Анализ взаимодействия нагрузки с цилиндрической оболочкой
привел к выводу, что данный способ нагружения оболочки статиче-
ски неустойчив, а система стремится опрокинуться при малейшем
внешнем возмущении (положение неустойчивого равновесия).
Удельная опрокидывающая сила оболочки зависит только от разни-
цы радиусов кривизны оболочки в зоне контакта с грунтом и давления
в оболочке и однозначно определяется формулой
F
т
= (
R
2
−
R
1
)
р
,
где
R
1
,
R
2
— радиусы кривизны участков оболочки, примыкающих к
пятну контакта.
Сила тяги всегда направлена в сторону дуги оболочки меньшего
радиуса.
Подъемная сила в оболочке на погонный метр ширины движителя
(удельная грузоподъемность) однозначно определяется произведением
площади пятна контакта с грунтом на давление в оболочке:
mg
=
pL
0
,
где
mg
— полезная нагрузка;
p
— избыточное давление в оболочке;
L
0
— ширина пятна контакта в плане.
Пневмогусеницу возможно избавить от опрокидывания, вводя вну-
тренние гибкие тяги между жесткой гусеницей и пятном контакта
оболочки с грунтом (рис. 3,
б
).
У обычных пневматических колес силы удержания не совпадают
по направлению с силой тяги, что приводит к работе боковин коле-
са на сдвиг. Работа на сдвиг требует от материала колеса высокой
сдвиговой жесткости, что требует большей толщины материала, что,
в свою очередь, повышает напряженность работы материала шины и
гистерезисные потери при каждом цикле деформации колеса.
В ПГД силы удержания нагрузки и перемещающие ТС силы так-
же не совпадают по направлению. Перемещающие ТС силы создают
сдвиговые напряжения в пневмооболочке ПГД, тогда как силы удер-
жания создают только растягивающие напряжения. В этом отношении
рассмотренный ПГД не отличается от привычных пневмоколес, только
с очень растянутым вдоль колеи пятном контакта, что резко поднимает
грузоподъемность ТС с таким ПГД в сравнении с пневмоколесными
ТС тех же габаритных размеров.
В процессе анализа поведения цилиндрической пневмооболочки
под внешней нагрузкой был смоделирован новый тип ПГД. Новый
движитель имеет цилиндрическую оболочку, заглушенную на концах
сферическими замыканиями, что позволило назвать его сферическим
ПГД (СПГД), тем самым позволяя отличать от других ПГД с торои-
дальными оболочками и отдельными пневмобашмаками. Пневматиче-
ская оболочка СПГД несет нагрузку от силовой платформы в макси-
мально эффективном варианте: усилия тяги совпадают с направлением
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 3 97
