Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире чем легковые

Опубликовано: 29.04.2024

Разница в условиях применения, существенные отличия в требованиях по технико-эксплуатационным параметрам вынуждают изготовителей покрышек использовать различные методики при выпуске продукции для легковых авто и большегрузов. Сфера эксплуатации грузовых ТС разительно отличается от той, в которой «работают» легковые машины. Тягачи, самосвалы и иная спецтехника каждый день сталкивается со сложными, а порой – экстремальными, природными явлениями и условиями.

Работать таким ТС приходится при любых погодных «капризах», будь то град или ливень, их колеса находятся в постоянном взаимодействии со щебенкой, грязью, песком. Именно поэтому правильно подобранная резина – залог хорошей управляемости грузовым транспортным средством.

В обязательном порядке покрышки для большегрузного транспорта должны иметь следующие характеристики:

продолжительный эксплуатационный период;
устойчивость к значительным нагрузкам;
повышенная степень прочности;
износостойкость.

Легковые автопокрышки, в свою очередь, должны обеспечивать максимальный комфорт при езде, то есть иметь минимальную шумность, быть скоростными, эффективно справляться со скользким покрытием. Впрочем, есть и иные параметры, по которым резина для большегрузов отличается от покрышек для легковушек.

Внешние и конструктивные отличия

Одно из ключевых отличий покрышек для легковушек от резины для грузовиков – габариты и, собственно, конструктив. Оба типа изделий производятся на одном оборудовании, однако при создании грузовых шин применяется большее число резиновых слоев. В результате они значительно толще и шире, благодаря чему увеличивается надежность и долговечность, обеспечивается устойчивость к тепловым и механическим воздействиям. Отметим и другие отличия:

При производстве продукции для большегрузов применяется армирующий материал, то есть металлокорд. Изделия для легковушек изготавливаются с использованием элементов из текстиля или полимеров.
Рисунок протектора на автопокрышках для легковушек более сглажен, а на грузовых модификациях присутствуют глубокие борозды. Такая особенность обеспечивает простоту управления грузовиком в условиях бездорожья.
Традиционно для большегрузов используют всесезонные покрышки, но для некоторых видов ТС выпускаются и зимние модификации.
Также существуют различия в маркировке. Если для легковых ТС не существует понятия передних и задних покрышек, то для грузовиков оно есть. В маркировке покрышек для большегрузов заложена информация о том, для какой оси предназначено данное изделие: управляемой (в обозначении F), ведущей (в обозначении D), для прицепов – T. Также выпускаются и универсальные изделия.

Типы шин для грузовиков

Если вы выбираете покрышки для грузового ТС, то первое, с чем необходимо определиться, – место установки (ось). По этому параметру изделия классифицируют на те, которые предназначены для:

Рулевой оси. Такие обеспечивают оперативную реакцию на движение руля.
Ведущей оси. Их конструкция позволяет создать хорошие тяговые и сцепные параметры с дорожным покрытием. Они устанавливаются на заднюю ось.
Для прицепов. Они отвечают за безопасность при маневрах, а точнее – при поворотах. Для таких изделий характерна увеличенная площадь протектора.

Отдельно следует сказать об универсальных. Такие модели подходят для установки не только на ведущую, но и рулевую ось большегруза. Они имеют несколько худшие технико-эксплуатационные параметры, однако это компенсируется их полной заменяемостью.

Идущий по рыхлому снегу человек будет в него постоянно проваливаться. А вот на лыжах он сможет передвигаться по тому же самому снегу спокойно. Казалось бы, ничего не меняется — человек воздействует на снег с одинаковой силой и на лыжах, и без них.

Дело в том, что «проваливание» в снег характеризуется не только силой — оно также зависит от площади, на которую эта сила воздействует. Площадь поверхности лыжи в 20 раз больше площади поверхности подошвы, поэтому человек, стоя на лыжах, действует на каждый квадратный сантиметр с силой в 20 раз меньшей, чем без них.

Или, например, если вы будете с одинаковой силой втыкать кнопки в пробковую доску, легче войдет та кнопка, у которой более заостренный конец, так как его площадь меньше.

Резюмируем: результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, к которой эта сила приложена.

А теперь подтвердим этот вывод опытами, как настоящие физики.

Возьмем небольшую доску и вобьем гвозди в ее углы. Также возьмем емкость с песком и поставим конструкцию из доски и гвоздей в эту емкость. Сначала расположим конструкцию шляпками вниз и поставим на нее гирю. Конструкция не утонет в песке, а только чуть-чуть углубится в него.

Затем перевернем конструкцию так, чтобы шляпки гвоздей оказались сверху и также поставим на доску гирю. Теперь конструкция утонет в песке.

От того, какая сила действует на каждую единицу площади поверхности, зависит результат действия силы.

Во всех примерах мы говорили о действии силы, перпендикулярной поверхности. Чтобы охарактеризовать это действие, используется величина давление.

Давление

p = F/S

p — давление [Па]

F — сила [Н]

S — площадь [м 2 ]

Как уменьшить или увеличить давление

Тяжелый гусеничный трактор производит давление на почву, равное 40–50 кПа. Мальчик массой 45 кг производит давление всего лишь в 3 раза меньше, чем такой трактор. Это связано с большой площадью гусениц трактора.

В зависимости от того, какое давление хотят получить, площадь опор уменьшают или увеличивают. Например, чтобы уменьшить давление здания на грунт, в процессе строительства увеличивают площадь нижней части фундамента.

Шины грузовых автомобилей делают значительно шире легковых автомобилей. Чтобы убедиться в этом, обратите внимание на колеса какой-нибудь большой фуры. Самые широкие шины можно увидеть на автомобилях, предназначенных для передвижения в пустыне. Тот же лайфхак используется в шасси самолетов.

Обратную зависимость тоже применяют, например, при создании лезвий колющих и режущих инструментов. Острое лезвие имеет малую площадь, поэтому даже при небольшом нажатии создается большое давление.

Задачка раз

Книга лежит на столе. Масса книги равна 0,6 кг. Площадь ее соприкосновения со столом равна 0,08 м2. Определите давление книги на стол.

Решение

На стол будет давить сила, равная весу книги. Так как она покоится, ее вес будет равен силе тяжести. Следовательно:

p = mg/S = 0,6 × 10 / 0,08 = 75 Па

Ответ: давление книги на стол будет равно 75 Па.

Задачка два

Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6 610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м 2 . Определите давление этого трактора на почву.

Решение:

p = mg/S = 6 610 × 10 / 1,4 = 47 214 Па = 47,2 кПа

Ответ: давление трактора на почву составляет 47,2 кПа.

Задачка три

Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см2. Какое давление человек оказывает на пол?

Решение

Масса человека: m = 80 кг.

Вес сумки, которую держит человек: P_c = 100 Н.

Площадь соприкосновения подошвы ботинок с полом: S = 600 см 2 .

600 см 2 = 600 / 10 000 м 2 = 0,06 м 2

Давление — это отношение силы к площади, на которую она действует. В данном случае на площадь действует сила, равная сумме силы тяжести человека и веса сумки:

Поэтому давление, оказываемое человеком с сумкой на пол, равно:

p = (mg + P_с) / S = (80 × 10 + 100) / 0,06 = 15 000 Па = 15 кПа

Ответ: давление человека с сумкой на пол равно 15 кПа.

Определение закона Паскаля

Итак, мы подошли к формулировке закона Паскаля, и звучит она так:

Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.

