Транспортное средство на шагающем движителе

 

Изобретение относится к транспортным средствам с шагающими движителями. Средство содержит опоры из трех последовательно расположенных частей, крайние из которых подвижны в вертикальной плоскости, шарнирно связаны между собой непосредственно на шатунных шейках коленчатых валов. 3 з. п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам на шагающей основе для использования в условиях бездорожья, болот, тундры, преодоления водных преград и мелководья.

Известно шагающее транспортное средство, содержащее корпус, силовую установку, привод, шагающие опоры, связанные с коленвалами, и дополнительный движитель в виде колеса с гребными лопатками для движения по воде.

Известное транспортное средство с шагающими опорами в виде понтон имеет низкие скоростные данные, металлоемко, неповоротливо. Сдвиг шагающих опор по фазе составляет 180^о, что вызывает большой перепад опор и тряску, разрушающе воздействующую на механизм устройства. Являясь симбиозом шагающего и колесного движителей, конструктивно сложно.

Целью изобретения является обеспечение проходимости в условиях бездорожья, болот, тундры, пересеченной местности при щадящем воздействии на растительный покров и культурные слои почвы, преодоление препятствий (например бревно) и водных преград, как полной воды, так и мелководья, при сохранении самоходности и маневренности, при повышенной гребной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство на шагающем движителе, состоящее из корпуса, силовой установки, привода и шагающих опор, смонтированных на сдвинутых по фазе коленчатых валах, расположенных перпендикулярно продольной плоскости транспортного средства, содержит шагающие опоры двух видов (сплошные и полые), каждая из которых образована из трех последовательно расположенных частей, крайние из которых подвижны в вертикальной продольной плоскости, шарнирно связаны между собой непосредственно на коренных шейках коленчатых валов, причем эти шейки сдвинуты по фазе на угол 30-180^о, оснащены в основании упругими прокладками, причем при движении в земноводном или водном режимах каждая часть опоры образована двумя параллельными несущими стенками, между которыми установлены поворотные гребные лопатки, а при движении в земных условиях, исключающих режим плавания, все части шагающих опор имеют замкнутое сечение и сплошное основание на всю ширину опоры. Оптимальный угол сдвига шагающих опор по фазе, форма опор и упругих прокладок в основании зависят от несущей способности опорной среды (земля, болото, вода) зоной их эксплуатационного обитания.

На фиг. 1 изображено предлагаемое средство, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг. 3-5 шагающая опора в двух вариантах на левой половине показаны опоры, работающие в водной и земноводной средах, а на правой опоры, работающие в наземных условиях, а именно на фиг. 3 вид сбоку; на фиг. 4 вид сверху; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 4. на фиг. 6 разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 схема работы шагающих опор в водной среде; на фиг. 8 поперечный разрез по опорам наземного назначения; на фиг. 9 расположение опор на донной части устройства; на фиг. 10 разрез В-В на фиг. 9; на фиг. 11 разрез Г-Г на фиг. 9.

Транспортное средство на шагающем движителе содержит корпус 1, в донной части которого располагаются кронштейны 2, служащие основанием для коленвалов 3, получающих движение через привод, например цепную передачу 4, набор шагающих опор 5, шарнирно связанных между собой в единое целое на коренных шейках коленвалов, причем крайние шагающие опоры в своей конечной части шарнирно связаны с подвижными по высоте, за счет например гидроцилиндров 6, коленвалами 7.

Шагающие опоры 5 подразделены на две группы: I группа водные и земноводные опоры (фиг. 3-6 левые половины, фиг. 9-11) полой формы, образованной двумя параллельными несущими стенками 8, объединяемыми в единое целое опорными шарнирными узлами на шейках коленвалов 3 и 7 и соединительными стержнями 9, а также осями подвижных гребных лопаток 10, имеющих в сечении форму подводного крыла. Угол атаки гребных лопаток фиксируется упорами 11. В опорной части шагающие опоры 5 оснащены упругими прокладками 12 в форме бульбы или полубульбы. Для заполнения водным потоком полного сечения полости между стенками 8, что гарантирует работоспособность и отдачу гребных лопаток 10. Опорные узлы-шарниры шагающих опор располагаются выше уровня гребных лопаток.

II группа опоры наземного назначения (фиг. 3-6 правая половина, фиг. 8). Опоры в сечении имеют форму от прямоугольника до полусферы 13, в основании оснащены упругими прокладками 14 и 15. Для обеспечения лучшей контактной связи с основанием (дорогой) упругие прокладки в зоне подошвы имеют рифленую поверхность.

Работа транспортного средства в обычных наземных условиях идентична работе традиционного шагающего устройства.

