колебания, а также повысить комфорт при передвижении.
Выполнение водоизмещающих элементов в виде поплавков, например, из пластиковых труб позволяет упростить технологию изготовления транспортного средства, а его выполнение по полимаранной схеме обеспечивает повышенную устойчивость.
Размещение колес шасси внутри водоизмещающих элементов с выступанием их опорной поверхности обеспечивает компактность конструкции и малое сопротивление.
Выполнение нижней поверхности водоизмещающих элементов профилированной с образованием ниш под колеса шасси, реданов, свесов обеспечивает снижение аэро- и гидродинамического сопротивления при движении.
Выполнение ширины водоизмещающих элементов равной ширине колес также дополнительно позволяет снизить сопротивление и повысить проходимость.
Размещение подключаемого водоизмещающего элемента с возможностью выступания его опорной поверхности в подключенном состоянии ниже опорной поверхности колес расширяет функциональные возможности амфибии, обеспечивая ей «лыжный» или глиссирующий режим движения.
Снабжение транспортного средства дополнительным приводом на колеса повышает проходимость, а также его надежность.
Снабжение привода шинами сверхнизкого давления позволяет дополнительно повысить проходимость и плавучесть транспортного средства, а также минимальное повреждение дорожного полотна, что особенно актуально в условиях вечной мерзлоты.
Выполнение движителя в виде реверсивного воздушного винта изменяемого шага обеспечивает торможение и движение аэросаней задним ходом.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими графическими материалами: на фиг.1 показано амфибийное транспортное средство, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 представлено транспортное средство с подключенным дополнительным водоизмещающим элементом, вид спереди; на фиг.4 показано сечение А-А фиг.1 или фиг.3; на фиг.5 - сечение Б-Б фиг.2; на фиг.6 и 7 показан вариант конструкции, вид спереди - где, соответственно, подключаемый водоизмещающий элемент находится в рабочем и нерабочем положениях; на фиг.8 - представлен вид сбоку фиг.7; на фиг.9 - сечение В-В фиг.8.
Амфибийное транспортное средство содержит установленные на несущем основании 1 основные водоизмещающие элементы 2 с размещенными в них колесами 3 с шинами низкого давления, подключаемый водоизмещающий элемент 4, модуль полезной нагрузки и управления 5, а также силовую установку с воздушным винтом 6 изменяемого шага, заключенным в аэродинамическое кольцо 7. Амфибия снабжена также аэродинамическими рулями 8 (фиг.2). Нижние поверхности водоизмещающих элементов выполнены профилированными с образованием ниш под колеса шасси, реданов, свесов и т.п.Подключаемый водоизмещающий элемент 4 снабжен механизмом 9 подъема-опускания (фиг.3) и выполнен в виде сочлененной полой лыжи, части которой связаны между собой упругим шарниром 10 (фиг.4). Ширина водоизмещающих элементов 2 может быть выполнена равной ширине колес 3 (фиг.5), что улучшает аэродинамику и значительно снижает сопротивление водной среды. Как вариант конструкции транспортное средство может быть выполнено по полимаранной схеме (катамаран, тримаран и т.д.), при этом его водоизмещающие элементы могут быть выполнены в виде поплавков 11, а для упрощения технологии их изготовления они изготавливаются из пластиковых труб (фиг.6, 7, 8 и 9), торцы которых снабжаются обтекателями 12.
Амфибийное транспортное средство работает следующим образом. Тягу в продольном направлении обеспечивает силовая установка с воздушным винтом 6 изменяемого шага и (как вариант) дополнительный привод на колеса 3, а маневрирование обеспечивают аэродинамические рули 8.
При движении по суше подключаемый водоизмещающий элемент 4 находится в нерабочем (поднятом) положении, обеспечивая большой дорожный просвет, сама амфибия опирается на колеса 3, большой диаметр которых и низкое их давление позволяет успешно передвигаться по пересеченной местности и слабонесущим грунтам.
При движении по воде подключаемый водоизмещающий элемент 4 также не подключен (поднят) (фиг.2), плавучесть амфибии обеспечивают основные водоизмещающие элементы 2. Колеса 3 с шириной, равной ширине основных водоизмещающих элементов 2, незначительно выступают в нижней части за мидель нижней поверхности амфибии и свободно вращаются под напором воды, не создавая существенного сопротивления водному потоку и обеспечивая дополнительную плавучесть амфибии.
При подключении водоизмещающего элемента 4 посредством механизма подъема-опускания 10, амфибия приобретает еще большую плавучесть и движется как плоскодонное судно с очень малой осадкой. Это делает возможным ее передвижение по мелководью, водорослям, камышам, болотистым участкам и т.п. На спокойной чистой воде возможно глиссирование.
Для передвижения по снежной, ледяной неторосистой поверхности, битому льду также подключают водоизмещающий элемент 4, при этом амфибия движется как аэросани с очень малой нагрузкой на поверхность дороги, что позволяет, в частности, эффективно преодолевать свежий рыхлый снег, малопроходимый даже для многоколесных вездеходов на шинах сверхнизкого давления.
Подключаемый водоизмещающий элемент 4 может быть опущен ниже опорной поверхности колес 3 и выполнять функцию монолыжи, а выполнение его составным из двух частей, соединенных упругим шарниром 12 (фиг.4) позволяет изменять положение своих частей в вертикальной и горизонтальной плоскостях, адаптируясь к поверхности передвижения и снижать динамические нагрузки.
Торможение и движение аэросаней задним ходом обеспечивается реверсом воздушного винта 6 изменяемого шага 7.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет существенно повысить проходимость транспортного средства-амфибии во внедорожных условиях и значительно расширить функциональные возможности его применения, начиная от дорог общего пользования до полного бездорожья