スクリュー推進車両

スクリュー推進車両

スクリュー推進車両は、雪、氷、泥、沼地などの困難な地形を走行するために設計された陸上車両または水陸両用車両です。このような車両は、車両が走行する媒体に螺旋状のフランジが取り付けられた1つまたは複数のオーガ状のシリンダーの回転によって移動することで特徴付けられます。アメリカ軍では、これらの車両は限界地形車両（MTV）の一種として分類されており、アルキメデススクリュー車両と呼ばれています。 [ 1 ]アンフィロールと呼ばれる現代の車両やその他の類似の車両は、特殊な用途を有しています。

車両の重量は、通常、1組以上の大きなフランジ付きシリンダーによって支えられます。場合によっては、1つのフランジ付きシリンダーが追加の安定スキーとともに使用されます。これらのシリンダーはそれぞれ、ねじのねじ山のようならせん状のフランジを備えています。各シリンダーの対応するペアでは、一方のフランジは時計回り、もう一方のフランジは反時計回りになります。フランジは、車両が置かれている表面とかみ合います。フランジがしっかりと食い込むように、雪、砂、泥などのやや柔らかい素材が理想的です。エンジンを使用してシリンダーを逆回転させます。つまり、一方のシリンダーが時計回りに、もう一方が反時計回りに回転します。逆回転は打ち消し合い、車両は回転軸に沿って前進 (または後進) します。

動作原理はスクリューコンベアの逆です。スクリューコンベアは、螺旋状のスクリューを用いて半固形物を水平またはわずかに傾斜させて搬送します。スクリュー駆動の搬送装置では、半固形物は静止したまま、機械自体が移動します。

初期の開発

ジェイコブ・モラースのオーガー駆動農業機械の設計、1899 年。

スクリュー駆動式車両の最も初期の例の一つは、1868年にアメリカ合衆国ミズーリ州セントルイスに定住したスイス出身のジェイコブ・モラースによって設計された。 [ 2 ]モラースの機械は、鋤の牽引などの農作業用に設計された。オーガーには刃が付いており、機械が走行する際に地面の根を砕くように設計されていた。[ 3 ]

実際に製造された最初のスクリュー駆動車両の一つは、メイン州出身のジェームズ・ピービーとアイラ・ピービーによって設計されました。この車両は1907年にアイラ・ピービーによって特許を取得しました。ピービー家は、メイン州スティルウォーターの鍛冶屋ジョセフ・ピービーが、今日までピービー（「ペビー」または「ピビー」と呼ばれることもある）として知られる道具を発明して以来、木材産業への貢献で有名です。ピービー製造会社は現在もメイン州に所在しています。[ 4 ]

ピーヴィーの機械は2組のシリンダーを備え、その間に操舵用の関節があった。少なくとも2台の試作車両が製作され、1台は蒸気動力、もう1台はガソリンエンジンを使用した。[ 5 ]試作車両は固く締まった雪の上ではうまく作動したが、フランジにつかまるものがないため柔らかい粉雪では作動しなかった。この機械は丸太を運搬するように設計されたが、その長さと堅固な構造のため、想定されていた冬の凸凹道では苦労した。ピーヴィーの発明はアルビン・ロンバードが製作したロンバード蒸気丸太運搬車にはかなわず、商業的に生産されることはなかった。[ 6 ] （ロンバード車両はハーフトラック車両の初期の例で、操舵用のそりまたは前輪と牽引用のキャタピラを備えた鉄道機関車に似ていた。）

アームステッド・スノー・モーター

カリフォルニア州ウッドランドのヘイズアンティークトラック博物館にあるフォードソンスノーモービル。

1920年代にアームステッド・スノー・モーターが開発されました。これは、フォードソン・トラクターを1対のシリンダーを備えたスクリュー駆動車両に改造するために使用されました。カリフォルニア州トラッキー地域で使用されていたこの機械は、地元の人々から「スノー・デビル」と呼ばれていましたが、当時そのような名称で呼ばれた広告は知られていません。この車両の性能と、アームステッド・スノー・モーターを搭載したシボレー車を紹介する映画が制作されました。 [ 7 ]この映画では、この車両が雪道でも優れた性能を発揮することが明確に示されています。操舵は、各シリンダーが独立したクラッチから動力を受け取り、ステアリングギアの位置に応じてクラッチが作動・解除することで行われ、これにより比較的機動性の高い車両が実現しました。このプロモーション映画では、アームステッド・スノー・モーターが20トンの丸太を牽引する様子が映し出されています。

