Лыжи аэросаней

Лыжи аэросаней являются единственным агрегатом машины, который непосредственно соприкасается с профилем дороги и с поверхностью снега. В процессе эксплуатации лыжи испытывают большие динамические нагрузки, подвергаются ударам о неровности дороги, изнашиваются от трения о снежную поверхность.

На рисунке 26 представлена схема сил, действующих на лыжу при движении по снегу. Здесь Gа — нагрузка на лыжу от веса аэросаней, приложенная к оси подвески лыжи; Р1 — равнодействующая сила сопротивления снега деформации под носком лыжи при прокладывании колеи в целинном снегу; Р2 —- сила трения носка лыжи о снег; Р3 — равнодействующая сила сопротивления деформации снега под подошвой лыжи при его уплотнении; Р4 — сила трения подошвы лыжи о снег. Все эти силы зависят от структуры снега и постоянно изменяющихся дорожных условий.

Опытами было установлено, что необходимо нагружать больше задние концы лыж, то есть точку подвески лыжи выбирать так, чтобы задняя часть лыжи шла по снегу с небольшим заглублением (с углом 0,5—1,5°) по отношению к горизонтальной поверхности снега.

Было выяснено также, что неправильное распределение нагрузки увеличивает потребную силу тяги до 30% от наивыгоднейшего номинального значения.

Не вдаваясь в подробности проведенных по этому вопросу исследований, можно рекомендовать следующие основные положения, которыми нужно руководствоваться при изготовлении лыж для аэросаней.

Рабочая площадь лыжи должна обеспечивать удельное давление на снег 500—600 кг/м2. Рабочей площадью лыжи считается участок подошвы, соприкасающийся с поверхностью снега при нормальной нагрузке. Обычно она принимается равной

В приложении II приведена номограмма определения основных размеров лыж.

Соотношение длины лыжи к ее ширине должно быть не меньше 1 :6,5. Наивыгоднейшим соотношением является 1:10.
 

Радиус Яил загиба носовой части лыжи принимается равным 1 м вне зависимости от размеров лыжи и веса машины. Высота подъема носка hил должна быть равной размеру ширины лыжи.

У любителей часто возникает вопрос, какой профиль подошвы лыжи принять — V-образный, выпуклый, вогнутый и т. п.? Чтобы ответить на этот вопрос, проводилось много экспериментов. Было установлено, что изменение формы подошвы ощутимых преимуществ в ходовых качествах машины не дает. С производственной точки зрения, наиболее выгодной является плоская подошва.

Точно так же следует оценивать и часто применяемое на лыжах сужение в плане, то есть когда носовая часть лыжи делается более широкой и сходит к хвосту с небольшим углом. Такое выполнение лыжи лишь усложняет ее изготовление, не давая ощутимых преимуществ.

Очень большое значение имеет форма носовой части лыжи в плановой проекции. С силовой точки зрения, носовая часть должна быть округленной и острой. Обычно лыжу окантовывают прочным стальным угольником, чтобы он в случае наезда на снежный вал или ледяной торос мог разбить эти препятствия.

Для уменьшения сопротивления и ударов точка подвески лыжи должна быть как можно ниже, ближе к ее подошве. Чем ниже эта точка, тем лыжа идет мягче, и наоборот, с увеличением высоты подвески на ней возникают дополнительные силы, за счет которых возрастают ударные нагрузки при движении по неровностям дороги. Высота шарнирной точки подвески не должна быть больше 0,10—0,15 полной длины лыжи.

Лыжи могут быть деревянными, металлическими (дюралюминиевыми, стальными) или смешанными. Во всех случаях это не относится к подошвам лыж, материал которых подбирается по наименьшему коэффициенту трения.

Все лыжи подразделяют на жесткие и упругие плоские. Упругие лыжи изготовляют из дерева или стеклопластика. Такие лыжи наиболее часто применяют на маломощных любительских аэросанях. Жесткие лыжи, как правило, делают или закрытыми или с продольным ребром — лонжероном, придающим большую продольную жесткость.

