Зимой часто можно видеть, каким беспомощным становится автомобиль на снежной дороге. Он сильно зарывается в снег. Колеса его вращаются вхолостую в глубокой выбоине и не в состоянии вывезти машину. Кузов подпирается плечами пассажиров или случайных прохожих. Под колеса подкладываются доски. Наконец, после долгих усилий «измученную» машину вытягивают на более твердый грунт. Но впереди автомобиль еще не раз ожидают подобные неприятности. И это на более или менее благоустроенной дороге. Путешествие же на автомобиле по снежной равнине совершенно безнадежно. Он тотчас утонет в сугробе и не сдвинется с места.
Что же происходит, когда под колеса подложены доски? Площадь этих досок значительно больше тех участков колес, которые соприкасаются с землей. Поэтому вес машины распределяется по всей площади этой опоры и естественно, что каждая единица площади грунта испытывает относительно меньшее давление. Другими словами, удельное давление становится меньше.
Такую же картину мы наблюдаем и у тракторов или танков, где широкая площадь гусениц создает весьма высокую проходимость.
Поэтому, естественно, возникла мысль — поставить экипаж на лыжи. Этим уменьшается удельное давление на снежный грунт, и экипаж может передвигаться даже по целине.
Теперь возникла другая задача: как заставить такой экипаж двигаться? Решение ее не было особенно трудным. Из авиационной техники было уже известно, что движение экипажу может дать быстро вращающийся пропеллер. От этого сочетания авиационного пропеллера с лыжами и пошло название аэросани.
Аэросани имеют большое преимущество перед автомобилями по простоте устройства, а главное, по проходимости. В этом они несравнимо выше всех экипажей, передвигающихся по снегу. У аэросаней нет сложных передач. Мотор, обычно помещенный в задней части, вращает авиационный пропеллер, который ввинчивается в воздух подобно штопору в пробку и двигает сани. Движение аэросаней происходит от того, что винт при вращении отбрасывает своими лопастями струю окружающего воздуха назад и с той же силой оказывает в силу реакции давление на корпус саней, отчего они и движутся.
 |
| У аэросаней мотор помещается обычно в задней части корпуса. Он вращает авиационный пропеллер, который ввинчивается в воздух подобно штопору в пробку и двигает сани |
Аэросани имеют кабинку, построенную но авиационному типу, очень легкую, но весьма прочную. Кабинка ставится на три лыжи: одна передняя, которая управляется рулем, и две задних, воспринимающие основную нагрузку аэросаней.
 |
| Аэросани имеют кабинку, построенную по авиационному типу, очень легкую, но весьма прочную. Кабинка ставится на три лыжи: одна передняя, которая управляется рулем, и две задние, воспринимающие основную нагрузку аэросаней |
История аэросанного строительства в СССР насчитывает 24 года. Этот путь наглядно показывает, как аэросани из спортивной игрушки выросли в мощный и весьма совершенный вид транспорта.
Аэросанями в России впервые стали заниматься в 1910 г. Ю. А. Меллер, А. С. Кузин, А. Я. Докучаев, а годом позднее и известный авиаконструктор Сикорский. Все построенные ими аэросани носили чисто спортивный характер. Впервые А. С. Кузин в 1912 г. приспособил к аэросаням авиационный мотор. Это сделало их более надежным средством передвижения.
 |
| Аэросанями в России впервые стали заниматься в 1910 г. На снимке: аэросани того времени |
 |
| Вырезка из газеты "Утро России" 1911 г. о первых испытаниях аэросаней. |
 |
| Аэросани Ю. Меллера 1910 г. Максимальная скорость их не превышала 20 км в час. По снежной целине сани эти не ходили |
В 1914 г. разразилась империалистическая война. Германский генерал Гинденбург, осведомленный о слабо развитой системе ж.-д. транспорта и продолжительности зимы на русском фронте, отдал приказ построить серию аэросаней для связи в армии. В 1915 г. несколько немецких аэросаней попало в плен и заинтересовало русское командование. После этого в России решили начать серийное строительство аэросаней. Под руководством проф. Н. Р. Бриллинга и А. С. Кузина было выстроено несколько десятков аэросаней, которые с успехом применялись на фронте.
Во время гражданской войны после Октябрьской революции аэросани применялись в армии Колчака в Сибири и англичанами на севере. Аэросани действовали вначале весьма деморализующе на наши войска. Это привлекло еще большее внимание к ним, как к оборонному транспортному средству.