1926年1月、『タイム』誌は次のように報じた。

モーターカーをほぼあらゆる用途に活用してきたデトロイトの大手自動車メーカーは、今や「スノー・モーターズ社」という会社を設立し、時速6～8マイル（約9～13キロメートル）で深い雪の吹きだまりを走破できる機械の開発に着手した。この新型車は、車輪の代わりに2つの回転シリンダーにフォード製トラクターの動力装置を搭載したもので、蒸気ローラーに似た構造となっている。この機械は、これまで走行不可能だった深い雪道でもその有用性を既に実証している。この機械1台は、かつて3つの作業班を必要としていた作業をこなした。オレゴン州では、ユージーンとベンド間のマッケンジー峠を1日2往復する駅馬車がスノー・モーターを使用している。カナダ、ノルウェー、スウェーデン、アラスカから既に注文が入っている。ハドソン湾会社は、最北の毛皮交易基地との通信を維持するためにスノー・モーターを発注した。ロイヤル・ノースウェスト騎馬警察もスノー・モーターの市場に参入しており、映画関係者にとっては残念なことに、騎馬警官ではなく運転手になるかもしれない。著名な自動車メーカー数社も、スノーモーターの装備を自社の通常モデルに搭載するという観点から、この提案に興味を示している。特にハドソン、ダッジ、シボレーは、この分野での実用化の可能性に関心を示している。[ 8 ]

現存する一例は、カリフォルニア州ウッドランドにあるヘイズ・アンティーク・トラック博物館に収蔵されています。この車両は、トラッキーからノース・レイク・タホまで郵便物を運ぶのに使われていたと言われています。[ 9 ]

第二次世界大戦期

ウィーゼルのスクリュー推進プロトタイプ（おそらく軽量の運転席を備えたフォードソンスノー デビル）
M29ウィーゼルは最終的に

第二次世界大戦中、ナチス・ドイツがノルウェーを占領した際、奇想天外なジェフリー・パイクは雪上で兵士を迅速に輸送する問題について考えました。彼はアームステッド雪上モーターをベースとしたスクリュー推進車両の開発を提案しました。[ 10 ]パイクは、この車両が機動力の高い兵士の小規模部隊によって使用されることを想定していました。小規模部隊が与える損害や死傷者は少ないかもしれませんが、敵はあらゆる攻撃の可能性に備えてノルウェーに多くの兵士を駐留させざるを得なくなります。パイクのアイデアは当初却下されましたが、1941年10月にルイス・マウントバッテンが統合作戦部長に就任すると、パイクのアイデアはより好意的に受け止められました。マウントバッテンはパイクの計画が価値があると確信し、採用しました。この計画は「プロジェクト・プラウ」となり、多くの高官会議がこの計画のために開催されました。[ 11 ]

適切な車両開発の問題はアメリカに委ねられ、パイクは開発を監督するためにアメリカに赴いた。しかし、融通の利かない性格のパイクはプロジェクトの関係者と意見が合わず、アメリカはより従来型の装軌車両であるM29ウィーゼルの設計へと移行した。[ 12 ]

1944年、ドイツ軍兵士で東部戦線のベテランであるヨハネス・レーデルは、スクリュー推進式雪上車（ schraubenantrieb schneemaschine）を発明しました。レーデルは、ロシアの深い雪国で装軌車両を運用する際の問題点を目の当たりにしていました。戦車が履帯の下の雪を掘り出すと、車体の下に押し込まれた雪の上に戦車が動けなくなってしまうのです。[ 13 ]

ヨハネスの息子、ジークフリート・レーデルによれば：

この車両のアイデアは、スクリュー式の圧縮機構を採用した肉挽き機を観察する中で生まれました。彼はベルリンの陸軍工兵隊（OKH）を説得し、コンセプトマシンの試作を許可してもらいました。当時、オーストリアは既にドイツに併合されており、彼はチロル州ザンクト・ヨハンにあるオーストリア・アルプス車両試験センターに派遣されました。

彼は入手可能なあらゆる資材を使い、1944年2月10日から4月28日までの間に実用的な試作機を製作した。この試作機は徹底的に試験された。速度は非常に遅かったが、1トンの牽引が可能だった。また、登坂能力も優れていた。雪面への到達は30cm程度で、それ以上は到達できなかった。

レーデルの機械は結局生産されなかった。[ 13 ]

両生類

十分な接触面積と浮力を確保するために、ねじ付きシリンダーは必然的に大型になります。シリンダーは軽量であるため、フロートとして好適に機能し、この配置は水陸両用車両の設計にも活用できます。

