Шнековый вездеход: принцип действия, марки. Амфибия-вездеход

Ав.

Так как для передвижения по особо тяжелому бездорожью, представленному непрочными поверхностями, обычные колеса не подходят, на предназначенные для таких условий транспортные средства устанавливают механизмы, снижающие давление на грунт. Обычно они представлены колесами пониженного давления либо гусеницами. Весьма редко используют шнеки. Далее рассмотрена конструкция, принцип функционирования оснащенных ими машин и некоторые их модели.

Определение

Шнекороторный вездеход, или шнекоход, представляет собой транспортное средство, которое передвигается путем использования шнекороторного двигателя. Ввиду большого разнообразия видов поверхностей, по которым такие машины могут перемещаться, они носят и некоторые другие названия.

Конструкция

Шнекороторный движитель представлен обычно двумя расположенными соосно с направлением движения винтами Архимеда, состоящими из высокопрочного материала. Данный механизм представляет собой наклоненную трубу с винтом внутри. Винт создан в виде наклонной плоскости, навернутой на цилиндр.

Созданные, предположительно, Архимедом в 250 г. до н. э. либо даже ранее, в Греции, изначально данные приспособления предназначались для подъема воды в оросительные каналы. Значительно позже, во второй половине XX в., появились транспортные средства, у которых вместо колес либо гусениц были установлены такие механизмы. Эти современные аналоги Архимедовых винтов называют шнеками.

Приспособления, применяемые на машинах, внешне представляют собой горизонтальные цилиндры, оканчивающиеся конусами с обеих сторон. Снаружи они покрыты грунтозацепами спиралевидной формы. Шнеки обычно производят из цветных металлов. Они либо полые, либо наполнены каким-либо легким полимером, например пенопластом. Это обеспечивают низкое удельное давление на поверхность, благодаря чему оснащенные ими транспортные средства способны перемещаться по таким мягким поверхностям, как снег и грязь, и даже по воде.

Принцип функционирования

Суть работы рассматриваемых двигателей состоит в том, что при вращении шнеков грунтозацепы по резьбе вкручиваются в поверхность. Поворот в такой системе организован по тому же принципу, что и у гусеничных машин: внутренний шнек замедляется.

Функциональные качества

Рассматриваемый механизм обеспечивает высокую проходимость при движении по льду, снегу, раскисшим грунтам, а также дает возможность перемещения по воде. При этом такие транспортные средства не пригодны для передвижения по твердым поверхностям вроде асфальта. Однако в условиях бездорожья данный тип ходовой части также не является идеальным вариантом, так как существенно повреждает поверхность, в том числе растительность.

ЗИЛ-4904

Данный шнековый вездеход создали в 1972 г. Разработчиком являлся ЗИЛ. Причем еще до этого он вел экспериментальные работы над такими транспортными средствами. Так, с 1968 по 1969 гг. был разработан опытный вездеход ШН-1. Для новой машины использовали эти наработки.

Ее оснастили двумя двигателями ЗИЛ-375 с предпусковыми подогревателями. Это 8-цилиндровый V-образный мотор объемом 6,9 л, развивающий 180 л. с., который установили и на ШН-1. Каждый из них имеет собственную гидромеханическую АКПП. Крутящий момент через раздаточную коробку передается на редуктор главной передачи, имеющий два выхода. Через них он поступает на бортовые передачи, каждая из которых приводит в движение соответствующий шнек.

Управление дроссельной заслонкой на ЗИЛ-4904 изначально осуществлялось педалью акселератора, затем данную функцию перенесли на рукоятку. Для поворота служит система, включающая рычаги, сухие многодисковые фрикционы и тормоз главной передачи. Тормоза ленточного типа. Шнеки изготовили из легкого сплава. Диаметр каждого составляет 1,5 м, длина — 5,99 м. Данный шнековый вездеход оснастили системой откачки воды, упростив таким образом передвижение по болотам и воде. А по твердым дорогам его перевозили на специализированном прицепе-эвакуаторе.

Кабину в целях снижения веса изготовили из стеклопластика, но водонепроницаемый корпус стальной. В кабине размещалось 3 человека, еще 4 в салоне. ЗИЛ-4904 существовал в пассажирском и грузовом вариантах. Причем один сделали из другого. Изначально за кабиной установили остекленный пассажирский отсек из стеклопластика на 8 мест. Затем его сняли, а освободившуюся грузовую платформу покрыли тентом. Так получился грузовой шнековый вездеход грузоподъемностью 2-2,5 т. Размеры корпуса составляли 8,575 м в длину, 3,6 м в ширину, 3,44 м в высоту. За счет этого ЗИЛ-4904 стал наиболее крупным транспортным средством такого типа. Его масса равна 7,065 т.

