облегченная штурмовая многосекционная лестница из композиционного материала

Формула изобретения

1. Облегченная штурмовая многосекционная лестница из композиционного материала, включающая металлические узлы соединения секций друг с другом, металлические консоли-захваты, закрепленные на верхней секции, пробки-упоры, закрепленные на нижней секции, каждая секция снабжена двумя трубчатыми тетивами, изготовленными методом намотки, соединенными приформованными к ним трубчатыми поперечинами-ступеньками, каждый узел соединения выполнен из верхней и нижней законцовок, закрепленных соответственно с верхнего и нижнего торцев в полости тетивы, при этом, например, нижняя законцовка снабжена накидной гайкой, соответственно на верхней выполнена наружная резьба, накидная гайка установлена подвижно и неразборно при вклейке в тетиву законцовки, которая выполнена из трубной части, расположенной в полости тетивы, центровочно-посадочной конической выемки и упорного кольцевого выступа, ответная законцовка выполнена из аналогичной трубной части, ее центровочно-посадочный конус выполнен наружным и ее наружная поверхность снабжена центровочно-заходным цилиндрическим пояском перед ответной резьбой для накидной гайки, причем в обеих законцовках с наружного торца выполнено осевое резьбовое отверстие до полости трубной части для установки специального болта-пробки для слива конденсата из тетивы, а в законцовке с конической выемкой у ее дна выполнено два и более равнорасположенных радиальных отверстий для вытеснения воды при сближении конусов, кроме того, трубная часть каждой законцовки снабжена оболочкой из композиционного материала, например, на основе стеклоткани, пропитанной синтетическим связующим, намотанного в один-три слоя при вклейке законцовки в тетиву и загнутого внутрь трубной части, причем в стенке трубной части выполнены не менее двух канавок и не менее двух отверстий, при этом слои пропитанного материала над канавкой вдавлены в канавку кольцевыми витками пропитанных нитей, например, стеклянных, а над отверстием расположены преимущественно по хорде, причем указанные элементы выполнены со следующими геометрическими параметрами:

b=(0,8-1,2)d=(0,38-0,52)D,

где b - ширина канавки;

d - диаметр отверстия;

D - внутренний диаметр тетивы,

a h=(1,2-2,5)s,

где h - глубина канавки;

s - толщина намотанного на трубную часть композиционного материала.

2. Лестница по п.1, отличающаяся тем, что центровочно-посадочные конусы узлов соединения секций выполнены с конусностью 25-35°.

3. Лестница по п.1, отличающаяся тем, что консоли-захваты выполнены в виде съемных крючьев или в виде складных гребенок с острыми зубьями, или в виде кошек.

4. Лестница по п.1, отличающаяся тем, что секции снабжены поручнями, приформованными к тетивам с помощью пластинчатых балясин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к снаряжению морских штурмовых групп спецподразделений и предназначено для проникновения на объекты, в том числе из-под воды.

Известны штурмовые лестницы по US 4376470 А от 15.03.83, МКИ⁷ F41Н 13/00, по FR 1215053 А от 22.09.72, МКП⁷ Е06С 1/38, по ЕР 0324885 A1, 26.07.89, МКП⁷ Е06С 1/38.

Известна штурмовая лестница по RU 2134336 С1 от 22.04.1998, МКП ⁷ Е06С 1/38. Штурмовая лестница из композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика состоит из секций, узлов соединения секций друг с другом, металлических поворотных консолей-захватов, закрепленных на верхней секции, металлических остроконечных стержней, закрепленных на нижней секции, откидной рамки и стяжного ремня. Каждая из секций содержит две тетивы в виде плоских ферм из параллельных балок коробчатого профиля, соединенных пластинами, и поперечины, размещенные между пластинами противолежащих ферм, скрепленные с балками с помощью косынок и металлических стяжек. Каждый узел соединения секций включает шарнирное соединение и замок-фиксатор. Каждая консоль-захват имеет остроконечный зацеп и гайку-пробойник.

