Шнеко гусеничный движитель. Шнекоход – Шнеко-роторный вездеход

Что может быть лучше, чем колесо, гусеница и воздушная подушка, вместе взятые? Только шнековый вездеход , или архимедов винт. Особенно актуально это будет для большинства районов России восточнее Урала – здесь и зима от 6 месяцев в году, и условия для жизни самые суровые.

Шнековый вездеход

Итак, что же такое шнекоход? Это машина, к которой вместо колёс два довольно больших шнека, или архимедовых винта. Принцип создания такого привода не нов, его использовала ещё Архимед в своей машине для подъёма воды. Суть сводится к тому, что машина не опирается на гусеницу или колесо, а как бы проталкивает вдоль своей оси то, что оказывается под шнеками.

Высокая проходимость

Шнек находится в мясорубке, и от вездеходного отличается только размерами. Идею внедрили ещё в 1926 году на фирме Fordson. В СССР разработкой и производством шнековых вездеходов занимались на ЗИЛе в СКБ Грачёва. Было разработано несколько моделей, от небольших, как на главном фото, до самого большого в мире – ЗИЛ-4904.

Шнековый ЗИЛ

Самый большой шнековый вездеход в мире обладает выдающимися для этого класса характеристиками: длина шнеков - 6 метров, полезная нагрузка 2, 5 т, полный вес – 7 тонн. Разработка была завершена к 1972 году. Машина предназначалась для тех, кто не видит асфальта: геологи, разведчики, нефтяники, спасатели и так далее.

В большинстве случаев шнеки пустые внутри, поэтому шнекоходы – почти все амфибии. Сами шнеки создаются из алюминиевого сплава. У этой модели было два мотора ЗИЛ-375, бензиновые, мощностью по 180 сил. Даже в те времена на двигатели устанавливали предпусковые обогреватели.

Управление похоже на то, как пришлось бы управлять танком – система рычагов и никакого руля. Привод на шнеки осуществлялся с помощью специального редуктора, который распределял крутящий момент по осям. Но у шнека было преимущество: он мог вращаться на месте, двигаться по дуге и даже ехать боком!

На удивление кабина сделана из стеклопластика, а двигатель и некоторые узлы спрятаны в водонепроницаемый корпус, оснащённый системой откачки воды. Скорость передвижения у такого вездехода низкая – в районе 16 км/ч, и это по снегу. Зато ему не страшны ни пески, ни снега, ни болота. Шнекоход обладает лучшей проходимостью среди наземной техники.

Для шнека чем хуже поверхность, тем лучше у него зацепляемость. Песок, ледяные торосы, грязь – это родная стихия для него. Но вот по самой ровной поверхности - асфальту или бетону - он не сможет ехать, потому что цепляться не за что. Да и вред, который наносит шнекодход природе, огромен – он разрыхляет поверхность, в том числе корни деревьев. А совсем небольшие деревца и вовсе ломает, не замечая. Можно сделать шнеки их сверхпрочных сплавов стали. Но тогда уже будет разрушаться любое твёрдое покрытие.

Максимальная скорость самого быстрого шнекохода составляет всего 30 км/ч, что не очень-то и много для спасателей или пожарных. К тому же нужно вспомнить его неспособность передвигаться по твёрдому покрытию. Сегмент их использования крайне узок, поэтому сейчас делают проще – привозят в кузове шнекоход, и спускают сразу в грязь.

Шнекоход зимой

Но ЗИЛ-4904 не был просто бесполезно произведённой единицей – он дал начало разработкам компактных шнекоходов. Была даже модификация с двумя вазовскими моторами. Инженеры ЗИЛа увлеклись это идеей и создали комплекс по розыску космонавтов, в который включили сам шнек, 2 вездехода, и небольшая команда экипажа.

ЗИЛ-2906, производная машина от ЗИЛ-4904, была меньше в размерах, имела два ВАЗовских двигателя, создавалась из углепластика и алюминия. Отчасти благодаря этому он и смог разогнаться до 65 км/ч.

На сегодня шнекоходы практически не используются, зато жители разных стран собирают модели от небольших настольных до мини-тракторов, с настоящими ДВС. Вряд ли когда-нибудь шнекоходы вернуться в строй – слишком медленно, и слишком плохо для природы.