Однако он имел очень скромные динамические характеристики. Причем скорость перемещения варьировала в зависимости от покрытия. Быстрее всего этот шнековый вездеход перемещался по снегу (10,5 км/ч) и по воде (10,1 км/ч). По болоту он мог разогнаться до 7,3 км/ч и медленнее всего двигался по сплавнине (4,45 км/ч). При этом очень большим был расход топлива. При движении по болоту он достигал 65-73 л/100 км, а по воде — 75-85 л/100 км.

ЗИЛ-2906

Данный амфибия-вездеход был разработан в 1973 г. с применением конструктивных решений рассмотренной выше машины. Так, для него использовали аналогичные компоновки органов управления, схему трансмиссии, материал шнеков.

В отличие от прежней модели, которая так и не нашла применения, данную машину изначально разрабатывали для поисково-спасательного комплекса космонавтов, где ее используют и по сей день. Так как их приземление может происходить в любых условиях ландшафта, лучшим вариантом такого транспортного средства сочли шнекороторный снегоболотоход.

Эта машина значительно компактнее предшественника, так как для данных задач не требуется высокая грузоподъемность, но нужна большая быстроходность. Длина его равна 3,8 м, ширина — 2,3 м, масса – 1280 кг. Было предусмотрено 2 сидячих и 2 лежачих места. Ввиду столь компактных размеров и для снижения массы, а также упрощения конструкции использовали два двигателя МеМЗ-967А мощностью по 37 л. с. Каждый из них состыкован с однодисковым сцеплением, планетарным механизмом, 3-ступенчатой вальной КПП с механизмом реверса, установленной под углом в 45° к двигателю. Максимальная скорость составляет 15 км/ч.

В 1979 г. разработали модернизированную версию, ЗИЛ-29061. Данный амфибия-вездеход отличается большими размерами кузова. Длину увеличили до 4,86 м, ширину — до 2,39 м. Двигатели от «Запорожца» заменили на моторы ВАЗ мощностью по 77 л. с. в комплекте с 4-ступенчатыми МКПП. Масса равна 1,855 т. Максимальная скорость возросла на 10 км/ч.

Прочие модели

  • DAF Amphirol. Создан в Голландии в 1966 г., то есть раньше рассмотренных выше советских машин. При этом он был значительно быстрее них (по суше мог разгоняться до 35 км/ч) и также перемещался по воде. Однако данный амфибия-шнекоход был не заводским изделием, а частной разработкой, оснащенной двигателем DAF.

  • Fordson Snow Devil. Единственная американская серийная машина такого рода компании Armstead Snow Motor. Ее производили в 1920-х гг. на основе тракторов Fordson.

  • ШН-67 «Шнек». Это первый шнековый вездеход разработки ЗИЛ, созданный в 1967 г. В дальнейшем разработали модернизированный вариант ШН-68. На основе данных машин был создан рассмотренный выше ЗИЛ-4904.

  • ГПИ-16. Данная модель отличается по конструкции от остальных рассмотренных, так как представляет собой мотонарты. То есть в ходовой части шнеки совмещены с полозьями. Данный шнековый вездеход был разработан лабораторией снегоходных машин Горьковского политехнического института. Существовало весьма много его моделей, но каждая в одном экземпляре, и обширного распространения они не обрели.

  • Snowbird 6. Современная британская модель, созданная в 2001 г. Представляет собой шнекоход-трансформер, который был предназначен специально для экспедиции Ice Challenge.

  • MudMaster. Представлен в 2002 г. компанией Residue Solutions. Разработан для обслуживания ирригационных станций иловых полей, а также для работ на болотах, береговых линиях, в мангровых лесах и т. д. Благодаря данной модели к настоящему времени Residue Solutions стала лидером в производстве таких машин.

Применение

Функциональными качествами обусловлено целевое назначение: шнековые движители устанавливают на вездеходы и амфибии для особо тяжелых условий. Однако в силу разрушительного воздействия, оказываемого на поверхность, а также по причине узкоспециализированности данные механизмы в сфере вездеходостроения не обрели обширного применения.

Источник

Поделитесь этой новостью с друзьями: