อ่าน 13 นาที
รางต่อเนื่อง
ระบบตีนตะขาบ หรือ สายพาน ต่อเนื่อง เป็นระบบ ขับเคลื่อนยานพาหนะ ที่ใช้ใน ยานพาหนะแบบตีนตะขาบ โดยวิ่งบนแถบตีนตะขาบหรือแผ่นตีนตะขาบที่ต่อเนื่องกัน ขับเคลื่อนด้วยล้อสองล้อขึ้นไป...
รางต่อเนื่อง



ระบบตีนตะขาบหรือสายพาน ต่อเนื่อง เป็นระบบขับเคลื่อนยานพาหนะที่ใช้ในยานพาหนะแบบตีนตะขาบโดยวิ่งบนแถบตีนตะขาบหรือแผ่นตีนตะขาบที่ต่อเนื่องกัน ขับเคลื่อนด้วยล้อสองล้อขึ้นไป พื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของตีนตะขาบช่วยกระจายน้ำหนักของยานพาหนะได้ดีกว่ายางเหล็กหรือยางธรรมดาในยานพาหนะที่มีขนาดเท่ากัน ทำให้ยานพาหนะแบบตีนตะขาบต่อเนื่องสามารถเคลื่อนที่บนพื้นดินอ่อนได้โดยมีโอกาสน้อยที่จะติดหล่มเนื่องจากการจมลง
รางตีนตะขาบแบบต่อเนื่องสมัยใหม่สามารถทำได้ด้วยสายพานยางสังเคราะห์ แบบอ่อน เสริมด้วยลวดเหล็ก ในกรณีของเครื่องจักรทางการเกษตร ที่มีน้ำหนักเบา แบบคลาสสิกที่พบได้ทั่วไปมากกว่าคือรางโซ่ แข็ง ที่ทำจากแผ่นเหล็ก (มีหรือไม่มีแผ่นยาง) เรียกอีกอย่างว่าตีนตะขาบหรือตีนตะขาบรถถัง[ 1 ]ซึ่ง เป็นที่นิยมสำหรับ ยานพาหนะก่อสร้างที่แข็งแรงและหนักและ ยานพาหนะ ทาง ทหาร
แผ่นโลหะที่มีร่องดอกยางเด่นชัดนั้นมีความทนทานและทนต่อความเสียหายได้ดี โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับยางรถยนต์ ร่องดอกยางที่แข็งแรงช่วยให้ยึดเกาะได้ดีบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม แต่สามารถทำให้พื้นผิวที่ปูด้วยวัสดุแข็งเสียหายได้ ดังนั้นรางโลหะบางประเภทจึงอาจติดตั้งแผ่นยางสำหรับใช้บนพื้นผิวที่ปูด้วยวัสดุแข็ง นอกจากสายพานยางที่อ่อนนุ่มแล้ว รางโซ่ส่วนใหญ่ใช้กลไกที่แข็งแรงเพื่อกระจายน้ำหนักอย่างเท่าเทียมกันทั่วทั้งพื้นที่ระหว่างล้อเพื่อลดการเสียรูปให้น้อยที่สุด ทำให้แม้แต่ยานพาหนะที่หนักที่สุดก็สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างง่ายดาย เหมือนกับรถไฟที่วิ่งบนรางตรง
กลไกแบบแข็งนี้ได้รับการออกแบบเป็นรูปธรรมครั้งแรกโดยHornsby & Sonsในปี 1904 และต่อมาได้รับความนิยมจากบริษัท Caterpillar Tractor Companyโดย เริ่มนำมาใช้กับ รถถังในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1ปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะหลากหลายประเภท รวมถึงรถสโนว์โมบิล รถแทรกเตอร์รถดันดินรถขุดและรถถัง แนวคิดเรื่องตีนตะขาบต่อเนื่องสามารถสืบย้อนไป ได้ไกลถึงช่วงทศวรรษ 1830
ประวัติศาสตร์
เซอร์จอร์จ เคย์ลีย์นักปราชญ์ชาวอังกฤษได้จดสิทธิบัตรรางต่อเนื่อง ซึ่งเขาเรียกว่า "ทางรถไฟสากล" ในปี พ.ศ. 2468 [ 2 ]โยเซฟ มาเรีย โฮเน-วรอนสกีนักคณิตศาสตร์และนักประดิษฐ์ ชาวโปแลนด์ ได้ออกแบบยานพาหนะแบบตีนตะขาบในช่วงปี พ.ศ. 2473 เพื่อแข่งขันกับทางรถไฟ[ 3 ]ในปี พ.ศ. 2480 ดมิทรี อันเดรเยวิช ซาเกรียซสกี (พ.ศ. 2440 – หลัง พ.ศ. 2403) นายทหารรัสเซีย ได้ออกแบบ "รถม้าที่มีรางเคลื่อนที่ได้"ซึ่งเขาได้จดสิทธิบัตรในปีเดียวกัน แต่เนื่องจากขาดเงินทุนและความสนใจจากผู้ผลิต เขาจึงไม่สามารถสร้างต้นแบบที่ใช้งานได้ และสิทธิบัตรของเขาถูกเพิกถอนในปี พ.ศ. 2482
