Техника - молодёжи 2006-03, страница 5

РЕМЁСЛА www.tm-magazin.ru

3

казатели по давлению, но они не подлежат укрупнению из-за конструктивных ограничений.

Таким образом, к концу XX в. в технических кругах сложилось мнение, что создать полноценный вездеход-амфи-бию для движения по сложным рельефам, болоту и снегу без ограничения глубины слоя невозможно на данном уровне техники.

Желаемые показатели давления на грунт на крупных образцах техники достигались только у аппаратов на воздушной подушке (АВП) и лыжных снегоходов с воздушными винтами (аэросани). Но АВП движется по воде с выходом на мелководье и пологий ровный берег, а аэросани хороши только на ровном гладком снегу. Любой пересеченный рельеф для них непроходим.

Наиболее актуальной темой исследований стал поиск путей реализации на грунте сверхмалых пиковых давлений. Для их получения годятся только очень легкие и при этом крайне прочные конструкции, например — крупные пневмооболочки под заданным избыточным давлением.

Основной проблемой применения крупных пневмооболочек в качестве движителей является их малая устойчивость под нагрузкой. При малейшем отклонении от положения равновесия оболочка стремится опрокинуться — это подобно акробатическому балансированию, стоя на шаре, при этом еще и мягком.

Использовать сферическую оболочку в качестве колеса или пневмокатка не удается из-за крайне низкой жесткости ее боковин на скручивание: удержать нагрузку она сможет, но перемещаться уже не получится.

Тороидальный движитель известен уже несколько десятилетий. Он использует тороидальную пневмообо-лочку в качестве движителя, который приходит в движение в процессе постоянного выворачивания себя через центральное отверстие. Такой способ движения крайне сложно реализовать в материале, да и устойчивости движителя столь же сложно добиться, как и при нагружении сверху.

А... почему сверху? Возникла идея нового типа движителя. Этот движи

тель, названный Сферическим Пнев-моГусеничным движителем (СПГД) использует цилиндрическую оболочку с герметично замкнутыми концами (топологически это сфера), нагружая ее изнутри, а не снаружи. В СПГД нагрузка опирается на оболочку изнутри в нижней части, обеспечивая ее самостабилизацию. Таким образом, конструктивное решение исключает возможность самопроизвольного опрокидывания движителя.

В качестве опоры на оболочку выбраны вращающиеся валки. Если к ним подвести крутящий момент, то они покатятся по внутренней стороне оболочки, выводя всю систему из равновесия. Так как система самостабилизирующаяся, то после смещения валков оболочка с нагрузкой вновь займет устойчивое положение уже в новой точке. СПГД движется, при этом к мягкой оболочке никаких крутящих моментов не прикладывается.

Модель СПГД собрана из подручных средств: деревянных брусков, обрезков пластиковыхтруб, полиэтиленовой оболочки, сервопривода от дворников автомобиля и вентилятора высокого давления от старого пылесоса. Готовая модель успешно демонстрировалась в действии на заседании кафедры «Гусеничных машин» МГТУ им. Н.Э. Баумана, после чего заведующий кафедрой порекомендовал автору изобретения незамедлительно заняться его патентованием, что и было сделано (патент №2240250 от 5 февраля 2004 г.).

КОНСТРУКЦИЯ. СПГД способен реа-лизовывать на грунте давления в диапазоне 1 ..5 кПа (100..500 мм вод. столба), то есть когда человек бредет по колено в воде, СПГД рядом с ним уже плывет, не касаясь дна.

Движитель сверхнизкого давления не может быть маленьким — его высота должна быть не менее, чем в 4 раза выше, чем давление в оболочке, выраженное в миллиметрах водяного столба (100 мм вод. столба = 1 кПа = 0,01 атм). Для наиболее легких моделей высота СПГД составит около 1 м, а для грузовиков на СПГД — от 2 до 5 м. Дальнейшее увеличение нецелесообразно, т.к. рост грузоподъемности возможен за