Рассылка закрыта
При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Очевидное-Невероятное" на которую и рекомендуем вам подписаться.
Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.
Технические фантазии в реальном воплощении No 179
| Информационный Канал Subscribe.Ru |
Технические фантазии в реальном
воплощении
Technical fantasies in real entailment
Код tech.tft
в информационном канале Subscribe.ru
Выпуск No
179. Автор и
ведущий Cesiy
Опорный орган транспортного средства
(взамен гусеницы и колеса)
Basic body of
a vehicle
1.
Как Вы видите на рисунке, этот «орган» в виде
конуса, он сплошной, без каких-либо гусеничных элементов. Он имеет изменяемый
профиль с уменьшенным удельным давлением на грунт. Может быть применён соответственно вместо гусеничных и колесных
опорных органов. Особенно целесообразен на с/х полях, так как в этом случае его
цели и возможности расширяются. Возможно другое, специальное применение.
Работает так, что автоматически изменяет свой профиль в зависимости от веса и
скорости движения машины.
Гусеницу применяют для того, чтобы уменьшить
удельное давление на грунт. Чтобы таким образом увеличить (облегчить)
возможность движения по нетвердой поверхности. Потому что иначе или не умеют,
и/или получается не конструктивно.
Относится это, в частности, к гусеницам на тракторе
или на танке. Там приходится применять многочисленные траки, втулки, ведущие
колеса, катки, валы, – соответствующего многочисленного выполнения. Вторично
увеличивается вес и (за счет трения) потребляемая мощность. Гусеница при этом
должна иметь определенную ширину, что вновь увеличивает вес. Скорость движения
ограничивается. Получается несоразмерность веса органов движения и общего веса
машины. Кроме того, трансмиссии включают в себя тяжелые передаточные коробки
для изменения скорости вращения ведущего вала, в частности, для замедления
подаваемого на гусеницу движения и увеличения крутящего момента. Поворот машины
осуществляется (как принято) не с помощью поворота ведущих колес или опорных
органов, а при изменении скорости на гусеницах относительно друг друга.
Положительные моменты гусеницы и колеса, скрытые в
каждом, взяты для построения другого опорного органа, который будет, в
частности, непосредственно и органом движения. Конструктивные сложности и
недостатки гусеницы и колеса исключены и отброшены. Получилось, что устройство
совсем не похоже ни на колесо, ни на гусеницу.
Общий вид устройства – на рисунке.
На нем представлено: 1 – грунт, 2 – опорный вал, 3 –
шарнир, 4 – корпус, 5 – опорный орган, 6 – ступица, 7 – профиль опорного органа
под нагрузкой. Опорный вал показан в горизонтальном положении. Опорный орган 5
выполнен в виде гибкой конусной оболочки. Оконечный профиль 7 опорного органа
соединен с конусной оболочкой, он также гибкий, может иметь различную
конструкцию.
Как
видно, использован принцип гибкой конусной оболочки с оконечным профилем.
Опорный орган с гибким оконечным профилем представляет при отсутствии нагрузки
окружность. Соединение гибкого оконечного профиля с валом производится с
помощью гибкой конусной оболочки. Во всем этом – общий принцип.
Остальные детали и элементы – обычные. Однако нужно
отметить, что здесь появляются дополнительные возможности, например, на опорном
валу показан шарнир. С его помощью угол наклона опорного вала можно изменять в
любой плоскости, что приводит к некоторым дополнительным свойствам опорного
органа.
2.
При низкой скорости движения машины или при её
приближении к нулю профиль опорного органа преобразуется в фигуру похожую на
эллипс, площадь контакта с поверхностью
увеличивается. При увеличении скорости – профиль приближается к окружности,
площадь контакта соответственно уменьшается, сопротивление движению тоже
уменьшается. Появляется возможность движения по ровной и твердой поверхности с
максимальной скоростью. При этом нарушений покрытия дороги не происходит.
Нужно
также отметить, что гибкий (и упругий) опорный орган заменяет рессоры или
торсионный вал.
При увеличении веса машины или нагрузки на опорный
орган профиль (вторично) тяготеет к эллипсу, площадь контакта увеличивается.
Может быть выбран оптимальный вариант конструкции, обеспечивающий максимальную
проходимость при минимальном удельном давлением на грунт.
В целом устройство машины может включать несколько
опорных органов, расположенных, например, под днищем. Если они разных размеров,
происходит их постепенное подключение при изменении скорости, нагрузки, условий
движения.
В один ряд возможна установка максимального числа
опорных органов, если их торцы в ряду раздвинуты по глубине установки.
Появляется двойной или тройной след на поверхности от произошедшего движения.
Этим в соответствующей степени уменьшается общее удельное давление на
поверхность.
Опорный вал относительно горизонтальной и
вертикальной плоскостей может устанавливаться под разными углами. Такая
установка возможна в автоматическом режиме и позволяет увеличить экономичность
и функциональность движения. Это, простите, отдаленно похоже на применении в
полете на ЛА фактора изменений установки углов плоскостей крыла (для тех же
целей).
Как видно, в опорном органе, показанном на рисунке,
пневмоэлементы могут отсутствовать.
Часть поверхности 5 гибкой конусной оболочки может
включать сильфон. При этом гибкость оболочки увеличивается, ось вращения
изменяет под нагрузкой свое положение, которое не совпадает с осью вращения
опорного вала. Данное положение создает дополнительные качества и возможности
опорного органа.
На корпусе машины, сверху оболочки опорного органа
могут быть установлены нажимные ролики. Они могут служить как приводом опорного
органа, так и принудительными «держателями» его формы (в необходимых случаях).
Профиль опорного органа может быть закрыт снаружи
сильфонной мембраной. В этом случае обеспечивается плавучесть машины. Мембрана,
выполненная в виде плоского сильфона с глубокими гофрами, изменяет свой профиль
под нагрузкой, помогает её (нагрузку) удерживать, обеспечивая одновременно за
счет изменения формы соответствующее удельное давление на грунт.
В пределе опорный орган может представлять только
сильфонную мембрану с соответствующей шириной концентрических гофр,
установленную на опорном валу (без других сочленений). При этом возможен ряд
сильфонных мембран в качестве опорных органов, установленных в ряду по
параллельным плоскостям.
3.
Представленная схема легко выполняется и
проверяется. Возьмите несколько пластиковых стаканов из-под пива (пиво можно
предварительно реализовать), донышко стакана, зажатое между двух пластин,
жестко посадите на ось, пропустив её через стенки прямоугольной коробки –
посмотрите, сделайте усилие, измените привычный взгляд на колесо,
обеспечивающее движение машины. Можно увидеть, что макет хорошо движется по
поверхности, как и машина, имеющая круглые колеса.
Нагрузите кузов каким-то весом. Крайние профили
стаканов автоматически превращаются в эллипс. Вновь заставьте макет двигаться,
Вы увидите, что он не только двигается, но воспринял нагрузку, обеспечил
уменьшение удельного давления на поверхность, получил возможность движения по
менее твердой поверхности.
Провезите его по слоям какой-нибудь поверхности,
например, слоям ткани – видно, что они удерживают собой его профили, они –
удерживают вес макета. Движение стало затрудненным (но возможным!), нужно
только прибавить, увеличить мощность.
Посмотрите ещё раз на макет: что он собой
представляет? Нет ни колес, ни гусениц, у него малый вес и простая конструкция.
Если хватит терпения, увеличьте количество
«стаканчиков» (для макета), расположите их в ряду в параллельных плоскостях –
увидите, что количество перешло в качество, произошло что-то такое, что усилило
эффект.
Достигнуто это просто, не нужно никаких
усовершенствований, кроме увеличения числа применяемых элементов.
4.
Можно вспомнить о применяемых волновых механических
передачах. Они создают значительное передаточное отношение в одной ступени,
имеют малый вес и габарит. Были установлены, в частности, в приводе колес
лунохода.
В них используется тот же гибкий металлический
стаканчик с гибким зубчатым профилем. Под действием изнутри 2-х нажимных
роликов стаканчик превращается в эллипс. При этом часть эллипса (под роликами)
малой кривизны входит в зацепление с ответным (твердым) зубчатым венцом. При
вращении роликов металлический стаканчик непрерывно (и последовательно)
изменяет свою форму, так что происходит обкатка части гибкого зубчатого профиля
по твердому венцу. Разница чисел зубьев венцов равна 2. Разница в числах
зубьев, равная 1, достигнута в кривошипно-шатунных передачах, описанных в
выпусках ранее.
За счет малой разницы в числах зубьев достигается
значительное передаточное отношение в одной ступени. Так, например, при числе
зубьев на твердом венце, равном 100, одна ступень волновой передачи
осуществляет передаточное отношение, равное 50.
При этом в зацеплении находится значительная зона
зубьев, что создает возможность передачи увеличенной мощности и нагрузки,
несмотря на малый модуль.
Такая отдаленная аналогия с гибким опорным органом.
Только в нем на гибкую оболочку действуют внешние усилия. Эллипс же работает
почти так же, своим внешним профилем (как и в волновых передачах). При этом он
делает то же самое, хотя и «беззубно» обкатывается по плоской поверхности.
Оказывается, что гибкие тонкие оболочки из различных
материалов, например, в виде цилиндра или конуса (как и сильфоны) выдерживают
многомиллионное число изгибов. Поэтому срок службы их как в волновых передачах,
так и в опорных органах, достаточно велик.
Гибкая конусная оболочка (как в опорном органе)
имеет массу других скрытых возможностей. Применительно к области транспортных
средств её качества были описаны выше.
Cs. 29.07.2005.
Ведущий и автор Cesiy
Архив Рассылки
| Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков Другие рассылки этой тематики Другие рассылки этого автора |
Подписан адрес:
Код этой рассылки: tech.tft |
Отписаться
Вспомнить пароль |
| В избранное | ||