รถไถไอน้ำของฮีธโคท

จอ ห์น ฮีธโคท (หรือ ฮีธโคท) สมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจากทิเวอร์ตัน ได้จดสิทธิบัตร เครื่องไถไอน้ำฮีธโคทในปี พ.ศ. 2475 และมีการสาธิตในปี พ.ศ. 2480 และโชคดีที่สื่อได้นำเสนอภาพพิมพ์ แกะ ไม้ ของยานพาหนะแบบตีนตะขาบที่แปลกประหลาด นี้ [ 4 ]ตีนตะขาบต่อเนื่องทำจากไม้ขนาด 215 ซม. (7 ฟุต) ยึดติดกับแถบเหล็กต่อเนื่องซึ่งขับเคลื่อนด้วย "ดรัม" ที่ปลายแต่ละด้าน โครงตัวถังที่แข็งแรงทำหน้าที่เป็นตลับลูกปืนสำหรับดรัม และบรรทุกเครื่องยนต์ไอน้ำ เชื้อเพลิง และกว้าน โครงตัวถังได้รับการรองรับด้วย "ล้อหรือลูกกลิ้งขนาดเล็กจำนวนมาก" ซึ่งวิ่งบนแถบเหล็กด้านล่าง ซึ่ง "จึงก่อให้เกิดถนนที่เคลื่อนย้ายได้และเรียบลื่นอย่างสมบูรณ์แบบสำหรับแพลตฟอร์ม"
ดรัมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 275 หรือ 305 เซนติเมตร (9 หรือ 10 ฟุต) และห่างกัน 790 เซนติเมตร (26 ฟุต) รางแต่ละอันกว้าง 215 เซนติเมตร (7 ฟุต) โดยมีช่องว่างระหว่างราง 215 เซนติเมตร (7 ฟุต) ทำให้ความกว้างโดยรวมอยู่ที่ 640 เซนติเมตร (21 ฟุต) เครื่องยนต์ไอน้ำสองสูบสามารถใช้ขับเคลื่อนกว้านไถหรือขับเคลื่อนตัวรถได้ด้วยความเร็วสูงสุด 150 เซนติเมตรต่อนาที (5 ฟุตต่อนาที) แม้ว่าเครื่องจักรจะมีน้ำหนัก 30 ตันเมื่อรวมกับเชื้อเพลิง 6 ตัน แต่แรงกดบนพื้นดินของมันมีเพียง 869 กิโลกรัมต่อตารางเมตร (178 ปอนด์ ต่อตารางฟุต) ซึ่งน้อยกว่าแรงกดของคนอย่างมาก
การสาธิตที่ประสบความสำเร็จได้ดำเนินการเมื่อวันที่ 20 เมษายน พ.ศ. 2380 ที่เรดมอสส์ณโบลตัน-เลอ-มัวร์สเครื่องไถไอน้ำสูญหายไปเมื่อจมลงไปในบึงโดยอุบัติเหตุ และถูกทิ้งร้างในภายหลัง เนื่องจากผู้ประดิษฐ์ไม่มีเงินทุนที่จะพัฒนาต่อ[ 5 ] [ 6 ]
ล้อเรือเดรดนอทโดยบอยเดลล์ (1846)
แม้ว่าจะไม่ใช่รางต่อเนื่องในรูปแบบที่พบเห็นในปัจจุบัน แต่ล้อเดรดนอทหรือ "ล้อรถไฟไร้ที่สิ้นสุด" ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยวิศวกรชาวอังกฤษเจมส์ บอยเดลล์ในปี 1846 ในการออกแบบของบอยเดลล์ มีขาแบนหลายขาติดอยู่รอบนอกของล้อเพื่อกระจายน้ำหนัก[ 7 ]รถม้า เกวียน และรถปืนใหญ่จำนวนหนึ่งถูกนำไปใช้งานอย่างประสบความสำเร็จในสงครามไครเมียซึ่งเกิดขึ้นระหว่างเดือนตุลาคม 1853 ถึงเดือนกุมภาพันธ์ 1856 โดยคลังแสงหลวงที่วูลวิชเป็นผู้ผลิตล้อเดรดนอท จดหมายแนะนำลงนามโดยเซอร์วิลเลียม คอดริงตัน นายพลผู้บัญชาการกองทหารที่เซวาสโตโพล[ 8 ] [ 9 ]
บอยเดลล์จดสิทธิบัตรการปรับปรุงล้อของเขาในปี 1854 (หมายเลข 431) ซึ่งเป็นปีที่ล้อเดรดนอทของเขาถูกนำไปใช้กับเครื่องจักรไอน้ำเป็นครั้งแรก และในปี 1858 (หมายเลข 356) โดยสิทธิบัตรฉบับหลังเป็นมาตรการบรรเทาปัญหาที่ไม่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการยกหนึ่งในล้อขับเคลื่อนเพื่อช่วยในการหมุน
