Амфибийное транспортное средство на воздушной подушке (атс)
Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке, в частности к амфибийным (АТС), имеющим в своем составе несущую платформу, состоящую из центрального корпуса и двух блоков плавучести, заполненных пористым ненамокаемым материалом, гибкое ограждение воздушной подушки и средства, обеспечивающие передвижение, управляемость и безопасность на воде и на суше. АТС имеет две автономные подъемно-движущие установки, каждая из которых состоит из двигателя с системой охлаждения, вентилятора, трансмиссии, воздушного винта, воздушных рулей. Система охлаждения двигателей выполнена таким образом, что радиаторы установлены в двигательном отсеке непосредственно в потоке воздуха, поступающего к вентиляторам для создания воздушной подушки, и не требуют затрат энергии для их обдува. Вентиляторы установлены в объединенном корпусе и оборудованы подвижными распределителями подачи воздуха в ресиверы правого и левого бортов, управляемыми водителем из кабины управления. АТС оборудовано упругими тормозными щитками, приводимыми в действие с помощью гофрированных резинотканевых камер и пружинных механизмов. Для повышения эффективности и надежности щитки выполнены с возможностью оборудования их сменными сезонными зубчатыми ножами и гибкими резинотканевыми козырьками безопасности. Гибкое ограждение транспортного средства выполнено из резинотканевых полотнищ и пластин переменной толщины, усиленных упругим металлическим, например титановым, каркасом, а переднее гибкое ограждение дополнительно усилено подвижными энергоемкими упорами. Изобретение позволяет повысить технические характеристики и безопасность эксплуатации амфибийного транспортного средства на воде, на болотах, на льду и на суше. 5 з.п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости, в частности к амфибийным, имеющим в своем составе гибкое ограждение, способное образовать воздушную подушку, и средства, позволяющие обеспечить плавучесть на воде и передвижение транспортного средства, по суше и воде.
Известно транспортное средство на воздушной подушке, содержащее периферийное гибкое ограждение области повышенного давления и платформу с установленными на ней обтекаемым корпусом, оборудованным кабиной управления, пассажирским салоном и машинной установкой с вентилятором, включающей в себя турбину с топливными баками и трубопроводами (Патент СССР №457205).
К недостаткам этого транспортного средства можно отнести большие габариты круглой в плане несущей платформы, затрудняющие передвижение по пересеченной местности и малым рекам, большое лобовое сопротивление и боковую парусность, сложную конструкцию силовой установки и трансмиссии.
Гибкое ограждение воздушной подушки состоящее из круглых в плане концентричных полотнищ, с расположенными между ними секциями воздушной подушки, которые, в виду их малой площади, не обеспечивают устойчивость транспортного средства при движении по волнам на воде и неровностях грунта на суше, а наклон этих полотнищ под углом к центру воздушной подушки препятствует возможности его передвижения по торосам на льду, по кочкарнику на болотах и каменистому грунту на суше. Конструкция несущей платформы и корпуса не позволяет перевозить транспортное средство автомобильным и железнодорожным транспортом.
Известно амфибийное транспортное средство на воздушной подушке, содержащее в своем составе платформу, на которой смонтированы: воздушный ресивер, управляемое пневматическое колесное шасси, управляемое тормозное устройство, герметичный корпус, разделенный на отсеки, воздушный винт в аэродинамическом кольце, воздушные рули, блоки плавучести, закрепленные шарнирно с правой и левой сторон корпуса, гибкое ограждение зоны повышенного давления, закрепленное по периметру корпуса и блоков плавучести (Патент №2164481).
К недостаткам этого транспортного средства можно отнести:
1. Недостаточная эффективность системы охлаждения двигателя из-за большой длины эжекционного воздушного канала, проходящего под вентиляторным и багажным отсеками.
2. Недостаточная продольная устойчивость транспортного средства в особенности при движении над водой на большой скорости.
Это обусловлено тем, что транспортное средство не имеет устройства, противодействующего опрокидывающему моменту воздушного винта, вызывающего при большой скорости движения прижатие носовой части транспортного средства к поверхности воды, затягивание под днище передней части гибкого ограждения воздушной подушки и зарывание носовой части корпуса в воду.
Известно амфибийное транспортное средство на воздушной подушке, содержащее платформу со встроенным ресивером, корпус, разделенный на отсеки, двигатель, вентилятор, трансмиссию, воздушный винт в аэродинамическом кольце, воздушные рули, гибкое ограждение области повышенного давления, упругие тормозные щитки с направляющими ножами и тормозными щипами (Патент №2269441).
К недостаткам этого транспортного средства можно отнести:
1. Недостаточная поперечная устойчивость на крутых поворотах на воде. Это обусловлено тем, что вентилятор указанного транспортного средства не имеет аэродинамических делителей потока воздуха подаваемого в ресиверы правого и левого борта, а ресиверы не имеют направляющих решеток и обтекаемых перегородок, обеспечивающих равномерное распределение воздуха по секциями воздушной подушки.
