20 июля 2015 г.

Как машина училась... ходить

ПО СТРАНИЦАМ ИСТОРИИ


   Дмитрий Надеждин,
   инженер

   Начало шагающим устройствам положило... неверие механиков в способность колеса играть роль движителя. Поэтому колеса первых самодвижущихся экипажей, оснащенных паровыми машинами, не делали ведущими, а лошадь - традиционную тягловую силу - пытались заменить механическим подобием.
   Так в 1813 году поступил англичанин Брантон. Забавный паровоз его конструкции, увенчанный высокой дымовой трубой, катил по рельсам, отталкиваясь от них двумя железными "ногами" (1). Примерно в то же время на английских дорогах появились паровые дилижансы. И в их конструкциях сказалось неверие в возможность колесного движителя. Под днищами дилижансов виднелись гайды - шарнирные упоры, приводимые от бортовой паровой машины. Такой движитель в 1824 году применил Д. Гордон (2) и спустя два года Г. Герней.


   Сложные и не надежные гайды не нашли широкого применения. Однако в начале XX века нашлись энтузиасты, пытавшиеся с помощью подобных упоров улучшить проходимость автомобилей. В 1908 году венгр Ф. Дедич заменил на своей легковушке задние колеса тележкой (3), по бокам которой торчали пары "ног", приводившиеся от ведущего заднего моста. К подобному конструктивному решению прибег уже в наше время и самодеятельный конструктор И. Лягуша из Ворошиловградской области. В 1975 году он смастерил колесно-шаговую тележку массой 50 кг (4). Не первую: "Восемь лет я занимаюсь конструированием шагающих механизмов, - рассказывал энтузиаст. - Построил четыре маленьких и шесть больших моделей. Последняя снабжена электромотором мощностью 250 Вт и развивает скорость 5 км/ч"
   В 1984 году в Грузии спроектировали своеобразный шагающий трактор (5), предназначенный для сельскохозяйственных работ на горных склонах.
   Не менее интересны стандартные с виду автомобили с шагающим шасси. Например, американский легковой вездеход "Терра стар" (6). На его осях вместо обычных колес установлены звездочки, к которым под углом 120 гр. крепили три ведущих ролика с надетыми на них баллонами низкого давления. По шоссе "Терра стар" катит как обычный автомобиль. А на бездорожье каждая звездочка вращается самостоятельно и машина как бы переступает колесами. Она довольно легко перешагивает  через канавы и холмики, преодолевает рыхлый снег и топи.
   По подобной конструктивной схеме построили свой вездеход и испанские конструкторы (7).
   Шагающий механизм выбрали и специалисты голландской фирмы ИХЦ, когда им заказали  самоходную амфибию для дренажных работ (8). Ее оборудовали четырьмя выдвижными, гидравлическими "ногами" с барабанами-поплавками на концах. Преодолевая трясину, водитель мог выпустить "конечности", чтобы нащупать твердую почву, приподняться на глубоких местах. А на шоссе машина как бы поджимала механические "ноги" и катила на барабанах.
   Интересный вездеход "Икс-мышь" создали в 1976 году шведские инженеры. Каждое колесо они установили на полуметровом балансире, принимавшем по команде водителя заданное положение. Подъехав, скажем, к вертикальной стенке, машина (9) приподнималась, поочередно заносила на преграду передние колеса, затем вползала на нее всем корпусом и подтягивала задние колеса. Во время погрузки шведский вездеход приседал и даже укладывался "на брюхо". Умение привставать пригодилось "иксу" при форсировании речушек вброд. На косогоре водитель поднимал колеса с одного борта и "поджимал" с другого. В результате корпус сохранял горизонтальное положение.
   До сих пор мы рассказывали о машинах с комбинированными и колесно-шагающими движителями. А что же с "чистыми" шагоходами? Были и такие. И профессиональные, и самодеятельные конструкторы давно пытаются создать транспортер, движитель которого копировал бы походку самых разнообразных животных - от лошади до сороконожки.
   Еще в конце XIX века известный русский математик П. Чебышев построил модель  "стопоходящей машины" (11). Ее ноги-упоры приводились сложной системой рычагов, причем каждая конечность описывала траекторию, близкую к той, которая свойственна ноге человека. Машина П. Чебышева положила начало так называемому "траекторному направлению" в истории шагающих механизмов.
   Есть неподтвержденные сведения о том, что в начале столетия по улицам Нью-Йорка вышагивал "паровой человек".   А в 1903 году на страницах немецких газет и журналов появились изображения "механической лошади" (10). На месте головы у нее сверкали ацетиленовые фонари, там, где у нормальной лошади хвост, торчала заводная ручка бензинового мотора, а на "загривке" - руль, с помощью которого водитель управлял диковинным сооружением.
   Воспроизвести кинематику хождения оказалось крайне трудно, и большинство изобретателей предпочло заняться копированием более простого переступания. Так, в начале нынешнего века немецкий инженер Венцлаф заменил на грузовике все четыре колеса удлиненными полозьями, размещенными попарно у бортов (12). Каждая пара описывала одинаковые кривые, смещаясь вперед. Затем на переднюю пару полозьев переносился кузов грузовика, а под него подтягивались задние полозья. У Венцлафа последователей не нашлось - слишком сложным оказалось устройство переступающей машины, да и в скорости она уступала даже пешеходам.
   Интерес к шагающим механизмам не иссяк и поныне. Ими занимаются профессионалы и любители - напомним  о некоторых агрегатах. В свое время на страницах "ТМ" рассказывалось о "ровноходе" ленинградца В. Лобачева, "шагоходе" москвичей Н. Гончарова и Б. Мирошникова (№ 5 за 1976 год), колесно-шагающем средстве минчанина В. Ищеина (№ 5 за 1983 год), "мухоходе" москвича М. Клавдиева (№ 1 за 1983 год). Весьма интересной оказалась система шагающих устройств, разработанных под руководством профессора Г. Катыса сотрудниками одной из лабораторий Института проблем управления АН СССР (№ 2 за 1972 год).
   Ведутся в этом направлении работы и за рубежом. Например, на "Автосалоне-75" в Токио демонстрировалась легковая "сороконожка" (13). На удивление зрителям, она, бойко семеня десятками упоров, размещенных под днищем, набирала скорость, разворачивалась на месте.
   Появились в последние годы и машины, спроектированные  по принципу так называемой педипуляции, то есть повторяющие движения водителя, усиливаемые мощными гидравлическими приводами.
   В 60-х годах американские компании "Дженерал электрик" и ТАКОМ получили задание изготовить для будущих исследователей планет Солнечной системы транспортер грузоподъемностью 100 т. Экспериментальный агрегат КАМС (14) оснастили двумя парами двухметровых "ног", управляемых электрогидравлической системой с приводом от 90-сильного бензомотора.
   "Это творение человеческих рук ходит на алюминиевых ногах не хуже своего создателя, развивая скорость 8 км/ч, - описывал репортер испытания 1,2-тонного агрегата высотой 3 м. - Это "чудовище" способно выполнять и деликатные операции: положив тяжелую "лапу"  на куриное яйцо, оно не повредит скорлупы. Машина может стоять на двух ногах, на коленях, ложиться на живот, ей ничего не стоит внести пианино на второй этаж через окно и сорвать яблоко..."
   Конструктивно подобный образец (15) изготовила и фирма Лендлоукомоушен лэборатори". Он предназначен для работ в труднодоступных районах нашей планеты и представляет собой грузовик с герметичной кабиной, платформой для 250 кг груза. "Механическая лошадь" развивает скорость до 10 км/ч и преодолевает подъемы в 45 градусов.
   Управление такими машинами по плечу далеко не каждому водителю.
   Однако специалисты полагают, что шагоходы перспективны. И не только в будущем, при освоении Марса или Венеры, но и на Земле, где современная вездеходная техника не всегда оправдывает свое название, останавливаясь перед болотами или косогорами. Только такие машины станут оснащать микропроцессорной техникой, которая будет четко и экономно манипулировать механическими "ногами", затрачивая на выбор решения - куда идти? - доли секунды. Перед теми, кто займется их проектированием, открываются замечательные перспективы...
___________________
(Журнал "ТМ" 3/87)

Комментариев нет:

Отправить комментарий