Зачем автомобилю ноги

Сейчас человек все стремительней попадает в самые глухие уголки почвы, где не только нет никаких дорог, но и нога исследователя ни при каких обстоятельствах не ступала. Как ни страно, за собственную многовековую историю мы не удачи освоить солидную часть суши. А таит она в себе несметные достатки, каковые природа скрывает в непроходимой тайге, в джунглях, неприступных горах.

Но пробраться в большая часть из таких районов не под силу ни одному из существующих вездеходов.

И остается человеку надеяться на личные ноги либо на помощь древних четвероногих ассистентов — лошадей, верблюдов, быков. Где уж тут простому колесу сравниться с живыми шагающими «механизмами»!

Но не тут ли таится ответ на вопрос о будущем вездеходного транспорта!

Так как заманчиво выстроить особые шагающие машины-вездеходы, каковые по проходимости имели возможность соперничать с человеком либо животным. Достаточно отыскать в памяти хотя бы горного козла с его захватывающими дух прыжками над пропастью либо «вездепролазность» какого-нибудь жучка. Вот бы изучить этому и машину.

Фантазия! Нет. Настоящие «ходячие» механизмы уже сейчас делают первые, пускай еще робкие, шаги.

Природа посоветовала человеку многие очень способные изобретения. И лучший пример — появление шагающих автомобилей. Действительно, изобретатели прошлого не продвинулись дальше проектов либо примитивных моделей. Увы, таков был тогда уровень техники. Дело в том, что, кроме ходового аппарата, живые существа наделены еще и разумом, что и разрешает им легко проходить в том месте, где вязнет машина, выбирать место, куда поставить ногу, соизмерять высоту и длину шага.

Вот из-за чего создание «разумных» механических копий животных либо человека произошло лишь с развитием и появлением таких областей науки и техники, как электроника и бионика, гидравлика и кибернетика больших давлений.

Самое основное преимущество шагающих совокупностей — необычная приспособляемость их к любым неровностям пути, проходимость фактически по любой местности, высокая маневренность, что недостижимо ни для одного из вторых видов вездеходных движителей.

Рис.

1. Тележка c пытающим движителем И. Лягуши.

Рис. 2. Колесно-шагающий механизм.

Рис.

3. Принцип установки ведущих колес автомобиля-вездехода на финишах продольно качающихся балансиров.

Но и живой шагающий «механизм» небезупречен с позиций требований современного транспорта. Экономичность его невыезда, и особенно на повышенных скоростях. Достаточно отыскать в памяти, что любой ход сопровождается ритмичными ускорениями, остановками и замедлениями ноги в момент соприкосновения ее с почвой.

В случае если у простых транспортных средств при перемещении положение центра тяжести не изменяется, то у большинства шагающих механизмов он с каждым шагом колеблется вверх-вниз, корпус движется с замедлениями и ускорениями, на что непроизводительно расходуется драгоценная энергия. Ну и, само собой разумеется, шагающие движители существенно сложнее и дороже несложного колеса. Эти несоответствия, их преодоление — тема разработок многих конструкторов.

Продолжителен и тяжёл путь к шагающим машинам. Они развиваются по двум главным направлениям: комбинированные либо переходные модели вездеходов, у которая употребляются лишь какие-либо элементы шагания, и чисто шагающие автомобили. Первая несколько, по идее конструкторов, обязана объединять в себе все лучшие качества и колесных, и гусеничных, и шагающих автомобилей.

Первое в мире использование шагающего механизма на самоходном экипаже отнюдь не было связано с обрисованными его преимуществами.

В первой половине 20-ых годов XIX века британец Давид Гордон выстроил трехколесный паровой дилижанс (см. вкладку) со особыми «ногами». Изобретатель почему-то не верил в возможности колесного движителя, исходя из этого и соорудил сложнейшую совокупность из шести «ног», с приводом от паровой машины. При поочередном соприкосновении с дорогой «ноги» отталкивались от нее, информируя экипажу поступательное перемещение.

Заинтересовался проблемами шагоходов и известный русский математик П. Л. Чебышев.

В конце XIX века он выстроил модель «стопоходящей автомобили» на четырех «ногах» (вкладка), приводимых особой совокупностью рычагов. При перемещении любая «нога» обрисовывала траекторию наподобие перемещение ноги человека. Эта модель послужила прообразом «траекторного» направления в развитии шагоходов. Конструкторы таких автомобилей стараются скопировать перемещения человека либо животного, выбирают самая оптимальную схему передвижения «ног» механизма. К примеру, вмериканский изобретатель Дж.

