Проект ТЕШ-драйв - по следам шнекохода


Согласно определению википедии движитель или опорно-ходовой элемент - это устройство, преобразующее энергию двигателя , либо внешнего источника в полезную работу по перемещению транспортного средства, из которых наиболее распространённые: колесо и гусеницы(траки), далее экзотические: воздушная подушка и шнеки.

Первый шнекоход изобретён в 1868 г. Якобом Моратом, в России же шнекоход относят к 1900 году, когда русскому изобретателю Ф. Дергинту был выдан патент на схожее техническое решение и вот по прошествии более чем века инженер-шахтостроитель Алексей Бурдин пытается доказать, что шнеко-роторный движитель не раскрыл полностью своего потенциала и на его основе конструирует новый опорно-ходовой элемент ТЕШ-драйв (трансформируемые шнеки), который будет востребован для создания амфибийных платформ и транспортных средств специального назначения.

Видимо основной движущей силой для новаторской мысли в направлении развития различных вездеходных систем в нашей стране стали её бескрайние просторы и плохие дороги, а местами их полное отсутствие.

Шнекороторный Fordson в 1926

Итак шнек, как видно на фото выше, представляет собой цилиндр с наваренными спиралями архимедовых винтов. Таких цилиндров у шнекохода два, причём винтовая навивка лопастей разносторонняя, то есть одна по часовой стрелке, другая – против. К основным достоинствам шнеко-роторного движителя можно отнести сочетание свойств поплавка и гребного винта, что позволяет ему прекрасно справляться с обводнёнными грунтами и форсировать водные преграды, выходить на берег в любом месте, егко справляясь, в силу своих высоких грунто-зацепных свойств, с крутыми откосами береговой линии. Но при этом скорость перемещения этих вездеходов невысока – до 20 км/час, а энергозатраты огромны, причём часть энергии расходуется просто на рыхление почвы и это делает невозможным перемещение шнеко-роторной техники по дорогам общего пользования.

Пожалуй, самая известная машина этого типа ЗиЛ-2906, входящий в состав поисково-спасательного комплекса "Синяя птица", предназначенного для эвакуации космонавтов из труднодоступных районов посадки. К месту работы ЗиЛ-2906 доставляется на борту шестиколёсного вездехода.

ЗИЛ-2906

Тандем колеса и шнека работал по следующей схеме, когда дорожные условия ухудшаются настолько, что не позволяют дальше перемещаться основной, колёсной платформе, тогда на землю выгружается шнекоход и тот отправляется до точки назначения, по слабым грунтам, и после выполнения задачи возвращается к основной, колёсной машине.

Концепция трансформируемых шнеков Теш-Драйв – это объединение колёсного и шнекового движителя на одной раме. Для этого в межвитковом пространстве шнеко-ротора размещён элемент с изменяемой геометрией, резиновый рукав, который в расширенном состоянии воспринимает вес транспортного средства, позволяет ему двигатся в режиме качения и это основной рабочий режим Теш-Драйва, пока дорожные условия позволяют.

Трак шнекохода

Когда же на пути вездехода появляется препятствие в виде обводнённых, рыхлых грунтов Теш-Драйв переводится в шнековый режим, через уменьшение объёма межвиткового элемента, воздух(жидкость) выпускается. Транспортное средство при этом режиме пермещается “боком”. В случае узкой дороги со слабыми грунтами в шнековом режиме можно будет перемещаться и по зигзагообразной траектории, пока транспортное средство не выйдет на открытое место, либо пока грунты не станут более плотными и можно будет вновь перевестись в режим качения. В процентном соотношении время движения в шнековом режиме занимает гораздо меньшую долю, чем качение. Рассматривается как пневматическая, так и гидравлическая схемы преобразования межвиткового элемента. При истирании элемент заменяется на новый, причем эта процедура возможна и в полевых условиях.

Трак шнекохода

При переводе ТЕШ из колеса в шнек и обратно встаёт вопрос складывания излишков длины рукава при сдувании. Этот элемент-основное поле битвы конструкторской мысли, которая ещё впереди. Сам процесс трансформации ТЕШ из режима в режим на тяжёлых машинах, с двумя парами шнеко-роторов, должен быть полностью автоматизирован. Для этого, как возможный вариант, рукав разделён на две половины и специальные привода, размещённые внутри ротора, протягивают их концы, в спущенном состоянии, по направлению друг к другу. Таким образом порожние рукава прижимаются к телу ротора. В активной фазе, когда они заполнены сжатым воздухом, расширяясь формируют “катки” по краям шнеко-ротора. Для лёгких машин эта операция возможно будет выполнятся и вручную. Протектор, по всей длине рукава, с некоторым шагом снабжён петлями и крючками.

Проект ТЕШ-драйв - по следам шнекохода.

Оператор, с помощью специального рычага, соединяет их между собой, тем самым прижимая порожний рукав к ротору, что минимизирует его износ. При работе ТЕШ в шнековом режиме для прохождения неровностей рама снабжается откидными клинобразными буферами, либо на оси роторов оператор монтирует винтовые конуса. В качестве протектора может быть использован кевлар, шнеко-роторы титановые.

Проект ТЕШ-драйв - по следам шнекохода.

Затем необходимо обратить внимание на то, что транспортное средство в шнековом режиме перемещается только по обводнённым грунтам, либо при форсировании водной преграды. В первом случае вода послужит смазкой, что значительно снижает истирание, во втором случае трение минимально. В конце концов возможность перемещаться Теш-Драйв сохраняет даже если оба баллона пробиты, что позволяет ему покинуть опасную зону своим ходом, чего нельзя сказать, например, о гусеничном приводе, в случае которого потерявший целостность трак обездвиживает машину.

Описываемому техническому решению может быть дано определение как всепогодный, полностью амфибийный движитель. Алексей считает, что конкурента в этой сфере его изобретению нет.

Дополнительная возможность коммерциализации – это использование концепции ТЕШ в индустрии развлечений. Создание автоматизированных моделей на радиоуправлении и разработка линейки транспортных игрушек. Для популяризации ТЕШ-драйва в настоящее время ведутся переговоры с рядом западных разработчиков компьютерных игр о возможности появления футуристического транспортного средства в их текущих проектах.

Проект ТЕШ-драйв - по следам шнекохода.

Сама возможность использования идеи в двух независимых индустриях повышает шансы проекта на коммерческий успех.

Алексей Бурдин

Автор проекта: Алексей Бурдин 33 года (1977 г.р.), по образованию инженер-шахтостроитель, закончил Горный институт. Несколько лет жил и работал в Дублине(Ирландия). По специальности работал в СМУ-13(Метрострой).

Сайт проекта: http://www.tesh-lab.com/

Статья предоставлена автором проекта.

Раздел: