Наземно-воздушный многоцелевой транспортный комплекс
AIR-GROUND MULTI-PURPOSE TRANSPORT COMPLEX

Изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться по земле и по воздуху, имеющим возможность вертикального взлета и посадки.
Известен автомобиль с летными эксплуатационными свойствами и с возможностью вертикального взлета и посадки [1], содержащий кузов, энергетическую установку, трансмиссию, шасси, горизонтально расположенные винты.
Недостатки данного автомобиля:
- так как силовые агрегаты и трансмиссии для движения по земле и по воздуху размещены на одном шасси, значительно увеличена масса, что уменьшает полезную нагрузку и проходимость по бездорожью;
- сложность погрузки и выгрузки транспортируемых узлов;
- как видно из компоновочной схемы устройства, существует сложность технического перевооружения для многоцелевого использования, так как при данной конфигурации, наверное, невозможно создать унифицированные, легко взаимозаменяемые узлы, позволяющие компоновать комплексы для использования в различных областях сферы деятельности.
Известен вездеход-амфибия [2], содержащий корпус, разделенный на объемы, каждый из которых предназначен для выполнения определенных функций, шасси, силовой агрегат. Вездеход предназначен для решения широкого круга задач, таких как перевозка населения в условиях бездорожья, вахтовых бригад, обслуживающих нефте- и газопромыслы, геологоразведку и т.п.
Главным недостатком данного устройства является невозможность преодоления различного рода, даже невысоких, но обрывистых, возвышенностей, горных хребтов, а также водоемов с крутыми берегами.
Также известен полуприцеп транспортного средства [3], который может применяться в составе автомобильных поездов, содержащий шасси, трансформируемую платформу и аппарель для удобства погрузки-выгрузки.
Недостатком данного устройства является невозможность самостоятельного передвижения.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является автомобиль-трансформер [4], содержащий грузовую платформу на, как минимум, четырехколесном шасси рамной конструкции на независимых подвесках, энергетическую установку с трансмиссией для передвижения по земле и многороторную силовую винтокрылую установку, роторы которой установлены на консолях с шарнирно-поворотными на вертикальных осях механизмами, закрепленными на грузовой платформе; входную дверь и кабину оператора, расположенную с торца платформы.
Основное назначение - транспортное средство для спецназа США. Сочетает достоинства вертолета, беспилотника и (по мнению разработчиков) внедорожника.
Предполагается, что он будет ездить по любой местности и переправлять грузы, эвакуировать раненых. Например, преодолев какое-то расстояние по воздуху, он от места посадки скрытно (якобы) подъезжает к нужной цели и, погрузив раненых, также скрытно отъезжает в менее безопасную зону и улетает.
Разрабатывается вариант доставки в автономном режиме до 1,6 тонны грузов, находящихся внутри съемных контейнеров.
Прототип имеет следующие недостатки.
Во-первых, при таких габаритах достаточно проблематично скрытно подъехать, например, к передовой для эвакуации раненых.
Во-вторых, разработчики акцентируются на использовании трансформера, в основном, в качестве летательного устройства (большие расстояния, длительные - до 19 часов, полеты), что значительно увеличивает эксплуатационные издержки.
Как правило, ресурс непрерывной эксплуатации летательных двигателей значительно ниже по сравнению с агрегатами для движения по земле. Например, известно, что роторные силовые установки для вертолетов требуют проведения регламентных работ через каждые 100 часов эксплуатации, а через каждые 500 часов - проведение капитального ремонта или полной замены.
Задачей изобретения является создание многоцелевого наземно-воздушного трансформируемого транспортно-логистического комплекса повышенной проходимости с удлиненным эксплуатационным ресурсом.
Постановка задачи обусловлена необходимостью такого расширения функциональных возможностей заявляемого технического решения, которое позволит осуществлять не только широкий спектр достоинств сочетания вертолета и внедорожника, но и решать транспортно-логистические задачи в различных областях применения.
Технический результат заявляемого решения выражается в рациональном использовании техники, снижении стоимости проектных работ и оптимизации эксплуатационных издержек.
Указанная задача решается за счет того, что в известное техническое решение, содержащее грузовую платформу на, как минимум, четырехколесном шасси рамной конструкции на независимых подвесках, энергетическую установку с трансмиссией для передвижения по земле и многороторную силовую винтокрылую установку, роторы которой установлены на консолях с шарнирно-поворотными на вертикальных осях механизмами, закрепленными на грузовой платформе; входную дверь и кабину оператора, расположенную с торца платформы дополнительно введено то, что энергетическая установка с трансмиссией для наземного перемещения выделена в самостоятельное транспортное средство в виде грузопассажирского внедорожника повышенной проходимости, а летательное устройство (грузовая платформа) выполнено в виде прицепного трансформируемого модуля с откидной погрузочной аппарелью, в сложенном состоянии выполняющей функцию передней (по ходу наземного перемещения) стенки.
Входная дверь прицепного трансформируемого модуля размещена таким образом, что при установке внедорожника для перемещения по воздуху, входная дверь его водителя находится напротив проема двери трансформируемого модуля.
Кроме того, входная дверь водителя внедорожника при открывании входит в проем двери трансформируемого модуля при ее открытом положении.
Выделение энергетической установки наземного перемещения в самостоятельное транспортное средство в виде грузопассажирского внедорожника повышенной проходимости позволяет решать следующие задачи:
- за счет разнесения массы комплекса на два устройства снижается нагрузка на грунт, следовательно, повышается проходимость;
- возможность использования в составе комплекса уже разработанные и серийно выпускаемые внедорожники, что значительно снизит издержки, как на разработку, так и на эксплуатацию;
- возможность разработки унифицированного ряда специально для данного комплекса грузопассажирских внедорожников, способных легко перевооружаться (трансформироваться) под решение широкого ряда задач, например, доставка людей, грузов, разведочных, ремонтных комплексов, эвакуацию раненых и т.п. Кроме того, разработанные для данного комплекса внедорожники, в ряде случаев могут без каких-либо доработок использоваться как самостоятельные транспортные средства.
Выполнение летательного устройства (грузовой платформы) в виде прицепного трансформируемого модуля (без энергетической установки наземного перемещения, усиленного шасси, трансмиссии и т.п.) обеспечивает:
- значительное снижение массы летательного устройства, а следовательно, повышение массы переносимого по воздуху груза;
- упрощение конструкции корпуса, рамы грузовой платформы, шасси повышает надежность, ремонтопригодность, долговечность, расширяет возможности унификации при перевооружении под различные задачи;
- при использовании комплекса в номинальном техническом оснащении, например, для доставки рыбаков, охотников, экстремальных туристов в труднодоступные районы, возможно создание упрощенной, легкой конструкции, не требующей серьезного энерговооружения, что снижает эксплуатационные издержки.
Введение откидной погрузочной аппарели в виде передней (по ходу наземного перемещения) стенки обеспечивает:
- во-первых, унификацию, за счет совмещения двух функций в одном конструктивном узле;
- во-вторых, удобство погрузки-выгрузки, так как корпус открывается на всю ширину торцевой стенки;
- в-третьих, возможность погрузки внедорожника в летательный модуль без совершения каких-либо маневров. После остановки для перелета прицеп отцепляется, внедорожник проезжает вперед, передняя стенка-аппарель опускается, внедорожник заезжает в модуль задним ходом, стенка-аппарель поднимается и закрывается. Такая погрузка (без маневрирования) актуальна на узких проселках в лесных массивах, на дорогах, проложенных на уступах холмистой, горной местности.
Выполнение входной двери водителя внедорожника (при установке для перемещения по воздуху) напротив проема двери трансформируемого модуля обеспечивает свободный выход водителя наружу при открытых дверях обоих транспортных средств. Это позволяет минимизировать ширину летательного модуля до размера, не требующего прохода для перемещения водителя к любому из выходов. Такая компоновка (без прохода) позволяет оптимизировать массо-габаритные характеристики модуля.
