книги из ГПНТБ / Демидов, В. Е. Магистрали пяти измерений

ства не в дорогу, а в автомобили высокой проходимости, по­ тому что после того, как нужда в 'перевозках по этому мар­ шруту кончится, машины можно будет использовать в другом^ месте. иВ этом случае сооружать даже временную дорогу бессмысленно, потому что все временное 'быстро В Ы Х О Д И Т И З строя, и автомобили, не приспособленные к бездорожью, просто гибнут на рытвинах и ухабах. Наконец, выгодно ори­ ентироваться на бездорожный транспорт, когда поток грузов хотя и велик, но быстро иссякает: при строительстве трубо­ проводов, линий электропередач и других подобных объек­ тов. Такой подход к проблеме находит все больше привер­ женцев и среди дорожников, и среди автомобилистов.

Единственное, что мешает применить в сколько-нибудь широком масштабе эти в общем-то бесспорные с точки зре­ ния экономики імьі'сли, — так это отсутствие вездеходов. Есть машины «повышенной проходимости»—вездеходов нету. Сколь уже раз появлялись конструкции, торжественно объ­ являемые вездеходами,-—и все-таки непременно находилось такое бездорожье, с которым эта новинка справиться не могла. Слишком уж разнообразны условия на нашей плане­ те: почвы, климат, растительность...

История вездеходов началась еще в 30-х годах прошлоговека, когда русский изобретатель Д. Загряжский запатен­ товал конструкцию первой гусеницы. Более чем через пол­ века аналогичную конструкцию создала американская фир­ ма «Холт» и организовала производство гусеничных тракто­

что наконец-то найдено универсальное средство для борьбы с бездорожьем. Действительность оказалась иной. Посмотрите,

там, где один работает прекрасно, другой не рискует и пока­

для каждого типа грунта оптимальна гусеница особой конст­ рукции. Для песка и снега нужна широкая, для размокшей глины — узкая. А на влажной пашне или на болоте — просто ширины мало, нужны еще хорошие ігрунтозацепьі — выступы на звеньях гусеничной ленты, иначе машина забуксует. Чтобылегко преодолевать канавы и ямы, гусеница должна быть воз­ можно длиннее, однако длинная лента слишком хорошо сцеп­ ляется с почвой, и вездеход теряет управляемость, становится неповоротливым. ' .•

А посмотрите, -насколько сложна и гусеница, и все, что с ней связано: множество звеньев-траков, скрепленных сталь­ ными пальцами; ведущие, натяжные, опорные, поддержива­ ющие катки — это огромный «мертвый» вес, измеряемый сот­ нями килограммов, это крайне низкая надежность. В зазоры между траками и пальцами неизбежно попадает грязь, сочле­ нения 'быстро изнашиваются, а ремонт по сути дела сводится к полной замене всей ленты. Гусеницу нужно все время под­

В течение долгих лет колесо не могло сравняться с гусе­ ницей по проходимости. Прежде всего потому, что удельное давление на грунт, то есть вес, приходящийся на квадратный сантиметр опорной поверхности движителя — колеса, был уж слишком велик. Положение напоминало соперничество пеше­ хода и лыжника: малюсенькая опорная поверхность «ногн»- колеса и громадное полотнище «лыжи»-гусеницы. Поэтому колесо проваливалось в грунт там, где гусеница спокойно плыла по поверхности.

Но время шло, и создатели пневматических шин в конце концов обрадовали автомобилистов: появились шины низкого давления, как бы расплющивающиеся под тяжестью автомо­ биля. Колесо с такими шинами потеряло прежнюю форму круга и стало больше походить на шляпку гриба-шампиньо­ на. .Площадь контакта с почвой сразу возросла, соответствен­ но улучшилась и проходимость. Следующим шагом были еще более широкие арочные шины и, наконец, иневмокатки— огромные резиновые бочки диаметром около полутора мет­ ров и такой же ширины. Давление воздуха в этих баллонах такое низкое, они так глубоко проминаются от веса машины,

построенный в НАМИ—.Научно-исследовательском автомо­ торном институте. Его задача — возить длинные плети труб на строительствах магистральных нефте- и газопроводов. С полным грузом эта машина идет по снежной целине, болоту, перелезает через поваленные стволы и камни высотой до по­ луметра.

