Освоение новых пространств - только одна из глобальных проблем человечества, но от успешного решения её во многом зависит благополучие современной цивилизации. Обширные пространства на поверхности нашей планеты всё ещё остаются труднодоступными, как глубины мирового океана или ближний космос. Однако, именно там находятся основные природные ресурсы, своевременное использование которых приобретает всё возрастающее значение для мировой экономики. Большая удалённость от центров цивилизации и экстремальные климатические условия часто ставят людей, занятых освоением природных ресурсов в труднодоступных регионах, на грань выживания.

Неуклонный рост добычи природных запасов на труднодоступных пространствах, требует присутствия всё большего количества людей, соответственно возрастает и роль транспорта. Но особенности ландшафта и климата весьма сдерживают развитие местных дорожных сетей, что крайне негативно влияет на стоимость перевозок. Острее всего ощущается необходимость в амфибии - аналоге автомобиля повышенной проходимости, способной в принципе обходиться без дорог и мостов. Такие транспортные средства были созданы в виде, так называемых, аппаратов нетрадиционной конструкции: болотоходов, аэросаней, снегоходов, СВП и т.п. Однако в круглогодичной эксплуатации в экстремальных условиях труднодоступных регионов они оказались недостаточно эффективными.

Таким образом, в ряду наземных транспортных средств осталась свободная ниша, а всё возрастающая потребность в заполнении огромной бреши на рынке амфибий приводит к перманентным попыткам совершенствования известных аппаратов нетрадиционной конструкции, с опорой на последние достижения в области новых технологий и материалов. Практика показала, что такой подход не имеет перспективы и требуется новая концепция внедорожного, полностью амфибийного, транспортного средства. Это становится понятно также из краткого анализа известных амфибий, который приводится ниже. Изложенная далее новая концепция амфибии - аналога автомобиля повышенной проходимости, предлагает оригинальное решение проблемы.

АППАРАТЫ НЕТРАДИЦИОННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Гусеничный транспорт. К первым самоходным аппаратам, способным принципиально обходиться без дорог, можно отнести появившиеся столетие назад танки. Главная идея этого транспортного средства заложена в движителе, названном гусеницей - бесконечной замкнутой ленте, набираемой из одинаковых звеньев. Гусеница - дорога, передвигающаяся вместе с самим транспортом, получила широкое распространение, а гусеничный транспорт имеет бесчисленное количество модификаций. Среди них есть болотоходы, снегоходы, а также амфибии. Основа этих аппаратов: мощная рама, с установленными на ней кузовом, двигателем и трансмиссией, опирающаяся на гусеничные движители. Управление по курсу осуществляется независимыми тормозами, позволяющими осуществлять разворот аппарата буквально "на месте", или, на некоторых моделях, рулевыми опорами: колёсами, лыжами. К достоинствам гусеничных амфибий следует отнести большую грузоподъёмность, высокую проходимость, маневренность, эффективную тормозную систему. Гусеничный движитель адекватно, во всём скоростном диапазоне, передаёт корпусу воспринимаемый крутящий момент. Основные недостатки - громоздкая, тяжёлая, сложная ходовая часть и трансмиссия, и, соответственно, небольшая средняя скорость передвижения. Гусеничные амфибии на водной поверхности имеют низкую мореходность, большую осадку, переход из одной среды в другую требует тщательного выбора места. Скорость передвижения на воде, даже при установленном дополнительном движителе - водомёте, весьма невелика: единицы км/час. Поэтому гусеничные амфибии не способны к полноценной эксплуатации на водной поверхности, а пригодны только для форсирования водных преград. Разновидность гусеничного транспорта, получившая распространение в последнее время - лёгкие снегоходы. Однако эти аппараты с резинометаллическим гусеничным движителем и рулевыми лыжами не имеют амфибийных модификаций. Не являются амфибиями и снегоходы на эластичных пневматиках низкого давления. Такие пневматики способствуют развитию вертикальных колебаний на ходу, что ограничивает скорость. Дальность хода лёгких аппаратов невелика, поездки же, в рыхлом глубоком снегу или в период межсезонья по тонкому льду, крайне опасны.