Обратите внимание — закон работает только с жидкостями и газами. Дело в том, что молекулы жидких и газообразных веществ под давлением ведут себя совсем не так, как молекулы твердых тел. Если молекулы жидкости и газа движутся почти свободно, то молекулы твердых тел так не умеют. Они могут лишь колебаться, немного отклоняясь от исходного положения. Именно благодаря свободному передвижению молекулы газа и жидкости оказывают давление во всех направлениях.

Рассмотрим опыт с шаром Паскаля, чтобы стало понятнее.

Присоединим к трубе с поршнем полый шар со множеством небольших отверстий. Зальем в шар воду и будем давить на поршень. Давление в трубе вырастет и вода будет выливаться через отверстия, причем напор всех струй будет одинаковым. Такой же результат получится, если вместо воды в шарике будет газ.

Давление жидкости

Из закона Паскаля следует, что раз давление передается одинаково во всех направлениях, то верхние слои жидкости давят на средние, средние — на нижние, нижние — на дно сосуда.

Давление внутри жидкости на одном и том же уровне одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Это утверждение проверяется с помощью манометра — прибора для измерения давления. Чем глубже мы измеряем давление, тем больше показания.

Давление столба жидкости

p = ρgh

ρ — плотность [кг/м 3 ]

h — высота столба жидкости [м]

g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]

На Земле g = 9,8 м/с 2

Формула давления столба жидкости часто требуется в задачах.

Задачка раз

На горизонтальном столе стоят два цилиндрических сосуда — узкий и широкий (см. рисунок). В узкий сосуд налита вода, в широкий — керосин. Уровень жидкости в сосудах одинаковый. Сравните давления p жидкостей в точках A, B, C, D и выберите правильную пару утверждений.

Решение

Давление столба жидкости прямо пропорционально ее плотности и высоте столба. Плотность воды больше плотности керосина, следовательно, давление в точке A больше давления в точке C. Давления в точках B и D равны.

Правильный ответ указан под номером 4.

Задачка два

В сосуд с водой плотностью ρ = 998 кг/м 3 опущена вертикальная стеклянная пробирка, целиком заполненная водой (см. рисунок). Высота h₁ равна 0,3 м. Найдите давление, оказываемое водой на дно сосуда в точке А. Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с 2 .

Решение

Поскольку вода не вытекает из пробирки, давление столба высотой h₂ на жидкость в сосуде высотой h₁ уравновешено давлением, которое оказывает вода в сосуде на столб воды в пробирке. Сосуд открытый, поэтому на него действует внешнее давление, которое и передается столбу воды. В результате столб воды в пробирке не оказывает дополнительного давления на точку А, поэтому давление, оказываемое водой на дно сосуда в точке А, равно p = ρgh1. Тогда:

Шины грузовых автомобилей и автобусов разбирают и собирают на стационарном стенде Ш-509 с вертикальным расположением разбираемого колеса. Силовой гидравлический цилиндр на стенде расположен горизонтально. [1]

Шины грузовых автомобилей , автобусов и прицепов заводы-изготовители не балансируют. [2]

Шины грузовых автомобилей монтируют на монтажно-демон-тажном столе при помощи инструмента - стальных лопаток и рычагов. Шины легковых автомобилей монтируют на монтажно-демонтажном станке. [3]

Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире, чем легковых ( см. фото на с. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях. [4]

Для шин грузовых автомобилей , автобусов и автомобильных прицепов, применяются камеры с металлическим изогнутым вентилем, расположенным на продольной оси. [5]

В шинах грузовых автомобилей между ободом и камерой устанавливается ободная лента с профилированным сечением, предохраняющая повреждение со стороны обода ( защемление, ржавчина, трение) камеры. Толщина ободной ленты в центральной части выбирается в пределах 3 - 10 мм, к краям толщина ленты уменьшается до 1 мм. Длина окружности ободной ленты на 15 - 20 мм больше длины окружности обода. Чрезмерное увеличение длины ленты невыгодно, так как приводит к образованию поперечных складок. Все шире практикуется применение бескамерных шин ( рис. XIV.5), по внешнему виду мало отличающихся от камерных. [6]

