Амфибия на гусеничном движителе
AMPHIBIAN ON CATERPILLAR PROPULSOR

Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам на гусеничном движителе.
Современная амфибийная гусеничная техника является незаменимым транспортным средством, решающим транспортные задачи в условиях отсутствия дорог общего пользования и позволяющая передвигаться в особо тяжелых топологических и климатических условиях с возможностью преодолевать водные преграды.
Так из уровня техники известны технические решения, позволяющая передвигаться в особо тяжелых топологических и климатических условиях и преодолевать водные преграды. В патенте RU 2612548 С1 опубл. 09.03.2017, кл. F16H3/00 раскрывается плавучее средство гусеничного типа, которое содержит плавучий корпус, кабину, силовую установку, две гусеницы, валы ведомый и ведущий. Плавучий корпус выполнен в виде двух поплавков с гусеницами, за счет чего достигается повышенная устойчивость на воде. Из SU 74148 A1, опубл. 15.07.1975, кл. F41H7/00, известно техническое решение, раскрывающее транспортное средство, представляющее собой танк, содержащий спонсоны-экраны, распложенные  между ветвями гусениц.
В патенте RU 2683210 A, опубл. 20.09.2018, кл. B62D55/00 заявлено гусеничное транспортное средство гражданского назначения. Гусеничное транспортное средство содержит несущую раму, гусеничное шасси, два гусеничных движителя с приводом ходовой части и кабину водителя. Несущая рама выполнена в виде водонепроницаемого несущего короба, в который помещен привод ходовой части. Гусеничное транспортное средство  может быть выполнено в плавающем исполнении путем установки амфибийной конструкции. Для этого кабину перемещают в верхнее положение. Амфибийная конструкция содержит каркас. На каркасе закреплено несколько поплавков, образованных заполненными воздухом полостями, обеспечивающих плавучесть гусеничного транспортного средства. Соответствующий объем поплавков подбирают с учетом общей массы гусеничного транспортного средства.
В каждом из приведенных выше примеров реализации транспортных средств, позволяющих передвигаться в особо тяжелых топологических и климатических условиях и преодолевать водные преграды, кроме ярко выраженных достоинств существуют достаточно серьезные недостатки, которые ограничивают как сферу применения данных машин, так и сегмент клиентов.
Одним из серьезных недостатков является тяжелые условия входа-выхода в воду для данной техники за счет высокого центра тяжести, обусловленного поднятием пола для размещения  под ним двигателя, систем охлаждения, элементов трансмиссии, аккумуляторов, бензобаков, масляных баков гидравлических систем и т.д.  Также одним из главных недостатков использования гусеничных машин при форсировании водных преград является малое водоизмещение, что значительно повышает положение линии на плаву и как следствие вызывает необходимость в создании высокого борта для предотвращения доступа воды в салон. Кроме того, при преодолении водных преград является невысокая скорость таких транспортных средств на плаву вследствие низкого положения в воде, когда верхняя лента гусеницы находится  в воде и фактически «гребет» против направления плавания при вращении гусеничного движителя. При движении по суше  гусеничное транспортное средство имеет склонность к «разуванию» гусеницы при «длинноходном» характере подвески.
Заявленное изобретение позволит исключить все эти недостатки за счет использования спонсонов – дополнительных водоизмещающих объемов внутри подгусеничного пространства и использования созданной с помощью спонсонов "короткоходной" подвески ".
Раскрытие сущности.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является увеличение скорости передвижения гусеничного транспортного средства на воде и по суше, уменьшение его осадки при движении по воде, улучшение поворота амфибии, оптимизация использования внутреннего объема корпуса.
Заявленный технический результат достигается следующим.
В одном из вариантов выполнения амфибии, которая содержит кузов, гусеничный движитель, силовой агрегат, трансмиссию, подвеску, где верхняя лента гусеницы имеет увеличенную траекторию движения т.е. лента гусеницы имеет геометрически неравномерную траекторию движения, позволяющую организовать внутри подгусеничного пространства места под установку силового агрегата/двигателя и/или дополнительного оборудования, топливных и/или масляных баков, аккумуляторов и т.д.  При этом, кузов амфибии выполнен  водоизмещающим и включает в себя  основной водоизмещающий объем и спонсоны – дополнительные водоизмещающие объемы, размещенные с двух сторон от основного водоизмещающего объема внутри подгусеничного пространства, с возможностью  доступа в эти объемы из салона амфибии и содержит два вида размещения двигателя и трансмиссии амфибии - в одном из спонсонов или вид размещении двигателя и трансмиссии в каждом спонсоне для отдельного привода каждого борта.
