Законы физики можно обмануть: ученые объяснили феномен хождения по воде

Марсоход был разработан NASA для освоения Красной планеты. Во всяком случае, так было заявлено изумленной американской публике.

На борту у него якобы расположена лаборатория. Однако на Марсе космический внедорожник никогда не был.

Как меняют траки на вездеходах? Что должно быть в багажнике автомобиля путешественника?

И зачем в столице Малайзии установили бассейн с необычной жидкостью? Об этом рассказали в программе "Как устроен мир" с ведущим Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.

Транспортный коллапс: путешествия на Чукотке возможны только зимой

Цель создания такого транспортного средства – привлечение общественного внимания к изучению космоса. Скорее всего, проходимость рекламного марсохода невысока, но для космических проходимцев из NASA ее вполне достаточно.

"Все защиты, связанные с корпусами, с резинотехническими изделиями, все, что может потрескаться на холоде, каким-то образом подвергнуться внешнему воздействию и изменить свою форму, также должно защищаться. В ряде случаев на кузова машин, на стекла наносятся даже специальные защитные жидкости, которые препятствуют интенсивному воздействию окружающего холода", – поделился доцент кафедры механизации, автоматизации и роботизации строительства НИУ МГСУ Дмитрий Густов.

Для человека, попавшего впервые на Чукотку, эта территория может показаться другой планетой. Условия проживания здесь сильно отличаются от Центральной России.

Переезд из города в город на Чукотке – мероприятие сезонное. Такой вояж можно совершить только зимой, когда встанут реки, и только на специальной технике. Американский марсоход для этого не подойдет.

Суровый климат Чукотки требует сурового характера. Таким характером должны обладать и люди, и машины.

"Выбираться на лед гораздо тяжелее. В болоте, даже в условиях топи, можно зацепиться за что-то лебедкой, как-то заякориться, использовать так называемый грузинский якорь и все равно выбраться на дорогу. В воде это делать гораздо тяжелее", – отметил старший инженер-механик в автосервисе Николай Баруздин.

Как ремонтируют вездеходы в экстремальных условиях

Поставить запаску вместо пробитого колеса даже на грузовик – процедура стандартная. Домкрат и баллонный ключ в опытных руках решают задачу на раз. Совсем другое дело – поменять траки на слетевшей гусенице вездехода. Этот процесс всегда непредсказуем, нужен творческий подход.

Если в пути гусеничный вездеход "разулся", как это называется на профессиональном языке, то нужен трактор. Вытащить на ровную поверхность надо не только сам вездеход, но и гусеницу. Ее вес, в зависимости от модели, может быть около тонны и более.

"На данный момент для замены траков, а также установки гусениц в полевых условиях пока еще не придумано никаких специализированных устройств. Все, опять же, делается руками и инструментом: кувалдой, гаечными ключами – и все", – обратил внимание специалист по ремонту мототехники Вадим Валеев.

Сход гусеницы происходит из-за езды по бездорожью, что приводит к износу траков. Чтобы их снять, нужно выбить из соединения пальцы. И тут задача решается только с помощью кувалды.

Установка гусеницы – это всегда коллективная работа. Сначала вездеход заезжает на половину гусеницы. Вторую половину затягивают наверх, используя в качестве лебедки тяговую силу колеса. Далее концы гусеницы нужно соединить. Для этого понадобятся и бревна, и доски. После нужно забить палец, и гусеница на месте.

"Транспорт даже если приедет, это не сильно поможет. Если гусеница вообще вылетела, ее нужно будет подтащить, наезжая транспортным средством, с которого она слетела, потом прокидывать ее, стягивать и только после этого вбивать либо пальцы, либо болты в зависимости от того, какая система применена непосредственно на таком транспортном средстве", – рассказал механик Баруздин.

Погодная засада: вездеход бывает сложно вытащить на буксире

Зимнее путешествие по болотам Ханты-Мансийского округа – дело крайне опасное. В такой путь настоящие мужчины отправляются на нескольких вездеходах. В дороге может произойти всякое. Если тяжелый гусеничный вездеход провалится в болото, то выбраться самостоятельно уже нереально.

Так бывает, что первые машины прошли, а одна провалилась по самую кабину. Кажется, задача понятная, подцепить тросом и вытащить. Однако в условиях сурового северного климата обычная буксировка превращается в операцию по спасению.

