Техника - молодёжи 2006-03, страница 6

2006 №03 ТМ

ИДЕИ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕИ

счет объединения нескольких модулей.

Особенностью СПГД является то, что с грунтом контактирует только мягкая оболочка, которая работает только на растяжение от избыточного давления воздуха внутри. У движителя нет ни жестких гусеничных траков, ни многочисленных колес с элементами подвески и сложной трансмиссией. Весь движитель состоит из прочной оболочки из прорезиненной синтетической ткани, двух несущих валков, опирающихся изнутри на оболочку, и силовой рамы, передающей на валки усилия от грузовой платформы

Практически все элементы конструкции работают только на сжатие — растяжение, изгибные нагрузки присутствуют только во вращающихся несущих валках, да и они могут быть снижены установкой поддерживающих промежуточных опор. Благодаря конструктивным особенностям и большим размерам СПГД, силовые элементы их рам могут быть выполнены из пространственных жестких ферм, что резко усиливает жесткость и прочность конструкций, при этом сохраняя относительно малую массу. И чем крупнее машина, тем более эффективным может быть отношение полезной нагрузки к собственной массе.

У СПГД всего одно пятно контакта огромного размера, ни один другой контактный движител ь такого реал изовать не может. Характер распределения давления в пятне контакта неравномерный, а зависит от характеристик грунта, степени загруженности и конструктивных особенностей вездехода. Так, при плавании или движении по болоту возможен режим, когда максимальная глубина погружения в грунт (воду) равна среднему погружению по пятну контакта, что соответствует одинаковому давлению грунта на все точки оболочки СПГД. Такой режим возможен и на твердых грунтах, но требует идеально гладкой и ровной поверхности, что практически не встречается в природе (только искусственные полы в цехах). На прочных однородных грунтах давление плавно повышается от краевых участков пятна контакта к внутренним зонам, при этом несущие валки не касаются грунта, зависая на некоторой

высоте за счет сил натяжения оболочки, огибающей валки.

Высота зависания валков над грунтом является аналогом клиренса для колесных или гусеничных машин. То есть при встрече с препятствием высотой, меньшей, чем высота зависания валков, препятствие проходит под СПГД, не касаясь жестких валков или рамы, контактируя только со свободно натянутой мягкой оболочкой.

Маневрирование СПГД будет не похоже на движение привычных транспортных средств. Огромное пятно контакта и мягкая оболочка не позволят совершить проворот СПГД по грунту, подобно тому, как это происходит у известных колесных или гусеничных машин. На твердом грунте можно развернуться, только полностью остановившись и оторвав СПГД от грунта. Исходя из способа реализации поворота, выбирается компоновочное решение.

Основных схем компоновки может быть несколько:

— с одним СПГД и опускаемой поворотной опорой;

— с двумя СПГД, связанных внешней грузовой платформой, где роль поворотной платформы выполняет опускаемая на грунт грузовая платформа, оснащаемая поворотным столом;

— с двумя СПГД, связанных внешней грузовой платформой, где поворот одного СПГД выполняется при его полной разгрузке на другой, таким образом можно реализовать даже режим шагания вездехода с одного движителя на другой. Все прочие схемы компоновки будут являться комбинацией этих трех базовых вариантов.

ЗАМЫКАНИЕ ОБОЛОЧКИ на торцах движителя может выполняться различными способами. От выбора варианта замыкания зависят многие характеристики СПГД и транспортного средства в целом, будет это узкоспециализированная машина или универсальное вездеходное транспортное средство для экстремальных условий движения.

Предельные варианты — замыкание оболочки на тонкую цилиндрическую ось и замыкание на жесткую фасонную пластину, остальные будут некоторым компромиссом между этими случаями.

Фасонная пластина повторяет сечение оболочки СПГД в некотором определенном, наиболее эффективном рабочем состоянии. При замыкании на нее оболочки, край рабочей ленты должен двигаться по краю пластины. При этом узел соприкосновения оболочки с пластиной должен обеспечивать герметичность оболочки и свободное скольжение края оболочки в зацеплении. Исполнение этого узла скольжения является основной проблемой воплощения этого варианта СПГД. В целом, такая конструкция похожа на первые английские танки Первой мировой войны.

В жестких боковых пластинах могут быть люки для доступа внутрь СПГД, воздушные нагнетатели, механизмы перемещения точек приложения нагрузки от внешней грузовой платформы, а также трансмиссия и двигатели.

Замыкание оболочки на фасонную пластину обеспечивает также жесткое позиционирование грузовой платформы и валков по отношению к оболочке, гарантируя от сползания платформы с рабочей ленты оболочки при движении по косогорам.

При замыкании на тонкую цилиндрическую ось технические проблемы имеют иной характер.

Проблема герметичности и надежности узла скольжения кромки оболочки по цилиндрической оси решается элементарно: оболочка крепится к внешнему кольцу подшипника, а внутренне кольцо герметично сажается на ось от грузовой платформы. Герметичное же уплотнение подшипника — простейшая техническая задача.

Зато резко усложняется конфигурация оболочки на участке от кромки рабочей ленты до уплотнения на оси. Его длина на различных участках контура оболочки изменяется в несколько раз! Из-за больших деформаций материала на замыкающей части оболочки целесообразно использовать материалы с ярко выраженными эластичными свойствами при сдвиге, но нерастяжимые. Таким характеристикам соответствуют сетки с заполнением ячеек тонкими эластичными диафрагмами.

Для снижения влияния переменности расстояния до оси нужно приме