высокоуниверсализированная ходовая часть современных транспортных средств

Формула изобретения

Универсальная ходовая часть транспортного средства для передвижения по грунту, воде и под водой, включающая в себя две гусеничные цепи, расположенные по бортам транспортного средства и состоящие из траков, выполненных с возможностью загребания воды или опирания своей опорной частью на твердую поверхность, причем опорные части соседних траков связаны между собой, ходовая часть включает в себя две пары направляющих балок, образующих замкнутые направляющие для перемещения по ним упомянутых траков, обе пары направляющих балок расположены по бортам транспортного средства и связаны с его несущими элементами, при этом каждый трак содержит по меньшей мере два кольца для установки трака на упомянутой направляющей балке с образованием гусеничной цепи, при этом указанные кольца установлены на упомянутой направляющей балке с возможностью перемещения вдоль нее, ходовая часть транспортного средства включает в себя по меньшей мере четыре приводных диска, расположенных в передней и задней части каждой гусеничной цепи, связанных с двигателем транспортного средства и предназначенных для перемещения траков соответствующей гусеничной цепи вдоль направляющих балок, отличающаяся тем, что каждый трак состоит из ложа, опорной части, установленной в указанном ложе трака, и опорного листа, выполненного заодно с упомянутым ложем трака и расположенного перпендикулярно ему, при этом опорная часть трака представляет собой сегмент колеса, состоящий из резиновой оболочки с размещенной в ней камерой или из пласта микропористой резины, а упомянутый опорный лист выполнен с утолщениями по краям и в средней части, причем на конце опорного листа, противоположном ложу трака расположен валик, концы которого выходят за края опорного листа, при этом на концах валика с помощью подшипника установлены упомянутые кольца, а в каждой направляющей балке выполнен вырез, в котором установлены указанные кольца, а опорные части соседних траков шарнирно соединены между собой, при этом каждая направляющая балка установлена на опоре, представляющей собой два параллельных вертикально расположенных стальных листа, соединенных по периметру направляющей балкой и дополнительно скрепленные металлическими прутьями, перекрещивающимися в центре опоры, причем указанные опоры балок с помощью стержней - держателей соединены с несущими элементами, расположенными внутри корпуса транспортного средства, при этом упомянутые приводные диски установлены попарно в передней и задней части каждой гусеничной цепи или в передней, задней и средней части каждой гусеничной цепи, а по периметру указанных приводных дисков выполнены вырезы с возможностью зацепления указанных дисков с упомянутыми валиками траков для перемещения указанных траков вдоль направляющих балок и дополнительно шесть круговых вырезов для облегчения приводных дисков, при этом ходовая часть транспортного средства снабжена герметичными защитными фартуками, закрывающими каждую гусеничную цепь спереди, сзади, сверху и с боков, таким образом, что при движении транспортного средства в воде часть траков, расположенных в нижней части гусеничной цепи, движется в воде, а остальные траки движутся в воздухе внутри герметичного фартука, причем указанный фартук имеет возможность выполнения функции понтона для увеличения устойчивости транспортного средства при движении в воде.

Описание изобретения к патенту

Говоря о вездеходах, обычно подразумевают транспортные средства, обладающие способностью двигаться на разных покрытиях - от каменистых до болотистых и даже плавать по воде.

Известна, например, универсальная ходовая часть транспортного средства (US 2860593 A (S.N. LAYCOCK) 18.11.58, B 60 F 3/00), включающая в себя две гусеничные цепи, расположенные по бортам транспортного средства и состоящие из траков, выполненных с возможностью загребания воды или опирания своей опорной частью на твердую поверхность, причем опорные части соседних траков связаны между собой, ходовая часть включает в себя также две пары направляющих балок, образующих направляющие для перемещения по ним упомянутых траков, обе пары направляющих балок расположены по бортам транспортного средства и связаны с его несущими элементами, при этом каждый тракт содержит по меньшей мере два кольца для установки трака на упомянутой направляющей балке с образованием гусеничной цепи, при этом указанные кольца установлены на упомянутой направляющей балке с возможностью перемещения вдоль нее, ходовая часть транспортного средства включает в себя по меньшей мере четыре приводных диска, расположенных в передней и задней части каждой гусеничной цепи, связанных с двигателем транспортного средства и предназначенных для перемещения траков соответствующей гусеничной цепи вдоль направляющих балок. Указанное устройство принято за прототип. Однако пока не создано такой конструкции ходовой части, которая бы позволяла перемещаться не только по суше и воде, но и под водой. Предлагаемая конструкция ходовой части позволяет, на наш взгляд, решить и эту задачу.