"Если вездеход гусеничный, то вес распределяется по всей длине гусеницы и машина плавно давит на грунт. Если это колесный вездеход на шинах низкого давления, то тоже он достаточно широкой точкой опоры опирается на грунт и не проваливается", – рассказал механик Барузин.

Вес вездехода такого типа в среднем составляет 10 тонн. Тягач в такой же весовой категории. А под гусеницами скользкая замерзшая почва, покрытая снегом.

Понять логику водителя вездехода обычному человеку непросто. На первый взгляд может показаться, что показанный в программе отчаянный путешественник решил утопиться, но нервы у покорителей Севера крепкие, и в услугах психотерапевта они не нуждаются. А в воду вездеход заехал просто потому, что этот ручей оказался у него на пути.

Плывет вездеход или едет по дну, непонятно, но это и неважно, потому что он умеет и плавать, и ходить по дну.

"Для плавающего вездехода выход из воды всегда проблема, но главное для него инженерное решение – это хороший качественный зацеп резины. Протектор должен быть специализированный: либо прямая шашка, либо сильный, развитый грунтозацеп, то есть когда он просто выезжает и цепляется за берег, за грунт, за все остальное. На гусеничном вездеходе такой проблемы обычно нет. Ему намного легче выбираться из воды. В основном это касается колесных", – заявил мототехник Валеев.

Промышленные вездеходы на бездорожье русского Севера – это серьезные тяжелые машины. Они доставляют грузы и людей в малодоступные места.

Распутица, грязь, трясина – это повседневные условия в пути для тяжелых гигантов. Впереди такое же бездорожье на многие километры.

Торжество технической мысли или полный провал: плюсы и минусы шнекохода

Более 50 лет назад в Советском Союзе прошли испытания опытной модели вездехода на шнековом ходу. Машина показала удивительные результаты в различных условиях бездорожья.

Особенно проворно вездеход на шнеках преодолевал заболоченные участки. Там, где гусеничная техника застревала, шнекоход свободно двигался и маневрировал, а также вытаскивал застрявшую технику из болота.

"Шнекоход очень плохо идет по твердым грунтам. Если мы говорим про какую-то скалистую местность, он практически будет бесполезен. И на бетонных покрытиях, и на асфальтовом покрытии он тоже ехать не сможет. Гусеничная техника может доехать туда сама, а шнекоход придется доставлять. При узкоспециализированной необходимости он может заменить гусеничник, даже быть более выигрышным. Но полностью гусеничный ездит везде. Шнекоход, к сожалению, нет", – объяснил механик Баруздин.

Полые шнеки одновременно выполняют функцию колес и поплавков. За счет этого вездеход обладает хорошей плавучестью. На воде он развивает скорость 13 км/ч. Свободно выезжает из воды на берег и так же легко с берега входит в воду.

Отличные результаты шнекоход показал на глубоком снегу. Большой диаметр шнеков позволяет вездеходу не проваливаться даже на очень рыхлой снежной поверхности. Скорость движения шнекохода зависит от угла наклона борозд на шнеках. С углом 30 градусов вездеход развил на снегу скорость 18 км/ч.

"В современном мире шнекоходы используются, но достаточно локально. Главное их (назначение. – Прим. РЕН ТВ) – поиск космонавтов либо нефтегазовый промысел... Как и у любой вездеходной техники узкоспециализированной у них есть будущее, но в каких-то локальных ситуациях", – добавил мототехник Валеев.

Советский шнекоход с успехом прошел все испытания, опередив своих соперников. Однако универсальная машина имеет серьезные ограничения. Шнеки вездехода совершенно не годятся для обычных дорог.

Лопата, компрессор и сенд-трак: стартер-пак для экстремальных путешествий

Чтобы использовать гражданский автомобиль в условиях Севера, его необходимо правильно подготовить. Один из самых важных элементов – лебедка. Причем лебедка устанавливается в салон. А под багажником крепится дополнительный газовый баллон. В самом багажнике обязательно должны быть дополнительные емкости для топлива.

Компрессор для подкачки колес тоже устанавливается стационарно. А еще для путешествия необходимо иметь внешнюю печку. Это для того, чтобы ночевать в машине. Печка вешается на приготовленные кронштейны снаружи, а тепло она подает внутрь через специальный шланг. Питается электропечь от аккумулятора.

Опытные путешественники рекомендуют устанавливать более мощный аккумулятор и иметь пуско-зарядное устройство. Движок для дворников может замерзать при низких температурах. Его предлагают заменить на более мощный. Для увеличения клиренса лучше поставить как минимум 29-ю резину.

