Jak fungují vozidla se šroubovým pohonem

  • Vlad Krasen
  • 0
  • 3086
  • 656
1926 Fordson šroubový pohon na displeji v Hays Antique Truck Museum v Woodlandu v Kalifornii. Foto s laskavým svolením Killiondude

Kde bychom byli bez starého kola? To nám umožňuje snadno a rychle cestovat po pevně zabalených površích, jako jsou polní cesty a dlážděné silnice, a už tisíce let to dělá docela dobře..

Bohužel, náš přítel kolo nikdy nebylo opravdu skvělým uměním v blátě, sněhu nebo vodě, protože tato média neposkytují dostatečně pevný povrch, aby tlačily proti pevné zemi. Nedostatek odporu s těmito povrchy je ve skutečnosti překážkou jejich průchodu.

Ale v průběhu let přišlo několik výrobců vozidel s řešením, které se objeví - dobře, naprosto šikovný. Ve skutečnosti je to drzé. Tyto mašle se pohybují poloviskózním materiálem, jako je sníh a bláto, přesně tak, jak je šroub poháněn dřevem.

V tomto článku se podíváme na to, jak fungují vozidla se šroubovým pohonem, jejich historii a jak fungují v terénních podmínkách, díky nimž bude i Humvee „říkat strýc“.

Pokud jste věrný čtenář .com, pak znáte „vrták:“ přečtěte si následující stránku, abyste se dozvěděli více o designu vozidla se šroubovým pohonem.

Obsah
  1. Design vozidel se šroubovým pohonem
  2. Historie vozidel se šroubovým pohonem
  3. Výkon vozidel se šroubovým pohonem
K zavlažování plodin na deltě Nilu se používá šroub Archimedes. Zařízení, které vynalezl Archimedes během pobytu v Egyptě, funguje jako hydraulický šroub pro zvýšení vody z nižší úrovně. J W Thomas / Getty Images

Vozidla se šroubovým pohonem mají zejména jednu vlastnost, která jim vyniká zvláštním vzhledem. Namísto kol jsou vybavena dvojicí velkých dlouhých válců se závity podobnými šroubům po délce každého.

Nahoře na válcích sedí sedadlo řidiče a spolujezdce spolu s některým typem motoru. Samotný motor je spojen se šroubovými válci hřídelemi nebo řetězy nebo jinými mechanickými prostředky, aby je otáčel v opačných směrech. Díky tomu, že se šrouby otáčí proti sobě, mohou vozidla dosáhnout pohybu vpřed (nebo dozadu). Pokud jsou otočeny stejným směrem, pohánějí šrouby stroj do strany.

Tato vozidla pracují na principu zvaném Archimedes Screw. V zásadě platí, že obalením roviny (rovný povrch) kolem uzavřeného sloupu na svahu a otáčením této sestavy můžete pohybovat kapaliny nebo sypké materiály - „suspendované pevné látky“ - proti gravitační síle. Předpokládalo se, že taková zařízení byla používána k zavlažování slavných závěsných zahrad ve starém Babylonu. Dnes se používají pro zavlažování, pro vypouštění ponořených oblastí, aby mohly být použity jako půda a pro přesun polotuhých látek, jako je obilí ... nebo dokonce kanalizace!

I když nejsou zcela ponořena do bláta, sněhu nebo vody, vozidla se šroubovým pohonem jsou schopna tlačit dost materiálu, aby se dosáhlo pohybu. Je to tedy něco jako Archimedesův šroub. Jako bonus, protože válce jsou duté, mohou také fungovat jako plováky.

Pro ovládání vozidla se šroubovým pohonem operátor aplikuje více síly na levý nebo pravý šroub, v závislosti na směru, kterým se chce řidič otočit. Vozidla se šroubovým pohonem mohou být dokonce přimáčknuta k boku jako krab.

I když to mohou být pozoruhodné technické práce, přiznejme si to, dosud vynalezená vozidla s pohonem šroubů pravděpodobně nevyhrají žádné soutěže o krásu automobilů. Od užitečného sněhového motoru Armstead Snow, který byl založen na zemědělském traktoru Fordson, až po sovětskou éru ZiL-29061, byla tato zvířata postavena tak, aby přežila v prostředích, která byla mokrá, lepkavá, neprůchodná pro jiná vozidla a možná i trochu hrubá. Takže na každém z těchto jedinečných vozidel se zdálo, že konstruktéři jsou ochotni obětovat dobrý vzhled drsnosti.