2. Сложная и ненадежная конструкция тормозных щитков, оборудованных гладкими направляющими ножами и тормозными шипами, в особенности при движении задним ходом (кормой вперед) и при боковом скольжении на косогорах.
3. Недостаточная надежность и живучесть, так как АТС оборудовано одной подъемно - движущей установкой и при повреждении двигателя, вентилятора или воздушного винта теряет полностью возможность передвижения.
Известно амфибийное транспортное средство на воздушной подушке, содержащее платформу со встроенным ресивером, состоящую из корпуса, разделенного на отсеки, 2x блоков плавучести, закрепленных к боковым стенкам корпуса, воздушного ресивера выполненного из 2x воздушных каналов, двух автономных подъемно-движительных установок, каждая из которых состоит из двигателя, вентилятора, воздушного винта в аэродинамическом кольце, воздушных рулей, упругих муфт и редуктора передающего крутящий момент от двигателя к воздушному винту; вентиляторы обоих подъемно-движительных установок расположены в общем (объединенном) корпусе с возможностью совместного или раздельного питания воздухом секций воздушной подушки и снабжены делителями потока обеспечивающими одинаковую подачу воздуха в правый и левый ресиверы; носовая часть корпуса и блоков плавучести оборудованы упругим буфером безопасности, а кормовая часть корпуса оборудована горизонтальными рулями - стабилизаторами продольной устойчивости; днище корпуса оборудовано упругими тормозными щитками (Патент №2328390).
К недостаткам этого транспортного средства можно отнести:
1. Низкая топливная эффективность и недостаточная маневренность на воде и на суше. Это объясняется тем, что значительная часть воздуха, подаваемого нагнетателями в задние секции воздушной подушки, отбирается на обдув радиаторов системы охлаждения двигателей. При высокой температуре окружающего воздуха эти потери воздуха, отбираемого у задних секций, могут составлять 30-40% от общего объема, подаваемого в задние секции воздушной подушки. В результате недостатка воздуха в задних секциях подушки, ухудшается продольная устойчивость транспортного средства. Оно движется с деферентом на корму, а гибкое ограждение кормы волочится по воде или по суше, затрудняя управляемость и маневренность. При этом сопротивление движению транспортного средства и расход топлива существенно возрастает.
2. Недостаточная продольная и поперечная устойчивость на воде. Транспортное средство не имеет устройства для предотвращения «подлома» гибкого ограждения в носовой части и устройства для регулирования подачи воздуха в ресиверы правого и левого бортов, необходимые для противодействия опрокидывающему моменту, на крутых поворотах и при сильном боковом ветре.
3. Недостаточная эффективность и надежность тормозных щитков. Это объясняется тем, что сложный механизм опускания и подъема щитков, состоящий из воздушных цилиндров и резинометаллических шарниров, не обеспечивает надежную работу щитков в условиях соленой воды, обледенения и при низких температурах. Гладкие направляющие ножи не обеспечивают эффективное торможение на льду и на твердом грунте.
Конструкция тормозных щитков не обеспечивает возможность их использование при движении транспортного средства задним ходом.
В целом, к недостаткам известных амфибийных транспортных средств на воздушной подушке можно отнести низкую топливную эффективность, недостаточную маневренность из-за низкой продольной и поперечной устойчивости, в особенности на воде, и недостаточную надежность и живучесть гибкого ограждения воздушной подушки на болотах, на льду и на суше.
Технический результат при реализации предлагаемого амфибийного средства на воздушной подушке заключается в повышении характеристик весовой отдачи, топливной эффективности, мореходности, маневренности и безопасности движения на воде, на болотах, на льду и на суше.
Технический результат достигается тем, что амфибийное транспортное средство на воздушной подушке (АТС) содержащее платформу со встроенным ресивером, выполненным в виде двух воздушных каналов; корпус, разделенный на отсеки (пассажирский салон с кабиной управления, двигательный, вентиляторный, трансмиссионный); две автономные подъемно-движительные установки каждая из которых состоит из двигателя с системой охлаждения, вентилятора, воздушного винта в аэродинамическом кольце, воздушных рулей; гибкое ограждение области повышенного давления; блоки плавучести; упругие тормозные щитки; вентиляторы, установленные в общем корпусе, совместно с делителями потока воздуха подаваемого вентиляторами в ресиверы правого и левого борта; упругий буфер с энергоемкими амортизаторами в носовой части корпуса и блоков плавучести.