Шигпи внес предложение конструкцию шагающего аппарата, две «ноги» которого совершают перемещения с траекториями, воображающими собой овал. Либо, к примеру, в конструкции легковой тележки с шагающим движителем советского изобретателя И. Лягуши из города Лисичанска (рис. 1) запрограммирована более сложная траектория перемещения «ног», в базе которой кроме этого лежит овал.

Такие шагающие автомобили с заблаговременно заложенной в них программой перемещения «ног» идут слепо, не приспосабливаясь к условиям местности, и смогут передвигаться только на ровных дорогах либо в определенных условиях. И само собой разумеется, это пока не решение проблемы.

Конструкторы другого направления в развитии шагоходов — моделирующего — поставили перед собой более непростую задачу: создать шагающие машины по подобию и образу живых «механизмов», с полным повторением их механики.

Но с технической точки зрения они очень неэкономичны, да и моделирование живых существ удается до тех пор пока только частично. К примеру, у шагохода итальянца С. Муратори четыре «ноги» — это гидроцилиндры, являющиеся жалкой имитацией ноги животного. И в связи с этих такие механизмы пока не имеют практического значения и существуют только в виде моделей.

Более либо менее приемлемый шагающий аппарат с восемью поочередно трудящимися «ногами» выстроен в Калифорнии на протяжении разработки неприятностей, которые связаны с поисками самые оптимальных конструкций новых вездеходных автомобилей для передвижения по Луне. Он представляет собой необычное шагающее кресло для одного человека и уже отыскал использование на практике в клиниках для больных детей.

Аппарат владеет высокой маневренностью, хорошей скоростью, может взбираться по уступчатым препятствиям — к примеру, по лестницам.

Многие занимательные ответы имеют модели шагоходов, выстроенных студентами МВТУ имени Баумана и МГУ, кое-какие из этих новинок возможно было замечать в действии на выставке НТТМ-76 (см. «М-К» № 10, 1976 г.).

Довольно широкие возможности предоставляет «шагайка» ленинградского инженера В. Лобачева, у которой положение центра тяжести не изменяется при передвижении механизма. Интересные конструкции шагающих моделей выстроены юными изобретателями — о них мы систематично информируем на страницах отечественного издания.

Интересный шагающий автомобиль выстроила одна германская компания в начале отечественного века.

Это был грузовик, медлительно и не легко передвигавшийся на собственных ногах-полозьях. Вот мы видим его в кадрах ветхой кинохроники неуклюже выползающим в клубах дыма из гаража. Будущее данной автомобили малоизвестна, но уже в то время диковинка не имела никакой помощи.

Вправду, неповоротливый аппарат не только не имел возможности передвигаться по распутью, но и по дорогам-то «ходил» с великим трудом.

Рис. 4 Колесно-шагающий вездеход.

Рис.

5. Шагающий аппарат с двумя твёрдыми опорными треножниками, выстроенный юными техниками (выставка НТТМ-76).

Рис. 6. Шагающий грузовик.

В наши дни развитие приобретают комбинированные колесно-шагающие вездеходные машины, применяющие до тех пор пока только отдельные элементы шагания.

Забрать, например, модель американского вездехода «падди-вэгон». У него вместо каждого из четырех колес установлены три колесика1 маленького диаметра, с шинами низкого давления, расположенные звездообразно на финишах маленьких рычагов, находящихся под углом 120° относительно друг друга и закрепленных на неспециализированной оси. Все двенадцать колес автомобили ведущие.

При передвижении ее по шоссе положение этих колес фиксируется так, что вездеход едет лишь на восьми колесах, расположенных в нижней части каждой звездочки. При переходе на пересеченную местность все звездочки вращаются вольно, и в следствии при встрече автомобили с препятствиями находящиеся на финишах звездочек колеса как бы перешагивают через препятствия.

На некоторых современных машинах-вездеходах начали применять подвеску всех колес на продольных балансировочных рычагах с гидроприводом (рис. 3), что снабжает достаточно широкую свободу перемещения оси колеса, приспособляемость к местности, подобно ноге живого существа. Развитием таковой балансирно-шагающей конструкции стал вездеход «Шагающий сатана» американской компании «Вагнер» (рис. 4).

У него каждое колесо установлено на финише долгого балансира, вращающегося около точки закрепления к шасси на 360°. Привод всех колес осуществляет я цепной передачей, расположенной в полых корпусов балансиров. Для перемещения через какие-либо препятствия он поочередно переносит на него собственные передние «ноги», подтягивает корпус, а после этого и задние «ноги».

При соответствующем размещении балансиров вездеход может двигаться боком по косогору, сохраняя горизонтальное положение. В зависимости от размещения балансиров дорожный просвет достигает 1 м, а для разгрузки и погрузки машина опускается на «брюхо». Преимущества вездехода дополняются его свойством плавать, для чего он снабжен гребным винтом.

Заведующий лабораторией Университета неприятностей управления АН СССР доктор наук Г. П. Катыс внес предложение модель двухзвенного колесно-шагающего механизма (рис. 2), принцип действия которого сводится кроме этого к перешагиванию через препятствие одним звеном и перенесению на него центра тяжести механизма; после этого подтягивается и второе звено.

Мысль поочередного перенесення «имел возможность» довольно главного корпуса наподобие обрисованных выше конструкций заложена в второй модели шагохода доктора наук Г. П. Катыса. Опорами тут помогают два твёрдых треножника, каковые смогут перемещаться благодаря долгой блочной раме механизма. Тогда как одни треножник приподнимается И переносится на определенное расстояние вперед, машина покоится на втором, а после этого перемещается к первому и переносит над препятствием второй.

Конструкция очень несложна, как и сама схема шагания, благодаря чему имеет хорошие возможности применения на практике. На выставке НТТМ-76 была продемонстрирована действующая модель для того чтобы устройства, выстроенного юными техниками (рис. 5).

И однако ни один механизм, в котором только частично употребляются элементы шагания, неимеетвозможности сравниться с шагоходами, всецело повторяющими всю механику перемещений живого существа и наделенными электронном вычислительной совокупностью управления машиной, в чем-то подобном мозгу. Эти шагающие механизмы, вправду снаружи похожие на живых существ, стали самая интересной областью изучения ученых м конструкторов.

Они составляют особенное направление в разработке шагающих автомобилей, трудящихся по так именуемому педипуляторному принципу. Действительно, существующие экспериментальные образцы таких вездеходов до тех пор пока еще не могут самостоятельно приспосабливаться к условиям местности и выбирать дорогу.

Два умелых примера педипуляторных шагоходов выстроила американская компания «Дженерал электрик».

Вот как описывается работа одной из автомобилей (см. вкладку) высотой 3,5 м и массой 1200 кг. «Это неуклюжее творение людских рук, пошатывающееся на алюминиевых ногах, ходит не хуже собственного создателя — со скоростью 8 км/ч. Одной ногой оно может поднять до 500 кг груза и легко перешагнуть через сложенные штабелями древесные восьмидесятикилограммовые бруски, как через спички.

Это «чудовище» способно делать и более щекотливые операции: положив собственную тяжелую «лапу» на куриное яйцо, оно кроме того не повредит его скорлупу… Машина может находиться на двух ногах, на коленях, ложиться на брюхо, ей ничего не следует вытащить автомобиль из кювета, внести пианино через окно на второй этаж либо сорвать яблоко…»

А вот второй педипуляторный шагоход — шагающий грузовик (рис. 6) грузоподъемностью 250 кг, трудящийся по тому же принципу, что и обрисованный выше механизм.

Он оснащен закрытой кабиной и грузовой платформой, способен развивать скорость до десяти километров/ч, преодолевать подъемы до 45°; для разгрузки и облегчения погрузки падающий грузовик поднимается на колени либо ложится на днище.

И все же, не обращая внимания на преимущества таких шагоходов, управление ими требует особой тренировки и отнюдь не есть легкой задачей для водителя. Тут механизм только повторяет перемещения человека, в противном случае говоря, шофер несет на себе конкретно все тяготы тяжелого пути.

Недаром при применении педипуляторных шагоходов на ровной дороге предполагается оснащать их автоматической совокупностью перемещения без участия водителя.

И вот здесь-то перед инженерами и учёными многих областей науки и техники — электроники, кибернетики, механики, бионики и многих вторых — стоит непростая задача создания автоматических «разумных» шагающих автомобилей, талантливых всецело заменить человека и пробраться в самые заповедные уголки отечественной почвы.

Шагающие механизмы — огромное поле деятельности для самодеятельных конструкторов. Возможно, как раз за шагающими вездеходными машинами будущее в освоении неисследованных земель отечественной планеты.

Е.

КОЧНЕВ. инженер

Игромир

Зачем автомобилю ноги

Рандомные статьи:

Зачем Родиону Газманову пришлось дважды брить ноги?

Похожие статьи, которые вам понравятся: