Автoры: Пoкутний Владимир Ваcильевич, Маланичев Виктoр Виктoрoвич
Изoбретение oтнocитcя к облаcти транcпортного машиноcтроения. Бортовая гидродинамичеcкая решетка плавающей гуcеничной машины предназначена для улучшения управляемоcти на плаву и уcтановлена в районе ведущего колеcа. Гидродинамичеcкая решетка cоcтоит из набора вертикальных изогнутых лопаток. С целью повышения эффективности использования обратного потока, образованного верхней ветвью гусеницы, лопатки установлены в два ряда. Верхний ряд лопаток расположен между гусеницей и надгусеничной полкой. А надгусеничные лопатки своими входными участками ориентированы навстречу обратному потоку и имеют последовательно возрастающий в направлении ведущего колеса радиус кривизны:
,
где i - порядковый номер лопатки (i=3-5); b - ширина надгусеничной полки; n - количество лопаток, и установлены с шагом
.
Достигается повышение маневренности плавающей гусеничной машины. 2 ил.
Известные бортовые гидродинамические решетки, применяющиеся на серийных плавающих гусеничных машинах, например на легком многоцелевом гусеничном шасси МТ-ЛБу или универсальном гусеничном легком шасси 2С1 (Универсальное гусеничное легкое шасси. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Воениздат, 1976), предназначены для улучшения управляемости на плаву, устанавливаются в районе ведущих колес и состоят из набора одинаковых вертикальных лопаток V-образного профиля. Принцип действия указанных решеток основан на взаимодействии обратного потока, образованного верхней ветвью гусеницы, с вертикальными лопатками решетки, в результате чего возникает дополнительная положительная реактивная сила, направленная в сторону от борта и к корме, которая несколько увеличивает поворачивающий момент при замедлении одной из гусениц. Вместе с тем, известные бортовые гидродинамические решетки недостаточно эффективны, так как лишь частично воздействуют на обратные потоки вследствие их расположения сбоку от гусениц.
Известны гидродинамические решетки, установленные на плавающем транспортере (авторское свидетельство СССР
1293047, кл. B60F 3/00, 1987). Указанные решетки крепятся к надгусеничным полкам и состоят из лопаток, установленных с постоянным шагом, равным половине ширины надгусеничной полки, каждая из которых изогнута с определенным радиусом, связанным соотношением с шириной надгусеничной полки и общим количеством лопаток. При взаимодействии обратных потоков, образованных верхними ветвями гусениц, с лопатками решеток происходит их разделение и последовательный разворот, что способствует образованию дополнительной положительной силы тяги и повышению скорости движения, а также улучшению управляемости (при замедлении одной из гусениц). Вместе с тем, эффективность данных решеток проявляется только при достаточном приближении к гусеницам, что повышает вероятность их повреждения при движении по суше, входе в воду и выходе из воды. Кроме того, в известной конструкции решеток не используется часть обратного потока, которая распространяется с боковой стороны гусеницы, что приводит к некоторому увеличению отрицательной силы тяги верхней ветви.
Известны также гидродинамические решетки, установленные на амфибийном транспортном средстве (авторское свидетельство СССР
631369, кл. B60F 3/00; B62D 55/00, 1978) с целью повышения управляемости на плаву. Указанные решетки крепятся к бортам в районе ведущих колес и состоят из передних и боковых V-образных лопаток. При этом передние лопатки каждой решетки расположены перед верхней ветвью гусеницы и имеют входные участки, ориентированные навстречу обратному потоку, а боковые лопатки, соответственно, сбоку от гусеницы. Таким образом, в данных решетках происходит более полное использование обратных потоков с их разворотом в сторону от борта и к корме, чему также способствует применение щитков, препятствующих движению потоков вниз. Вместе с тем, известные решетки обладают недостаточной эффективностью вследствие значительного гидравлического сопротивления, а также склонностью к засорению посторонними предметами.
Целью изобретения является улучшение управляемости (поворотливости и устойчивости движения на заданном курсе) плавающей машины с гусеничными водоходными движителями за счет повышения эффективности использования обратных потоков, образованных верхними ветвями гусениц.
Указанная цель реализуется путем установки в районе ведущих колес бортовых гидродинамических решеток, каждая из которых состоит из двух рядов вертикальных изогнутых лопаток, причем верхний ряд лопаток расположен между гусеницей и надгусеничной полкой, а сами надгусеничные лопатки своими входными участками ориентированы навстречу обратному потоку, имеют последовательно возрастающий в направлении ведущего колеса радиус кривизны и постоянный шаг.
Общий вид и принцип действия бортовой гидродинамической решетки показаны на фиг.1, где приняты следующие обозначения:
- 1 - бортовая гидродинамическая решетка;
- 2 - ведущее колесо;
- 3 - боковые лопатки (лопатки нижнего ряда);
- 4 - надгусеничные лопатки (лопатки верхнего ряда);
- 5 - гусеничный движитель;
- 6 - плавающая гусеничная машина.
Бортовая гидродинамическая решетка 1 устанавливается в районе ведущего колеса 2 и состоит из двух рядов изогнутых вертикальных гидродинамических лопаток 3 и 4, смонтированных на общем основании.
Верхний ряд лопаток по высоте расположен между ведущим колесом и надгусеничной полкой и предназначен для повышения эффективности использования основной части обратного потока, которая распространяется над гусеницей 5. Для этого надгусеничные лопатки 4 (лопатки верхнего ряда) своими входными участками ориентируются навстречу обратному потоку, имеют последовательно возрастающий в направлении ведущего колеса радиус кривизны
,
где i - порядковый номер лопатки (i=3-5);
b - ширина надгусеничной полки;
n - количество лопаток, и установлены с шагом
,
что способствует разделению и последовательному развороту надгусеничного потока при минимальном гидравлическом сопротивлении.
Нижний ряд лопаток расположен с боковой стороны от верхней ветви гусеницы, по характеру своего взаимодействия с обратным потоком не отличается от известных серийных бортовых гидродинамических решеток и состоит из одинаковых вертикальных V-образных гидродинамических лопаток 3, установленных с постоянным шагом.
Таким образом, в предлагаемой бортовой гидродинамической решетке происходит более полное использование обратного потока с образованием реактивной силы, что способствует улучшению управляемости.
Расположение бортовой гидродинамической решетки в районе ведущего колеса существенно снижает вероятность ее повреждения при вертикальных перемещениях верхней ветви гусеницы.
С целью повышения технологичности все элементы бортовой гидродинамической решетки выполняются из листового материала и соединяются с широким использованием сварки, а элементы ее крепления к корпусу машины согласуются с базовой конструкцией. Лопатки верхнего ряда могут быть выполнены складывающимися для уменьшения габаритов решетки в транспортном положении.
Устройство работает следующим образом: при вращении ведущего колеса 2 в результате взаимодействия обратного потока, образованного верхней ветвью гусеницы 5, с вертикальными лопатками 3 и 4 бортовой гидродинамической решетки 1 происходит изменение направления его выброса в сторону от борта с образованием реактивной силы R. При прямолинейном движении реактивные силы двух бортов уравновешивают друг друга, что способствует удержанию плавающей машины 6 на заданном курсе вследствие снижения влияния разницы в силах тяги гусениц. Уменьшение скорости перематывания одной из гусениц приводит к увеличению поворачивающего момент Мпов в сторону отстающего борта.
