Шнекороторный вездеход — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 11 ноября 2017; проверки требуют 6 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 11 ноября 2017; проверки требуют 6 правок.
Принцип работы шнекоротора на примере вездехода ШН-1Шне́коро́торный вездехо́д, шнекохо́д — вездеход, движение которого осуществляется посредством шнекороторного движителя. Конструкция движителя представляет собой два винта Архимеда из особо прочного материала. Вездеход обладает уникальной проходимостью в условиях грязи, снега и льда, хорошо показывает себя в качестве водоходного движителя (на амфибийных машинах), однако обычно непригоден для езды по асфальту или бетону.
Шнекороторные движители вездехода наносят урон природе.[1] В России появление шнекохода относят к 1900 году, когда русскому изобретателю Ф. Дергинту был выдан патент на сани, приводимые в движение шнеком. Первый шнекоход изобретён в 1868 году Якобом Моратом [2].
- DAF Amphirol
Шнекороторный вездеход DAF Amphirol, построенный в 1966 году. На суше развивал до 35 км/ч, также мог плавать.
- ЗИЛ-2906, 29061
Шнекороторный снегоболотоход вездеход ЗИЛ-2906 конструкции В. А. Грачёва состоит на вооружении подразделений российской Федеральной авиационно-космической службы поиска и спасения.
К месту использования вездеход доставляется на поисково-эвакуационном вездеходе ЗИЛ-4906. После усовершенствования получил индекс 29061.
- ЗИЛ-4904
Шнекороторный снегоболотоход вездеход ЗИЛ-4904 построен в 1972 году, является самым большим в мире. Полезная нагрузка — 2,5 тонны. Полезного применения ему так и не нашли, вездеход был произведён всего в нескольких экземплярах.
- ЗВМ-2901[3]
Транспортно-технологическая платформа с роторно-винтовым движителем. Разработчик — научно-исследовательская лаборатория «Транспортных машин и транспортно-технологических комплексов» при Нижегородском Государственном Техническом Университете. Производство — ООО «Завод вездеходных машин» (Нижегородская область, город Заволжье). Предназначена для эксплуатации в перенасыщенных влагой грунтах, болотах всех категорий, на плаву, по снежной целине в качестве транспортного средства. Может быть оснащён различным технологическим оборудованием (экскаватор, манипулятор, грунтовый насос и т.п.) для проведения строительных, мелиоративных, аварийно-спасательных и других работ.
- РВБ-ГПИ-02
Чертёж машины Августина Труделя (1874)
-
Трактор Fordson модели 1926 года оснащённый шнекороторным движителем фирмы «Armstead Snow Motor»[4] в Вудлендском музее
-
Военный транспортёр-снегоход Weasel Армии США (1943)
Поисково-спасательный снегоболотоход ЗиЛ-29061 (2017)
Когда тонут танки. Шнековый вездеход ЗИЛ-4904
Что круче на бездорожье: "зубастый" протектор, шины сверхнизкого давления, гусеницы, воздушная подушка? Советские инженеры из КБ Грачева доказали, что ничего круче шнеков от мясорубки быть не может.Фото: Артём Попович, военно-технический музей
Как же интересно бывает порой листать забытые страницы истории отечественного автопрома. Ей богу, занятие это уж точно не менее захватывающее, чем поход на очередной блокбастер. Сегодня как раз такой день, так что наливайте чай, берите печенюшки. Мы нашли нечто действительно крутое и поговорим сегодня — вы готовы? — о шнекороторных снегоболотоходах ЗИЛ.
Что такое шнекоротор и когда он появился?
Принцип поступательного движения, основанного на вращении винта, известен издревле, а первые работоспособные экземпляры «шнекоходов» появились еще в XIX веке, в разгар научно-технической революции. Современному обывателю проще всего привести аналогию с мясорубкой. Остался у вас где-то в хозяйстве этот стальной памятник советской легкой промышленности? Вот эта штуковина, которая в его недрах превращала мясо в фарш, и есть шнек. Если по-научному, то «стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси». Изобретен как таковой он был еще Архимедом для его водоподъемной машины.
Как только начал развиваться моторизованный транспорт, стало понятно, что и колесо, и гусеница — это, как ни изощряйся, далеко не всегда гарантия попадания из точки А в точку В, потому что между точками может быть совершеннейший ад. Который, кстати, и авиации не всегда под силу — ввиду погодных условий.
Один из ярких примеров раннего шнекохода, о котором сохранились фото- и видеосвидетельства — Fordson Snow Machine, построенный в 1929 году. Но придумали шнекоход гораздо раньше: патент на изобретение транспортного средства, где в качестве движителя используется пара винтов Архимеда, полученный Якобом Моратом, датирован 1868 годом.
Шнекороторы в России и СССР
Первый российский опыт создания подобного транспорта относят к 1900 году, когда Ф. Дергинт получил патент на сани с винтом-шнеком. В Советском Союзе «шнекоходостроением» занимались в Политехническом институте в Горьком, а также на ЗиЛе, точнее — в специальном конструкторском бюро, которым руководил Виталий Андреевич Грачёв. Легендарное СКБ Грачёва на протяжении многих лет создавало уникальные вездеходы — колесные, гусеничные и шнекороторные. Герой нашей фотосессии и рассказа — ЗИЛ-4904, самый крупный зиловский шнекороторный снегоболотоход, также известный под заводским обозначением ПЭУ-3.