Аэросани. Концепция этого аппарата основана на том, что воздушный винт создаёт упор независимо от вида среды, по которой происходит движение, и поэтому является универсальным движителем. Традиционная схема аэросаней - амфибий: корпус на амортизированных опорах из трёх - четырех лыж для зимнего сезона или на поплавках для летнего сезона, с движителем, установленным в корме. На современных модификациях амфибий опорой является днище корпуса с глиссирующими обводами. Управление по курсу осуществляется воздушными рулями, соединёнными с подпружиненными водными рулями. Торможение производится реверсированием воздушного винта, а при отсутствии реверса - скребками. Движитель, не требующий подготовки при переходе аппарата из одной среды в другую, позволяет круглогодично эксплуатировать аэросани-амфибии на поверхности различных сред или их комбинаций. У аэросаней простая трансмиссия или таковая отсутствует. К недостаткам в первую очередь необходимо отнести огромное влияние силы и направления ветра на воздушный винт - весьма габаритный, шумный и опасный в наземной эксплуатации движитель, имеющий очень небольшой к.п.д. на скоростях меньше 100 км/час (средняя эксплуатационная скорость аэросаней составляет 30-50 км/час). Передвижение на аэросанях возможно только по ровному рельефу с плавными уклонами не более 10-12 градусов. Аэросани-амфибии не имеют надёжных систем торможения, затруднено страгивание с места после стоянки, а переход из одной среды в другую требует тщательного выбора места, грузоподъёмность их невелика. В настоящее время в приватной эксплуатации остаётся небольшое количество аэросаней.

Суда на воздушной подушке - СВП. Главная идея СВП - использование динамического принципа поддержания корпуса судна. Снижение сопротивления движению достигается путём наддува воздуха под днище аппарата. Основа корпуса СВП - платформа, с установленными на ней двигателями и движителями, в которой проложены воздушные каналы. Днище платформы разделяется перегородками на отдельные камеры, по периметру его установлено гибкое ограждение - юбка - это способствует удержанию воздуха под корпусом аппарата. СВП разделяют на амфибийные и скеговые, последние применяются только на водных магистралях в летний сезон и имеют корпус в виде "перевёрнутого совка" с гибким ограждением в оконечностях. Нагнетателями воздуха у СВП служат осевые или центробежные насосы, а движителями - водомёты или, у амфибий, воздушные винты. Привод воздушных нагнетателей и движителей может быть как от одного двигателя, так и от нескольких, с трансмиссией или без неё. Рентабельность этих аппаратов существенно зависит от габаритов, поэтому основная область их применения - в качестве морских паромов, специальных, служебных и военных судов. Малое сопротивление движению позволяет СВП, при благоприятных метеоусловиях, на открытых водных пространствах, достигать намного более высоких, чем у аэросаней-амфибий, скоростей. СВП-амфибии свойственны те же недостатки, что и для аэросаней. Вследствие слабого контакта с поверхностью среды передвижения СВП-амфибии не могут ходить вдоль склона и по местности со сложным рельефом. Переход из одной среды в другую требует тщательного выбора места. К этому добавляется отсутствие эффективных систем торможения, плохая маневренность, зависимость от ветра, а циркуляция - до нескольких сотен длин корпуса с полного хода. Совершенствование СВП продолжается.