Шнековый вездеход во всей красе

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.

Есть ли у шнекоходов будущее?

С каждым годом все интенсивнее идет освоение труднодоступных районов страны, хранящих в своих недрах неисчислимые богатства, столь необходимые народному хозяйству. Разыскивая эти тайники природы, работают многочисленные геологоразведочные партии. Они преодолевают сотни и тысячи километров непроходимой тундры, форсируют болота и топи, не замерзающие и в суровые зимы реки, глубокие снега.

В этом им помогают различные транспортные машины - гусеничные вездеходы-амфибии, автомобили высокой проходимости, вертолеты и самолеты. И тем не менее в особо сложных условиях имеющаяся техника часто оказывается бессильной. Приходится использовать вьючных животных, оленьи упряжки, а порой пробираться пешком, надев охотничьи лыжи или снегоступы.

Поэтому понятны попытки разработать такой движитель, который обеспечивал бы высокую проходимость не только машинам, но и более простым, малым транспортным средствам, не менее необходимым для работы в отдаленных осваиваемых районах.

И движитель подобного рода существует: шнековый, или винтовой. Он, конечно, имеет свои недостатки, но и обладает многими преимуществами. Главное из них - обеспечение вездеходности в таких условиях бездорожья, где все остальные транспортные средства проходимости не обеспечивают.

У шнекового движителя есть своя довольно долгая история. Его появление относят к 1900 году, когда русскому изобретателю Ф. Дергинту был выдан патент на сани, приводимые в движение шнеком. Вслед за тем во Франции и Швеции появляются шнековые движители, приспособленные к автомобилям и предназначенные для обеспечения им возможности передвижения по снегу.

Эти машины имели винтовой движитель, установленный между задними колесами автомобиля. Шнек приводился во вращение от двигателя через специальную передачу. Первоначально на автомобили ставился один такой движитель, а позднее два параллельных.

Что же представлял собой сам шнек! Внешне он напоминал винт в мясорубке: это определенного диаметра стержень, на который навито высокое спиральное ребро. Шнеки устанавливались на шарнирной подвеске, водитель машины, посредством системы рычагов мог опускать и поднимать их, то есть регулировать высоту по отношению к колесам автомобиля. Что это давало! При движении по глубокому, рыхлому снегу, например, достаточно было опустить шнек, чтобы он погружался в более плотный слой, обеспечивая лучшее сцепление. Позднее шнек начали ставить на пружинной подвеске - и та же операция выполнялась автоматически, упразднялась сложная рычажная система управления движителем.

Но в первых вездеходах шнек все же работал недостаточно надежно, а сами машины имели слишком узкие колеса, которые под весом автомобиля глубоко погружались в снег и создавали большое сопротивление движению. Да и конструкция шнека была также несовершенна. Небольшого диаметра стержень и высокое узкое ребро его винтовой нарезки не уплотняли снег, а на твердом насте автомобиль мог перемещаться и без такого движителя.

Следующий этап развития шнекового транспорта - увеличение диаметра винтового движителя, резкое уменьшение высоты спирального ребра и замена колес на лыжи. Эти усовершенствования резко повысили эффективность работы шнека. Теперь он превратился в цилиндр большого диаметра, который при перемещении хорошо уплотнял снег, а винтовое ребро, хотя и было меньшей высоты, работало значительно лучше. Испытания показали, что сцепление такого шнека с грунтом возрастает с увеличением приходящейся на него нагрузки.

Это наблюдение привело к следующему этапу развития вездеходов рассматриваемого типа, который можно назвать современным, так как он захватывает и сегодняшний день. Конструкторы отказались от приспособления шнекового движителя к автомобилю, а стали строить специальные машины, в которых вся масса распределяется между двумя винтовыми движителями и передними управляемыми лыжами.

Почти одновременно появилась и еще одна разновидность шнековых машин. У них уже не было ни колес, ни лыж, а движители представляли собой цилиндры большого диаметра с трех-, четырехзаходной навивкой рабочего ребра. Управление осуществлялось как на гусеничных машинах: торможением одного из шнеков. Такая конструкция считается наиболее перспективной, поскольку дает возможность использовать подобные машины не только зимой, но и в условиях полного бездорожья.

