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TRANSPORTE PESSOAL: TERRESTRE, ÁGUA, AÉREO
Trado em vez de trilhos. transporte pessoal
Diretório / Transporte pessoal: terrestre, aquático, aéreo A cada ano, o desenvolvimento de zonas de difícil acesso do país, que guardam nas suas profundezas riquezas incalculáveis e tão necessárias à economia nacional, torna-se cada vez mais intenso. Numerosos grupos de exploração geológica estão em busca desses segredos ocultos da natureza. Eles superam centenas e milhares de quilômetros de tundra intransitável, atravessam pântanos e pântanos, rios que não congelam mesmo em invernos rigorosos e neve profunda. Nisso eles são auxiliados por vários veículos de transporte - veículos todo-o-terreno anfíbios, veículos todo-o-terreno, helicópteros e aviões. E, no entanto, em condições particularmente difíceis, a tecnologia existente revela-se muitas vezes impotente. Você tem que usar animais de carga, trenós puxados por renas e, às vezes, caminhar a pé, usando esquis de caça ou raquetes de neve. Portanto, é compreensível tentar desenvolver um sistema de propulsão que proporcione alta capacidade de cross-country não apenas aos automóveis, mas também aos veículos mais simples e pequenos, não menos necessários para trabalhar em áreas remotas desenvolvidas. E existe um motor desse tipo: sem-fim ou parafuso. É claro que tem suas desvantagens, mas também tem muitas vantagens. A principal delas é garantir a capacidade de cross-country em condições off-road, onde todos os outros veículos não oferecem capacidade de cross-country.
O sistema de propulsão do sem-fim tem uma longa história. Seu surgimento remonta a 1900, quando o inventor russo F. Dergint obteve a patente de um trenó movido por uma broca. Depois disso, na França e na Suécia, surgiram propulsores de trado, adaptados aos carros e projetados para proporcionar-lhes a capacidade de se moverem na neve.
Esses carros tinham uma hélice helicoidal instalada entre as rodas traseiras do carro. A broca foi acionada pelo motor por meio de uma transmissão especial. Inicialmente, os carros eram equipados com uma dessas unidades de propulsão e, posteriormente, com duas paralelas. Qual foi o trado em si! Externamente, parecia um parafuso em um moedor de carne: é uma haste de certo diâmetro na qual é enrolada uma costela alta em espiral. As brocas eram instaladas sobre suspensão articulada; o motorista do carro, por meio de um sistema de alavancas, podia abaixá-las e levantá-las, ou seja, ajustar a altura em relação às rodas do carro. O que isso deu! Ao dirigir em neve profunda e solta, por exemplo, bastava abaixar a broca para que ela afundasse em uma camada mais densa, proporcionando melhor tração. Posteriormente, o sem-fim passou a ser instalado em suspensão de mola - e a mesma operação foi realizada automaticamente, o complexo sistema de controle de alavanca para a propulsão foi abolido. Mas nos primeiros veículos todo-o-terreno, a broca ainda não funcionava de forma suficientemente fiável e os próprios veículos tinham rodas muito estreitas que, sob o peso do veículo, afundavam profundamente na neve e criavam grande resistência ao movimento. E o design da broca também era imperfeito. A haste de pequeno diâmetro e a borda alta e estreita de sua rosca não compactavam a neve e, em crosta dura, o carro podia se mover sem essa hélice. A próxima etapa no desenvolvimento do transporte por trado é o aumento do diâmetro da hélice helicoidal, uma diminuição acentuada na altura da nervura espiral e a substituição das rodas por esquis. Essas melhorias aumentaram drasticamente a eficiência do sem-fim. Agora virou um cilindro de grande diâmetro, que compactava bem a neve durante o movimento, e a nervura do parafuso, embora menor em altura, funcionava muito melhor. Os testes mostraram que a adesão de tal sem-fim ao solo aumenta com o aumento da carga sobre ele. Esta observação levou à próxima etapa no desenvolvimento de veículos todo-o-terreno do tipo em questão, que pode ser chamado de moderno, pois continua até hoje. Os projetistas abandonaram a adaptação da propulsão helicoidal ao carro e passaram a construir máquinas especiais nas quais toda a massa é distribuída entre duas hélices helicoidais e esquis controlados frontalmente.