Экраноплан. Основная идея экраноплана: использование принципа динамического поддержания корпуса над поверхностью среды передвижения с помощью авиакрыльев. При полёте крыла на высоте, соизмеримой с его хордой, возникает "экранный эффект" выражающийся в резком увеличении подъёмной силы крыла. Таким образом, экраноплан - это аппарат для полёта вблизи от поверхности среды передвижения. Реализация принципа динамического поддержания, основанного на использовании экранного эффекта, потребовала создания корпуса - гибрида, который компоновкой и внешним видом походит на гидросамолёт. Его непременная принадлежность - утолщённое авиакрыло небольшого удлинения и воздушный киль с горизонтальным оперением. Экранный эффект, используемый экранопланами, позволяет им двигаться на высоте порядка 0,1 хорды (ширины) крыла над поверхностью среды передвижения, достигая скоростей много больших, чем у СВП - сотни км/час. Водоизмещение экранопланов достигает тысячи тонн, (например: т.н. "Каспийские монстры", Россия). Однако, поскольку экраноплан - это летательный аппарат, то в эксплуатации он намного сложнее, дороже и опаснее других аппаратов нетрадиционной конструкции. Основная проблема - потеря продольной устойчивости экраноплана при переменных условиях обтекания крыла. Аэродинамический фокус крыла разделяется на два "блуждающих": один зависит от расстояния крыла до поверхности, другой от угла атаки. Они могут перемещаться, очень быстро, в пределах 15-65% хорды крыла, приводя к потере контроля над аппаратом. По-этому используются экранопланы преимущественно над спокойной водной поверхностью исключительно в благоприятных метеоусловиях. Переход из одной среды в другую для стоянки требует специально оборудованного места. В настоящее время эти аппараты подразделяются на три отдельно сертифицируемых разновидности: экранопланы - аппараты, движущиеся строго в пределах влияния экранного эффекта, экранолёты - аппараты способные отрываться от "экрана" и набирать высоту до 1000 метров и самолёты способные при эксплуатации длительно использовать экранный эффект. Работы над их совершенствованием продолжаются.

Ряд амфибийных аппаратов нетрадиционных конструкций можно было продолжить, (например, существовали, в виде опытных экземпляров, шагоходы, шнекоходы). Предлагались и обсуждались проекты альтернативных движителей к ним: магнитогидродинамический, газоводомётный, плавниковый, волновой. Однако работы над ними, в лучшем случае, остаются лишь в стадии эксперимента. Вместе с тем, очевидно, что прогресс на пути создания амфибий - от плавающего танка к экраноплану - объясняется не только тем, что в их разработке участвуют лучшие конструкторские коллективы, опирающиеся на мощные финансовые возможности своих стран, но и неуклонно возрастающей востребованностью амфибий.

РЕЗЮМЕ

Острая необходимость в амфибиях не была подкреплена выгодой (рентабельностью) от их применения в экстремальных условиях труднодоступных пространств. Известно, что рентабельность (эффективность) - основная характеристика любого транспортного средства, которая зависит положительно от скорости движения и от веса перевозимого груза, но отрицательно от сопротивления движению. В современных условиях приоритет отдаётся наращиванию скорости передвижения, во многом за счёт уменьшения сопротивления движению, используя динамические принципы поддержания корпуса. Реализовать динамические принципы поддержания аппарата в практических конструкциях позволил существенный прогресс, как в создании двигателей внутреннего сгорания высокой удельной мощности, так и в постройке корпусов - гибридов. Но практика показала, что прогресс в отношении двух из трёх составляющих пропульсивных систем амфибий - двигателя и корпуса - не привел к созданию аппаратов пригодных для эффективного всесезонного использования в экстремальных условиях труднодоступных пространств, поскольку третья составляющая: движитель, всегда оставалась практически неизменной: это - воздушный винт!

Однако, априори, воздушный винт в работе целиком и полностью зависим от состояния воздушной среды. Вместе с тем, общеизвестно, что неблагоприятные метеоусловия есть превалирующий негативный фактор труднодоступных пространств. Локальные неоднородности в воздухе влияют на величину упора, передаваемого от воздушного винта к наземному аппарату: порывы встречного ветра существенно снижают, а попутного внезапно увеличивают скорость амфибии. Адекватно реагировать на внезапно возникающие переменные величины сопротивления движению с помощью изменения частоты вращения или шага (поступи) воздушного винта, особенно при маневрировании или на небольших скоростях, невозможно. Аналогичная ситуация и с внезапным изменением сопротивления движению на днище корпуса. Переменные ветровые нагрузки негативно влияют и на путевую устойчивость аппаратов с воздушными винтами, из-за развитых вертикальных надпалубных поверхностей. В тех же условиях иные движители: водомёты, гусеницы, пневматики, а также гребные винты и гребные колёса, намного эффективней: только по относительным тяговым характеристикам - в десять и более раз! Соответственная разница и в требуемых мощностях двигателя и расходах на ГСМ.

