Техника - молодёжи 1967-01, страница 22

Техника - молодёжи 1967-01, страница 22

ТАМ,

ГДЕ КОНЧАЕТСЯ АСФАЛЬТ

И. БЕСКИН, кандидат технических наук

Дороги веками вводили нас в заблуждение. Мы были подобны государыне, пожелавшей посетить свои земли и посмотреть, радуютсв ли подданные ее царствованию. Для отвода глаз придворные установили вдоль дороги красивые декорации и наняли плясунов. Помимо тонкой путеводной нити, государыня ничего не увидела в своем цврст-ве... дороги избегают бесплодных земель, скал, песков... и вот, обманутые извивами дорог, как утешительной ложью, мы долго приукрашивали нашу тюрьму; но зрение наше заострилось — и мы сделали жестокое открытие... основа основ планеты — фундамент из скал, песка и соли... И вот мы превращаемся в физиков...»

(Антуан де СЕНТ-ЭКЗЮПЕРИ)

Уловка князя Потемкина была чрезвычайно проста и надежна. Он знал маршрут Екатерины II и заранее «художественно» оформил те немногочисленные дороги, по которым она могла проехать. На счастье хитрого царедворца, в то время не было вездеходов. Прошло два столетня, но и сейчас, когда появился самый разнообразный транспорт, дороги по-прежнему регламентируют движение по земле. Больше того, окажись они сейчас разрушенными, многие машины не1 проехали бы и сотнн метров. А виною тому — наше незнание свойств грунта. Кстати, именно из-за этого люди вынуждены были строить дороги.

Но покрыть всю землю дорогами невозможно. Хотим мы этого или нет, а передвигаться по грунту все-таки приходится. Вот почему наряду с элегантными легковыми автомобилями инженеры строят и неказистые по внешнему виду вездеходы.

ОТ ГРУНТА — ВВЕРХ

11 риступая к конструированию вездеходов, инженеры столк-•"-нулись с удивительнейшим парадоксом — за основу вездехода нельзя было взять ни одно транспортное средство. Любая современная машина рассчитана для движения в строго определенной (и обычно однородной) среде: самолет — в воздухе, корабль — в воде и воздухе, подводная лодка — в воде. А как же быть с вездеходами? Ведь они должны двигаться буквально везде: по песку и снегу, по пахоте и льду, через грязь и болота. Об однородности среды тут уж и говорить не приходится. Следовательно, при конструировании вездеходов нужен принципиально новый подход. Обычно проектирование наземного транспорта ведется по методу «от груза — вниз». Исходя из грузоподъемности машины, ев габаритов, рассчитывают нужный движитель. Качество дороги почти не принимается во внимание — оно достаточно стабильно. Но, к сожалению, этот метод не подходит для конструирования вездеходов. Здесь, пожалуй, более приемлемо иное правило — «от грунта — вверх», ибо конструкция движителя вездехода полностью зависит именно от грунта (в это понятие входит любая поверхность: водная, песчаная, ледяная и т. д.). Изучением физических свойств грунта ужв давно занимается механика грунтов. Однако исторически эта дисциплина развивалась, исходя из потребностей Строительства зда.ний и дорожных сооружений, и потому исследовала процессы, происходящие в грунтах под воздей

ствием медленно нарастающих, а то и вообще статических нагрузок. Нагрузки же от машин, как известно, носят динамический характер. Кроме того, здания и сооружения не возводятся на снегах, болотах, грязи, и свойства таких грунтов вообще остались вне поля зрения ученых.

Итак, нужна была совершенно новая научная дисциплина, изучавшая взаимодействие движителя машины с грунтом. Она появилась совсем недавно и получила название: механика системы «грунт — машина». В 1961 году в Турине состоялся первый международный конгресс ученых-грунтовиков.

Что же происходит при движении вездехода? От его движителя грунт воспринимает как вес машины, так и тяговое усилие. Равнодействующая этих двух сил не должна вызывать разрушения структуры грунта, иначе вездеход начнет зарываться и проходимость будет потеряна. Другими словами, необходимо, чтобы напряжения в грунте, возникающие под действием движителя машины, не превышали его несущей способности и сопротивления сдвигу.

Механика системы «грунт — машина» подсказывает по крайней мере два выхода из создавшейся ситуации. Во-первых, можно использовать «арочный эффект». Массив грунта, расположенный между двумя соседними нагруженными поверхностями, иногда может «работать» так, как если бы на него тоже приходилась нагрузка. Это явление используется при сооружении фундаментов, железнодорожного полотна и т. д. Возникающий «грунтовый мост» легко рассчитать теми же методами, как и обычный стальной мост. Во-вторых, можно просто увеличить поверхность нонтакта движителя и тем самым уменьшить удельную нагрузку на грунт. Кстати, шоссейные и железные дороги, помимо всего прочего, выполняют также и эту роль — распределяют нагрузну на большую площадь.

АВТОМОБИЛЬ В ФУТЛЯРЕ

Гррудно себе представить что-либо более непостоянное, чем

грунт, — свойства его резко меняются от внешних условий. Идеальным случаем, своеобразной панацеей от всех превратностей пути был бы движитель, конструкция которого непрерывно реагирует на любое изменение грунтовой «кондиции». Но до такого движителя еще очень далеко. Некоторые конструкторы не придумали ничего лучше, как оснастить вездеход многочисленными движителями. Если нет «гибкого» движителя, поставим несколько обычных движителей —для суши, воды, болота, тундры. Конструкция машины резко усложняется, объем работ по ее техническому обслуживанию и ремонту неизмеримо растет, ее надежность снижается, стоимость же, наоборот, увеличивается, и вообще собственный вес машины возрастает настолько, что для полезной нагрузки почти не остается места.

Как тут ие вспомнить небезызвестного чеховского героя Беликова, который, выходя из дому, на всякий случай надевал калоши и теплое пальто, вставлял в уши ватные тампоны, укутывал шею теплым шарфом, глаза предохранял темными очками и обязательно брал с собой зонтик?..

Не так ли поступают инженеры, конструируя вездеходы по принципу «чем больше движителей, тем лучше»?

В действительности же, выходя на улицу, мы надеваем одежду соответственно погоде. Иными словами, для каждой грунтовой (географической) зоны целесообразно разрабатывать свой, специализированный тип движителя.

Из всех разнообразных конструкций движителей можно выделить основные — колесо, гусеницу, воздушную подушку. Посмотрим, где и при каких условиях лучше всего использовать их.

КОЛЕСО

Ж?ак увеличить площадь поверхности контакта колеса с -"'грунтом? Самый простой путь — увеличение диаметра колеса. В США изготовлены и испытаны нолесные вездеходы Сноу Багги и Марш Багги с колесами диаметром свыше 3 м. Не так давно появились сообщения о проектировании в Канаде машины «Мамонт» с колесами диаметром свыше 17 м (с пятиэтажный дом). Очевидно, крупные колеса сложны и в изготовлении и в эксплуатации. Правда, для некоторых грунтов отдельные образцы таких машин могут найти применение, особенно при перевозке тяжелых грузов. Однако не следует забывать, что привод колес большого диаметра занимает большой объем внутри машины. А это, в свою очередь, приводит к сужению рамы, уменьшению внутреннего объема корпуса и, следовательно, к уменьшению полезной нагрузки.

18

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?