Амфибия

Амфибия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к амфибии, способной перемещаться по воде и по земле.

Амфибии были предложены и изготовлены в различных форматах. Несмотря на то, что были предложены велосипеды-амфибии, самыми маленькими амфибиями с приводом от двигателя были мотоциклы. Публикации Lehrberger (DE 19831324 C2), Gong (US 6,540,569) и Buchanan (GB 2,254,831) раскрывают конструкции мотоциклов-амфибий.

Амфибии являются транспортными средствами двойного назначения и, следовательно, должны быть также пригодными к эксплуатации на земле, как и на воде. Различные классы транспортного средства имеют различные характеристики управляемости. Мотоциклы способны быстро ускоряться и быстро, с крутым наклоном преодолевать повороты. Тем не менее, три машины, описанные выше, являются тяжелыми, широкими и имеют луковицеобразную форму.

Добавление к мотоциклу оборудования, необходимого для перемещения по воде, ведет к значительному увеличению веса. Этот дополнительный вес уменьшает эксплуатационные качества на дороге, а также курсовую устойчивость на поворотах. Ширина мотоцикла тоже должна быть увеличена по сравнению с обычной, исключительно дорожной машиной для того, чтобы обеспечить как плавучесть, так и устойчивость на воде. Эта увеличенная ширина ограничивает угол, на который машина может быть наклонена на поворотах на дороге. Дополнительные вес и ширина приведут к ощущению громоздкости мотоцикла на дороге.

В настоящем изобретении разработана амфибия согласно п.1 формулы изобретения. Таким образом, амфибия имеет компактный размер, может быстро вставать на плоскость на воде и является простой в управлении на воде.

Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

Фиг.1 представляет собой схематичный вид снизу в плане амфибии первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой вид сбоку амфибии первого варианта осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.3 представляет собой вид с местным сечением в перспективе первого варианта осуществления настоящего изобретения.

Ссылка делается на фиг.1, 2 и 3, на которых изображен вариант осуществления амфибии 10 согласно настоящему изобретению. Амфибия 10 содержит плавучий V-образный корпус 12. Корпус 12 имеет нос 14 и корму 16. Кузов 11 прикреплен к корпусу 12.

Два передних колеса 20 присоединены рядом с носом посредством передней подвески 22. Передняя подвеска 22 предпочтительно имеет форму двойной рычажной подвески или альтернативно может иметь форму любого известного типа подвески.

Единственное заднее колесо 24 присоединено рядом с кормой посредством задней подвески 26. Задняя подвеска 26 предпочтительно имеет форму двух направленных назад продольных рычагов 28, поддерживающих между собой с возможностью вращения колесо 24. Рычаги 28 прикреплены с возможностью вращения к шасси посредством шарниров 35 на своих передних концах. Направленные назад продольные рычаги предпочтительно образуют А-образную раму. Проходящая в поперечном направлении стойка 29 соединяет рычаги 28 и образует вершину А-образной рамы. Амортизатор 31 с установленной на нем винтовой пружиной присоединен к стойке 29 для обеспечения амортизированного перемещения подвески рычагов 28. В качестве альтернативы задняя подвеска может содержать один продольный рычаг, поддерживающий колесо 24.

Передняя подвеска 22 и задняя подвеска 26 выполнены втягиваемыми для использования амфибии на воде. Подвеска 22, 26 предпочтительно является втягиваемой выше ватерлинии транспортного средства при нахождении на воде. Подвеска 22, 26 может быть выдвинута для использования на земле.

Передние колеса 20 могут быть втянуты любым известным средством. Например, стойки гидравлической подвески могут обеспечивать амортизацию перемещения колеса, а также втягивание колес. Такие стойки описаны в документе US 2003/0047899 настоящего Заявителя. В качестве альтернативы втягивание колеса может быть достигнуто посредством вращающейся части исполнительного механизма агрегата подвески, например, как описано в документе US 5531179 компании «Roycroft». В качестве альтернативы колеса 20 могут быть втянуты посредством вращения колеса или стойки подвески вокруг локальной оси вращения так, чтобы сторона колес, являющаяся внешней при нахождении на земле, была направлена вниз при нахождении на воде.

Заднее колесо 24 может быть втянуто посредством исполнительного механизма 33, например гидравлического исполнительного механизма или пневматического исполнительного механизма, предпочтительно, прикрепленного к амортизатору 31 с надетой на него винтовой пружиной. Продольные рычаги 28 могут быть повернуты вверх вокруг шарнира 35 посредством исполнительного механизма 33.

Амфибия 10 приводится в движение на воде посредством водометных движителей. Амфибия содержит два водометных движителя 30. Каждый водометный движитель 30 содержит водозаборник 32, водозаборник 32 предпочтительно выходит на нижнюю поверхность корпуса для забора воды в водометный движитель 30. Каждый водометный движитель 30 к тому же содержит реактивное сопло 34, ведущее назад. Вода вытесняется через реактивные сопла посредством крыльчатки для приведения в движение амфибии 10 на воде.