Чрезвычайно мягкий пневмокаток «обтекает» неровности дороги, так что у некоторых автомобилей этого типа конст­ рукторы выбрасывают рессоры и прочие детали подвески, прикрепляя оси «вмертвую» к корпусу. -Конструкция машины становится проще, а значит — надежнее. Лневмобаллоны не

менно имеется на всех подобных автомобилях) без труда по­ полняет утечку.

Итак, полная победа? Увы, нет. Низкое удельное давле­ ние ведь еще ничего не говорит о проходимости, окажем, по склонам холмов. Ведь там все уже будет зависеть от силы сцепления движителя с грунтом. У колеса сцепление хуже, и колесо буксует раньше гусеницы. От этого и разница в мак­

стенка высотой в половину его диаметра. Это, пожалуй, один из серьезнейших недостатков колесных вездеходов. Конст­ рукторы пытаются справиться с ним, переходя к колесам все более грандиозным: диаметр полтора-два метра стал нормой,

Однако этот путь повышения вездеходносги эффективен лишь до определенного предела. Канадцы, увлекшись гигантомани­ ей, наказали сами себя: во время испытаний в тайге одно из колес небывалого вездехода вышло из строя, и машину при­ шлось попросту бросить на произвол судьбы, потому что за­ менить поврежденную покрышку оказалось абсолютно не­ возможно.

Но если нельзя решить все одним каким-то способом, мо­ жет быть, есть смысл сотворить некий гибрид? Взять лучшее,

строились в больших количествах.

Привлекательнее выглядит иной путь: следовать примеру не кошки с ее четырьмя лапами, а червя, сделать машину из нескольких «члеников», каждый из которых будет приводить­ ся в движение своим мотором. Идея эта хороша вот почему. Теория говорит, что для достижения максимальной проходи-

•мости вездеход должен 'быть узким и длинным. Тогда он меньше проваливается в слабый грунт и легко проходит над довольно большими канавами и рвами. Если попытаться сде­ лать такой вездеход жестким, на его раму будут действовать колоссальные скручивающие и изгибающие нагрузки, и она быстро сломается. Кроме того, возникает целый ряд иных неприятностей: плохое сцепление движителей с дорогой,

Остановившись перед препятствием, он поднимает вверх свою переднюю секцию, -словно живая гусеница, натолкнувшаяся на сучок, и на колесах задней секции едет вперед. Как толь­ ко «голова» оказалась по ту сторону стенки, ее колеса опус­ каются на землю, а поднимается в воздух уже -«хвост». Точно так же '«Метрак» спустится в глубокую яму, вылезет из ов­ рага...

Еще большие возможности открывает пер-ед вездеходами принцип шагания. Речь идет не о шагающих в полном смысле этого слова машинах — шестиногих «пауках» на коленчатых лапах, а об автомобилях, колеса которых получили громад­ ную, неслыханную прежде свободу движения. Вид у этих кон­ струкций получается довольно странный, такой странный, что одну из них изобретатели назвали «Гоу-Дэвил»—«Шагаю­ щий дьявол».

Его колеса сидят на концах длинных рычагов, которые моїгут поворачиваться вокруг осей, скрепленных с корпусом машины, на 360 градусов. Если все четыре рычага опущены вертикально вниз — кузов вездехода поднимается более чем •на метр в воздух, если рычаги подняты вертикально вверх — кузов ложится своим плоским днищем на землю (это очень удобно для погрузки). Автомобиль перешагивает через пре­ пятствия высотой до полутора метров, преодолевает канавы почти двухметровой ширины. Подняв на одной стороне ры­ чаги вертикально вверх, а на другой опустив их вниз, он едет

вдоль тю косогору крутизной около 45 градусов, — на что ни­ какая иная машина не способна: ведь даже танки идут по та­ ким крутостям перпендикулярно склону. И при всем этом — от­ личная грузоподъемность, около й тонн.

