БОРТОВАЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА ПЛАВАЮЩЕЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ
ONBOARD HYDRODYNAMIC GRILL FOR AMPHIBIOUS TRACKLAYING VEHICLE

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к плавающим гусеничным машинам и касается разработки специальных гидродинамических устройств для улучшения управляемости на плаву.
Известные бортовые гидродинамические решетки, применяющиеся на серийных плавающих гусеничных машинах, например на легком многоцелевом гусеничном шасси МТ-ЛБу или универсальном гусеничном легком шасси 2С1 (Универсальное гусеничное легкое шасси. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Воениздат, 1976), предназначены для улучшения управляемости на плаву, устанавливаются в районе ведущих колес и состоят из набора одинаковых вертикальных лопаток V-образного профиля. Принцип действия указанных решеток основан на взаимодействии обратного потока, образованного верхней ветвью гусеницы, с вертикальными лопатками решетки, в результате чего возникает дополнительная положительная реактивная сила, направленная в сторону от борта и к корме, которая несколько увеличивает поворачивающий момент при замедлении одной из гусениц. Вместе с тем, известные бортовые гидродинамические решетки недостаточно эффективны, так как лишь частично воздействуют на обратные потоки вследствие их расположения сбоку от гусениц.
Известны гидродинамические решетки, установленные на плавающем транспортере (авторское свидетельство СССР №1293047, кл. B60F 3/00, 1987). Указанные решетки крепятся к надгусеничным полкам и состоят из лопаток, установленных с постоянным шагом, равным половине ширины надгусеничной полки, каждая из которых изогнута с определенным радиусом, связанным соотношением с шириной надгусеничной полки и общим количеством лопаток. При взаимодействии обратных потоков, образованных верхними ветвями гусениц, с лопатками решеток происходит их разделение и последовательный разворот, что способствует образованию дополнительной положительной силы тяги и повышению скорости движения, а также улучшению управляемости (при замедлении одной из гусениц). Вместе с тем, эффективность данных решеток проявляется только при достаточном приближении к гусеницам, что повышает вероятность их повреждения при движении по суше, входе в воду и выходе из воды. Кроме того, в известной конструкции решеток не используется часть обратного потока, которая распространяется с боковой стороны гусеницы, что приводит к некоторому увеличению отрицательной силы тяги верхней ветви.
Известны также гидродинамические решетки, установленные на амфибийном транспортном средстве (авторское свидетельство СССР №631369, кл. B60F 3/00; B62D 55/00, 1978) с целью повышения управляемости на плаву. Указанные решетки крепятся к бортам в районе ведущих колес и состоят из передних и боковых V-образных лопаток. При этом передние лопатки каждой решетки расположены перед верхней ветвью гусеницы и имеют входные участки, ориентированные навстречу обратному потоку, а боковые лопатки, соответственно, сбоку от гусеницы. Таким образом, в данных решетках происходит более полное использование обратных потоков с их разворотом в сторону от борта и к корме, чему также способствует применение щитков, препятствующих движению потоков вниз. Вместе с тем, известные решетки обладают недостаточной эффективностью вследствие значительного гидравлического сопротивления, а также склонностью к засорению посторонними предметами.
Целью изобретения является улучшение управляемости (поворотливости и устойчивости движения на заданном курсе) плавающей машины с гусеничными водоходными движителями за счет повышения эффективности использования обратных потоков, образованных верхними ветвями гусениц.
Указанная цель реализуется путем установки в районе ведущих колес бортовых гидродинамических решеток, каждая из которых состоит из двух рядов вертикальных изогнутых лопаток, причем верхний ряд лопаток расположен между гусеницей и надгусеничной полкой, а сами надгусеничные лопатки своими входными участками ориентированы навстречу обратному потоку, имеют последовательно возрастающий в направлении ведущего колеса радиус кривизны и постоянный шаг.
Общий вид и принцип действия бортовой гидродинамической решетки показаны на фиг.1, где приняты следующие обозначения:
1 - бортовая гидродинамическая решетка;
2 - ведущее колесо;
3 - боковые лопатки (лопатки нижнего ряда);
4 - надгусеничные лопатки (лопатки верхнего ряда);
5 - гусеничный движитель;
6 - плавающая гусеничная машина.
Бортовая гидродинамическая решетка 1 устанавливается в районе ведущего колеса 2 и состоит из двух рядов изогнутых вертикальных гидродинамических лопаток 3 и 4, смонтированных на общем основании.
Верхний ряд лопаток по высоте расположен между ведущим колесом и надгусеничной полкой и предназначен для повышения эффективности использования основной части обратного потока, которая распространяется над гусеницей 5. Для этого надгусеничные лопатки 4 (лопатки верхнего ряда) своими входными участками ориентируются навстречу обратному потоку, имеют последовательно возрастающий в направлении ведущего колеса радиус кривизны
,
где i - порядковый номер лопатки (i=3-5);
b - ширина надгусеничной полки;
n - количество лопаток, и установлены с шагом
,
что способствует разделению и последовательному развороту надгусеничного потока при минимальном гидравлическом сопротивлении.
Нижний ряд лопаток расположен с боковой стороны от верхней ветви гусеницы, по характеру своего взаимодействия с обратным потоком не отличается от известных серийных бортовых гидродинамических решеток и состоит из одинаковых вертикальных V-образных гидродинамических лопаток 3, установленных с постоянным шагом.
Таким образом, в предлагаемой бортовой гидродинамической решетке происходит более полное использование обратного потока с образованием реактивной силы, что способствует улучшению управляемости.
Расположение бортовой гидродинамической решетки в районе ведущего колеса существенно снижает вероятность ее повреждения при вертикальных перемещениях верхней ветви гусеницы.
С целью повышения технологичности все элементы бортовой гидродинамической решетки выполняются из листового материала и соединяются с широким использованием сварки, а элементы ее крепления к корпусу машины согласуются с базовой конструкцией. Лопатки верхнего ряда могут быть выполнены складывающимися для уменьшения габаритов решетки в транспортном положении.
пов
Устройство работает следующим образом: при вращении ведущего колеса 2 в результате взаимодействия обратного потока, образованного верхней ветвью гусеницы 5, с вертикальными лопатками 3 и 4 бортовой гидродинамической решетки 1 происходит изменение направления его выброса в сторону от борта с образованием реактивной силы R. При прямолинейном движении реактивные силы двух бортов уравновешивают друг друга, что способствует удержанию плавающей машины 6 на заданном курсе вследствие снижения влияния разницы в силах тяги гусениц. Уменьшение скорости перематывания одной из гусениц приводит к увеличению поворачивающего момент М в сторону отстающего борта.