Два водометных движителя 30 смещены в поперечном направлении от средней линии Х-Х амфибии 10. Водометные движители 30 расположены симметрично относительно средней линии Х-Х. Водометные движители 30 расположены снаружи заднего колеса 24 так, чтобы вода, вытесняемая из водометных движителей 30, проходила с любой из двух сторон заднего колеса 24, когда упомянутое колесо выдвинуто.

Водометные движители 30 приводятся в действие посредством источника энергии в амфибии, предпочтительно посредством двигателя 37, например двигателя внутреннего сгорания. Выход двигателя 37 присоединен к коробке передач 46. Коробка передач 46 может представлять собой бесступенчатую передачу (CVT). Коробка передач 46 соединена с возможностью работы с ведущим валом 39, ведущий вал 39 соединен с задним колесом для приведения в действие заднего колеса. Выход коробки передач 46 предпочтительно находится рядом или на продольной оси амфибии.

Двигатель также приводит в действие два ременных привода 48, каждый ременный привод 48 проходит в поперечном направлении наружу от средней линии транспортного средства. Каждый ременный привод содержит непрерывный ремень, описывающий петлю вокруг двух расположенных на расстоянии друг от друга поддерживающих колес. Каждый ременный привод 48 приводит в действие ведущий вал 50, ведущие валы 50 проходят назад и, по существу, параллельно продольной оси амфибии. Каждый ведущий вал 50 соединен с крыльчаткой одного из водометных движителей 30 и приводит ее в действие. Следовательно, каждый водометный движитель приводится в действие независимо (то есть, отдельно). Каждый водометный движитель приводится в действие от общего источника энергии.

В качестве альтернативы ведущие валы могут быть соединены с коробкой передач посредством зубчатых передач, в частности посредством конических зубчатых передач.

Передние колеса 20 предпочтительно не приводятся в действие, когда амфибия 10 находится на земле. В качестве альтернативы передние колеса 20 могут приводиться в действие посредством того же источника энергии, что и для водометных движителей 30. В качестве альтернативы передние колеса 20 могут приводиться в действие посредством источника энергии, отдельного от источника энергии, приводящего в действие водометные движители 30. Отдельным источником энергии может быть второй двигатель (например, двигатель внутреннего сгорания) или электрический мотор. Заднее колесо может приводиться в действие в дополнение к передним колесам 20 как от того же источника энергии, что и для водометных движителей 30, так и от отдельного источника энергии.

Несмотря на то, что может быть предположено, что парные водометные движители будут более тяжелыми, чем единственный водометный движитель, при сравнении двух компоновок получается удивительный результат. Для обеспечения такой же эффективности от парных водометных движителей, как от единственного водометного движителя, парные водометные движители определенно будут иметь меньший диаметр, чем эквивалентный единственный водометный движитель. Это уменьшает окружную скорость концов лопаток водометного движителя по сравнению с единственным водометным движителем, что делает парные водометные движители менее подверженными кавитации на большой скорости. Также было обнаружено, что, поскольку силы на концах лопаток возрастают пропорционально квадрату скорости вращения, меньший водометный движитель может быть изготовлен более легко, чем единственный водометный движитель, так как он имеет меньший диаметр. Следовательно, парные водометные движители сами по себе могут быть легче, чем единственный водометный движитель, и, кроме того, могут быть легче в целом, даже когда определена необходимость в более сложной передаче, чем для единственного водометного движителя.

Амфибия 10 является амфибией для езды верхом, в которой водитель сидит верхом на кузове 11 амфибии. На кузове 11 расположено сиденье 40, на котором может сидеть водитель. Сиденье 40 может быть достаточно большим для посадки пассажира позади водителя. В сиденье 40 может быть предусмотрено одно или более углублений (не изображены) для того, чтобы позволить водителю и/или пассажиру сесть на сиденье без перекидывания ноги через сиденье (по типу конструкций с открытой рамой).

Водитель управляет амфибией посредством рычагов управления 42. Рычаги управления соединены с передними колесами 20 для управления амфибией на земле и соединены с рулем или другим средством для управления амфибией на воде. В качестве альтернативы вместо рычагов может быть использовано рулевое колесо для управления амфибией 10 на земле и на воде.

Сиденье 40 расположено над источником энергии, который обеспечивает энергией водометные движители и/или колеса. Для защиты от брызг и погодных явлений ветровое стекло 44 может проходить вверх из кузова 11.

Амфибия 10 была описана, как имеющая два водометных движителя. В качестве альтернативы амфибия 10 может иметь три или более водометных движителя. Каждый водометный движитель предпочтительно приводится в действие посредством ведущего вала, как описано выше.

Из приведенного выше описания будет понятно, что в отличие от предшествующего уровня техники, описанного в документе (US 5690046), авторами которого являются Buchanan, Gong, Lehrberger и Grzech, амфибия согласно изобретению не имеет частей корпуса (например, крышек колес), которые перемещаются, когда амфибия меняет режим с дорожного на морской (водный) или наоборот. Такие перемещающиеся части корпуса были предложены в многочисленных предшествующих патентах, даже в случае четырех колес, как описано в документе US 4958584, Williamson, но они редко видны на изготавливаемых транспортных средствах. Они увеличивают вес, стоимость и сложность и склонны быть проблематичными при встрече с препятствиями окружающего пространства, которые следует преодолевать, такими как песок, сплавной лесоматериал и коррозия. Во время испытаний амфибии заявитель обнаружил, что удивительно, что уменьшение области глиссирования, вызванное тем, что ниша колеса для единственного заднего колеса остается открытой, с излишком возмещается большей простотой, с которой амфибия встает на плоскость, когда отсутствует необходимость поднятия на плоскость веса перемещающихся крышек колес и связанных с ними приводных механизмов.

Перефразируя "отсутствие перемещающихся частей корпуса", все дорожные колеса открыты относительно воды, когда они втянуты втягиваемой подвеской.

Принято во внимание то, что комбинация двух передних и одного заднего дорожных колес с парными морскими водометными движителями обеспечивает идеальную комбинацию доступной эффективности на воде, надежной стабильности на дороге и грузоподъемности. Эти характеристики могут быть объединены с сиденьем для езды верхом, которое обеспечивает лучший обзор во всех направлениях, и, будучи совмещенным с продольной средней линией транспортного средства, обеспечивает хорошее продольное распределение веса, даже когда в транспортном средстве присутствует только водитель.

Использование двух передних колес дает хорошую устойчивость на дороге, в то время, как парные водометные движители могут быть легко размещены с каждой из двух сторон единственного заднего колеса. Это является отличием от того, что описано в документе US 5690046 (Grzech), где единственное переднее колесо требует сложных втягивающих устройств, а парные задние колеса позволяют использовать только единственный водометный движитель. К тому же, общепонятно, что компоновка согласно US 5690046, представляющая собой одно переднее и два задних колеса, является не самой устойчивой на дороге.

Любые из описанных признаков могут быть объединены с любым признаком любого из вариантов осуществления.

1. Амфибия для перемещения по земле и по воде, которая выполнена с кузовом и глиссирующим корпусом, а также двумя передними дорожными колесами и одним задним дорожным колесом, установленными на втягиваемой подвеске, выполненной с возможностью выдвижения для использования на дороге или втягивания для использования на воде;и дополнительно содержит сиденье для езды верхом для обеспечения возможности сидения, по меньшей мере, одного седока верхом на кузове, причем на воде тяга обеспечивается посредством, по меньшей мере, двух водометных движителей.

2. Амфибия по п.1, в которой части кузова или корпуса не меняют положение при выдвижении или втягивании втягиваемой подвески.

3. Амфибия по п.1, имеющая сухопутный режим и морской режим, причем части кузова или корпуса не меняют положение при переходе от сухопутного режима к морскому режиму или наоборот.

4. Амфибия по п.1, в которой все дорожные колеса открыты относительно воды, когда втягиваемая подвеска втянута.

5. Амфибия по п.1, содержащая два расположенных на расстоянии друг от друга водометных движителя, причем каждый водометный движитель смещен в поперечном направлении от средней линии амфибии.

6. Амфибия по п.5, содержащая источник энергии, причем каждый водометный движитель приводится в действие посредством ременного привода, соединенного с источником энергии.

7. Амфибия по любому из пп.1-6, в которой каждый водометный движитель приводится в действие посредством ведущего вала, проходящего, по существу, параллельно средней линии амфибии.

8. Амфибия по п.7, содержащая источник энергии, причем каждый ведущий вал приводится в действие посредством ременного привода, соединенного с источником энергии.

9. Амфибия по п.8, в которой источник энергии соединен с каждым ременным приводом, по существу, на средней линии амфибии, причем ременные приводы проходят в поперечном направлении, наружу в противоположных направлениях от средней линии к ведущим валам.

10. Амфибия по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 или 9, в которой водозаборник каждого водометного движителя расположен на нижней стороне корпуса.

11. Амфибия по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 или 9, содержащая первый источник энергии, предоставляющий энергию для перемещения как по земле, так и по воде.

12. Амфибия по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 или 9, содержащая первый источник энергии, предоставляющий энергию для перемещения по земле, и второй источник энергии, предоставляющий энергию для перемещения по воде.

13. Амфибия по п.11, в которой сиденье для, по меньшей мере, одного человека расположено над первым источником энергии.

14. Амфибия по п.11, в которой первым источником энергии является двигатель.

15. Амфибия по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 или 9, содержащая рычаги для обеспечения рулевого управления амфибией.

16. Амфибия по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 или 9, содержащая рулевое колесо для обеспечения рулевого управления амфибией.

17. Амфибия по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 или 9, содержащая ветровое стекло.