Шнековый болотоход. Шнекороторный вездеход

Вездеходы на шнеко-роторном ходу - уникальный, экзотический тип внедорожных транспортных средств, разработкой которых занимались очень немногие компании в мире. Шнеки на машинах, заменяющие собой колеса или гусеницы, - это расположенные вдоль кузова машины горизонтальные цилиндры с небольшим конусом спереди и сзади. Наружную поверхность шнеков обвивают винтовые грунтозацепы. При движении шнеки вращаются, а грунтозацепы, как винты по резьбе, «вкручиваются» в то, что находится под машиной: грунт, снег, лед, воду, болото. Поворачивает машина за счет торможения правого или левого шнека, подобно тому, как гусеничный транспорт поворачивает за счет торможения одной из гусениц. Легкие полые или наполненные изнутри полимером (например, пенопластом) шнеки позволяют машине плыть по воде, пересекать такие гиблые места, где застревает или тонет любая колесная и гусеничная техника. Однако так как шнеки изготовлены из твердого материала, обычно из цветных металлов, вездеход на шнеко-роторном ходу абсолютно непригоден для дорог с твердым покрытием. По асфальту, бетону и даже щебню такую машину придется везти на эвакуаторе. Иногда шнеки зовут также архимедовыми винтами или роторами.

В Советском Союзе основные работы над шнеко-роторными снегоболотоходами производились в 60-70-е годы. Разработкой таких транспортных средств независимо друг от друга занимались два предприятия. Первое - специальное конструкторское бюро ЗИЛа в Москве, которое возглав лял В.А. Грачев. Второе - конструкторское бюро РАЛСНЕМГ при Политехническом институте в Горьком, во главе которого стоял А.Ф.Николаев. Интересно, что ранее, перед Великой Отечественной войной, Грачев и Николаев работали вместе на ГАЗе над первыми в СССР полноприводными автомобилями. Первые шнеко-ротоные вездеходы оба КБ построили практически одновременно - в 1966-1968 годах. По понятным причинам, Грачев ориентировался на применение силовых агрегатов грузовиков ЗИЛ, а Николаев - на узлы автомобилей ГАЗ. Созданные в РАЛСНЕМГ конструкции оказались востребованными гражданскими ведомствами, отвечавшими за лесное и водное хозяйство страны. Машины СКБ ЗИЛ выполняли военный заказ - их планировали использовать в комплексах поиска спускаемых аппаратов космических кораблей и спутников. По некоторым данным, ими заинтересовался также КГБ для розыска спецсредств, заброшенных в труднодоступные районы страны, и летательных аппаратов, принадлежавших иностранным спецслужбам.

В "Зиловском" КБ Грачева строили шнеко-роторные вездеходы различных размеров, мощности и грузоподъемн ости. Среди них были совсем легкие машины с двигателями от легковых автомобилей ЛУАЗ и ВАЗ, средние шнекоходы с мотором ЗИЛ-130, и, наконец, как вершина модельного ряда, огромный ЗИЛ-4904 (он же ПЭУ-3) полной массой 9-10 тонн с двумя силовыми агрегатами ЗИЛ-375 от внедорожного грузовика «Урал».

Постройку опытного образца ЗИЛ-4904, так и оставшегося в единственном экземпляре, завершили к 1 мая 1972 года. Ведущим конструктором выступал А.П. Селезнев, а за разные этапы испытаний отвечали Н.Н. Яковлев и Ю.П. Федин. Для снижения веса кабина, как, впрочем, у большинства транспортных средств, созданных в СКБ ЗИЛа, изготовлена из стеклопластика, но водонепроницаемый низ корпуса был стальной. Каждый из двигателей агрегатировался с автоматической гидромеханической коробкой передач. Крутящий момент силовые агрегаты передавали через раздаточную коробку на редуктор специальной главной передачи. С двух выходов редуктора момент передавался на правую и левую бортовые передачи, которые вращали каждая свой шнек. Поворот машины осуществляла система, состоящая из рычагов, сухих многодисковых фрикционов со стальными дисками и тормоза главной передачи, действовавшего на один из бортов. Сначала водитель управлял дроссельными заслонками моторов автомобильной педалью акселератора, позднее эту функцию возложили на рукоятку, установленную на рычаге торможения одного из бортов. Тормоза были ленточного типа. Шнеки изготовлены из легкого сплава АМг-61. Двигатели оснащались предпусковым подогревателем, а кузов - системой откачки попавшей внутрь воды. Для перевозки ПЭУ-3 по дорогам с твердым покрытием, специально изготовили трехосный прицеп-эвакуатор на внедорожных шинах. В качестве тягача выступал грузовик ЗИЛ-131.

