Авторам статьи, каждому в свое время, приходилось серьезно задумываться над вопросом, какой тип движителя обладает большей проходимостью при передвижении по болоту, какой следует применять в конструкциях болотоходных машин.
Вначале вопрос у всех формулировался так: «Гусеница или колесо?» Изобретение колеса по праву считается прорывом человечества в развитии техники. А для повышения проходимости колесных машин изобретатели стремились увеличивать размеры колес и их количество. Но создание болотоходной техники с колесами больших размеров не оправдало ее существенных преимуществ по проходимости из-за значительного веса и малой опорной поверхности. Так, самый большой в мире канадский 4-колесный вездеход весом 540 т, так называемый мастодонт, предназначавшийся для перевозки геологических и нефтедобывающих партий и оборудования, передвигался от 4 газовых турбин общей мощностью больше 8820 кВт (12000 л.с.). Но во время своих первых испытаний застрял в глубокой расщелине, откуда его не удалось вытащить.
Колесо, одно из величайших и древнейших изобретений человека, позволяло ему перевозить грузы более тяжелые, чем смог бы слон, и мчаться по суше быстрее, чем гепард. Но колесо не давало никаких преимуществ при движении по бездорожью, а тем более по болотам. Гусеничный движитель, который появился больше 100 лет тому назад, показал некоторые свои преимущества по проходимости перед колесным, но имел и теневые стороны, заключающиеся в относительно большой массе и быстром износе элементов гусеницы (траков, пальцев, ведущих звездочек) и др.
История развития техники показывает, что существенных перемен в повышении проходимости гусеничных и колесных движителей на слабонесущих грунтах, каким является неосушенное болото, до сих пор не произошло. Обе разновидности указанных движителей подошли вплотную к своим пределам по проходимости. Для поиска типа высокопроходимого и эффективного движителя приходилось обращаться и к природе, к тому, как она решила технические проблемы передвижения по болоту. В частности, интерес вызывало передвижение лося по болоту.
Однако прямое копирование природных механизмов в технике приводило к провалам. Неудачи постигли, например, болотоход, разработанный СКБ «Газстроймашина» по заказу ВНИИСТа, с движителем ползающего типа, который был разработан по принципу отталкивания и передвижения «юзом», что похоже на передвижение лося по болоту. Перемещение корпуса болотохода, выполненного в виде корыта, осуществлялось с помощью двух «ног», расположенных в его задней части и приводимых в движение гидроцилиндрами. Испытания такого болотохода в г. Подольске Московской обл. были прекращены из-за невозможности его передвижения с участка местности с низкой прочностью грунта на более прочный участок (из глубокой лужи на берег), а также по причинам высокой энергоемкости, низкой маневренности и невозможности движения задним ходом без изменения положения «ног».
При разработке движителя болотохода интерес представляла траектория движения ступней ног человека. При ходьбе у человека носок ступни отрывается от земли больше, а пятка меньше. Поворот ступни вправо или влево происходит в процессе передвижения, когда она находится в воздухе и не имеет на своем пути препятствий.
В конце концов в процессе изысканий нашлось техническое решение, как эффективно передвигаться по неосушенному болоту аналогично движению ступни ноги человека, а проведенные исследования первых образцов шагающих движителей на топких болотах с наличием мочажин и открытых водных участков показали явные преимущества шагающей машины перед колесной и гусеничной по экологичности и проходимости.
Нет смысла описывать принцип шагания такого движителя, условия его взаимодействия с болотистым грунтом и преимущества при использовании на топких болотах. Такая информация уже была представлена собкором ИР по Твери и Тверской области О.Горбуновым в статье «Пять причин вернуться к теме, Или совершенству нет предела» (ИР, 5, 2007). В этой статье говорилось об уникальности последней конструкции шагающего болотохода БШМ, разработанного авторским коллективом ЗАО «Тверской экспериментально-механический завод» (ЗАО «ТЭМЗ»). Собкором отмечено, что в процессе создания такого болотохода «…оказалось едва ли не магическим число 5» — по количеству патентов, которыми была защищена данная конструкция (п.м. 48920, 50199, 50200, 53533, 59520), и по количеству преимуществ по сравнению с другими типами болотоходных машин (высокие показатели по экологичности, тягово-сцепным свойствам, маневренности, плавучести и остойчивости).
Для нас лестны положительные отзывы наших заказчиков о работе шагающих болотоходов БШМ в Западной Сибири. Так, фирма ООО «Межрегиональный центр биологических и химических технологий» с 2011 г. использовала шагающую машину БШМ в Томской области на работах по рекультивации нефтезагрязненных болотных почв на многих нефтяных месторождениях, в т.ч. «Пермяковское», Вать-Еганское, Кошелевское и др. Мы благодарны руководителям указанной фирмы, в т.ч. директору по производству Никитенко В.М и зам. главного инженера Циппер М.В., которые при положительном отзыве о работе машины БШМ также высказали полезные советы, направленные на дальнейшее совершенствование конструкции. В частности, были даны предложения о повышении мощности силовой установки машин на 10—15 л.с. при их использовании с фрезой для рекультивации болотной почвы, об установке силовых гидроцилиндров, оснащенных шаровыми соединениями «ШС». В то же время производственники отметили, что шведский вездеход «Truxor», стоимость которого значительно превышает стоимость машины БШМ, не способен в условиях труднопроходимых болот рекультивировать нефтезагрязненную почву. Его используют лишь как транспортное средство для поездки на охоту и рыбалку.