"Зимнее топливо обладает необходимой вязкостью и не будет застывать при пониженных температурах. Аккумуляторы также должны выполняться в варианте северного исполнения. Потому что проблемы с электролитом, которые существуют в обычных аккумуляторах, могут привести к тому, что аккумулятор просто не будет давать необходимое напряжение и машина не запустится", – объяснил доцент Густов.

Даже если вам предстоит путешествие по региону с умеренным климатом, снаряжение для своего внедорожника необходимо подготовить очень тщательно. Профессионалы рекомендуют брать с собой реечный домкрат. Это устройство может пригодиться не только для замены колеса. Реечный домкрат поможет вытащить застрявшую машину и в некоторых случаях заменит лебедку.

Лопата в багажнике любого автомобиля не бывает лишней. А для путешествия на внедорожнике лучше иметь пару лопат для разных грунтов.

Стропы для крепления груза на верхний багажник лучше брать с запасом. В непредсказуемой ситуации они иногда выполняют различные функции крепежа. А если трос лебедки нужно закрепить за дерево, то лучше это сделать защитной стропой, чтобы не портить его кору.

"Во внедорожнике, конечно, идеально, когда лебедка установлена посередине авто с выпуском и вперед, и назад троса, но это не всегда технически просто сделать. Поэтому хорошо, когда она быстросъемная. Она ставится либо наперед, либо назад и соответственно подключается", – поделился мототехник Валеев.

Динамическая стропа позволяет создать мощный рывок при вытаскивании застрявшей техники. Тягач растягивает ее на определенную длину и останавливается. Далее происходит быстрое сжатие, которое и вытаскивает застрявшую машину. При этом эластичность бережет автомобиль. Если резко дернуть обычной стропой, то можно разорвать автомобиль.

"Когда достигается некое предельное значение, растяжение динамической стропы, как и любой пружины, будет добавлять тянущее усилие к тянущему усилию, которое идет от того тягача, которым вы вытягиваете машину. Поэтому точно так же, как мы тянем пружиной, мы можем тянуть и динамической стропой", – рассказал доцент Густов.

В багажнике путешественника должны быть сенд-траки, чтобы было что подкладывать под колеса, когда машина увязнет в песке. Гаситель троса, чтобы при отрыве крюка он не полетел в лобовое стекло. Он вешается на буксировочный трос. За счет своего веса устройство гасит энергию отскочившего троса. Также не забудьте про топор и набор инструментов.

Твердая жидкость: как правильно передвигаться по зыбучим пескам

Ходить по воде – давняя мечта человека. Как минимум последние 2 тысячи лет эту мечту пытаются осуществить разными способами. Фокусники и конструкторы ломают головы. Одни хотят обмануть зрителей, а другие – законы физики.

Но фокус с хождением по воде могут показывать даже утки. Секрета тут нет. Только утки ходят по льду, который не видно в воде, а люди устанавливают под ней конструкцию из плексигласа.

И все-таки по жидкой субстанции можно ходить и даже бегать и прыгать, но в этом нет никакой мистики и никаких фокусов. Подобные вещества называются неньютоновскими.

В торговом центре столицы Малайзии Куала-Лумпуре установили бассейн с такой жидкостью. Все желающие могут походить по ее поверхности. Но тех, кто зазевается, неньютоновская жидкость засасывает, как трясина на болоте.

"Если обычную жидкость, чем быстрее мы перемешиваем, тем быстрее она будет двигаться, то в случае неньютоновских жидкостей при усилении воздействия на нее ее вязкость возрастает настолько, что она начинает вести себя уже не как жидкость, а как твердое вещество", – объяснил кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии РТУ МИРЭА Андрей Дорохов.

В природе неньютоновской жидкостью называют прежде всего кровь. Она состоит из твердых клеток в плазме. Вязкость крови меняется в зависимости от скорости ее движения.

"Примерно такими же свойствами, как неньютоновская жидкость, обладает зыбучий песок. Если по нему сильно топнуть ногой или быстро пробежаться, он будет твердым. Если же на него наступить медленно, то человек сразу провалится в этот песок, он будет вести себя уже подобно жидкости", – добавил химик Дорохов.

Свое название неньютоновская жидкость получила благодаря закону Ньютона для жидкости и вязкого трения. Согласно этому закону, чем быстрее мы будем грести веслами в воде, тем сильнее вода будет оказывать сопротивление. А жидкости, которые этому закону не подчиняются, стали называть неньютоновскими.

Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера "МАКС"