Априори также, что постоянно действующая аэродинамическая разгрузка, например, у СВП и экранопланов - наиболее эффективных из известных амфибий, практически исключает контакт наземного аппарата с поверхностью среды передвижения, что существенно осложняет эксплуатацию, а при неблагоприятных метеоусловиях делает её невозможной. Показательный факт: СВП - грузопассажирские паромы - постепенно заменяют на экономически более перспективные катамараны - глиссеры. Достичь приемлемой эффективности амфибий с воздушным винтом оказалось невозможно.

Следовательно, с позиции рентабельности, применение воздушного винта в пропульсивных системах амфибий в сочетании с постоянной аэродинамической разгрузкой неприемлемо. Необходим альтернативный универсальный движитель, свободный от недостатков движителей упомянутых выше, но суммирующий их достоинства.

НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Объективно оценивая опыт эксплуатации известных аппаратов нетрадиционной конструкции с позиции рентабельности, при разработке новой пропульсивной системы целесообразно принять, чтобы:

• универсальный движитель новой амфибии создавал упор на поверхности среды, по которой происходит переме-щение;
• аэродинамическая разгрузка возникала только на скоростных режимах и была регулируемой;
• схема, конструкция и обводы корпуса амфибии определялись возможными режимами движения по поверхностям различных сред;
• двигатель и трансмиссия амфибии были автомобильными, как наиболее надёжные, удобные в обслуживании и с высокой удельной мощностью.

Новая амфибия позиционируется как реальная альтернатива аэросаням, снегоходам на гусеницах и пневматиках, судам на воздушной подушке, экранопланам. Поэтому, при определении общепроектных характеристик пропульсивной системы и эксплуатационных задач новой амфибии - рентабельность и всесезонность в экстремальных условиях труднодоступных пространств - необходимые и достаточные базовые требования, которые определяют способность новой амфибии:

• двигаться по льду, снегу, воде, болотам всех типов, травяному покрову суши и их комбинациям в экстремальных климатических условиях на ландшафтах труднодоступных пространств в любое время года;
• использовать аэродинамическую регулируемую разгрузку;
• переходить из одной среды в другую без предварительной подготовки во всём скоростном диапазоне.

На основе этих положений ниже предлагается проект новой амфибии, с таким альтернативным универсальным движителем, который без предварительной подготовки реализует и совмещает функции:

• ведущего колеса;
• гусеничного движителя;
• гребного колеса;
• плоскоструйного водомёта;
• воздушного нагнетателя.

Предлагаемый альтернативный движитель адекватно сообщает корпусу упор на любых профилях поверхностей различных сред и их комбинаций во всём диапазоне скоростей, а также:

• имеет подвеску на амортизаторах;
• осуществляет эффективное торможение;
• на скоростных режимах, создаёт оперативно регулируемую аэродинамическую разгрузку;
• полностью не зависит от метеоусловий;
• переходит из одной среды в другую без предварительной подготовки.

ПРОЕКТ - HYBRIDCAR (патент RU №2165362)

ДВИЖИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

Движитель новой амфибии это комплекс из одной или нескольких секций совместно с корпусом амфибии.

Основа секции: колесо с лопатками (подобно гребному колесу), ширина которого может значительно превышать его диаметр. Лопатки колеса загнуты вперёд, по основному направлению вращения. Они закреплены на равных расстояниях друг от друга, одной стороной - к круговому кольцу, другой - к диску колеса. Круговое кольцо и диск имеют одинаковые наружные диаметры. Внутренние кромки (рёбра) лопаток совпадают с внутренней окружностью кольца. Круговое кольцо располагается со стороны дифференциала (бортового редуктора), из которого выходит полуось. Полуось проходит вдоль колеса, на её конце неподвижно закреплён диск. В зависимости от ширины колеса могут устанавливаться промежуточные круговые кольца.

