Что ты такое?
И главное для каких целей?
Тема шнекохода, как мне кажется, достойна отдельного поста.
ЗИЛ-4904 виделся создателям как вершина модельного ряда, машины которого должны использоваться поисково-спасательными службами, геологами, нефтяниками, исследователям Крайнего Севера — всеми, кто имеет дело с тотальным бездорожьем.
Шнеки изготовлены алюминиевого сплава Амг-61, который обеспечил легкость и прочность конструкции. Обычно шнеки внутри полые либо заполнены полимером, поэтому такие вездеходы "по умолчанию" являются амфибиями. Не был исключением и громадный ЗИЛ-4904, у которого длина каждого шнека равнялась шести метрам, а диаметр — полутора метрам. Во вращение эти "мясорубки" приводились парой V-образных 180-сильных бензиновых моторов ЗИЛ-375, которыми комплектовались внедорожные грузовики "Урал". Двигатели были оснащены предпусковыми подогревателями.
Чтобы передать крутящий момент на винты-шнеки, была придумана трансмиссия, состоящая из раздаточной коробки и главной передачи, редуктор которой распределял момент на две бортовые передачи, вращавшие каждая свой шнек. А поворот осуществляла система рычагов, сухих многодисковых фрикционов и тормоза главной передачи. Водитель мог заставить машину двигаться в любом направлении — вперед, назад, вбок, поворачивать по дуге или разворачиваться на месте. Принцип поворота тот же, что и у гусеничного транспорта, за счет подтормаживания одного из бортов, но маневренность и проходимость "шнека" получается на порядок выше.
Кабина ЗИЛ-4904 изготовлена из стеклопластика, а водонепроницаемый корпус, в который упрятаны агрегаты, стальной, с аварийной системой откачки воды. Громадина имела снаряженную массу свыше 7 тонн и могла перевезти 2,5 тонны груза.
Максимальная скорость шнекохода невысока — конкретно у ЗИЛ-4904 она составляет 16 км/ч по снегу, 10,5 км/ч по воде и 7,3 км/ч по болоту. Но на практике с этими скоростями машина может двигаться по любой поверхности, не теряя маневренности, мгновенно разворачиваясь на месте, пересекая целину, болота, топи, бурелом, полыньи
На самом деле ЗИЛ-4904 во многом был лишь "пробой пера" для специалистов бюро, которым руководил В. А. Грачёв. Большинство наработок по ЗИЛ-4904 — материал шнеков, принципиальная схема трансмиссии, компоновка органов управления — впоследствии пригодились в разработке более легкого шнекохода ЗИЛ-2906 и его "эволюции" ЗИЛ-29061 с двумя 70-сильными двигателями ВАЗ.
Более того, на этом "потомке" инженеры ЗИЛ набрали такой ход, что в 1980-х включили ЗИЛ-29061 в уникальный поисково-спасательный комплекс, в который, помимо "шнека", входила пара автономных шестиколесных вездеходов, перевозивших шнекоход и людей. "Комплекс-490" предназначался для... розыска и транспортировки космонавтов из места посадки!
Эта уникальная разработке носила романтичное название "Синяя Птица".
Шнекороторный снегоболотоход. Согласитесь, звучит настолько круто, что было просто необходимо попробовать это сделать. Ну, я и сделал :) Естественно, с кучей косяков из-за недостатка опыта в конструкторских делах, но все-равно получилось довольно забавно. Но обо всем по порядку.
Вообще, изначально, я был в поисках платформ для всяких зимних робототехнический проектов. Ну и вспомнил про шнековое шасси, которое давно видел одном из старых журналов. Уже не помню, в каком именно, возможно, в "Моделист-конструктор", но это не точно.
С девизом "сначала делай, потом думай" было решено приступить к сборке.
Сперва я хотел собрать, любимую мной, фанерную тележку с лапшой, просто "чтоб потестить" шнеки. Ну примерно такую же, как когда я тестировал самодельные гусеницы:
Потом же я наткнулся на фотографию шнекохода ЗИЛ-4904 и подумал, вот оно, надо брать делать. И, в итоге, по приколу, решил стилизовать тестовую тележку под модель советской техники. Тем более, сделать кабину и чуток всяких держателей и крышек не составило особых проблем. Но, в остальном, тестовая тележка остается тестовой тележкой :)
прим.: Фотографию ЗИЛ-4904 не приложу, мало ли там авторские права, все дела, но гуглится она очень просто.
Близость Новогодних праздников и руки из одного места дают о себе знать. На деле, подход экстремального прототипирования дал сбой и полезли косяки. Мои, естественно :) Хотя платформа и тестовая, и косяки просто неизбежны, но, в этот раз, их как-то слишком много:
1) Вес платформы оказался намного больше, чем ожидалось, поэтому платформа в свежем снегу часто тонет и буксует. Это, в принципе, еще легко решается: путем увеличения диаметра шнеков.