Ширина профиля шин грузовых автомобилей , прицепов и автобусов составляет без нагрузки ( по ГОСТ 5513 - 69) 215 - 320 мм, а шин легковых автомобилей ( по ГОСТ 4754 - 64) - 134 - 218 мм. [8]

При накачивании шин грузовых автомобилей во избежание несчастного случая при самопроизвольном выскакивании замочного кольца колеса помещают под ограждение. При отсутствии ограждения ( например, при перемонтаже в пути) колесо кладут замочным кольцом вниз. [9]

В развитии шин грузовых автомобилей наблюдается тенденция к увеличению выпуска усиленных шин повышенной грузоподъемности, чему способствовало применение металлокорда. Такие шины отличаются малой елейностью и высокой прочностью каркаса. [10]

Статический дисбаланс шин грузовых автомобилей и автобусов не должен превышать 0 5 % ( ГОСТ 5513 - 75) от произведения массы шины на наружный радиус. При этом масса шины берется в граммах, а радиус - в сантиметрах. [11]

Для демонтажа шин грузовых автомобилей трест ГАРО выпускает передвижные и станционарные стенды. [12]

Гарантийный пробег для шин грузовых автомобилей равен - 45 тыс. км, а для шин городских автобусов - 60 тыс. км. [14]

Коэффициент сопротивления качению шин грузовых автомобилей при изменении скорости от 10 до 50 км / ч увеличивается в среднем в 1 2 - 1 4 раза. Потери на качение возрастают более интенсивно при малом внутреннем давлении воздуха. [15]

В обязательном порядке покрышки для большегрузного транспорта должны иметь следующие характеристики:

продолжительный эксплуатационный период;
устойчивость к значительным нагрузкам;
повышенная степень прочности;
износостойкость.

Внешние и конструктивные отличия

При производстве продукции для большегрузов применяется армирующий материал, то есть металлокорд. Изделия для легковушек изготавливаются с использованием элементов из текстиля или полимеров.
Рисунок протектора на автопокрышках для легковушек более сглажен, а на грузовых модификациях присутствуют глубокие борозды. Такая особенность обеспечивает простоту управления грузовиком в условиях бездорожья.
Традиционно для большегрузов используют всесезонные покрышки, но для некоторых видов ТС выпускаются и зимние модификации.
Также существуют различия в маркировке. Если для легковых ТС не существует понятия передних и задних покрышек, то для грузовиков оно есть. В маркировке покрышек для большегрузов заложена информация о том, для какой оси предназначено данное изделие: управляемой (в обозначении F), ведущей (в обозначении D), для прицепов – T. Также выпускаются и универсальные изделия.

Типы шин для грузовиков

Рулевой оси. Такие обеспечивают оперативную реакцию на движение руля.
Ведущей оси. Их конструкция позволяет создать хорошие тяговые и сцепные параметры с дорожным покрытием. Они устанавливаются на заднюю ось.
Для прицепов. Они отвечают за безопасность при маневрах, а точнее – при поворотах. Для таких изделий характерна увеличенная площадь протектора.

Шасси ( английское шасси или «Ходовая часть») из самолета представляет собой всю совокупность колес с авиационными шинами, колесными дисками и , как правило , встроенные тормоза . Кроме того, они подвешены на затухающих распорках, пружинные распорках или жесткие структуры. Шасси поддерживает самолет на земле и позволяет ему двигаться по земле ( руление ). Это также позволяет достичь взлетной скорости ( разбега ). Во время посадки относительно высокие ударные нагрузки воспринимаются шасси ( амортизаторами ) и, таким образом, удерживаются вдали от планера . Даже прыжок назад (отскок от взлетно-посадочной полосы ) после более жесткого приземления смягчается за счет демпфирования амортизаторов. Колесные тормоза могут использоваться для сокращения дистанции выбега при посадке и прерывании взлета , для рулевого управления по земле (дифференциальное торможение), а также для контроля скорости и в качестве стояночного тормоза на земле. Шасси может быть фиксированным (жестким) или убирающимся (убирающееся шасси, английское убирающееся шасси ).

