Автоприцеп - амфибийный паром
Изобретение относится к области автотранспорта и касается конструирования амфибийных транспортных средств. Автоприцеп - амфибийный паром имеет платформу, понтоны и движители. Понтоны расположены по бортам, выполнены секционными, компактно складывающимися в два яруса на платформе автоприцепа для перевозки по дорогам и грунту. Гусеничные резинокордовые движители расположены под платформой по центру по всей ее длине на параллелограммной складной подвеске. Роторно-лопастные водометные движители расположены сзади под платформой по углам кормы. Привод гусеничных резинокордных движителей осуществлен от ведущих колес автомобиля, буксировавшего автоприцеп-паром, через обрезиненные барабаны, синхронизированные между собой синхронизирующей шестерней, а роторно-лопастной водометный движитель выполнен с возможностью привода от синхронизирующей шестерни заднего обрезиненного барабана. Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности использования отечественного автомобиля повышенной проходимости марки УАЗ (и ему подобных) без конструктивной переделки автомобиля в военных целях при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, при выполнении спасательных работ, при пользовании скорой медицинской помощью в сельской местности, при выполнении геолого-разведочных работ, а также в повседневной деятельности охотников-рыболовов, туристов, фермеров и т.д. 6 ил.
Изобретение относится к области автомобильного транспорта, в частности к транспортным средствам типа амфибия.
Известны транспортные средства - катер на воздушной подушке, водоплавающие аэросани, передвижные понтоны и паромы [1].
Недостатком их является требование доставки к месту применения дополнительным транспортом, использования специальных устройств для выгрузки и погрузки после использования с определенных точек базирования с ограниченным радиусом действия.
Известен самоходный паром [2]. Он малопригоден для перевозки по суше и ограничен в передвижении по воде тросом.
Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей используемого в армии, МЧС, спасателями, медицинской скорой помощью на селе, геологами, охотниками-рыболовами, туристами, фермерами и т.д. отечественного автомобиля повышенной проходимости марки УАЗ и ему подобных без конструктивной переделки автомобиля.
Поставленная задача решается использованием предлагаемого специального прицепа - амфибийного парома, буксируемого вышеупомянутым автомобилем до места его применения: берег водоема, болота, край заснеженного пространства или льда с полыньями и т.п.
После трансформации автоприцепа в амфибийный самоходный паром с установленным и закрепленным на нем автомобилем УАЗ (или аналогичным) последний, дополненный гусеницами снизу, водометными движителями сзади и понтонами по бокам, способен преодолевать все неустойчивые среды с возможностью выхода на твердые поверхности с преодолением перепада высоты до 0,4 метра.
Предложенная конструкция поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен в аксонометрии общий вид автоприцепа - амфибийного парома в сложенном буксируемом положении, где позициями обозначены:
1. Платформа автоприцепа амфибийного парома на несущей раме.
2. Транспортные колеса автоприцепа амфибийного парома.
3. Секции понтонов.
4. Шарнирные соединения.
5. Сцепное устройство автоприцепа амфибийного парома.
6. Откидывающиеся вверх треугольные секции носовой палубы.
На фиг.2 изображен в аксонометрии тот же прицеп, трансформированный в амфибийный паром, находящийся на суше, с опущенным в корме выдвижным телескопическим пандусом для въезда на него автомобиля (вид сзади), где позициями обозначены:
1. Платформа автоприцепа амфибийного парома на несущей раме.
3. Секции понтонов.
4. Шарнирные соединения.
6. Треугольные секции носовой палубы в опущенном положении.
7. Фиксаторы, скрепляющие секции понтонов.
8. Выдвижной телескопический опускаемый пандус для въезда автомобиля на паром на суше.
9. Ниши с обрезиненными барабанами для ведущих колес автомобиля.
10. Ниши с поворотными лотками для рулевых колес автомобиля.
11. Ролики, ограничивающие боковое смещение ведущих колес автомобиля.
12. Место для возможного крепления навесных лодочных моторов.
13. Упоры для переднего бампера автомобиля с фиксаторами против вертикального смещения.
14. Выдвижные опорные балки.
15. Продольные уголки по бортам кормы для фиксации поднятого и задвинутого пандуса с установленными на них устройствами 16.
16. Устройства для притягивания кормы автомобиля к платформе.
На фиг.3 изображен продольный вертикальный разрез амфибийного парома с автомобилем на нем, где позициями обозначены:
1. Платформа автоприцепа - амфибийного парома на несущей раме.