1. С целью повышения топливной эффективности, улучшения управляемости и маневренности АТС, а также повышения срока службы гибкого ограждения кормы, система охлаждения двигателей выполнена таким образом, что не требует затрат мощности (энергии) на обдув радиаторов, при этом радиаторы расположены в двигательном отсеке непосредственно в потоке воздуха поступающего к вентиляторам для создания воздушной подушки, в связи с чем весь объем воздуха подаваемого вентиляторами поступает в задние секции воздушной подушки, без потери части этого воздуха на обдув радиаторов системы охлаждения двигателей АТС (например как в патенте №2328390) и без затрат энергии главных двигателей на их систему охлаждения как на всех других известных АТС. В результате увеличился объем воздуха, подаваемого в секции воздушной подушки, улучшились условия работы гибкого ограждения, в особенности кормы, в следствии чего улучшилась управляемость АТС, снизилось сопротивление движению и в целом снизились затраты энергии и топлива при эксплуатации АТС.
2. С целью повышения поперечной (боковой) устойчивости на крутых поворотах и сильном боковом ветре на воде и на суше, корпус нагнетателей воздушной подушки оборудован подвижными распределителями потока воздуха изменяемой конфигурации, управляемыми из кабины водителя, и обеспечивающими возможность увеличения подачи воздуха в секции воздушной подушки со стороны «забегающего» борта на поворотах и с подветренной стороны при сильном боковом ветре, что исключает возможность опрокидывания АТС через борт на воде и снижает сопротивление движению АТС и износ гибкого ограждения при маневрировании на льду, на снегу и на грунте.
3. С целью повышения эффективности и надежности работы системы торможения, в особенности в соленой морской воде и в условиях обледенения, тормозные щитки оборудованы гофрированными резинотканевыми воздушными камерами, и пружинными механизмами их возврата из рабочего положения в транспортное, а так-же нижние (задние) кромки щитков оборудованы гибкими упругими (например резинотканевыми) козырьками, исключающими возможность втыкание (зарывание) щитков в лед, плотный снег или грунт при движении АТС кормой вперед и обеспечивающие возможность торможения при движении задним ходом.
Для повышения эффективности тормозной системы на твердой поверхности (на льду, на каменистом и мерзлом грунте) тормозные щитки выполнены с возможностью оборудования их сменными зубчатыми ножами.
4. С целью повышения продольной устойчивости АТС на воде и на суше, и с целью предотвращения «подлома» гибкого ограждения на больших скоростях, переднее гибкое ограждение воздушной подушки оборудовано, набором упругих (например титановыми) пластин поддерживаемых изнутри, со стороны воздушной подушки, подвижными, энергоемкими упорами, которые повышают устойчивость гибкого ограждения на воде и на суше, повышают прочность и надежность при преодолении высоких волн, торосов, кустарника и мелколесья на болотах и в тундре.
5. С целью обеспечения возможности надежной эксплуатации АТС на воде и на суше, в том числе на льду, на каменистом грунте, на болотах и в тундре - гибкое ограждение воздушной подушки АТС выполнено из резинотканевых (резинокордовых) полотнищ переменной толщины, усиленных упругим металлическим или пластмассовым каркасом, состоящим из набора упругих (например титановых) пластин, пружин, накладок и гибких резинотканевых элементов - косынок, компенсаторов, плавников.
Упругий каркас обеспечивает полотнищам гибкого ограждения воздушной подушки заданную форму, устойчивость и прочность от воздействия внутренних сил от давления воздушной подушки и внешних сил при столкновениями с препятствиями на воде, на льду и на суше, он исключает необходимость применения ненадежных, на льду и на суше, надувных элементов типа баллонов (баллонетов), скегов, ресиверов, надувных килей и съемных надувных элементов в виде кулечков и мешочков, широко распространенных в конструкциях транспортных средств на воздушной подушке во всем Мире.
На Фиг. 1 - схематично показан вид сбоку описываемого транспортного средства.
На Фиг. 2 - вид в плане этого транспортного средства.
На Фиг. 3 - вид спереди.
На Фиг. 4 - компоновка подъемно-движущей установки. Продольный разрез.
На Фиг. 5 - компоновка подъемно-движущих установок. Вид в плане.
На Фиг. 6 - поперечный разрез транспортного средства в плоскости рабочих колес вентиляторов. Вид с носа на корму.
На Фиг. 7 - поперечный разрез объединенного корпуса вентиляторов в плоскости рабочих колес и управляемого распределителя (регулятора) потока воздуха. Вид с носа на корму.
На Фиг. 8 - схематично показана установка управляемого распределителя (регулятора) потока воздуха в ресиверы правого и левого борта. Вид с носа на корму.
На Фиг. 9 - установка тормозных щитков. Вид в плане.
На Фиг. 10 - правый тормозной щиток. Вид со стороны левого борта.
На Фиг. 11 - схематично показана установка одного из упоров переднего гибкого ограждения воздушной подушки.
На Фиг. 12 - схематично показано расположение составных частей гибкого ограждения воздушной подушки. Вид снизу.
На Фиг. 13 - вид на продольную гибкую перегородку воздушной подушки (продольный киль) со стороны левого борта.
На Фиг. 14 - схематично показан разрез поперечной гибкой перегородки воздушной подушки и поперечный разрез гибкого ограждения правого борта.