Одну и ту же машину ЗИЛ-4904 испытывали в двух вариантах - пассажирском и грузовом. В первом случае за кабиной находился остекленный пассажирский кузов из стеклопластика на 8 человек, вездеход носила индекс ПЭУ-3А. В таком виде снегоболотоход проходил летние испытания в июне-августе 1972 года. Второй - грузовой вариант - марки ПЭУ-3Б вышел на зимние испытания в феврале 1973-го. С машины просто сняли пассажирский модуль, и на его месте освободилась грузовая платформа, которую покрыли тентом.

Техническая характеристика

(ЗВМ) из Нижнего Новгорода возобновил, казалось бы потерянные с распадом СССР, наработки связанные с вездеходами с роторно-винтовым движетелем или как их еще называют шнекоходы . Первой ласточкой стал шнекоход ЗВМ-2901.

Шнек (от нем. Schnecke, буквально - улитка) - стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси.

Шнекороторный вездеход, шнекоход - вездеход, движение которого осуществляется посредством шнекороторного движителя. Конструкция движителя представляет собой два винта Архимеда из особо прочного материала. Вездеход обладает уникальной проходимостью в условиях грязи, снега и льда, хорошо показывает себя в качестве водоходного движителя (на амфибийных машинах), однако обычно непригоден для езды по асфальту или бетону.

Транспортно технологическая платформа с роторно-винтовым движетелем (ТП с РВД) ЗВМ-2901 предназначена для эксплуатации в перенасыщенных влагой грунтах, болотах всех категорий, на плаву, по снежной целине в качестве транспортного средства, оснащенного различным технологическим оборудованием (экскаватор, манипулятор, грунтовый насос и т.п.) для проведения строительных, мелиоративных, аварийно-спасательных и др. работ.

В базовой комплектации ТП оснащена 2-х местной кабиной, подогревателем двигателя, валом отбора мощности (100% от мощности ДВС) для привода технологического оборудования, водооткачивающим насосом.

Сейчас (2017год) шнекоходы "ЗВМ" изготавливаются "штучно", под каждого конкретного заказчика. В основном подобные машины стабильно востребованы для таких специфических работ, как мелиорация почвы, обслуживание очистных сооружений. Пригодятся вездеходы и для работы в Арктике.

У шнекоходов уже есть довольно долгая история. Появление этих движетелей относят к 1804 году, когда Дж. Стивенс построил пароход со шнеками и испытал его на реке около Нью-Йорка.

Первым кто запатентовал шнекоход - был американский швейцарец Якоб Морат в 1868 году. Его машина двигалась с помощью движителя, представляющего собой винт, и использовалась для сельскохозяйственных работ. Винты, называемые шнеками, имели острые кромки, которые разрезали корни прямо под землей.

В 1900 году русскому изобретателю Ф. Дергинту был выдан патент на сани, приводимые в движение шнеком.

В 1907 лет американские изобретатели Джеймс и Айра Пиви запатентовали и собрали первые два трактора-шнекохода, один с бензиновым, другой с паровым двигателем.

В 1920 году американская компания Armstead создала два интересных образца шнекохода, один на основе трактора Fordson, другой на основе автомобиля Chevrolet.

В советские годы журнал Моделист-Конструктор часто освещал эту тематитку.

Один из самых больших шнекоходов создали на ЗИЛе это ЗИЛ-4904 , грузоподъемностью 2,5 т.
Кабина ЗИЛ-4904 изготовлена из стеклопластика, а водонепроницаемый корпус, в который упрятаны агрегаты, стальной, с аварийной системой откачки воды.

Первым и последним серийным советским шнекоходом стал ЗИЛ-2096 , входящий в состав поисково-спасательного комплекса "Синяя птица", предназначенного для спасения космонавтов.
Всего в 1980-91 годах было собрано до 20 таких машин

Сейчас в мире почти никто не производит шнекоходы серийно. Быть может только австралийская Residue Solutions делает MudMaster («Специалист по грязи») мелкими партиями.
Восьмиметровый MudMaster весит 18,5 т и приводится в движение шестицилиндровым дизелем Cummins. Собирается каждый экземпляр шнекохода по заказу; процесс сборки занимает 18 недель.

У шнекоходов есть один существенный недостаток - их практически невозможно использовать на твердом грунте.
Побороть этот "недуг" предлагает наш изобретатель Алексей Бурдин, он разработчик трансформируемых шнеков.

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. Изобретатель построил и действующий образец вездехода с1,5-киловаттными электроприводами на передний и задний шнеки.

В статье использованы материалы: Журнала

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.

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.

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

Главная » Международное право » Шнековый болотоход. Шнекороторный вездеход