2. Транспортные колеса автоприцепа - амфибийного парома.
3. Секции понтонов.
8. Поднятый, частично задвинутый пандус, служащий кормовой палубой.
10. Поворотные лотки под рулевыми колесами автомобиля.
12. Место для возможного крепления навесных лодочных моторов.
13. Упоры для переднего бампера автомобиля с фиксаторами против вертикального смещения.
15. Продольные уголки по бортам кормы для фиксации задвинутого пандуса.
16. Устройства для притягивания кормы автомобиля к платформе.
17. Кормовые водометные роторно-лопастные движители.
18. Передние верхние подпружиненные натяжные барабаны подвески гусеничных лент.
19. Передние нижние подвижные барабаны параллелограмной подвески гусеничных лент.
20. Задние нижние подвижные барабаны параллелограмной подвески гусеничных лент.
21. Нижние подвижные продольные балки параллелограмной подвески с расположенными между ними опорными катками.
22. Качающиеся рычаги параллелограмной подвески гусеничных лент.
23. Гусеничные ленты (пунктиром в поднятом под днище положении).
24. Опорно-поворотное устройство.
На фиг.4 изображен продольный горизонтальный разрез амфибийного парома, где позициями обозначены:
2. Транспортные колеса автоприцепа - амфибийного парома.
3. Секции понтонов.
5. Треугольные секции носовой палубы в опущенном положении.
7. Фиксаторы, скрепляющие секции понтонов (с натяжными пружинами).
10. Ниши с поворотными лотками для рулевых колес.
17. Кормовые роторно-лопастные водометные движители.
18. Передние верхние подпружиненные натяжные барабаны подвески гусеничных лент.
19. Передние нижние подвижные барабаны параллелограмной подвески гусеничных лент.
20. Задние нижние подвижные барабаны параллелограмной подвески гусеничных лент.
23. Гусеничные ленты.
24. Опорно-поворотное устройство.
25. Рифленые протяжные барабаны.
26. Петлеобразующий пассивный барабан.
27. Синхронизирующие шестерни.
28. Шестерня водометного движителя.
29. Обрезиненные барабаны.
На фиг.5 изображена схема привода движителей, где позициями обозначены:
1. Платформа автоприцепа - амфибийного парома (несущая рама не изображена).
17. Кормовой водометный роторно-лопастной движитель.
20. Задний нижний подвижный барабан параллелограмной подвески гусеничных лент.
21. Нижние подвижные продольные балки параллелограмной подвески с расположенными между ними опорными катками.
22. Качающиеся рычаги параллелограмной подвески гусеничных лент.
23. Гусеничная лента.
25. Рифленые протяжные барабаны.
26. Петлеобразующий пассивный барабан.
27. Синхронизирующие шестерни.
28. Шестерня водометного движителя.
29. Обрезиненные барабаны.
30. Ось качания кожуха водометного движителя.
31. Шлицевая муфта включения привода гусениц (во всех рифленых барабанах).
32. Ведущее колесо автомобиля.
На фиг.6 изображена конструкция гусеничной резинокордовой кольцевой сплошной ленты в вертикальном продольном разрезе, где позициями обозначены:
23. Гусеничная резинокордовая лента шириной 500 мм.
33. Грунтозацепы гусеничной ленты.
34. Треугольная полость по всей длине грунтозацепа (для повышения эластичности ленты).
35. Пунктиром обозначено расположение слоев кордовой ленты в резине (их может быть больше в зависимости от технологии производителя резиноизделия).
Автоприцеп - амфибийный паром состоит из платформы 1, смонтированной на несущей раме, оборудованной снизу в центре бортов транспортными колесами 2, для буксировки его по дорогам общего пользования и грунту. На его платформе перевозятся шарнирно 4 закрепленные по бортам трехсекционные понтоны 3 с опрокинутыми на центральную концевыми секциями, что обеспечивает продольную и поперечную компактность при перевозках по общим дорогам. Для обеспечения маневренности при буксировке за сцепное устройство 5 откидываются вверх и фиксируются треугольные сегменты носовой палубы 6.
