Винтовое транспортное средство — это наземное или амфибийное транспортное средство, предназначенное для преодоления труднопроходимой местности, такой как снег, лед, грязь и болото. Такие транспортные средства отличаются тем, что приводятся в движение вращением одного или нескольких цилиндров, похожих на шнеки , оснащенных винтовым фланцем, который входит в зацепление со средой, через которую или над которой движется транспортное средство. Американские военные назвали их транспортными средствами с винтом Архимеда , где они классифицируются как тип транспортных средств малой проходимости (MTV). [1] Современные транспортные средства, называемые Amphirols , и другие подобные транспортные средства имеют специализированное применение.
Вес транспортного средства обычно приходится на одну или несколько пар больших фланцевых цилиндров; иногда используется один фланцевый цилиндр с дополнительными стабилизирующими лыжами. Каждый из этих цилиндров имеет винтовой спиральный фланец, похожий на резьбу винта . На каждой паре цилиндров один будет иметь фланец, вращающийся по часовой стрелке, а другой — против часовой стрелки. Фланец входит в зацепление с поверхностью, на которой стоит транспортное средство. В идеале это должен быть слегка мягкий материал, такой как снег, песок или грязь, чтобы фланец мог хорошо зацепиться. Двигатель используется для противовращения цилиндров — один цилиндр вращается по часовой стрелке, а другой — против часовой стрелки. Противовращения компенсируются, так что транспортное средство движется вперед (или назад) вдоль оси вращения.
Принцип работы обратен принципу работы винтового конвейера . В винтовом конвейере используется винтовой винт для перемещения полутвердых материалов горизонтально или под небольшим наклоном; в винтовом транспортном средстве полутвердый субстрат остается неподвижным, а сама машина движется.
Один из самых ранних примеров транспортного средства с винтовым приводом был разработан Якобом Моратом, уроженцем Швейцарии , который обосновался в Сент-Луисе, штат Миссури, в Соединенных Штатах в 1868 году. [2] Машина Мората была разработана для сельскохозяйственных работ, таких как буксировка плуга. Шнеки были спроектированы с режущими кромками, чтобы они могли разламывать корни в земле по мере движения машины. [3]
Одно из первых транспортных средств с винтовым приводом, которое было фактически построено, было разработано Джеймсом и Айрой Пиви из Мэна. Оно было запатентовано Айрой Пиви в 1907 году; семья Пиви была известна своим вкладом в лесную промышленность с тех пор, как кузнец Джозеф Пиви из Стиллуотера, штат Мэн , изобрел инструмент, известный по сей день как Пиви (иногда «pevy» или «pivie»). Компания Peavey Manufacturing Co. по-прежнему находится в Мэне. [4]
Машина Пиви имела две пары цилиндров с сочленением между парами для осуществления рулевого управления. Было построено по крайней мере два прототипа транспортных средств: один был на паровом приводе, другой использовал бензиновый двигатель. [5] Прототипы хорошо работали на плотном снегу, но не справлялись с мягким порошком, потому что фланцам не за что было зацепиться. Машина была разработана для перевозки бревен, но ее длина и жесткая конструкция означали, что она испытывала трудности с неровными зимними дорогами, для которых она была предназначена. Изобретение Пиви не могло конкурировать с паровым лесовозом Lombard, построенным Элвином Ломбардом, и оно не производилось в коммерческих целях. [6] (Транспортное средство Lombard было ранним примером полугусеничного транспортного средства, оно напоминало железнодорожный локомотив с салазками или колесами спереди для управления и гусеницами для тяги.)
В 1920-х годах был разработан снежный двигатель Armstead Snow Motor. Он использовался для преобразования трактора Fordson в транспортное средство с винтовым приводом и одной парой цилиндров. Местные жители называли машину, используемую в районе Траки, штат Калифорния, «Снежным дьяволом», и это название ошибочно приписывалось этим машинам, хотя ни одна известная реклама того времени не упоминала их как таковые. Был снят фильм, демонстрирующий возможности транспортного средства, а также автомобиля Chevrolet, оснащенного снежным двигателем Armstead Snow Motor. [7] Фильм ясно показывает, что транспортное средство хорошо справляется со снегом. Рулевое управление осуществлялось за счет того, что каждый цилиндр получал мощность от отдельной муфты, которая в зависимости от положения рулевого механизма включалась и выключалась; в результате транспортное средство было относительно маневренным. Рекламный фильм показывает, как снежный двигатель Armstead перевозит 20 тонн бревен.
