На вездеходной технике в качестве движителя часто используются гусеницы или шины сверхнизкого давления. Их основная задача — уменьшить удельное давление на грунт за счет увеличения площади опоры. Ничего сложного тут нет, по такому же принципу работают обычные лыжи. Если на лыжах человек может спокойно идти по снегу, то без них он сразу проваливается, т.к. площадь опоры уменьшается в несколько раз, а давление на снег, соответственно, увеличивается. Рассмотрим подробнее, как рассчитывается удельное давление на грунт, в чем измеряется и как его можно уменьшить на практике.
Как рассчитать удельное давление на грунт человека или техники?
Чтобы вычислить удельное давление на грунт достаточно разделить массу на площадь опоры. Например, площадь опоры всех колес автомобиля составляет 1000 квадратных сантиметров, а его масса — 1300 кг. Просто делим 1300 на 1000, получается 1,3 килограмм на квадратный сантиметр (кг/см^2). Соответственно удельное давление на грунт измеряется в кг/см^2, реже в других единицах. Получается, чем меньше масса и больше площадь опоры, тем меньше это значение. Рисунок ниже это отлично демонстрирует.
Как уменьшить давление на грунт и для чего это делать?
Ну для чего это делать ясно — чтобы увеличить проходимость техники, особенно на слабонесущих грунтах. Обычно низким удельным давлением помимо вездеходной обладает военная и сельскохозяйственная техника. Опять же для проходимости и чтобы избежать сильного уплотнения почвы и повреждения посевов. Также сюда можно отнести снегоходы, отличающиеся очень низким давлением на поверхность.
Интересный факт: известный тяжелый немецкий танк времен Второй Мировой «Тигр» обладает удельным давлением на грунт 1,03 кг/см^2, что примерно в 1,5-2 раза больше этого показателя для среднестатистического человека. В руководстве по эксплуатации танка экипажу было предписано проверять несущую способность подозрительного участка, по которому нужно было проехать, интересным образом. Один солдат садил на себя второго и, если его ноги сильно проваливались в землю, это значило, что танк здесь не пройдет. Если же ноги не проваливались, то несущая способность грунта была достаточна для движения танка.
Чтобы создать технику с малым удельным давлением на грунт можно пойти несколькими путями:
- Использовать гусеницу (снегоходы, трактора, вездеходы, военная техника);
- Использовать шины сверхнизкого давления (вездеходы, некоторая сельскохозяйственная техника);
- Увеличить количество колес (грузовики, военная техника (БТР));
- Увеличить диаметр колеса (грузовики, колесные трактора, внедорожники).
Вывод
Чтобы быстро уменьшить удельное давление на грунт на обычном автомобиле, достаточно стравить давление в шинах до определенного значения. Так часто поступают владельцы внедорожников при движении по болотам и глубокой грязи.
Стоит заметить, что в некоторых ситуациях высокое давление будет предпочтительнее. Например по неглубокой грязи или снегу автомобиль на узкой резине может двигаться увереннее, чем на широкой. Этот подход используется в эндуро, где узкое переднее колесо как бы режет грязь, улучшая проходимость и управляемость.
Читайте также:
Теория проходимости
Философия бездорожья
Шины сверхнизкого давления
Гусеничные модули на авто
Особенности движения на мотоцикле по бездорожью