В 1919 г. была создана комиссия по организации постройки аэросаней (КОМПАС). В ее состав входили конструкторы: А. С. Кузин, Н. Р. Бриллинг, Е. А. Чудаков, А. Н. Туполев, А. А. Архангельский. Комиссия эта разрабатывала типы аэросаней специально для военных целей. Через год было создано множество конструкций, которые были посланы работать на фронт. Там они работали весьма успешно и некоторые получили орден красного знамени за оперативное обслуживание подвозкой снарядов.
В последующие годы у нас начинают строиться металлические аэросани ЦАГИ (конструктор А. Н. Туполев). Они успешно выступают в ряде пробегов и на авиационной выставке в Берлине.
В 1928/29 г. Автодором и Осоавиахимом был организован большой пробег аэросаней. Путь в 3 500 км шел по снежному бездорожью. Здесь аэросани широко показали свои преимущества и полную возможность применения их на многих участках народного хозяйства и обороны.
Практическая скорость современных аэросаней доходит до 60—70 км/час. Скорость зависит от целого ряда причин — от запаса мощности мотора, правильного расчета и подбора пропеллера, продуманности конструкции корпуса, лыж, а также от состояния снега и температуры окружающего воздуха.
Правильное понимание всех этих моментов необходимо для всех тех, кто хочет вполне ясно представить работу аэросаней.
Динамика аэросаней
Совокупность рабочих качеств аэросаней, от которых зависит та или иная средняя скорость движения в данных дорожных и нагрузочных условиях, называется динамикой саней.
Вращение пропеллера развивает определенную силу тяги, движущую аэросани. Испытания показали, что с увеличением скорости сила этой тяги падает постепенно с известной величины до нуля. Во время движения аэросани встречают ряд сопротивлений, на преодоление которых тратится сила тяги винта. K основным сопротивлениям относятся: сопротивление трения лыж о снег, сопротивление воздуха и сопротивление подъема или ускорения аэросаней.
Зная величину всех сопротивлений, можно составить уравнение движения аэросаней или так называемый баланс распределения силы тяги
=
+
+
+
+
При установившемся движении аэросаней и при неизменных дорожных условиях часть силы тяги винта в основном расходуется на преодоление постоянных сопротивлений Pt и Рw, т. е. сопротивлений трения и воздуха.
На преодоление временных сопротивлений Ph и Pw расходуется свободный запас силы тяги Р.
На помещенной здесь диаграмме показаны кривые тяги винта и основных сопротивлений. Кривые эти пересекаются между собой и показывают максимальную скорость (Va), которую, согласно динамическому расчету, могут развить при данных сопротивлениях аэросани.
 |
| Диаграмма, показывающая максимальную скорость (Va), которую могут развить при данных сопротивлениях аэросани |
Точка пересечения а показывает, что при данной скорости Va тяги винта уже не хватает на преодоление возросшего сопротивления воздуха. Следовательно, больше этой скорости аэросани развивать не могут. Если же сделать аэросани наиболее выгодной формы, т. е. уменьшить сопротивление воздуха, то кривая сопротивления воздуха пойдет ниже, а точка а отойдет в правую сторону диаграммы. Следовательно, возможная скорость при данной тяге винта возрастет. Аэросани, имеющие неудобообтекаемую форму, не могут развивать скорость более 75 км/час. Между тем при той же мощности мотора скорость саней удобообтекаемых форм достигает 120 км/час.
Свободное пространство между кривой сопротивления воздуха и силой тяги винта есть запас тяги, идущий на преодоление молекулярного сцепления лыж со снегом при трогании аэросаней, а также для ускорения и подъема в гору.
Сопротивление снежного грунта
Главная часть мощности мотора и тяги винта идет на преодоление трения лыж о снежный грунт. Состояние снежного грунта меняется от целого ряда причин, что имеет большое значение для движения аэросаней. Сопротивление снежного грунта можно разделить на три основных вида.
Когда лыжи аэросаней становятся на новый грунт, то они продавливают его, преодолевая при этом сопротивление смятия. При этом у носка лыжи образуется некоторое возвышение, бугорок. При дальнейшем движении лыжа должна взлезть на этот бугорок, преодолевая так называемое сопротивление на сдвиг.
Наконец, аэросани должны преодолевать трение при скольжении по снегу. При трогании же с места надо еще преодолеть молекулярное сцепление металлической подошвы с частичками снега.
Величина каждого сопротивления зависит от свойства снега, его температуры, толщины слоя и от общего состояния снежной поверхности.
При повышении температуры аэросаням, как правило, двигаться труднее. Такой постоянной зависимости от толщины слоя указать нельзя. Например, в поле саням легче идти по толстому слою, а в лесу, наоборот, легче по тонкому.
Для определения коэффициента трения лыж о снежный грунт поступают следующим образом. На данный грунт устанавливают аэросани. Затем тянут их с равномерной скоростью, т. е. так, чтобы они в одинаковые промежутки времени проходили одинаковое расстояние. Та сила, с какой при этом нужно тянуть сани, измеряется при помощи специального прибора — динамометра. Сила этой тяги выражается в килограммах. Затем определяют общий вес машины.
Обозначим теперь показанную динамометром силу тяги через Т, а общий вес саней через Р. Тогда коэффициент трения лыж о снежный грунт f выразится следующей формулой:
(f — число отвлеченное).
В результате подобных испытаний оказалось, что наименьшее трение аэросани испытывают при движении по льду или обледенелой дороге. Значительно большее сопротивление оказывает их движению снежная целина. И труднее всего им передвигаться по сильно загрязненной снежной дороге или по голой почве, особенно по песку и камню.
В связи с этим должна меняться и допустимая нагрузка аэросаней. При движении саней по льду или твердо укатанной дороге их можно нагрузить раз в пять-шесть больше, чем при езде по свежевыпавшем снегу.
Качество аэросаней
Качество аэросаней характеризуется их проходимостью по различным грунтам при разных температурах.
Численно оно выражается отношением силы тяги винта к полному весу саней:
Рь — тяга винта в кг,
g— полный вес груженых аэросаней в кг.
Обычно тяга винта равна утроенной мощности мотора, так как одна лошадиная сила мотора дает тягу винта в 3 кг.
Качество современных аэросаней колеблется от 0,25 до 0,4. Аэросани с качеством 0,3 могут свободно идти по сильно загрязненной снежной дороге, которая имеет коэффициент трения 0,3. Аэросани с качеством менее 0,25 делать не стоит, так как они не в состоянии будут ходить по загрязненному талому снегу и брать большие подъемы.
Сопротивление воздуха
Аэросани, двигаясь вперед, надавливают своим корпусом на встречный воздух и увлекают часть его с собой. На это тратится некоторая часть тяги винта. Увлеченный движением аэросаней воздух сопротивляется этому движению и оказывает некоторое давление на переднюю часть саней, вызывая так называемое лобовое сопротивление. Проходя мимо корпуса, частички воздуха задевают различные выступающие детали, уголки, срезы и т. д. Это тоже создает известное сопротивление движению саней — боковое сопротивление. Дойдя до задней части аэросаней, частички воздуха стремятся обойти его и соединиться между собой. У фигур, имеющих внезапный срез сзади, это соединение происходит с повышенным завихриванием. Завихривание создает у задней части фигуры разрежение или, как говорят, подсос, который как бы стремится оттянуть эту фигуру и задержать ее движение. У фигур каплеобразных это явление значительно уменьшается.
 |
| У фигур, имеющих внезапный срез сзади происходит сильное завихривание частичек воздуха |
 |
| У фигур, имеющих сзади менее резкий срез, завихривание частичек воздуха значительно меньше. У каплеобразных фигур оно почти пропадает |
Итак, общее сопротивление воздуха складывается из трех сопротивлений: лобовое сопротивление, сопротивление бокового трения и сопротивление завихривания.
Сопротивление воздуха значительно возрастает при повышенных скоростях. При увеличении скорости, положим, в 2 раза сопротивление воздуха увеличивается в 8 раз. Это увеличение (в кубе) особо заметно при скоростях от 40 до 150 км/час. Поэтому при конструировании аэросаней обращается большое внимание на то, чтобы форма их кабины была бы наиболее удобообтекаемой для воздуха. Некоторые проекты саней напоминают собой миниатюрный дирижабль, поставленный на лыжи.
 |
| Некоторые проекты аэросаней напоминают собой миниатюрный дирижабль, поставленный на лыжи. На снимке: один из таких неосуществленных проектов |
 |
| При конструировании аэросаней обращается большое внимание на то, чтобы форма их кабины была наиболее удобообтекаемой для воздуха, На снимке — финские аэросани |
Аэросани в СССР
Строительство аэросаней имеет для Советского союза большое значение. Северная часть нашей страны полгода находится под снегом. Недостаточно еще развитая дорожная сеть весьма затрудняет применение зимой автомобильного транспорта. У нас уже создано несколько оригинальных типов аэросаней.