Указанная задача решается за счет того, что универсальная ходовая часть транспортного средства для передвижения по суше, воде и под водой включает в себя две гусеничные цепи, расположенные по бортам транспортного средства и состоящие из траков, выполненных с возможностью загребания воды или опирания своей опорной частью на твердую поверхность, причем опорные части соседних траков связаны между собой, ходовая часть включает в себя также две опоры направляющих балок, образующих замкнутые направляющие для перемещения по ним упомянутых траков, обе пары направляющих балок расположены по бортам транспортного средства и связаны с его несущими элементами, при этом каждый трак содержит по меньшей мере два кольца для установки трака на упомянутой направляющей балке с образованием гусеничной цепи, при этом указанные кольца установлены на упомянутой направляющей балке с возможностью перемещения вдоль нее, ходовая часть транспортного средства включает в себя по меньшей мере четыре приводных диска, расположенных в передней и задней части каждой гусеничной цепи, связанных с двигателем транспортного средства и предназначенных для перемещения траков соответствующей гусеничной цепи вдоль направляющих балок, при этом согласно изобретению каждый трак состоит из ложа, опорной части, установленной в указанном ложе трака, опорного листа, выполненного заодно с упомянутым ложем трака и расположенного перпендикулярно ему, при этом опорная часть трака представляет собой сегмент колеса, состоящий из резиновой оболочки с размещенной в ней камерой или из пласта микропористой резины, а упомянутый опорный лист выполнен с утолщениями по краям и в средней части, причем на конце опорного листа, противоположном ложу трака, расположен валик, концы которого выходят за края опорного листа, при этом на концах валика с помощью подшипника установлены упомянутые кольца, в каждой направляющей балке выполнен вырез, в котором установлены указанные кольца, а опорные части соседних траков шарнирно соединены между собой, при этом каждая направляющая балка установлена на опоре, представляющей собой два параллельных вертикально расположенных стальных листа, соединенных по периметру направляющей балкой и дополнительно скрепленные металлическими прутьями, перекрещивающимися в центре опоры, причем указанные опоры балок с помощью стержней-держателей соединены с несущими элементами, расположенными внутри корпуса транспортного средства, при этом упомянутые приводные диски установлены попарно в передней и задней части каждой гусеничной цепи или в передней, задней и средней части каждой гусеничной цепи, а по периметру указанных приводных дисков выполнены вырезы с возможностью зацепления указанных дисков с упомянутыми валиками траков для перемещения указанных траков вдоль направляющих балок и дополнительно шесть круговых вырезов для облегчения приводных дисков, при этом ходовая часть транспортного средства снабжена герметичными защитными фартуками, закрывающими каждую гусеничную цепь спереди, сзади, сверху и сбоку, таким образом, что при движении транспортного средства в воде часть траков, расположенных в нижней части гусеничной цепи, движется в воде, а остальные траки движутся в воздухе внутри герметичного фартука, причем указанный фартук имеет возможность выполнения функции понтона для увеличения устойчивости транспортного средства при движении в воде.

На фиг. 1, а-в показан общий вид ходовой части, на фиг. 1, г - балка с вырезами; на фиг. 2 - конструкция траков; на фиг. 3 - вариант расположения гусеницы ходовой части; на фиг. 4 - подводная лодка с ходовой частью представленного типа; на фиг. 5 - танк с ходовой частью представленного типа; на фиг. 6 - шарнирное соединение траков.

Опорным элементом конструкции, непосредственно опирающимся на землю или отталкивающимся от воды, является система пневматических траков необычной конструкции. Опирающаяся на твердую основу часть трака (1, фиг. 1 и 2, а и б) представляет собой как бы сегмент колеса большего диаметра, сделанного из резины и заключенной в ней камеры или изогнутого пласта плотной микропористой резины. Они прикрепляются соответствующим клеем и при необходимости легкими металлическими полосками, штифтами и гайками к металлическому ложу (2, фиг. 1, а и 2, а). По длине и ширине оно имеет соответствующие боковые ограничители, а снизу представляет собой как бы раструб, утолщенный в середине и постепенно утончающийся к краям этого своеобразного трака. Внизу этот раструб переходит в достаточно толстый и прочный стальной лист (3, фиг. 2, а), имеющий посредине и по краям утолщения (4, фиг. 2, в), необходимые для выполнения листом опорных функций, а внизу превращается в валик (5, фиг.2, б), выходящий по краям за пределы листа, что позволяет на него насаживать кольца с шарикоподшипниками для обеспечения легкого качения листа и всей этой системы (6, фиг.2, в).

