В 1914 году теоретик авиации Сергей Неждановский предложил оригинальную схему моторного снегохода. А за десять лет до этого построил первые аэросани. Как небо спустилось на землю в этом материале.
Моторные сани Неждановского
Страна: Россия
Год выпуска: 1914 (1916?)
Кол-во выпущенных: 1
Экипаж: 1
Двигатель: 1,5 л.с.
Эта статья часть цикла о транспортных средствах, приводимых в действие пропеллером. Предыдущую часть об аэро-буере российского конструктора Лебедева можно будет прочитать здесь: Аэро-Буер Лебедева. 1910. Заменив парус на винт, а коньки на лыжи .
Сергей Сергеевич Неждановский родился в 1850 году и своей работой в аэродинамике соединил два века. Получив отличное образование всю свою жизнь Неждановский занимался теоретическими вопросами механики и воздухоплавания. Простой список работ, которые изучал в конце 19-го - начале 20-го века, показывает насколько его взгляд был ориентирован в будущее. В 80-х годах 19-го века он исследовал вопросы создания реактивных летательных аппаратов, а в середине 90-х занимался разработкой оригинальных схем вертолётов (двухвинтовая с перекрытием несущих винтов, одновинтовая с аэродинамическим рулём, одновинтовая с рулевым винтом), предложив несущий винт с приводом от ракетных двигателей, установленных на концах лопастей. В 1893 году Неждановский выдвинул идею бесфюзеляжной самолета с крылом толстого профиля («летающее крыло»). В 1900—1904 годах он построил летательный аппарат оригинальной схемы — «змей-планер». Такие аппараты размахом более 10 метров запускались в воздух как воздушные змеи на канате, а затем освобождались от каната и летели несколько километров, как планеры. Работая с Жуковским сначала в Аэродинамическом институте в Кучино, а после революции в ЦАГИ, Неждановский вплотную занялся аэродинамикой. Для изучения работы воздушного винта им под руководством Жуковского в 1903/1904 годах были построены первые в мире аэросани.
Главная практическая цель этого аппарата было изучение работы различных профилей воздушного винта, подобно тому как французский конструктор Фердинанд Фербер изучал работу винтомоторной группы на базе "аэромобиля". Изучение работы воздушного винта так же было существенным и для других опытов, например изучения скоростных профилей крыла самолета на больших скоростях, чего нельзя было получить ни на планере, ни на воздушном змее. При испытаниях лыжных аэросаней Неждановский заметил, что интересно не только изучение аэродинамики и работы воздушного винта, но и скольжение лыж по снегу, которое сильно варьировалась в зависимости от состояния снега, температуры воздуха и других внешних условий. Посоветовавшись с Жуковским Сергей Неждановский занялся изучением процессов скольжения полозьев по снегу. В итоге этой работы были заложены теоретические основы для конструировании аэросаней в будущем. После опытов с мотосанями ученый вплоть до 1914 года больше не занимался вопросами движения по снегу, но машины с воздушным винтом, как движителем создавали другие "авиаторы" - Сикорский, Лебедев, Меллер.
Тем временем в мире снегоходов иногда рождались и сверхоригинальные решения. Так в первое десятилетие 20-го века Николай Коробанов построил снегоход-шагоход, в котором от двигателя вращался коленчатый вал на котором вращалась пара палок-шатунов, за счет которых сани и отталкивались от земли. К сожалению такая машина могла ездить только по льду. Совершенно неожиданно в 1914 году Неждановский возвращается к снегоходам и предлагает агрегат совершенно никак не связанный с авиацией, никаких винтов, крыльев и фюзеляжей. Построенные по его проекту моторные сани имели имели, как назвал его сам изобретатель - «лыжноцепной движитель».