Вид размещении одного двигателя с трансмиссией в одном из спонсонов позволит сделать простую схему подвода крутящего момента на ведущие колеса - от двигателя к автоматической или механической коробке передач, которые также размещаются внутри спонсона и далее на главную передачу автомобильного типа от которой крутящий момент раздается на бортовые фрикционы расположенные в зоне рабочего колеса или рядом с главной передачей и далее на бортовые редуктора или напрямую к рабочему колесу.
При виде размещения одного двигателя с трансмиссией в одном из спонсонов для установки правильного центра масс амфибии во втором спонсоне размещается дополнительное оборудование, основные и/или дополнительные топливные и/или масляные баки, аккумуляторы и т.д., что позволит исключить дифферент на нос или корму и создаст хорошую «развесовку» для ровного положения амфибии на плаву.
Вид размещении двигателя и трансмиссии в каждом спонсоне для отдельного привода каждого борта позволит сделать схему подвода крутящего момента на ведущие колеса еще проще - от двигателя к автоматической или механической коробке передач, которые также размещаются внутри спонсона и далее на угловой редуктор, имеющий очень простую конструкцию и необходимое передаточное число и, фактически, совмещенный с рабочим колесом.
При этом, механизм поворота амфибии в виде бортового фрикциона и бортовой редуктор в этом варианте вообще отсутствуют.
Это решение позволит сделать «идеальной» работу поворота гусеничной машины, т.к. можно будет управлять каждым бортом отдельно без потери потока мощности, что значительно скажется на скорости и внедорожных качествах гусеничного транспортного средства.
При этом, в каждом из спонсонов может быть расположено дополнительное оборудование, основные и/или дополнительные топливные и/или масляные баки, аккумуляторы и т.д.
Корпус спонсона при этом служит опорой для установки полноценной (не облегченной) короткоходной подвески, конструктивно, не склонной к сбросу гусеницы. К его верхней части крепятся кронштейны, для установки поддерживающих катков верхней ленты гусеницы, и натяжители, для установки направляющих катков. На нижнюю часть корпуса спонсона крепятся кронштейны для рычагов подвески с подрессоривающими элементами или амортизаторами на которые устанавливаются опорные катки.
Короткоходная подвеска на сегодняшний день имеет приоритетное применение для гусеничных транспортных средств, т.к. является не склонной к сбросу гусеницы, что очень важно при движении по препятствиям, особенно на косогорах, при различных кренах и пересеченной местности.
Размещение двигателя и трансмиссии в одном или двух спонсонах решают еще одну, очень важную задачу для гусеничного транспортного средства – такая компоновка оптимизирует внутреннее пространство амфибии и позволяет решать транспортные задачи нового уровня. Кроме увеличения вместимости пассажиров решается задача удобства их размещения, что является важнейшим условием при перевозки людей на длинные расстояния. К примеру, при такой компоновке человек может стоять в амфибии во весь рост.
Во втором варианте заявленная амфибия, содержит кузов, гусеничный движитель, силовой агрегат, трансмиссию, подвеску, при этом кузов выполнен  водоизмещающим и включает в себя  основной водоизмещающий объем,  и спонсоны – дополнительные водоизмещающие объемы, размещенные с двух сторон от основного водоизмещающего объема внутри подгусеничного пространства, с возможностью  доступа в эти объемы из салона амфибии, а корпус  спонсона также используется для установки полноценной (не облегченной) короткоходной подвески, конструктивно, не склонной к сбросу гусеницы.
К его верхней части крепятся кронштейны, для установки поддерживающих катков верхней ленты гусеницы, и натяжитель, для установки направляющих катков. На нижнюю часть корпуса спонсонов крепятся кронштейны для рычагов подвески с подрессоривающими элементами или амортизаторами на которые устанавливаются опорные катки.
Двигатель и трансмиссия имеют переднее, среднее или заднее расположение внутри основного объема кузова гусеничной машины и создают возможность организации переднего или заднего привода ведущих колес.
В спонсонах могут размещаться дополнительное оборудование, основные и/или дополнительные топливные и/или масляные баки, аккумуляторы, и/или грузовые отсеки.
Рассмотрим  конструкцию заявленных вариантов амфибии.
На рис. 1 показано заявляемое транспортное средство - амфибия с увеличенной траекторией верхней ленты гусеницы, на фиг. 2 - амфибия обычной траекторией верхней ленты гусеницы, на фиг. 3 - амфибия с установленным двигателем в одном из спонсонов, а в другом из спонсонов бензобаком и АКБ, на фиг. 4 - амфибия с установленными в обоих спонсонах двигателей.
Амфибия содержит кузов, гусеничный движитель, силовой агрегат, трансмиссию, подвеску. Кузов состоит из основного водоизмещающего объема (1) и спонсонов (2) –дополнительных водоизмещающих объемов, размещенных с двух сторон от основного водоизмещающего объема внутри подгусеничного пространства, т.е. пространства, расположенного под верхней лентой гусеницы  и до нижней точки кузова, с обоих бортов амфибии. Также, в подгусеничном пространстве амфибии расположено рабочее колесо (9).
При этом на верхнюю часть корпуса спонсона крепятся кронштейны (13), для установки поддерживающих катков (6) верхней ленты гусеницы, и натяжителя (12), для установки направляющих катков (8). На нижнюю часть корпуса спонсонов крепятся кронштейны (13) для рычагов подвески (11) с подрессоривающими элементами или амортизаторами (10), на которые устанавливаются опорные катки (7).
В амфибии с увеличенной траекторией верхней ленты гусеницы в спонсонах (2) могут быть установлены, например,  двигатель и АКБ с бензобаком (фиг. 3), или два двигателя (фиг.4), а также и/или дополнительное оборудование, и/или масляные баки, и т.д.
Таким образом, охарактеризованная выше амфибия, преодолела все те недостатки, которые были выявлены в уровне техники.
Положительные моменты описанной амфибии:
а. Создание дополнительного водоизмещающего объема, для:
- Преодоления водных преград на гусеничном транспортном средстве более уверенным за счет улучшения остойчивости, путем создания минимального поперечного крена - эффекта «плота», что позволит преодолевать водные преграды, имеющие определенное  «волнение»
- Повышение скорости на воде за счет снижения линии положения на воде, когда верхняя лента гусеницы будет иметь надводное положение и не будет оказывать сопротивление при вращении гусеничного движителя в воде
a. Повышение «вездеходных» возможностей гусеничного транспортного средства при более равномерном распределении нагрузки, особенно на слабую несущую поверхность (снег, болота, топи и т.д.) за счет более равномерной развесовки машины при размещении в спонсонах различного оборудования – топливных и масляных баков, аккумуляторов, грузовых отсеков и т.д., что очень трудно добиться  в обычных гусеничных транспортных средствах из-за особенностей компоновки этих машин;
b. Увеличение скорости амфибии за счет того, что теперь при повороте не надо сбрасывать скорость отключением крутящего момента и подтормаживанием борта, а наоборот добавлять скорость путем увеличения крутящего момента на одном из бортов (вид размещения двигателя и трансмиссии в каждом спонсоне для отдельного привода каждого борта);
с. Увеличение вездеходных возможностей амфибии за счет управления каждым бортом отдельно без потери потока мощности, что очень важно при маневрах на крутых подъемах или при преодолении «ковровых» болот, когда нельзя останавливаться и отключать крутящий момент на одном борту и передавать и  увеличивать его на втором, чтобы не порвать «ковровое» покрытие и не провалиться одним бортом в воду;
d. Увеличение внутреннего объема гусеничного транспортного средства за счет размещения в спонсонах двигателя и трансмиссии и дополнительного оборудования – топливных и масляных баков, аккумуляторов, грузовых отсеков и другого оборудования.
При использовании спонсона с увеличенной траекторией движения верхней ленты гусеницы центр тяжести машины может быть значительно понижен, фактически до уровня геометрического пола кузова, а внутреннее пространство значительно повышено за счет отсутствия агрегатов для размещения.
Расположение одного двигателя в одном борту позволит легко уравновесить всю конструкцию расположением топливных и/или маслянных баков, дополнительного оборудования и грузовых отсеков в противоположном борту и это никак не повлияет на общую развесовку машины.
Расположение двух двигателей в двух бортах повысит количество используемых  агрегатов, но при этом не значительно повысит общий вес транспортного средства за счет использования агрегатов меньшей мощности и более простого подвода крутящего момента к ведущим колесам.
Данная конструкция открывает огромный запас по компоновочным схемам создания гусеничных транспортных средств нового поколения, имеющих гораздо большую автономность и способных преодолевать большие расстояния за счет возможности устанавливать топливные баки большего объема.
Все это, в свою очередь, позволит решать транспортные задачи нового уровня, в т.ч. на воде.