Правильное название этого чуда действительно звучит как «шнекороторный снегоболотоход». Испытатели же называли такие машины гораздо короче — «шнек». Сейчас машина, которую вы видите на этих снимках, принадлежит Государственному военно-техническому музею, здесь она обрела свое постоянное пристанище. Это уникальный образец, построенный в единственном экземпляре. Работа над ним велась под руководством конструктора А. П. Селезнёва и была завершена в 1972 году.
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.
Как она устроена?
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.
Как она едет?
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… То есть вы понимаете? Пересекая ВООБЩЕ ВСЁ.
На самом деле, эту штуку даже не с чем сравнить, потому что лучший гусеничный вездеход тонет там, где она бодро едет, а судно на воздушной подушке вообще не пройдет там, где пройдет «шнек», да и по управляемости, мягко говоря, «шнеку» уступит. Чем больше надо месить, тем шнекоротору лучше — больше зацеп. Поэтому по замерзшему льду озера или реки он еще пройдет, а вот по асфальту…
Почему винт-шнек не победил гусеницу?
Ответ вы уже знаете: потому, что «шнек» не может двигаться по асфальту, бетону и даже щебню — от этого разрушаются сами шнеки, да и дорожное покрытие страдает изрядно. Гусеница тоже не слишком щадит асфальт, но ее можно «обуть» в резиновые накладки, а шнеки — нельзя. Честно говоря, с современной «зеленой» точки зрения, «шнеки» и природе вредят серьезно, потому что разбивают почву и корневую систему деревьев, как ни одно другое транспортное средство.
К тому же максимальная скорость движения шнекохода, даже самого быстрого, всего порядка 30 км/ч. И у него совершенно нет подвески. И пара очень громких двигателей. В сумме получается, что «цивильный» вариант использования практически исключен, транспортная функция ограничена конкретной локацией и область назначения «шнека» — только узкий сегмент тотального бездорожья, до которого еще не добрался Гринпис. «Но не такой уж это и узкий сегмент», — подумал сейчас каждый россиянин, и он совершенно прав.
Как бы там ни было, а к месту использования вездеход ЗИЛ-4904 доставляли специальным трехосным прицепом-эвакуатором на внедорожных шинах, который буксировал ЗИЛ-131. Машину успели испытать в двух вариантах — пассажирском ПЭУ-3А, который вмещал 8 человек, и грузовом ПЭУ-6Б, перевозившим в тентованном кузове до 2,5 тонны. Но области применения этому исполину в итоге так и не нашли.
Как использовали идею «шнека» дальше?
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! Но об этой уникальной разработке, носившей романтичное название «Синяя Птица», мы подробно расскажем в другой раз, а пока, в качестве затравки, посмотрите фильм о работе «комплекса-490».
Наши дни
Можно подумать, что сама идея «шнека» осталась далеко в прошлом, превратившись в некий аппендикс истории вроде вымерших динозавров. Это совсем не так! Шнекоходы строят до сих пор и даже пытаются создавать гибридные вездеходы, способные передвигаться по асфальту. А случись у нас на планете какой-нибудь апокалипсис (не дай бог) — все на шнекоходы пересядем, друзья!.. Шутка, конечно же. Не все. Только самые удачливые.
<a href=»http://polldaddy.com/poll/8472396/»>Есть ли у шнекоходов будущее?</a>Читайте также:
Шнекороторные вездеходы | Журнал Популярная Механика
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?
MudMaster от австралийской компании Residue Solutions — единственный на сегодняшний день шнекоход, собирающийся серийно. На его универсальную платформу компания-производитель может установить практически любое оборудование.
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.
Шнекоход Казмера (1966). Для повышения и без того прекрасной проходимости шнекохода Казимир Казмер придумал невероятное… Странная машина Казмера имела 4 независимых шнека, расположенных под углами 90 градусов, — под машиной получался крест или квадрат из шнеков. Полз шнекоход медленно, зато не боялся твердой почвы.
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.
Шнекоход Tyco Terrain Twister. Из десятков патентов, посвященных шнекороторным движителям, как минимум пятая часть посвящена игрушкам. Игрушку воплотить гораздо проще, чем полноразмерный вездеход подобного плана. Правда, успеха такие игрушки не снискали…
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.
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.
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.
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 это эксклюзивное решение. А вот идею, которая может привести к распространению шнекоходов, выдвинул и запатентовал санкт-петербургский изобретатель Алексей Бурдин. В конструкции Бурдина между лопастями архимедова винта на ротор натянута длинная червеобразная камера. Когда вездеход находится в режиме шнека, она сдута. Когда же в нее поступает воздух (или вода), камера заполняет собой межлопастное пространство и превращает шнеки… в обычные колеса. Чтобы не быть голословным, Бурдин построил и действующий образец вездехода с1,5-киловаттными электроприводами на передний и задний шнеки. У конструкции есть несколько проблем, которые можно решить, используя современные технологии. Во‑первых, сильный износ сдутых камер при работе в режиме шнека. «Следует использовать высокопрочную армированную резину и сокращаемый протектор, — говорит Алексей. — Но на макете пока просто камера, этого достаточно». Вторая проблема — необходимость обеспечения поворотного корпуса, потому что в режиме шнека вездеход движется по одной линии, а в режиме качения — по перпендикуляру к ней.
Tesh-Drive Алексея Бурдина. В конструкции питерского изобретателя между лопастями архимедова винта на ротор натянута длинная червеобразная камера, позволяющая быстро превратить шнек в колесо, а шнекоход — в дорожную машину.
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…
Статья «Ввинчиваясь в грязь» опубликована в журнале «Популярная механика» (№5, Май 2011).Шнекоходы
Шнекоходы или шнекороторные вездеходы — это транспортные средства, движение которых осуществляется с помощью шнекороторного движителя. Конструкция такого движителя представляет собой два винта Архимеда, которые изготовлены из особо прочного материала. Такие движители располагаются по бокам корпуса вездехода. Известно, что патент на шнекоход был получен в США в 1868 году американским изобретателем Якобом Моратом. В России первый патент на шнековые сани был выдан в 1900 году.Шнекоходы не нашли широкого применения и практически никогда не производились массово. Это вызвано двумя основными недостатками такого класса техники. Данные вездеходы не приспособлены для движения по твердым поверхностям, таким как асфальт или бетон. При движении по твердым грунтовым дорогам он просто превращает их в перепаханные грядки. К тому же, как только шнек «чувствует» землю, машину начинает сильно трясти и сносить в сторону. Еще одним недостатком является очень низкая скорость движения устройств при довольно высоких энергетических затратах. Но есть у шнекоходов и свои неоспоримые преимущества: такие вездеходы обладают отличной проходимостью в условиях снега, грязи, льда и очень хорошо зарекомендовали себя в роли водоходного движителя (на амфибийных средствах).
Все это делает шнекоходы нишевым и практически штучным товаром. Именно невозможность применения шнекоходов в качестве самостоятельной транспортной единицы не позволила им получить должного распространения. Однако в своей нише они могут использоваться. Делается это достаточно просто: к месту использования шнекоход доставляют в кузове другой машины, после чего выгружают. Именно узость сегмента привела к тому, что производить такие машины не самое экономически выгодное занятие.
Самым известным (пожалуй, единственным серийным) был снегоболотоход под названием «Снежный дьявол», который был создан на базе трактора Fordson. Он производился компанией Armstead Snow Motor в 20-х годах прошлого века. Стоит отметить, что компания придумала очень хорошую схему: она просто клепала комплекты для переоборудования шасси любых тракторов «Фордзон» в шнекоход. Сколько таких экземпляров было произведено, неизвестно, но до наших дней дошел как минимум один такой экземпляр. Сегодня он хранится в автомобильном музее в Вудленде (Калифорния).
Сегодня серийным производством этой достаточно специфичной техники занимается австралийская компания Residue Solutions, которая выпускает шнекоходы MudMaster («Специалист по грязи»). Правда, производятся они совсем скромной серией — компания реализует на рынке едва ли пару десятков таких вездеходов ежегодно. Австралийский MudMaster — это достаточно мощная профессиональная машина, которая предназначена для обслуживания сельхозугодий и станций ирригации, требующих постоянного наличия воды (например, иловых полей), а также для осуществления работ в условиях мангровых лесов, болот, береговых линий, отличающихся низкой плотностью почвы и других подобных районах. Проще говоря, машина предназначена для работы в грязевой жиже. При этом шнекоход MudMaster весьма немаленькая машина, его длина составляет 8 метров, а вес около 18,5 тонн. Его приводит в движение шестицилиндровый дизельный двигатель Cummins. Каждый экземпляр собирается только по заказу, а сам процесс сборки занимает обычно 18 недель. При этом на MudMaster можно установить самое разное оборудование — от мелиорационной системы до подъемного крана, по сути, это специальная платформа для различного оборудования.
Естественно, подобная техника, не могла не появиться у нас, стране, обладающей обширными болотами и очень редкой дорожной сетью. Северо-восточные территории СССР казались идеальным местом для использования шнекоходов. Рыхлый снег толщиной до пары метров был подходящей средой для таких вездеходов. Поэтому советские инженеры с определенной регулярностью обращались к данному классу техники. Но даже в стране, в которой приказы партии могли перевесить все экономические выгоды, шнекоходы не смогли прижиться.
Самым известным и эксплуатирующимся по сей день советским шнекоходом является ЗИЛ-2906 (или его усовершенствованная версия — 29061). В нашей стране его называли шнекороторный снегоболотоход. Всего с 1980 по 1991 годы на заводе имени Лихачева было выпущено 20 таких поисково-спасательных комплексов повышенной проходимости, известных также под названием «Синяя птица». Заказчиком данной техники выступало бюро им. С. П. Королева. Основным назначением шнекоходов должно было стать спасение космонавтов после их приземления. В состав комплекса вошли, помимо собственно снегоболотохода, грузовой вездеход ЗиЛ-4906 и пассажирский автомобиль ЗиЛ-49061. Снегоболотоход ЗИЛ-2906 перевозился в кузове грузового автомобиля и выгружался только в случае необходимости. Стоит отметить, что подходящих случаев для использования так и не возникло. При этом шнекоход демонстрировал чудеса проходимости там, где на брюхо могли сесть даже танки, а также служил народному хозяйству страны. К примеру, в рыбхозе данную машину применяли для борьбы с камышом — он был в состоянии добраться в такие дебри, куда ни амфибия, ни лодка попасть были не в состоянии.
При этом ЗИЛ-2906 нашел себе хоть какое-то применение. А вот другие советские разработки так и остались лишь на стадии прототипов. К примеру, еще в 1972 году в СССР был построен шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-4904, который обладал самой большой в мире грузоподъемностью 2,5 тонны. Машину приводили в движение два двигателя мощностью по 180 л.с. Однако применения данному агрегату не нашлось. Как итог несколько собранных ЗИЛ-4904 отправились на слом, а один чудом сохранился до наших дней. Сегодня его можно увидеть в Государственном военно-техническом музее в Черноголовке.
Комплекс «Синяя птица»
Мечты о боевых шнекоходах
Шнекоходы, благодаря своей проходимости, не могли не привлечь внимание военных. В первой половине XX века военные были заняты поиском альтернативы гусеничному движителю. При всех преимуществах гусеничного хода, он имел ряд недостатков. В частности, гусеничный привод отмечался очень высоким износом трущихся деталей, а значит и небольшим ресурсом. Например, на массовом французском танке Renault FT-17 ресурса ходовой хватало всего на 120-130 км. В 1920-30-е годы велись работы по использованию колесно-гусеничной схемы.
Еще одним вариантом замены гусениц был шнековый движитель. Его суть заключалась в установке вместо гусениц или колес винтов Архимеда, которые были изобретены еще в III веке до нашей эры. В 1926 году шнековый движитель был успешно установлен на трактор Fordson. Также такой движитель испытывали в США и на автомобиле Chevrolet. Испытания подтвердили отличную проходимость шнекоходов по тяжелому бездорожью и снегу. Помимо этого винт Архимеда пробовали совмещать с полыми барабанами, что обеспечивало шнекоходу еще и амфибийные свойства. Впрочем, такая конструкция обладала массой недостатков, о чем указывалось выше. Главным из них была невозможность применения такой техники на дорогах с твердым покрытием.
В начале прошлого века во многих странах велась разработка как разведывательных, так и транспортных шнекоходов. Например, шнекоходом была машина для диверсантов, с которой началась история разработки снегоболотохода М29 Weasel. На этом фоне несколько странным выглядело то, что за все время было мало предложений по созданию бронированного шнекохода. Обычно дело не шло дальше рисунков, которые публиковали в научно-популярных журналах. Однако предложения создать такую боевую машину все же выдвигались, главным образом во время Второй мировой войны.
Шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-4904
Так, в годы войны в немецкой прессе достаточно хорошо освещался проект шнекохода, который был сконструирован немецким офицером Иоганном Раделем в 1944 году. Машины планировалось использовать на Восточном фронте, который отличался обилием снежных просторов в зимний период. При этом Радель рассчитывал на капитуляцию Советского Союза. Первые испытания он провел 28 апреля 1944 года. Шнекоход был создан на базе обыкновенного трактора, а испытания проводились в горах Тироля, прошли они успешно. Однако к этому моменту ни о какой капитуляции СССР в войне уже не могло идти и речи, ситуация на фронтах никак не располагала к применению предложенной Раделем машины.
В СССР также были свои идеи по разработке шнекоходов, появившиеся именно в годы войны. При этом речь шла не только о создании таких машин с нуля, но и об установке подобного двигателя на уже имеющиеся машины. Так в марте 1944 года подобное предложение поступило от техника-лейтенанта Б. К. Григоренко. Его идея заключалась в установке на рабочую поверхность винта Архимеда резиновых роликов. Теоретически ролики должны были обеспечить передвижение шнекохода по твердым поверхностям. Также, подобно иностранным конструкциям, планировалось установить шнековые движители на уже существующие танки и машины, но до практической проверки возможностей изобретения Григоренко дело так и не дошло.
Куда более радикальный подход к данной проблеме представил инженер-технолог производственной группы Специального экспериментально-производственного бюро Наркомата боеприпасов (СЭПБ НКБ). Еще 29 августа 1942 года в отдел изобретений ГАБТУ КА — Главного бронетанкового управления Красной армии — поступило его предложение по разработке новой боевой машины.
Бекетов предлагал построить «снежный танк». Автор проекта предлагал создать боевую машину массой около 28 тонн и обще длиной примерно 7 метров. Корпус ее представлял собой 2 соединенных между собой цилиндра, на каждом из которых должны были быть установлены по две башни от танков Т-26. При этом шнековые движители занимали большую часть поверхности корпусов, выступая одновременно и в роли элементов бронезащиты. Сам движитель Бекетов решил разделить на несколько сегментов. Он полагал, что такое решение положительным образом скажется на живучести танка, особенно его ходовой части. Приводить данную машину в движение должны были 2 авиационных мотора, развивающих мощность по 250 л.с. каждый, максимальная скорость оценочно составляла 45-50 км/ч.