Čtěte dál a seznamte se s některými známějšími vozidly s pohonem šroubů minulého století.

Bližší pohled na šroubovité závity na traktorovém šnekovém tahači Fordson z roku 1926. Foto s laskavým svolením Killiondude

Pokud jde o začátky těchto strojů, je záznam trochu útržkovitý. Ale mezi prvními publikovanými návrhy na vozidlo se šroubovým pohonem byl i Jacob Morath, švýcarský imigrant do Spojených států, který v roce 1899 patentoval stroj na orbu s dvojitým šroubem..

Snad jedním z nejvíce exponovaných těchto ne-tak známých strojů poháněných šroubem byl sněhový stroj Armstead, známý také jako Sněhový ďábel. Vysoce obíhané online video ukazuje, že tento stroj poháněný šnekem provádí různé činnosti v hlubokém sněhu, které matou jiné dopravní prostředky - včetně jednoho chudého koně.

Pro všechny své dovednosti v mokrém sněhu měl Armstead, přestavba tahače Fordson, zjevně nějaké potíže v extrémních severních podnebích. Studený, suchý sníh na Aljašce dal stroji těžký čas, podle aljašského Fountainhead Antique Auto Museum, které získalo řadu strojů a jejich příběhy [zdroj: Fountainhead Antique Auto Museum].

Vojenské síly také v průběhu let projevily alespoň průměrnou zájem o lokomotivu. Nacistické Německo prozkoumalo stroj se šroubovým pohonem pro navigaci na zasněžené východní frontě - tanky by často klesaly ve sněhu a uvízly. Šnekový stroj, který vynalezl Johannes Raedel, nikdy nešel do výroby. Americká armáda během druhé světové války krátce uvažovala o návrhu šroubového pohonu pro svůj malý transport "Weasel" pro speciální síly, než se usadila na pásovém designu..

A během studené války postavila tehdejší sovětská automobilová společnost ZiL jedno z nejvíce zastrašujících vozidel se šroubovým pohonem vůbec. ZiL-29061 se svými úhlovými liniemi a masivními dvojitými hnacími šrouby vypadal jako vozidlo přímo z apokalypsy. Naleznete zde také videa, která cirkulují online. ZiL byl postaven, aby přinesl sovětské kosmonauty poté, co přistáli na místech, která byla pro další vozidla příliš zakázána, jako jsou dálky Sibiře.

Dnes najdete dokonce i vozidla se šroubovým pohonem. Používají se v průmyslových a těžebních aplikacích k procházení nedotčeným terénem a k rozbití bahnitých rozloh hlíny, takže rychleji schne.

Chcete-li se dozvědět více o výkonových schopnostech vozidel se šroubovým pohonem - co mohou a nemohou udělat - přečtěte si následující stránku.

Beringův průliv, oddělující Sibiř od Aljašky v severním Pacifiku. Foto s laskavým svolením NASA

Jak asi zjišťujete, vozidla se šroubovým pohonem jsou vysoce specializované stroje. Jako takoví jsou velmi dobří při plnění úzkého souboru úkolů. A jsou úplně mizerní ve všem ostatním, jako když chodí do supermarketu, aby získali potraviny (pokud váš supermarket není v bažině nebo sněhem pokryté pustině).

Ve svých přirozených prvcích bláta a bláta mohou některé stroje poháněné šroubem dosáhnout rychlosti vpřed 7,5 až 10 mil za hodinu (12 až 16 km za hodinu). Jako příklad, Armstead / Fordson zazipoval v hlubokém a silném sněhu, ale zápasil s prachem. Byl to také notoricky drsný spotřebitel paliva. Na druhou stranu by to mohlo údajně vytáhnout (znovu na sněhu) 20 tun (18 144 kg) nákladu, jako jsou kulatiny, tažením na jeden nebo více sáněk. Pohony šroubů mají tendenci dobře fungovat na silném sněhu, v blátě, dokonce i na ledu nebo bažině. Nemohou však být skutečně považováni za „terénní“ vozidla, protože je ironií, že na běžných silnicích jsou docela propastní.