Выполнение конструкции двери водителя (при установке для перемещения по воздуху) такой, что при открывании она входит в проем двери трансформируемого модуля при ее открытом положении, также позволяет оптимизировать массо-габаритные показатели, но, кроме того, позволяет значительно упростить конструкцию кузова за счет использования распашной двери. Гибкая дверь ослабляет кузов, а выполнение сдвижной двери на корпусах внедорожников повышенной проходимости, зачастую, технологически невозможно.
Приведенная совокупность признаков, характеризующих заявленный объект, обуславливает появление такого технического результата, который обеспечивает решение задачи изобретения.
Анализ уровня техники показывает, что не известен наземно-воздушный многоцелевой транспортный комплекс, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного изобретения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне предложенного технического решения.
Что касается признаков, отличающих предложенный объект от ближайших аналогов, то, хоть они в них частично обнаружены, приведенная совокупность существенных признаков позволяет сделать заключение о соответствии предложенного решения изобретательскому уровню.
Наконец, при осуществлении изобретения действительно реализуется наличие предложенного объекта, что свидетельствует о промышленной применимости изобретения.
Совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения позволяет использовать данный комплекс в различного рода экспедициях:
- геологоразведочных;
- топографических;
- археологических;
- биологических;
- разведывательных военных;
- ремонтно-технологических (наземное патрулирование, контроль состояния и мелкий ремонт линий электропередач, газо-нефтепроводов, подземных кабелей и др.);
- охраны лесов и заповедников;
- наземное патрулирование пограничных участков в тундровых и арктических зонах с возможностью перелета через непроходимые места;
- создание небольших баз с доставкой продовольствия, ГСМ, палаток и инструментария в глухих, труднодоступных местах для экстремалов рыболовов и охотников;
- выполнение задач служб МЧС при разливах рек, оползнях, зимних заносах, ледоходах, обвалах.
Кроме того, перелеты с тягачом на борту, на маршруте следования, через реки, болота, озера, овраги, разломы во льду, нагромождения торосов, заросшие тайгой сопки, разливы рек в период половодья, перемещения отдельных пожарных с водой при тушении локальных лесных возгораний позволят решать транспортно-логистические задачи, что можно пояснить на нижеследующих примерах.
Например, при проведении геофизической разведки с необходимостью извлечения кернов для послойного исследования залежей, необходима доставка малогабаритного бурового оборудования, такого как разборные вышки, штанги и т.п. Также необходимо обустройство быта. Кроме того, разведочное бурение проводят в нескольких разнесенных точках. Предлагаемый комплекс, в составе которого дополнительно может использоваться выкатной контейнер, закрепленный в прицепном модуле, доехав по дорогам как можно ближе к месту назначения, начинает доставку по воздуху следующим образом. Внедорожник отцепляется, летательный модуль доставляет установленный внутри контейнер к месту дислокации, разгружается и возвращается. Внедорожник въезжает в модуль и доставляется к месту выгрузки контейнера. В дальнейшем, в процессе проведения работ, достаточно кратковременных (одна-две скважины, не более) модуль может использоваться как вспомогательное помещение до следующего перелета, а внедорожник - как транспортное средство. После окончания бурения производится перелет к новому месту в той же последовательности.
Вариант использования комплекса при ведении боевых операций. Как правило, инженерные службы, следуя за линией фронта, производят обустройство тыла какими-то подъездными путями.
Предлагаемый комплекс, оборудованный, например, для доставки раненых, перемещается по тылам вблизи госпиталей. При необходимости эвакуации раненых от линии фронта, летательный модуль с погруженным внедорожником подлетает максимально близко к линии фронта и маскируется. Внедорожник выезжает и уже более скрытно, так как имеет значительно меньшие габариты и высокую проходимость, начинает сбор раненых на передовой линии. Затем подвозит раненых к модулю, людей перегружают в модуль и он улетает. Внедорожник отправляется за следующей группой.
