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TRASPORTO PERSONALE: TERRA, ACQUA, AEREO
Coclea al posto dei cingoli. Trasporto personale
Elenco / Trasporto personale: terra, acqua, aria Ogni anno, lo sviluppo delle aree difficili da raggiungere del paese, che immagazzinano nelle loro profondità una ricchezza incalcolabile, così necessaria per l'economia nazionale, diventa sempre più intenso. Numerosi gruppi di esplorazioni geologiche sono alla ricerca di questi segreti nascosti della natura. Superano centinaia e migliaia di chilometri di tundra impraticabile, attraversano paludi e paludi, fiumi che non gelano nemmeno negli inverni rigidi e nevicate profonde. Vari veicoli da trasporto li aiutano in questo: veicoli fuoristrada cingolati anfibi, veicoli fuoristrada, elicotteri e aeroplani. Eppure, in condizioni particolarmente difficili, la tecnologia esistente si rivela spesso impotente. Bisogna usare animali da soma, slitte trainate da renne e talvolta spostarsi a piedi, indossando sci da caccia o racchette da neve. Pertanto, è comprensibile provare a sviluppare un sistema di propulsione che fornisca un'elevata capacità di attraversamento del paese non solo alle auto, ma anche a veicoli più semplici e piccoli, non meno necessari per lavorare in aree sviluppate remote. Ed esiste un motore di questo tipo: a coclea o a coclea. Naturalmente ha i suoi svantaggi, ma ha anche molti vantaggi. Il principale è garantire la capacità di cross-country in condizioni fuoristrada dove tutti gli altri veicoli non forniscono la capacità di cross-country.
Il sistema di propulsione a coclea ha una storia piuttosto lunga. La sua comparsa risale al 1900, quando all'inventore russo F. Dergint fu concesso il brevetto per una slitta trainata da una coclea. Successivamente, in Francia e Svezia, apparvero i propulsori a coclea, adattati alle automobili e progettati per fornire loro la capacità di muoversi sulla neve.
Queste auto avevano un'elica installata tra le ruote posteriori dell'auto. La coclea veniva messa in rotazione dal motore attraverso una speciale trasmissione. Inizialmente, le auto erano dotate di una di queste unità di propulsione e successivamente di due parallele. Cos'era la trivella stessa! Esternamente somigliava alla vite di un tritacarne: è un'asta di un certo diametro su cui è avvolta un'alta nervatura a spirale. Le coclee erano installate su una sospensione articolata; il conducente dell'auto, attraverso un sistema di leve, poteva abbassarle e alzarle, cioè regolarne l'altezza rispetto alle ruote dell'auto. Cosa ha dato! Quando si guidava su neve alta e a debole coesione, ad esempio, era sufficiente abbassare la coclea in modo che affondasse in uno strato più denso, garantendo una migliore trazione. Successivamente, la coclea iniziò ad essere installata su una sospensione a molla - e la stessa operazione fu eseguita automaticamente, il complesso sistema di controllo a leva per la propulsione fu abolito. Ma nei primi veicoli fuoristrada, la coclea non funzionava ancora in modo sufficientemente affidabile e i veicoli stessi avevano ruote troppo strette che, sotto il peso del veicolo, affondavano profondamente nella neve e creavano una grande resistenza al movimento. E anche il design della coclea era imperfetto. L'asta di piccolo diametro e il bordo alto e stretto della sua filettatura non compattavano la neve e su una crosta dura l'auto poteva muoversi senza tale elica. La fase successiva nello sviluppo del trasporto a coclea è l'aumento del diametro dell'elica, una forte diminuzione dell'altezza della nervatura a spirale e la sostituzione delle ruote con gli sci. Questi miglioramenti hanno aumentato notevolmente l’efficienza della coclea. Ora si è trasformato in un cilindro di grande diametro, che compattava bene la neve durante lo spostamento, e la nervatura della vite, sebbene più piccola in altezza, funzionava molto meglio. I test hanno dimostrato che l'adesione di tale coclea al terreno aumenta all'aumentare del carico su di essa. Questa osservazione portò alla fase successiva nello sviluppo dei veicoli fuoristrada del tipo in questione, che può essere definito moderno, poiché continua ancora oggi. I progettisti abbandonarono l'adattamento della propulsione a vite all'auto e iniziarono a costruire auto speciali in cui l'intera massa è distribuita tra due propulsori a vite e sci a comando anteriore.
Quasi contemporaneamente apparve un altro tipo di macchina a coclea. Non avevano più né ruote né sci, e i motori erano cilindri di grande diametro con avvolgimento della costola di lavoro a tre e quattro vie. Il controllo è stato effettuato come sui veicoli cingolati: frenando una delle coclee. Questo design è considerato il più promettente, poiché consente di utilizzare tali veicoli non solo in inverno, ma anche in condizioni completamente fuoristrada. Qui vale la pena menzionare i test dell'attrezzatura invernale, organizzati nella regione di Mosca alla fine degli anni 'XNUMX, durante i quali furono testate le capacità di varie motoslitte, automobili, trattori e relativi accessori che aumentavano la capacità di sci di fondo sulla neve. del NAMI Institute e singoli progettisti hanno preso parte ai test, ma anche macchine straniere, tra cui la coclea Motobob e il trattore Fordson su tamburi a vite senza fine. Il confronto ha permesso di identificare una serie di vantaggi delle macchine con eliche a vite: relativa semplicità, funzionamento regolare, buona forza di trazione. Ma poi sono emersi anche gli svantaggi, costituiti principalmente da bassa velocità, scarsa manovrabilità e insufficiente affidabilità della progettazione. Un fattore importante era il numero limitato di luoghi in cui potevano essere utilizzati i veicoli a coclea rispetto ai veicoli cingolati e ai veicoli fuoristrada. Tutto ciò ha causato un indebolimento dell'attenzione delle organizzazioni di trasporto nei confronti del sistema di propulsione a coclea. Il risveglio dell'interesse per le macchine con propulsione “a vite”, sia nel nostro Paese che all'estero, si ebbe negli anni '60. È associato alla ricerca di strutture fuoristrada applicabili non solo IN INVERNO, ma anche in altre condizioni stradali particolarmente difficili. Negli Stati Uniti, in Inghilterra e in Giappone furono create varie macchine sperimentali a coclea, progettate specificamente per lavorare in aree fortemente paludose. Nel nostro paese, molto lavoro di ricerca, inclusa la teoria della propulsione a vite, è stato svolto dal laboratorio di motoslitte del Gorky Polytechnic Institute intitolato ad A. A. Zhdanov. Sotto la guida del candidato alle scienze tecniche, professore associato S.V. Rukavishnikov, sono state sviluppate numerose macchine a vite leggere (GPI-16R, GPI-16VA, GPI-16VS e GPI-0,5), i cui test hanno confermato l'ipotesi che l'uso di Le macchine "a vite rotore" sono promettenti propulsori per motoslitte e hanno rivelato una serie di innegabili vantaggi di questi propulsori: maggiore efficienza, maggiore durata e affidabilità, maggiore trazione e qualità di aderenza, peso inferiore e semplicità di progettazione.
Test di una macchina con propulsione a coclea leggera GPI-16R con un motore Izh-Planet con una potenza di 12 CV. Con. ha dimostrato che la macchina si muove costantemente attraverso la neve con una profondità compresa tra 200 e 800 mm e supera liberamente sastrugi fino a 400 mm di altezza. La coclea ha tamburi a coclea con diametro del cilindro di 300 mm ed un passo della linea elicoidale dei ganci di 840 mm, a cui corrisponde un angolo di sollevamento della linea elicoidale del gancio di 42°. La lunghezza del tamburo, comprese le sezioni coniche anteriore e posteriore, è di 1650 mm, con un numero di giri di 3 ed un'altezza del gancio di 50 mm. I ganci sono realizzati a forma di trapezio con base di 35 mm e angolo al vertice di 20°. Durante i test sono stati effettuati confronti con il semicingolato GPI-15, che aveva caratteristiche di peso e potenza simili: entrambi i veicoli hanno mostrato gli stessi risultati per i parametri misurati. I risultati del test indicano che per una motoslitta è possibile utilizzare tamburi a vite con un angolo di elevazione della linea a spirale dei ganci di 42°, ma è auspicabile ridurre l'angolo, il che aumenterà la riserva di trazione della frizione. È stato inoltre notato che i movimenti laterali durante il movimento rappresentano lo svantaggio più significativo di una macchina azionata da un'elica. Sono necessari dispositivi che stabilizzino il movimento lineare, soprattutto su percorsi irregolari. Lo spostamento laterale dei tamburi a vite è noto da molto tempo. Un altro ingegnere, A. A. Krzhivitsky, ne scrisse nel libro "Veicoli meccanici nella neve", pubblicato nel 1926. E già allora raccomandava di limitare le coclee a dei pattini che tagliavano la neve sui lati, stabilizzando il movimento e assorbendo le forze laterali che si generano sul bordo della coclea dei tamburi. I veicoli GPI-0,5 creati dal laboratorio, prodotti in un piccolo lotto, sono stati utilizzati in inverno in Kamchatka per aggirare le linee elettriche, dove hanno sostituito i potenti veicoli cingolati GAZ-71 utilizzati in precedenza. La motoslitta con vite da sci GPI-0,5 è composta da carrozzeria, motore, trasmissione di potenza (trasmissione), telaio, sterzo, sistemi di alimentazione del motore e apparecchiature elettriche. La carrozzeria è interamente in metallo, saldata, aperta, progettata per trasportare 2-3 persone. È l'elemento portante principale del design della motoslitta. Il cofano anteriore, sotto il quale si trova il motore, è incernierato per garantire una facile manutenzione del motore in funzione.
Il motore motociclistico Izh-Planet è dotato di raffreddamento forzato. Ad una velocità dell'albero motore di 3200-3500 giri/min sviluppa una potenza di 15,5 CV. Con. La trasmissione di potenza comprende trasmissioni a catena alla frizione e al cambio, realizzate in blocco con il motore, dal cambio al cambio, nonché trasmissioni di bordo dall'albero principale ai rinvii conici della trasmissione di propulsione. Il disco del freno è montato sull'albero principale. Il telaio è costituito da due sci sterzanti con ammortizzazione a balestra e due tamburi a vite dell'elica con le relative sospensioni. I fusti sono rivettati, non ermetici, con ganci in acciaio inox, il numero di passaggi di avvolgimento è 4. Il passo dei ganci è di 1100 con un angolo lungo il tamburo di 40°. I propulsori posteriori sono ammortizzati, il che consente loro di avere una migliore trazione per superare percorsi irregolari. Lo sterzo della coclea avviene con un volante convenzionale e un meccanismo a pignone e cremagliera; collegamento con leve rotanti borre - aste. Vale la pena soffermarsi sulle macchine speciali sviluppate presso il Gorky Polytechnic Institute intitolato ad A. A. Zhdanov. Nel 1968 furono testati speciali veicoli fuoristrada con eliche a elica dei tipi GPN-63 e GPI-72, creati sotto la guida del professor A.F. Nikolaev. Queste macchine, dotate di elevata capacità di potenza, sono dotate di tamburi a vite sigillati di grande diametro, che offrono la possibilità di muoversi liberamente non solo attraverso la neve o il ghiaccio coperto di neve a velocità fino a 20 km/h, ma anche attraverso l'acqua e paludi invalicabili. Sono dotati di impianti di macinazione del ghiaccio per tritare il ghiaccio attorno alle navi che svernano nei porti del nord, per proteggere le strutture idrauliche dalla distruzione causata dal ghiaccio. Con uno spessore del ghiaccio di 1,5 m, la velocità di penetrazione di tale fresatura raggiunge i 560 m/h. Di grande interesse è anche la macchina GPI-92, progettata specificamente per la meccanizzazione del trattamento dei sedimenti simili a fanghi nei siti degli impianti di trattamento delle acque reflue nelle grandi città. Tali vasche di decantazione hanno una superficie fino a diverse centinaia di ettari e, con moderni impianti di trattamento, dovrebbero assorbire fino a 16000 m3 di sedimenti limosi al giorno nelle grandi città. Una volta disidratate, queste masse possono essere utilizzate nell'industria e nell'agricoltura. Ma la pratica ha dimostrato che il ciclo di disidratazione si trascina per diversi anni, principalmente a causa della crescita eccessiva della superficie del sito con erbacce, che impediscono l'intensa evaporazione dell'umidità. La macchina GPK-82 ha dimostrato una buona manovrabilità attraverso i pozzetti di fango con qualsiasi umidità, e i suoi propulsori a vite rotante distruggono e immergono intensamente la copertura vegetale senza l'uso di accessori aggiuntivi. Mescolano lo strato superiore ad una profondità di 500-600 mm, che favorisce un'evaporazione più intensa dell'umidità. Con una potenza del motore di 115 CV. Con. e un diametro dei tamburi a coclea rotante sigillati di 800 mm, la macchina fornisce una velocità da 5 a 20 km/h, a seconda del grado di umidità dei fanghi. Nello stabilimento automobilistico di Mosca Likhachev furono create anche potenti macchine con eliche a vite. La coclea ShN-I è dotata di un motore da 180 CV. Con. e tamburi rotanti a vite sigillati di Ø 800 mm, con gancio di lavoro trapezoidale alto 120 mm e angolo di inclinazione di 17°. Per aumentare la rigidità, uno strato di poliuretano viene spruzzato sulla superficie interna dei tamburi. La macchina è progettata per viaggiare nella neve profonda e nelle paludi. Una macchina per lo spostamento delle paludi a coclea dal design insolito è stata creata presso l'Istituto di economia nazionale di Mosca intitolato a M. N. Gubkin. Le sue due viti, ruotando in sensi opposti, permettono di spostarsi avanti