Необходимо отметить, что к проработке своего «снежного танка» автор проект подошел достаточно основательно. Помимо самого чертежа танка и его корпуса, в представленное им предложение входили также эскизы ходовой части и даже кинематическая схема связи движителя с корпусом. Также инженер-технолог выполнил расчеты массы агрегатов «снежного танка». Но вся эта работа была проделана им впустую: в отделе изобретений логично посчитали, что у проекта отсутствуют перспективы.
Стоит отметить, что проект Бекетова был не самой радикальной идеей постройки боевого шнекохода. Не менее оригинальный проект такой боевой машины предлагал житель города Казани С. М. Кириллов в апреле 1943 года. Даже на фоне описанного выше «снежного танка» изобретение Кириллова казалось достаточно оригинальным. Он предлагал земноводные скоростные танки ЗСТ-К1 и ЗСТ-К2. Однако, как и другие подобные проекты, они остались на бумаге.
Недостатки шнековых движителей перевешивали их достоинства, к тому же уже в конце 1930-х годов ресурс гусениц превышал несколько тысяч километров пробега. Поэтому шнекоходы ждала не самая лучшая судьба. Помимо вездехода, созданного на базе трактора Fordson, минимальными сериями вышли голландский Amphiroll и советский ЗИЛ-2906. Обе машины создавались исключительно для применения в условиях сильнейшего бездорожья, где они могли продемонстрировать свои самые лучшие качества.
Источники информации:
http://www.popmech.ru/technologies/11541-vvinchivayas-v-gryaz-shnekokhod/#full
http://www.tankovedia.ru/pulication/boevye_shnekohody
http://www.vsevezdehody.ru/menu-1-5.htm
https://ru.wikipedia.org/wiki
Шнековый вездеход: принцип действия, марки. Амфибия-вездеход
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.
Опытный шнекороторный снегоболотоход ШН-67
Работая над проектами перспективной автомобильной техники высокой и сверхвысокой проходимости, СКБ ЗИЛ к середине шестидесятых годов создало большое число вездеходов разного вида и с разными характеристиками. Опытные и серийные колесные машины показывали высокие характеристики и успешно выполняли поставленные задачи. Однако эти успехи не остановили развитие многообещающего направления и дальнейший рост характеристик проходимости. Вскоре появились первые разработки в области т.н. шнекороторных снегоболотоходов. Первой машиной этого типа под маркой «ЗИЛ» стал экспериментальный образец ШН-67.К 1966 году специалисты Специального конструкторского бюро ЗИЛ во главе с В.А. Грачевым нашли все основные способы получения максимально возможных характеристик колесного вездехода. Дальнейшее развитие подобной техники было связано с обновлением тех или иных агрегатов, применением новых подходов и т.д. При этом параллельно можно было проверить совершенно новые оригинальные идеи, затрагивающие архитектуру ходовой части. Получив такую возможность, Завод им. Лихачева воспользовался ею.
Вездеход ШН-67 на снегу
В 1966 году конструкторы СКБ ЗИЛ смогли ознакомиться с рекламной кинолентой, посвященной новому опытному вездеходу американской разработки. Необычная машина от компании Chrysler оснащалась ходовой частью в виде пары роторно-винтовых агрегатов, выполнявших функции движителя. По итогам просмотра кино было решено запустить собственную программу исследований специфической ходовой части. Первые результаты в рамках научно-исследовательской работы планировалось получить уже в текущем году.
В течение нескольких следующих месяцев СКБ ЗИЛ обменивалось опытом с другими автомобилестроительными организациями, уже успевшими запустить свои проекты роторно-винтовых движителей. К началу 1967 года был накоплен определенный опыт, позволявший начать разработку своего собственного опытного образца.
По ряду причин, в документах СКБ роторно-винтовой движитель значился под названием шнекового или шнекороторного. Эта особенность наименования была отражена в рабочем названии экспериментального проекта. Вездеход обозначили как ШН-67. Цифры означали год создания. Конструкторы и испытатели также присвоили проекту прозвище – «Шнек». Следует отметить, что в дальнейшем проект ШН-67 был доработан, после чего его переименовали в ШН-68, вновь по году выполнения работ.
Опытная машина ШН-67 создавалась как демонстратор технологии, и потому к ней не предъявлялись особые требования. Она должна была иметь достаточно простую конструкцию, обеспечивающую проверку основных смелых идей. Для ускорения строительства предлагалось использовать максимально возможное число готовых узлов и агрегатов. При этом определенные изделия пришлось разрабатывать и собирать с нуля.
Схема машины
Специально для нового проекта пришлось разработать корпус нестандартной конструкции. В его основе лежала рама из металлических профилей, на которую устанавливалась листовая обшивка. Корпус образовывался несколькими основными устройствами. Так, нижняя его часть представляла собой своеобразную лодку с трапециевидным поперечным сечением. Носовая часть корпуса расширялась, после чего сечение агрегатов не менялось до самой кормы. Выше наклонных бортов «лодки» помещались две развитые полки, верхняя часть которых соединялась с крышей-палубой корпуса. В передней части корпуса предусматривалось размещение кабины экипажа, за которой находился коробчатый кожух двигателя.
