Коллектив учёных Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) получил евразийский патент № 053642 на «Устройство для обеспечения мобильности автономных транспортно-технологических машин». Изобретение решает давнюю инженерную задачу: как провести колёсную или роботизированную технику через участки, где она неминуемо застрянет, - болото, обводнённые пески, снег, лёд и даже минные поля.
Предложенное решение - это безмоторная шасси-платформа на роторно-винтовых движителях. В воде, снегу или жидкой грязи лопасти винта работают как гребной винт — они захватывают мягкую среду и отбрасывают её назад, толкая платформу вперед. На твердом грунте или льду вращающийся винт своими лопастями (и специальными зацепами) цепляется за поверхность, как зубчатое колесо, и буквально «вкручивает» машину вперед.
По обычной дороге машина (трактор или беспилотная платформа) едет сама. Дойдя до непроходимого участка, она своим ходом заезжает на платформу, как на прицеп, и подключает к ней свою силовую установку. Дальше через топь, снег или лёд технику везут уже не колёса, а два больших винта (шнека), вращающихся по бортам платформы.
Главная идея: платформа без собственного мотора
Ключевое отличие изобретения от существующих вездеходов в том, что у платформы нет собственного двигателя. Энергию для вращения винтов даёт сама перевозимая машина: её мотор и гидравлика подключаются к приводам платформы. Получается единый комплекс «платформа + машина», которым управляет один человек - водитель данной техники. Маневрирует комплекс как гусеничная техника: чтобы повернуть, оператор просто убавляет мощность на один борт.
Такой подход избавляет от главных недостатков прежних решений. Не нужно демонтировать колёса и переставлять гусеницы, не нужны отдельный мощный тягач, дополнительный экипаж и сложное оборудование. Одна платформа способна «обслуживать» разные машины: к ней по очереди могут подъезжать и трактор, и беспилотный летательный аппарат, и другая техника.
Винты, которые едут и по топи, и по льду
Сердце устройства - роторно-винтовой движитель: два вращающихся ротора с винтовыми лопастями, расположенные по бортам Х-образной рамы. Такой движитель давно ценят за «амфибийность» - он одинаково уверенно идёт по воде, снегу, льду и жидкой грязи. Важное преимущество: внутри него нет трущихся подвижных частей, которые могли бы выйти из строя в тяжёлых условиях. У классических винтовых машин был серьёзный недостаток: конструкция, идеально подходящая для болота, плохо работала на твёрдом грунте и льду, и наоборот. Нижегородские учёные нашли решение. Они сделали лопасти выше, а несущий цилиндр - тоньше, и добавили вдоль лопастей опорные накладки с зацепами. На мягком грунте машину держат сами лопасти и накладки; на твёрдой поверхности и льду зацепы цепляются за полотно пути, обеспечивая надёжное сцепление, а накладки не дают платформе проваливаться слишком глубоко. В результате один и тот же движитель уверенно работает в широком диапазоне условий.
Где пригодится изобретение?
Изобретение ориентировано прежде всего на автономную, в том числе беспилотную, технику, которая должна работать там, где человеку находиться трудно или опасно: в зонах стихийных бедствий и техногенных аварий, на заболоченных и обводнённых территориях, в условиях бездорожья, снежных и грунтовых оползней, а также на опасных участках, связанных с военными действиями. Поскольку машина может действовать автономно, людей не приходится подвергать риску.
Наше решение — это «спасательный плот» для машины», - сказал начальник управления научно-исследовательских и инновационных работ НГТУ имени Р.Е. Алексеева, доктор технических наук, профессор Владимир Беляков. - Вращающиеся винты отталкиваются от воды, снега или грязи, как корабельные винты, но при этом ещё и опираются на поверхность, не давая платформе провалиться. Проблема решается просто: не машина едет по болоту, а платформа с винтами перевозит технику.
По мнению Владимира Белякова, через 5–10 лет такие платформы могут стать стандартным оборудованием наравне с лебёдками или цепями противоскольжения.
Они будут дежурить на базах спасателей, в военных частях и на нефтяных промыслах. Это снизит себестоимость перевозок, позволит отправлять технику в опасные зоны без риска для жизни людей и сделает работу эффективнее круглый год, независимо от сезона и погоды. Особенно это актуально для освоения Арктики и Дальнего Востока, – отметил специалист.
Источник: Минобрнауки России
