Hoe voertuigen met schroefaandrijving werken

Een Fordson-tractor met schroefaandrijving uit 1926 te zien in het Hays Antique Truck Museum in Woodland, Californië. Foto met dank aan Killiondude

Waar zouden we zijn zonder het goede oude wiel? Het stelt ons in staat om met gemak en snelheid over harde oppervlakken zoals onverharde wegen en verharde wegen te reizen, en het doet het al duizenden jaren behoorlijk goed.

Helaas heeft onze vriend het wiel nooit echt een geweldige prestatie geleverd in modder, sneeuw of water, omdat deze media geen stevig genoeg oppervlak bieden om tegen de manier aan te duwen zoals vaste grond. Het gebrek aan weerstand bij deze oppervlakken is eigenlijk een belemmering om erdoorheen te komen.

Maar in de loop der jaren hebben verschillende autofabrikanten een oplossing bedacht die lijkt - nou ja, ronduit belachelijk. In feite is het smerig. Deze constructies bewegen door semi-viskeus materiaal zoals sneeuw en modder, net zoals een schroef door hout wordt voortgestuwd.

In dit artikel zullen we onderzoeken hoe voertuigen met schroefaandrijving werken, hun geschiedenis en hoe ze presteren onder offroad-omstandigheden waardoor zelfs een Humvee "oom zou zeggen".

Als u een trouwe .com-lezer bent, dan kent u de "oefening": lees de volgende pagina voor meer informatie over het ontwerp van voertuigen met schroefdraad.

Inhoud

1. Ontwerp van voertuigen met schroefaandrijving
2. Geschiedenis van voertuigen met schroefaandrijving
3. Prestaties van voertuigen met schroefaandrijving

Een schroef van Archimedes wordt gebruikt om gewassen in de Nijldelta te irrigeren. Het apparaat, uitgevonden door Archimedes tijdens een verblijf in Egypte, werkt als een hydraulische schroef om water van een lager niveau te verhogen. J W Thomas / Getty-afbeeldingen

Voertuigen met schroefaandrijving hebben in het bijzonder een kenmerk dat opvalt door ze hun vreemde uiterlijk te geven. In plaats van wielen zijn ze uitgerust met een paar grote, lange cilinders met schroefdraad die over de hele lengte loopt..

Bovenop de cilinders zit het zitgedeelte of de cabine van de bestuurder en passagier, samen met een type motor. De motor zelf is gekoppeld aan de schroefcilinders door assen of kettingen of andere mechanische middelen om ze in tegengestelde richtingen te draaien. Door de schroeven in tegengestelde richting van elkaar te laten draaien, kunnen de voertuigen een voorwaartse (of achterwaartse) beweging bereiken. Als ze in dezelfde richting worden gedraaid, stuwen de schroeven de machine zijwaarts.

Deze voertuigen werken volgens een principe genaamd Archimedes-schroef. Het houdt in feite in dat, door een vlak (plat oppervlak) rond een ingesloten paal op een helling te wikkelen en dat samenstel te draaien, je vloeistoffen of losse materialen - "zwevende deeltjes" - omhoog kunt bewegen, tegen de zwaartekracht in. Men dacht dat dergelijke apparaten werden gebruikt om de beroemde hangende tuinen in het oude Babylon water te geven. Tegenwoordig worden ze gebruikt voor irrigatie, voor het leegpompen van ondergedompelde gebieden zodat ze kunnen worden gebruikt als land en voor het verplaatsen van halfvaste stoffen, zoals graan ... of zelfs rioolwater!

Hoewel ze niet volledig zijn ondergedompeld in modder, sneeuw of water, kunnen voertuigen met schroefaandrijving voldoende materiaal duwen om beweging te krijgen. Dus het is iets van een omgekeerde Archimedes-schroef. Als bonus, aangezien de cilinders hol zijn, kunnen ze ook als drijvers fungeren.

Om een ​​voertuig met schroefaandrijving te besturen, past een operator meer kracht toe op de linker- of rechterschroef, afhankelijk van de richting waarin de bestuurder wil draaien. Voertuigen met schroefaandrijving kunnen zelfs zijwaarts worden gescheurd, zoals een krab.

