ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА СКОЛЬЗЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
TRANSPORTING APPARATUS ON SLIDING SURFACE

Предлагаемое изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться по воде, по суше, а также как по воде, так и по суше.
Известны транспортные средства имеющие платформу, которая со всем, что на ней размещено, находится на воздушной подушке, например а.с. СССР №457205, опубл. 15.01.1975, амортизация которой имеет большую эффективность за счет большой площади опорной воздушной поверхности, при размерах которой для создания больших усилий амортизирующих движений не требует большого давления воздуха, который постоянно нагнетается в воздушную полость и выходит из нее в направлении почвы через гибкий фартук, выполненный в виде периферийного гибкого ограждения. Однако движение на воздушной подушке имеет ряд серьезных недостатков, одним из которых является сложность преодоления больших неровностей, а также большой расход энергии для нагнетания воздуха в воздушную полость.
Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является транспортное средство на скользящей поверхности, содержащее корпус со скользящей поверхностью, имеющую кабину платформу, которая со всем, что на ней размещено может совершать колебательные движения относительно корпуса со скользящей поверхностью, благодаря тому, что она установлена на нем посредством амортизирующей подвески с наличием между ними амортизационного зазора, который по высоте имеет заглубление в образующую борта выемку в корпусе со скользящей поверхностью, и с наличием бокового зазора между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой для амортизирующих движений. Имеется боковой зазор между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой, позволяющий совершать им взаимные амортизирующие движения. Также имеется гибкий фартук, закрывающий боковой зазор между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой путем их соединения между собой, позволяющий совершать им взаимные амортизирующие движения. Имеется заполненная воздухом полость, которая образована в пространстве между корпусом со скользящей поверхностью и платформой, (заявка на полезную модель РФ №2020102365, МПК B60F 3/00, заявл. 21.01.2020).
Фартук, предотвращая возможность попадания снега, воды, льда в заполненную воздухом полость, которая заключена в пространстве между корпусом со скользящей поверхностью, является препятствием для выравнивая давления воздуха между указанной заполненной воздухом полостью и атмосферой при амортизационных движениях платформы. Это приводит к необходимости делать связь указанной полости с атмосферой с большим проходным сечением, либо считаться с дополнительными нагрузкам на фартук от избыточного давления воздуха. В последнем случае заполненная воздухом полость оказывает большое сопротивление амортизационным движениям платформы, так как поверхность платформы, которая имеет поршневое действие, имеет достаточно большую площадь ввиду наличия соответствующего по размерам корпуса со скользящей поверхностью, которая должна иметь также достаточно большую площадь, особенно для передвижения по воде. Недостатком данной конструкции является то, что воздух, содержащийся в указанной полости, не несет практической пользы в условиях необходимости регулирования жесткости амортизирующей подвески платформы.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение возможности регулирования жесткости амортизирующей подвески платформы, путем использования воздуха, находящегося в полости, которая заключена в пространстве между корпусом со скользящей поверхностью и платформой, без значительных затрат энергии, для обеспечения эффекта воздушной подушки с необходимой жесткостью.
Для достижения указанного технического результата в транспортном средстве на скользящей поверхности, содержащем корпус со скользящей поверхностью, имеющую кабину платформу, которая со всем, что на ней размещено, может совершать колебательные движения относительно корпуса со скользящей поверхностью, благодаря тому, что она установлена на нем посредством амортизирующей подвески с наличием между ними амортизационного зазора, который по высоте имеет заглубление в образующую борта выемку в корпусе со скользящей поверхностью, и с наличием бокового зазора между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой, который позволяет совершать им взаимные амортизирующие движения, а также заполненную воздухом полость, которая образована в пространстве между корпусом со скользящей поверхностью и платформой, применены следующие новые признаки.
Указанная заполненная воздухом полость является для вертикальных амортизирующих движений платформы воздушной подушкой, выполненной с возможностью изменения при амортизирующих движениях платформы находящегося в ней количества воздуха с использованием воздухопроводящего устройства, которое способно сообщать указанную заполненную воздухом полость с атмосферой посредством подобранного проходного сечения для обеспечения необходимой жесткости воздушной подушки.
В частных случаях, воздухопроводящее устройство способно сообщать указанную заполненную воздухом полость с атмосферой посредством однократно подобранного ее проходного сечения для обеспечения необходимой жесткости воздушной подушки, либо посредством изменяемого в процессе передвижения ее проходного ее сечения. При этом изменение проходного сечения, в частном случае, обеспечено средствами автоматического его регулирования, в зависимости от величин давления воздуха, создаваемого в воздушной подушке, и/или направления его движения, и/или средствами ручного дистанционного управления из кабины.