ベトナム戦争中、アメリカ水路実験ステーション(WES)はクライスラー社が設計したマーシュ スクリュー水陸両用車をテストした。[ 14 ] [ 15 ]この車両のはしけのような船体はアルミニウムでできていた。四隅に垂直の支持部が取り付けられ、回転するブレード付きの2つのドラムを支えていた。この車は重量が2,500ポンド以下で、1,000ポンドの荷物を運ぶことができた。マーシュ スクリュー水陸両用車は圧雪路上で最も速く、時速20マイル(32  km/h、17  kn ) を超えることができた。湿地帯では時速14マイル(23  km/h、12  kn )、水中では時速8マイル(13  km/h、7.0  kn ) で移動できた。[ 1 ]この車両は「土壌表面、特に砂地ではひどく失敗し」、時速1.6マイル（2.6  km / h、1.4  kn）しか走行できなかった。[ 16 ]

このような期待外れの結果にもかかわらず、クライスラーは1969年に海軍向けにはるかに大型の車両、河川用多用途艇（RUC）を製造した。RUCは直径39インチ（991mm）の2つのアルミニウム製ローターで航行した。RUCは水上で15.7ノット（時速29.1km）、湿地帯では25ノット（時速46km）近くという驚異的な速度を達成した。しかし、固い土の上では再び速度が出ず、わずか3.6ノット（時速6.7km）にとどまり、堤防の渡河も困難を極めた。車両はスタックしてしまうのだ。[ 17 ]この車両は、クライスラー製の船舶用V8エンジン2基と2速オートマチックトランスミッション2基を搭載していた。 [ 1 ]

ZIL-29061、 ZIL-2906のアップグレード版

ソビエト連邦は、アクセス不可能な地域に着陸した宇宙飛行士を回収するという困難な任務のために、特にスクリュー推進式宇宙船 ZIL-2906 （ロシア語ではシュネコホドとして知られる）を建造した。

1960年代、ジョセフ・ジャン・デ・バッカーはオランダ南西部フルストにあるデ・バッカー機械工場の多忙なオーナーでした。彼は熱心な漁師でもありましたが、潮の満ち引き​​によって漁の時間が制限されることを望まなかったのです。そこで彼が考案したのが、スクリュー推進式の乗り物「アンフィロール」でした。この乗り物は、一見するとマーシュ・スクリュー・アンフィビアンに似ています。アンフィロールは、下げ潮で露出した粘り気のある粘土層の上を移動し、満潮時には水中を泳ぐことができました。[ 18 ] [ 19 ]

デ・バッカーのアンフィロールは、泥道で最高時速12km（6.5ノット）、水中で最高時速10km（5.4ノット）を誇りました。動力源は、2基の改造型DAF 44/55バリオマチックトランスミッションユニットで、これによりフランジ付きシリンダーを意図的に同一方向に駆動できるという画期的な技術革新が実現しました。これにより、陸上では時速30km（16ノット）という驚異的な速度で横滑り走行が可能になりました。また、横滑り時には、シリンダーの前部を平行からずらすことで操舵を行い、最小旋回半径を大きくしました。

アンフィロールは、地盤調査、新しく排水された干拓地の乾燥を助けるための溝掘り、土壌掘削チームの運搬に使用されます。 [ 20 ]

今日、アンフィロールとして広く知られる現代の車両は、産業プロセスから発生する尾鉱の圧縮 といった特殊な作業を行っています。尾鉱の圧縮におけるこれらの機械の利点は、プロファイルをリパルプ化することなく水または処理液を排出できる手段を提供することです。このアプローチにより、降雨が圧縮と脱水に与える影響を大幅に軽減できます。しかし、軽量で高速な機械は限界地形へのアクセスには適していますが、リパルプ化と貫入深度の制限により、圧縮には適していません。これらの機械を尾鉱および浚渫土の圧縮に特化して使用するプロセスは、鉱業業界では一般に「マッドファーミング」と呼ばれています。[ 21 ]

最近の動向

イギリスのアイスチャレンジャー探査チームは、ベーリング海峡の氷床横断にスノーバード6号（改造ボンバルディアの無限軌道船）にスクリュードライブを搭載した。回転シリンダーによりスノーバード6号は氷上を移動し、水中を自走することが可能だったが、スクリューシステムは長距離走行には適さないと考えられていたため、シリンダーを上昇させることで従来のキャタピラ式軌道上でも走行することができた。アイスチャレンジャーのウェブサイトによると、この設計はシベリアに着陸した宇宙飛行士を回収するために使用されたロシアの車両（おそらくZIL-2906）に着想を得たという。[ 22 ]

ロシアの発明家アレクセイ・バーディンは、スクリュー推進システム「TESH駆動変形ワーム」を考案した。[ 23 ]