Однако техника не стоит на месте. В 2011—2012 гг. авторским коллективом ЗАО «ТЭМЗ» запатентована усовершенствованная конструкция шагающего болотохода БШМ-1 (фото 1). Технические решения, отраженные в двух патентах (п.м. 111831, 122968), направлены на дальнейшее повышение проходимости шагающего болотохода БШМ-1 и упрощение его конструкции.
Из сравнения технических показателей болотоходов следует, что последняя модель БШМ-1 без увеличения массы и удельного расхода топлива имеет на 30% большую мощность силовой установки, что достигнуто за счет применения в конструкции машины дизельного двигателя, оснащенного турбонаддувом (табл. 1). Также увеличена скорость вращения фрезы для рекультивации болот, что способствовало более качественной переработке верхнего растительного слоя болотистой почвы, особенно с наличием значительного травянистого покрова.
Таблица 1
№ п/п |
Наименование показателя |
Ед. изм. |
БШМ |
БШМ-1 |
1 |
Модель силовой установки |
- |
Д130 |
Д130Т |
2 |
Эксплуатационная мощность силовой установки |
кВт (л.с.) |
33,1 (45) |
44,1 (60) |
3 |
Удельный расход топлива при эксплуатационной мощности |
г/кВт•ч (г/л.с.•ч) |
241 (177) |
230 (169) |
4 |
Диаметр фрезы по концам ножей |
мм |
600 |
600 |
5 |
Скорость вращения барабана фрезы |
об/мин |
300 |
400 |
6 |
Глубина фрезерования |
мм |
300 |
до 350 |
7 |
Масса дизеля (сухого), в зависимости от комплектации |
кг |
329—340 |
335—345 |
8 |
Эксплуатационная масса болотохода, не больше |
кг |
6000 |
6000 |
9 |
Производительность болотохода (в зависимости от условий эксплуатации и скорости) |
га/ч |
0,08—0,18 |
0,1—0,2 |
На болотоходе БШМ-1 установлена двухдверная кабина повышенной комфортности, обеспечивающая нормальные условия для работы в различных климатических зонах. Она имеет автономный отопитель и вентиляционное устройство, обдув переднего стекла горячим воздухом, освещение и т.д. Впервые управление поворотом осуществляется путем вращения рулевого колеса, а не перемещением рычага гидрораспределителя.
Введенный в эксплуатацию летом 2013 г. фирмой ООО «Коммунальник» промышленный образец БШМ-1 неплохо зарекомендовал себя при рекультивации нефтезагрязненной болотистой почвы в Тюменской области Ханты-Мансийского автономного округа. В отзыве главного инженера ООО «Коммунальник» Арнаутова С.Л. в адрес генерального директора ЗАО «ТЭМЗ» Сафронова М.Н. сказано об отсутствии поломок машины БШМ-1 и об удобстве ее управлением.
На основании многолетнего практического опыта можно сделать вывод о том, что шагающие движители благодаря преимуществам перед другими типами движителей становятся эффективным средством для освоения неосушенных торфяных залежей в различных отраслях промышленности: нефтегазовой, строительной, мелиоративной и др.
ЗАО «ТЭМЗ» с оптимизмом смотрит в будущее в плане дальнейшего производства высокопроходимых болотоходных машин БШМ-1, а конструкторская мысль работников завода-изготовителя направлена на дальнейшее улучшение их надежности и потребительских свойств.
В минувшем году журналу "Изобретатель и рационализатор", в первом номере которого читателей приветствовал А.Эйнштейн, исполнилось 85 лет.
Немногочисленный коллектив Редакции продолжает издавать ИР, читателями которого вы имеете честь быть. Хотя делать это становится с каждым годом все труднее. Уже давно, в начале нового века, Редакции пришлось покинуть родное место жительства на Мясницкой улице. (Ну, в самом деле, это место для банков, а не для какого-то органа изобретателей). Нам помог однако Ю.Маслюков (в то время председатель Комитета ГД ФС РФ по промышленности) перебраться в НИИАА у метро "Калужской". Несмотря на точное соблюдение Редакцией условий договора и своевременную оплату аренды, и вдохновляющее провозглашение курса на инновации Президентом и Правительством РФ, новый директор в НИИАА сообщил нам о выселении Редакции "в связи с производственной необходимостью". Это при уменьшении численности работающих в НИИАА почти в 8 раз и соответствующем высвобождении площадей и, при том, что занимаемая редакцией площадь не составляла и одну сотую процентов необозримых площадей НИИАА.
Нас приютил МИРЭА, где мы располагаемся последние пять лет. Дважды переехать, что один раз погореть, гласит пословица. Но редакция держится и будет держаться, сколько сможет. А сможет она существовать до тех пор, пока журнал "Изобретатель и рационализатор" читают и выписывают.
Стараясь охватить информацией большее число заинтересованных людей мы обновили сайт журнала, сделав его, на наш взгляд, более информативным. Мы занимаемся оцифровкой изданий прошлых лет, начиная с 1929 года - времени основания журнала. Выпускаем электронную версию. Но главное - это бумажное издание ИР.
К сожалению, число подписчиков, единственной финансовой основы существования ИР, и организаций, и отдельных лиц уменьшается. А мои многочисленные письма о поддержке журнала к государственным руководителям разного ранга (обоим президентам РФ, премьер-министрам, обоим московским мэрам, обоим губернаторам Московской области, губернатору родной Кубани, руководителям крупнейших российских компаний) результата не дали.
В связи с вышеизложенным Редакция обращается с просьбой к вам, наши читатели: поддержите журнал, разумеется, по возможности. Квитанция, по которой можно перечислить деньги на уставную деятельность, то бишь издание журнала, опубликована ниже.
Главный редактор, канд. техн. наук | В.Бородин |