УСТРОЙСТВО КОЛЕСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ АМФИБИИ
ARRANGEMENT OF WHEELED PROPULSOR FOR AMPHIBIA

Изобретение относится к области производства движителей колесных амфибий, предназначенных для перевозки людей и грузов по наземным и водным поверхностям.
Колесные амфибии с водонепроницаемым кузовом автомобильного, лодочного или понтонного типа оснащаются двумя видами движителей. Для движения по суше в качестве движителя амфибия использует ведущее колесо автомобильного типа, соединенное с кузовом при помощи подвески. Такой движитель приводится в рабочее движение главным двигателем амфибии с помощью трансмиссии. Для преодоления водных препятствий на днище кузова амфибии, в специальной нише, расположен гребной винт или водометный движитель, которые приводятся в рабочее движение через дополнительную трансмиссию главным или вспомогательным двигателем амфибии.
Совокупное наличие двух различных видов движительных устройств с двумя трансмиссионными системами в одном колесном транспортном средстве значительно усложняет производственный процесс изготовления амфибии и ее профессиональное обслуживание, подвергает риску эксплуатационную живучесть гребного винта и водометного движителя при эксплуатации амфибии на дорогах с покрытием низкого качества и на загрязненных или неглубоких водоемах с неровной или каменистой поверхностью донного грунта.
Изобретение исключает вышеперечисленные недостатки, присущие существующему на техническом уровне устройству колесной амфибии.
Изобретение ориентировано на оснащение всех видов и типов колесных амфибий единым универсальным колесным движителем, объединяющим все движительные свойства автомобильного колеса, гребного винта и водометного движителя в единый компактный, многофункциональный агрегат.
Технический результат изобретения совершенствует (делает современным) дизайн, упрощает конструкцию и повышает эксплуатационную живучесть колесной амфибии.
Аналогом изобретения по устройству, но не по назначению, может служить центробежный лопаточный насос (вентилятор) для перемещения воздуха или газа, который применяется для вентиляции помещений, создания искусственной тяги в топочных устройствах, обдува и охлаждения нагретых агрегатов (радиаторов, конденсаторов, двигателей и т.д.). См. «Краткий политехнический словарь» проф. Ю.А. Степанова, стр.136, Госиздат технико-теоретической литературы, Москва, 1956 г.
Центробежный лопаточный насос (вентилятор) включает ротор с радиально расположенными на нем лопатками. Ротор вращается в улиткоподобном кожухе (корпусе). Воздух засасывается через входное отверстие, расположенное на боковой поверхности кожуха, увлекается и отбрасывается за счет центробежных сил лопатками ротора в область радиальной поверхности кожуха, где раскручивается и, встретив на своем пути выходное отверстие, выполненное в виде трубчатоподобного канала, выбрасывается через него под большим давлением в окружающее пространство или продолжает путь по пристыкованному трубопроводу в заданном направлении.
Суть изобретения заключается в том, что ротор устройства, аналогичный устройству центробежного лопаточного насоса, размещен внутри обода ведущего колеса амфибии, лопатки ротора заменены на лопатки гребного винта, а улиткоподобный кожух установлен и жестко закреплен на подвеске, соединяющей ведущее колесо амфибии с ее кузовом.
Сущностью заявленного устройства колесного движителя амфибии является то, что спицы, соединяющие ступицу с ободом ведущего колеса амфибии, выполнены в виде лопастей гребного винта, а кожух движителя с улиткоподобным контуром, включающий входное и выходное отверстия, установлен на подвеске ведущего колеса амфибии и закреплен так, что его входное отверстие, имеющее диаметр, близкий размеру диаметра обода колеса, приближено к ободу колеса с минимально допустимым зазором, а выходное отверстие, выполненное в виде трубчатого канала, развернуто (направлено) в кормовую, кильватерную сторону амфибии.
На чертежах изображены обод 1, ступица 2, лопасть 3, подвеска 4, кожух 5, входное отверстие d1, выходное отверстие d2, трубчатоподобный канал 6 и тормозной диск 7.
На фиг.1 изображен общий вид сбоку амфибии.
На фиг.2 изображен водометный узел колесного движителя амфибии, вид сбоку.
На фиг.3 изображен общий вид снизу амфибии с двумя ведущими колесами в момент, когда ее колесные движители осуществляют движение амфибии по воде. Стрелками указано направление движения рабочих потоков воды.
На фиг.4 изображен общий вид снизу амфибии с четырьмя ведущими колесами в момент ее маневрирования на воде с помощью передней пары колесных движителей. Стрелками указано направление движения рабочих потоков воды.
На фиг.5 изображен общий вид снизу амфибии с четырьмя ведущими колесами в момент ее торможения на воде или в момент маневрирования в сторону заднего (кормового) направления.
Колесный движитель осуществляет движение амфибии по земле в режиме традиционного автомобильного ведущего колеса. Колесный движитель, вращаясь по земле, привозит амфибию, например, к руслу реки, погружает ее водонепроницаемый, обладающий положительной плавучестью кузов в воду и, не останавливаясь, продолжает вращаться в воде. Вращающиеся в воде лопасти 3 гребного винта, расположенные в проеме между ступицей 2 и ободом 1 колесного движителя, начинают загребать водные массы, направляя их через зазор между ободом и тормозным диском 7 колеса, затем через входное отверстие d1 внутрь кожуха 5, где вода за счет центробежных сил, с помощью лопастей гребного винта, прижимаясь и раскручиваясь вокруг радиальной поверхности кожуха, набирает скорость, встречая на своем пути трубчатоподобный канал 6, устремляется в него и под давлением, в виде реактивной струи, через отверстие d2 выбрасывается в кормовом (кильватерном) направлении (см. фиг.2). Так, используя водометный эффект, колесный движитель осуществляет движение амфибии, например, к противоположному берегу реки. Амфибия, преодолев водный поток, с вращающимися колесными движителями выходит на берег и продолжает свой путь в заданном направлении.
Управление движителем амфибии осуществляется на земле и по воде традиционным автомобильным способом. Скоростью движения управляют с помощью акселератора, регулируя подачу топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания или подачу иной энергии, например электрической, в электродвигатель электромобиля-амфибии. Управление направлением движения и на земле, и по воде осуществляется поворотом колес с помощью рулевого устройства. В случае когда поворотные колеса имеют ведущий привод и переоборудованы в универсальный колесный движитель, управление движением амфибии по воде становится более эффективным (см. фиг.4). Задний ход по воде осуществляется, как и на земле, переключением направления вращения колесных движителей амфибии в противоположном направлении (см. фиг.5). Таким же способом переключения направления вращения колесных движителей на противоположное осуществляется гашение скорости амфибии до полной ее остановки на воде.
При герметизации и балансировке положительной плавучести, большинство моделей легковых автомобилей могут быть превращены в амфибии, без нарушения контура модельного дизайна (см. фиг.1) их кузовного устройства.