Также известна штурмовая лестница по RU 2134337 С1 от 22.04.1998, МКП⁷ Е06С 1/38. Штурмовая лестница состоит из секций, каждая из которых имеет жесткий пространственный каркас, образуемый двумя фермами-тетивами, поперечной связью и диафрагмой, соединяющими соответственно сходящиеся и расходящиеся концы ферм-тетив, и настил из поперечных элементов, подкрепленный центральной продольной балкой. Секции скреплены между собой шарнирными соединениями. Рабочее положение лестницы фиксирует замок-фиксатор. Лестница имеет консоли-захваты с остроконечными зацепами, фиксируемые гайкой-пробойником, на одном ее конце и клиновидные башмаки на другом.

Известные решения определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемыми решениями устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Недостатками известного уровня техники являются громоздкость конструкции, неудобство сборки под водой, отсутствие плавучести лестницы, низкая надежность ее работы и низкая технологичность.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка более технологичной лестницы, повышенной надежности работы, более высокого качества.

Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в достижении компактности, облегчении конструкции с достижением плавучести за счет использования тонкостенных полых конструкций, регулировки плавучести за счет возможности заданного заполнения водой полостей, а также в повышении надежности работы лестницы и повышении технологичности сборки секций, в том числе под водой.

Поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что облегченная штурмовая многосекционная лестница из композиционного материала, включающая металлические узлы соединения секций друг с другом, металлические консоли-захваты, закрепленные на верхней секции, пробки-упоры, закрепленные на нижней секции, каждая секция снабжена двумя трубчатыми тетивами, изготовленными методом намотки, соединенными приформованными к ним трубчатыми поперечинами-ступеньками, каждый узел соединения выполнен из верхней и нижней законцовок, закрепленных соответственно с верхнего и нижнего торцов в полости тетивы, при этом, например, нижняя законцовка снабжена накидной гайкой, соответственно на верхней выполнена наружная резьба, накидная гайка установлена подвижно и неразборно при вклейке в тетиву законцовки, которая выполнена из трубной части, расположенной в полости тетивы, центровочно-посадочной конической выемки и упорного кольцевого выступа, ответная законцовка выполнена из аналогичной трубной части, ее центровочно-посадочный конус выполнен наружным и ее наружная поверхность снабжена центровочно-заходным цилиндрическим пояском перед ответной резьбой для накидной гайки, причем в обеих законцовках с наружного торца выполнено осевое резьбовое отверстие до полости трубной части для установки специального болта-пробки для слива конденсата из тетивы, а в законцовке с конической выемкой у ее дна выполнено два и более равнорасположенных радиальных отверстий для вытеснения воды при сближении конусов, кроме того, трубная часть каждой законцовки снабжена оболочкой из композиционного материала, например, на основе стеклоткани, пропитанной синтетическим связующим, намотанного в один-три слоя при вклейке законцовки в тетиву и загнутого внутрь трубной части, причем в стенке трубной части выполнено не менее двух канавок и не менее двух отверстий, при этом слои пропитанного материала над канавкой вдавлены в канавку кольцевыми витками пропитанных нитей, например, стеклянных, а над отверстием расположены преимущественно по хорде, причем указанные элементы выполнены со следующими геометрическими параметрами:

b=(0,8-1,2)d=(0,38-0,52)D,

где b - ширина канавки,

d - диаметр отверстия,

D - внутренний диаметр тетивы,

a h=(1,2-2,5)s,

где h - глубина канавки,

s - толщина намотанного на трубную часть композиционного материала.

Центровочно-посадочные конусы узлов соединения секций выполнены с конусностью (25-35)°.

Консоли-захваты выполнены в виде съемных крючьев, или в виде складных гребенок с острыми зубьями, или в виде кошек.

Секции снабжены поручнями, приформованными к тетивам с помощью пластинчатых балясин.