2) Выбранные моторы просто катастрофически слабые. В процессе сборки, я как бы догадывался об этом, но отгонял эту мысль подальше. Т.к. других моторов у меня пока что нет, а переделывать платформу под размеры поменьше не хотелось.
3) Отказ работы li-ion аккумуляторов на морозе. Винить я их не могу, сам в такую температуру на улицу выходить не хочу -_-. Бороться с этим, вообще, пока что без понятия как. Только сейчас понял, что до этого не делал ни одного зимнего проекта. Тут даже вопрос не только по аккумуляторам, но и в целом, с температурой, т.к. моторы тоже клинило на морозе. Буду рад советам, если кто в этом шарит.
4) Ну и по мелочи: смещенный центр масс, отсутствие некоторых электронных компонентов и т.д.
В остальном, ну кроме, разве что небольшой скорости, шнекоход выглядит довольно эффектно.
И, если учесть все косяки и грабли, то платформу вполне себе можно использовать для зимних проектов.
Тем более, например, то же гусеничное шасси, как аналог для зимних проектов, сделать намного сложнее. Так чтоб оно еще и не разваливалось на ходу. Шнекороторное, на мой взгляд, понадежнее. Правда, это с учетом наличия 3d принтера и если речь о небольших тележках, для которых шнек напечатать можно. ИМХО, конечно.
Так что шасси - топ. Исполнение - шляпа. Полученный опыт - бесценен. Вам - добра.
До встречи, я надеюсь :)
Эту машину изобрели давно. Еще во второй половине XIX века был зарегистрирован ряд патентов на транспортные средства, движителем для которых служил архимедов винт.
Принцип движения шнекороторного вездехода прост. Машина оборудована двумя или более соосными с направлением движения роторами. При вращении они отталкиваются от поверхности, по которой движется вездеход, и продвигают его вперед.
Шнекоходу не страшно ничего. Там, где вязнет машина с огромными бескамерными шинами, где из-за неровностей рельефа не может пройти судно на воздушной подушке, шнекоход будет медленно, но верно продираться вперед. Кроме того, полые роторы-шнеки могут служить поплавками, превращая вездеход в амфибию.
И, конечно, зная о существовании в природе таких замечательных машин, никак нельзя было пройти мимо и не попытаться построить модель.
Рассказывать о строительстве особо нечего, каждый может построить себе такую машину, исходя из собственных представлений. Ничего сложного в конструкции нет. Скажу только несколько слов о самих шнеках. Первоначально намеревался взять черенок от лопаты и выпилить из него два цилиндра. Из консервной банки вырезать жестяную ленту и просто приколотить её гвоздями по спирали к этим цилиндрам. Однако, от такой идеи пришлось отказаться, в следствие того, что хотелось сделать вездеход-амфибию, то есть машину, не только движущуюся по земле, но и плавающую. Деревянные шнеки в этом случае, очевидно, оказались бы слишком тяжёлыми. Поэтому были взяты полиэтиленовые трубы, которые используют в строительстве при прокладке электрических проводов. Шнеки получились лёгкие, но даже их не хватило, чтобы поддержать у нашего шнекохода нужную плавучесть. Пришлось подклеить к раме между шнеками дополнительный поплавок. Он очевидно мешает движению по неровной местности, но зато позволяет машине преодолевать водные препятствия.
Шнекороторные вездеходы изобрели давно. Еще во второй половине XIX века был зарегистрирован ряд патентов на транспортные средства, движителем для которых служил архимедов винт. Но по ряду причин шнекоходы так и не получили должного распространения. Почему?
Принцип движения шнекороторного вездехода прост. Машина оборудована двумя или более соосными с направлением движения роторами — винтами Архимеда. При вращении они отталкиваются от кашеобразной или жидкой субстанции, по которой движется вездеход, и продвигают его вперед. Идея настолько проста, что любой ребенок может своими руками сделать подобную игрушку: шнекоходы были популярным классом моделей в кружках юных техников.
Шнекоходу не страшно ничего. Там, где вязнет болотоход «Трэкол» с огромными бескамерными шинами, где из-за неровностей рельефа не может пройти судно на воздушной подушке, шнекоход будет медленно, но верно продираться вперед. Для спасательных операций в условиях, например, северных болот, он может стать незаменимым помощником. Кроме того, полые роторы-шнеки могут служить поплавками, превращая вездеход в амфибию. Где же недостатки?
