Снегоболотоходы, специализированая техника,Транспортер Снегоболотоходный четырехгусеничный ТС, Логистика экстремального бездорожья.

ООО «Екатеринбургский завод специализированных машин «Континент» - единственный в Российской Федерации производитель промышленных грузовых четырехгусеничных вездеходов - снегоболотоходных транспортеров грузоподъемностью 10 тонн и широкой гаммы технологических машин на их базе.  В наших «болотных грузовиках» реализованы  новейшие технические решения  которые сочетаются с годами отработанной конструкцией.  Гусеничные транспортные платформы производства «ЕЗСМ Континент» незаменимы для реализации крупных инфраструктурных проектов строительства и освоения территорий. Мы производим не просто транспортеры снегоболотоходные, а транспортные и технологические системы и комплексы логистики экстремального бездорожья для уверенной работы на слабонесущих грунтах.

 

«Болотный грузовик» (swamp truck) или логистика экстремального бездорожья.

Теория абсолютного вездехода-снегоболотохода.

В вопросах перевозки грузов по слабонесущим грунтам много белых пятен. Гусеничной техники человек понастроил много, в основном для преодоления окопов на войне.  

Всерьез вездеходностью/снегоболотоходностью транспортных машин занялись лишь в 60-х годах 20 века, когда стали осваивать тундровые равнины Севера Земли добираясь до нефтегазоносных месторождений.

Оказалось, что экономика экстремального бездорожья  не такая уж и эфемерная вещь. Гарантированно и не дорого доставлять грузы по слабонесущим грунтам необходимо даже нефтяным компаниям с их колоссальными бюджетами.

Стали создаваться машины на которых выгодно работать на зыбких, и слабонесущих грунтах, для транспортных работ в заболоченных (до третьей категории), обводненных и заснеженных районах, на экстремальном обводненном бездорожье в паводки и грязь.

Выяснилось, что в отличие от трактора, для уверенного движения по болоту необходим другой алгоритм работы трансмиссии, конструктив движителя и многое другое, что проявилось в результате эволюционого развития снегоболотоходов. Ступенчатое развитие привело к появлению конфигураций свойственных только для «болотных грузовиков». (swamp truck) Появился класс транспортеров снегоболотоходных четырехгусеничных- промышленные снегоболотоходы.

Там, где джиперы геройствуя и развлекаясь засаживают своих «трофийных болидов», а затем выкорчевываю их с помощью тракторов и вездеходов, сжигая сотни литров горючего, снегоболотоход (all-terrain vehicle) должен просто возит грузы зарабатывая прибыль своему владельцу.

Повышенная вездеходность не в ущерб грузоподъемности.

Тракторная трансмиссия и схема управления для движения по болоту, особенно с грузом оказалась не пригодна. Конверсионные перетяжеленные машины с военным прошлым только терзают и уродуют тундру, перевозя груз с весовой отдачей не более 10-20%!

Окна торфяных болот покрыты мощной, нарощенной веками дерновиной\луговиной, которую очень легко сдернуть при повороте\довороте классически спроектированной гусеничной машины, что ведет к проваливанию и утоплению под слабонесущую поверхность лежащую в виде ковра на зыбкой субстанции болот.

Эвакуация в таких условиях слишком затратна. Эвакуатор должен быть, как минимум, одноклассником по грузоподъемности. Габариты машин таковы, что линейные размеры позволяют пользоваться лебедками самовытаскивания лишь с большой осторожностью. Можно погнуть хвостовую часть раму при самовытаскивании или буксировке. Слишком велики конструктивные рычаги т.к вылет хвостовой части рамы составляет несколько метров.

Резиноленточные гусеницы (rubber track) - более гибкие, прочные, долговечные, легкие, цепкие. Прекрасно деформируются при пересечении сложного рельефа адаптируясь к поверхности «облизывая» её. Легче наращивается ширина движителя при изменении условий эксплуатации. Снижена трудоемкость ремонта гусеницы в полевых условиях.

Гусеница легче и ремонтопригоднее.  Не так требовательная к контролю натяжения, как металлическая.

В основе гусеницы лежит арочная поперечина. Арка выполняет роль направляющего элемента при движении и стабилизирующего элемента при боковом скольжении, вкупе с гусеничными болтами, которые играют роль шипов на замерзшем грунте.