Известный конструктор металлических самолетов А. Н„ Туполев создал весьма интересный и надежный тип металлических аэросаней ЦАГИ AHT-IV. Эти сани не раз испытывались в пробегах и показали свою высокую проходимость. Они с большим успехом участвовали на авиационной выставке в Берлине. Мотор для этих саней производится в СССР. Он развивает мощность в 110 л. с. Аэросани вмещают 4 пассажиров и водителя.
Широко известны у нас аэросани НАТИ-IX, построенные из дерева в Научном автотракторном институте. Металл применен здесь только для ответственных деталей. Аэросани НАТИ-IX эксплeатировались на аэросанной линии в Чувашии (г. Чебоксары — Канаш). При этом они показали свои высокие качества.
 |
| Широкоизвестные в СССР аэросани НАТИ-IХ. Эксплeатировалbсь они на аэросанной линии в Чувашии. Вся конструкция сделана из дерева: металл применен только для ответственных деталей |
Большую работу по созданию аэросанного транспорта провел центральный совет о-ва Автодор. По инициативе Автодора был организован сначала при Самолетном научно-исследовательском институте гражданского воздушного флота отдел опытного строительства глиссеров и аэросаней, а позднее при наркомате лесной промышленности завод ОСГА. Здесь объединился актив Автодора и конструкторы глиссеров и аэросаней.
Одной из первых машин были аэросани ОСГА-2. Они рассчитаны на 12 чел. На них установлен мощный мотор в 300 л. с. Максимальная скорость их — 112 км/час. Конструкция этих аэросаней осуществлена автором настоящей статьи. Эта машина интересна тем, что сделана из стальных авиатруб при помощи электросварки. Для сборки и крепления этих труб применены специальные сборные манжеты. Удобно оборудованная кабина с большими запасными бензиновыми баками походит издали на небольшой автобус.
 |
| Аэросани ОСГА-2 сделаны при помощи электросварки из стальных авиатруб. Рассчитаны они на 12 пассажиров. Мотор их развивает .мощность в 300 л. с. |
Аэросани эти строились по заданию треста Цветметзолото для работы на озере Балхаш в Казахстане. Но первое боевое крещение им пришлось испытать в более серьезной обстановке. Им пришлось участвовать в арктическом походе ледокола «Красина» в 1933 г. Аэросани ОСГА-2 под руководством водителя С. В. Коростелева успешно выполнили ряд рейсов, перевозя с ледокола на берег провизию, охотничьи принадлежности для зимовщиков и т. п. Они принесли огромную пользу экспедиции в Арктике, проходя по ледяным торосам до полметра высотой со скоростью в 100 км/час.
 |
| Аэросани ОСГА-2 приняли участие в арктическом походе ледокола "Красин". Они принесли большую пользу экспедиции, проходя со скоростью в 100 км в час по ледяным торосам до полметра высотой |
Одновременно с постройкой аэросаней ОСГА-2 были построены аэросани ОСГА-4, конструкции С. В. Коростелева.
Это в полном смысле слова «снежный мотоцикл». На лыжах установлена двухместная кабинка. Двадцатисильный мотор дает скорость до 50 км/час. Аэросани ОСГА-4 испытывались в пробегах. Они могут с успехом применяться для связи и перевозки почты.
 |
| Снежный мотоцикл — аэросани ОСГА-4. На лыжах установлена двухместная кабина. Двадцатисильный мотор дает скорость до 50 км в час |
Позднее были построены аэросани ОСГА-6 конструкции инженеров Четверикова и Ювеналиева. У них сделан удобообтекаемый корпус, заостренный спереди. Кабина может вместить 6 чел. Мотор в 110 л. с. позволяет развить скорость до 75 км/час.
Аэросани ОСГА-6 не раз испытаны в пробегах. Особенно хорошо они зарекомендовали себя в пробеге прошлой зимой по Московской области. После этого они были посланы на пароходе «Смоленск» на спасение челюскинцев.
 |
| В работах по спасению челюскинцев принимали участие аэросани ОСГА-6. Рассчитаны они на 6 пассажиров. Максимальная скорость 75 км в час |
Одновременно с этими аэросанями в спасательных работах принимали участие и аэросани ЦАГИ AHT-IV.
 |
| Металлические аэросани AHT-IV. Мощность мотора — 110 л. с. Аэросани вмещают 4 пассажиров и водителя |
На Всесоюзной выставке «Наши достижения», в числе экспонатов, построенных к открытию XVII партсъезда, были показаны аэросани Автодор-2 (конструктор Бескурников). Построены они вездеходным клубом Автодора. Оригинальность этих аэросаней заключается в том, что на них поставлен автомобильный мотор ГАЗ-А в 40 л. с. Этот мотор расходует бензина меньше авиационного; бензин при этом может быть низшего качества. Помимо этого, эксплуатация и управление санями с таким мотором значительно проще. Цель этой конструкции — создание массового типа аэросаней, которыми мог бы управлять каждый шофер обычного автомобиля.
 |
| Аэросани Автодор-2, предназначенные для работы в деревне по связи и агитразъездам. В пробегах по Московской области сани показали высокие качества |
Аэросани Автодор-2 могут перевозить двоих человек. Запас топлива в этих санях хватает на 120 км. Назначение аэросаней Автодор-2 — работа в деревне по связи и агитразъездам. Сани были испытаны в пробеге по Московской области, где и доказали свою полную пригодность для работы на бездорожных участках.
 |
| Вездеходный клуб Автодора построил двухместные сани Автодор-2. На них установлен обычный автомобильный мотор ГАЗ-А. Это намного упрощает эксплуатацию аэросаней и позволяет управлять ими любому водителю автомобиля |
Примерно такого же типа были построены аэросани в Ленинграде и Горьком.
Интересная деталь отличает аэросани пожарного типа конструкции Веселовского. На них поставлен винт, выполненный из стали. Металлические винты дают хорошую тягу и весьма прочны. Сани эти тоже снабжены автомобильным мотором ГАЗ.
Применение аэросаней
Советские аэросани с большим успехом работают на далеком севере, на многих ответственных участках. Линия Архангельск—Пинега, Чебоксары— Канаш и другие доказали полную возможность и выгодность эксплуатации аэросаней для пассажирских перевозок.
Участие в арктических экспедициях, работа в деревне, связь, почта, агитпоездки... трудно перечислить все те области, где можно использовать аэросани.
Огромную помощь оказывают аэросани в обслуживании аэродромов. Аэродром расположен на большом расстоянии от города. В зимние заносы связь с городом могут с успехом осуществить только аэросани.
Доставка пассажиров на старт, выезд на аварию, скорая медпомощь, доставка ремонтной бригады, горючего, масла, воды, осмотр посадочных площадок, аэропортов — все это можно легко делать зимой с помощью аэросаней.
Вот один из случаев работы аэросаней на аэродроме 8 марта 1932 г. Сильный снегопад с ветром. Московский аэродром не работает. Пассажирский самолет из Харькова просит разрешение на посадку. Срочно выезжаем с комендантом на аэросанях НАТИ-IX в поле. Ездим взад и вперед, находим удобную площадку, Прокладываем нашими лыжами дорожку. Даем сигнал на посадку, и самолет со второго раза благополучно сел, не зарывшись, пользуясь снежным следом, проложенным нашими аэросанями. Точно следуя указаниям этой лыжины, самолет подрулил к рабочей площадке и высадил прямо в аэросани обрадованных пассажиров, спасшихся от опасности неудачной посадки.
Огромные возможности имеют аэросани в работе по обороне страны и в пограничной службе.
Популярность аэросаней стала уже настолько широкой, что многие организации начали строить аэросани для своих нужд собственными силами. Часто эти аэросани бывают неудачными и только порочат аэросанное дело. Поэтому необходимо весьма серьезно и тщательно осваивать технику строительства аэросаней и строить уже проверенные образцы с автомобильным мотором. Для этого на местах надо создавать специальные кружки. Разумеется, комсомол и рабочая молодежь должны быть инициаторами в этом увлекательном спорте и изучении техники аэросаней.
Комментариев нет:
Отправить комментарий