Sådan fungerer skruekøretøjer

En Fordson skruetrækketraktor fra 1926 udstillet på Hays Antique Truck Museum i Woodland, Californien Foto med tilladelse fra Killiondude

Hvor ville vi være uden det gode gamle hjul? Det giver os mulighed for at rejse over hårdpakkede overflader som snavsstier og brolagte veje med lethed og hastighed, og det har gjort et ret godt stykke arbejde for det i tusinder af år.

Desværre har vores ven hjulet aldrig været en rigtig god kunstner i mudder, sne eller vand, fordi disse medier ikke giver en fast nok overflade til at skubbe mod den måde, som fast grund gør. Manglen på modstand med disse overflader er faktisk en hindring for at krydse gennem dem.

Men i årenes løb har flere køretøjsproducenter fundet en løsning, der vises - godt, ligefrem skruet. Faktisk er det skruet. Disse kontraktioner bevæger sig gennem halvviskosmateriale som sne og mudder på samme måde som en skrue drives frem gennem træ.

I denne artikel skal vi undersøge, hvordan skruddrevne køretøjer fungerer, deres historie og hvordan de klarer sig under terrænforhold, der ville gøre endda en Humvee "siger onkel."

Hvis du er en trofast .com-læser, kender du "drill:" læse næste side for at lære om skruddrevs køretøjsdesign.

Indhold

1. Skruddrevs-køretøjsdesign
2. Historie om skruekøretøjer
3. Skruddrevskøretøjers ydeevne

En Archimedes-skrue, der bruges til at irrigere afgrøder på Nildeltaet. Enheden, opfundet af Archimedes under et ophold i Egypten, fungerer som en hydraulisk skrue til at hæve vandet fra et lavere niveau. J W Thomas / Getty Images

Skruekøretøjer har især en funktion, der skiller sig ud for at give dem deres underlige udseende. I stedet for hjul er de udstyret med et par store, lange cylindre med skruelignende gevind, der løber langs hver.

På toppen af ​​cylindrene sidder fører- og passagersædet eller rummet sammen med en eller anden type motor. Selve motoren er parret med skruecylindrene ved hjælp af aksler eller kæder eller andre mekaniske midler for at dreje dem i modsat roterende retninger. Ved at få skruerne til at dreje i modsatte retninger fra hinanden, kan køretøjerne opnå fremad (eller bagud) bevægelse. Hvis de drejes i samme retning, skubber skruerne maskinen sidelæns.

Disse køretøjer fungerer efter et princip, der kaldes Archimedes skrue. Det holder grundlæggende, at du ved at indpakke et plan (flad overflade) omkring en lukket stang på en hældning og dreje denne samling, kan du flytte væsker eller løse materialer - "ophængede faste stoffer" - opad mod tyngdekraften. Man har troet, at sådanne anordninger blev brugt til vanding af de berømte hængende haver i det gamle Babylon. I dag bruges de til kunstvanding, til dræning af neddykkede områder, så de kan bruges som land og til at flytte halvtørstof, som korn ... eller endda spildevand!

Selvom de ikke er nedsænket i mudder, sne eller vand, er skruddrevne køretøjer i stand til at skubbe nok af materialet til at opnå bevægelse. Så det er noget af en Archimedes-skrue omvendt. Som en bonus, da cylindrene er hule, kan de også fungere som flydere.

For at styre et skruddrevent køretøj anvender en operatør mere magt på enten den venstre eller højre skrue, afhængigt af hvilken retning føreren ønsker at dreje. Skruddrevne køretøjer kan endda gøres til at skifte sidelæns, som en krabbe.

Selvom det kan være bemærkelsesværdige teknikværker, lad os se det, skruedrevne køretøjer, der hidtil er opfundet, vil sandsynligvis ikke vinde nogen skønhedskonkurrencer i biler. Fra den utilitaristiske Armstead Snow Motor, der var baseret på en Fordson landbrugstraktor, til den sovjetiske æra ZiL-29061, blev disse dyr bygget til at overleve i miljøer, der var våde, klæbrige, ufremkommelige til andre køretøjer og måske endda lidt grove. Så på hver af disse unikke køretøjer syntes designerne villige til at ofre et godt udseende for robusthed.

Fortsæt med at læse for at lære om nogle af de mere bemærkede skruddrevne køretøjer i det forrige århundrede.

Et nærmere billede af de skruelignende gevind på Fordson skruetrækketraktor fra 1926. Foto med tilladelse fra Killiondude

Rekorden er lidt overskuelig, når det gælder disse maskiners begyndelse. Men blandt de første publicerede design til et skruddrevent køretøj var Jacob Morath, en schweizisk immigrant til USA, der patenterede en dobbelt-skrue pløjemaskine i 1899.

Måske en af ​​de mest udsatte af disse ikke så kendte skruedrevne maskiner var Armstead Snow Machine, også kendt som Snow Devil. En stærkt cirkuleret onlinevideo viser denne skruedrevne maskine, der udfører forskellige feats i dyb sne, der forvirrer andre transportmidler - inklusive en dårlig hest.

På grund af al sin dygtighed inden for våd sne havde Armstead, en Fordson-traktorombygning, tilsyneladende nogle vanskeligheder i ekstreme nordlige klimaer. Den kolde, tørre sne i Alaska gav maskinen en hård tid, ifølge Alaskas Fountainhead Antique Auto Museum, der erhvervede en række maskiner og deres historier [kilde: Fountainhead Antique Auto Museum].

Militære styrker har også vist i det mindste en forbipasserende interesse for skruer i løbet af årene. Nazi-Tyskland undersøgte en skruefremdrevet maskine til at navigere i den sneklædte østlige front - tanke ville ofte synke i sneen og sætte sig fast. Den skruddrevne maskine, opfundet af Johannes Raedel, gik aldrig i produktion. Det amerikanske militær overvejede kort et skruddrevsdesign til sin "Weasel" -transport til specialstyrker under 2. verdenskrig, før de slog sig til et sporet design.

