Шнекоход своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

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.

Шнекоход Казмера (1966). Для повышения и без того прекрасной проходимости шнекохода Казимир Казмер придумал невероятное. Странная машина Казмера имела 4 независимых шнека, расположенных под углами 90 градусов, - под машиной получался крест или квадрат из шнеков. Полз шнекоход медленно, зато не боялся твердой почвы.

Узость сегмента делает экономически невыгодным производство шнекоходов. Как же сейчас обстоят дела на этом рынке?

Сегодняшние реалии

Снежный толкач Беккера (1960). Оригинальную машину на базе шнекохода запатентовал калифорниец Элвин Беккер. Идея Беккера состояла в создании независимого модуля, оснащенного двумя параллельными роторами-шнеками, приводящимися от общего двигателя. Модуль можно прицепить к саням или даже к лыжнику.

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.

Шнекоход Tyco Terrain Twister. Из десятков патентов, посвященных шнекороторным движителям, как минимум пятая часть посвящена игрушкам. Игрушку воплотить гораздо проще, чем полноразмерный вездеход подобного плана. Правда, успеха такие игрушки не снискали…

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.

Радиоуправляемый Tyco Terrain Twister провалился на рынке. Его обтекаемые формы не соответствовали черепашьей скорости, на ровной поверхности он умел ездить только боком, а на воде гораздо интереснее было пускать кораблики.

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.

Шнекоход может служить не только для промышленных целей, но и как индивидульное средство транспорта. К примеру, целый модельный ряд шнекороторных вездеходов создали в шестидесятые годы в Горьковском политехническом институте (ГПИ).
В 1965 году появилась первая машина этой серии – шнекороторный снегоход ГПИ-16, а затем и многочисленные её модификации. Конструктивно все эти вездеходы представляли собой обычные снегоходы, в которых вместо гусениц были установлены шнеки. Скорость передвижения была, конечно, невелика, зато шнекоход не вяз никогда и нигде.
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 её наследницу РВБ-ГПИ-06. Впоследствии разработки Горьковского политеха получили продолжение; например, на ЗИЛе испытывали шнекоход ШН-1. Если же углубиться в давнюю историю, ещё в 1926 году инженер Крживитский спроектировал и построил шнекосани для лесохозяйства (он, кстати, выпустил ряд монографий и книг по различным типам снегоходов). Но всё это были лишь искры от несуществующего костра.

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

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

Где же недостатки?

Сегодняшние реалии

Шнеки в СССР

Немного истории

Пути развития

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.

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.

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.

1. Шнекоход Якоба Мората

Как и все шнекоходы, Fordson Snow Devil имеет ряд недостатков. Во-первых, машина практически бессильна на твердом покрытии типа асфальта. А при движении по земле вращающийся винт соскребает верхний слой почвы.

3. Schraubenantrieb Schneemaschine

4. DAF Amphirol

В 1960-е годы голландец Джозеф Жан де Баккер (Joseph Jean de Bakker) разработал и построил свой шнекоход. Машина приводилась от двух двигателей DAF по 750 куб. сантиметров каждый, соединенных с винтами через клиноременной вариатор. В 1966 году шнекоход DAF Amfirol продемонстрировал максимальную скорость 35 км/ч, а еще мог плавать. В наши дни модернизированный вариант машины выпускает фирма VISона. Изделие предназначается для создания искусственных котлованов и водоемов.

5. ЗиЛ-4904

В 1972 году в Советском Союзе был построен самый большой (на то момент) шнекоход в мире. Длина ЗиЛ-4904 (ПЭУ-3) 8,5 метров, ширина и высота более 3 метров, а клиренс – более 1 метра. Масса машины – 7 тонн, несмотря на применение легких сплавов для шнеков и стеклопластиковой кабины.

ЗиЛ-4904 продемонстрировал потрясающую проходимость, но небольшую скорость: на болоте – до 7,3 км/ч, а на воде и снегу – до 10 км/ч.

Конструкторы ЗиЛ-4904 считали, что машина будет полезной для геологов, нефтяников, спасателям. Но применение столь специфическая техника так и не нашла. Несколько построенных экземпляров остались никому не нужны. Единственный уцелевший экземпляр можно увидеть в Государственном Военно-техническом музее в Черноголовке (Подмосковье).

6. ЗиЛ-2906

Благодаря большим неисследованным пространствам СССР отечественные инженеры считали перспективным создание шнекоходов. Машины такого класса легко преодолевают снег и болота. А использование пустотелых винтов-шнеков позволяет сделать из транспорта амфибию.

На ЗиЛ-4906 стоит два двигателя ВАЗ-2103, каждый из которых приводит в действие свой шнек. Для достижения минимального веса корпус и винты сделаны из алюминиевого сплава, а кабина – из стеклопластика.

Максимальная скорость на воде и по болоту – до 12 км/ч, на снегу – до 25 км/ч.

Для управление машиной достаточно экипажа из двух человек.

7. Residue Solutions MudMaster

Читайте также: