Шнековый вездеход: особенности конструкции, плюсы и минусы, ответы на вопросы

Что такое шнекороторный вездеход

Шнекороторный, или шнековый вездеход — это машина, созданная для перемещения по наиболее непроходимым грунтам — преимущественно, по льду, топким или вязким поверхностям, бездорожью. Основной особенностью такого вездехода является движитель, представляющий собой спираль, навитую на горизонтальный ротор (шнек) и жестко на нем закрепленную. Возникает архимедов винт, хорошо знакомый всем владельцам обычных мясорубок. Такие винты используются в самых разных механизмах, но в качестве движителя они применяются только в вездеходах.

При вращении шнека ребра спирали входят в сцепление с грунтом и обеспечивают перемещение машины вперед или назад (это зависит от направления вращения). Большой скорости здесь не достичь в принципе, но проходимость такой машины впечатляет — где гусеничные или колесные конструкции пасуют, шнековые медленно, но верно преодолевают сопротивление грунта и движутся в заданном направлении.

При этом, надо понимать специфику данного вида техники — шнековый вездеход очень хорош на нестабильных или скользких поверхностях (снег, лед, грязь). На твердых поверхностях машину начинает сносить вбок из-за отсутствия прямого вектора направленности движения — роторы вращаются в поперечном направлении, и спиральная нарезка на твердых грунтах работает плохо.

Еще одной особенностью шнекохода можно считать возможность его трансформации в амфибию. Если на него установить полые роторы большого диаметра, они в определенных условиях могут выполнять функции поплавков, обеспечивая способность сохранять плавучесть. Это позволяет машине преодолевать не только труднопроходимые, но и водные преграды.

Обратите внимание! Многие вездеходы умеют плавать по воде. Однако альтернативным конструкциям для этого нужны дополнительные детали или целые узлы, а шнековые вездеходы вполне обходятся уже имеющимися средствами.

История создания

Шнековый движитель был запатентован очень давно — в Европе его изобретателем считается Якоб Морат (1868 год), а в России — Федор Деринг (1900 год). Почти сразу (в 1907 году) патент на подобное изобретение был выдан Джеймсу Пиви (г. Мэйн, Миннесота, США). Идея «витала в воздухе», хотя особого энтузиазма у производителей она не вызывала долгое время реализовалась в виде экспериментальных образцов или самоделок.

Причиной такого отношения стали два фактора:

• низкая скорость;
• высокая требовательность к качеству (типу) основания.

Эти минусы долгое время мешали выработать правильное отношение к самой идее шнекороторных машин. Однако к середине XX века область возможного применения подобной техники была определена достаточно четко — неустойчивые грунты, снег и лед, обводненные или заболоченные (подтапливаемые) участки.

Поскольку в странах Европы условий для использования такого транспорта слишком мало, основной интерес проявился в СССР и США. Несколько позже конструкцией заинтересовались австралийские инженеры (сегодня серийное производство шнекоходов только там и сохранилось).

В Советском Союзе шнековые вездеходы производились малыми сериями (практически, штучно). В отличие от США, где в начале XX века их пытались сделать сельскохозяйственными машинами (альтернатива обычным тракторам), в нашей стране машины были ориентированы на экспедиционную работу в условиях бездорожья или заболоченных местностей.

Вездеход ЗИЛ-4904

Широкого распространения шнековые машины не получили. Причиной этого стала несамостоятельность — вездеходы невозможно перегонять к местам эксплуатации своим ходом. При движении по бетону или асфальту они портят покрытие. После них либо остаются глубокие следы, либо полностью вспаханная дорожка. Для транспортировки на большие расстояния требуются другие технические средства, что усложняет работу с подобной техникой. Поэтому интерес к ней довольно быстро угас, а для использования в полевых условиях предпочли более практичные вездеходы.

В современном мире шнековые вездеходы практически не производятся. Единственным мелкосерийным изготовителем является австралийская фирма Residue Solutions. Остальные конструкции либо являются выставочными экземплярами, либо восстановленными или вовсе самодельными машинами.

Особенности конструкции

Устройство шнекохода довольно просто. Кинематическая схема представляет собой двигатель (дизельный или бензиновый), от которого вращательный момент передается на два шнека. Размер их позволяет снизить нагрузку на грунт, но сохранить возможность прочного сцепления с поверхностью. Роторы выполнены в зеркальном отражении — если у левого спираль навита по часовой стрелке, то у правого — против. Это необходимо для компенсации бокового смещения — если поставить два одинаковых ротора и заставить их вращаться в одном направлении, вездеход просто начнет катиться вбок, как на роликах.

Для того, чтобы повернуть машину в ту или иную сторону, один из шнеков притормаживают (или блокируют), а второй продолжает работать в прежнем режиме. Вездеход начинает поворачиваться вокруг неподвижного ротора. Подобный принцип используется на гусеничных машинах.

Единственная разница — большое сопротивление грунта, при котором на поворот с малым радиусом тратится слишком много энергии. Гораздо экономичнее поворачивать по большому радиусу, просто понемногу притормаживая один из шнеков.

Управление машиной сводится к выбору режима вращения роторов и к регулировке скорости каждого из них для выполнения поворотов.

Некоторые модели (например, УАЗ-шнекоход ЗВМ-2901) имеют спаренные роторы — передние оснащены спиральной навивкой по часовой стрелке, а задние — против нее. Это позволяет машинам давать задний ход без потери контакта с грунтом. Обычные одиночные роторы начинают просто вращать в обратную сторону, что не дает такого эффекта. В некоторых ситуациях (например, на скользком склоне с плывущим грунтом) это позволяет сохранить устойчивость машины и не допустить ее опрокидывания или скатывания вниз.

Плюсы и минусы

Основной недостаток состоит в неспособности добираться до места работы своим ходом. Для того, чтобы использовать шнековый вездеход, нужна транспортная платформа, которая доставит его до рабочего участка. Это означает дополнительные расходы на содержание техники, на топливо, обслуживание и т. д.

Еще одним важным минусом следует считать отсутствие необходимых запчастей, затрудняющее ремонтные работы. Производство подобных машин практически штучное, и запчасти также приходится выписывать с завода-изготовителя. Процедура эта достаточно сложна, на доставку уходит много времени. Это стало еще одной причиной отказа большинства потенциальных пользователей от эксплуатации шнековых вездеходов.

Модели, производители

Шнековые вездеходы распространены весьма ограниченно. Причин этого много, и одна из них — крайне низкая интенсивность производства. Подобная техника всегда пользовалась ограниченным спросом, и производители не старались изготавливать слишком много машин.

Сегодня за рубежом работает всего одна фирма — австралийская Residue Solutions. Она производит единственную модель шнекового вездехода под названием MudMaster (господин грязи). Производство мелкосерийное, поскольку фирма в лучшем случае продает около 2- машин в год.

MudMaster — «Господин грязи»

Еще одним примером может послужить английская компания Ice Challenger, создавшая снегоболотоход Snowbird 6. Он универсален, может передвигаться на шнеках или гусеницах. Испытания завершены в 2002 году, но с тех пор о модели ничего не известно.

В Советском Союзе производством шнековых вездеходов занимались разные предприятия:

Сегодня на Ульяновском автомобильном заводе предпринимаются попытки восстановить производство шнековых машин. Примером может послужить уже упоминавшийся болотоход ЗВМ-2901. Производители надеются на успех, хотя спрос на предлагаемую технику пока крайне низок. Потенциальные пользователи плохо знают специфику и возможности машин, не ориентируются в уровне затрат на их содержание и ремонт. Отсюда опасения в их рентабельности или эффективности.

Тактико-технические характеристики шнекового вездехода ЗВМ-2901

ЗВМ-2901

Показатели снегоболотохода:

• тип двигателя — ЯМЗ-5344 или ММЗ Д245,7
• мощность двигателя — 134,9 или 119 л. с.;
• количество мест (с водителем) — 2-12;
• грузоподъемность — 1,5 т;
• общая масса груженого и заправленного вездехода (максимум) — 5,5 т;
• габариты (длина-ширина-высота до багажника) — 5,5-2,8-2,5 м;
• колея — 1,8 м;
• диаметр ротора — 0,8 м;
• высота гребня — 10 см;
• максимальная скорость — 25 км/ч по льду или 10 км/ч по воде.

Параметры машины приведены для примера. Другие модели отличаются только по типу (модели) двигателя, по грузоподъемности и т. д.

Скорость и другие возможности у всех моделей примерно одинаковы, поэтому изучение показателей одной машины может дать общую информацию обо всех моделях.

Видео: обзор вездехода ЗИЛ-2906

Вопросы и ответы