Здесь стоит упомянуть об испытаниях зимней техник», которые были организованы в Подмосковье в конце двадцатых годов. Проверялись возможности различных снегоходных машин, автомобилей, тракторов и приспособлений к ним, повышающих проходимость по снегу. В испытаниях участвовала техника, созданная институтом НАМИ, отдельными конструкторами. Были и зарубежные машины, среди них шнекоход «мотобоб» и трактор «фордзон» на червячных барабанах.

Проведенное сравнение позволило выявить ряд преимуществ машин со шнековыми движителями: относительная простота, плавность хода, хорошее тяговое усилие. Но тогда же вскрылись и минусы, в основном заключавшиеся а небольшой скорости, плохой маневренности, недостаточной надежности конструкции. Немаловажным фактором явилась и ограниченность мест целесообразного использования шнекоходов по сравнению с гусеничными машинами и автомобилями повышенной проходимости. Все это послужило причиной ослабления внимания транспортных организаций к шнековому движителю.

Возрождение интереса к машинам с «винтовыми» движителями как у нас в стране, так и за рубежом, приходится на 60-е годы. Оно связано с поиском вездеходных конструкций, применимых не только в ЗИМНИХ, но и в других особо тяжелых дорожных условиях. Различные экспериментальные шнекоходные машины, предназначенные специально для работы на сильно заболоченной местности, были созданы в США, Англии, Японии.

В нашей стране большую исследовательскую работу, в том числе и по теории шнековых движителей, проделала лаборатория снегоходных машин Горьковского политехнического института имени А. А. Жданова. Под руководством кандидата технических наук, доцента С. В. Рукавишникова был разработан ряд легких шнековых машин (ГПИ-16Р, ГПИ-16ВА, ГПИ-16ВС и ГПИ-0,5), испытания которых подтвердили предположение о перспективности применения «роторно-винтовых» движителей для снегоходов и выявили ряд неоспоримых преимуществ этих движителей: более высокий КПД, повышенная долговечность и надежность, более высокие тягово-сцепные качества, меньший вес и простота конструкции.

Испытания легкой шнекоходной машины ГПИ-16Р с двигателем «Иж-Планета» мощностью 12 л. с. показали, что машина устойчиво движется по снегу глубиной от 200 до 800 мм, свободно преодолевает заструги высотой до 400 мм. Шнекоход имеет винтовые барабаны с диаметром Цилиндра 300 мм и шагом винтовой линии зацепов 840 мм, что соответствует углу подъема винтовой линии зацепа 42°. Длина барабана, включая передний и задний конусные участки, - 1650 мм, при числе витков 3 и высоте зацепов 50 мм. Зацепы выполнены в форме трапеции с основанием 35 мм и углом при вершине 20°.

При испытаниях были проведены сравнения с полугусеничным ГПИ-15, имевшим аналогичные весовые и мощностные характеристики: обе машины показали одинаковые результаты по замеряемым параметрам. В выводах по испытаниям указано, что использование винтовых барабанов с углом подъема спиральной линии зацепов 42° возможно для снегоходной машины, однако желательно уменьшение угла, что позволит увеличить запас тяги го сцеплению. Отмечалось также, что боковые перемещения во время движения - наиболее существенный недостаток винтоходной машины. Необходимы устройства, стабилизирующие прямолинейное движение, особенно на неровностях пути.

О боковых смещениях винтовых барабанов известно давно. Еще инженер А. А. Крживицкий писал об этом в книге «Механические средства передвижения по снегу», вышедшей в 1926 году. И уже тогда рекомендовал ограничивать шнеки врезающимися по бокам в снег полозьями, стабилизирующими движение и воспринимающими боковые усилия, возникающие на винтовом ребре барабанов.

Созданные лабораторией машины ГПИ-0,5, выпущенные небольшой партией, были использованы зимой на Камчатке для объезда линий электропередачи, где заменили применявшиеся до этого мощные гусеничные машины ГАЗ-71.

Лыжно-винтовой снегоход ГПИ-0,5 состоит из кузова, двигателя, силовой передачи (трансмиссии), ходовой части, рулевого управления и систем питания двигателя и электрооборудования. Кузов - цельнометаллический, сварной, открытый, рассчитанный на перевозку 2-3 человек или перевозку животных, также вы можете обратится в компанию “Удачный полёт” https://www.luckyfly.ru/raschjot-marshruta.html и без собственного транспортного средства заказать перевозку собак, но если вы находитесь в непроходимой местности, то вам поможет снегоход кузов которого является основным несущим элементом конструкции. Передний капот, под которым размещен двигатель, сделан откидным для обеспечения удобства обслуживания двигателя в эксплуатации.

Р - равнодействующая сила, перпендикулярная рабочей плоскости винтовой нарезки зацепа, Р1 - сила тяги, α - угол наклона рабочей плоскости винта по отношению к плоскости его вращения.

1 - стабилизирующий полоз, 2 - корпус снегохода, 3 - винтовой барабан-шнек.

Мотоциклетный двигатель «Иж-Плакета» снабжен принудительным охлаждением. При частоте вращения коленчатого вала 3200-3500 об/мин он развивает мощность 15,5 л. с. Силовая передача включает в себя цепные передачи на сцепление и коробку передач, выполненные в блоке с двигателем, от коробки передач - на редуктор, а также бортовые - с главного вала на конические редукторы привода движителей. На главный вал посажен тормозной диск.

Ходовая часть состоит из двух управляемых лыж с амортизацией листовыми рессорами и двух винтовых барабанов движителя с их подвесками. Барабаны клепаные, негерметические, с зацепами из нержавеющей стали, число заходов навивки - 4. Шаг зацепов 1100 с углом по барабану 40°. Движители сзади подрессорены, что позволяет им иметь лучшее сцепление с грунтом для преодоления неровностей пути.

Рулевое управление у шнекохода - с обычным рулевым колесом и механизмом реечного типа; соединение с поворотными рычагами пыж - тягами.

Следует остановиться и на разработанных в Горьковском политехническом институте имени А. А. Жданова машинах особого назначения. В 1968 году вышли на испытания специальные вездеходы на шнековых движителях типа ГПН-63 и ГПИ-72, созданные под руководством профессора А. Ф. Николаева (см.: «М-К», 1972, № 4). Эти машины, имея высокую энерговооруженность, снабжены герметичными винтовыми барабанами большого диаметра, которые обеспечивают возможность свободного передвижения не только по снегу или заснеженному льду со скоростью до 20 км/ч, но даже по воде и непроходимым болотам. На них смонтированы ледово-фрезерные установки для окалывания льда вокруг зимующих судов в северных портах, для охраны от разрушения льдом гидротехнических сооружений. При толщине льда в 1,5 м скорость такой фрезерной проходки достигает 560 м/ч.

Большой интерес представляет и машина ГПИ-92, сконструированная специально для механизации обработки илообразных осадков на площадках очистных сооружений больших городов. Такие отстойники имеют площадь до нескольких сот гектаров и должны при современных очистных мощностях поглощать в крупных городах до 16000 м3 илообразных осадков в сутки. Будучи обезвожены, эти массы могут быть использованы в промышленности и сельском хозяйстве. Но практика показала, что цикл обезвоживания затягивается на несколько лет, в основном из-за зарастания поверхности площадки сорными травами, которые препятствуют интенсивному испарению влаги.

Машина ГПК-82 показала хорошую проходимость по иповым отстойникам при любой влажности, а роторно-винтовые движители к тому же интенсивно разрушают и погружают в их растительный покров без применения каких-либо дополнительных навесных орудий. Они перемешивают верхний слой на глубину 500-600 мм, что способствует более интенсивному испарению влаги.

При мощности двигателя 115 л. с. и диаметре герметичных роторно-винтовых барабанов 800 мм машина обеспечивает скорость от 5 до 20 км/ч, в зависимости от степени влажности ила.

Мощные машины на шнековых движителях быки созданы и на Московском автозаводе имени Лихачева. Шнекоход ШН-I снабжен двигателем в 180 л. с. и герметичными роторно-винтовыми барабанами с Ø 800 мм, с рабочим зацепом трапециевидной формы высотой 120 мм и углом наклона 17°. Для повышения жесткости на внутреннюю поверхность барабанов напылен слой полиуретана. Машина рассчитана на передвижение по глубокому снегу, болотам.

Необычной конструкции шнековая болотоходная машина создана в Московском институте народного хозяйства имени М. Н. Губкина. Ее два шнека, вращаясь в противоположных направлениях, позволяют двигаться вперед и назад; когда же они движутся в одну сторону, машина может перемещаться боком, причем даже по асфальту. Этот болотоход предназначен для транспортировки бурового оборудования по труднопроходимым грунтам - например, грузовой платформы на воздушной подушке.

Из зарубежных машин особый интерес представляет японская модель шнекохода «дороти». У нее не два, а четыре шнека, последовательно размещенные по два с каждой стороны. Причем любой шнек может вращаться в обе стороны. Благодаря этому машина обладает исключительной маневренностью.

Не обошли вниманием роторно-винтовой движитель и любители технического творчества. В 1965 году инженер П. Г. Гаврилов из Темиртау предложил переоборудовать стандартный автомобиль «Победа», установив на нем два шнека и передние управляющие лыжи. Шнеки монтировались на специальных кронштейнах без элементов амортизации и приводились во вращение карданными валами, идущими от закрепленного на двигателе редуктора с угловыми шестернями.

В 1973 году инженер П. В. Олейников из поселка Зареченский Мурманской области построил шнеконарты КРАБ-1. Надо отдать должное настойчивости любителя технического творчества: потребовалось три года, чтобы сделать машину не только работоспособной, но и надежной: она эксплуатируется в течение всего зимнего периода без поломок.

1 - управляемая лыжа, 2 - редуктор, 3 - двигатель, 4 - радиатор и вентилятор системы охлаждения, 5 - карданный вал, 6 - шнековый движитель, 7 - опорный подшипник.

1 - управляемая лыжа, 2 - упорный подшипник рулевой колонки, 3 - корпус, 4 - рулевая колонка, 5 - руль, 6 - сиденье водителя и пассажира, 7 - бензиновый бак; 8 - двигатель, 9 - редуктор, 10 - муфта соединения двигателя с редуктором, 11 - цепь привода шнека, 12 - подшипник, 13 - ведомая звездочка, 14 - ось шнека, 15 - шнек, 16 - винтовые зацепы, 17 - передний подшипник, 18 - поворотная ось рамы шнека, 19 - амортизатор, 20 - упорная резиновая подушка, 21 - рессора; α - угол отклонения рамы шнека по отношению к корпусу.

Шнеконарты КРАБ-1 состоят из лыжи-корпуса, одного шнека, моторной установки и одной передней управляемой лыжи, которая при движении уплотняет снег перед шнеком. Корпус имеет П-образную форму: боковые плоскости, снабженные подрезами, скользят по снегу, а в вырезе размещается шнек. Подрезы нейтрализуют боковые силы, возникающие на работающем шнеке, обеспечивая устойчивое прямолинейное движение машины. А сами плоскости-лыжи ограничивают пространство, в котором работает шнек, что значительно повышает его эффективность. Движитель закрепляется на раме, которая передней частью шарнирно кропится к силовым узлам П-образного выреза. Ее задняя часть не связана с корпусом-лыжей и выходит за его задний обрез. На ней с помощью специального кронштейна установлен двигатель Иж-56 с принудительным воздушным охлаждением, а также редуктор (реверс). Последний из/оговлен из заднего моста инвалидной мотоколяски. От редуктора на привод шнека идет цепная передача.

Такая схема при движении позволяет раме шнека совместно с двигателем перемещаться в вертикальной плоскости, обеспечивая улучшение сцепления движителя с дорогой на неровностях. Этому же способствует оптимальная нагрузка шнека, несущего на себе вес двигателя и редуктора.

Движитель, как и у всех подобных машин, представляет собой цилиндрический барабан Ø 320 мм и длиной 1500 мм с тремя спиралями зацепов, сдвинутых относительно друг друга на 120°. Шаг зацепов 450 мм - это означает, что за один оборот шнек продвигается вперед на 0,45 м. Трехзаходная спираль увеличивает сцепление со снегом, так как на расстоянии 1,5 м Длины шнека в зацеплении участвуют. одновременно 9 ребер. Для изготовления зацепов конструктор использовал отработавшие свой срок диски от муфты сцепления трактора.

Передняя управляемая лыжа снабжена мягкой подвеской из рессоры, двух амортизаторов от мопеда «Рига» и ограничителей: резиновых подушек, предотвращающих жесткие удары и предохраняющих рессору от поломок.

Даже столь краткий обзор шнекоходных машин показывает, что развитие этого специфического вида транспортной техники продолжается, как продолжаются и поиски новых конструктивных решений.

И. НИКОЛАЕВ, инженер

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Шнекоход ЗИЛ-2906 (29061).
ЗИЛ-2906 (29061) шнекороторный вездеход амфибия .
В 70-ые года, когда во всю шло освоение космоса. Появилась проблема, заключавшаяся в поиске вернувшихся с полета космонавтов. А, как известно, их может выбросить в любой точке Земли не доступной для прохождения технике. И тогда по просьбе главного конструктора космических программ С. П. Королева началась разработка особого вездехода с очень высокой проходимостью.

За это дело взялось специальное конструкторское бюро (АМО) ЗИЛ, где главным конструктором был Грачев. Было много предложенных идей, но эту проблему не мог решить стандартный подход, т. к. например колеса и гусеницы имели свои недостатки. И тогда пришлось действовать нестандартно.

Грачев предложил установить вместо колес и гусениц два шнека. Шнек представлял собой алюминиевый стержень, на который было навито спиральное ребро. Шнек напоминал сверло или винт от мясорубки.


В результате был построен шнекоход ЗИЛ-2906 (позже модернизированный ЗИЛ-29061). Особая конструкция шасси позволило машине преодолевать практически любые препятствия. Шнекоход мог ездить по грунту, по болоту, по снегу, плавать по воде. Единственное что он не предназначен для передвижения по асфальту. Поэтому его доставляли к месту работы на грузовике.

Из-за своей особой конструкции ЗИЛ-2906 имел большой вес. Поэтому корпус шнекохода был сделан из алюминия и углепластика.

Также из-за своей конструкции на ЗИЛ-2906 было установлено два двигателя ВАЗ, по одному на каждый шнек. Каждый двигатель вырабатывает мощность до 70 л. с. Шнекоход способен развить скорость 65 км/ч на дороге и до 16 км/ч на воде.

Всего шнекороторных вездеходов ЗИЛ-2906 (29061) с 1980 и по 1991 г было выпушено 20 штук. И по сей день, эти машины занимаются эвакуацией космонавтов и спасательными операциями в труднопроходимой местности. И единственная страна в мире, которая имеет на вооружении такие машины это Россия.


Характеристика Шнекохода :
Длина – 4,9 м
Высота – 2,2 м
Ширина – 2,4 м
Полная масса – 2 т
Двигатель – 2 двигателя марки ВАЗ
Скорость:
по пересеченной местности – 65 км/ч
по снегу – 45 км/ч
по болоту – 20 км/ч
по воде – 16 км/ч
Пассажировместимость – 5 чел. (примерно)
Экипаж – 1
Произведено – 20 шт.

November 13th, 2016

Пока я буду искать информацию, о том, почему такие до сих пор не получили популярность давайте узнаем про такую тему как шнекоходы.

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.

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?

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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…

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.

И шнек, и снег

Шнекоход может служить не только для промышленных целей, но и как индивидуальное средство транспорта. К примеру, целый модельный ряд шнекороторных вездеходов создали в 1960-х годах в Горьковском политехническом институте (ГПИ).

В 1965 году появилась первая машина этой серии — шнекороторный снегоход ГПИ-16, а затем и многочисленные ее модификации. Конструктивно все эти вездеходы представляли собой обычные снегоходы, в которых вместо гусениц стояли шнеки. Скорость передвижения была, конечно, невелика, зато шнекоход не вяз никогда и нигде.

Испытания машины ЛФМ-РВД-ГПИ-66 на снегу.

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 ее наследницу РВБ-ГПИ-06.

Впоследствии разработки Горьковского политеха получили продолжение. Например, на ЗиЛе испытывали шнекоход ШН-1. Если же углубиться в давнюю историю, еще в 1926 году инженер Крживитский спроектировал и построил шнекосани для лесохозяйства (он, кстати, выпустил ряд монографий и книг по различным типам снегоходов). Но все это были лишь искры от несуществующего костра.

источники
Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№103, май 2011) -