Отличительными признаками являются следующие признаки:

- каждая секция снабжена двумя трубчатыми тетивами, изготовленными методом намотки, соединенными приформованными к ним трубчатыми поперечинами-ступеньками - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в достижении компактности, облегчении конструкции с достижением плавучести за счет использования тонкостенных полых конструкций;

- каждый узел соединения выполнен из верхней и нижней законцовок, закрепленных соответственно с верхнего и нижнего торцов в полости тетивы, при этом, например, нижняя законцовка снабжена накидной гайкой, соответственно на верхней выполнена наружная резьба, накидная гайка установлена подвижно и неразборно при вклейке в тетиву законцовки, которая выполнена из трубной части, расположенной в полости тетивы, центровочно-посадочной конической выемки и упорного кольцевого выступа, ответная законцовка выполнена из аналогичной трубной части, ее центровочно-посадочный конус выполнен наружным, и ее наружная поверхность снабжена центровочно-заходным цилиндрическим пояском перед ответной резьбой для накидной гайки - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в достижении компактности, облегчении конструкции с достижением плавучести за счет компактности соединительных узлов секций, размещения их преимущественно в габаритах конструкции, а также в повышении надежности работы лестницы и повышении технологичности сборки секций за счет наличия центровочно-направляющих элементов;

- в обеих законцовках с наружного торца выполнено осевое резьбовое отверстие до полости трубной части для установки специального болта-пробки для слива конденсата из тетивы - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в улучшении условий хранения, а также возможности заданного заполнения водой полостей для регулировки плавучести секций, необходимой для некоторых условий применения;

- в законцовке с конической выемкой у ее дна выполнено два и более равнорасположенных радиальных отверстий для вытеснения воды при сближении конусов - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности сборки секций под водой;

- трубная часть каждой законцовки снабжена оболочкой из композиционного материала, например, на основе стеклоткани, пропитанной синтетическим связующим, намотанного в один-три слоя при вклейке законцовки в тетиву и загнутого внутрь трубной части, причем в стенке трубной части выполнено не менее двух канавок и не менее двух отверстий, при этом слои пропитанного материала над канавкой вдавлены в канавку кольцевыми витками пропитанных нитей, например, стеклянных, а над отверстием - расположены преимущественно по хорде, причем указанные элементы выполнены со следующими геометрическими параметрами:

b=(0,8-1,2)d=(0,38-0,52)D,

где b - ширина канавки,

d - диаметр отверстия,

D - внутренний диаметр тетивы,

а h=(1,2-2,5)s,

где h - глубина канавки,

s - толщина намотанного на трубную часть композиционного материала - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, их новое взаимное расположение и новое соотношение размеров, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы узлов за счет дополнения малоэффективной работы клеевого соединения на сдвиг эффективной работой элементов конструкций (волокон стеклопластика) на изгиб и растяжение, причем максимальная эффективность работы обеспечена заявленными оптимальными геометрическими параметрами, полученными по результатам проведенных исследований;

- центровочно-посадочные конуса узлов соединения секций выполнены с конусностью (25-35)° - признаки существенные, предусматривают новое соотношение размеров, установленные проведенными исследованиями, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы узла соединения, так как применение конусности ниже заявленной ведет к «закусыванию» элементов с потерей технологичности сборки, а превышение заявленного размера к снижению несущей способности узла.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности сборки и надежности работы штурмовых лестниц без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид лестницы в двух проекциях, на фиг.2 - сечение узла соединения секций, на фиг.3 - сечение по канавке трубной части законцовки, на фиг.4 - сечение по отверстиям трубной части законцовки.

Облегченная штурмовая многосекционная лестница 1 из композиционного материала, включающая металлические узлы 2 соединения секций 3 друг с другом, металлические консоли-захваты, закрепленные на верхней секции, пробки-упоры, закрепленные на нижней секции.

Каждая секция 3 снабжена двумя трубчатыми тетивами 4, изготовленными методом намотки, соединенными приформованными к ним трубчатыми поперечинами-ступеньками 5, каждый узел соединения 2 выполнен из верхней 6 и нижней 7 законцовок, закрепленных соответственно с верхнего и нижнего торцов в полости 8 тетивы 4.

При этом, например, нижняя законцовка 7 снабжена накидной гайкой 9, соответственно на верхней выполнена наружная резьба, накидная гайка установлена подвижно и неразборно при вклейке в тетиву законцовки, которая выполнена из трубной части 10, расположенной в полости 8 тетивы 4, центровочно-посадочной конической выемки 11 и упорного кольцевого выступа 12.