В средней части рамы, внутри «лодки», поместили бензиновый двигатель ЗИЛ-375Я мощностью 180 л.с. Двигатель соединили с т.н. главной передачей и механизмом поворота, заимствованными у гусеничной машины М-2 от ОКБ ММЗ. Выдача крутящего момента на движитель осуществлялась через пару наклонных валов, расположенных в корме корпуса. Они проходили через стойки движителя и при помощи реверс-редукторов, построенных на основе шестерней бортовых передач вездехода ЗИЛ-135Л, передавали мощность на шнеки.
Топливная система вездехода основывалась на серийных агрегатах автомобиля ЗИЛ-157. Электрическое оборудование почти без доработок заимствовали у грузовика ЗИЛ-130.
В передней части корпуса, под бортовыми полками, находились вертикальные опоры с подвижным креплением для передних осей шнекороторного движителя. В корме корпуса, на его наклонных бортах, поместили пару более крупных и объемных стоек, в которых помещались устройства трансмиссии.
Компоновка корпуса. Слева — вид спереди, справа — вид сзади
По очевидным причинам, шнекороторный движитель для экспериментального вездехода ШН-67 разрабатывался с нуля. Шнек представлял собой достаточно сложное устройство длиной 4,2 м и диаметром (по грунтозацепам) 1 м. Корпус шнека изготавливался из 2-мм стали и имел разборную конструкцию. Он представлял собой длинный цилиндр диаметром 800 мм, дополненный парой конических обтекателей. Для повышения жесткости конструкции изнутри на корпусе наносился 100-мм слой пенополиуретана. Снаружи на шнеке имелся спиральный грунтозацеп. Металлическая полоса трапециевидного сечения жестко крепилась на корпусе. Угол подъема спирали – 17°40’.
Два подобных устройства монтировались на бортовых стойках и располагались вдоль корпуса машины. Привод шнеков осуществлялся при помощи агрегатов трансмиссии, размещенных в задних стойках. Управляя шнекоходом, водитель мог менять скорость вращения роторных движителей или изменять направление их вращения. Все это, по расчетам, обеспечивало достаточную подвижность и маневренность.
В передней части корпуса экспериментального ШН-67 помещалась закрытая трехместная кабина экипажа. Стеклопластиковый колпак кабины с развитым остеклением заимствовали у поисково-эвакуационного вездехода ПЭУ-1. В центре кабины помещалось водительское кресло от автомобиля ГАЗ-69. По бокам от него предусмотрели пару мест для других испытателей. Доступ в кабину обеспечивался только люком в крышу. Впрочем, небольшая высота вездехода не мешала посадке.
Готовый шнекороторный снегоболотоход должен был иметь средние размеры. Длина машины незначительно превышала 5,5 м, ширина – 3,1 м, высота – всего 2 м. На твердой поверхности ШН-67 имел дорожный просвет в 500 мм. Снаряженная масса задавалась на уровне 3750 кг при грузоподъемности 1250 кг. Полная масса, таким образом, должна была достигать 5 т.
Движение по заснеженной местности
Уже в декабре 1966 года СКБ ЗИЛ начало сборку рамы будущего демонстратора технологии. Примерно через месяц стартовал монтаж агрегатов на раму. По ряду причин технического характера было решено снять используемого двигателя ЗИЛ-375Я некоторые узлы, что, однако, никак не сказалось на его эксплуатационных качествах. К началу марта вездеход был завершен, и вскоре его планировалось опробовать на реальных трассах, уже использовавшихся для испытаний другой техники.
4 марта 1967 года опытный ШН-67 был доставлен на испытательную базу ЗИЛ в подмосковной д. Чулково. Была проведена обкатка вездехода в простых условиях, после чего начались проверки, направленные на определение максимальных характеристик. Проверки на пересеченной местности, болоте и снегу продолжались до конца марта и позволили собрать все необходимые данные.
На бездорожье, в том числе на мягкой грязи, «Шнек» держался уверенно и, проворачивая роторы движителя, перемещался или маневрировал. В зависимости от направления вращения двух шнеков, машина могла двигаться вперед или назад, либо совершать движение боком. Для поступательного движения оба шнека должны были вращаться в разные стороны, для бокового – в одну.
Характеристики на пересеченной местности были достаточными, но машина не могла нормально работать на дорогах с твердым покрытием. В таких условиях грунтозацепы необычного движителя изнашивались от трения о покрытие гораздо быстрее, чем на грунте. Вездеход мог плавать, а пара вращающихся роторов создавала тягу до 600 кг.
Шнекоход на воде
По результатам испытаний вездехода ШН-67 было решено переработать трансмиссию и ходовую часть. Так, в обновленном проекте следовало отказаться от реверс-редукторов в пользу бортовых передач с двухступенчатой коническо-цилиндрической парой от ЗИЛ-130. Такая доработка повысила эффективность трансмиссии и позволила получить желаемые характеристики, но при этом привела к потере возможности разворота на месте.