Внутри лопаточного колеса, ниже и вдоль полуоси, располагается неподвижное полое тело. Оно закреплено торцом к корпусу дифференциала с положительным углом атаки к основному направлению движения. Другой торец неподвижного тела с минимальным зазором не достигает диска колеса. Неподвижное полое тело соединено со стороны дифференциала с выхлопным трактом двигателя и представляет собой глушитель двигателя с выходными отверстиями вдоль заднего ребра. Нижняя поверхность неподвижного тела имеет профиль внутренней окружности круговых колец и касается их через встроенные в тело ролики. Верхняя поверхность неподвижного тела имеет выпуклый плавный профиль. На ней закреплены стойки: плоскостью по направлению движения, их количество совпадает с количеством круговых колец. В плоскости стоек установлены подшипники, через них проходит ось лопаточного колеса. Этим обеспечивается пространственная жёсткость широкого лопаточного колеса и неподвижного полого тела.

Лопаточное колесо размещается в коленчатой нише, в корме корпуса амфибии. Ниша выполнена как кожух воздушного нагнетателя центробежного типа - диаметрального вентилятора. На входном патрубке имеются поворотные жалюзи. Выходной патрубок плавно переходит в туннель днища корпуса амфибии. На боковых стенках имеются вертикальные прорези с уплотнителями для оси лопаточного колеса. Роль нижней плоскости кожуха выполняет поверхность среды передвижения. Низ боковых стенок кожуха имеет гибкие ограждения.

Ось лопаточного колеса проходит от дифференциала через боковые стенки кожуха воздушного нагнетателя. Её подвеска организована по образцу автомобильной. Подвеска снабжается амортизаторами, возможно применение устройства изменения клиренса.

Позади лопаточного колеса, на стойках неподвижно соединённых с подвеской, установлено подводное крыло. Его угол атаки положительный относительно прямой линии, проводимой от заднего ребра крыла - касательно к наружным рёбрам лопаток колеса. Над подводным крылом, на расстоянии ширины лопатки колеса, находится нижняя плоскость реверсора. Реверсор соединяется с подводным крылом в единый узел стойками на подвеске лопаточного колеса.

Лопаточное колесо получает вращающий момент от трансмиссии.

Рис. 1 - движительный комплекс (сечение секции движительного комплекса по круговому кольцу лопаточного колеса, вид от диска колеса).

Рис. 2 - движительный комплекс (разрез А-А на рис. 3).

Обозначения: 1 - Корпус (рис. 1 и 2). 2 - Корма корпуса. 3 - Кожух воздушного нагнетателя, верхняя плоскость. 4 - Поворотные жалюзи. 5 - Кожух воздушного нагнетателя, входной патрубок. 6 - Реверсор. 7 - Кожух воздушного нагнетателя, выходной патрубок. 8 - Тоннель днища корпуса. 9 - Кожух воздушного нагнетателя, боковые стенки. 10 - Кожух воздушного нагнетателя, гибкое ограждение. 11 - Поверхность среды передвижения. 12 - Лопаточное колесо. 13 - Лопатки колеса. 14 - Круговое кольцо. 15 - Диск лопаточного колеса. 16 - Промежуточное круговое кольцо. 17 - Ось лопаточного колеса. 18 - Дифференциал (бортовой редуктор). 19 - Подвеска с амортизатором. 20 - Неподвижное полое тело. 21 - Опорные ролики. 22 - Стойка неподвижного тела. 23 - Выхлопные отверстия. 24 - Стойка подводного крыла. 25 - Подводное крыло.

Рис. 3 - амфибия, общий вид, бок.

Рис. 4 - амфибия, общий вид, сверху.

Принцип действия движительного комплекса новой амфибии на поверхностях различных сред рассматривается на простой схеме из двух секций. Они расположены в корме зеркально - симметрично относительно диаметральной плоскости амфибии. Оси лопаточных колес находятся на одной линии (см. рис. 2).