На Фиг. 15 - схематично показан поперечный разрез гибкого ограждения кормы.
Амфибийное транспортное средство (АТС) содержит несущую платформу, состоящую из корпуса 1 (фиг. 1, 2, 3) и блоков плавучести 2, 3, двух автономных подъемно-движущих установок 4, 5 (фиг. 4, 5, 6), встроенных воздушных ресиверов 6, 7 расположенных между стенками корпуса и блоками плавучести, тормозного устройства 8 установленного в нише по днищем корпуса, защитного буфера 9 (фиг. 2) установленного в носовой части корпуса и блоков плавучести, гибкого ограждения воздушной подушки 10 закрепленного к внешнему обводу корпуса и блоков плавучести.
Корпус 1 состоит из следующих герметичных отсеков (Фиг. 1, 2, 4, 5, 6):
Пассажирский отсек с кабиной управления 11.
Двигательный отсек 12, в котором расположены двигатели 13, 14 охладители надувочного воздуха 15; 16, радиаторы 17; 18 и прочие агрегаты моторных систем.
Вентиляторный отсек 19, в котором расположены вентиляторы 20; 21 и регулирующие устройства и агрегаты воздушной системы (Фиг. 4, 5, 6).
Трансмиссионный отсек 22, в котором расположены трансмиссии 23, соединяющие валы вентиляторов 20; 21 с валами воздушных винтов 25 (Фиг. 3, 4, 5).
Для увеличения запаса плавучести все отсеки корпуса заполнены частично (на 10-50%) пористым ненамокаемым и не горючим материалом 24 (Фиг. 4).
Под днищем корпуса 1 и блоков плавучести 2; 3 расположены защитные балки (лыжи) 26 (Фиг. 4, 6).
На корме корпуса расположены воздушные винты 25, в аэродинамических кольцах 27, вертикальные воздушные рули направления 28 и горизонтальные отклоняющие рули безопасности маневрирования 29, отклоняющие, при необходимости, поток воздуха за винтами вверх на угол 15-20° (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5).
Каждая подъемо-движущая установка, например, правая (Фиг. 4) состоит из двигателя 13, вентилятора 20, установленного соосно с валом двигателя, трансмиссии 23 нижний вал которой через упругую муфту соединен с валом вентилятора, а верхний через упругую муфту соединен с валом воздушного винта 25, установленного в аэродинамическом кольце 27, вертикальных воздушных рулей 28 и горизонтальных отклоняющих воздушных рулей безопасности маневрирования 29.
Блоки плавучести 2, 3 состоят из силового каркаса, изготавливаемого из высокопрочного алюминиевого сплава и пластика, разделенного на секции, заполненные на 70-100% пористым ненамокаемым и не горючим материалом.
Для увеличения запаса плавучести, снижения веса и снижения центра тяжести АТС в герметичных отсеках блоков плавучести установлены багажные отсеки 31 и топливные баки 33 закрываемые герметичными крышками (Фиг. 2, 6).
Для уменьшения потерь давления воздуха в воздушных трассах от вентиляторов до секций воздушной подушки, установка блоков плавучести 2, 3 (Фиг. 2, 5, 6) выполнена таким образом, что между ними и стенками корпуса 1 с правой и левой стороны образуются воздушные каналы (ресиверы) 6, 7, максимально приближенные к выходным каналам вентиляторов 20, 21.
Для разделения потока воздуха, подаваемого вентиляторами в задние и передние секции воздушной подушки, ресиверы 6 и 7 разделены клинообразными обтекаемыми перегородками (Фиг. 5).
Для облегчения отрыва АТС от поверхности мокрого снега, болота, воды и снижения потерь мощности двигателей на пылебрызгооброзование, увеличивающих общие сопротивление движению АТС, воздушные каналы (ресиверы) 6, 7 выполнены на всю длину корпуса 1 и оборудованы направляющими решетками 32 (Фиг. 2, 5, 6) с углом наклона лопаток 40-50° в сторону кормы.
Для повышения надежности и живучести АТС снабжено двумя автономными подъемно-движущими установками 4, 5 обеспечивающими возможность движения при выходе из строя одной из них.
Для обеспечения безопасности и повышения КПД, воздушные винты размещены в аэродинамических кольцах 27 и защищены спереди решетками 38, а сзади плоскостями воздушных рулей 28, 29 (Фиг. 1, 2).
Для повышения безопасности, в особенности, при движении АТС по пересеченной местности носовая часть корпуса 1 и блоков плавучести 2, 3 (Фиг. 2) оборудованы упругим защитным буфером 9, состоящим из трех частей, раздельно закрепленных к корпусу и блокам плавучести с помощью энергоемких амортизаторов состоящих из набора упругих пластин и упругого пористого наполнителя.