e indietro; quando si muovono in una direzione, l'auto può spostarsi lateralmente, anche sull'asfalto. Questo veicolo da palude è progettato per il trasporto di attrezzature di perforazione su terreni difficili, ad esempio una piattaforma di carico su un cuscino d'aria. Tra le auto straniere, di particolare interesse è il modello giapponese della Dorothy Auger. Non ha due, ma quattro coclee, posizionate in sequenza due su ciascun lato. Inoltre, qualsiasi vite può ruotare in entrambe le direzioni. Grazie a ciò, la macchina ha una manovrabilità eccezionale. Gli appassionati di creatività tecnica hanno prestato attenzione anche al sistema di propulsione a vite rotante. Nel 1965, l'ingegnere P. G. Gavrilov di Temirtau propose di convertire l'auto Pobeda standard installando due coclee e sci di controllo anteriori. Le coclee erano montate su apposite staffe prive di elementi ammortizzanti ed erano azionate in rotazione da alberi cardanici provenienti da un cambio ad ingranaggi angolari montato sul motore. Dello stesso autore è il progetto di una macchina avvita sci, in cui i tamburi della coclea erano dotati di ammortizzatori pneumatico-idraulici, che miglioravano l'aderenza dell'elica al terreno su percorsi sconnessi. Nel 1973, l'ingegnere P.V. Oleinikov del villaggio di Zarechensky, nella regione di Murmansk, costruì la coclea CRAB-1. Dobbiamo rendere omaggio alla perseveranza di un amante della creatività tecnica: ci sono voluti tre anni per rendere la macchina non solo operativa, ma anche affidabile: funziona durante tutto il periodo invernale senza guasti.
I pattini della coclea KRAB-1 sono costituiti da uno sci per il corpo, una coclea, un'unità motore e uno sci a controllo anteriore, che compatta la neve davanti alla coclea durante lo spostamento. Il corpo ha una forma a U: i piani laterali, dotati di sottosquadri, scivolano sulla neve e nell'intaglio è posizionata una coclea. I sottosquadri neutralizzano le forze laterali che si verificano sulla coclea operativa, garantendo un movimento stabile e rettilineo della macchina. E gli stessi aerei da sci limitano lo spazio in cui opera la coclea, il che aumenta significativamente la sua efficienza. L'unità di propulsione è montata su un telaio, la cui parte anteriore è incernierata alle unità di potenza dell'intaglio a forma di U. La sua parte posteriore non è collegata al corpo dello sci e si estende oltre il bordo posteriore. Su di esso sono installati un motore Izh-56 con raffreddamento ad aria forzata e un cambio (retromarcia) utilizzando una staffa speciale. L'ultimo da/per l'asse posteriore della sedia a rotelle. Una trasmissione a catena va dal cambio alla trasmissione della coclea. Durante lo spostamento, questo schema consente al telaio della coclea insieme al motore di muoversi su un piano verticale, fornendo una migliore trazione tra l'elica e la strada su superfici irregolari. Ciò è facilitato anche dal carico ottimale della coclea, che sostiene il peso del motore e del cambio. Il gruppo propulsivo, come tutte le macchine simili, è un tamburo cilindrico Ø 320 mm e lungo 1500 mm con tre ganci a spirale sfasati tra loro di 120°. Il passo dei ganci è di 450 mm, ciò significa che in un giro la coclea avanza di 0,45 M. La spirale a tre vie aumenta la trazione con la neve, poiché a una distanza di 1,5 m le lunghezze della coclea si innestano. 9 costole contemporaneamente. Per realizzare i ganci, il progettista ha utilizzato i dischi usati della frizione del trattore. Lo sci anteriore sterzante è dotato di una sospensione morbida composta da una molla, due ammortizzatori del ciclomotore Riga e limitatori: cuscinetti in gomma che prevengono urti violenti e proteggono la molla dai danni. Anche una breve panoramica delle macchine con propulsione a coclea dimostra che lo sviluppo di questo specifico tipo di mezzi di trasporto continua, così come la ricerca di nuove soluzioni progettuali. Autore: I.Nikolaev
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