Они налицо. И самый основной — это полная неспособность шнекохода передвигаться по хотя бы чуть-чуть твердой поверхности. Как только шнек «чувствует» землю, машину начинает сносить в сторону и трясти. Вроде бы этого нетрудно избежать, сделав поворотной кабину вездехода. Пусть на шнеках он идет по оси X, а по дороге катится по оси Y. Но, увы, так сделать нельзя, потому что от качения шнеки будут попросту разрушаться, теряя присущие им свойства архимедова винта. А если сделать их сверхпрочными, шнекоход будет дробить асфальт или другое покрытие. Есть и еще один недостаток: крайне низкая скорость движения при высоких энергетических затратах. Именно невозможность существования шнекохода в качестве самостоятельной транспортной единицы и не позволило подобным вездеходам получить должное распространение. В том крайне узком сегменте, где без них не обойтись, делают просто: привозят шнекоход в кузове другой машины и спускают его на воду или грязь.
Узость сегмента делает экономически невыгодным производство шнекоходов. Как же сейчас обстоят дела на этом рынке?
Сегодняшние реалии.
На данный момент в мире существует только одна компания, занимающаяся серийным изготовлением шнекоходов, — это австралийская Residue Solutions, производитель шнекохода MudMaster («Специалист по грязи»). Правда, серия совсем небольшая- компания продает едва ли пару десятков машин в год (что, впрочем, вполне прилично с учетом стоимости шнекохода). MudMaster — мощная профессиональная машина, предназначенная для обслуживания станций ирригации и сельхозугодий, требующих постоянного наличия воды (скажем, иловых полей), а также для работы в условиях болот, мангровых лесов, береговых линий с низкой плотностью почвы и т. д. Проще говоря, для работы в грязевой жиже. Восьмиметровый MudMaster весит 18,5 т и приводится в движение шестицилиндровым дизелем Cummins. Собирается каждый экземпляр шнекохода по заказу; процесс сборки занимает 18 недель. Оборудование на MudMaster можно поставить самое разное — от мелиорационной системы до подъемного крана; по сути это просто платформа.
Снежный толкач Беккера (1960). Оригинальную машину на базе шнекохода запатентовал калифорниец Элвин Беккер. Идея Беккера состояла в создании независимого модуля, оснащенного двумя параллельными роторами-шнеками, приводящимися от общего двигателя. Модуль можно прицепить к саням или даже к лыжнику.
Теоретически шнекоход можно заказать еще в голландской компании Eco Dredging Ltd. Под торговой маркой VISона производит всевозможное оборудование для быстрого создания искусственных водоемов, котлованов и т. д. В модельном ряду компании некоторое время находился небольшой шнекоход VIS Amfirol. В отличие от универсального австралийца, Amfirol- просто маленький грузовичок-амфибия на шнековом ходу. Надо сказать, что специалисты Eco Dredging не самостоятельно разработали шнекоход. Изначальную машину под названием Amphirol (да, через «ph») спроектировал и построил в 1960 году голландский инженер Джей-Джей де Баккер. Шнеки приводились в движение двумя 750-кубовыми двигателями DAF, представленными производителем. ДеБаккер очень болел за свою идею, построил позднее вторую модель (первая некоторое время стояла в музее DAF), но наладить производство не сумел.
Шнеки в СССР
Благодаря необъятным просторам, обширным болотам и разреженной дорожной сети Советский Союз и, в частности, его северо-восточные территории казались идеальным плацдармом для применения шнекоходов. Рыхлый снег толщиной в пару метров- великолепная среда для подобной машины. Советские инженеры с определенной регулярностью обращались к теме шнекоходов, но раз за разом сдавались. Даже в государстве, где приказ партии частенько перевешивал фактор экономической выгоды, шнекоходы были обречены.
Самый известный и эксплуатирующийся по сей день советский шнекоход — ЗИЛ-2906 (или усовершенствованный 29061). Более точная его классификация — шнекороторный снегоболотоход. С 1980 по 1991 год на заводе имени Лихачева было построено 20 поисково-спасательных комплексов повышенной проходимости «Синяя птица». Заказчиком выступило бюро им. С.П.Королева: основным назначением комплекса должно было стать спасение космонавтов после приземления. В состав комплекса входили пассажирский автомобиль ЗиЛ-49061, грузовой вездеход ЗиЛ-4906 и собственно снегоболотоход. Последний помещался в кузов грузовика и выгружался лишь в случае необходимости. Надо сказать, что необходимости практически так и не возникло. Шнекоход в основном демонстрировал чудеса проходимости там, где на брюхо садились даже танки, а также служил народному хозяйству. Например, в рыбхозе его использовали для уничтожения камыша — он был способен забраться в такие дебри, куда ни лодки, ни амфибии попасть не могли.
Но ЗИЛ-2906 хотя бы нашел себе применение. А вот остальные советские разработки остались на стадии прототипа. Например, еще в 1972 году был построен шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-4904 — самый большой в мире, грузоподъемностью 2,5 т. Он приводился в движение двумя 180-сильными двигателями и был действительно могуч. Только вот применения ему не нашлось. Зачем нужен огромный грузовик в местах, где больше ни одна машина не пройдет? Что возить-то? Лес? В итоге несколько построенных 4904-х отправились на слом, лишь один чудом сохранился до наших дней. Сегодня на него можно посмотреть в Государственном военно-техническом музее в Черноголовке.
Радиоуправляемый Tyco Terrain Twister провалился на рынке. Его обтекаемые формы не соответствовали черепашьей скорости, на ровной поверхности он умел ездить только боком, а на воде гораздо интереснее было пускать кораблики.
Немного истории.
На самом деле шнекороторный движитель был впервые запатентован в 1868 году (!) американским изобретателем Джейкобом Морэтом, а первый российский патент на шнековые сани появился в 1900 году. Вообще, за последние 150 лет патентов и авторских свидетельств на шнекороторные вездеходы и амфибии было пруд пруди. Только вот в металле воплотились всего несколько. Первым стал паровой шнекоход Джеймса Пиви из Мэйна, построенный в 1907 году.
Наиболее известным (и, пожалуй, единственным серийным) был снегоболотоход «Снежный дьявол» на базе трактора Fordson, который строила компания Armstead Snow Motor в 1920-х годах. Компания придумала отличную схему: она просто клепала комплекты для переоборудования шасси любого «Фордзона» в шнекоход. Сколько таких машин было сделано, толком неизвестно. До наших дней точно дошел один экземпляр, бережно хранящийся в автомобильном музее в Вудленде, Калифорния.
Во время Второй мировой публикаций в газетах и достаточно громкой славы удостоился шнекоход, сконструированный немецким офицером Иоганном Раделем в 1944 году. Основной мыслью Раделя была трудность освоения снежных просторов России после ее окончательной капитуляции. 28 апреля 1944 года Радель провел первые испытания шнекохода, созданного на базе обычного трактора; испытывал он машину в горах Тироля, причем успешно. Но было поздно: ситуация на фронтах явно не располагала к использованию машины Раделя.
И шнек, и снег.
Шнекоход может служить не только для промышленных целей, но и как индивидульное средство транспорта. К примеру, целый модельный ряд шнекороторных вездеходов создали в шестидесятые годы в Горьковском политехническом институте (ГПИ).
В 1965 году появилась первая машина этой серии — шнекороторный снегоход ГПИ-16, а затем и многочисленные её модификации. Конструктивно все эти вездеходы представляли собой обычные снегоходы, в которых вместо гусениц были установлены шнеки. Скорость передвижения была, конечно, невелика, зато шнекоход не вяз никогда и нигде.
К 1972 году технология была налажена и отточена — это позволило создать вездеход РВБ-ГПИ-02, мощную машину, применявшуюся для обработки отстойных иловых площадок очистных сооружений на станциях аэрации, а затем и её наследницу РВБ-ГПИ-06. Впоследствии разработки Горьковского политеха получили продолжение; например, на ЗИЛе испытывали шнекоход ШН-1. Если же углубиться в давнюю историю, ещё в 1926 году инженер Крживитский спроектировал и построил шнекосани для лесохозяйства (он, кстати, выпустил ряд монографий и книг по различным типам снегоходов). Но всё это были лишь искры от несуществующего костра.
Пути развития.
Итак, основная проблема шнекохода — бесполезность в любой «цивильной» среде и невозможность передвигаться по ровной дороге. Соответственно, дальнейшее развитие этого вида вездеходов лежит в универсализации конструкции. Попытки были и раньше. В частности, безумные ребята из компании Ice Challenger спроектировали и построили универсальный вездеход Snowbird 6, способный двигаться как на шнеках, так и на гусеницах. За базу был взят небольшой гусеничный грузовичок, к которому прикрепили два мощных шнека. Когда нужно было перейти от гусеничного хода к шнековому, роторы опускались ниже гусениц — и машина превращалась в шнекоход. В 2002 году экспедиция в составе шести человек на Snowbird 6 успешно проехала по льду Берингова пролива из поселка Провидения на Чукотке вплоть до города Ном на Аляске- 350 миль за 8 дней. Машина выполнила свое предназначение.
Но вопрос по‑прежнему стоит ребром: кому на самом деле нужен шнекоход, если полтора десятка подобных машин, производимых австралийской компанией Residue Solutions, вполне покрывают мировые нужды? Поэтому, если Алексею не удастся совершить революцию в вездеходной промышленности, шнекоходы так и останутся странным видом транспорта, предназначенным разве что для работы на иловых площадках станций аэрации…
https://www.popmech.ru/technologies/11541-vvinchivayas-v-gry...