Но, пожалуй, наиболее интересен к<Терраегар», хотя он и не умеет ездить по крутым склонам и не поспорит с «Дьяво­

Принцип шагания осуществляется у него очень оригиналь­ но: конструкторы дали машине удивительные составные ко­ леса, созданные из трех маленьких колес, расположенных на основании в виде равностороннего треугольника. Таких «три­ единых» колес у «Террастара» четыре, как у нормальной ма­ шины. На хорошей дороге автомобиль просто катится на ма­ лых колесах, но как только под одним из этих малых колес окажется глубокая яма, характер движения сразу резко ме­ няется. «Триединый» агрегат начинает поворачиваться вокруг оси застрявшего колеса. А поскольку основание-треугольник сидит на оси, прикрепленной к корпусу машины, и может вра­ щаться, вездеход продолжает идти вперед как пи в чем не •бывало. Переход с качения на «шагание» происходит без вся­ кого участия водителя, совершенно автоматически — шофер даже не замечает, что характер движения изменился. На испы­ таниях «Террастар» бойко шел по непроходимой, вязкой гли­ не, в которой обычные колесные и гусеничные машины сади­ лись на «брюхо» и 'беспомощно крутили своими колесами и гусеницами, а плавающие вездеходы с винтами не могли плыть, потому что грязь была слишком густой.

Развивая идею шагающего вездехода, чехословацкий кон­ структор Юлиус Мацкерле придумал «Ротопед» •— машину, которая вызвала жгучий интерес во всем мире. По всей ок­ ружности колес у «Ротопеда» расположены надувные каме­ ры. Подавая в одни камеры сжатый воздух и выпуская его из других (стоит ли говорить, что этим заведует автоматиче­ ский золотник), можно заставить колеса катиться вперед или назад, а поскольку движение каждого колеса независимо друг от друга, аппарат способен развернуться буквально на месте. Один из английских журналов назвал колесо «Ротопеда» са­ мым выдающимся изобретением в автомобильной технике по­ следних пятидесяти лет.

И все-таки наиболее дальновидные конструкторы недо­ вольны. «Мы только и делаем, что крутимся, словно белка в клетке: колесо — гусеница, гусеница — колесо, — сетуют они.— Все-таки что ни говори, а возраст колеса — пять тысячелетий, гусеницы — полтораста лет. Не пора ли вооруженному совре­ менной наукой и техникой человеку придумать что-то поно­ вее? И где вообще новые, нетривиальные идеи?»

PI вот — предложение действительно необычное: взять на воор уж ейие вибр ацию.

Обычно вибрация, возникающая в грунте иод действием колес и гусениц, вредна: она как бы «разжижает» почву, де­ лает ее более рыхлой, так что оцепление движителя с грунтом падает и машина начинает буксовать. Однако в умелых руках вибрация превращается из враждебной силы в союзника. Со­ ветский ученый С. И. Морозов установил, что под действием вибрации на снег температура в точках соприкосновения сне­ жинок поднимается настолько, что снежинки плавятся. С по­ мощью вибраторов можно превратить евежевыпавший снег в плотный монолит. А уже по прочной дороге пойдет и совер­ шенно обычная автомашина. Может быть, вибрационным ме­ тодом удастся уплотнять .грунт прямо перед колесами маши­ ны? Пусть кругом остается топкая равнина — автомобиль сам себе соорудит тропу. Конечно, это пока еще просто идея.

Еще одна возможность для вибратора — это не строить до­ рогу, а превратиться в тяговый двигатель, причем довольно экономичный. Кандидат технических наук И. А. Бескин, книгу которого я упоминал, сообщает такой факт: во время испыта­ ний одного из вибраторов с двигателем мощностью 14 лоша­ диных сил была получена тята в 1 тонну. Трактор с такой же силой тяги должен иметь двигатель вдвое мощнее. И ведь это был не какой-то там особо спроектированный вибратор, а стандартная модель, применяющаяся в строительстве для уплотнения бетона. Иными словами, механизм, для тран­ спортных целей никак не приспособленный. Можно полагать, что когда подобным движителем займутся всерьез, будут по­ лучены и более внушительные результаты.

И совсем уж полуфантастическая мысль: использовать электроосмос. Так называется движение жидкости в капилля­ рах иод действием электрического поля постоянного тока. Электроосмос применяется для осушения грунтов при строи­ тельстве, для понижения уровня подпочвенных вод. Можно ли осушать, а следовательно, и делать более плотным, грунт под движущейся машиной? Опытов подобного рода как будто не делалось, но кто знает, вдруг на этом пути изобретателей жде г неожиданная удача?

