Изобретение относится к внедорожным транспортным машинам и предназначено для доставки различных грузов (преимущественно жидкого топлива) в труднодоступные, для обычного транспорта, районы (в частности, Сибири и крайнего севера).The invention relates to off-road transport vehicles and is intended for the delivery of various cargoes (mainly liquid fuel) to hard-to-reach areas for conventional transport (in particular, Siberia and the far north).
В настоящее время для этой цели используются три типа транспорта: водный (речные суда), наземный (преимущественно гусеничные вездеходы) и воздушный (преимущественно вертолеты). Водный транспорт не может использоваться круглогодично и требует наличия судоходной реки. Вертолет имеет небольшую грузоподъемность и дальность действия. К тому же, крайне дорог в эксплуатации. Гусеничный же транспорт, несмотря на его тихоходность и низкую экономическую эффективность, пока не имеет альтернативы.Currently, three types of transport are used for this purpose: water (river vessels), land (mainly tracked all-terrain vehicles) and air (mainly helicopters). Water transport cannot be used year-round and requires a navigable river. The helicopter has a small carrying capacity and range. In addition, it is extremely expensive to operate. Caterpillar transport, despite its slow speed and low economic efficiency, has no alternative yet.
Однако имеется техническая (еще практически не реализованная) возможность создания внедорожных транспортных средств, использующих для передвижения иной способ, а именно - прыжковый (патент RU №2624116). В этом случае, перемещение осуществляется прыжками, с использованием одиночного длинноходового пневмоцилиндра, действующего в резонансном режиме. При этом, для поддержания равновесия и обеспечения вертикальных разнонаправленных движений корпуса машины используются винтомоторные установки.However, there is a technical (not yet practically realized) possibility of creating off-road vehicles using a different method for movement, namely hopping (patent RU No. 2624116). In this case, the movement is carried out by jumping, using a single long-stroke pneumatic cylinder operating in the resonant mode. At the same time, to maintain balance and ensure vertical multidirectional movements of the machine body, rotor-propulsion systems are used.
Для достижения поставленной цели, во внедорожном транспортном средстве, передвигающемся прыжками и содержащем несущий корпус, двигатель, прыжковый пневмоцилиндр и винтомоторную установку, по изобретению, имеется четыре винтомоторные установки, равноудаленные от среднерасположенного прыжкового пневмоцилиндра и снабженные механизмами изменения угла атаки лопастей воздушных винтов от положительного до отрицательного. При этом прыжковый пневмоцилиндр имеет возможность качательного перемещения на оси, поперечно расположенной в корпусе машины, и приводится в действие линейным электродвигателем с применением пневмодемпфера двухстороннего действия и в резонансном режиме. Кроме того, корпус машины выполнен в виде двух параллельно расположенных емкостей цилиндрической формы, с расстоянием между их продольными осями, превышающим их диаметр.To achieve this goal, in an off-road vehicle jumping in and containing a bearing body, an engine, a jump pneumatic cylinder and a rotor-motor installation, according to the invention, there are four rotor engines equidistant from the mid-position hopping pneumatic cylinder and equipped with mechanisms for changing the angle of attack of the propeller blades from positive to negative. In this case, the hopping pneumatic cylinder has the possibility of rocking movement on an axis transversely located in the machine body and is driven by a linear electric motor using a double-acting pneumatic damper and in resonant mode. In addition, the machine body is made in the form of two parallel cylindrical shaped containers with a distance between their longitudinal axes exceeding their diameter.
На фиг. 1 изображено внедорожное транспортное средство (далее ВТС), вид сбоку. На фиг. 2 - вид А. На фиг. 3 схематично отображен процесс передвижения ВТС.In FIG. 1 shows an off-road vehicle (hereinafter MTC), side view. In FIG. 2 is a view of A. FIG. 3 schematically depicts the process of moving a military-technical cooperation.
ВТС включает в себя несущий корпус 1, выполненный в виде двух цилиндрических емкостей (вариант - удлиненных железнодорожных цистерн), поперечно соединенных траверсами 2. В центре кузова 1, на поперечно расположенных осях 3, навешен длинноходовой пневмоцилиндр 4. Внутри кузова 1 также установлены два двигателя (ДВС) 5 с электрогенераторами 6. На концах траверс 2 установлены электроприводные винтомоторные установки (далее ВМУ) 7 с механизмами изменения углов атаки лопастей воздушных винтов (не показаны). Для осуществления продольного раскачивания пневмоцилиндра 4 на осях 3 используется линейный электродвигатель 8 с пневмодемпфером двухстороннего действия 9. В неработающем состоянии ВТС стоит на земле на дополнительных опорах, в качестве которых используются гидроцилиндры 10 (вариант).The PTS includes a bearing housing 1, made in the form of two cylindrical tanks (an option is an elongated railway tank), transversely connected by traverses 2. In the center of the body 1, on the transverse axes 3, a long-stroke pneumatic cylinder 4 is mounted. Inside the body 1, two engines are also installed (ICE) 5 with electric generators 6. At the ends of the traverse 2, electric rotor-propulsion units (hereinafter VMU) 7 with mechanisms for changing the angles of attack of propeller blades (not shown) are installed. To carry out the longitudinal swinging of the pneumatic cylinder 4 on the axles 3, a linear electric motor 8 is used with a double-acting pneumatic damper 9. In the idle state, the PTS is on the ground on additional supports, which are used as hydraulic cylinders 10 (option).