Для снижения энергетических затрат и повышения эффективности АТС, в особенности на больших скоростях, корпус, блоки плавучести и гибкое ограждение имеют в плане и продольных сечениях обтекаемые аэродинамические обводы.
Для повышения поперечной (боковой) устойчивости и устранения бокового крена АТС на крутых поворотах, при сильном боковом ветре, на косогорах и при неравномерной загрузке АТС, в объединенном (общем) корпусе вентиляторов 34 установлены управляемые распределители (регуляторы) 35 подачи воздуха в ресиверы правого 6 и левого 7 борта, распределяющие объем воздуха подаваемого в секции воздушной подушки по команде водителя или автоматически, и устраняющие боковой крен АТС (Фиг. 6, 7, 8).
Регулятор состоит из подвижного корпуса 36 оснащенного встроенным электрическим или гидравлическим механизмом его перемещения из среднего (нейтрального) положения «а», в верхнее положение «б» и нижнее положение «В», из упругих (гибких), направляющих воздушный поток, пластин 37, раздвижных направляющих пластин 38 и направляющих пазов 39 изменяющих кривизну пластин 37 и геометрию регулятора в целом, в зависимости от положения его корпуса 36.
Среднее положение «а» корпуса 36 соответствует одинаковой подачи воздуха в ресиверы правого и левого борта.
Перемещение корпуса 36 вверх по стрелке «Л» (из положения «а» в положение «б») увеличивает подачу воздуха в ресивер правого борта и соответственно в правые секции воздушной подушки и уменьшает подачу воздуха в ресивер левого борта, т.е. в левые секции воздушной подушки.
Перемещение корпуса 36 вниз по стрелке «М» (из положения «а» в положение «В») увеличивает подачу воздуха в ресивер (в секции подушки) левого борта и уменьшает в ресивер (в секции подушки) правого борта.
Изменяемая геометрия (конфигурация) регулятора за счет гибкости пластин 37 и направляющих пазов 39 обеспечивает высокий КПД вентиляторов во всем диапазоне изменения подачи воздуха в ресиверы правого и левого борта АТС.
Возможность управлять подачей воздуха в ресиверы правого и левого бортов, вручную водителем АТС или автоматически, существенно повышает боковую устойчивость АТС на поворотах, при боковом ветре и на косогорах, и в целом улучшает управляемость и повышает безопасность эксплуатации как на воде, на льду, так и на суше.
Для повышения маневренности, курсовой устойчивости и безопасности эксплуатации на воде, на льду, на снегу и на грунте АТС оборудуется системой торможения состоящей из упругих тормозных щитков 8, установленных в углублении (нише) 40 на днище корпуса 1 расположенном в центре площади воздушной подушки, гофрированных резинотканевых воздушных камер 42, приводящих щитки в действие из исходного в рабочее положение, механизма возврата (подъема) щитков 43 из рабочего положения в транспортное (исходное) и воздушной системы управления тормозами автомобильного типа (Фиг. 4; 6; 9; 10; 12).
Тормозные щитки 8 состоят из набора упругих (например титановых) пластин 41, упругих резинометаллических шарниров 44; 45 обеспечивающих крепление щитков к корпусу АТС, зубчатых или гладких (в зависимости от условий эксплуатации) тормозных ножей 46, и упругих (например резинотканевых) козырьков 47 установленных на задних (нижних) кромках тормозных щитков для предотвращения втыкания (зарывания) щитков в лед, грунт или плотный снег при торможении на подъеме и при движении АТС задним ходом.
Оборудование тормозных щитков гофрированными воздушными камерами, упругими резинометаллическими шарнирами и механизмом подъема (возврата) из рабочего положения в транспортное, повысило надежность работы системы торможения в морской соленой воде и на Крайнем Севере в условиях интенсивного обледенения, а оборудование сменными зубчатыми ножами и упругими (гибкими) козырьками повысило эффективность торможения на льду и на мерзлом грунте, и обеспечило возможность безопасного торможения при движении задним ходом и торможении на подъеме.
Для повышения продольной устойчивости АТС, в особенности на больших скоростях и в особенности на воде, и для устранения опасного «подлома» переднего ограждения воздушной подушки, а также для повышения живучести и срока службы гибкого ограждения - переднее полотнище гибкого ограждения воздушной подушки усилено гибкими накладками 30 состоящими из набора упругих металлических (например титановых) пластин 50, поддерживаемых в рабочем состоянии изнутри со стороны воздушной подушки подвижными упорами 51, энергоемкими пружинными (или воздушными) амортизаторами 52, 53 (Фиг. 2; 3; 11).
Подвижность (амортизация) упругих пластин 50 и упоров 51 при столкновении гибкого ограждения носа АТС с препятствиями на воде, на льду и на суше обеспечивается с помощью упругих (например резиновых) роликов 54 установленных в направляющих 55, на нижней наклонной поверхности носовой части АТС.