А может быть, лучше не ездить, не шагать, а -скользить по грунту, как скользит лыжа? Особенно пригодятся такие вез­ деходы в тундре, где верхний слой почвы очень тонок и легко разрушается колесами и гусеницами. Обнажается вечномерзлый грунт, после чего со страшной скоростью колея превра­ щается в глубокий овраг. Проблема эта весьма серьезна, осо­ бенно сейчас, когда в тундре открыты немалые запасы нефти, газа.

Одна из таких скользящих машин—аэросани-амфибия — создана в конструкторском бюро А. Н. Туполева. Воздушный

винт 'Мчит амфибию по воде, льду, снегу, залитому водой кустарнику и редколесью. Будет ли такая машина эффек­ тивна на земляной дороге? Каждый понимает, что вряд ли: камни, песок быстро продерут стальное днище машины, да и усилие тяги понадобится .громадное. Но вот у меня в руках кусок фторопласта — изумительной пластмассы, напоминаю­ щей на ощупь мыло: такой он скользкий. Может быть, подоб­ ные пластики сделают скользящие машины пригодными и для сухопутья?

Московский автозавод им. Лихачева спроектировал и по­ строил скользящий вездеход иного рода: его движет не воз­ душный винт, а два шнека: длинные цилиндры с навитыми на них спиральными гребнями. Диаметр шнеков — около метра. «Шнекоход», как его назвали, оказался неплохой машиной для бездорожья: он уверенно движется по глубокому рыхло­ му снегу, по воде (полые цилиндры шнеков обеспечивают ему плавучесть), по жидкому илу и топкому болоту. Любопытно: сотни лет назад наши предки порой ездили по изрытым уха­ бами дорогам летом на санях, так обеспечивался, выражаясь современным языком, «комфорт езды». 'И вот — древняя идея саней на новом этапе!

Конструкторская мысль не хочет замыкаться в кругу тра­ диционных воззрений. іВесь опыт развития техники показы­ вает, что новые достижения возникают только после выхо­ да за рамки представлений, освященных временем и опытом. Вездеход с очень широким диапазоном «бездорожных» свойств крайне нужен — об этом свидетельствует экономика, и надо полагать, что она же заставит рано или поздно его со­ здать.

И теперь, очевидно, самое время рассказать о вездеходе, в конструкции которого заложены поистине необыкновенные возможности, ибо в нем полностью удалось реализовать все те преимущества, которые сулит шагание, ни на йоту не отсту­ пая от завоеваний, достигнутых конструкторами машин ездя­ щих. Речь идет об аппарате, модель которого создана в одной из лабораторий Института автоматики и телемеханики АН

СССР под руководством профессора Г. П. Катыса. Представьте себе две треноги, соединенные балкой. У каж­

дой из треног — по при колеса. Таким образом, пока что ма­ шина ничем особенно не отличается от колесного экипажа — только разве тем, что колеса расположены несколько по-ино­ му. А где же кабина водителя, где кузов для груза? Оказы­ вается, в контейнере, который может кататься по балке or одной треноги к другой. Казалось бы, к чему такая слож­ ность? А именно в ней-то и скрывается большая половина преимуществ вездехода. Ведь когда контейнер находится в крайнем положении, центр тяжести всей системы передви­ гается точно в центр одной из треног. Другая оказывается

Но, конечно, вездеходных автомобилей всегда будет мень­ ше, чем обычных. И потому мы снова возвращаемся к маши­ нам, которые ездят по дорогам.

Жестокая радость г-на Ге

«Автомобиль мчится во весь дух: может 'быть, тридцать километров в час! Мотор свистит н надрывается. Он нов, этот мотор, новы сверкающие колеса. Стара лишь, как мир, жесто­ кая радость в сердце г-на Ге: он мчится навстречу смерти.

На первом же крутом спуске тормоз лопается, и храбрецы летят под откос. Крестьяне смотрят издали на трупы: они боятся подойти поближе к столь ужасной машине.

Господину -Ге никто не поставит памятника. Он ничего не изобрел. Он только купил фаэтон без лошадей и поехал с же­ ной кататься за город. Золя прочел в газете о страшной катастрофе. Золя не стал, подобно журналистам, проклинать автомобиль. Нет, вывод ясен: надо изготовлять более крепкие тормоза...» Помните? Это Илья Эренбург: «10 л. с » , романистория автомобиля.

