плавающая гусеничная машина

Формула изобретения

Плавающая гусеничная машина с передним расположением ведущих колес, оборудованных гидродинамическим устройством для улучшения маневренности и курсовой устойчивости, отличающаяся тем, что данное устройство представляет собой центростремительное лопастное колесо и направляющий конус, выполненные совместно и монтирующиеся на ведущем колесе перед преодолением водной преграды, при этом конус выполнен с возможностью взаимодействия с водой, всасываемой в радиальном направлении лопастным колесом при вращении ведущего колеса и образующей поток, отбрасываемый в осевом направлении через центральное отверстие и создающий боковую реактивную силу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к плавающим гусеничным машинам, и касается разработки специальных реактивных гидродинамических устройств для улучшения параметров водоходных свойств.

Известно плавающее транспортное средство с лопастным водоходным движителем (патент СССР №1082633, кл. В 60 F 3/00, 1984), монтируемым на ведущее колесо. Движитель содержит копир, корпус и установленные на нем гребные лопасти с приводом периодического открывания и удержания в определенном положении, а также механизмом возврата в исходное положение. При вращении ведущего колеса лопасти, проходящие в нижней части траектории, под воздействием привода раскрываются и отбрасывают воду, в результате чего возникает реактивная сила. Известный лопастной движитель характеризуется низкой эффективностью, недостаточной надежностью вследствие склонности к загрязнению и повреждениям, высокой конструктивной сложностью и потребностью доработки диска колеса.

Известно плавающее транспортное средство с водометным движителем (патент РФ №2051072, кл. В 63 Н 11/08; В 60 F 3/00, 1995), вмонтированным в ведущее колесо. Водомет состоит из рабочего колеса, поворотной крышки с соплом, планетарного редуктора привода вала рабочего колеса и стопорного механизма включения и управления (при реверсировании). При вращении рабочего колеса происходит всасывание воды в осевом направлении через заборное отверстие крышки водомета в его рабочую полость и выбрасывание через сопло в тангенциальном направлении, в результате чего образуется реактивная сила. Известный водометный движитель характеризуется невысокой эффективностью вследствие малой производительности насосного устройства, высокой конструктивной сложностью привода, а также механизма включения и управления, потребностью доработки базовой конструкции и недостаточной надежностью (склонностью к повреждениям).

Известно плавающее транспортное средство с водным силовым движителем (международный патент WO 95/04669, кл. В 60 F 3/00, 1995), по сути представляющем собой водометный движитель, вмонтированный в ведущее колесо. Водомет состоит из насосного устройства, лопасти которого расположены между ободом и кожухом тормозного барабана ведущего колеса, выполняя при этом функции диска, и направляющего кожуха с выходным соплом. При вращении ведущего колеса происходит всасывание воды в осевом направлении, нагнетание в кожух и выбрасывание в тангенциальном направлении через сопло с образованием реактивной силы. Несмотря на простоту, данный водометный движитель характеризуется следующими недостатками: направляющий кожух уменьшает дорожный просвет машины, склонность к загрязнению, внесение изменений в базовую конструкцию и уменьшение диаметра тормозного барабана.

Известна принятая в качестве ближайшего аналога (прототипа) плавающая гусеничная машина с гидродинамическим кожухом (патент СССР №384734, кл. В 63 Н 1/34; В 60 F 3/00, 1973), смонтированным на крыле в районе ведущего колеса. В кожухе соосно с ведущим колесом расположено направляющее кольцо, имеющее в нижней части водометный патрубок, а на ведущем колесе размещена многолопастная крыльчатка, взаимодействующая при вращении с кольцом, в результате чего вода, всасываемая крыльчаткой в осевом направлении через центральное приемное отверстие, выбрасывается через водометный патрубок с образованием реактивной силы. Несмотря на простоту, имеются следующие недостатки конструкции: невысокая эффективность вследствие больших монтажных зазоров (значительных концевых потерь) и склонность к повреждениям лопастной системы при возможных эксплуатационных деформациях гидродинамического кожуха.

Следует отметить, что описанные выше гидродинамические устройства разрабатывались с целью увеличения силы тяги на плаву и, соответственно, скорости хода, а также с целью улучшения маневренности и курсовой устойчивости плавающих машин, однако, вследствие их невысокой производительности, тяга и скорость машин увеличились незначительно, маневренность и курсовая устойчивость улучшились в большей степени.

Целью изобретения является улучшение маневренности и курсовой устойчивости плавающей гусеничной машины с передним расположением ведущих колес путем введения боковых реактивных сил, создаваемых гидродинамическими устройствами при отбрасывании потоков воды, без внесения изменений в элементы базовой конструкции и максимальной простоте разрабатываемого устройства.

Указанная цель реализуется путем установки на ведущие колеса гусеничного движителя перед преодолением водной преграды центростремительных лопастных колес, выполненных совместно с направляющими конусами. Общий вид гидродинамического устройства показан на фиг.1. Лопастное колесо состоит из двух кольцевых элементов 1 и 4 с одинаковым наружным диаметром и соединяющих их лопастей 2 криволинейного профиля с наклоном в направлении основного вращения; к кольцевому элементу с меньшим внутренним диаметром (поз.1) крепится направляющий конус 3. Для быстрой установки на ведущее колесо в кольцевом элементе 1 предусмотрены отверстия 5 (возможны другие простые элементы - ушки, петли). С целью повышения технологичности, все элементы гидродинамического устройства выполняются из листового материала и соединяются сваркой, а профиль лопасти имеет постоянную кривизну; диаметр, количество и расположение отверстий для установки могут быть согласованы с базовой конструкцией ведущего колеса (например, с резьбовыми отверстиями под монтаж зубчатого венца ведущего колеса).

Устройство работает следующим образом: при вращении ведущего колеса вода, всасываемая в радиальном направлении центростремительным лопастным колесом, взаимодействует с направляющим конусом, образуя поток, отбрасываемый в осевом направлении через центральное отверстие, в результате чего возникает боковая реактивная сила. При прямолинейном движении боковые реактивные силы уравновешивают друг друга, способствуя удержанию машины на курсе вследствие снижения влияния разницы в силах тяги гусениц. При торможении одной из гусениц (фиг.2) и, следовательно, остановке ведущего колеса сила тяги забегающей гусеницы Р_т суммируется с боковой реактивной силой Р _б, тем самым увеличивается поворачивающий момент М _пов в сторону отстающего борта.