На плотных поверхностях, например, лёд, плотный снег (наст), травяной покров суши, а также их комбинаций, движитель функционирует аналогично ведущим колёсам с сильно развитыми грунтозацепами. Оси колёс через диски передают вращающий момент на лопатки и круговые кольца, которые проходят под неподвижным телом. Лопатки кромками свободно касаются нижней поверхности неподвижного тела, а круговые кольца - роликов. Упор от каждого колеса передаётся на подвеску, а от неё на корпус амфибии. Амортизаторы подвески позволяют движителю эффективно работать на пересечённой местности. Переход из одной среды в другую происходит без повреждений. Возможно движение задним ходом.

Увеличение частоты вращения колес (по основному направлению) способствует выполнению движительным комплексом функции воздушного нагнетателя в качестве диаметрального вентилятора (жалюзи на входных патрубках колёсных ниш открыты). Воздушный тракт обеих диаметральных вентиляторов состоит из: входного патрубка, коленчатой ниши корпуса, лопаточного колеса с неподвижным телом, а также выходного патрубка. Внизу воздушный тракт ограничен поверхностью среды передвижения. Быстро вращаясь, загнутые вперёд лопатки создают вихревое, а также поперечно-диаметральное, из-за наличия неподвижного тела, течение воздуха к выходному патрубку. Таким образом, движительный комплекс одновременно выполняет функции ведущего колеса и воздушного нагнетателя. Давление и подача воздуха в каждом диаметральном вентиляторе достаточны для образования воздушной подушки под днищем амфибии. Аэродинамическая разгрузка оперативно регулируется, без изменения частоты вращения колёс, поворотом жалюзи.

Движение и маневрирование по плотным поверхностям различных сред и их комбинаций, на сложных рельефах местности, возможно с применением независимых тормозов движительного комплекса. Тормоза могут применяться совместно с блокировкой дифференциала, при экстренном торможении до полной остановки. Работа движителя не зависит от времени года.

На воде неподвижные полые тела движителей получают значительное водоизмещение. Это компенсирует чрезмерную осадку колес. Лопатки загнутые вперёд входят в воду без ударов. Они уводят захваченный объём воды под неподвижное тело. Этот объём воды заключён между неподвижным телом, нижним слоем невозмущённой воды и лопатками. Круговые кольца и диски колёс не допускают растекания воды вдоль лопаток, что уменьшает индуктивное сопротивление. Захваченный объём воды выбрасывается на плоскости подводных крыльев и реверсоров: здесь водный поток выравнивается по направлению движения. Выхлоп двигателя через отверстия неподвижного тела помогает отделить воду от лопаток. Таким образом, в водной среде движительный комплекс функционирует аналогично гребным колёсам с волновыравнивателями..

Повышение частоты вращения колёс резко увеличивает скорость отбрасываемого лопатками потока воды под действием центробежной силы. Соответственно возрастает упор и скорость движения. Амфибия глиссирует - осадка корпуса уменьшается - тоннели днища освобождаются от воды. Давление газов выхлопа двигателя увеличивается, это способствует полному отрыву водного потока от лопаток при выходе их из воды. Ускоренный поток воды формируется подводными крыльями и реверсорами по направлению движения в плоскую надводную горизонтальную струю. Таким образом, движитель работает как водомёт с плоской струёй. Водный тракт плоскоструйного водомёта образован нижней поверхностью неподвижного тела каждого колеса, невозмущённого нижнего слоя воды и подводными крыльями с реверсорами. Подводные крылья имеют положительный угол атаки в скоростном потоке воды. На них возникает подъёмная сила. Горизонтальная проекция этой силы есть дополнительный упор, направленный в сторону движения. Вертикальная проекция направленная вверх, складывается с силой, возникающей на вогнутых плоскостях реверсоров. Это компенсирует силу засасывания на нижней поверхности неподвижных тел, направленную вниз. В результате действия всех сил автоматически регулируется осадка лопаточного колеса по оптимальному уровню. Гидравлические потери плоскоструйного водомёта очень невелики, так как длина его водного тракта мала, выброс потока надводный и без закручивания, число частей, вызывающих сопротивление движению, минимально, а также нет кавитации из-за небольшой относительной скорости движения лопаток в воде.

