Арочные колеса - это уникальное решение для улучшения проходимости транспорта по пересеченной местности и грунтам с низкой несущей способностью. Давайте разберемся, как устроены эти необычные колеса и где они применяются.
История создания и развития арочных колес
Первые арочные колеса были изобретены в Великобритании инженером Николасом Штраусслером в 1952 году. Их основное отличие от традиционных колес заключалось в уникальном профиле покрышки, имевшей форму вытянутой арки.
Первые модели арочных колес имели следующие характеристики:
- Ширина профиля в 2,5-3,5 раза больше, чем у обычной шины
- Низкое внутреннее давление 0,005-0,15 МПа
- Высокие и редко расположенные грунтозацепы по всей ширине профиля
Благодаря такой конструкции достигалось увеличение площади контакта с грунтом и снижение удельного давления на поверхность. Это позволяло арочным колесам обеспечивать высокий крутящий момент и проходимость по рыхлым грунтам.
В дальнейшем конструкция арочных колес постоянно совершенствовалась. Были разработаны новые модели с улучшенными характеристиками для различных областей применения.
В СССР первые опытные образцы арочных колес для военной техники были созданы в конце 1950-х годов. С 1960-х годов началось их серийное производство на ряде заводов.
Конструкция и принцип работы арочных колес
Рассмотрим более подробно устройство современного арочного колеса.
Основные конструктивные особенности:
- Поперечное сечение покрышки имеет форму вытянутой арки
- Ширина профиля значительно больше высоты
- Глубокий агрессивный протектор по всей ширине
- Пониженное внутреннее давление в шине
- Усиленный многослойный каркас из синтетических материалов
По сравнению с обычными колесами арочные имеют следующие преимущества:
- В 2-3 раза большая площадь контакта с грунтом
- В 2-3 раза меньшее удельное давление на грунт
- Увеличенная в 1,5-2 раза тяговая способность
- Повышенная проходимость по грязи, песку, снегу
Протектор арочных колес имеет высокие (до 40 мм) редко расположенные грунтозацепы эвольвентной формы. Их площадь может достигать 35% от общей площади контакта колеса с грунтом.
Форма арки влияет на жесткость колеса и равномерность давления на опорную поверхность. Чем пологее арка, тем ниже давление в центре и выше по краям. Для оптимального распределения давления применяют арки переменной кривизны.
Монтаж арочных колес имеет особенности. Их устанавливают только на ведущие мосты техники, чаще задний. Для сохранения управляемости их не ставят на переднюю ось.
Области применения арочных колес
Благодаря высокой проходимости арочные колеса широко применяются в различных областях.
В военной технике арочные колеса используются на тяжелых гусеничных машинах, таких как транспортеры, тягачи, краны для улучшения их мобильности при движении по пересеченной местности.
В сельском хозяйстве арочные колеса применяются на тракторах и комбайнах для работы на полях и участках со слабой несущей способностью почвы.
На грузовых автомобилях повышенной проходимости арочные колеса монтируются для преодоления участков бездорожья, грязи, песков.
Внедорожники и вездеходы оснащаются арочными колесами для максимальной проходимости по самой сложной местности.
Для работы на шельфе и в условиях Арктики созданы специальные модели арочных колес с усиленным каркасом и оребрением для предотвращения пробуксовки.
Особенности эксплуатации техники на арочных колесах
Эксплуатация транспортных средств на арочных колесах имеет некоторые особенности, о которых важно знать.
Главным условием эффективности арочных колес является поддержание оптимального внутреннего давления в шинах. Превышение давления приводит к потере проходимости, а недостаточное давление - к пробуксовке и износу шин.
Скоростной режим движения на арочных колесах ограничен из-за возникновения вибраций на высоких скоростях. Рекомендуемая максимальная скорость составляет 30-50 км/ч.
Управление и торможение техники с арочными колесами требует осторожности из-за снижения сцепления и увеличения тормозного пути. Резкие маневры и интенсивное торможение могут привести к заносу и опрокидыванию.
Арочные колеса увеличивают сопротивление качению, что ведет к повышенному расходу топлива. При движении по шоссе рекомендуется снижать внутреннее давление в шинах.
При эксплуатации арочных колес требуется регулярно проверять давление, состояние протектора и креплений. Поврежденные колеса подлежат немедленной замене.
Для безопасной эксплуатации важно соблюдать скоростной режим, плавно разгоняться и тормозить, избегать крутых поворотов.
Перспективы развития арочных колес
Несмотря на долгую историю, технологии производства арочных колес продолжают совершенствоваться.
Применение новых композитных и полимерных материалов позволяет улучшить прочностные и весовые характеристики арочных колес, сделать их более износостойкими.
Ведутся разработки конструкций арочных колес для новых областей использования – сельхозтехники, легковых внедорожников, карьерной техники.
Перспективным направлением является создание "умных" арочных колес, оснащенных датчиками для мониторинга давления и температуры в режиме реального времени.
Находит применение 3D-печать арочных колес, позволяющая оптимизировать их конструкцию и свойства под конкретные задачи.
Арочные колеса в военной технике
В военной технике арочные колеса широко применяются для повышения проходимости и маневренности.
На тяжелых гусеничных машинах – тягачах, транспортерах, кранах – арочные колеса монтируются вместо задних управляемых колес для преодоления слабонесущих грунтов, вязких почв.
Для вездеходов и бронетранспортеров выпускаются специальные военные модели арочных колес с усиленным каркасом, повышенной грузоподъемностью, минимальным выступом бортов для сохранения габаритов.
Применение арочных колес значительно расширяет возможности военной техники по преодолению труднопроходимой местности, повышает их тактическую мобильность.
Арочные колеса на автомобиле ГАЗ-66
Одним из наиболее известных примеров использования арочных колес в России является их установка на легендарный автомобиль ГАЗ-66.
Благодаря низкому удельному давлению, автомобиль на арочных колесах ГАЗ обладает поистине уникальной проходимостью по глубокому песку, болотам, заболоченной местности.
При движении по шоссе у ГАЗ 66 на арочных колесах возникает повышенный расход топлива и шум. Поэтому арочные колеса чаще используются сезонно, для преодоления трудных участков бездорожья.
Среди поклонников внедорожного автотуризма ГАЗ 66 на арочных колесах пользуется большой популярностью за свои уникальные возможности для экстремальных поездок.
Арочные колеса для развлечения
Spin tires, или арочные колеса, иногда используются в чисто развлекательных целях.
Огромные арочные колеса позволяют устраивать на автомобилях и грузовиках захватывающее зрелище - когда ведущие колеса вращаются на месте на высокой скорости, поднимая тучи пыли и грязи.
Такие представления популярны в США, где проводятся соревнования на мощных пикапах, оснащенных арочными колесами.
Однако подобное использование арочных колес является крайне опасным и не рекомендуется вне специально подготовленных площадок.