Эренбург описывал события 1898 года. За прошедшие де­ сятилетия тормоза значительно усовершенствованы, они уже не примитивно механические, в них работают жидкость и сжатый воздух. Но более сложные конструкции 'более уязви­ мы. Причиной бесчисленных несчастий стала порвавшаяся тор­ мозная манжета или лопнувшая трубка. Поэтому в последней время тормоза стали делать раздельными: особо для передних и задних колес. Если выйдет из строя одна из подсистем, дру­ гая продолжает работать.

Но эта мера оказывается все-таки половинчатой. Ведь во­ дитель предполагает, что его тормоза в исправности. Ничто не сигнализирует ему о поломке, и он продолжает вести машину, рассчитывая на ее обычные тормозные характеристики. В кри­ тической ситуации избежать столкновения все же не удается: отказавшая подсистема увеличивает тормозной путь автомо­ биля почти вдвое-—ведь тормозятся не четыре колеса, а толь­ ко два.

Нет, чтобы гарантировать безопасность, тормозная систе­ ма должна быть не раздельной, а дублированной: два незави­ симых тормозных цилиндра, две главные магистрали, и так далее — все по два. Специалисты считают, что в 1980 году так будут оборудованы абсолютно все машины, сходящие с кон­ вейеров.

А для грузовиков, у которых тормоза, как правило, пнев­ матические, придуманы устройства, чтобы автоматически включать тормоз, если давление в воздушной магистрали па­ дает ниже нормы. Если что-то не в порядке, машину просто не удастся стронуть с места.

Однако даже исправные тормоза шофер приводит в дей­ ствие не сразу, как только увидел опасность, а спустя 0,1—0,2 секунды: это время, необходимое для того, чтобы восприня­ тая глазом информация, пройдя через мозг, заставила срабо­ тать мышцы нога. При скорости 60 километров в час за это время автомобиль .пройдет полтора-три метра — как раз те метры, которых может не хватить для предотвращения не­ счастья. Поэтому автомобиль будущего непременно должен быть оборудован радиолокатором, этим сверхбдительным сто­ рожем. Даже пять лет назад такая мысль не выходила за рамки фантастических мечтаний. Успехи радиоэлектроники и микроминиатюризации перевели ее в разряд реальности: уже выпущен первый вполне пригодный для установки на автомо­ биль и умеренный по цене «тормозной» локатор, .сообщает журнал «Электронике» (США). При испытаниях система оста­ навливала автомобиль на расстоянии 2—3 метров от стены, а во время движения поддерживала дистанцию между машина­ ми с точностью до нескольких сантиметров.

Чтобы покончить с тормозами, нужно сказать еще несколь­ ко слов об устройствах, предотвращающих блокировку колес.. Инстинкт самосохранения заставляет шофера изо всех сил давить на тормозную педаль. В результате колодки вмертвую схватывают колеса, и начинается юз — самое неприятное и опасное явление, ибо автомобиль становится совершенно не­ управляемым. Кроме того, вопреки ожиданию, тормозной путь не сокращается, а наоборот, увеличивается. Происходит это потому, что асфальт срезает с покрышки тонкий слой резины и на мельчайших катышках ее заторможенное колесо скользит, словно на подшипнике.

В гоночных автомобилях впервые стали применяться осо­ бые датчики, следящие за тем, чтобы колеса всегда враща­ лись. Как только тормоза схватывают колеса, электронное устройство по команде датчика уменьшает силу торможения и предотвращает юз. В результате тормозной путь уменьшает­ ся примерно на 10 процентов, а водитель может тормозить «на всю железку», не опасаясь заноса. С гоночных машин проти­ вогазная автоматика уже перекочевала на некоторые модели особо дорогих автомобилей, а в будущем, вне сомнения, она станет стандартным оборудованием даже грузовиков.

Но как быть, если катастрофа все же произошла? Здесь решающее слово — за автоконструкторами. Они должны спроектировать машину так, чтобы удары спереди, сбоку, сзади, как и перевертывание, не вредили «содержимому», то есть людям. Арсенал возможностей конструкторов достаточно богат. ,И прежде всего потому, что, к великому нашему сча­ стью, салон с пассажирами находится между моторным отде­ лением и багажником, и тем самым как бы заключен в охран-