Для повышения надежности эксплуатации АТС на воде и на суше, в том числе по льду, по каменистому грунту, по болотам и по тундре - гибкое ограждение воздушной подушки выполнено из резинотканевых и резинокордных полотнищ, переменной толщины, жесткости и прочности, усиленных упругим металлическим (например титановым) или пластмассовым каркасом и накладками и состоит - из гибкого ограждения правого борта 58, гибкого ограждения левого борта 59, гибкого ограждения носа 60, гибкого ограждения кормы 61 (Фиг. 2; 3; 12; 14; 15).
Для обеспечения устойчивости АТС при стоянке и движении на воздушной подушке под днищем корпуса и блоков плавучести установлены эластичные гибкие перегородки системы устойчивости - продольная 62 и поперечные 63; 64, разделяющие площадь воздушной подушки на отдельные камеры (секции).
При этом, в каждую камеру (секцию) по отдельному, встроенному воздушному каналу (ресиверу) 6; 7, от обоих из сдвоенных вентиляторов 20; 21, через направляющие решетки 32 подается дозированный объем воздуха, задаваемый неподвижными делителями потока воздуха и подвижными управляемыми регуляторами 35 установленными в общем (объединенном) корпусе вентиляторов 34 (Фиг. 5; 6; 7; 8; 12).
При этом для обеспечения боковой устойчивости АТС регуляторы 35 выполнены управляемыми из кабины управления водителем АТС с возможностью распределения (регулирования) объема воздуха подаваемого вентиляторами 20; 21 в правые и левые камеры (секции) воздушной подушки (Фиг. 5; 6; 7).
Гибкие ограждения правого борта 58 и левого борта 59 состоят из резинотканевых полотнищ 68 переменной в сечении толщины, т.е. более тонких и гибких в верхней части и более толстых и прочных в нижней части.
Кроме этого, нижние кромки всех полотнищ и гибких перегородок защищены от разрыва и истирания сменной, резинокордной полосой 67, выполненной с возможностью замены в процессе эксплуатации, а верхние кромки, по бортам, защищены причальными брусьями 69 (Фиг. 12; 14).
Верхние кромки полотнищ 68 закреплены герметично к наружным боковым стенкам блоков плавучести 2, 3, а боковые поверхности и нижние кромки присоединены подвижно к днищам блоков плавучести с помощью гибких резинотканевых пластин (косынок) 70 и гибких резинотканевых шарниров 71.
Верхние и нижние кромки косынок 70, воспринимающие наибольшие нагрузки от давления воздушной подушки, и при столкновениях с препятствиями в процессе эксплуатации АТС, усилены резинокордными накладками 72.
Косынки 70 устанавливаются по всей длине полотнищ 68 с шагом Т равным 0,4-0,6 высоты гибкого ограждения воздушной подушки h, и с наклоном в сторону носа АТС под углом γ равным 40 - 50° (Фиг. 14).
Соединение (крепление) косынок 70 с полотнищем 68 и днищем блоков плавучести осуществляется с помощью винтов, заклепок и накладок из нержавеющего материала, что позволяет ремонтировать гибкое ограждение в полевых условиях, в любое время года.
Гибкое ограждения носа 60 состоит из набора полотнищ переменной толщины, более тонких и гибких в верхней части, и более толстых и прочных в нижней части, соединенных между собой и с корпусом АТС с помощью винтов, заклепок и накладок из нержавеющего материала (Фиг 11; 12).
В собранном состоянии гибкое ограждение носа имеет обтекаемую в плане и в поперечном сечении форму, и защищено от столкновения с препятствиями на воде, на льду, и на суше титановыми накладками 30.
Гибкое ограждение кормы 61 состоит из легкого алюминиевого (пластмассового) каркаса 73 закрепленного неподвижно к кормовой части корпуса 1, и блоков плавучести 2, 3 (Фиг. 1; 2; 12; 13; 15), резинотканевого полотнища 74 переменной в сечении толщины, т.е. более тонкого и гибкого в верхней части и более толстого и прочного в нижней части.
Кроме этого, нижняя кромка полотнища дополнительно защищена от разрыва и износа (истирания) сменной резинокордной полосой (накладкой) 67, а верхняя часть закреплена герметично к каркасу 73 и к кормовой части корпуса 1, и усилена гибким (например титановым) каркасом 75, состоящим из набора упругих металлических или пластмассовых пластин, соединенных с полотнищем 74 и между собой подвижно с помощью винтов или заклепок 76, и соединенных неподвижно с каркасом 73 с помощью болтов или винтов 77.
Снизу гибкое ограждение кормы защищено легкими (например алюминиевыми) щитками 78, которые с помощью шарнира 79 прикреплены к нижней части кормы корпуса 1 и блоков плавучести 2; 3 и с помощью упругих элементов (например пружин) 80 соединены с пластинами гибкого каркаса 75.