На режиме глиссирования выходные патрубки диаметральных вентиляторов и тоннели днища амфибии свободны для прохода воздуха. После освобождения от воды лопатки колёс начинают работать в воздушных трактах диаметральных вентиляторов. Таким образом, движитель работает одновременно в качестве плоскоструйного водомёта и воздушного нагнетателя. Аэродинамическая разгрузка образуется и регулируется по описанному выше принципу (см. движение по плотным поверхностям).

Для резкого изменения направления движения на водной поверхности могут применяться независимые тормоза, что существенно улучшает поворотливость и уменьшает циркуляцию амфибии во всём скоростном диапазоне. Использование блокировки дифференциала и изменение вращения лопаточного колеса на обратное, с помощью коробки перемены передач в приводе движительного комплекса, позволяет осуществить эффективное торможение или экстренную остановку на водной поверхности.

Большая площадь гидравлического сечения и минимальная осадка обеспечивает высокую эффективность нового движительного комплекса на замусоренных или заросших водных поверхностях. Конструкция движителя допускает переход с замусоренной, заросшей или замерзающей водной поверхности в иную среду и обратно, во всём скоростном диапазоне без предварительной подготовки. Это позволяет эксплуатировать его на заливных лугах и поймах, марях и болотах любых типов, в ледостав, ледоход и по наледям на реках и даже в грязевых потоках.

На снегу рыхлом, или напитанном водой, амортизаторы подвески опустят колёса соответственно плотности снега. Лопатки каждого колеса захватывают снег в ограниченное пространство: между круговыми кольцами, диском и - сверху - внутренним неподвижным телом. Поэтому рыхлый снег не выдавливается в стороны, а спрессовывается в ограниченном пространстве в снежные бруски. Снежные бруски хорошо работают на сдвиг. Таким образом, движительный комплекс работает в рыхлом снегу аналогично гусеничному движителю. Для обеспечения повышенной проходимости в рыхлом снегу может использоваться устройство изменения клиренса.

Выхлопные газы двигателя проходят через неподвижное тело каждого колеса и подогревают его. Это предотвращает налипание снега, снижает трение и улучшает формирование снежных брусков между лопатками. Использование блокировки дифференциала и независимых тормозов в приводе повышает проходимость и маневренность движителя в рыхлом снегу. Имеется возможность заднего хода и экстренного торможения. Нагрев неподвижного тела от выхлопа двигателя облегчает страгивание колёс после стоянки.

КОРПУС

Главный модуль корпуса - основание. К основанию стыкуются на амортизаторах другие модули: гидролыжи, кузов и движительный комплекс. В сборе нижняя поверхность основания представляет собой днище глиссера с туннелями, аналогично саням "Фокса". По обводу носовой оконечности, от одной из бортовых гидролыж и до другой, может при необходимости устанавливаться гибкое ограждение. В корме туннели днища плавно переходят в коленчатые ниши. Центр водоизмещения всех погруженных частей корпуса расположен оптимально относительно общего центра тяжести амфибии.

Кузов обтекаемой формы имеет две сдвижные остеклённые двери по бортам. Для прохода вдоль бортов служит планширь. Внешняя кромка планширя представляет собой привальный брус-бампер. Над сиденьем водителя установлен сдвижной люк, чтобы имелась возможность кругового обзора. Корма кузова имеет отверстия с обрамлениями входных патрубков воздушных нагнетателей. Над ними может быть установлено авиакрыло для изменения дифферентовки корпуса на максимальных скоростях. Кузов имеет небольшое аэродинамическое сопротивление, чему способствует забор воздуха диаметральными вентиляторами из зоны завихрений в корме, а также малую парусность.

