Почему шнековый движитель не получил широкого распространения? И где он применяется до сих пор?
Шнековый винт — давнее изобретение человечества (отличился Архимед), первый патент о применения шнека для передвижения относится к 19 веку, а ходовые образцы машин появились в начале века прошлого. В 60-х годах вездеходы со шнековым движителем достигли своего расцвета, на бездорожье они оставляли позади гусеничную технику. Так почему же эта технология передвижения не получила повсеместного применения? - Давайте разбираться.
Шнек применяется и в быту, увидеть его можно в ручной мясорубке, снегоуборщиках, конвейерах и пр. Применить его для передвижения людям пришла мысль во время промышленной революции, тогда много новых идей буквально витало в воздухе.
Для перемещения по поверхности транспортному средству нужно два шнека, и вращаться они должны в разные стороны (для прямолинейного движения). При вращении шнека спираль врезается и отталкивается от мягкого грунта. Сам шнек выполняют из герметичной металлической трубы с наваренной на нее спиралью, вращает шнеки через многоступенчатый редуктор двигатель внутреннего сгорания. Управление шнекороторным вездеходом происходит по типу танкового: управляется каждый бортовой шнек по отдельности.
Исходя из такой конструкции шнеков, вездеход на таком приводе получает несколько преимуществ над колесной или гусеничной техникой:
- Возможность перемещаться по зыбким грунтам, болотам, илу
- Потрясающая маневренность, можно двигаться в бок и разворачиваться почти на месте
- Положительная плавучесть
- Высокая скорость по снегу любой глубины (до 40 км/ч)
- Можно ездить по болотным зарослям и кустам, в отличие от судна на воздушной полушки
Казалось бы, идеальный внедорожный транспорт для стран, где много площади, но слабая дорожная сеть.
Но у металлических шнеков есть одна малоприятная особенность — они не могут зацепиться за твердую поверхность. То есть, по асфальту/твердому грунту такая машина будет просто перебирать шнеками, пока они не повредятся. И в отличие от гусениц накладками это не исправить. Шнекороторный вездеход нужно сначала до этого самого бездорожья довести и разгрузить.
Например, шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-29061 перевозят на "спине" колесного ЗИЛ-49061 «Синяя птица». Эта связка супер проходимых машин из СССР и сейчас в строю, и применяется она для спасания экипажей космонавтов после приземления в труднодоступные районы (которых полно на Урале и в Сибири). Так что поспособствовал распространению шнекоходов у нас, космос и лично С. П. Королёв, а не только необъятные природные просторы.
Невозможность движения по твердым дорогам и стало одной из главных причин малого распространения шнеков в транспорте, но не единственной.
А попытки комбинировать шнеки и колеса сильно усложняли конструкцию машины:
Далее, отметим малый КПД такой трансмиссии и движителя. Чтобы привести вращение от ДВС до шнека, используется несколько редукторов и приводов, что снижает общий КПД и надежность привода. А про расход топлива и говорить не стоит, у советских вездеходов со шнеками он составлял от 120 л/100 км.
А сами шнеки хорошо отталкиваются только от мягкой и вязкой почвы, на сыпучем песке скорость движения шнекороторного вездехода сравнима с пешеходом. Да и комфорте водителя и экипажа говорить не стоит, подвеска так же тут не предусмотрена.
Еще важная особенность шнекового вездехода с экологической точки зрения. После шнеков на мягкой почве остается полукруглая глубокая колея, разрушается корневая система растений, спираль на шнеке работает как нож. Для чувствительных таежных почв предпочтительней вездеходы с колесами низкого давления.
На данный момент в мире серийно выпускает шнекокоторные вездеходы только одна компания: австралийская Phibion (бывшая Residue Solutions). И применяются их продукция (вездеходы серии MudMaster) в горнодобывающей промышленности, а точнее на шламохранилищах после переработки бокситов. Шнекоход выдавливает из жидкого красного шлама воду, чтобы она не прорывалась из защитных хранилищ наружу. Вода испаряется, шламы твердеют, и в хранилище выливают новую порцию отходов переработки. Больше никакая техника по жидкому шламу передвигаться не способна.
Но несмотря на недостатки, повышенная проходимость шнековых вездеходов до сих пор привлекает энтузиастов и инженеров по всему миру.
Спасибо за внимание.