Продольная гибкая перегородка 62 разделяющая площадь воздушной подушки на камеры (секции) правого и левого бортов и обеспечивающая поперечную (боковую) устойчивость АТС, также состоит из гибкого резинотканевого полотнища, переменной в сечении толщины, дополнительно усиленного в нижней части сменной резинокордной полосой 67 (Фиг. 12; 13; 14; 15).
Передняя часть продольной перегородки 62 герметично соединяется с полотнищем ограждения носа 60, а верхняя часть герметично соединяется с днищем корпуса 1.
Задняя часть гибкой продольной перегородки соединяется с полотнищем ограждения кормы 74 с помощью компенсатора, обеспечивающего изменение ее длины необходимое для обеспечения подвижности полотнища ограждения кормы 74 при прохождении АТС высоких неровностей, на суше, на льду и высоких волн на воде.
Компенсатор состоит из центрального плавника (гибкой пластины) 81, соединенного с полотнищем 74, и боковых плавников (гибких пластин) 82, соединенных с полотнищем продольной перегородки 62 с помощью винтов или заклепок 83.
В рабочем положении плавники 82 удерживаются упругими оттяжками (например пружинами) 84.
Боковая устойчивость полотнища продольной перегородки воздушной подушки 62 обеспечивается набором упругих, гибких (например титановых) пластин 85 неподвижно закрепленных на днище корпуса АТС и подвижно соединенных с полотнищем перегородки с помощью резинотканевых чехлов 86 и оборудованных на концах защитными (например титановыми) роликами 87 (Фиг. 13; 14; 15).
Поперечные гибкие перегородки 63; 64 разделяющие площадь воздушной подушки на камеры (секции) носовой части и камеры (секции) кормы и обеспечивающие продольную устойчивость АТС, также состоят из гибких резинотканевых полотнищ 88 переменной в сечении толщины (более тонких вверху и более толстых и прочных внизу), нижние кромки которых также, дополнительно усилены сменной резинокордной полосой 67 (Фиг. 12; 13; 14), а верхние кромки соединены герметично с днищем корпуса.
Поперечная устойчивость полотнищ и форма перегородок обеспечивается набором упругих, гибких (например титановых) пластин 89 соединенных с полотнищами перегородок и между собой подвижно с помощью винтов, заклепок и накладок.
С продольной перегородкой 62 и с ограждением бортов 58 и 59, поперечные перегородки 63; 64 соединяются с помощью компенсаторов -плавников (гибких пластин), выполненных аналогично компенсатору (пластинам 81; 82), соединяющему продольную перегородку 62 с полотнищем ограждения кормы 74.
В рабочем положении перегородки поддерживаются с помощью упругих элементов (например пружин) 90; 91 и гибких регулируемых оттяжек 92.
Движение АТС по воде и по суше осуществляется на воздушной подушке при помощи подъемно-движущих установок 4, 5 (Фиг. 5).
Конструкция АТС обеспечивает возможность движения в случае отказа любой из них, при этом водитель должен с помощью жалюзи перекрыть входные отверстия вентилятора неработающей установки и вывести двигатель второй на максимальный режим.
Воздушная подушка создается путем нагнетания вентиляторами воздуха в зону повышенного давления (под днищем несущей платформы) отграниченную гибким ограждением.
Плавучесть, устойчивость и безопасность движения АТС на воде обеспечивается при помощи герметичного корпуса 1 отсеки которого на 10-50% заполнены пористым ненамокаемым материалом и блоками плавучести 2, 3 выполненных в виде поплавков, размещенных с правой и левой стороны корпуса, отсеки которых на 70-100% заполнены, также, пористым ненамокаемым материалом.
Эксплуатация амфибийного транспортного средства осуществляется следующим образом.
Запускаются двигатели подъемно-движущих установок, включаются воздушные винты, АТС поднимается на рабочую высоту и начинается движение по суше или по воде.
При этом в зависимости от условий движения тормозные щитки (Фиг. 9; 10) или убираются в нишу платформы или используются в процессе движения:
для удержания АТС с работающим двигателем на уклонах, косогорах, при сильном ветре;
для разворота АТС на месте;
для удержания АТС от заносов на крутых поворотах при движении в лесистой и пересеченной местности и при движении по узким извилистым рекам.
Усилие нажатия тормозных щитков на опорную поверхность (землю, снег, воду, лед) и их удерживающая способность регулируется водителем в процессе движения. Это усилие пропорционально усилию нажатия на орган управления (тормозную педаль).
При этом с помощью управляемых распределителей (регуляторов) подачи воздуха 35 в ресиверы 6 и 7 (Фиг. 6; 7; 8) правого и левого бортов водитель устраняет боковой крен АТС на воздушной полушке при неравномерной загрузке, при боковом ветре, на косогорах и обеспечивает боковую устойчивость на крутых поворотах.
