Главная / Эволюция шнеко-роторного движителя. Теш - Драйв

Эволюция шнеко-роторного движителя. Теш - Драйв

Опубликовано Мир науки и техники в 26 Ноябрь, 2010 - 07:08.

Теш - Драйв

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

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

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

шнек

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

ЗиЛ-2906 - машина шнеко-роторного типа

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

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

Концепция трансформируемых шнеков Теш-Драйв - это объединение колёсного и шнекового движителя на одной раме.

Для этого в межвитковом пространстве шнеко-ротора размещён элемент с изменяемой геометрией, резиновый рукав, который в расширенном состоянии воспринимает вес транспортного средства, позволяет ему двигаться в режиме качения и это основной рабочий режим Теш-Драйва, пока дорожные условия позволяют.

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

3D анимация – принципиальная схема, показывающая, что система управлением расширением-сжатием рукавов может быть размещена внутри роторов. Это актуально для гидравлической схемы, когда в качестве рабочего вещества вместо воздуха выступает жидкость, а угловая скорость вращения роторов невелика. По моему представлению гидравлическая схема позволит снизить время, необходимое для перевода Теш-Драйва из одного рабочего режима в другой. Для пневматического варианта компрессор будет размещён на раме транспортного средства. Выпускной клапан-внутри, всё управляется электроникой.

Прототип алюминиевый, должен признаться, что не это самый удачный материал для такого рода нагрузок. Но для наглядного пособия, отражающего основные элементы конструкции вполне подходяще. Привода - две дрели по 1.2 кВт, такая компоновка транспортного средства возможна, но требует большой конструкторской работы. В режиме колеса модель двигается без отклонения от прямой линии. Были мнения, что её будет уводить в сторону. На воде конструкция показала высокую плавучесть. И скорость перемещения, что с накаченными, что со спущенными баллонами практически одна и та же.

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

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

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

Описываемому техническому решению может быть дано определение как всепогодный, полностью амфибийный движитель. Теперь надо его сопоставить с ближайшим конкурентом. Траки и колесо под это определение явно не подходят, отрежьте трак и поставьте его на воду, и он утонет. Хотя были попытки научить его плавать, но безуспешно. Колесо же не тонет, но и без дополнительных приспособлений не работает как водомет. Остается только один аппарат, подходящий под это определение-это платформы на воздушной подушке. Они действительно едут и по суше и по воде, но можно ли их назвать всепогодными? Нет…При сильном ветре эти транспортные средства остаются дома, на приколе. Могут ли они перемещается в городской черте, так же нет - очень слабая управляемость. Вывод один, что полностью самодостаточного, амфибийного движителя, не восприимчивого к погодным условиям движителя на сегодняшний день просто не существует. Как автор верю, что Теш-Драйв способен занять эту нишу и в силу уникальности возможностей, которые он предоставляет оправданы и расходы, связанные с его разработкой и изготовлением. С использованием технологии “Трансформируемых шнеков” возможно создание транспортных систем различного назначения, как гражданского, так и военного.

Дополнительная возможность коммерциализации – это использование концепции ТЕШ в индустрии развлечений. Создание автоматизированных моделей на радиоуправлении и разработка линейки транспортных игрушек. Для популяризации ТЕШ-драйва в настоящее время ведутся переговоры с рядом западных разработчиков компьютерных игр о возможности появления футуристического транспортного средства в их текущих проектах. Военно-транспортная машина и остальные иллюстрации из этой серии, выложенные на сайте, в основном обращены к производителям транспортной игрушки.

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

Прототипом заинтересовался основатель коллекции нестандартных транспортных средств Даг Хилтон(Museum of creative Invention UK,www.landairandsea.com,Doug Hilton) и видимо через некоторое время прототип ТЕШ-драйва присоединится к его коллекции.

Автор проекта: Алексей Бурдин 33 года (1977 г.р.), по образованию инженер-шахтостроитель, окончил Горный институт. Несколько лет жил и работал в Дублине (Ирландия). По специальности работал в СМУ-13(Метрострой).
Жизненное кредо: Что человек без мечты... – птица без крыльев!

Мечтаю увидеть ТЕШ-драйв во втором Аватаре.

e-mail: alexdebur2000@yahoo.co.uk

www.tesh-lab.com

Теги: ,

Читайте нас тут


Наш RSS В Контакте [info]

Фото обзоры

Рейтинг@Mail.ru