Также были разработаны новые шнековые роторы. Теперь их предлагалось делать из алюминиевого сплава АМГ-61 с сохранением имеющейся конструкции. Вместо одного спирального грунтозацепа теперь планировалось использовать т.н. двухзаходный. Профиль этой детали изменился на треугольный, а шаг сократился до 1,6 м. Угол подъема спирали довели до 32°40’. По расчетам, такая конструкция шнека позволяла повысить максимальную скорость поступательного движения.
Обновленная версия вездехода была обозначена как ШН-68. Новый проект сохранял максимальную преемственность с существующим, и потому можно было обойтись без строительства нового опытного образца. Существующий шнекоход типа ШН-67 получил новые агрегаты трансмиссии и устройства ходовой части, после чего его просто переименовали. Перестройка ШН-67 по проекту ШН-68 завершилась в конце апреля 1968 года.
6 мая на водоеме в районе Лыткарино прошли первые испытания обновленной машины. За счет новых шнеков вездеход смог разогнаться до 12 км/ч. Тем не менее, не обошлось без проблем. При выходе из воды вездеход уперся носом в достаточно крутой берег. Водитель-испытатель попытался сдать назад для новой попытки подъема, но оригинальный движитель стал буквально затаскивать машину под воду. К счастью, водитель вовремя заметил это и принял меры, не допустив затопления вездехода.
Совместные испытания ШН-67 вместе с другой техникой. На заднем плане — вездеход ЗИЛ-Э167
Зимние испытания ШН-68 на снегу удалось провести только весной следующего 1969 года. Площадкой для испытаний стали поля Пермской области, где тогда лежал сыпучий снег глубиной около 1 м. Вне зависимости от времени суток, средняя температура воздуха до конца испытаний оставалась отрицательной.
В одинаковых условиях испытывались сразу несколько вездеходов. Вместе с ШН-68 изучали несколько других машин, в том числе разработки СКБ ЗИЛ. Большинство этих образцов имело нестандартные ходовые части.
Сравнения показали, что «Шнек», в отличие от ряда других образцов, способен двигаться по снегу глубиной более 900 м. Максимальная скорость при этом достигала 18 км/ч. В зависимости от массы груза на площадке вездехода скорость незначительно сокращалась. При массе 5 т он разгонялся только до 17,4 км/ч.
ШН-68, среди прочего, изучался в качестве тягача. Было определено, что тяга машины прямо зависит от ее массы. Так, при полной массе в 5 т на заднем крюке развивалась тяга до 1200 кг. При массе машины 3750 кг этот параметр сокращался до 970 кг. Буксируя указанный груз, вездеход мог продолжать движение. Превышение установленных значений нагрузки приводило к пробуксовке. Шнеки начинали свободно вращаться, сгребая грунт или снег, и уже не могли сдвинуть машину.
Вездеход в обновленной конфигурации. Теперь он назывался ШН-68
При достаточно высокой подвижности на снегу вездеход имел ограниченные возможности в деле подъема на склоны. При движении вперед шнеки отбрасывали снег под днище корпуса, в результате чего под ним образовывался нанос, тормозящий движение. Такие особенности машины ограничивали крутизну преодолеваемого склона 12 градусами. Двигаясь назад, шнекоход разбрасывал снег в стороны, и потому не рисковал засесть. По результатам таких проверок было решено поменять шнеки местами. Теперь при движении вперед снег должен был разбрасываться в стороны, а не сгребаться под днище.
В конце января 1970 года на полигонах Московской области состоялись новые испытания, во время которых, среди прочего, были установлены максимальные ходовые характеристики. На уплотненном снегу ШН-68 смог развить скорость более 30 км/ч. Расход топлива на снежной целине достигал 86 л/ч. В иных условиях двигатель потреблял заметно меньше горючего.
Летний этап испытаний, в ходе которого вездеход работал на воде и болотистой местности, показал необходимости некоторых доработок. Так, выяснилось, что в таких условиях оптимальный разгон получается при выбросе воды и ила под днище корпуса. Кроме того, проверки показали, что для движения по болоту вездеход нуждается в дополнительных лыжах. Перед передними опорами шнеков появились две наклонные пластины, убиравшие из-под шнеков растительность, а также упрощавшие подъем на берег или на плавучие участки растительного покрова.
Испытания опытного образца ШН-68 завершились в первых месяцах 1970 года. Эта машина, являясь демонстратором технологии, прекрасно справилась со своей задачей и наглядно показала все свои особенности. На практике было установлено, что шнекороторный движитель действительно представляет определенный интерес в контексте развития техники сверхвысокой проходимости. Такая ходовая часть давала некоторые преимущества перед другими системами, хотя и не была лишена недостатков. В первую очередь это проявлялось в том, что шнеки хорошо показывали себя на бездорожье, но крайне быстро изнашивались на твердом покрытии.