ผู้ผลิตหลายราย รวมถึง Richard Bach, Richard Garrett & Sons , Charles Burrell & SonsและClayton & Shuttleworthได้นำสิทธิบัตรของ Boydell ไปใช้ภายใต้ใบอนุญาต กองทัพอังกฤษให้ความสนใจในสิ่งประดิษฐ์ของ Boydell มาตั้งแต่แรกเริ่ม หนึ่งในวัตถุประสงค์คือการขนส่งปืนครกของ Malletซึ่งเป็นอาวุธขนาดยักษ์ 36 นิ้วที่อยู่ระหว่างการพัฒนา แต่เมื่อสิ้นสุดสงครามไครเมีย ปืนครกก็ยังไม่พร้อมใช้งาน รายงานโดยละเอียดเกี่ยวกับการทดสอบการลากด้วยไอน้ำ ซึ่งดำเนินการโดยคณะกรรมการคัดเลือกของคณะกรรมการสรรพาวุธ ได้รับการตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2499 [ 10 ]ซึ่งในขณะนั้นสงครามไครเมียได้สิ้นสุดลงแล้ว ดังนั้นปืนครกและการขนส่งจึงไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป ในการทดสอบเหล่านั้น เครื่องยนต์ Garrett ได้ถูกนำมาทดสอบที่ Plumstead Common เครื่องยนต์ Garrett ได้รับการนำเสนอในงานแสดงของนายกเทศมนตรีในลอนดอน และในเดือนถัดมา เครื่องยนต์นั้นก็ถูกส่งไปยังออสเตรเลีย รถแทรกเตอร์ไอน้ำที่ใช้ล้อเดรดนอทถูกสร้างขึ้นที่โรงงานเบอร์มิงแฮมของบาค และถูกนำไปใช้ไถนาในเมืองเธตฟอร์ดระหว่างปี พ.ศ. 2499 ถึง พ.ศ. 2491 และเครื่องยนต์เบอร์เรลล์/บอยเดลล์รุ่นแรกถูกสร้างขึ้นที่โรงงานเซนต์นิโคลัสในปี พ.ศ. 2499 อีกครั้งหลังจากสิ้นสุดสงครามไครเมีย[ 11 ]
ระหว่างปลายปี 1856 ถึงปี 1862 Burrell ผลิตเครื่องยนต์ที่ติดตั้งล้อแบบเดรดนอทไม่น้อยกว่า 20 เครื่อง ในเดือนเมษายน 1858 วารสารThe Engineerได้ให้คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับเครื่องยนต์ Clayton & Shuttleworth ที่ติดตั้งล้อแบบเดรดนอท ซึ่งไม่ได้ส่งมอบให้กับฝ่ายสัมพันธมิตรตะวันตก แต่ส่งมอบให้กับรัฐบาลรัสเซียเพื่อใช้ลากปืนใหญ่หนักในไครเมียในช่วงหลังสงคราม[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]รถแทรกเตอร์ไอน้ำที่ติดตั้งล้อแบบเดรดนอทมีข้อบกพร่องหลายประการ และถึงแม้จะมีการสร้างขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1850 ก็ไม่เคยถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย[ 9 ] [ 15 ]
ทางรถไฟที่ไม่มีที่สิ้นสุด โดย จอห์น ฟาวเลอร์ (1858)
ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2491 มากกว่าสองปีหลังจากสิ้นสุดสงครามไครเมียจอห์น ฟาวเลอร์ได้ยื่นจดสิทธิบัตรอังกฤษเลขที่ 1948 สำหรับ "ทางรถไฟไร้ที่สิ้นสุด" อีกรูปแบบหนึ่ง ในภาพประกอบสิ่งประดิษฐ์ของเขา ฟาวเลอร์ใช้ล้อคู่หนึ่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันในแต่ละด้านของยานพาหนะของเขา โดยมีล้อฟันเฟืองคู่หนึ่งวิ่งรอบ "ราง" ที่ประกอบด้วยข้อต่อแปดส่วน โดยมีล้อขับเคลื่อน/ล้อจ็อกกี้ขนาดเล็กกว่าอยู่ระหว่างล้อแต่ละคู่เพื่อรองรับ "ราง" ส่วนประกอบของ "ราง" เพียงแปดส่วนนั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็น "แนวยาว" เช่นเดียวกับการออกแบบเริ่มต้นของบอยเดลล์[ 16 ]การจัดเรียงของฟาวเลอร์เป็นต้นแบบของรางตีนตะขาบหลายส่วนซึ่งใช้ร่อง "ขวาง" สั้นๆ จำนวนมากตามที่เซอร์ จอร์จ คาลีย์ เสนอในปี พ.ศ. 2468 [ 17 ]แทนที่จะใช้ร่อง "แนวยาว" ที่ค่อนข้างยาวจำนวนน้อย
