Jak działają pojazdy z napędem śrubowym

Ciągnik Fordson z napędem śrubowym z 1926 r. Na wystawie w Hays Antique Truck Museum w Woodland w Kalifornii. Zdjęcie dzięki uprzejmości Killiondude

Gdzie byśmy byli bez starego dobrego koła? Pozwala nam poruszać się po utwardzonych powierzchniach, takich jak ścieżki gruntowe i utwardzone drogi, z łatwością i szybkością, i robi to całkiem nieźle od tysięcy lat.

Niestety, nasz przyjacielu, koło nigdy nie było tak naprawdę świetne w błocie, śniegu czy wodzie, ponieważ te media nie zapewniają wystarczająco twardej powierzchni, aby naciskać na twardą nawierzchnię. Brak oporu na tych powierzchniach jest w rzeczywistości przeszkodą w pokonywaniu ich.

Ale z biegiem lat kilku producentów pojazdów wymyśliło rozwiązanie, które wydaje się - cóż, po prostu dziwaczne. W rzeczywistości jest to cholerne. Te urządzenia poruszają się przez półlepki materiał, taki jak śnieg i błoto, w taki sam sposób, w jaki wkręt jest wbijany w drewno.

W tym artykule zbadamy, jak działają pojazdy z napędem śrubowym, ich historię i jak radzą sobie w warunkach terenowych, które sprawiłyby, że nawet Humvee "powiedziałby wujek".

Jeśli jesteś wiernym czytelnikiem domeny .com, to znasz „ćwiczenie”: przeczytaj następną stronę, aby dowiedzieć się o projektowaniu pojazdów z napędem śrubowym.

Zawartość

1. Projektowanie pojazdów z napędem śrubowym
2. Historia pojazdów z napędem śrubowym
3. Osiągi pojazdów z napędem śrubowym

Śruba Archimedesa używana do nawadniania upraw w delcie Nilu. Urządzenie, wynalezione przez Archimedesa podczas pobytu w Egipcie, działa jak śruba hydrauliczna do podnoszenia wody z niższego poziomu. J W Thomas / Getty Images

Pojazdy z napędem śrubowym mają w szczególności jedną cechę, która wyróżnia się, nadając im dziwny wygląd. Zamiast kół są wyposażone w parę dużych, długich cylindrów z gwintami przypominającymi śruby biegnące na całej długości.

Na szczycie cylindrów znajduje się miejsce lub kabina kierowcy i pasażera, wraz z pewnym rodzajem silnika. Sam silnik jest połączony z cylindrami śrubowymi za pomocą wałków lub łańcuchów lub innych środków mechanicznych, które obracają je w przeciwnych kierunkach. Poprzez obracanie śrub w przeciwnych kierunkach, pojazdy mogą poruszać się do przodu (lub do tyłu). Śruby obracane w tym samym kierunku przesuwają maszynę na boki.

Pojazdy te działają na zasadzie tzw Śruba Archimedesa. Zasadniczo zakłada, że ​​owijając płaszczyznę (płaską powierzchnię) wokół zamkniętego słupa na pochyłości i obracając ten zespół, można przesuwać płyny lub materiały sypkie - „zawieszone ciała stałe” - w górę, wbrew sile grawitacji. Uważa się, że takie urządzenia były używane do nawadniania słynnych wiszących ogrodów starożytnego Babilonu. Dziś są używane do nawadniania, odwadniania zanurzonych obszarów, aby można je było wykorzystać jako ląd i do przemieszczania substancji półstałych, takich jak zboża… a nawet ścieki!

Chociaż pojazdy z napędem śrubowym nie są całkowicie zanurzone w błocie, śniegu lub wodzie, są w stanie popchnąć wystarczającą ilość materiału, aby uzyskać ruch. Więc to coś w rodzaju śruby Archimedesa w odwrotnej kolejności. Jako bonus, ponieważ cylindry są puste, mogą również działać jako pływaki.

Aby sterować pojazdem z napędem śrubowym, operator przykłada większą moc do lewej lub prawej śruby, w zależności od tego, w którym kierunku kierowca chce skręcić. Pojazdy z napędem śrubowym mogą nawet poruszać się na boki, jak kraby.

Chociaż mogą to być niezwykłe dzieła inżynieryjne, nie oszukujmy się, pojazdy z napędem śrubowym wynalezione do tej pory prawdopodobnie nie wygrywają żadnych motoryzacyjnych konkursów piękności. Od użytkowego Armstead Snow Motor, który był oparty na ciągniku rolniczym Fordson, po ZiL-29061 z czasów radzieckich, te bestie zostały zbudowane, aby przetrwać w środowiskach, które były mokre, lepkie, nieprzejezdne dla innych pojazdów, a być może nawet trochę obrzydliwe. Dlatego w przypadku każdego z tych unikalnych pojazdów projektanci wydawali się gotowi poświęcić dobry wygląd na rzecz wytrzymałości.

Czytaj dalej, aby poznać niektóre z bardziej znanych pojazdów z napędem śrubowym ubiegłego wieku.

Bliższe spojrzenie na gwinty podobne do śrub w traktorze Fordson z napędem śrubowym 1926. Zdjęcie dzięki uprzejmości Killiondude

Rekord jest nieco szkicowy, jeśli chodzi o początki tych maszyn. Ale jednym z pierwszych opublikowanych projektów pojazdu z napędem śrubowym był projekt Jacoba Moratha, szwajcarskiego imigranta do Stanów Zjednoczonych, który opatentował dwuślimakową maszynę do orki w 1899 r..

Być może jedną z najbardziej eksponowanych z tych niezbyt znanych maszyn z napędem śrubowym była Armstead Snow Machine, znana również jako Snow Devil. Szeroko rozpowszechniony film online pokazuje tę napędzaną śrubą maszynę wykonującą różne wyczyny w głębokim śniegu, który zakłóca inne środki transportu - w tym jednego biednego konia.

Mimo swoich umiejętności na mokrym śniegu Armstead, przeróbka traktora Fordson, najwyraźniej miał pewne trudności w ekstremalnych północnych klimatach. Zimny, suchy śnieg na Alasce utrudniał maszynie, jak podaje Alaska's Fountainhead Antique Auto Museum, które nabyło kilka maszyn i ich historie [źródło: Fountainhead Antique Auto Museum].

Siły zbrojne od lat wykazują także przynajmniej przelotne zainteresowanie lokomocją śrub. Nazistowskie Niemcy zbadały maszynę z napędem śrubowym, aby poruszać się po zaśnieżonym froncie wschodnim - czołgi często tonęły w śniegu i grzęzły. Maszyna napędzana śrubą, wynaleziona przez Johannesa Raedela, nigdy nie weszła do produkcji. Wojsko Stanów Zjednoczonych krótko rozważało projekt napędu śrubowego dla swojego małego transportu „Łasica” dla sił specjalnych podczas II wojny światowej, zanim zdecydowano się na projekt gąsienicowy.

Podczas zimnej wojny ówczesna firma motoryzacyjna ZiL w Związku Radzieckim zbudowała jeden z najbardziej onieśmielających pojazdów z napędem śrubowym. ZiL-29061 ze swoimi kątowymi liniami i masywnymi podwójnymi śrubami napędowymi wyglądał jak pojazd prosto z apokalipsy. Możesz też znaleźć jego filmy w sieci. ZiL został zbudowany, aby zabrać radzieckich kosmonautów po wylądowaniu w miejscach, które były zbyt niebezpieczne dla innych pojazdów, takich jak dalekie rejony Syberii.

Obecnie można nawet znaleźć pojazdy z napędem śrubowym. Są używane w zastosowaniach przemysłowych i górniczych do przemierzania niechlujnego terenu i rozbijania błotnistych połaci gliny, aby wysychała szybciej.

Aby dowiedzieć się o możliwościach pojazdów z napędem śrubowym - co mogą, a czego nie mogą - przeczytaj następną stronę.

Cieśnina Beringa oddzielająca Syberię od Alaski na północnym Pacyfiku. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA

Jak się zapewne domyślasz, pojazdy z napędem śrubowym to wysoce wyspecjalizowane maszyny. W związku z tym są wyjątkowo dobrzy w wykonywaniu wąskiego zestawu zadań. I są całkiem kiepskie we wszystkim innym, na przykład chodzenie do supermarketu po artykuły spożywcze (chyba że twój supermarket znajduje się na bagnach lub ośnieżonych pustkowiach).

W swoich naturalnych elementach błota i błota pośniegowego, niektóre maszyny napędzane śrubą mogą osiągać prędkości od 7,5 do 10 mil na godzinę (12 do 16 kilometrów na godzinę). Jako przykład, Armstead / Fordson pędził w głębokim i ciężkim śniegu, ale walczył w sypkim materiale. Był też notorycznie żarłocznym konsumentem paliwa. Z drugiej strony mógł podobno ciągnąć (ponownie na śniegu) 20 ton (18144 kilogramów) ładunku, takiego jak kłody, holując go na jednym lub więcej saniach. Napędy śrubowe zwykle działają dobrze na ciężkim śniegu, błocie, nawet na lodzie lub bagnach. Ale tak naprawdę nie można ich uznać za pojazdy „terenowe”, ponieważ, jak na ironię, na zwykłych drogach są dość fatalne.

Być może najbardziej znanym użyciem pojazdu z napędem śrubowym w dzisiejszych czasach było przekroczenie zdradzieckiej Cieśniny Beringa przez dwóch poszukiwaczy przygód z Wielkiej Brytanii w 2002 roku (podczas ich drugiej próby). Ta wyprawa „Ice Challenger” była pierwszym przekroczeniem niebezpiecznego połączenia między Stanami Zjednoczonymi a Rosją pojazdem lądowym.

Liczne zagrożenia sprawiają, że przeprawa jest potencjalnie śmiertelna - kry lodowe, które mogą poważnie uszkodzić statki, fragmentaryczny lód, który może zapaść się do morza pod ciężarem pojazdu, a nawet niedźwiedzie polarne. Jednak Steve Brooks i Graham Stratford przeprawili się swoim Snowbirdem 6 - amfibią, która jeździła po torach po śniegu i lodzie i wykorzystywała śruby typu wysięgnika do unoszenia się i poruszania się po wodzie. Śruby pomogły również Snowbird 6 wydostać się z wody i wrócić na lód.

Aby uzyskać więcej informacji na temat pojazdów z napędem śrubowym i innych pojazdów, które schodzą z utartego szlaku, skorzystaj z łączy na następnej stronie.

Powiązane artykuły

• 5 najdziwniejszych pojazdów, jakie kiedykolwiek wyprodukowano
• Jak działa DeLorean
• Jak działa Gibbs Aquada
• Jak działają monowheels
• Jak działają szczurze pręty 
• Jak działają samochody trójkołowe

Więcej świetnych linków

• Fountainhead Antique Auto Museum
• Amfirole

Źródła

• Amo-zil.ru. "Historia." (12 lutego 2011) http://www.amo-zil.ru/english/history.html
• Amphibiousvehicle.net. „Amphirol (1960)”. 16 kwietnia 2010 r. (14 lutego 2011 r.) Http://www.amphibiousvehicle.net/amphi/D/dafrolling/dafrolling.html
• Beller, Larry D., Hart, Douglas S., White, Robert L. ”„ Auger-powered Amphibious Toy ”. Patent USA nr 5203729. ” Freepatentsonline.com. Kwiecień 1993. (13 lutego 2011) http://www.freepatentsonline.com/5203729.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. „Więcej silników do śniegu”. 3 lutego 2010 r. (10 lutego 2011 r.) Http://fountainheadauto.blogspot.com/2010/02/more-snow-motors.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. "Śnieżne diabły!" 13 grudnia 2009 (10 lutego 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2009/12/snow-devils.html
• Posłaniec, Ben i Mullins, Peter. „Najlepszy ATV: Snowbird 6 pokonuje Cieśninę Beringa; przeprawa przez wodę i lód - innowacyjne wykorzystanie mocy”. Diesel Progress North American Edition. Grudzień 2002. (15 lutego 2011) http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FZX/is_12_68/ai_95954254/
• Morath, J.J.A. „Maszyna rolnicza”. Patent USA nr 635,501. Październik 1899. ” V3.espacenet.com (16 lutego 2011) http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument;jsessionid=97A4E1228AB128C02C5C88C803F6C8DB. espacenet_levelx_prod_5? CC = US & NR = 635501A & KC = A & FT = D
• Realmilitaryvideos.com. „Film instruktażowy OSS - Łasica”. (13 lutego 2011) http://www.realmilitaryvideos.com/wwii-allies/oss-briefing-film-the-weasel/
• Thomasnet.com. „Śruba Archimedesa”. (12 lutego 2011) http://www.thomasnet.com/articles/hardware/archimedes-screw
• Time.com. „Biznes i finanse: Snow Motors”. 4 stycznia 1926. (12 lutego 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,728812,00.html?iid=perma_share
• Totaltailings.com. „Amfirole”. (11 lutego 2011) http://www.totaltailings.com/main/page_specialised_equipment.html