Hoewel het misschien opmerkelijke technische werken zijn, laten we eerlijk zijn, de voertuigen met schroefaandrijving die tot nu toe zijn uitgevonden, zullen waarschijnlijk geen schoonheidswedstrijden voor auto's winnen. Van de utilitaire Armstead Snow Motor, die was gebaseerd op een Fordson-landbouwtractor, tot de ZiL-29061 uit het Sovjettijdperk, deze beesten werden gebouwd om te overleven in omgevingen die nat, plakkerig, onbegaanbaar waren voor andere voertuigen en misschien zelfs een beetje vies. Dus bij elk van deze unieke voertuigen leken de ontwerpers bereid om een ​​goed uiterlijk op te offeren voor robuustheid.

Blijf lezen om meer te weten te komen over enkele van de meer bekende voertuigen met schroefaandrijving van de afgelopen eeuw.

Een beter zicht op de schroefachtige schroefdraden op de Fordson-tractor met schroefdraad uit 1926. Foto met dank aan Killiondude

De plaat is een beetje vaag als het gaat om het begin van deze machines. Maar een van de eerste gepubliceerde ontwerpen voor een voertuig met schroefaandrijving was dat van Jacob Morath, een Zwitserse immigrant naar de Verenigde Staten die in 1899 een patent had op een ploegmachine met dubbele schroef..

Misschien wel een van de meest blootgestelde van deze niet zo bekende schroefaangedreven machines was de Armstead Snow Machine, ook wel bekend als de Snow Devil. Een sterk verspreide online video laat zien dat deze schroefaangedreven machine verschillende prestaties levert in diepe sneeuw die andere transportmiddelen in de war brengen, waaronder een arm paard.

Ondanks al zijn vaardigheid in natte sneeuw, had de Armstead, een Fordson-tractorconversie, blijkbaar wat moeite in extreme noordelijke klimaten. De koude, droge sneeuw van Alaska bezorgde de machine het moeilijk, volgens het Fountainhead Antique Auto Museum in Alaska, dat een aantal van de machines en hun verhalen verwierf [bron: Fountainhead Antique Auto Museum].

De strijdkrachten hebben in de loop der jaren ook op zijn minst een voorbijgaande belangstelling getoond voor het voortbewegen van schroeven. Nazi-Duitsland onderzocht een machine met schroefaandrijving om door het besneeuwde oostfront te navigeren - tanks zinken vaak in de sneeuw en kwamen vast te zitten. De schroefmachine, uitgevonden door Johannes Raedel, ging nooit in productie. Het Amerikaanse leger overwoog tijdens de Tweede Wereldoorlog kort een ontwerp met schroefaandrijving voor zijn "Wezel" -transport voor Special Forces, voordat het zich vestigde op een ontwerp met rupsbanden..

En tijdens de Koude Oorlog bouwde het autobedrijf ZiL van de toenmalige Sovjet-Unie een van de meest intimiderende voertuigen met schroefdraad. De ZiL-29061, met zijn hoekige lijnen en enorme dubbele aandrijfschroeven, zag eruit als een voertuig rechtstreeks uit de apocalyps. U kunt er ook video's van vinden die online circuleren. De ZiL werd gebouwd om Sovjetkosmonauten op te halen nadat ze waren geland op plaatsen die voor andere voertuigen te verboden waren, zoals de verre uithoeken van Siberië..

Er zijn zelfs voertuigen met schroefdraad in gebruik. Ze worden gebruikt in industriële en mijnbouwtoepassingen om slordig terrein te doorkruisen en modderige uitgestrekte klei op te breken zodat het sneller droogt.

Lees de volgende pagina om meer te weten te komen over de prestatiemogelijkheden van voertuigen met schroefdraad - wat ze wel en niet kunnen doen.

De Beringstraat, die Siberië scheidt van Alaska in de noordelijke Stille Oceaan. Foto met dank aan NASA

Zoals u waarschijnlijk al aan het uitzoeken bent, zijn voertuigen met schroefaandrijving zeer gespecialiseerde machines. Als zodanig zijn ze buitengewoon goed in het uitvoeren van een beperkt aantal taken. En ze zijn behoorlijk waardeloos in al het andere, zoals naar de supermarkt gaan om boodschappen te halen (tenzij je supermarkt zich in een moeras of een met sneeuw bedekte woestenij bevindt).