В январе 1926 года журнал Time сообщил:
Используя автомобиль практически для всех других мыслимых целей, ведущие автопроизводители Детройта теперь организовали компанию под названием «Snow Motors Inc.», чтобы выпустить машину, которая будет преодолевать самые глубокие сугробы со скоростью от шести до восьми миль в час. Новая машина будет состоять из тракторной силовой установки Ford, установленной на двух вращающихся цилиндрах вместо колес — что-то вроде парового катка. Машина уже доказала свою полезность в глубоком снегу, который ранее был непроходим. Одна такая машина выполнила работу, для которой раньше требовались три команды. В Орегоне сценическая линия использует снегоходный двигатель в своих двух ежедневных круговых рейсах через перевал Маккензи между Юджином и Бендом. Заказы уже поступили из Канады, Норвегии, Швеции и Аляски. Компания Hudson Bay Co. заказала поставку для поддержания связи со своими самыми северными пушными торговыми пунктами. Королевская северо-западная конная полиция также вышла на рынок снегоходных двигателей и, к глубокому сожалению киношников, может перестать быть наездниками и стать шоферами. Ряд известных производителей двигателей также были заинтересованы в предложении с точки зрения адаптации оборудования снегоходов к их обычным моделям. Hudson, Dodge и Chevrolet упоминаются особенно как заинтересованные в практических возможностях в этом направлении. [8]
Сохранившийся экземпляр находится в коллекции Hays Antique Truck Museum в Вудленде , Калифорния . Говорят, что именно это транспортное средство использовалось для перевозки почты из Траки в Северное озеро Тахо . [9]
С оккупацией Норвегии нацистской Германией во время Второй мировой войны , донкихотствующий Джеффри Пайк рассматривал проблему быстрой транспортировки солдат по снегу. Он предложил разработать винтовое транспортное средство на основе снегохода Армстеда. [10] Пайк предполагал, что транспортные средства будут использоваться небольшим отрядом высокомобильных солдат. Ущерб и потери, которые мог нанести небольшой отряд, могли быть незначительными, но они обязывали противника держать много людей, размещенных в Норвегии, чтобы защищать от каждой возможной точки атаки. Идеи Пайка изначально были отвергнуты, но в октябре 1941 года Луис Маунтбеттен стал начальником объединенных операций , и идеи Пайка получили более благосклонное внимание. Маунтбеттен убедился, что план Пайка стоил того, и принял его. Схема стала проектом «Плуг» , и ей было посвящено множество конференций высокого уровня. [11]
Проблема разработки подходящего транспортного средства была передана американцам, и Пайк отправился в США, чтобы контролировать разработку. Однако Пайк, который мог быть очень негибким, рассорился с несколькими людьми, работавшими над проектом, и американцы перешли к проектированию более традиционной гусеничной машины, M29 Weasel . [12]
В 1944 году Иоганнес Редель, солдат немецкой армии и ветеран Восточного фронта, изобрел свою schraubenantrieb schneemaschine (шнековый снегоочиститель). Редель видел проблемы эксплуатации гусеничных машин в глубоких снегах России, где танк выкапывал снег из-под гусениц, оставляя танк застрявшим в снегу, спрессованном под корпусом. [13]
По словам Зигфрида Ределя, сына Иоганнеса:
Идея транспортного средства возникла во время изучения мясорубки, также использующей винтовой тип сжатия. Он убедил OKH в Берлине разрешить ему изготовить прототип его концептуальной машины. В то время Австрия уже была присоединена к Германии, и его отправили в австрийский испытательный центр горных транспортных средств в Санкт-Иоганне в Тироле.
Используя все доступные материалы, он построил рабочий прототип в период с 10 февраля 1944 года по 28 апреля 1944 года. Он прошел обширные испытания. Он был очень медленным, но мог тянуть одну тонну. Он также обладал хорошими возможностями преодоления подъемов. Он мог проникать в снег примерно на 30 см, но не больше.
Машина Рэделя так и не была запущена в производство. [13]
Резьбовые цилиндры обязательно большие, чтобы обеспечить значительную площадь контакта и плавучесть. Будучи легкими, цилиндры могут удобно служить поплавками, и эта компоновка может быть использована в конструкции амфибийного транспортного средства .