Особенность работы трансмиссии  позволяет маневрировать только за счет поворота тележек относительно рамы. При такой конструкции поперечин - это дает хорошую управляемость и приемлемую маневренность для таких габаритов.

Двухтележечная конструкция обеспечивает высокую амплитуду качания тележек. Отсюда хорошая проходимость по сложному рельефу, при этом плоскость рамы машины более стабильна в горизонтальной плоскости, нежели на двухгусеничной машине.

Рама выполненная по традициям советской автомобильной конструкторской школы достаточно гибкая, и позволяет увеличить артикуляцию гусеничных тележек при преодолении рельефных  препятствий. В этом элементе конструкции коренное отличие отечественных снегоболотоходов от зарубежных, в основе конструкции которых лежит абсолютно жесткая платформа.                   При движении по рельефу, неровности отрабатывает только подвеска гусеничных тележек и балансирная подвеска опорных катков. При движении отечественного вездехода в работу включается еще и рама, которая работая на кручение помогает работать подвеске гусениц дополняя амплитуду упругих колебаний системы в целом. Вся конструкция работает более гармонично и адаптивно, применительно к рельефу.

Амфибийность. Повышает ли амфибийность-вездеходность?

Беседуя со специалистами, эксплуатирующими снегоболотоходные транспортеры, мы сталкивались с противоречивыми ответами на вопрос: Нужна ли Вам амфибийная машина для перевозки грузов по слабонесущим грунтам? Дает ли она плюсы в коммерческой эксплуатации снегоболотоходных транспортеров при ежедневной перевозке технологических грузов?

Получали разнополярные мнения.  80-95% ответили-нет!  Остальные утверждали-да!

Амфибийность штука не бесплатная.

Стоимость амфибийной транспортной машины на 25-30% выше аналогичной по назначению и грузоподъемности.

Амфибийная машина тяжелее и перевозит меньше груза при прочих равных харктеристиках.

Амфибийность не используется специалистами в 95% времени сухопутной эксплуатации снегоболотоходного транспортера, через два-три года эксплуатации снижается вдвое!

Вмятины, трещины водоизмещающего корпуса полученные за время сухопутной эксплуатации, усохшие герметичные уплотнения приводят к потере герметичности, как следствие - к потере плавучести.

Часто бывает, что надеясь на амфибийность машины эксплуатирующий персонал смело бросался на штурм водных преград не учитывая, что амфибийность не вечна и её нужно технологически поддерживать, и просто напросто, топил дорогостоющую технику.

Вездеходность\амфибийность. При движении по болотам, при одинаковом давлении на грунт амфибия не имеет преимуществ в вездеходности перед снегоболотоходным неплавающим транспортером.

Снегоболотоход движется по слабонесущему грунту до тех пор, пока передняя тележка не ляжет дном на опорную поверхность и не начинает срывать несущий грунт гусеницами самозакапываясь. Как правило, дав задний ход ситуацию можно исправить избежав дорогостоящей болотной эвакуации машиной-одноклассником.

Амфибия делает тоже самое, но помня о том, что амфибия не тонет, экипаж продолжает движение вперед до застревания второй тележки. Амфибия садится на оба днища тележек и намертво застревает. Плюсом в данной ситуации является лишь то, что водоизмещающий корпус позволяет избежать эффекта засасывания машины в болото, что дает больше времени на эвакуацию.

Вывод: амфибийность дает плюс лишь при преодолении водных преград с чистой поверхностью. При перевозке грузов по болотам это преимущество призрачно и эфемерно. Миф о необходимости амфибийных снегоболотоходных транспортеров при болотных грузоперевозках был обусловлен лишь доступность и низкой ценой конверсионной техники выброшенной на свободный рынок в 90-е годы 20 века.

Конструктивная особенность транспортера снегоболотоходного четырехгусеничного при  преодолении бродов с ледовым припаем  заключается в том, что передняя тележка не может быть принудительно задрана для наезда на ледовый припай т.к в отличие от двухзвенных снегоболотоходов у него нет тягово-поворотного устройства. Передняя тележка утыкается гусеницами под  лёд. Эта проблема решается принудительным подтягиванием передней части тележки к раме. Сделать это можно загодя, перед въездом в реку тросом или текстильной стропой.