Под всей длиной платформы 1, снизу, вдоль по центру, расположены рядом две резинокордовые гусеничные ленты 23, надетые на параллелограмную подвеску с нижними продольными подвижными балками 21, с опорными роликами между ними, на качающихся рычагах 22, что позволяет прижимать гусеницы к днищу при буксировке автоприцепа или опускать их ниже опущенных бортовых понтонов при движении парома на гусеничном ходу. Сзади по углам под платформой расположены роторно-лопастные водометные движители 17 в кожухах, с водозаборными и выпускными соплами. В кормовой части платформы 1 надвинут на нее выдвижной телескопический опускаемый пандус 8, под которым в платформе имеются ниши 9 с обрезиненными барабанами для задних ведущих колес автомобиля. В передней части платформы 1 расположены ниши 10 с поворотными лотками для рулевых колес автомобиля. Впереди них из платформы 1 возвышаются упоры 13 для переднего бампера автомобиля с фиксаторами. В кормовых секциях понтонов предусмотрены ниши 12 для крепления навесных лодочных моторов в случае использования парома как самостоятельного плавсредства, без привода от колес погруженного на него автомобиля. Обрезиненные барабаны 29, на которые опираются ведущие колеса автомобиля, засинхронизированы между собой шестернями 27 и вращаются на неподвижных, общих с протяжными барабанами 25 осях. Включение привода гусениц производится подвижной шлицевой муфтой 31, соединяющей обрезиненный и протяжной барабаны между собой. Включение водометного движителя 17 осуществляется наклоном вперед его кожуха на оси качания 30 до зацепления шестерни 28 с синхронизирующей шестерней 27 заднего обрезиненного барабана 29. Таким образом, гусеничные и водометные движители можно включать совместно, поочередно или отключать их все. Обрезиненные барабаны 29 оборудованы тормозными устройствами по каждому борту отдельно с приводом от поворотных лотков 10 под рулевыми колесами автомобиля, с дополнительным объединенным приводом для использования в качестве стояночного тормоза. В целях обеспечения минимального веса и корозиционной стойкости в основе конструкции применены твердые алюминиевые сплавы и армированный пластик (композит). Трехсекционные понтоны 3 выполнены на алюминиевом каркасе с выпусками для креплений шарниров 4 и фиксаторов 7, с оклейкой армированным пластиком, с обязательным заполнением всего объема пористым водоотталкивающим материалом (пенополиуретан и т.п.). Полное водоизмещение каждого бортового понтона должно превышать вес всей конструкции с полной штатной загрузкой (автомобиль, экипаж, багаж), что обеспечит бортовую устойчивость на воде при случайных сильных кренах. Днища центральных понтонов имеют уступы (реданы) для уменьшения трения и возможного примерзания к снегу и льду. Все барабаны гусеничной подвески, включая нижние опорные катки, выполнены полыми, из армированного пластика, с обязательным заполнением пористым материалом, что создает дополнительную плавучесть. В обрезиненных барабанах 29, на которые давит вес автомобиля, установлены защищенные от проникновения воды роликовые подшипники, во всех остальных осях вращения и качания желательно применение подшипников скольжения, не требующих смазки. Например: на оси кольцо из некорродирующего металла, обойма подшипника из графитовой бронзы или лучше из специальной пластмассы со сверхнизким коэффициентом трения, с конструктивной возможностью периодической замены по мере износа. Желательно выдержать вес всей конструкции (без полезной нагрузки) в пределах 350-450 кг, но не более 600 кг.
Автором изготовлены чертежи и демонстрационная модель автоприцепа - амфибийного парома в масштабе 1:10 для предоставления заводу-изготовителю.
Трансформация автоприцепа в амфибийный паром производится по следующей схеме: на границе сред (берег водоема, болота, заснеженного пространства и т.п.) на относительно горизонтальном участке грунта, не отцепляя прицепа от автомобиля, опускают гусеницы 23 до упора в грунт, ставят на стояночный тормоз трансмиссию прицепа, после этого отцепляется и отъезжает автомобиль, затем продолжают опускать гусеницы до максимума (колеса 2 прицепа отрываются от грунта). Снимаются с фиксаторов и переводятся в горизонтальное положение треугольные сегменты 5 носовой палубы. Переворачиваются в продольной плоскости на поперечных шарнирах 4 концевые секции понтонов 3 с их фиксацией 7 с центральными секциями. Эти удлиненные понтоны на продольных шарнирах 4 центральных секций 3 переворачиваются на 180° и опускаются по бортам парома с их фиксацией выдвижными опорными балками 14. Сзади платформы выдвигается телескопический пандус 8 и опускается на грунт для въезда автомобиля на платформу, теперь уже амфибийного парома.