Во время войны во Вьетнаме американская экспериментальная станция водных путей (WES) провела испытания амфибии Marsh Screw, разработанной корпорацией Chrysler . [14] [15] Корпус транспортного средства, похожий на баржу , был изготовлен из алюминия. Он был оснащен вертикальными опорами по четырем углам, которые поддерживали два вращающихся барабана с лопастями. Транспортное средство весило менее 2500 фунтов и могло перевозить груз в 1000 фунтов. Амфибия Marsh Screw оказалась самой быстрой на утрамбованном снегу, где она могла развивать скорость более 20 миль в час (32 км/ч ; 17 узлов ). Она могла двигаться со скоростью 14 миль в час (23 км/ч ; 12 узлов ) в болотистых условиях и 8 миль в час (13 км/ч ; 7,0 узлов ) в воде. [1] Транспортное средство «полностью провалилось на грунтовых поверхностях, особенно на песке», где оно передвигалось со скоростью всего 1,6 мили в час (2,6 км/ч ; 1,4 узла )». [16]
Несмотря на такие разочаровывающие результаты, в 1969 году Chrysler выпустил гораздо более крупное транспортное средство, Riverine Utility Craft (RUC) для ВМФ. RUC передвигался на двух алюминиевых роторах диаметром 39 дюймов (991 мм). RUC достиг впечатляющей скорости в 15,7 узлов (29,1 км/ч) на воде и почти 25 узлов (46 км/ч) на болоте. Однако снова скорость на твердом грунте оказалась разочаровывающей, достигнув всего 3,6 узлов (6,7 км/ч), а пересечение дамб оказалось сложным — транспортное средство застревало. [17] Он был оснащен двумя морскими двигателями Chrysler V-8 и парой двухступенчатых автоматических коробок передач. [1]
Советы построили винтовой автомобиль ЗИЛ-2906 специально для сложной задачи по спасению космонавтов, приземлившихся в труднодоступных местах.
В 1960-х годах Джозеф Жан де Баккер был занятым владельцем машиностроительного завода De Bakker в Хюльсте на юго-западе Нидерландов . Он также был заядлым рыбаком, но не хотел, чтобы его время рыбалки ограничивалось капризами прилива. Его решением стал Amphirol , винтовой транспорт, внешне похожий на Marsh Screw Amphibian. Amphirol мог перевозить его по липкой глине, обнажаемой отливом, и плавать в воде во время прилива. [18] [19]
Amphirol компании De Bakker развивал максимальную скорость 12 км/ч (6,5 узлов) на иле и 10 км/ч (5,4 узла) на воде. Он был оснащен двумя модифицированными вариоматическими трансмиссиями DAF 44/55; это сделало возможным значительное новшество, заключающееся в том, что фланцевые цилиндры могли намеренно приводиться в движение в одном направлении, так что транспортное средство могло двигаться боком по суше с пугающей скоростью 30 км/ч (16 узлов). Кроме того, при движении боком рулевое управление осуществляется путем смещения передней части цилиндров таким образом, что они больше не параллельны, что обеспечивает большой минимальный радиус поворота .
Амфиролы используются для обследования грунта, для бороздования поверхности недавно осушенных польдеров с целью облегчения их просушки и для перевозки бригад, занимающихся бурением почвы. [20]
Сегодня современные транспортные средства, широко известные как амфиролы, выполняют специализированные задачи, такие как уплотнение хвостов промышленных процессов. Преимущество этих машин для уплотнения хвостов заключается в том, что они обеспечивают возможность стекания воды или технологического раствора без повторного измельчения профиля. Такой подход впоследствии в значительной степени сводит на нет влияние осадков на уплотнение и обезвоживание. Однако более легкие и быстрые машины лучше подходят для доступа к пограничной местности, но не для уплотнения из-за повторного измельчения и их ограниченной глубины проникновения. Процесс использования этих машин специально для уплотнения хвостов и грунта драг в горнодобывающей промышленности обычно называется «разведением грязи». [21]
Британская исследовательская группа Ice Challenger использовала винтовой привод в своем аппарате Snowbird 6 (модифицированный гусеничный аппарат Bombardier ) для пересечения льдин в Беринговом проливе . Вращающиеся цилиндры позволяли Snowbird 6 двигаться по льду и продвигаться по воде, но винтовая система не считалась подходящей для больших расстояний, и цилиндры можно было поднять, чтобы аппарат мог также двигаться на обычных гусеничных гусеницах. На веб-сайте Ice Challenger говорится, что дизайн был вдохновлен российским автомобилем, который использовался для подбора космонавтов , приземлившихся в Сибири (возможно, ЗИЛ-2906 ). [22]
Российский изобретатель Алексей Бурдин придумал винтовую движительную систему «ТЭШ-привод Трансформируемые червяки». [23]
Совсем недавно обработка ила с помощью более крупных машин, способных проникать глубоко в профиль (производители называют их MudMasters), оказалась эффективным методом для высокоинтенсивного управления хвостохранилищами . [24]
Armstead Snow Motor Company выпустила эту демонстрационную версию продукта в 1924 году.
Эта машина возила почту из Траки в Северное озеро Тахо.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
Мало что известно о компании или судьбе продукта. Ходят слухи, что Генри Форд выкупил патент и похоронил проект.
с демонстрацией продукта концепта снегохода Armstead Snow Motors, около 1924 г.
Mattel RC screw machine: Product #B5119 (Выпущен в 2004 г.) и Product #L8901 (Выпущен в 2007 г.)