Барахтанов Лев Васильевич

В статье систематизированы сведения о характеристиках снежного покрова, оказывающих существенное влияние на проходимость, подвижность, мобильность, энергоэффективность и другие свойства транспортных средств. Приведены уравнения связи важнейших параметров состояния снежного покрова, таких как: плотность, твердость, жесткость, связность, коэффициент внутреннего трения, влажность, температура, относительная деформация, сопротивление сдвигу, полученные по экспериментальным данным. На основе анализа указанных зависимостей уточнены существующие модели снега, используемые при описании процессов взаимодействия движителя с опорным основанием.

Рассмотрены зависимости деформации снега от нормальной нагрузки, сопротивление снега сдвигу и его фрикционные свойства, как наиболее важные параметры снежного полотна пути, определяющие сопротивление движению, тяговые свойства и проходимость машин. Рассмотрены количественные зависимости и характер протекания процессов при вертикальной деформации снега плоским штампом. Получена зависимость для определения погружения цилиндрического штампа в снежный покров. Предложено четыре типа снега для оценки проходимости машин. Введено понятие распределенной по поверхности скольжения удельной силы трения и получены зависимости удельной силы трения от давления для низких и сверхнизких температур различных материалов; Приведены численные значения удельной силы трения для углеродистой и легированной сталей, дюралюминия, фторопласта.

Показано, что поиск путей повышения проходимости гусеничных машин по снегу необходимо проводить на основе всестороннего анализа влияния конструктивных параметров движителя как на количественные показатели силы сопротивления движению, погружения машины, силы тяги, так и на сам характер взаимодействия движителя со снежным покровом. Расчетно-теоретические исследования, экспериментально-конструкторские работы показали, что проходимость гусеничных машин на снегу может быть повышена за счет количественного изменения геометрических параметров ходовой части (ширины гусеницы, базы, дорожного просвета) и качественного изменения характера взаимодействия движителя со снежным покровом (выравнивание эпюры давления и увеличение активной длины опорной поверхности гусеничного движителя). Приведены графики зависимостей сопротивления движению, силы тяги и запаса силы тяги от ширины гусеницы, дорожного просвета и давления движителя на снег.

Рассмотрены силы внешнего и внутреннего сопротивление движению гусеничных машин по снегу. Приведены зависимости сопротивление движению за счет вертикальной деформации снега гусеницы, включающий в себя силу сопротивления, обусловленная деформацией снежного полотна пути под катком с наибольшим пиковым давлением; силу сопротивления, обусловленная дополнительной деформацией снега, выдавливаемого в межкатковое пространство. Получены выражения для определения давления днища на снег, величины погружения днища в снежный покров, сил сопротивления обусловленная взаимодействием со снежным покровом днища корпуса. Показано, что это сопротивление складывается, в основном, из затрат на вертикальную деформацию снега  и трения о поверхность полотна пути. Приведен график зависимости составляющих сопротивления движению в зависимости от высоты снега.