Теория абсолютного вездехода-снегоболотохода.

На сегодняшний день существует три типа «абсолютных болотоходов»:

1. шагающий  понтонный (трехпонтонный) снегоболотоход. Наиболее распространенный по схеме. Может передвигаться по воде в режиме водоизмещающего сдуна. Недостаток: при работе в техногенных загрязнениях с особо липкими загрязнениями становится малоподвижным. Понтоны вязнут в липкой грязи, машина не тонет, но и не передвигается. Крайне низкая скорость передвижения.
2. шнекороторный снегоболотоход. Раритетная схема. Используется крайне редко. Сколько-нибудь удачных примеров массового применения в истории техники нет. Работал только один шнекоротор  в составе комплекса «Синяя птица» для спасения космонавтов, да один шнекоротор ползал по аэропрудам подмосковных очистных сооружений.
3. снегоболотоход с водоизмещающими понтонными гусеницами. Т.е гусеничное полотно скользит по периметру понтона.

По особо зыбким грунтам перемежающимися окнами открытой воды двигаться уверенно можно лишь в том случае, если у снегоболотохода имеются водоизмещающие движители. Это довольно простое решение влечет за собой большие конструктивные ограничения. Понтонная гусеница довольно хлипка и требует очень грамотного проектирования. В мире есть всего несколько компаний, которые производят такую технику. В наших условиях довольно тяжело создать приемлемый по параметрам «болотный грузовик» т.к повышение прочности водоизмещающего движителя приводит к росту собственной массы конструкции и снижению весовой отдачи. Транспортная скорость падает до абсолютно низких величин- растет цена грузоперевозок.

Водоизмещающий корпус приводит к тому, что заехав на топкую поверхность, транспортер подрывает гусеницами несущий грунт, проваливается в болото, и ложится на днище. Движители беспомощно месят грязь- машина нуждается в дорогостоящей эвакуации.

Грузоподъемность не в ущерб вездеходности.

Исторически и технологически сложилось так, что при освоении нефтегазоносных районов выгодной оказалась грузоподъемнсость именно 8-10 тонн. Неделимые грузы пришедшие по реке, по которой, как правило, снабжали покорителей Севера, именно столько и весили. Далее короткое плечо на автомобиле и перегрузка на транспортер снегоболотоходный четырехгусеничный (four-tracked all-terrain vehicle) до объекта строительства, который находился на болоте.

Рост грузоподъемности, а, следовательно, и габаритов привел к рождению нового типа компоновки- четырехгусеничной двухтележечной. Это обусловлено тем, что при росте габарита машин, непомерно\пропорционально растет длина гусениц которые  при повороте создают слишком большое радиальное сопротивление приводящее к саморазрушению движителей.

Плюсом двухтележечной четырехгусеничной компоновки снегоболотоходных транспортеров является более трудная «засаживаемость» в болотах. Заехав в топкое место и провалившись одной тележкой, снегоболотоход легче выбирается зацепившись за несущую поверхность вторым звеном.

Грузоподъемность, как и в логистике дорожных перевозок, напрямую зависит от технических параметров.  Легковесность грузового транспортера снегоболотоходного напрямую зависит от его весовой отдачи. Меньше вес «болотного грузовика» - меньше топлива он тратит и более выгоден в перевозках. В современных транспортерах снегоболотоходных четырехгусеничных- ТС она достигает уникальной для грузовых вездеходных машин цифры - 40,8%! На сегодня это наиболее высокий показатель среди гусеничных транспортных машин. Т.е из полной снаряженной массы машины, 40,8% составляет груз. При этом давление на несущий грунт не превышает 0,22 кг на см.кв

Такую весовую отдачу невозможно получить используя тракторный подход к проектированию снегоболотоходных транспортеров. Здесь  прижился автомобильный принцип. Несущая рама с использование трансмиссионных узлов подобных автомобильным.

Используются самоблокирующиеся червячно-винтовые дифференциалы симметричного типа т.к снегоболотоход должен двигаться вперед\назад с возможно более мягко работающей трансмиссией, что бы избежать срыва реликтового слоя тундрового мха или слабонесущей поверхности грунта.

