Сегодня гусеничные вездеходы и другая техника пользуется большой популярностью. Путь развития гусеницы был отмечен множеством инженерных решений и изобретений, направленных на повышение проходимости, устойчивости и функциональности техники. В данной статье мы рассмотрим ключевые этапы в истории развития гусеничного движителя и исследуем влияние ранних изобретений и на развитие этой технологии.
Четки из катков д'Эрмана
В 1713 году изобретатель д'Эрман представил свой проект тележки с устройством для снижения трения во французской Академии наук. Его идея была весьма проста: между двумя платформами располагалась цепь из катков, соединенных планками. Эта цепь перематывалась по каткам меньшего диаметра, которые вращались на осях, закрепленных в нижней платформе.
Д'Эрман утверждал, что такая конструкция обеспечивала более равномерное распределение нагрузки на большую опорную поверхность, что устраняло перекос катков. В результате это способствовало снижению трения и позволяло тележке двигаться более плавно и с меньшими усилиями.
И хотя одобренная Академией наук идея не нашла практического применения, чётки Эрмана являются ценным историческим артефактом. Они считаются прародителем современных гусениц и демонстрируют ранние попытки инженеров решать практические проблемы с помощью научных методов.
Бесконечные рельсы
Появление железных дорог подтолкнуло инженеров к изобретению гусеничного движителя. В проектах того времени, которых было немало, часто упоминаются "бесконечные рельсы". В 1770 году изобретатель и землевладелец из Ирландии Ричард Ловел Эджворт предложил усовершенствовать обычный экипаж, добавив к нему деревянные переносные рельсы. Он называл это "катящейся дорогой", состоящей из деревянных плашек, которые экипаж носил с собой и регулярно укладывал на землю для обеспечения постоянного контакта с поверхностью, достаточного для движения. Впоследствии похожие идеи предложили Томас Джердман в 1801 году и Уильям Палмер в 1812 году. Немного другие концепции представили Джон Ричард Бари в 1821 году и Джордж Кейли в 1825 году. Все эти изобретения были направлены на облегчение труда лошадей, поскольку повозки на гусеницах все равно тянули именно они.
Шагающие колеса
Идея улучшения проходимости повозок за счет увеличения диаметра колес известна давно. Со временем к колесам стали добавлять опорные башмаки, чтобы снизить давление на грунт. В 1831 году Л. Гомперс предложил цепь из шарнирно соединённых “башмаков”, которая надевалась на колесо и обеспечивала контакт двух траков с землёй. В 1835 году братья Диетц изобрели "дорожный поезд" – в их конструкции “башмаки” надевались на ведущих колеса локомотива. В 1846 году Дж. Бойделл запатентовал аналогичное "колесо с бесконечным рельсовым путем". Эти изобретения были направлены на повышение проходимости и снижение трения.
В 1861 году Э. Денлоп запатентовал "усовершенствованную рельсовую дорогу", использующую систему рычагов с короткими рельсами и качающимися башмаками.
В 1891 году Кларк предложил проект "ходячего колеса", представляющего собой сложный рычажный механизм без обода и спиц. Известный русский математик Чебышев также работал над подобными механизмами, но их неравномерное движение ограничивало скорость.
Первым подлинным примером гусеничного движителя стал проект Р. Эджворта 1770 года. В этом проекте предусматривалось использование замкнутой цепи из деревянных брусков, которая перематывалась перед повозкой, создавая бесконечную дорожку. В 1801 году Т. Джерман развил эту концепцию, предложив заменить обычные колеса серией катков. В 1825 году Дж. Кейль представил "универсальную рельсовую дорогу", в которой для облегчения маневров использовались поперечные ролики на звеньях цепи. В 1857 году Дж. Уэлч получил патент на "усовершенствованную переносную рельсовую дорогу".
Эти изобретения внесли значительный вклад в развитие гусеничного движителя, постепенно совершенствуя конструкции и улучшая их функциональность.
Первый паровой гусеничный трактор
Появление паровых двигателей вдохновило изобретателей на создание новых конструкций с усовершенствованной ходовой частью. В 1932 году Джордж Гиткот оснастил паровой локомобиль гусеничным движителем – он наклеил деревянные рейки на полотняную ленту. В те времена дерево оставалось основным материалом для различных деталей. Однако уже в 1936 году Доминик Кабарюс, стремясь покорить песчаные и снежные пустыни, утверждал, что его тачка с деревянными “подвижными бесконечными рельсами” была бы гораздо эффективнее, если бы использовались металлические детали.
В 1857 году Уильям Ньютон получил патент на "усовершенствованное устройство подвижных рельсов", которое позволяло паровым машинам передвигаться как по дорогам, так и по бездорожью. В этом же году Дж. Уэлч выдвинул идею – закрепить гусеничный движитель к корпусу с помощью полуэллиптической рессоры, создав тем самым упругую подвеску. В 1859 году Уоррен Миллер подал заявку на патент "машины-локомотива", которая бы использовалась в сельском хозяйстве в качестве тягача для плуга, бороны или сеялки. Его паровая машина имела гусеницы, состоящие из башмаков, соединенных продольными звеньями, которые были переброшены через большие передние и задние колеса, а также опорные катки меньшего диаметра.
Одним из первых успешных примеров гусеничных машин стал паровой трактор, изобретенный Дж. Гиткотом. В 1832 году он получил патент на трактор, предназначенный для разработки и осушения болотистых земель. Этот трактор был оборудован гусеницами из деревянных рам, обтянутых полотном, которые оборачивались вокруг двух больших колес для их перематывания. В 1857 году Вильям Ньютон запатентовал "усовершенствованное устройство подвижных рельсов" для паровых машин, которое позволяло им передвигаться как по обычным дорогам, так и по сложным участкам бездорожья.
Эдуард Буйен в 1874 году представил проект гусеничного бронированного поезда. Этот поезд, предназначался для передвижения по большим дорогам, полям и пустырям. Буйен считал своё изобретение самым грозным оружием своего времени. Он предложил установить на бронепоезд орудия, защищенные толстой бронёй, и использовать его в массовых тактических операциях. Бронепоезд, весом 120 тонн, развивал скорость до 10 км/ч и был вооружен 12 пушками и 4 митральезами, обслуживаемыми командой из 200 человек. Несмотря на патент, этот проект так и не был реализован.
Изобретение гусеничного хода в России
В конце XIX века конструкция гусеничных машин всё чаще основывалась на использовании стальных элементов. Особенно выделяется русский инженер Фёдор Блинов, который в 1888 году разработал паровой трактор с гусеничным приводом. В его конструкции гусеницы состояли из взаимозаменяемых стальных траков, которые включали как верхние звенья (рельсы), так и нижние (шпалы). Трактор был оснащён опорными катками и двумя ведущими колесами с чугунными зубчатыми венцами, которые сцепляли гусеницу с её шарнирами. Каждая гусеница приводилась в движение отдельным паровым двигателем, что позволяло осуществлять маневры путём регулировки скорости вращения одной из гусениц.
Первые испытания этой машины Блинов провел самостоятельно, не имея зарубежных аналогов. Несмотря на это, массовое производство гусеничных тракторов как в России, так и за рубежом началось только в XX веке.
От первых экспериментальных машин до современных гусеничных вездеходов и бронетехники – гусеница прошла долгий путь, став неотъемлемой частью множества транспортных средств. Она сыграла ключевую роль в развитии сельского хозяйства, промышленности и военной техники, обеспечивая высокую проходимость и надежность на сложных и труднопроходимых территориях.
Развитие гусеничных движителей не останавливается, и можно ожидать, что в будущем они станут еще более эффективными и универсальными, открывая новые горизонты для применения.