In hun natuurlijke elementen van modder en smeltende sneeuw kunnen sommige schroefaangedreven machines voorwaartse snelheden bereiken van 7,5 tot 10 mijl per uur (12 tot 16 kilometer per uur). Net als een voorbeeld, de Armstead / Fordson ritselde mee in diepe en zware sneeuw, maar worstelde in het poederachtige spul. Het was ook een notoir hongerige verbruiker van brandstof. Aan de andere kant zou het naar verluidt (opnieuw, op sneeuw) 20 ton (18.144 kilogram) vracht, zoals boomstammen, kunnen vervoeren door het op een of meer sleden te slepen. Schroefaandrijvingen werken meestal goed bij zware sneeuwval, in modder, zelfs op ijs of moerasland. Maar ze kunnen niet echt als "all-terrain" -voertuigen worden beschouwd, want ironisch genoeg zijn ze op normale wegen behoorlijk hopeloos.

Misschien wel het meest gevierde gebruik van een door een schroef aangedreven voertuig in de moderne tijd was het oversteken van de verraderlijke Beringstraat door twee avonturiers uit het Verenigd Koninkrijk in 2002 (in hun tweede poging). Deze "Ice Challenger" -expeditie was de eerste oversteek van de gevaarlijke verbinding tussen de Verenigde Staten en Rusland door een landvoertuig.

Talloze gevaren maken de overtocht potentieel dodelijk: ijsschotsen die schepen ernstig kunnen beschadigen, fragmentarisch ijs dat onder het gewicht van een voertuig in zee kan vallen en zelfs ijsberen. Maar Steve Brooks en Graham Stratford voerden de oversteek uit in hun Snowbird 6 - een amfibievoertuig dat op sneeuw en vast ijs op rails reed en zijn stempel-achtige schroeven gebruikte om te drijven en zichzelf voort te stuwen door water. De schroeven hielpen de Snowbird 6 ook om uit het water en weer op het ijs te klauteren.

Volg de links op de volgende pagina voor meer informatie over voertuigen met schroefdraad en andere voertuigen die buiten de gebaande paden treden.

gerelateerde artikelen

• 5 vreemdste voertuigen ooit gemaakt
• Hoe de DeLorean werkt
• Hoe de Gibbs Aquada werkt
• Hoe Monowheels werken
• Hoe Rat Rods werken 
• Hoe driewielige auto's werken

Meer geweldige links

• Fountainhead Antique Auto Museum
• Amfirolen

Bronnen

• Amo-zil.ru. "Geschiedenis." (12 februari 2011) http://www.amo-zil.ru/english/history.html
• Amphibiousvehicle.net. "Amphirol (1960)." 16 april 2010. (14 februari 2011) http://www.amphibiousvehicle.net/amphi/D/dafrolling/dafrolling.html
• Beller, Larry D., Hart, Douglas S., White, Robert L. "'Auger-aangedreven amfibisch speelgoed.' Amerikaans octrooischrift nr. 5203729. " Freepatentsonline.com. April 1993. (13 februari 2011) http://www.freepatentsonline.com/5203729.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. "Meer sneeuwmotoren." 3 februari 2010. (10 februari 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2010/02/more-snow-motors.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. "Snow Devils!" 13 december 2009 (10 februari 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2009/12/snow-devils.html
• Boodschapper, Ben en Mullins, Peter. "De ultieme ATV: Snowbird 6 maakt historische passage van de Beringstraat; over water en ijs - innovatief gebruik van paardenkracht." Diesel Progress Noord-Amerikaanse editie. December 2002. (15 februari 2011) http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FZX/is_12_68/ai_95954254/
• Morath, J.J.A. "'Landbouwmachine.' Amerikaans octrooi nr. 635.501, oktober 1899. " V3.espacenet.com (16 februari 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 - The Weasel." (13 februari 2011) http://www.realmilitaryvideos.com/wwii-allies/oss-briefing-film-the-weasel/
• Thomasnet.com. 'De schroef van Archimedes.' (12 februari 2011) http://www.thomasnet.com/articles/hardware/archimedes-screw
• Time.com. "Zaken en financiën: Snow Motors." 4 januari 1926. (12 februari 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,728812,00.html?iid=perma_share
• Totaltailings.com. "Amfirolen." (11 februari 2011) http://www.totaltailings.com/main/page_specialised_equipment.html