В частном случае, воздухопроводящее устройство выполнено так, что имеет один или несколько воздушных каналов, которые одним концом сообщены с указанной заполненной воздухом полостью через платформу и/или корпус со скользящей поверхностью, а другим концом - с атмосферой, а боковой зазор между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой закрыт гибким фартуком, путем их соединения между собой, позволяющим совершать им взаимные амортизирующие движения. При этом, в частном случае, фартук выполнен пропускающим часть воздуха, вытесняемого из указанной заполненной воздухом полости или засасываемого в нее при амортизационных движениях платформы.
В другом частном случае, проходное сечение воздухопроводящего устройства образовано боковым зазором между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой. В другом частном случае, воздухопроводящее устройство выполнено так, что имеет один или несколько воздушных каналов, которые одним концом сообщены с указанной заполненной воздухом полостью через платформу и/или корпус со скользящей поверхностью, а другим концом - с атмосферой, а суммарное проходное сечение воздухопроводящего устройства включает проходное сечение, образованное боковым зазором между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой. При этом, в частном случае, проходное сечение, образованное боковым зазором между бортами корпуса со скользящей поверхностью и платформой частично закрыто гибким фартуком, который соединяет их между собой и позволяет совершать им взаимные амортизирующие движения. При этом, в частном случае, фартук выполнен пропускающим часть воздуха, вытесняемого из указанной заполненной воздухом полости или засасываемого в нее при амортизационных движениях платформы.
На фиг. 1 изображен вид сбоку транспортного средства на скользящей поверхности, на примере аэросаней-амфибий; на фиг. 2-3 - блок-схема системы регулирования проходного сечения воздухопроводящего устройства; на фиг. 4-6 - варианты исполнения вентиля, пневматическая схема; на фиг. 7 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 8 - узел крепления фартука в увеличенном виде.
Транспортное средство на скользящей поверхности, например аэросани-амфибия, для создания силы тяги содержит, например, воздушно-винтовой исполнительный орган 1 с приводом от двигателя внутреннего сгорания 2. Для размещения людей и грузов может быть использована кабина 3.
Двигатель внутреннего сгорания 2, воздушно-винтовой исполнительный орган 1, кабина 3 размещены на платформе 4.
Имеется корпус 5 со скользящей поверхностью, который например выполнен в виде лодки-лыжи, которая для улучшения способности передвижения как по суше, так и по воде, поскольку является лыжей, имеет скользящую поверхность плоской формы, но при этом неся функцию лыжи, может иметь на скользящей поверхности локальные выступы и углубления. Боковые, задний и передний борта лодки-лыжи образуют плавучий корпус 5 со скользящей поверхностью, при этом носовая его часть может быть образована заостренным смыканием боковых сторон, либо загибом кверху скользящей поверхности, сопряженной с плоскими боковыми сторонами. Плавучесть корпуса 5 со скользящей поверхностью, в другом случае может быть также обеспечена тем, что он снабжен ненамокаемыми элементами с плотностью, более низкой, чем удельный вес воды.
Платформа 4 со всем, что на ней размещено может совершать колебательные движения относительно корпуса 5 со скользящей поверхностью, благодаря тому, что она на нем установлена посредством амортизирующей подвески с наличием между ними амортизационного зазора, который по высоте имеет заглубление в образующую борта выемку в корпусе 5 со скользящей поверхностью, и с наличием бокового зазора между бортами корпуса 5 со скользящей поверхностью и платформой 4, который позволяющий совершать им взаимные амортизирующие движения. Амортизационным зазором между платформой 4 и корпусом 5 со скользящей поверхностью является пространство между ними, которое по высоте соответствует амортизационному ходу платформы 4 из максимально высокого в максимально низкое ее положение.
Амортизирующая подвеска (фиг. 1), например выполнена в виде подпружиненного рычага, функцию которого выполняет платформа 4, имеющая шарнирное соединение с корпусом 5 со скользящей поверхностью в зоне его переднего по ходу движения конца с осью 6 поворота, перпендикулярной направлению движения, и подпружиненная относительно корпуса 5 со скользящей поверхностью, например, с помощью листовых рессор 7. Может быть применена амортизирующая подвеска другой конструкции, которая также обеспечивает амортизирующие движения платформы 4, при которых происходит ее углубление и подъем относительно корпуса 5 со скользящей поверхностью.