Принцип действия: на плотных поверхностях, например, лёд, плотный снег, наст, травяной (моховой) покров, а также их комбинациях, при движении корпуса в режиме саней, весовая нагрузка корпуса распределена поровну на гидролыжи и движители. Общая площадь опорных поверхностей гидролыж, их геометрия в плане и в сечении, а также материал покрытия и расположение подрезов и угловых накладок обеспечивают небольшую удельную нагрузку корпуса на поверхность среды и низкое сопротивление движению, при нормальной путевой и поперечной устойчивости.

Увеличение скорости способствует переходу корпуса в режим аэродинамической разгрузки. Воздух нагнетается движителем, проходит по туннелям и удерживается там набегающим встречным потоком либо гибким ограждением. Таким образом, амфибия движется аналогично СВП. Аэродинамическая разгрузка регулируется поворотом жалюзи в зависимости от конкретных условий. Путевая, продольная и поперечная устойчивости на максимальной скорости обеспечиваются расположением всех опор. Амортизаторы установленные между опорами и основанием предохраняют корпус от повреждения. Для маневрирования на большой скорости возможно применение независимых тормозов движителя.

На рыхлом снегу или воде вес корпуса в водоизмещающем или переходном режимах, воспринимается всем, погруженным до конструктивной ватерлинии, объёмом днища. Минимальная высота надводного борта, при задвинутых дверях и фонаре кузова, равна его габаритной высоте, что исключает заливание корпуса. Свободные объёмы гидролыж могут быть заполнены пенопластом, это обеспечивает непотопляемость амфибии. Рулевая лыжа облегчает всхожесть на волну и обеспечивает, совместно с тормозной системой движителя, минимальную циркуляцию.

Увеличение скорости движения на воде или снегу сопровождается переходом в режим глиссирования. Обводы корпуса аналогичные саням "Фокса" характеризуются повышенной остойчивостью, небольшими брызгообразованием и ударными перегрузками на волнении. Глиссирование на воде или снегу не сопровождается дельфинированием и рикошетированием, так как рулевая гидролыжа поддерживает оптимальный угол атаки днища. Поэтому допустимый диапазон центровок увеличивается. После освобождения тоннелей днища от воды или снега возможно применение аэродинамической разгрузки по принципу описанному выше. Корпус движется в режиме СВП. При этом переход из водной среды на сушу и обратно не требует предварительной подготовки и тщательного выбора места.

ДВИГАТЕЛЬ И ТРАНСМИССИЯ

Компоновка корпуса допускает установку двигателей внутреннего сгорания (ДВС) высокой удельной мощности всех разновидностей, включая роторные и газотурбинные. Двигатель с трансмиссией для обеспечения наиболее выгодной центровки, создания благоприятных условий эксплуатации агрегатов и облегчения доступа к ним во время обслуживания или ремонта, располагается внутри кузова под тепло-звукоизолирующими кожухами. Выхлоп от двигателя утилизируется в движительном комплексе, куда он подводится с помощью подвижного соединения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проект амфибии HYBRIDCAR EXTREME открывает перспективное направление в промышленности - широкомасштабное производство амфибий с применением новых технологий и материалов. Новая пропульсивная система не потребует много времени и средств на опытно-конструкторские работы, так как по её отдельным модулям и узлам имеется достаточно информации и разработок. Применение альтернативного движителя допускает большое разнообразие модификаций новой амфибии, которые будут востребованы газовыми и нефтяными компаниями, МЧС, Вооружёнными Силами и т.д., а также населением труднодоступных регионов, для специальных, хозяйственных и спортивных целей.

Амфибийные транспортные средства, реализованные в практическую конструкцию на основе предлагаемого новшества - это реальная альтернатива известным аппаратам нетрадиционной конструкции. В качестве аналога автомобиля повышенной проходимости, амфибия HYBRIDCAR будет наиболее эффективна при круглогодичной эксплуатации в экстремальных климатических условиях труднодоступных пространств. Занимая свободную нишу на рынке внедорожных амфибийных транспортных средств, новая амфибия, как товар широкого спроса, обеспечит высокий гарантированный доход при интенсивном производстве.

Web site: http://hybridcar.fromru.com
E-mail: Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script

P.S. Схема компоновки "амфибия - седан 4WD".

http://hybridcar.fromru.com/