ШН-68 во время испытаний на воде
Для дальнейшей отработки новых идей в СКБ ЗИЛ был построен специальный стенд, на котором планировалось проверять разные конфигурации шнеков. Научно-исследовательские работы позволили собрать массу важной информации. В частности, была установлена прямая зависимость силы тяги и коэффициента полезного действия от диаметра корпуса шнека. При этом подобные результаты лучше всего проявлялись на более вязких грунтах. Также специалисты узнали, что грунтозацеп не должен быть выше четверти диаметра корпуса, иначе существовал риск сокращения КПД. Удлинение шнека на уровне 4-6 единиц признали оптимальным. Движители с разными пропорциями этого диапазона имели почти одинаковые характеристики.
Результаты проектов ШН-67 и ШН-68 заинтересовали как ученых и конструкторов, так и военных. Перспективной техникой с уникально высокими характеристиками проходимости закономерно заинтересовалась поисково-спасательная служба военно-воздушных сил. Вскоре СКБ ЗИЛ получило распоряжение о разработке нового снегоболотохода с роторно-винтовым движителем, пригодного для эксплуатации спасателями. Через пару лет конструкторы во главе с В.А. Грачевым выполнили эту задачу и представили машину ПЭУ-3 / ЗИЛ-4904.
Единственный построенный прототип модели ШН-67, впоследствии переделанный по проекту ШН-68, после завершения испытаний должен был вернуться на завод-изготовитель. Там он, вероятно, оставался в течение некоторого времени, но сведения о дальнейшей его судьбе отсутствуют. Есть основания полагать, что в определенный момент уникальная машина, представляющая технический и исторический интерес, была разобрана за ненадобностью. В отличие от ряда других опытных и серийных образцов за авторством СКБ ЗИЛ, ШН-68 не сохранился.
Опытный вездеход с оригинальным движителем показал свой потенциал, а также смог заинтересовать потенциальных эксплуатантов. Подобно другим исключительно экспериментальным машинам, прототип по прозвищу «Шнек» подтвердил пользу необычных идей и поспособствовал дальнейшему развитию техники. Этот процесс вскоре привел к появлению нескольких новых вездеходов, один из которых до сих пор остается в строю поисково-спасательной службы и обеспечивает эвакуацию приземлившихся космонавтов.
По материалам:
https://defence.ru/
http://titovo-online.ru/
https://popmech.ru/
Данилов Р.Г. Снегоболотоход «Шнек». // Техника и вооружение, 2010. №9.
уникальный вездеход, который спроектировали для космонавтов ссср
(ЗВМ) из Нижнего Новгорода возобновил, казалось бы потерянные с распадом СССР, наработки связанные с вездеходами с роторно-винтовым движетелем или как их еще называют шнекоходы . Первой ласточкой стал шнекоход ЗВМ-2901.
Шнек (от нем. Schnecke, буквально — улитка) — стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси.
Шнекороторный вездеход, шнекоход — вездеход, движение которого осуществляется посредством шнекороторного движителя. Конструкция движителя представляет собой два винта Архимеда из особо прочного материала. Вездеход обладает уникальной проходимостью в условиях грязи, снега и льда, хорошо показывает себя в качестве водоходного движителя (на амфибийных машинах), однако обычно непригоден для езды по асфальту или бетону.
Транспортно технологическая платформа с роторно-винтовым движетелем (ТП с РВД) ЗВМ-2901 предназначена для эксплуатации в перенасыщенных влагой грунтах, болотах всех категорий, на плаву, по снежной целине в качестве транспортного средства, оснащенного различным технологическим оборудованием (экскаватор, манипулятор, грунтовый насос и т.п.) для проведения строительных, мелиоративных, аварийно-спасательных и др. работ.
В базовой комплектации ТП оснащена 2-х местной кабиной, подогревателем двигателя, валом отбора мощности (100% от мощности ДВС) для привода технологического оборудования, водооткачивающим насосом.
| Технические характеристики | ||
|---|---|---|
| Обозначение базовой модели | ЗВМ-2901 | |
| Двигатель модель | ЯМЗ — 5344 | ММЗ Д245.7 |
| тип | дизельный | |
| max мощность, кВт (л.с.) | 99.2 (134,9) | 87,5 (119) |
| max момент, Нм | 421 | 420 |
| Количество мест в кабине, включая водителя | 2-12 | |
| Масса перевозимого груза, оборудования, кг | 1500 | |
| Максимально-допустимая полная масса, кг | 5500 | |
| Габариты, мм | ||
| Длина / ширина / высота по багажнику, мм | 5500 / 2800 / 2500 | |
| Колея, мм | 1800 | |
| Диаметр ротора, мм | 800 | |
| Высота гребня, мм | 100 | |
| База, мм | 3775 | |
| Дорожный просвет, мм | 250 | |
| Максимальная скорость движения, км/ч | ||
| по льду | 25 | |
| на плаву | 10 | |
Сейчас (2017год) шнекоходы «ЗВМ» изготавливаются «штучно», под каждого конкретного заказчика. В основном подобные машины стабильно востребованы для таких специфических работ, как мелиорация почвы, обслуживание очистных сооружений. Пригодятся вездеходы и для работы в Арктике.
У шнекоходов уже есть довольно долгая история. Появление этих движетелей относят к 1804 году, когда Дж. Стивенс построил пароход со шнеками и испытал его на реке около Нью-Йорка.
Первым кто запатентовал шн