Ответная законцовка выполнена из аналогичной трубной части, ее центровочно-посадочный конус выполнен наружным и ее наружная поверхность снабжена центровочно-заходным цилиндрическим пояском 13 перед ответной резьбой 14 для накидной гайки 9.

В обеих законцовках с наружного торца выполнено осевое резьбовое отверстие 15 до полости трубной части 10 для установки специального болта-пробки 16 для слива конденсата из тетивы 4.

В законцовке с конической выемкой у ее дна выполнено два и более равнорасположенных радиальных отверстий 17 для вытеснения воды при сближении конусов.

Трубная часть 10 каждой законцовки снабжена оболочкой 18 из композиционного материала, например, на основе стеклоткани, пропитанной синтетическим связующим, намотанного в один-три слоя при вклейке законцовки в тетиву 4 и загнутого 19 внутрь трубной части, причем в стенке трубной части выполнены не менее двух канавок 20 и не менее двух отверстий 21, при этом слои пропитанного материала 18 над канавкой 20 вдавлены в канавку 20 кольцевыми витками 22 пропитанных нитей, например, стеклянных, а над отверстием - расположены преимущественно по хорде 23, причем указанные элементы выполнены со следующими геометрическими параметрами:

b=(0,8-1,2)d=(0,38-0,52)D,

где b - ширина канавки,

d - диаметр отверстия,

D - внутренний диаметр тетивы,

a h=(1,2-2,5)s,

где h - глубина канавки,

s - толщина намотанного на трубную часть композиционного материала.

Центровочно-посадочные конусы узлов соединения секций выполнены с конусностью k=(25-35)°.

Консоли-захваты выполнены в виде съемных крючьев 24, или в виде складных гребенок с острыми зубьями, или в виде кошек.

Секции 3 снабжены поручнями 25, приформованными к тетивам с помощью пластинчатых балясин 26.

Пример конкретного исполнения лестницы заключается в том, что оболочка 18 изготовлена из стеклоткани, пропитанной связующим, химически сшиваемым с матрицей стекло-, или органо-, или углепластика, из которого изготовлена тетива 4, с обеспечением высокой надежности соединения оболочки 18 с трубчатой тетивой 4 при вклейке законцовок 6 и 7. Надежность соединения оболочки 18 с металлической, например, титановой трубной частью 10 законцовок 6 и 7 обеспечена конструктивной заделкой материала оболочки 18 в канавки 20 и отверстия 21. При этом загибом 19 обеспечена фиксация неотвержденной оболочки 18 от сползания при запрессовке законцовки. Таким образом, фиксация законцовки от «выдергивания» из тетивы 4 обеспечена работой продольных волокон ткани оболочки 18 на «изгиб» у краев канавок 20, а от проворота - работой на «изгиб» кольцевых волокон у краев отверстий 21.

Кроме того, исполнением узла соединения 2 обеспечена заданная степень герметичности полости 8 тетивы 4, которая не абсолютна, и после использования лестницы требуется слив влаги через отверстия 15. Через эти же отверстия сливается конденсат, скапливающийся в полости 8 при хранении. Конструкцией болтов-пробок 16 обеспечена регулировка плавучести лестницы, которая необходима для специальных условий применения лестницы.

Работает лестница 1 следующим образом.

Основным видом нагружения лестницы 1, определяющим ее несущую способность, является работа тетивы 4 на растяжение и работа узлов соединения 2 на «выдергивание» законцовок 6 и 7, так как работа лестницы осуществляется преимущественно при ее верхнем закреплении с помощью консолей-захватов в виде крючьев 24. При иных схемах закрепления и нагружения возможна работа лестницы на «изгиб», в этом случае имеется усиление конструкции поручнями 25, закрепленными с помощью балясин 26, которыми также повышается и удобство использования.

Таким образом, использование изобретения позволит создать высокотехнологичную конструкцию облегченной штурмовой лестницы с повышенной надежностью работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретения подтверждена положительными результатами испытаний лестниц, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.