Hur skruvfordon fungerar

En Fordson skruvdrivande traktor från 1926 visas på Hays Antique Truck Museum i Woodland, Kalifornien, med tillstånd av Killiondude

Var skulle vi vara utan det goda gamla hjulet? Det ger oss möjlighet att resa över hårda packade ytor som smutsstig och asfalterade vägar med lätthet och hastighet, och det har gjort ett ganska bra jobb med det i tusentals år.

Tyvärr har vår vän hjulet aldrig varit en riktigt bra utförare i lera, snö eller vatten, eftersom dessa media inte ger en tillräckligt fast yta för att pressa mot det sätt som fast mark gör. Bristen på motstånd med dessa ytor är faktiskt ett hinder för att köra igenom dem.

Men under åren har flera fordonstillverkare kommit fram till en lösning som verkar - ja, rent skruvigt. I själva verket är den skruvig. Dessa kontraster rör sig genom halvvisköst material som snö och lera på precis som en skruv drivs genom trä.

I den här artikeln ska vi undersöka hur skruvdrivna fordon fungerar, deras historia och hur de presterar under terrängförhållanden som skulle göra till och med en Humvee "säger farbror."

Om du är en trogen. Com-läsare vet du att "borr:" läs nästa sida för att lära dig mer om skruvdrivna fordonsdesign.

Innehåll

1. Skruvdrivna fordonsdesign
2. Skruvdrivna fordonshistorik
3. Skruvdrivna fordons prestanda

En Archimedes skruv som används för att bevattna grödor på Nildeltaen. Enheten, uppfunnet av Archimedes under en vistelse i Egypten, fungerar som en hydraulisk skruv för att höja vatten från en lägre nivå. J W Thomas / Getty Images

Skruvdrivna fordon har en funktion speciellt som sticker ut för att ge dem deras underliga utseende. Istället för hjul är de utrustade med ett par stora, långa cylindrar med skruvliknande gängor som löper längden på var och en.

På toppen av cylindrarna sitter förar- och passagerarplatsen eller facket, tillsammans med någon typ av motor. Motorn i sig kopplas till skruvcylindrarna med axlar eller kedjor eller andra mekaniska medel för att vrida dem i motroterande riktningar. Genom att låta skruvarna svänga i motsatta riktningar från varandra kan fordonen uppnå rörelse framåt (eller bakåt). Om de vrids i samma riktning, drivs skruvarna åt sidan.

Dessa fordon fungerar enligt en princip som kallas Archimedes Skruv. Det håller i princip att genom att linda in en plan (plan yta) runt en innesluten pol på en lutning och rotera den enheten, kan du flytta vätskor eller lösa material - "hängande fasta material" - uppåt, mot tyngdkraften. Man har tänkt att sådana apparater användes för att vattna de berömda hängande trädgårdarna i det forna Babylon. Idag används de för bevattning, för dränering av undervattensområden så att de kan användas som mark och för att flytta halvfast material, som säd ... eller till och med avloppsvatten!

Även om de inte är helt nedsänkta i lera, snö eller vatten, kan skruvdrivna fordon skjuta tillräckligt med materialet för att uppnå rörelse. Så det är något av en Archimedes skruv i omvänd riktning. Eftersom cylindrarna är ihåliga kan de också fungera som flottörer.

För att styra ett skruvdrivet fordon tillämpar en operatör mer kraft till antingen vänster eller höger skruv, beroende på vilken riktning föraren vill svänga. Skruvdrivna fordon kan till och med göras att köra i sidled, som en krabba.

Även om de kan vara anmärkningsvärda tekniska verk, låt oss inse det, de skruvdrivna fordon som hittills hittades kommer sannolikt inte att vinna några skönhetstävlingar för bilar. Från den utilitaristiska Armstead Snow Motor, som var baserad på en Fordson lantbrukstraktor, till den sovjetiska eran ZiL-29061, byggdes dessa djur för att överleva i miljöer som var våta, klibbiga, outfarliga för andra fordon och kanske till och med lite grova. Så på var och en av dessa unika fordon verkade formgivarna villiga att offra bra utseende för robusthet.

Fortsätt läsa för att lära dig om några av de mer noterade skruvdrivna fordonna från förra seklet.

En närmare bild av de skruvliknande gängorna på Fordson skruvdriftstraktor från 1926. Foto med tillstånd av Killiondude

Skivan är lite skissad när det gäller dessa maskiners början. Men bland de första publicerade konstruktionerna för ett skruvfordon var Jacob Morath, en schweizisk invandrare till USA som patenterade en tvillingskruvplogmaskin 1899.

Kanske en av de mest utsatta av dessa inte så välkända skruvdrivna maskiner var Armstead Snow Machine, även känd som Snow Devil. En mycket cirkulerad onlinevideo visar denna skruvdrivna maskin som utför olika slag i djup snö som förvirrar andra transportmedel - inklusive en dålig häst.

För all sin skicklighet i våt snö hade Armstead, en Fordson traktoromvandling, uppenbarligen vissa svårigheter i extrema nordliga klimat. Den kalla, torra snön i Alaska gav maskinen en svår tid, enligt Alaskas Fountainhead Antique Auto Museum, som förvärvade ett antal maskiner och deras berättelser [källa: Fountainhead Antique Auto Museum].