Продольная устойчивость АТС на воде и на суше обеспечивается автоматически с помощью упругих (титановых) накладок переднего ограждения воздушной подушки 30, подвижных упоров 51 и с помощью гибких поперечных перегородок воздушной подушки 63; 64 надежно разделяющих передние и задние камеры (секции) подушки, а также за счет конструкции вентиляторов 20; 21 обеспечивающих подачу заданного объема воздуха в передние и задние камеры (секции) воздушной подушки (Фиг. 5; 12; 13; 14).
При подъезде к населенному пункту, к причалу или к скоплению людей, водитель (или компьютер) с помощью отклоняющих рулей 29 направляет поток воздуха за воздушными винтами вверх под углом 15-20°, что обеспечивает безопасное маневрирование АТС вблизи других судов, строений, людей и автомобилей.
Перед остановкой для уменьшения износа и повреждений гибкого ограждения, АТС притормаживается тормозными щитками 8 до полной остановки, затем двигатели переводятся на режим малого газа и АТС плавно опускается на опорную поверхность.
Проведенные натурные испытания заявленного амфибийного транспортного средства на воздушной подушке показали хорошие мореходные качества, управляемость и безопасность на воде, хорошие вездеходные качества, управляемость и безопасность на суше, возможность передвижения при выходе из строя одной подъемно-движущей установки (одного двигателя, одного вентилятора, одного воздушного винта), надежную защиту воздушных винтов, высокую надежность и живучесть гибкого ограждения воздушной подушки.
1. Амфибийное транспортное средство (АТС) на воздушной подушке, содержащее платформу со встроенным ресивером, выполненным в виде двух воздушных каналов, корпус, разделенный на отсеки: пассажирский с кабиной управления, двигательный, вентиляторный, трансмиссионный, две автономные подъемно-движительные установки, каждая из которых состоит из двигателя с системой охлаждения, вентилятора, воздушного винта в аэродинамическом кольце, воздушных рулей, гибкое ограждение области повышенного давления, блоки плавучести, упругие тормозные щитки, вентиляторы установлены в общем корпусе совместно с делителями потока воздуха, подаваемого вентиляторами в ресиверы правого и левого бортов, носовая часть корпуса и блоков плавучести оборудованы упругим буфером безопасности, отличающееся тем, что система охлаждения двигателей выполнена таким образом, что радиаторы расположены в двигательном отсеке непосредственно в потоке воздуха, поступающего к вентиляторам для создания воздушной подушки, а делители потока воздуха, установленные в корпусе вентиляторов, выполнены в виде подвижных распределителей, управляемых водителем АТС из кабины управления, обеспечивающих возможность управления объемом воздуха, подаваемого в ресиверы правого и левого бортов, тормозные щитки оборудованы гофрированными резинотканевыми воздушными камерами, приводящими их в действие из транспортного положения в рабочее, и пружинными механизмами их подъема из рабочего положения в транспортное, а задние кромки щитков оборудованы гибкими защитными козырьками, переднее гибкое ограждение воздушной подушки оборудовано набором упругих, например, титановых пластин, поддерживаемых изнутри со стороны воздушной подушки подвижными энергоемкими упорами, а в целом гибкое ограждение воздушной подушки выполнено из резинотканевых полотнищ переменной толщины усиленных упругим, например, титановым каркасом, состоящим из набора упругих пластин, пружин, накладок и гибких резинотканевых/резинокордных элементов - косынок, компенсаторов и плавников, соединенных с полотнищами гибкого ограждения с помощью винтов или заклепок, при этом гибкие резинотканевые элементы - косынки, поддерживающие полотнища ограждений бортов, установлены по всей длине этих полотнищ с шагом, равным 0,4-0,6 высоты воздушной подушки, и с наклоном в сторону носа АТС под углом 40-50°, полотнище и упругий каркас ограждения кормы защищены снизу легкими, из алюминия и титана, щитками, шарнирно закрепленными на корме корпуса и блоков плавучести по всей ширине АТС.
2. Амфибийное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что радиаторы систем охлаждения двигателей и охладители надувочного воздуха расположены над двигателями с наклоном вперед навстречу набегающему потоку воздуха под углом 10-25°.
3. Амфибийное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что подвижные распределители, управляющие потоком воздуха, подаваемого вентиляторами в ресиверы правого и левого бортов АТС, выполнены изменяемой геометрией, обеспечивающей максимальное КПД вентиляторов во всем диапазоне регулирования подачи воздуха.
4. Амфибийное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что тормозные щитки выполнены с возможностью оборудования их сменными сезонными гладкими или зубчатыми ножами.
5. Амфибийное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что все отсеки корпуса заполнены на 10-50% пористым ненамокаемым материалом, и все отсеки блоков плавучести заполнены на 70-100% пористым ненамокаемым материалом, в котором размещены багажные отсеки и топливные баки.
6. Амфибийное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что движительные комплексы оборудованы рулями безопасности маневрирования, отклоняющими при необходимости потоки воздуха за воздушными винтами вверх под углом 15-20° по команде водителя.