Въехавший автомобиль упирается передним бампером в стойки 13 с фиксаторами от вертикального смещения, рулевые колеса попадают в поворотные лотки 10, а задние в ниши 9 с обрезиненными барабанами 29 и ограничительными против бокового смещения колес роликами 11. Сзади автомобиль притягивается к платформе сцепными устройствами 16, чем обеспечивается его фиксация и надежное сцепление ведущих колес с обрезиненными барабанами. Поднятый и частично задвинутый между уголками 15 телескопический пандус 8 образует кормовую палубу.
Управление движением амфибийного парома производится с водительского места, установленного на нем автомобиля.
Подключение движителей и изменение высоты гусеничной подвески может быть выполнено как дистанционным электромеханическим (с пультом на электрокабеле, вводимом через форточку в салон, с питанием от бортовой сети автомобиля), так и чисто механическим способом (рукоятками на подъемной колонке около форточки водителя, через которую, высунув руку, он производит переключения). Второй вариант предпочтительнее при эксплуатации в полевых условиях, вдали от баз обслуживания, как более простой и надежный.
При поворотах с большим радиусом достаточно незначительно повернуть руль и через поворотные лотки 10, под рулевыми колесами автомобиля, усилие передастся на тормозное устройство по внутреннему борту, что приведет к затормаживанию или полной остановке движителей этого борта. Движители работающего борта получают вращение через дифференциал автомобиля. Выпускные сопла водометных движителей слегка развернуты внутрь, навстречу друг другу. Возникающие при этом поперечные реактивные усилия взаимно компенсируются при одинаковой тяге движителей и значительно улучшают управляемость на воде при затормаживании одного из них. При необходимости крутого разворота на твердой поверхности в ограниченном пространстве используется специальное опорно-поворотное устройство 24. На минимальной скорости руль выкручивается до упора, при этом по заторможенному борту перед транспортным колесом 2 на рычаге опускается на грунт клиновидное устройство с конусной поворотной пяткой снизу. Транспортное колесо 2 наезжает на него и, поднимаясь по задней наклонной поверхности до упора, отрывает от грунта заторможенную гусеницу. Разворот происходит вокруг поворотной пятки с малым радиусом. Достигнув нужного угла поворота, паром останавливается и слегка отъезжает назад. Транспортное колесо 2 съезжает с опорно-поворотного устройства 24 и оно, освободившись, возвращается в исходное положение. Можно двигаться в новом направлении. Гусеничные ленты в передней части имеют значительный пологий скос и слегка выдвинуты относительно скоса передних секций понтонов, поэтому легко преодолеваются поперечные курсу движения уступы до 0,4 метра (берег, край льдины, канавы и т.п.).
Предлагаемый амфибийный паром, не обладая особо высокой скоростью, отличается высочайшей проходимостью и универсальностью применения.
Учитывая, что автомобили УАЗ используются в нашей стране повсеместно, дополнив их предлагаемым автоприцепом - амфибийным паромом, можно с минимальными затратами, а главное своевременно решать возникающие транспортные проблемы на местах, связанных с отсутствием дорог, при разливах рек, распутице, снежных заносах, проводить местные спасательные операции на воде и тонком льду, использовать в длительных экспедициях геологов, спасателей, туристов, в хозяйственной деятельности.
Источники информации
1. Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1980 г., Стр.25. Амфибия (обзор всех типов).
2. Библиотека ФИПС, номер публикации RU 2270131 С2. Основной инд. МПК В63В 35/54. Название: Самоходный паром. Д.Р.Жабарова.
Автоприцеп - амфибийный паром, включающий платформу, понтоны и движители, отличающийся тем, что понтоны расположены по бортам, выполнены секционными, компактно складывающимися в два яруса на платформе автоприцепа для перевозки по дорогам и грунту, гусеничные резинокордовые движители расположены под платформой по центру по всей ее длине на параллелограммной складной подвеске, роторно-лопастные водометные движители расположены сзади под платформой по углам кормы, при этом привод гусеничных резинокордовых движителей осуществлен от ведущих колес автомобиля, буксировавшего автоприцеп-паром, через обрезиненные барабаны, синхронизированные между собой синхронизирующей шестерней, а роторно-лопастной водометный движитель выполнен с возможностью привода от синхронизирующей шестерни заднего обрезиненного барабана.