最近では、深いプロファイル貫入が可能な大型機械（メーカーはマッドマスターと呼んでいる）による泥耕作が、高強度尾鉱管理の効率的な方法であることが証明されている。[ 24 ]

参照

参考文献

注記

  1. ^ a b cクリスモン、フレッド・W. (1992).アメリカ軍装軌車両. オセオラ、ウィスコンシン州: モーターブックス・インターナショナル. pp.  399– 401. ISBN 087938672X。
  2. ^ペンとサンライトによるセントルイスのスケッチ：南への商業の玄関口。シカゴ：フェニックス出版。1892年。268ページ。 2011年6月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  3. ^米国特許635501、JA Morath、「農業機械」、1899年5月18日発行。 オーガー駆動の農業用トラクターの初期の特許。
  4. ^ 「History of The Peavey」 . Peavey Manufacturing Co. 2008年12月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月7日閲覧。
  5. ^ 「1907年製スクリュー駆動車」。特許出願中のブログ - 特許と技術の歴史。 2009年1月7日閲覧。
  6. ^ Lore A Rogers & Caleb W Scribner. 「Lombard Steam Log Hauler」（PDF） . アメリカ機械学会. 2009年3月4日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2009年1月6日閲覧。
  7. ^ SeekingMichigan (2008年12月26日). 「Armstead Snow Motors」(FLV) . Vimeo . 2009年12月25日閲覧。Armstead Snow Motor Companyはこの製品デモを1924年に発表した。
  8. ^ 「スノー・モーターズ」『タイム』誌、1926年1月4日。 2012年11月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月14日閲覧。
  9. ^ 「コレクション – フォードソン・スノーモービル 1926」 .ハイドリック農業歴史センター. 2009年12月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月14日閲覧。この車両はトラッキーからノース・レイク・タホまで郵便物を輸送した。
  10. ^ランプ、1959年、91-95ページ。
  11. ^ランプ、1959年、p97。
  12. ^ 「OSSブリーフィングフィルム - ザ・ウィーズル」Real Military Flix . 2009年1月28日閲覧。
  13. ^ a b Rob Arndt. 「Raedel SchraubenantrieB Schneemaschine (Screw Propulsion Snow Vehicle) (1944)」。2017年9月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年1月19日閲覧。
  14. ^ 「水、泥、湿地、ヘドロ、ぬかるみ、ぬかるみ、沼地、湿原、沼地、泥沼、雪、ぬかるみ、砂、シルト、泥沼（広告）」『ライフ』誌：35、36ページ。 1964年1月10日。 2012年12月12日閲覧。
  15. ^ 「New American Swamp Vehicle – The Marsh Screw」Pathe News、1964年。 2012年12月13日閲覧。
  16. ^ Fatherree, Dr. Ben H. 「第8章 ベトナム戦争時代とその先：モビリティと環境研究、1963～1978年」。水路実験所における地盤工学の歴史（1932～2000年） 。 2007年6月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年1月28日閲覧。
  17. ^ Owen, AY 「Marsh Screw (images)」 . Time & Life Pictures . Getty Images . 2009年1月28日閲覧。
  18. ^ Joris Brackeの引用、Hans Rosloot (1969年10月)。「Amphiroll」。水陸両用車情報源。2009年1月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月30日閲覧。
  19. ^ 「Go Anywhere Transport」 Pathe News 、1966年。 2011年5月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年3月1日閲覧。
  20. ^ (社説) (1969年10月). 「Mud Lark」 .デザイン. VADS – The Online Resource for the Visual Arts. 2011年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月29日閲覧。
  21. ^ Cooling, DJ (2007).残渣管理慣行の持続可能性の向上 – Alcoa World Alumina Australia (PDF) . オーストラリア地質力学センター、パース、p. 8. ISBN 978-0-9756756-7-0. 2007年9月1日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2009年1月29日閲覧。
  22. ^ 「アイスチャレンジャー」2009年1月14日閲覧。
  23. ^ 「発明の説明」 Teshlab. 2012年12月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月29日閲覧。
  24. ^ Munro, LD; Smirk, D (2012年3月). 「ボーキサイト残渣の脱液および圧密の最適化」(PDF) . アルミナ品質ワークショップ. pp.  269– 275. 2013年4月9日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2013年2月6日閲覧。