Основными конструктивными элементами лыжи являются: каркас, если лыжа жесткая; подошва, состоящая обычно из подкладки и самой ходовой подошвы; подрез — продольное ребро на подошве, служащее для предотвращения бокового скольжения лыжи и устойчивого движения на прямых курсах; кабанчик — кронштейн для крепления лыжи к деталям подвески; тормозной механизм.

Наиболее простыми по конструкции являются плоские упругие лыжи. Они состоят из подкладки подошвы, которую изготовляют из нескольких листов фанеры, склеенных между собой, или из доски с выгнутыми по

нужной форме носком и хвостиком; ходовой подошвы, металлической или пластиковой; окантовочных угольников, предохраняющих кромки лыж от повреждений и ходовую подошву от отрыва при боковых скольжениях лыжи; кабанчика; подреза и иногда тормозного механизма, монтируемого на задних лыжах.

Подошву лыж во всех конструкциях делают достаточно толстой, так как она обычно воспринимает большие местные нагрузки.

Подрез лыжи представляет собой стальной уголок, Т-образный профиль, прямоугольный или трехгранный стальной брусок, прикрепленный к подошве болтами с потайной головкой. Он одновременно служит и для крепления по оси лыжи ходовой подошвы к подкладке. Подрез делают не на всю длину лыжи, а располагают под кабанчиком, сдвинув более длинную часть его к хвосту лыжи. Такое размещение подреза стабилизирует лыжу и значительно облегчает управление аэросанями.

Кабанчик лыжи, в зависимости от его высоты, изготовляют из листовой стали в виде гнутого кронштейна или сваривают из стальных трубок. Конструкция кабанчика зависит еще и от принятой на машине схемы амортизации, о чем будет сказано позже.

Рис. 27. Полужесткая сварная лыжа — разрез н участок установки кабанчика.

Необходимо учитывать, что кабанчик лыжи воспринимает очень большие нагрузки, особенно на кручение, и должен быть достаточно прочным.

На легких аэросанях Ф. М. Маслова (см. рис, 23)

были установлены полужесткие стальные сварные лыжи. В них продольную жесткость создавали прокатанные по всей длине лыжи зиги и забортованные наружные кромки. К кабанчику (рис. 27) и в обе стороны от него к лыже была приварена срезанная на конус стальная труба, обеспечивавшая вполне достаточную прочность.

На аэросанях «ОСГА-4» лыжи были Т-образной формы (рис. 28). Для облегчения веса лонжерон и подкладка подошвы сделаны из набора реек и фанерной обшивки. Внутреннее заполнение поставлено только в местах крепления к лыже монтируемых деталей и агрегатов.

Подобные конструкции лыж выполнены и на многих других самодельных аэросанях.

Интересна конструкция стеклопластиковой лыжи аэросаней «Ка-36» (рис. 29). Эта лыжа пустотелая с сильной подкладкой подошвы и идущим на конус, от носовой части к хвосту лыжи, корпусом переменного сечения. В качестве ходовой подошвы использован листовой полиэтилен низкого давления. Так как полиэтилен не может быть приклеен (его не берет ни один клей), а приклепка и другие методы крепления не надежны, на этих лыжах используется полиэтилен, армированный тканью. Такой полиэтилен может быть достаточно надежно приклеен к подкладке подошвы и обеспечивает продолжительную эксплуатацию.

 

При движении по целине или значительном погружении лыж в снег большое сопротивление движению оказывает кабанчик лыжи. Трубчатые подкосы кабанчика, как правило, забиваются снегом, особенно это наблюдается на влажном, липнущем к лыже снегу.

Поэтому на некоторых аэросанях отказались от кабанчика обычной формы и сделали его из листовой стали. Прикрепляют такой кабанчик к лонжерону лыжи.