Имеется заполненная воздухом полость, которая образована в пространстве между корпусом 5 со скользящей поверхностью и платформой 4.
Указанная заполненная воздухом полость является для вертикальных амортизирующих движений платформы 4 воздушной подушкой, выполненной с возможностью изменения при амортизирующих движениях платформы 4 находящегося в ней количества воздуха с использованием воздухопроводящего устройства, которое способно сообщать указанную заполненную воздухом полость с атмосферой посредством подобранного проходного сечения для обеспечения необходимой жесткости воздушной подушки.
В частном случае, воздухопроводящее устройство выполнено так, что имеет один или несколько воздушных каналов 8, которые одним концом сообщены с указанной заполненной воздухом полостью через платформу 4 и/или корпус 5 со скользящей поверхностью, а другим концом - с атмосферой, а боковой зазор между бортами корпуса 5 со скользящей поверхностью и платформой 4 закрыт гибким фартуком 9 (фиг. 1, 7 и 8), путем их соединения между собой, позволяющим совершать им взаимные амортизирующие движения. При этом, в частном случае, фартук 9 выполнен пропускающим часть воздуха, вытесняемого из указанной заполненной воздухом полости или засасываемого в нее при амортизационных движениях платформы 4.
В другом частном случае, проходное сечение воздухопроводящего устройства образовано боковым зазором между бортами корпуса 5 со скользящей поверхностью и платформой 4. В другом частном случае, воздухопроводящее устройство выполнено так, что имеет один или несколько воздушных каналов 8, которые одним концом сообщены с указанной заполненной воздухом полостью через платформу 4 и/или корпус 5 со скользящей поверхностью, а другим концом - с атмосферой, а суммарное проходное сечение воздухопроводящего устройства включает проходное сечение, образованное боковым зазором между бортами корпуса 5 со скользящей поверхностью и платформой 4. При этом, в частном случае, проходное сечение, образованное боковым зазором между бортами корпуса 5 со скользящей поверхностью и платформой 4 частично закрыто гибким фартуком 9, который соединяет их между собой и позволяет совершать им взаимные амортизирующие движения. При этом, в частном случае, фартук 9 выполнен пропускающим часть воздуха, вытесняемого из указанной заполненной воздухом полости или засасываемого в нее при амортизационных движениях платформы 4.
Воздухопроводящее устройство, в частных случаях, способно сообщать указанную заполненную воздухом полость с атмосферой посредством однократно подобранного ее проходного сечения для обеспечения необходимой жесткости воздушной подушки, либо (фиг. 2-6) посредством изменяемого в процессе передвижения ее проходного ее сечения. В последнем случае изменение проходного сечения может быть обеспечено средствами автоматического его регулирования, в зависимости от величин давления воздуха (фиг. 2). создаваемого в воздушной подушке, и/или направления (фиг. 5 и 6) его движения. Для изменения проходного сечения в зависимости от величин давления воздуха (фиг. 2) может быть использован датчик давления Д 10, который сообщен с указанной воздушной полостью и способен выдавать сигнал на блок сравнения БС 11, который выдает сигнал управления на привод П 12 вентиля В 13, изменяющего проходное сечение воздухопроводящего устройства по алгоритму, заложенному в блоке сравнения БС 14. В другом частном случае, изменение проходного сечения воздухоподающего устройства обеспечено средствами автоматического его регулирования, в зависимости от величин давления воздуха, создаваемого в воздушной подушке, и средствами ручного дистанционного управления из кабины 3. Для этого, дополнительно имеется задающее устройство ЗУ 15, которое находится в кабине 3 и является средством ручного дистанционного управления из кабины, с помощью которого выбирается алгоритм блока сравнения БС 14 для выбора проходного сечения воздухоподающего устройства. Для регулирования проходного сечения воздухоподающего устройства только средствами ручного управления могут быть применены (фиг. 3) задающее устройство ЗУ 15, привод П 12 и вентиль В 13.
Вентиль В 13 может быть выполнен в виде регулируемого дросселя 16 (фиг. 4), либо дополнительно снабжен обратным клапаном 17, который надклапанной полостью обращен в атмосферу и шунтирует дроссель 16. Также вентиль В 13 может представлять собой (фиг. 6) нерегулируемый дроссель 18 и обратный клапан 17, который надклапанной полостью обращен в атмосферу и шунтирует нерегулируемый дроссель 18.
Гибкий фартук 9 может быть прикреплен к платформе 4 и корпусу 5 со скользящей поверхностью при помощи резьбового соединения 19.