Og under den kolde krig byggede det daværende Sovjetunions ZiL-bilfirma et af de mest skræmmende skruddrevne køretøjer af alle. ZiL-29061, med sine vinklede linjer og massive dobbeltdrevskruer, lignede et køretøj lige fra apokalypsen. Du kan også finde videoer af det, der cirkulerer online. ZiL blev bygget til at hente sovjetiske kosmonauter, efter at de landede på steder, der var for andre køretøjer, der også forbød, ligesom Siberiens fjernvidder.

Du kan endda finde skruddrevne køretøjer, der bruges i dag. De bruges i industrielle og minedrift applikationer til at krydse slurvet terræn og til at nedbryde mudrede vidder af ler, så det tørrer hurtigere.

Læs næste side for at finde ud af om skruddrevne køretøjers ydeevne - hvad de kan og ikke kan gøre.

Beringstredet, der adskiller Sibirien fra Alaska i det nordlige Stillehav. Foto med tilladelse fra NASA

Som du sandsynligvis regner ud, er skruddrevne køretøjer yderst specialiserede maskiner. Som sådan er de ekstremt gode til at udføre et snævert sæt opgaver. Og de er temmelig elendige til alt andet, som at gå til supermarkedet for at få dagligvarer (medmindre dit supermarked tilfældigvis befinder sig i en sump eller et snedækket ødemark).

I deres naturlige elementer af muck og slush kan nogle skruefremdrivne maskiner nå fremadhastighed på 7,5 til 10 miles i timen (12 til 16 kilometer i timen). Ligesom som et eksempel zippede Armstead / Fordson sammen i dyb og kraftig sne, men kæmpede i de pulveragtige ting. Det var også en berygtet skorpen forbruger af brændstof. På opsiden kunne det angiveligt trække (igen, på sne) 20 ton (18144 kg) gods, såsom bjælker, ved at trække det på en eller flere slæder. Skruedrev fungerer ofte godt på kraftig sne, i mudder, selv på is eller marsk. Men de kan ikke virkelig betragtes som "terrænkøretøjer", fordi de ironisk nok er på normale veje temmelig afgrund.

Den måske mest berømte anvendelse af et skruddrevet køretøj i moderne tid var krydsningen af ​​det forræderske Bering-strædet af to eventyrere fra Storbritannien i 2002 (i deres andet forsøg). Denne "Ice Challenger" -ekspedition var den første krydsning af den farlige forbindelse mellem USA og Rusland med et landbaseret køretøj.

Talrige farer gør krydsningen potentielt dødbringende - isflak, der kan skade skibe alvorligt, ujævn is, der kan kollapse i havet under vægten af ​​et køretøj og endda isbjørne. Men Steve Brooks og Graham Stratford udførte krydsningen i deres Snowbird 6 - et amfibisk køretøj, der løb på spor, mens det var på sne og fast is og brugte dens skruer med udrigger-stil til at flyde og drive sig selv gennem vand. Skruerne hjalp også Snowbird 6 med at klatre ud af vandet og tilbage på isen.

For mere information om skruddrevne køretøjer og andre køretøjer, der løber væk fra den slagne vej, skal du følge linkene på næste side.

relaterede artikler

• 5 mærkeligste køretøjer, der nogensinde er lavet
• Sådan fungerer DeLorean
• Sådan fungerer Gibbs Aquada
• Sådan fungerer Monowheels
• Sådan rotte stænger arbejde 
• Sådan fungerer trehjulede biler

Flere gode links

• Fountainhead Antique Auto Museum
• Amphirols

Kilder

• Amo-zil.ru. "Historie." (12. februar 2011) http://www.amo-zil.ru/english/history.html
• Amphibiousvehicle.net. "Amphirol (1960)." 16. april 2010. (14. februar 2011) http://www.amphibiousvehicle.net/amphi/D/dafrolling/dafrolling.html
• Beller, Larry D., Hart, Douglas S., White, Robert L. "'Auger-driven Amphibious Toy.' U.S. patent nr. 5203729. " Freepatentsonline.com. April 1993. (13. februar 2011) http://www.freepatentsonline.com/5203729.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. "Flere snemotorer." 3. februar 2010. (10. februar 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2010/02/more-snow-motors.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. "Snejævnene!" 13. december 2009 (10. februar 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2009/12/snow-devils.html
• Messenger, Ben og Mullins, Peter. "Den ultimative ATV: Snowbird 6 gør historisk passage af Beringstredet; krydser vand og is - Innovative anvendelser af hestekræfter." Diesel Progress North American Edition. December 2002. (15. februar 2011) http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FZX/is_12_68/ai_95954254/
• Morath, J.J.A. "'Landbrugsmaskine.' U.S. patent nr. 635 501. oktober 1899. " V3.espacenet.com (16. februar 2011) http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument;jsessionid=97A4E1228AB128C02C5C88C803F6C8DB. espacenet_levelx_prod_5? CC = US & NR = 635501A & KC = A & FT = D
• Realmilitaryvideos.com. "OSS Briefing Film - Weasel." (13. februar 2011) http://www.realmilitaryvideos.com/wwii-allies/oss-briefing-film-the-weasel/
• Thomasnet.com. "Archimedes-skruen." (12. februar 2011) http://www.thomasnet.com/articles/hardware/archimedes-screw
• Time.com. "Business & Finance: Snow Motors." 4. januar 1926. (12. februar 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,728812,00.html?iid=perma_share
• Totaltailings.com. "Amphirols." (11. februar 2011) http://www.totaltailings.com/main/page_specialised_equip.html