По дорогам и без дорог

По дорогам и без дорог

Автомобильная шина должна катиться не только по хорошим, но и по скверным дорогам. Лишь когда уже совсем невмоготу, на смену шине приходит гусеница.

Чтобы шина прошла по мягкому, вязкому или сыпучему грунту, нужно уменьшить силу, с которой она давит на грунт. Для этого можно увеличить диаметр шины, число колес, ширину шины, снизить давление воздуха в ней, применить протектор с более подходящим рисунком. И использовать с десяток других средств. Одно это показывает, как велики возможности катящейся воздушной подушки — шины, какой универсальностью и гибкостью применения она отличается.

На большинстве новых грузовых автомобилей используется переменное давление воздуха в шинах. Когда под колеса машины стелется бетонка или асфальт шоссе — давление максимально, оно достигает пяти атмосфер, иногда больше.

При этом шина опирается на дорогу наименьшей поверхностью, трение невелико, скорость может быть большой. Грузовик свернул на проселок — шофер из кабины уменьшил давление в шинах, они как бы осели, сплющились, соприкасаются с дорогой большей поверхностью, давление на грунт уменьшилось.

Как показывает опыт, давление воздуха в шинах приходится снижать значительно, а это сильно сокращает срок службы шины, ее хватает ненадолго. Поэтому при частой езде по мягкому грунту иногда используют арочные шины — широченные, особого «плоского» профиля, с давлением воздуха менее атмосферы.

Для езды по очень неровным дорогам с разными препятствиями ширину шины еще увеличили — она превратилась в пневматический каток, внешне похожий на обычные катки, которыми утрамбовывают дорогу или разглаживают асфальт. Ширина катка, как правило, превышает диаметр раза в полтора, а то и больше, давление в нем в десятки раз меньше, чем в обычных шинах.

Если шина выдавливает грунт в стороны, то каток сам продавливается внутрь и уплотняет грунт под собой. Машина с пневмокатками хорошо пройдет по болоту, снегу, рыхлому песку, не заметит какой-нибудь кочки или камня на дороге.

В отличие от шины каток сделан не из многих слоев прочного и жесткого корда, а из двух-четырех слоев прорезиненной капроновой или нейлоновой ткани, и крепится не на ободе колеса (обычных колес здесь нет), а зажимается с торцов металлическими шайбами и тонким валом по оси «бочонка».

Шины с пониженным давлением и пневматические катки применяются не только на автомобилях-вездеходах, но и в самолетных шасси. Это позволяет посадить самолет в такую грязь, что в ней и грузовик застрянет, или же на неровную, разбитую полосу — попадется камень на пути, самолет промчится, не заметив.

Особенно важна высокая проходимость, вездеходность для тракторов. Ведь им приходится трудиться в поле и весной, и осенью, и зимой. Для них и болотная топь, и глинистое поле, и набухшие грязью, разбитые проселки — все дорога. Трактор не только должен пройти сам, но и тащить за собой разный тяжелый груз — сельскохозяйственное орудие или нагруженный прицеп. Никакой самый мощный двигатель не поможет, если плохи шины, недостаточно сцепление их с грунтом или слишком велико давление на него.

В сельском хозяйстве высоко ценятся силачи — гусеничные тракторы. Стальная гусеница может вывезти там, где колесо уже пасует. Но даже гусеницы не всегда обеспечивают нужную проходимость. И главное — давление гусеницы на грунт часто оказывается чрезмерно большим, настолько, что они разрушают строение, структуру почвы. А ведь на ней сеют, это — поле, портить его нельзя. При движении же по хорошей дороге гусеницы повреждают дорожное покрытие. Наверное, многим приходилось видеть оставляемые ими глубокие рубцы на асфальте.

Так появилась идея гусеницы на… воздушной подушке. Спасительная воздушная подушка! Легкая, быстроходная, дешевая, бесшумная.