Работает транспортное средство на скользящей поверхности следующим образом.
Корпус 5 со скользящей поверхностью передвигается по водной, снежной, ледовой поверхности, благодаря созданию силы тяги воздушно-винтовым исполнительным органом 1, приводимым в действие двигателем внутреннего сгорания 2. Вес платформы 4 передается на корпус 5 со скользящей поверхностью посредством шарнирного соединения с осью 6 поворота и листовых рессор 7. При этом платформа 4 работает как рычаг с осью 6 поворота и совершает колебания относительно бортов корпуса 5 со скользящей поверхностью. При этом происходит изменение величины амортизационного зазора между платформой 4 и ботами корпуса 5 со скользящей поверхностью, при котором происходит изгибание гибкого фартука 9.
При амортизационных движениях платформы 4 относительно корпуса 5 со скользящей поверхностью изменяется объем заполненной воздухом полости, которая заключена в пространстве между корпусом 5 со скользящей поверхностью и платформой 4. При этом, если указанный объем уменьшается, то создается избыточное давление воздуха внутри него, а если он увеличивается, то создается избыточное давление со стороны атмосферы, что создает силу, препятствующую колебаниям платформы 4, пропорциональную ее площади и давлению воздуха в указанной заполненной воздухом полости.
Если воздухопроводящее устройство способно сообщать указанную заполненную воздухом полость с атмосферой посредством однократно подобранного ее проходного сечения, происходит обеспечение необходимой жесткости воздушной подушки следующим образом. Если однократно подобранное проходное сечение воздухоподводящего устройства образовано боковым зазором между платформой 4 и корпусом 5 со скользящей поверхностью, то жесткость воздушной подушки зависит от ширины и длины этого бокового зазора, что может быть реализовано путем выбора этих размеров, так как из указанной заполненной воздухом полости воздух при амортизационных движениях платформы 4 вытесняется или засасывается через этот боковой зазор. Необходимая жесткость воздушной подушки также может быть реализована при использовании фартука 9, который ограничивает движение воздуха через этот боковой зазор полностью или частично. Также, если фартук 9 полностью закрывает указанный боковой зазор, то однократно подобранное сечение воздухоподводящего устройства реализовано одним или несколькими воздушными каналами 8, которые одним концом сообщены с указанной заполненной воздухом полостью через платформу 4 и/или корпус 5 со скользящей поверхностью, а другим концом - с атмосферой, и их суммарное проходное сечение обеспечивает прохождение через него нужного количества воздуха, что сказывается на жесткости воздушной подушки.
Если проходное сечение регулируется в зависимости от направления потока воздуха вентилем В 13 (фиг. 6), то при увеличении скорости колебаний при движении по неровностям, количество воздуха в указанной заполненной воздухом полости увеличивается благодаря обратному клапану 17, который пропускает воздух только внутрь указанной заполненной воздухом полости, что позволяет увеличить давления воздуха и уменьшить скорость просадки платформы 4. Подобный эффект будет достигнут и без использования обратного клапана 17, так как просадка осуществляется быстрее, чем обратное движение платформы 4 и воздух успевает выходить в атмосферу в меньшем количестве, чем заходить назад через воздухоподающее устройство.
При использовании регулируемого дросселя 16 в конструкции вентиля В 13 (фиг. 4 и 5), можно дополнительно с кабины 3 производить управление жесткостью воздушной подушки, в зависимости от режима эксплуатации и дорожных условий. При этом вентиль В 13 изменяет проходное сечение воздухоподводящего устройства с помощью привода П' 12 (фиг. 3), что происходит также при регулировании по давлению воздуха в указанной заполненной воздухом полости с помощью датчика Д 10, сигнал которого анализируется блоком сравнения БС 14, и автоматически или в результате сравнения с сигналом задающего устройства ЗУ 15, управляет приводом П 12. Блок сравнения БС 14 может быть выполнен так, что обеспечивает оптимальное давление в указанной заполненной воздухом полости, при котором обеспечивается такая жесткость воздушной подушки, при которой транспортное средство на скользящей поверхности имеет меньшее раскачивание и большую мягкость хода.
Таким образом, происходит расширение возможности регулирования жесткости амортизирующей подвески платформы 4, путем использования воздуха, находящегося в полости, которая образована в пространстве между корпусом 5 со скользящей поверхностью и платформой 4, причем без значительных затрат энергии для обеспечения эффекта воздушной подушки с необходимой жесткостью, так как давление воздуха в ней создается с использованием энергии колебательных амортизирующих движений платформы 4.