Сверху соответствующие траки связаны между собой шарнирной системой, образуемой боковыми ограничителями и штифтами, как это показано на фиг.6. Благодаря тому, что все траки таким образом связаны между собой и образуют единую цепочку, замкнутую систему и опираются на ровное основание, они не могут как-то перекашиваться.

Обе замкнутые системы из траков опираются на две мощные, стоящие вертикально, металлические опоры из двух стальных, параллельных друг другу, металлических листов, скрепляемых сверху и снизу балками с пазами (24, фиг.1, г), а в середине металлическими прутьями, образующими перекрест в середине (27, фиг.1,в).

Эти мощные металлические опоры скрепляются также между собой проходящими сквозь них валами (20, фиг.1, а-в) с муфтами (28, фиг.1, б, в) и специальными укрепляющими стержнями 25.

Находящиеся по периметру этих опор балки (24, фиг.1, г) имеют вырезы, в которых располагаются кольца с шарикоподшипниками (6 и 5, фиг.1, г). Опоры, как и балки, с переднего и заднего конца образуют полукруг, благодаря чему вся система из траков может перетекать сверху вниз и наоборот. В центре этих полукружий располагаются валы (20, фиг.1, а-в), на которые насажены вертикально металлические круги с вырезами по периферии, позволяющими зацепляться за валики траков и продвигать последние вперед. Впереди (8, фиг.1, а-в) и сзади (9, фиг.1, а-в) имеются по два таких листа, что гармонизирует движение всей системы траков. Для облегчения листов в них сделано по шесть круглых вырезов (21, фиг.1, а), а также вырез для вала (20, фиг.1, а-в), соединенного с мотором. Поскольку система траков может быть очень длинной - для парохода, подводной лодки и т.д., а также в целях усиления совокупности мощности моторной системы (например, у танка) в середине всей системы, ограничиваемой всей цепочкой траков, вставляется один-два еще более мощных листа с вырезами, позволяющими приводить в движение не только траки, скажем, верхнего или нижнего ряда траков или в полукружье системы, но и сразу же верхний и нижний ряды (10, фиг. 1, а-в). Естественно для обеспечения работы такого количества движителей требуются очень мощные моторы, да и их количество должно возрасти для обеспечения работы каждого.

Вся система гусениц вместе с движителями и обоими опорными стенками (22 и 24, фиг.1, г) располагается с обеих боков транспортного средства и укрепляется на них с помощью валов, связанных с моторами, муфт и специальных стержней-держателей (25, фиг.1, а-в). Возникает у корабля, танка и т.д. два боковых сооружения, которые необходимо прикрыть сверху, сбоку, спереди и сзади специальным фартуком (12, фиг.1, а, б), который имеет несколько назначений.

Во-первых, он прикрывает детали механизма от пыли, грязи, попадания пуль и осколков и содействует лучшей сохранности системы. Во-вторых, он соединяется с кузовом корабля герметично, герметичен сам и имеет доступ для воздуха только ниже линии обреза 4 (13, фиг.1, а), все остальные на видны на фиг.1, а, в. Благодаря этому при нормальном, горизонтальном положении судна эти фартуки образуют что-то вроде понтона, содействующего устойчивости корабля, в третьих, возникает положение, при котором весь верхний ряд опорных гусеничных элементов и большая часть расположенных на полукружии конца и начала свободно движутся в воздухе, не испытывая сопротивление водной среды, а только нижний ряд гусениц загребает воду назад и обеспечивает этим высокую эффективность и производительность всей системы. Благодаря этому также в пазы, где располагаются кольца с шарикоподшипниками (6 и 5, фиг.1, г) вода не попадает или попадает в малой дозе, что способствует сохранению там масляной или графитовой смазки и это также повышает эффективность использования топлива.

Моторы, от которых идут валы к движителям (20, фиг.1, а-в), располагаются внутри корабля и многочисленные металлические заслоны, создаваемые гусеничной системой, защищают их от внешних воздействий и повреждений. Стержни для укрепления системы связываются с внутренними опорными элементами и поэтому не оказывают существенного давления на обшивку корабля, через которую они проходят (25, фиг.1, а-в).

Рассмотрим действие этой системы на примере различных транспортных средств, на которых она может быть применена.

Очевидно, что создание такой системы, при которой сразу приводится в движение большая сеть траков, поставит вопрос о широком применении атомной энергии не только для ледоколов и подводных лодок, но и обычных гражданских крупных судов и сухопутных кораблей.

Разумеется, если судно рассчитано только для плавания по воде, нет необходимости иметь элемент "стопу" и загребать ею воду - тогда достаточно сделать более длинные и способные загрести большее количество воды "траки". Однако в условиях России и других стран имеются огромные заболоченные территории, тундра, где сотни больших и маленьких речек чередуются с сушей и болотистой почвой.