Мысль о возможности применения своеобразной «бесконечной» воздушной подушки (ведь и гусеница — бесконечный тракт, стелющийся перед движущимся экипажем и перевозимый им с собой) родилась у нас в стране. В 1899 году впервые в мире изобретатель В. Черепанов получил патент (тогда говорили — привилегию) на «велосипед с канатным ремнем». Это и была первая пневматическая гусеница — бесконечный полый надутый резиновый шланг.

Немало конструкций пневматических гусениц появилось в последние годы за рубежом. Но они обычно недостаточно надежны. Пожалуй, впервые успешно решена эта задача советским изобретением — модель трактора «Эврика» с новыми пневматическими гусеницами демонстрировалась на международной выставке в Монреале. Эти гусеницы состоят из двух частей — армированной металлом плоской резиновой ленты и прикрепленных к ней надутых резиновых подушек в виде прямоугольных «кирпичей». Давление воздуха в подушках низкое, они слабо давят на грунт и служат хорошими амортизаторами.

Не сказало своего последнего слова и колесо, — это замечательное изобретение неведомого гения древности. Оригинальная идея пришла в голову чешским ученым. Если можно сделать гусеницу из ряда отдельных воздушных подушек, то почему нельзя создать из этих же подушек… колесо?

Оказывается, подобное колесо-подушка обладает новыми интересными возможностями. Если несколько воздушных подушек укрепить на ободе колеса, то, поочередно выпуская из них воздух и снова надувая, можно заставить колесо… катиться! Катиться самому, хотя никакой двигатель колесо не вращает. Получается совершенно необыкновенное «двигатель-колесо». Нужен лишь воздушный компрессор для накачивания подушек. Собственно, колесо даже не катится, а как бы переступает с одной подушки на другую, имитируя ходьбу человека.

Экипаж с «шагающими» колесами будет обладать, вероятно, необычными свойствами. Помимо того, что он станет отличным вездеходом, ему окажутся нипочем и такие крутые горки, которые не под силу другим транспортным средствам. Судя по тому, что после многих лет экспериментов в Чехословакии недавно появилась новая модель экипажа, с двенадцатью воздушными подушками на каждом из четырех колес (модель, показавшая буквально чудеса маневренности), «шагающему» колесу предстоит большое будущее. Может быть, на его основе будет создан когда-нибудь гигантский транспустынный лайнер?

Воздушная подушка помогает ездить но самым скверным дорогам. Но оказывается, она пригодна и для самых лучших — железных дорог. Ровнее и глаже рельсов, кажется, дороги нет, и они всегда были областью, куда пневматическим шинам входа не было. А теперь есть.

Преимущества шины перед обычным железнодорожным скатом, в бесшумности, плавности хода, очевидны. Но как заставить шину катиться по рельсу? Ведь у нее нет реборд — выступов, направляющих колесо на стрелках и не позволяющих ему соскочить с рельса. И вот появляются конструкции автомобильного колеса на пневматической шине с дополнительной ребордой, как бы облегченным обычным железнодорожным скатом. Теперь можно быстро превращать автомобиль или трактор в дрезину для поездки по железнодорожному пути. Бесперегрузочные перевозки, когда не требуется перекладывать грузы из автомобиля в вагон, а потом снова в автомобиль, дают значительную экономию.

Появилась уже нужда и в шинах космических. Они должны работать в необычных условиях — почти абсолютный вакуум, смена небывалого мороза и столь же небывалой жары, вредная радиация. На советских луноходах использованы ажурные металлические колеса. Лунный электромобиль «Скиталец» («Роувер»), на котором ездили по Луне американские космонавты, имел шины из стальной проволочной сетки с приклепанным к ней рисунком протектора из титана. А на двухколесной тележке для перевозки грузов корабля «Аполлон-14» были надувные шины из резины. Давление азота в них составляло всего примерно одну десятую атмосферы, надуть на земле их было невозможно, для этого приходилось помещать шину в вакуум.