Техника - молодёжи 1983-05, страница 24
выгоднее было создать у своих подопечных именро ноги, а не колеса». К большому сожалению, при образовании колесной колеи приходится не только расходовать неоправданно большое количество дефицитного нынче топлива, но и наносить большой вред природе. Наглядный пример — районы Крайнего Севера. Здесь в тундре после каждого рейса вездеход оставляет после себя незарастающие полосы сорванного слоя мха-ягельника, который является основным кормом оленей и в то же время защищает от разрушения мерзлый грунт. На оголенных же участках он подтаивает, ручьи размывают колеи, образуя глубокие канавы, которые потом долго и как бы с молчаливым укором напоминают нам о несовершенстве нынешних движителей. Не меньший ущерб наносят народному хозяйству тракторы и сельхозмашины, которые так «проутюживают» почву, что урожайность зерновых снижается нередко на 36%, а в некоторых случаях и на все 50%. Переход от качения к шаганию при том же удельном давлении на грунт в несколько раз уменьшит площадь «травмируемой» почвы на полях, уничтожаемого мха-ягельника на Севере, разбитого грунта на дорогах. Повышение проходимости при шагании связано прежде всего со способностью преодолевать более крупные препятствия на пути, а также с резким уменьшением вероятности буксования. Все мы не раз были свидетелями полной беспомощности колеса, когда попытки выбраться из небольшой ямки приводили лишь к ее углублению и последующему «самозакапыванию» по самую ось. В то время как попавшее в грязь колесо создает тягу за счет касательных сил сцепления с грунтом, нога отталкивается за счет сил упора в основание следа. К тому же если углубление колеса в грунт уменьшает его шансы выкарабкаться, то углубление ноги, наоборот, увеличивает эту вероятность. Если же шагающий механизм и буксует, то лишь на скользких, но прочных грунтах, где мала глубина образуемого следа (глина, лед). Но поскольку таких условий в природе встречается гораздо меньше, то, естественно, использование шагового движителя ведет к уменьшению расхода топлива и резины и позволяет эффективнее использовать тяговые качества транспортной машины. В исключительной проходимости ног и заключается вторая часть от 22 вета на вынесенный в заголовке вопрос: «...почему природа не придумала колесо?» Действительно, ведь могла бы она создать и прекрасные самосмазывающиеся подшипники с уплотнениями для них, могла бы «придумать» и мускульный привод вращательного движения. Однако пока ни одного зверя, ни одной букашки с колесами ученые не обнаружили. И это неспроста. Слишком много пороков у «идеального» движителя. Ведущее колесо автомобиля не может вскарабкаться даже на небольшую ступеньку, если высота ее больше пятой части диаметра. А человек свободно перешагивает вертикальную стенку высотой, равной длине ног. О «проходимости» же наших четвероногих друзей — животных — не приходится и говорить. Почему же тогда вся наша мобильная техника до сих пор не «поставлена на ноги»? Почему колесо безраздельно царствует на дорогах? Прежде всего, конечно, благодаря своей простоте и неприхотливости, прекрасной уравновешенности и низкой стоимости. После появления механических двигателей с вращательным движением вала колесо как нельзя лучше решало задачу преобразования этого движения в поступательное перемещение машины. В колесе только одна пара трения: подшипник — ось, поэтому его внутренние потери минимальны по сравнению с любым шагающим механизмом. На дорогах с твердым покрытием, а тем более на рельсах у колеса весьма малы и внешние потери, связанные с деформацией материала дороги и самого колеса в зоне их контакта. Так что в городах и на благоустроенных магистралях традиционный движитель вряд ли уступит свои позиции в ближайшем будущем. Однако на бездорожье за простоту колеса приходится очень дорого расплачиваться. Во многих же случаях оно совсем не обеспечивает требуемой проходимости. Гусеничный движитель более проходим, но он гораздо сложнее и ненадежнее, дороже и тяжелее. Неудивительно поэтому, что прежде всего человек пытается научить хождению именно машины для бездорожья. Подражая шагу животных и человека, создавались «стопоходящие» механизмы с замысловатым движением шарнирных ног. Как правило, они отличались очень сложной кинематикой и неуравновешенностью, конструкция их изобиловала шатунами, рычагами и шарнирами. Поступательный возврат ног приводил к инерционным нагрузкам и резко ограничивал скорость. Магистральный путь развития техники направлен на неуклонное возрастание скоростей машин и их механизмов, а это неизбежно ведет к переходу на вращательные движения везде, где только возможно. И вот начали появляться шагающие колеса, у которых возврат «отработавших» ног осуществляется вращением их вокруг оси. Простейший вариант такого движителя можно получить, сделав в ободе обычного колеса несколько глубоких вырезов, которые обеспечивают шагающий режим движения. Но из-за сильной тряски и ударов, возникающих в процессе пересту-пания, на таком колесе далеко не уедешь. Если вертикальные колебания оси еще можно как-то ском- ?! ul шЫ §3 XX «И 1 о щ Е X о и X Q.Z О 0 « < ч*. 183 с ^ п с >>а «И 1 £ (Q ^ * • ОН э И SSs ь о К I I >0 1 I о 0) ф III сг CL 1 "■о « (И £ X 1 а|Э ESS О 2 * * • ь - 1- о л о Sift ГОФРИРОВАННЫЙ ЧУЛОК КРИВОШИП ПРОТИВОВЕС СТУПИЦА KOJ1EOA 6АШМАК ШТОК РЕДУКТОР ПОРШЕНЬ |