Грузы приходится многократно переваливать с судов на автомашины, железнодорожные составы и наоборот, что, во-первых, удлиняет путь во много раз, во-вторых, требует огромных материальных затрат и времени на перевалку грузов. Предлагаемая конструкция позволит кратчайшим путем проходить по топким болотистым и слабым почвам и переплывать встречающиеся на пути озера и реки. При этом будет также достигаться огромный экологический эффект, поскольку опора на длинные и широкие гусеницы будет спасать почву тундры и других мест, позволит идти по бездорожью, спасая дороги от излишних перегрузок.

Нижняя, загребающая воду назад, гусеница должна располагаться ниже дна корабля, чтобы - при необходимости - корабль мог двигаться по суше, не задевая землю. Этого можно достигнуть тремя путями: либо вся система гусениц расположена очень низко и нижняя гусеница оказывается ниже дна, либо вся система гусениц имеет несколько метров высотой и нижняя занимает соответствующее место, либо судно очень широкое и при средних размерах гусеничной системы нижний ее ряд занимает все же необходимое положение. Именно такой вариант и показан на фиг. 3. Но в зависимости от назначения корабля, возможны все три варианта.

Какое преимущество имеет гусеничный двигатель предлагаемой конструкции перед обычными колесными или винтовыми? Обычные колесные двигатели, их ходовая часть не способны развивать большую мощность. Увеличение скорости вращения вала таких двигателей требует непропорционально эффекту роста затрат топлива. Поэтому они заменяются винтовыми. Но и винтовые двигатели могут располагаться только сзади, их мощность ограничена.

Гусеничные же двигатели данной конструкции практически одновременно могут гнать воду назад по всей длине корабля и создавать ему при этом высокую скорость. Существование при этом не одного движителя - скажем только спереди или сзади, а на протяжении всей гусеничной системы позволяет создавать равномерное и допустимое напряжение материалов системы без опасности обрыва цепи.

Таким образом, данная система в качестве транспортного средства должна обладать множеством серьезных преимуществ.

Но она может быть использована не только для создания новых транспортных средств, с более высокими, чем существующие технико-экономическими показателями, но и для создания более современных подводных лодок и танков.

Использование атомной энергии позволит создать подводные лодки с гусеничной системой, тянущейся вдоль почти всей лодки, приводимой в движение тремя, четырьмя и большим количеством двигательных систем как типа 8 (фиг.4, а), так и типа 10 (фиг. 4, а). Возможно при этом и сохранение старого винтового двигателя. Таким образом, лодка может получить исключительно высокую скорость. Но ее преимущество еще и в том, что она может, оказавшись на дне, передвигаться по дну, устанавливая мины, производя ремонт подводных сооружений, строительство нефтяных скважин и т.д. Такая лодка может через русла рек проникать далеко вглубь вражеской территории и выполнять серьезные военные и стратегические задачи.

Наконец, данная гусеничная система может быть использована для создания автобусов-вездеходов, тракторов с высокой проходимостью и большой скоростью передвижения, различных военных машин типа ПТРов, танков и т.д.

На фиг. 5 показан такого рода танк. Его гусеничная система приводится в движение тремя системами движителей типа 8 и 10, фартук низко опускается к земле, прикрывая гусеницы и служа броневым щитом от осколков и пуль, нередко обычно поражающих танк сбоку. Как видно на фиг. 5, в, фартук прикрывает и пространство под танком его "телом", что позволяет ему вытеснять много воды и плавать, причем гусеницы позволят - при наличии вышеуказанных "понтонов" внутри гусеничной системы, - плавать быстро, всеми нижними траками и направляя воду вокруг танка в одном направлении - назад, - что и придает ему большую скорость. Наконец, при соответствующей герметизации танка он может переплывать водные преграды и по дну, особенно если его большая тяжесть не позволяет ему плавать.

На фиг.1-6 приняты следующие обозначения:

7 (фиг.3, а, фиг.4, а) - пневмогусеничная система;

11 (фиг. 4, б, фиг.5, б) - вид гусеничного шасси сверху, без фартука;

14 (фиг. 6, б) - элементы шарнирной системы, соединяющей металлические части опоры для пневматических сегментов;

15 (фиг.5, в) - вид гусеничного шасси спереди, без фартука;

16 (фиг.6, а, б) - стержень в центре шарнирной системы;

17 (фиг.6, а) - кольцевидная часть шарнирной системы;

18 (фиг.4, а) - винтовой двигатель у подложки;

19 (фиг.3-5) - корпус судна, подложки, танка;

23 (фиг.5, б) - металлические стержни, соединяющие листы двигателей.