Амфибийный колёсный движитель
AMPHIBIOUS WHEEL PROPULSOR

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано в качестве движителя для скоростных амфибийных судов.
Известен колесный движитель для СВП по Российскому патенту №2429150 От 08.02.20010 г.
Пары бортовых гребных колес по данному патенту имеют оси с закрепленными на них дисками, скрепленными по периметру рядом пластин. Пластины расположены равномерно по окружности дисков. К пластинам радиально по отношению к оси колеса закреплен ряд упругих лопастей, имеющих на свободных концах грузы-грунтозацепы.
Недостаток конструкции: Низкая эффективность устройства как реактивного движителя. Создание шума шлепков при работе.
Известна конструкция роторного движителя по патенту РФ №2197009 от 15.06.1992 г.
Сущность изобретения: в роторном движителе с равномерно установленными по периферии лопатками, последние установлены в количестве 10-20 шт. под углом 3-20° к поверхности обода. Лопатки имеют треугольную в плане форму с острой передней и тупой задней кромками. Вершина угла, образованного острыми кромками, обращена в сторону вращения ротора. При использовании изобретения можно получать одновременно тянущую и подъемную силы, что снижает сопротивление движению судна и придает ему амфибийные свойства.
Недостаток конструкции: При движении по твердой поверхности (по льду) отдельно установленные лопатки будут испытывать ударные нагрузки, вызывать вибрацию корпуса и иметь низкие надежность и ресурс эксплуатации.
Известен колесный движитель для амфибийных транспортных средств по Российскому патенту №2339500 от 05.06.2009 г.
Движитель выполнен в виде двух одинаковых дисков, соединенных соосно посредством ступицы и плиц, отходящих радиально от ступицы и не достигающих краев дисков. На каждом диске установлен обод, на котором установлена шина.
Недостаток конструкции:
Низкая эффективность при движении по воде, колесо имеет низкий КПД и не создает подъемной силы. При движении по рыхлому снегу колесо, имеющее малую опорную площадь, будет зарываться и не создавать упора.
Целью данного технического решения является повышение эффективности и надежности амфибийного движителя при работе, как на поверхности воды, так и на твердой поверхности.
1. Указанная цель достигается тем, что амфибийный колесный движитель АКД, представляющий собой универсальное колесо, состоящий из внутреннего и внешнего дисков, содержит ковшеобразные углубления, выполненные по периферии в 20-40 равных угловых секторах полного круга и, разделяющие их и ограничивающие по бокам ребра, образующие поверхность качения, на которой установлены шипы.
2. АКД конструктивно может быть выполнен в двух вариантах:
Вариант 1.
Внутренний и внешний диск соединены проволочными или тросиковыми спицами по типу велосипедного колеса.
Вариант 2.
Внутренний и внешний диск соединены с помощью прочной ткани, а пространство между дисками заполнено воздухом в воздушной автомобильной камере или без нее.
Сущность изобретения «Амфибийный колесный движитель»
поясняется чертежом, где на
Фиг. 1. АКД вариант 1, вид сбоку;
Фиг. 2. АКД вариант 1, разрез Б-Б;
Фиг. 3. АКД вариант 1, разрез А-А;
Фиг. 4. АКД вариант 1,. Узел I. Сечение внешнего диска;
Фиг. 5. АКД вариант 2, вид сбоку;
Фиг. 6. АКД вариант 2, разрез Г-Г;
Фиг. 7. АКД вариант 2, разрез В-В;
Фиг. 8. АКД вариант 2, Узел П. Сечение внешнего и внутреннего дисков.
Амфибийный колесный движитель АКД состоит из внутреннего диска 1, который крепится к ступице приводного вала и внешнего 2, несущего ковшеобразные лопасти 3 в количестве 20-40 штук, отформованных между боковыми 4 и поперечными 5 ребрами, например с применением наполнителя 6 и оклеивания тканью со смолой 7. В тело лопасти 3 вмонтированы шипы 8 противоскольжения. Диски соединены между собой с помощью спиц 9 по варианту 1, или с помощью герметично прикрепленных накладок из ткани 10 с заполнением внутреннего пространства воздухом в камере 11 или без нее. АКД по варианту 2 имеет плавучесть. Поперечные ребра 5 нарезанные на продольные ребра за их пределами образуют внешние лопасти 12.
Работа Амфибийного колесного движителя.
Амфибийный колесный движитель устанавливается на приводной вал энергетической установки судна (катера) на высоте, обеспечивающей погружение колеса относительно КВЛ на плаву около 1/3 диаметра. Для обеспечения этого условия может быть предусмотрено устройство подъема-опускания колеса. В начале движения при 20-40 об/мин АКД работает в режиме гребного колеса водоизмещающего судна и развивает максимальный упор на единицу мощности (до 20 кг/кВт). Достигнув скорости глиссирования судна 20-30 км/час и числа оборотов 100-200 в мин АКД вместе с корпусом под действием гидродинамических сил выходит из воды до погружения 5-10% диаметра. С возрастанием скорости скольжение колеса будет снижаться, а КПД расти. Кроме того на колесе будет возникать значительная подъемная сила, что даст надежный контакт с поверхностью и снижение сопротивления движению. При максимальной скорости движения судна АКД будет катиться по воде со скольжением, отбрасывая воду двумя - шестью находящимися в воде черпаковыми лопастями в направлении противоположном движению судна аналогично водометному движителю. Для повышения КПД за колесом может быть установлен брызгоотбойник в виде крыла, который крепится к корпусу судна или подвеске колеса.
При движении по льду и снегу АКД будет работать подобно автомобильному колесу, но с частичной нагрузкой от веса судна. Основная нагрузка распределится по площади скользящего днища. Шипы по периметру колеса обеспечат сцепление с поверхностью льда.
Конструкция, упругий материал внешнего диска и гибкая связь с внутренним диском обеспечат надежную работу амфибийного колеса, как на воде в условиях волнения, так и на торосистом льду и снеговом покрове любого типа. Спицы по варианту 1 могут быть выполнены из стального тросика для максимального смягчения ударных нагрузок на колесо при движении по торосам.