ВТС действует следующим образом. Во время его стоянки на земле, на гидроцилиндрах 10 (I - Положение, см. фиг. 3), производится его загрузка (вариант - жидким топливом). После этого запускаются двигатели 5 и ВМУ 7, питаемые электроэнергией от генераторов 6 и управляемые бортовым компьютером (не показан). Далее, компрессор (не показан) производит закачку сжатого атмосферного воздуха в пневмоцилиндр 4, поднимая ВТС над землей (шток выходит из пневмоцилиндра 4 на всю длину хода). При этом устойчивость на одной точке опоры обеспечивается ВМУ 7, управляемыми бортовым компьютером, как в квадрокоптерах (II - Положение). Затем, лопасти в/винтов всех ВМУ 7 резко переводятся на отрицательные углы атаки, обеспечивая этим «просадку» ВТС с остановкой, когда суммарная сила тяги всех ВМУ 7 уравновесится статическим сопротивлением пневмоцилиндра 4 (III - Положение). Во время «просадки» линейным электродвигателем 8 производится качательное перемещение пневмоцилиндра 4 опорной пятой назад. После чего, лопасти в/винтов всех ВМУ 7 также резко переводятся на положительные углы атаки и корпус 1 устремляется вверх и вперед, с небольшим «отскоком» от земли. Во время отрыва опорной пяты пневмоцилиндра 4 от земли электродвигателем 8, последний на оси 3 начинает поворачиваться опорной пятой вперед (IV - Положение), но непосредственно перед контактом с землей, тем же электродвигателем 8, пневмоцилиндр 4 начинает поворачиваться опорной пятой назад (V - Положение). И процесс повторяется с постепенно нарастающей амплитудой прыжков до достижения оптимального уровня. При этом резонансный (т.е. энергетически малозатратный) процесс продольного раскачивании пневмоцилиндра 4 обеспечивается использованием пневмодемпфера 9, а резонансный процесс вертикальных перемещений корпуса 1 обеспечивается синхронизацией работы ВМУ 7, с продольными перемещениями штока пневмоцилиндра 4 (управляет бортовой компьютер). При движении в установившемся режиме (энергетически малозатратном) один из двигателей 5 может быть остановлен. Это ВТС, будучи роботизировано, управляется оператором дистанционно (вариант - через спутник).PTS operates as follows. During his stay on the ground, on hydraulic cylinders 10 (I - Position, see Fig. 3), it is loaded (option - liquid fuel). After that, the engines 5 and VMU 7 are started, powered by electricity from generators 6 and controlled by an on-board computer (not shown). Further, a compressor (not shown) injects compressed atmospheric air into the pneumatic cylinder 4, raising the PTS above the ground (the rod leaves the pneumatic cylinder 4 for the entire stroke length). In this case, stability at one fulcrum is provided by the VMU 7, controlled by the on-board computer, as in quadrocopters (II - Position). Then, the in / screw blades of all the VMU 7 sharply translate into negative angles of attack, thereby providing a “drawdown” of the MTC with a stop when the total thrust of all the VMU 7 is balanced by the static resistance of the pneumatic cylinder 4 (III - Position). During the "drawdown" linear electric motor 8 is swinging movement of the pneumatic cylinder 4 supporting fifth back. After that, the blades in / screws of all VMUs 7 are also sharply translated into positive angles of attack and the housing 1 rushes up and forward, with a slight “bounce” from the ground. During the separation of the supporting heel of the pneumatic cylinder 4 from the ground by the electric motor 8, the latter on the axis 3 begins to turn the supporting fifth forward (IV - Position), but immediately before contact with the ground, the same electric motor 8, the pneumatic cylinder 4 begins to turn the supporting fifth back (V - Position ) And the process is repeated with a gradually increasing amplitude of jumps to achieve the optimal level. In this case, the resonant (i.e. energetically low-cost) process of the longitudinal swinging of the pneumatic cylinder 4 is provided using a pneumatic damper 9, and the resonant process of vertical movements of the housing 1 is provided by synchronizing the operation of the VMU 7 with the longitudinal movements of the rod of the pneumatic cylinder 4 (controlled by the on-board computer). When moving in a steady state (energetically low-cost), one of the engines 5 can be stopped. This PTS, being robotized, is controlled remotely by the operator (option - via satellite).
Предлагаемое ВТС позволит перевозить 240 т топлива (две ж/д цистерны) со скоростью 30÷50 км/ч, по практически любому бездорожью, с крайне незначительными собственными энергозатратами.The proposed military-technical cooperation will allow transporting 240 tons of fuel (two railway tanks) at a speed of 30 ÷ 50 km / h, on almost any off-road, with extremely low own energy consumption.