Quase simultaneamente, apareceu outro tipo de máquina de trado. Eles não tinham mais rodas ou esquis, e os motores eram cilindros de grande diâmetro com enrolamento de três e quatro direções na nervura de trabalho. O controle foi feito como nos veículos sobre esteiras: freando uma das brocas. Este projeto é considerado o mais promissor, pois permite a utilização desses veículos não só no inverno, mas também em condições totalmente off-road. Aqui vale a pena mencionar os testes de equipamentos de inverno, que foram organizados na região de Moscou no final dos anos XNUMX. Foram testadas as capacidades de vários veículos para neve, carros, tratores e acessórios para eles que aumentaram a capacidade de cross-country na neve. Equipamento criado do Instituto NAMI e designers individuais participaram dos testes.Também havia máquinas estrangeiras, entre elas a broca Motobob e o trator Fordson em tambores sem-fim. A comparação permitiu identificar uma série de vantagens das máquinas com hélices helicoidais: relativa simplicidade, bom funcionamento, boa força de tração. Mas então as desvantagens também foram reveladas, consistindo principalmente em baixa velocidade, pouca manobrabilidade e confiabilidade insuficiente do projeto. Um fator importante foi o número limitado de locais onde os veículos de trado poderiam ser usados em comparação com veículos sobre esteiras e veículos off-road. Tudo isso causou um enfraquecimento da atenção das organizações de transporte ao sistema de propulsão do trado. O renascimento do interesse pelas máquinas com propulsão “parafusada”, tanto no nosso país como no estrangeiro, ocorreu na década de 60. Está associada à procura de estruturas todo-o-terreno aplicáveis não só no INVERNO, mas também noutras condições de estrada particularmente difíceis. Várias máquinas experimentais de trado, projetadas especificamente para trabalhar em áreas fortemente pantanosas, foram criadas nos EUA, Inglaterra e Japão. Em nosso país, muitos trabalhos de pesquisa, inclusive sobre a teoria da propulsão helicoidal, foram realizados pelo laboratório de motos de neve do Instituto Politécnico Gorky em homenagem a A. A. Zhdanov. Sob a liderança do Candidato em Ciências Técnicas, Professor Associado SV Rukavishnikov, foram desenvolvidas várias máquinas de parafuso leves (GPI-16R, GPI-16VA, GPI-16VS e GPI-0,5), cujos testes confirmaram a suposição de que o uso de As máquinas de “parafuso de rotor” são propulsores promissores para motos de neve e revelaram uma série de vantagens inegáveis desses propulsores: maior eficiência, maior durabilidade e confiabilidade, maior tração e qualidades de aderência, menor peso e simplicidade de design.
Teste de uma máquina leve com propulsão por trado GPI-16R com motor Izh-Planet com potência de 12 CV. Com. mostraram que a máquina se move de forma constante na neve com uma profundidade de 200 a 800 mm e supera livremente sastrugi de até 400 mm de altura. O sem-fim possui tambores roscados com diâmetro de cilindro de 300 mm e passo da linha helicoidal dos ganchos de 840 mm, o que corresponde a um ângulo de levantamento da linha helicoidal do gancho de 42°. O comprimento do tambor, incluindo as seções cônicas dianteira e traseira, é de 1650 mm, com número de voltas de 3 e altura do gancho de 50 mm. Os ganchos são confeccionados em formato de trapézio com base de 35 mm e ângulo de vértice de 20°. Durante os testes, foram feitas comparações com o GPI-15 de meia pista, que apresentava características semelhantes de peso e potência: ambos os veículos apresentaram os mesmos resultados para os parâmetros medidos. As conclusões do teste indicam que a utilização de tambores helicoidais com ângulo de elevação da espiral dos ganchos de 42° é possível para um snowmobile, mas é desejável reduzir o ângulo, o que aumentará a reserva de tração da embreagem. Observou-se também que os movimentos laterais durante o movimento são a desvantagem mais significativa de uma máquina movida a hélice. São necessários dispositivos que estabilizem o movimento linear, especialmente em caminhos irregulares. O deslocamento lateral dos tambores de parafuso é conhecido há muito tempo. Outro engenheiro, A. A. Krzhivitsky, escreveu sobre isso no livro “Veículos Mecânicos na Neve”, publicado em 1926. E mesmo assim recomendou limitar as brocas a corredores que cortam a neve nas laterais, estabilizando o movimento e absorvendo as forças laterais que surgem na borda helicoidal dos tambores. Os veículos GPI-0,5 criados pelo laboratório, produzidos em pequeno lote, foram usados no inverno em Kamchatka para contornar linhas de energia, onde substituíram os potentes veículos sobre esteiras GAZ-71 usados anteriormente. O snowmobile de parafuso de esqui GPI-0,5 consiste em uma carroceria, motor, transmissão de força (transmissão), chassi, direção, sistemas de alimentação do motor e equipamento elétrico. O corpo é todo em metal, soldado, aberto, projetado para transportar 2 a 3 pessoas. É o principal elemento de suporte do design do snowmobile. O capô dianteiro, sob o qual está localizado o motor, é articulado para garantir fácil manutenção do motor em funcionamento.
O motor da motocicleta Izh-Planet está equipado com refrigeração forçada. A uma velocidade do virabrequim de 3200-3500 rpm, ele desenvolve uma potência de 15,5 cv. Com. A transmissão de força inclui transmissões por corrente para a embreagem e caixa de câmbio, feitas em bloco com o motor, de caixa de câmbio para caixa de câmbio, bem como acionamentos laterais do eixo principal para as caixas de engrenagens cônicas do acionamento de propulsão. O disco de freio é montado no eixo principal. O chassi é composto por dois esquis orientáveis com absorção de choques por molas e dois tambores de hélice com suas suspensões. Os tambores são rebitados, não herméticos, com ganchos de aço inoxidável, o número de passagens de enrolamento é 4. O passo dos ganchos é de 1100 com um ângulo ao longo do tambor de 40°. Os propulsores traseiros são suspensos, o que lhes permite ter melhor tração para superar caminhos irregulares. A direção do sem-fim é feita por volante convencional e mecanismo de cremalheira; conexão com alavancas rotativas maços - hastes. Vale a pena nos determos nas máquinas para fins especiais desenvolvidas no Instituto Politécnico Gorky em homenagem a A. A. Zhdanov. Em 1968, veículos especiais todo-o-terreno com hélices helicoidais dos tipos GPN-63 e GPI-72, criados sob a liderança do Professor A.F. Nikolaev, foram colocados em testes. Estas máquinas, de elevada potência, estão equipadas com tambores helicoidais selados de grande diâmetro, que permitem a movimentação livre não só na neve ou no gelo coberto de neve a velocidades de até 20 km/h, mas também na água e pântanos intransponíveis. Eles estão equipados com instalações de moagem de gelo para quebrar o gelo ao redor dos navios que passam o inverno nos portos do norte, para proteger as estruturas hidráulicas da destruição pelo gelo. Com uma espessura de gelo de 1,5 m, a velocidade de penetração dessa fresagem chega a 560 m/h. A máquina GPI-92, projetada especificamente para a mecanização do tratamento de sedimentos semelhantes a lodo em estações de tratamento de águas residuais em grandes cidades, também é de grande interesse. Esses tanques de decantação têm uma área de até várias centenas de hectares e, com modernas instalações de tratamento, devem absorver até 16000 m3 de sedimentos semelhantes a lodo por dia nas grandes cidades. Uma vez desidratadas, essas massas podem ser utilizadas na indústria e na agricultura. Mas a prática tem mostrado que o ciclo de desidratação se arrasta por vários anos, principalmente devido ao crescimento excessivo da superfície do local com ervas daninhas, que impedem a intensa evaporação da umidade. A máquina GPK-82 demonstrou boa manobrabilidade através de reservatórios de lodo em qualquer umidade, e seus propulsores de parafuso rotativo também destroem e imergem intensamente sua cobertura vegetal sem o uso de quaisquer acessórios adicionais. Eles misturam a camada superior a uma profundidade de 500-600 mm, o que promove uma evaporação mais intensa da umidade. Com potência de motor de 115 cv. Com. e diâmetro de tambores roscados selados de 800 mm, a máquina proporciona velocidade de 5 a 20 km/h, dependendo do grau de umidade do lodo. Máquinas poderosas com hélices helicoidais também foram criadas na fábrica de automóveis Likhachev em Moscou. O sem-fim ShN-I está equipado com um motor de 180 CV. Com. e tambores de parafuso rotativos selados com Ø 800 mm, com gancho de trabalho trapezoidal de 120 mm de altura e ângulo de inclinação de 17°. Para aumentar a rigidez, uma camada de poliuretano é pulverizada na superfície interna dos tambores. A máquina foi projetada para viajar através de neve profunda e pântanos. Uma máquina de movimentação de pântanos de design incomum foi criada no Instituto de Economia Nacional de Moscou em homenagem a M. N. Gubkin. Seus dois parafusos, girando em direções opostas, permitem avançar e retroceder; quando se movem em uma direção, o carro pode se mover lateralmente, mesmo no asfalto. Este veículo para pântano foi projetado para transportar equipamentos de perfuração em terrenos difíceis - por exemplo, uma plataforma de carga sobre uma almofada de ar. Dos carros estrangeiros, o modelo japonês da broca Dorothy é de particular interesse. Não possui duas, mas quatro brocas, colocadas sequencialmente duas de cada lado. Além disso, qualquer parafuso pode girar em ambas as direções. Graças a isso, a máquina possui manobrabilidade excepcional. Os fãs da criatividade técnica também prestaram atenção ao sistema de propulsão de parafuso rotativo. Em 1965, o engenheiro P. G. Gavrilov de Temirtau propôs converter o carro Pobeda padrão instalando duas brocas e esquis de controle dianteiros. As brocas eram montadas em suportes especiais sem elementos amortecedores e acionadas por eixos cardan provenientes de uma caixa de câmbio com engrenagens angulares montadas no motor. O mesmo autor tem o projeto de uma máquina de parafuso de esqui, em que os tambores do trado possuíam amortecedores pneumático-hidráulicos, o que melhorava a aderência da hélice ao solo em caminhos irregulares. Em 1973, o engenheiro P.V. Oleinikov, da vila de Zarechensky, região de Murmansk, construiu a broca CRAB-1. Devemos prestar homenagem à perseverança de um amante da criatividade técnica: foram necessários três anos para tornar a máquina não só operacional, mas também fiável: funciona durante todo o inverno sem avarias.
Os patins sem-fim KRAB-1 consistem em um esqui corporal, um sem-fim, uma unidade motora e um esqui frontal controlado, que compacta a neve na frente do sem-fim durante o movimento. O corpo tem formato de U: os planos laterais, dotados de rebaixos, deslizam sobre a neve e uma broca é colocada no recorte. Os rebaixos neutralizam as forças laterais que ocorrem no sem-fim em operação, garantindo um movimento estável e em linha reta da máquina. E os próprios aviões de esqui limitam o espaço de operação da broca, o que aumenta significativamente sua eficiência. A unidade de propulsão é montada em uma estrutura, cuja parte frontal é articulada às unidades de potência do recorte em forma de U. Sua parte traseira não está conectada ao corpo do esqui e se estende além da borda traseira. Nele são instalados um motor Izh-56 com refrigeração a ar forçado, bem como uma caixa de câmbio (ré). O último do/do eixo traseiro de uma cadeira de rodas. Uma transmissão por corrente vai da caixa de engrenagens até a transmissão do sem-fim. Ao se mover, este esquema permite que a estrutura do sem-fim junto com o motor se mova em um plano vertical, proporcionando melhor tração entre a hélice e a estrada em superfícies irregulares. Isso também é facilitado pela carga ideal do sem-fim, que suporta o peso do motor e da caixa de câmbio. A unidade de propulsão, como todas as máquinas semelhantes, é um tambor cilíndrico de Ø 320 mm e 1500 mm de comprimento com três ganchos espirais deslocados entre si em 120°. O passo dos ganchos é de 450 mm - isso significa que em uma revolução o sem-fim avança 0,45 M. A espiral de três vias aumenta a tração com a neve, pois a uma distância de 1,5 m os comprimentos do sem-fim engatam. 9 costelas ao mesmo tempo. Para fazer os ganchos, o projetista utilizou discos usados da embreagem do trator. O esqui dianteiro está equipado com uma suspensão macia feita de mola, dois amortecedores do ciclomotor de Riga e limitadores: almofadas de borracha que evitam impactos fortes e protegem a mola de danos. Mesmo uma breve visão geral das máquinas movidas a trado mostra que o desenvolvimento deste tipo específico de equipamento de transporte continua, assim como a busca por novas soluções de design. Autor: I.Nikolaev
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