Шасси обычно представляет собой трехточечную опору.

Шасси - относительно тяжелая часть самолета, она может составлять до 7% от максимальной взлетной массы, но обычно всего 4–5%.

В случае шасси самолетов различают по расположению колес, месту их установки и конструкции. Основное различие делается между двумя типами шасси:

Основные стойки шасси (перед центром тяжести самолета или за ним)
Опорное шасси (носовое или хвостовое шасси, а также опорные стойки шасси на крыльях)

после этого следует расположение шасси

Трехточечное шасси в конструкции носового или хвостового колеса
Тандемное шасси
Специальные тележки (например, цепные тележки или рамы салазок)

Задачи шасси

Основными задачами шасси являются:

Включить мобильность самолета на земле
Убедитесь, что никакая другая часть самолета не касается земли во время руления, взлета и приземления.
Поглощение и гашение вертикальной кинетической энергии при приземлении
Поглощение и передача горизонтальной кинетической энергии во время посадки и в случае прерывания взлета.
Подвешивание неровных полов
Устойчивость к боковой нагрузке при взлете и посадке при боковом ветре .

Конфигурация шасси

Что касается расположения колес (обычно трехточечное), различают исторически более старое прямозубое шасси (до 1930-х годов также со шлифовальной прямозубой головкой) и более новое шасси с носовым колесом. Тандемное расположение колес под фюзеляжем встречается реже, а значит, требуются боковые опоры (примеры: моторный планер Falke , авиалайнер Baade 152 , бомбардировщик B-52 или истребитель Harrier ).

Шасси хвостового колеса (англ. «Обычная шестерня»)

Тандемная передача (англ. «Тандемная передача»)

Конфигурации шасси различных коммерческих самолетов

В тяжелых транспортных самолетах основная стойка шасси часто состоит из двух-четырех групп колес, расположенных в два ряда на фюзеляже.

Количество колес, необходимое для конкретного самолета, зависит от его веса, предполагаемого использования и несущей способности рабочих поверхностей аэропорта. Это значение указывается с помощью « Классификационного номера дорожного покрытия ».

Хвостовое шасси (хвостовое или хвостовое шасси)

В первые десятилетия авиации до конца Второй мировой войны почти все самолеты были Spornradflugzeuge (англ. Taildragger или хвостовое колесо ). Практически все они имели шасси со шпорой. Отсюда и происходит термин « обычное снаряжение» , которое до сих пор используется в английском языке .

При использовании хвостовой стойки шасси две стойки основного шасси находятся перед центром тяжести самолета, а шлифовальная шпора или хвостовое колесо в хвостовой части обеспечивает третью точку опоры. Это звездообразное колесо можно было сделать управляемым , соединив его с рулем направления . По сравнению с шасси с носовым колесом, конструкция немного проще. Недостатком этого типа шасси является то, что при стоящем автомобиле корма ниже носовой части. Для пилота это означает, что обзор спереди может быть сильно ограничен во время руления, вынуждая его рулить по извилистым линиям. Чтобы взлететь, он должен сначала приподнять хвост самолета во время взлета (легким нажатием на ручку управления), пока фюзеляж самолета не станет параллельным взлетно-посадочной полосе. На этом нейтральном продольном уклоне происходит дальнейшее ускорение до отрыва. Из-за воздушного потока, похожего на штопор, за пропеллером (англ. Slip stream), который ударяет по вертикальному хвосту, может возникнуть более или менее сильная тенденция к отрыву, особенно после подъема хвоста влево в самолетах с правым или правым оперением. пропеллер вращающийся по часовой стрелке. Второй недостаток хвостовой стойки шасси становится очевидным, когда фактически начинается отрыв, особенно при выкатывании после приземления. Центр тяжести за опорной линией основного шасси, который имеет тенденцию продолжать движение в исходном направлении, создает момент, который даже поддерживает движение отрыва.