一般的な参考文献

  • ランプ、デイヴィッド（1959年）『知られざる天才パイク』ロンドン：エヴァンス・ブラザーズ社。

特許

  • 米国特許 997385、フランチェスカッティ、「そり推進器」、1911 年 7 月 1 日発行 スクリューが氷に触れないように改良されたスクリュー推進のそり。
  • 米国特許 1069875、Otis A. Hollis、「トラクター」、1913 年 8 月 1 日発行 単一スクリューの低速トラクター機構。
  • 米国特許 1211345、ピーターセン、「モーターそり」、1917 年 1 月 1 日発行、 自走式そり。
  • 米国特許 1254479、John S. Chisholm、「モーターそり」、1918 年 1 月 1 日発行 オープン スクリューを備えた自走式そり。
  • 米国特許 1646611、サミュエル M. コード、「水陸両用車両」、1927 年 10 月 1 日発行、 自走式水陸両用車両。
  • 米国特許 1685702、Breen、「スパイラル駆動装置」、1928 年 9 月 1 日発行。 氷や雪の上を走行するための自動車の改造。
  • 米国特許 1833114、J. Holtzman、「車両推進機構」、1925 年 11 月 1 日発行 自動車を一時的に氷や雪に適応させることができるアダプタ。
  • 米国特許 2154191、AP Welsh、「Hydro-safety Craft」、1939 年 4 月 1 日発行 安全性を重視した手推進ボート。
  • 米国特許 2254320、Oren F. Russell、「モーター駆動アイススケート」、1941 年 9 月 1 日発行 これがどのように動作するのかは分かりません。
  • 米国特許 2706958、Cutting 他、「回転式船体車両」、1955 年 5 月 1 日発行 雪や氷のツンドラなどで使用できる水陸両用車両。
  • 米国特許 3059711、Alvin C. Becker、「Snow Traction Unit」、1962 年 10 月 1 日発行 そりやスキーヤーを押したり引いたりするのに使用するネジ駆動の牽引ユニット。
  • 米国特許 3169596、SA Wright、「階段移動車両」、1965 年 2 月 1 日発行 階段を上り下りできる装置。
  • 米国特許 3224407、P.A. Bertrand、「Bertrand Tractor Vehicle」、1965 年 12 月 1 日発行 沼地や起伏の多い地形用のトラクター。
  • 米国特許 3250239、JJC Garate、「Garate 水陸両用車両」、1966 年 5 月 1 日発行 陸に上がることを可能にする小さなスクリューを備えたボート。
  • 米国特許 3333563、Joseph Jean De Bakker、「De Bakker Amphibian Vehicle」、1967 年 8 月 1 日発行 スクリュー駆動車両で、スクリューの角度を制御し、スクリューを同じ方向に駆動するオプションを備えています。
  • 米国特許 3395671、Zimmerman, Jr.、「水陸両用車両用ステアリング装置」、1968 年 8 月 1 日発行、 クライスラー社の設計。
  • 米国特許 3397668、DN Mainguy、「Mainguy 水陸両用車」、1968 年 8 月 1 日発行、 非連続ネジを備えた水陸両用車。
  • 米国特許3405777、ケメンツキー、「特にスキーヤーのための牽引または引っ張り装置」、1966年10月1日発行 
  • 米国特許 3420326、Kasimir C. Kusmer、「陸上車両の推進力」、1969 年 1 月 1 日発行 互いに 90 度の角度でねじが配置されている珍しい配置。
  • 米国特許 3514962、Norman M. Poole、「潜水パイプ敷設バージ」、1970 年 10 月 1 日発行。 海底を横断するための設計。
  • 米国特許3682127、エドモンド・ルイ・マリー・ワケ、「回転フロート付き水陸両用車」、1972年8月1日発行 
  • 米国特許4338043、ピエール・ビアンカル他、「海底に物質を堆積させる方法...」、1982年7月6日発行 
  • 米国特許 4476948、小本幹久、中村正俊、「水陸両用車」、1984 年 10 月 16 日発行。 水から急な坂を登ることができる水陸両用車。
  • 米国特許 4867716、Clifford T. Bartz、「ボート」、1969 年 9 月 19 日発行 安全性を重視したペダル式動力ボート。
  • 米国特許5203274、ダグラス・S・ハート他、「水陸両用車」、1993年4月20日発行 
  • 米国特許5203729、ラリー・D・ベラー他、「オーガー駆動式水陸両用玩具」、1993年4月20日発行 
  • 米国特許5392871、ダグラス・マクファーランド、「水陸両用車両および制御」、1993年8月18日発行 
  • 米国特許5509370、ピーター・コバックス他、「水陸両用陸上車両」、1996年4月23日発行 
  • 米国特許 
  • 米国特許6966807、ウラジミール・レオノフ、オン・ケンリップ、「スクリュー駆動車両」、2005年11月22日発行 
ウィキメディア・コモンズには、スクリュー推進車両に関連するメディアがあります。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=スクリュー推進車両&oldid= 1312319055」より取得