Snad nejslavnějším používáním vozidla poháněného šroubem v moderní době bylo překročení zrádné Beringovy úžiny dvěma dobrodruhy ze Spojeného království v roce 2002 (v jejich druhém pokusu). Tato expedice „Ice Challenger“ byla prvním křížením nebezpečného spojení mezi Spojenými státy a Ruskem pozemním vozidlem.

Četná nebezpečí způsobují křížení potenciálně smrtící - ledové kry, které mohou vážně poškodit lodě, skvrnitý led, který se pod tíhou vozidla může zhroutit do moře a dokonce i lední medvědi. Ale Steve Brooks a Graham Stratford provedli křižovatku ve svém Snowbird 6 - obojživelném vozidle, které běželo po stopách, zatímco na sněhu a pevném ledu, a pomocí šroubů ve výložníku se vznášel a poháněl vodou. Šrouby také pomohly Snowbird 6 vyšplhat se z vody a zpět na led.

Další informace o vozidlech se šroubovým pohonem a dalších vozidlech, která kráčejí po vyšlapané cestě, najdete v odkazech na následující stránce.

Související články

  • 5 nejpodivnějších vozidel, jaké kdy byly vyrobeny
  • Jak funguje DeLorean
  • Jak funguje Gibbs Aquada
  • Jak monowheels práce
  • Jak krysy pruty fungují 
  • Jak fungují tříkolová auta

Další skvělé odkazy

  • Fountainhead Antique Auto Museum
  • Amphiroly

Prameny

  • Amo-zil.ru. "Dějiny." (12. února 2011) http://www.amo-zil.ru/english/history.html
  • Amphibiousvehicle.net. "Amphirol (1960)." 16. dubna 2010 (14. února 2011) http://www.amphibiousvehicle.net/amphi/D/dafrolling/dafrolling.html
  • Beller, Larry D., Hart, Douglas S., White, Robert L. "'Auger-řízená obojživelná hračka.' U.S. patent č. 5203729. " Freepatentsonline.com. Duben 1993. (13. února 2011) http://www.freepatentsonline.com/5203729.html
  • Fountainhead Antique Auto Museum. "Více sněhových motorů." 3. února 2010. (10. února 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2010/02/more-snow-motors.html
  • Fountainhead Antique Auto Museum. "Snow Devils!" 13. prosince 2009 (10. února 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2009/12/snow-devils.html
  • Posel, Ben a Mullins, Peter. "Konečný ATV: Snowbird 6 dělá historický průchod Beringovým průlivem; křížení vody a ledu - inovativní využití koňské síly." Diesel Progress North American Edition. Prosinec 2002. (15. února 2011) http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FZX/is_12_68/ai_95954254/
  • Morath, J.J.A. "Zemědělský stroj." US patent č. 635 501, říjen 1899. " V3.espacenet.com (16. února 2011) http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument;jsessionid=97A4E1228AB128C02C5C88C803F6C8DB. espacenet_levelx_prod_5? CC = US & NR = 635501A & KC = A & FT = D
  • Realmilitaryvideos.com. "OSS Briefing Film - Weasel." (13. února 2011) http://www.realmilitaryvideos.com/wwii-allies/oss-briefing-film-the-weasel/
  • Thomasnet.com. "Archimedův šroub." (12. února 2011) http://www.thomasnet.com/articles/hardware/archimedes-screw
  • Time.com. "Obchod a finance: Snow Motors." 4. ledna 1926. (12. února 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0 9171 728812,00.html?iid=perma_share
  • Totaltailings.com. "Amphiroly." (11. února 2011) http://www.totaltailings.com/main/page_specialised_equipment.html



Zatím žádné komentáře

Nejzajímavější články o tajemstvích a objevech. Spousta užitečných informací o všem
Články o vědě, prostoru, technologii, zdraví, životním prostředí, kultuře a historii. Vysvětlete tisíce témat, abyste věděli, jak všechno funguje