Militära styrkor har också visat åtminstone ett förbipasserande intresse för skruvrörelse genom åren. Nazi-Tyskland undersökte en skruvmaskin för att navigera i den snöiga östra fronten - tankar skulle ofta sjunka i snön och fastna. Den skruvdrivna maskinen, uppfunnet av Johannes Raedel, gick aldrig i produktion. USA: s militär övervägde kort en skruvdriftkonstruktion för sin "Weasel" -transport för specialstyrkor under andra världskriget innan han nådde en spårbar design.

Och under det kalla kriget byggde det dåvarande Sovjetunionen ZiL-bilföretag ett av de mest skrämmande skruvdrivna fordonna av alla. ZiL-29061, med sina vinkellinjer och massiva dubbla drivskruvar, såg ut som ett fordon direkt från apokalypsen. Du kan också hitta videor av det som cirkulerar online. ZiL byggdes för att hämta sovjetiska kosmonauter efter att de landade på platser som var för andra fordon för förbjudna, som Sibirien.

Du kan även hitta skruvdrivna fordon som används idag. De används i industri- och gruvapplikationer för att korsa slarvig terräng och för att bryta upp leriga vidder av lera så att det torkar snabbare.

Läs nästa sida för att lära dig mer om skruvdrivna fordons prestanda - vad de kan och inte kan göra.

Beringsundet som separerar Sibirien från Alaska i norra Stilla havet. Foto med tillstånd av NASA

Som du antagligen räknar med är skruvdrivna fordon mycket specialiserade maskiner. Som sådan är de extremt bra på att utföra en smal uppsättning uppgifter. Och de är ganska elaka på allt annat, som att gå till stormarknaden för att få matvaror (såvida inte din mataffär råkar befinna sig i ett träsk eller en snötäckt ödemark).

I sina naturliga element av muck och slush kan vissa skruvdrivna maskiner nå framhastigheter på 7,5 till 10 mil per timme (12 till 16 kilometer per timme). Precis som ett exempel zippade Armstead / Fordson med sig i djup och tung snö men kämpade i de pulverformiga grejerna. Det var också en ökänd korpskonsument av bränsle. På uppsidan kan det enligt uppgift dragas (igen, på snö) 20 ton (18 144 kg) last, till exempel stockar, genom att dra den på en eller flera slädar. Skruvdrivning tenderar att fungera bra på tung snö, i lera, även på is eller träsk. Men de kan inte riktigt betraktas som "terräng" -fordon, eftersom de ironiskt nog på normala vägar är ganska avgrund.

Den kanske mest berömda användningen av ett skruvdrivet fordon i modern tid var korsningen av den förrädiska Beringstredet av två äventyrare från Storbritannien 2002 (i deras andra försök). Denna "Ice Challenger" -ekspedition var den första korsningen av den farliga förbindelsen mellan USA och Ryssland med ett landbaserat fordon.

Många faror gör korsningen potentiellt dödlig - isflak som kan allvarligt skada fartyg, ojämn is som kan kollapsa i havet under fordonets vikt och till och med isbjörnar. Men Steve Brooks och Graham Stratford utförde korsningen i sin Snowbird 6 - ett amfibiskt fordon som sprang på spår medan det var på snö och fast is och använde sina skruvar med utrigger-stil för att flyta och driva sig genom vatten. Skruvarna hjälpte också Snowbird 6 att klättra upp ur vattnet och tillbaka på isen.

Följ länkarna på nästa sida för mer information om skruvfordon och andra fordon som trampar ut.

relaterade artiklar

• 5 konstigaste fordon någonsin gjort
• Hur DeLorean fungerar
• Så fungerar Gibbs Aquada
• Hur Monowheels fungerar
• Hur råtta stänger fungerar 
• Hur trehjuliga bilar fungerar

Fler bra länkar

• Fountainhead Antique Auto Museum
• Amphirols

källor

• Amo-zil.ru. "Historia." (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-driven Amfibious Toy.' U.S. patent nr 5203729. " Freepatentsonline.com. April 1993. (13 februari 2011) http://www.freepatentsonline.com/5203729.html
• Fountainhead Antique Auto Museum. "Fler snömotorer." 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
• Messenger, Ben och Mullins, Peter. "Den ultimata ATV: Snowbird 6 gör den historiska passagen av Beringsundet; korsar vatten och is - Innovativa användningar av hästkrafter." Diesel Progress North American Edition. December 2002. (15 februari 2011) http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FZX/is_12_68/ai_95954254/
• Morath, J.J.A. "" Jordbruksmaskin. " U.S. patent 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. "Archimedes skruv." (12 februari 2011) http://www.thomasnet.com/articles/hardware/archimedes-screw
• Time.com. "Business & Finance: Snow Motors." 4 jan 1926. (12 februari 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,728812,00.html?iid=perma_share
• Totaltailings.com. "Amphirols." (11 februari 2011) http://www.totaltailings.com/main/page_specialised_equipment.html