Получая от привода посредством, например, цепной передачи 4 вращательное движение коленвалы 3 и 7, шарнирно связанные с набором шагающих опор 5 за счет исполнения опорами функций шатунов, преобразуют его в возвратно-поступательное движение шагающих опор, сообщая транспортному средству способность перемещаться.

Поворот (маневр) транспортного средства осуществляется за счет разности скорости движения правой и левой половин наборов шагающих опор 5.

Задний ход осуществляется за счет перемены направления вращения. Преодоление препятствий (бревно) осуществляется за счет приподнимания с помощью, например, гидроцилиндров 6 переднего или заднего коленвалов 7, находящихся в шарнирной связи с оконечностями шагающих опор 5. Приподнимание концевых частей шагающих опор резко сокращает длину опор, тем самым уменьшает степень контактности опор с основанием, значит и степень бокового сопротивления основания повороту опор, что способствует совершению маневра, с этой же целью опоры, расположенные в центральной части транспортного средства, имеют приподнятость в середине пролета.

Работает транспортное средство в водной среде следующим образом.

Корпус водоизмещающий плоскодонный, со скосами в носовой и кормовой частях, для размещения подвижных по вертикали оконечных шагающих опор. Шагающие опоры 5, оснащенные гребными лопатками, в зависимости от нахождения (выше или ниже нейтральной линии, проходящей по оси коленвалов) исполняют двоякие функции, а именно: находясь выше нейтральной линии, под напором встречного потока воды, гребные лопатки 10, стремясь принять горизонтальное положение и дойдя до упора 11, останавливаются под определенным заданным углом к потоку воды (углом атаки), чем создают гидродинамическую силу, направленную вверх, в то же время верхняя поверхность гребных лопаток создает разрежение под ними, что, в свою очередь, образует дополнительную силу, выталкивающую транспортное средство из воды. В совокупности под воздействием указанных выше сил транспортное средство всплывает к поверхности воды, что резко снижает влияние гидростатического сопротивления корпуса водной среде; гребные лопатки 10 шагающих опор 5, занимающих положение ниже нейтральной линии, под влиянием потока воды дойдя до стержня 9, принимают вертикальное положение и, упираясь в водную среду, сообщают транспортному средству движение (см. фиг. 7).

Работает транспортное средство в условиях мелководья следующим образом.

Процесс "шагания" транспортного средства осуществляется за счет опорной связи основания шагающих опор с основанием земной поверхности. При нахождении транспортного средства на воде (на плаву) и потере шагающими опорами опорной связи с основанием (дном) опорой становится донная часть корпуса транспортного средства, само шагающее устройство приобретает качество судна, а шагающие опоры, оснащенные гребными лопатками, находясь во взвешенном состоянии, становятся водным шагающим движителем.

При мелководье традиционные суда (винтовые и др.) теряют управляемость и способность самостоятельно сняться с мели. Шагающее устройство, имеющее водоизмещающий корпус, при соприкосновении с дном способно самостоятельно перемещаться, не теряя маневренности.

Реки, оставаясь важной транспортной магистралью, мелеют и судоходство по ним традиционных судов на винтовом и других движителях становится проблематичным, применение судов на шагающем движителе поможет решить эту задачу.

Использование изобретения позволит достичь проходимости в условиях пересеченной местности, бездорожья, болот, тундры при щадящем воздействии на растительный покров и культурные слои почвы, преодоления водных преград, сохраняя способность продвижения и маневрирования в условиях мелководья, плавность хода и преодоление препятствий, иметь повышенную гребную мощность.

Формула изобретения

1. ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ШАГАЮЩЕМ ДВИЖИТЕЛЕ, содержащее корпус, силовую установку, привод, шагающие опоры, смонтированные на сдвинутых по фазе коленчатых валах, расположенных перпендикулярно к продольной плоскости транспортного средства, отличающееся тем, что каждая опора оснащена в основании упругими прокладками и образована из трех последовательно расположенных частей, крайние из которых подвижны в вертикальной плоскости, шарнирно связаны между собой непосредственно на шатунных шейках коленчатых валов, причем эти шейки сдвинуты по фазе на угол 30 180^o, при движении в условиях водного и амфибийного режимов опоры образованы двумя параллельными несущими стенками, между которыми установлены поворотные гребные лопатки, а при движении в земных условиях и мелководья шагающие опоры имеют сплошное основание на всю ширину их подошвы.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шагающие опоры имеют сдвиг по фазе 120 180^o для использования в условиях полной воды и мелководья с песчано-гравийным дном.

3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шагающие опоры имеют сдвиг по фазе 90 120^o для использования в условиях мелководья при илистом дне и водонасыщенной земной поверхности.

4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шагающие опоры имеют сдвиг по фазе 30 90^o для использования в условиях земной среды типа тундра, болото, пашня, грунтовые дороги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11