Нужен очень точный баланс удельной мощности двигателя и работы трансмиссии без разрыва потока мощности т.к  все четыре гусеницы транспортера снегоболтоходного четырехгусеничного должны вращаться равномерно всегда, разумеется с учетом работы дифференциала. Только таким образом можно передвигаться по слабонесущим поверхностям не давая гусеницам рвать поверхность. Поэтому двигатель на снегоболотоходе не нужен запредельной мощности. Для ТС-достаточно 240 л.с.

Для деликатного движения по обводненной тундре и слабонесущим поверхностям этого вполне достаточно. Отсюда- экономичность. При этом надо помнить, что наилучшие показатели проходимости транспортер показывает при скоростях 15-20 км\час. Такая скорость делает экономически выгодной грузоперевозки по слабонесущим поверхностям на коротком и среднем плече. Вообще показатель скорости на болоте вещь далеко не главная. Уверенное перемещение по поверхности болота без подрыва несущей поверхности- вот основная задача. Высокоширотный дальнобой с разумными ограничениями- это не тысячи километров.

ДТ-10 созданный для войны может перемещаться со скоростью до 37 км\час, но не долго.

Все же снегоболотоход- это не гоночный болид, и прохватив с высокой скоростью можно нарваться на сложный и дорогой ремонт подвески и движителя.

Топливная экономика перевозок по слабонесущим грунтам

МТЛБ, снабженная дизелем ЯМЗ-238 потребляет 162 г.на л.с\час в перегруз везет не более 1500 кг и обладает удельным давление на грунт в 3 раза большим, нежели ТС.

ТС- везет тем же дизелем, потребляя те же  162 г.на л.с\час, 10 000 кг при удельном давлении на грунт 0,22 кг на см.кв.

Выгоду считайте сами. Многие перевозчики- высокоширотники уже по - достоинству оценили экономические преимущества Транспортера снегоболотоходного четырехгусеничного для грузоперевозок на коротком плече (250-400 км) по обводненной тундре и снежной целине.

Специфичность конструкции четырехгусеничных вездеходов, тяжелые грунтовые и климатические условия их эксплуатации настоятельно требуют несколько иного подхода при оценке их качеств и экономической эффективности, чем к обычным образцам с высокой проходимостью.

Эти оценки  содержат показатели и коэффициенты, которые в наибольшей степени будут раскрывать потенциальные возможности четырехгусеничных вездеходов, обладающих исключительно высокой опорной и профильной проходимостью и другими весьма положительными качествами и свойствами, которые на заре появления этих машин их создатели даже не могли и предвидеть. Но пользу, которую они приносят, нельзя недооценивать.

К таким показателям и коэффициентам можно отнести:

1.  удельную мощность машин (Nyд) в виде отношения эффективной мощности двигателя машины к ее полной массе с грузом, кВт/т. Представляет практический интерес и другая удельная мощность — отношение мощности двигателя машины к массе перевозимого груза, которая характеризует экономическую эффективность машины (Nгр, кВт/тгр);

2.  среднее давление движителя (qcр) на твердую опорную поверхность грунта, мПа или кПа или кг/см2. Этот показатель удобен для сравнения различных машин, поскольку среднее давление на грунт зависит от типа грунта, его влажности, структуры, глубины погружения движителя в грунт и многих других причин;

3. безразмерный показатель провозоспособности (кпр), представляющий собой отношение произведения веса перевозимого груза в ньютонах на скорость его перевозки в м/с к эффективной мощности двигателя машины в ваттах, причем для плавающих машин необходимо определять значение этого показателя для двух сред движения — суши и воды;

4.   безразмерный коэффициент использования массы машины (кm ) в виде отношения массы перевозимого груза к собственной массе машины; иначе назывется-весовой отдачей.

5.  безразмерный коэффициент использования габаритной площади машины (кгп) в виде отношения площади грузовой платформы к габаритной площади всей машины;

6.  безразмерный относительный диаметр поворота (Doтн)  в виде отношения диаметра поворота к габаритной длине машины;

7.  безразмерная относительная ширина преодолеваемого рва (Вр ) в виде отношения ширины рва к габаритной длине машины;