Посадки с хвостовым оперением требуют специальной практики от сегодняшних пилотов, которые в основном проходили первоначальную подготовку на более современных самолетах с носовым шасси. Если тормоза слишком сильные, есть также риск того, что самолеты с хвостовым колесом встанут на голову ( мемориал авиатора ) или даже перевернутся вперед.

Трехточечная посадка, при которой все три колеса касаются одновременно, является целью летательного аппарата с хвостовым опусканием. Необходимый большой угол атаки крыла и, следовательно, большее сопротивление уменьшают скорость приземления и значительно сокращают расстояние наката.

При установке реактивных двигателей под крыло самолетов с низкорасположенным крылом хвостовое шасси непригодно, как показали первые испытания на Me 262 . Лифта не является достаточно эффективной , чтобы противодействовать восстанавливающий момент , что тяга двигателя создает относительно высокого центра тяжести. Поднять корму при качке не получалось. Уловка, с помощью которой удалось преодолеть этот недостаток, заключалась в кратковременном нажатии на тормоза, в результате чего ствол приводился в желаемое горизонтальное положение. Основываясь на этих знаниях, другой испытательный самолет Me 262, а также самолеты конкурирующей разработки, Heinkel He 280 , получили шасси с носовым колесом.

Для пассажиров коммерческих самолетов шасси с хвостовым колесом означает, что они должны идти по наклонной плоскости, чтобы садиться в самолет и выходить из него, например Б. в Ju 52 или DC-3 .

Шасси носового колеса

Шестерня трехколесного велосипеда является более современной формой по сравнению с шестерней хвостового колеса, хотя братья Райт уже использовали ее на своих более поздних самолетах. Носовая опора в передней части фюзеляжа дополняет основные стойки шасси. Обзор для пилота хороший, особенно при рулении, а также при взлете и посадке. Носовое колесо может быть управляемым или просто поворотным. В последнем случае необходимо установить отдельное демпфирующее устройство , чтобы избежать ужасного трепета носового колеса ( Шимми ). Для управления по земле в дополнение к носовому колесу может использоваться колесный тормоз соответствующего основного шасси. Переворот вперед, как и в случае с шасси с хвостовым колесом, больше не возможен. Центр тяжести самолета немного впереди основных стоек шасси. В случае небольшого отрыва это создает момент, который противодействует направлению отрыва и, таким образом, имеет стабилизирующий эффект.

В коммерческих самолетах с шасси с носовым колесом фюзеляж всегда находится почти в горизонтальном положении, чтобы пассажиры могли садиться и выходить из него. Обозначение шин коммерческих самолетов было стандартизировано американским FAA .

Эта конфигурация может быть впервые продемонстрирована в Германии 8 июня 1939 года на Fw 58, который министерство авиации Рейха переоборудовало в Фокке-Вульф. Затем самолет был предоставлен для испытаний всем немецким компаниям-разработчикам на некоторое время. Вальтер Блюм из Арадо первым осознал преимущества и сразу применил новую форму шасси к Ar 232 . С тех пор он преобладал и представляет собой решение, обычно используемое сегодня как в военном, так и в гражданском секторах.

Читайте также:

Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире чем легковые

Внешние и конструктивные отличия

Типы шин для грузовиков

Как уменьшить или увеличить давление

Задачка раз

Задачка два

Задачка три

Определение закона Паскаля

Давление жидкости

Задачка раз

Задачка два

Внешние и конструктивные отличия

Типы шин для грузовиков

Оглавление

Задачи шасси

Конфигурация шасси

Хвостовое шасси (хвостовое или хвостовое шасси)

Шасси носового колеса