Таким образом, проведение различного рода работ в составе предлагаемого комплекса позволяет больше передвигаться по дорогам, используя летательный модуль только для преодоления непреодолимых препятствий, более масштабно разворачивать мобильные рабочие площадки, что способствует рациональному использованию техники и снижению эксплуатационных затрат.
На фиг. 1 показан общий вид наземно-воздушного многоцелевого транспортного комплекса в походном положении; на фиг. 2 - вид сбоку с откинутой для погрузки внедорожника аппарелью; на фиг. 3 - вид сбоку с погруженным для перелета внедорожником, аппарель-передняя стенка закрыта; на фиг. 4 - вид сверху с открытыми входными дверями (распашной вариант дверей); на фиг. 5 - общий вид комплекса в предполетном положении.
Комплекс в общем виде состоит из летательного устройства (грузовой платформы) 1 и энергетической установки с трансмиссией для наземного перемещения 2. При наземном перемещении устройства связаны между собой сцепным устройством 3 (фиг. 1-5). Энергетическая установка с трансмиссией для наземного перемещения 2 выполнена в виде грузопассажирского внедорожника повышенной проходимости, который содержит кузов 4 на, как минимум, четырехколесном шасси 5 рамной конструкции и, как правило, на независимых подвесках (не показаны). Для сохранения жесткости и упрощения конструкции кузова внедорожник может быть выполнен с одной дверью 6 и вместимостью до трех человек в грузопассажирском варианте. В зависимости от назначения задняя часть 7 кузова 4 может быть выполнена с возможностью трансформации в пассажирский (включая лежачие места для раненых) или грузовой отсеки (модули).
Летательное устройство (грузовая платформа) 1 содержит прицепной трансформируемый модуль 8 на, как минимум, четырехколесном шасси 9 рамной конструкции на независимых подвесках и многороторную силовую винтокрылую установку, роторы 10 которой с винтами 11 закреплены на консолях 12.
Противоположные концы консолей на вертикальных осях с шарнирно-поворотными механизмами 13, например на подшипниках в стаканах, закреплены на грузовой платформе. В показанном на чертежах варианте - четыре роторных механизма по углам платформы. Кабина 14 оператора (пилота или беспилотной роботизированной системы управления) расположена с заднего (по ходу наземного перемещения) торца летательного устройства. Откидная погрузочная аппарель 15 в сложенном (поднятом) положении выполняет функцию передней по ходу наземного перемещения стенки летательного устройства. Дверь 6 внедорожника и дверь 16 летательного устройства (фиг. 1, 5) в показанном варианте выполнены распашными и размещены таким образом, что при открывании для выхода водителя внедорожника его двери 6 она проходит в проем предварительно открытой двери 16 летательного устройства.
Комплекс работает следующим образом (фиг. 1-5).
При передвижении по земле грузопассажирский внедорожник повышенной проходимости 2 с помощью сцепного устройства 3 транспортирует летательное устройство 1. При возникновении непреодолимых препятствий сцепное устройство расцепляется, внедорожник проезжает вперед и откидывается погрузочная аппарель-передняя стенка 15 прицепного трансформируемого модуля-летательного устройства 1. Находящиеся в сложенном положении (вдоль бортов модуля) консоли 12 разворачиваются и фиксируются для полетного положения. Внедорожник 2 задом въезжает на грузовую платформу и аппарель закрывается. Выход водителя осуществляется через двери 6 и 16. Полет может осуществляться или с помощью пилота, или в автоматическом режиме.
После приземления аппарель открывается, внедорожник выезжает, консоли фиксируются вдоль бортов модуля. Производится сцепка и комплекс продолжает движение в наземном режиме.
Источники информации
1. Патент № RU 2551300 С1, кл. B60F 5/02, опубл. 20.05.2015.
2. Патент № RU 64140 U1, кл. B60F 3/00, опубл. 27.06.2007.
3. Патент № RU 2296690 С2, кл. B62D 63/06, опубл. 10.04.2007.
4. «Черный рыцарь-трансформер» Американской корпорации Advanced Tactics (прототип), (см. приложение на 8 листах).