Снегоход Неждановского имел три лыжи и две гусеницы. Одна лыжа располагалась по центру и была управляемой. По бокам располагалась гусеница оригинальной конструкции, её скорее можно было назвать цепью. Вместо сплошной гусеничной ленты использовалась цепь, а движение осуществлялось за счет состоящей из грунтозацепов и боковых щечек-звеньев цепи, которая не несла вертикальную нагрузку. Но самое главное в его конструкции было то, что поверх нижней ветви гусеницы устанавливались боковые опорные опорные лыжи, которые и воспринимали всю нагрузку на снег, удельное давление на снег составляло всего около 0,05 кг/см², что позволяло ездить по любому снегу. А гусеница-цепь протягиваясь под лыжей обеспечивала движение. Кривизна носка лыжи, и отношение длины лыжи к ее ширине — 8:1 были выбраны конструкторов в соответствии с собственными многолетними опытами, для обеспечения минимального сопротивление движению и наивыгоднейшего уплотнения снега. Во время движения лыжа наезжает на укладывающуюся спереди цепь и скользит по ней. При этом снег не выдавливается из-под подошвы в стороны, как эго происходит при движении обычных полозьев, а уплотняется в пространстве, ограниченном со всех сторон грунтозацепами и стенками щечек — звеньев цепи. Спрессованные таким образом кубики снега прекрасно работают на сдвиг, предотвращая пробуксовывание цепи.
24 февраля 1914 года на Ходынсксм поле состоялись испытания моторных саней Неждановского в присутствии И. Е. Жуковского. Сани, за "рулем" которых был сам конструктор, показавшего отличные результаты. При боевом весе в 265 кг и мощности двигателя всего в 1,5 л. с. скорость движения по рыхлому снегу составила 12 км/ч. Больше всего поразило сторонних наблюдателей способность саней перемещаться не проваливаясь по сугробам высотой до полметра. Испытания продолжались несколько лет, и в 1916-м отдел изобретений Московского военно-промышленного комитета дал заключение: «Единственные из выполненных моторных саней, вполне хорошо передвигающиеся по совершенно рыхлому снегу, — это санки С. С. Неждановского». Автору была присуждена первая премия, а министерство торговли выдало ему охранное свидетельство на изобретение.
Но у моторных саней Неждановского оказался недостаток, полностью исходящий из его достоинств - снегоход плохо передвигался по твердому грунту — по льду или сильно уплотненному снегу. При модернизации саней пришлось соосно с парами приводных колес установить дополнительные колеса несколько большего диаметра. Сложность конструкции и отсутствие производства не позволили наладить выпуск машин в годы Первой мировой войны. После революции Неждановский уже не возвращался к снегоходам и работал в ЦАГИ, занимаясь напрямую аэродинамикой самолетов.
В 1926 году были сделана ещё одна попытка построить сани по проекту Неждановского, применив более мощный двигатель «JAP» (V-образный двухцилиндровый четырёхтактный объемом 980 см3 развивал 8 л.с. при 2200 об/мин). Управляющую лыжу убрали, обеспечивая поворот за счёт подтормаживания одной из половин движителя. Сани весили 382 кг и могла везти двоих со скоростью по целине до 15 км/ч. При этом удельное давление сохранилось очень низким и составляло 0,054 кг/см2, сани двигались по любому снегу не проваливаясь. Но и в таком варианте в серию сани не пошли.
При движении по рыхлому снегу уровень экономичности движителя Неждановского остается недостижимым для всех других типов снегоходной техники и по сей день, но интенсивное применение схемы ограничивалось невозможностью всесезонного использования, низкой надёжностью, малым ресурсом, сложностью с обслуживанием.
Эта статья часть цикла о транспортных средствах, приводимых в действие пропеллером. Следующую часть об серийных и экспериментальных машинах производства Дукс можно будет прочитать здесь: Ранняя история российских аэросаней. Аэросани завода Дукс. 1911. С мотором впереди.
Источники:
https://modelist-konstruktor.com/avtomotoservis/sanki-nezhdanovskogo
Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II , Скоренко Тим Юрьевич