นอกจากสิทธิบัตรของฟาวเลอร์ในปี พ.ศ. 2491 แล้ว ในปี พ.ศ. 2420 ฟีโอดอร์ บลิน อฟ ชาวรัสเซีย ได้สร้างยานพาหนะแบบตีนตะขาบที่เรียกว่า " รถม้าที่เคลื่อนที่บนรางที่ไม่มีที่สิ้นสุด" [ 18 ]ยานพาหนะนี้ไม่มีแรงขับเคลื่อนในตัวและถูกลากโดยม้า บลินอฟได้รับสิทธิบัตรสำหรับ "รถม้า" ของเขาในปี พ.ศ. 2421 ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2424 ถึง พ.ศ. 2431 เขาได้พัฒนาแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ รถตีนตะขาบที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองนี้ได้รับการทดสอบและนำเสนอในงานนิทรรศการของเกษตรกรในปี พ.ศ. 2439 อย่างประสบความสำเร็จ[ 18 ]
ความพยายามในศตวรรษที่ 20
เครื่องจักรไอน้ำถูกนำมาใช้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ในสงครามโบเออร์แต่ไม่ได้ใช้ล้อแบบเดรดนอทหรือรางต่อเนื่อง แต่ใช้ถนนไม้กระดานแบบ "ม้วนออก" วางไว้ใต้ล้อตามต้องการ[ 19 ] กล่าวโดยสรุป แม้ว่าการพัฒนารางต่อเนื่องจะดึงดูดความสนใจของนักประดิษฐ์หลายคนในศตวรรษที่ 18 และ 19 แต่การใช้งานและการใช้ประโยชน์จากรางต่อเนื่องโดยทั่วไปนั้นเป็นของศตวรรษที่ 20 โดยส่วนใหญ่ใน สหรัฐอเมริกาและอังกฤษ
เฮนรี โทมัส สติธ (ค.ศ. 1839–1916) นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก ได้พัฒนาต้นแบบแทร็กต่อเนื่อง ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรในหลายรูปแบบในปี ค.ศ. 1873, 1880 และ 1900 [ 20 ] [ 21 ] สิทธิบัตร ฉบับสุดท้ายเป็นการประยุกต์ใช้แทร็กกับต้นแบบจักรยานออฟโรดที่สร้างขึ้นสำหรับลูกชายของเขา[ 1 ]ต้นแบบปี ค.ศ. 1900 ยังคงอยู่ในความครอบครองของครอบครัวที่ยังมีชีวิตอยู่ของเขา
แฟรงค์ บีมอนด์ (1870–1941) นักประดิษฐ์ชาวอังกฤษผู้ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักแต่มีความสำคัญ ได้ออกแบบและสร้างตีนตะขาบ และได้รับสิทธิบัตรในหลายประเทศในปี 1900 และ 1907 [ 22 ]

ความสำเร็จเชิงพาณิชย์ครั้งแรก (ปี 1901)
ระบบรางต่อเนื่องที่มีประสิทธิภาพได้รับการคิดค้นและนำไปใช้โดยAlvin Orlando Lombardสำหรับเครื่องขนส่งท่อนซุงไอน้ำ Lombard [ 23 ]เขาได้รับสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2444 และสร้างเครื่องขนส่งท่อนซุงพลังไอน้ำเครื่องแรกที่โรงงานเหล็ก Waterville ในเมือง Waterville รัฐเมน ในปีเดียวกัน โดยรวมแล้ว มีเครื่องขนส่งท่อนซุงพลังไอน้ำ Lombard จำนวน 83 เครื่องที่ทราบกันว่าถูกสร้างขึ้นจนถึงปี พ.ศ. 2460 เมื่อการผลิตเปลี่ยนไปใช้เครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในทั้งหมด โดยสิ้นสุดลงด้วยหน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซล Fairbanks ในปี พ.ศ. 2477 Alvin Lombard อาจเป็นผู้ผลิตรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบเชิงพาณิชย์รายแรกด้วย
ดูเหมือนว่าเครื่องจักรพลังไอน้ำของ Lombard อย่างน้อยหนึ่งเครื่องยังคงใช้งานได้[ 24 ]รถขนส่ง Lombard ที่ใช้พลังงานเบนซินจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์แห่งรัฐเมนในเมืองออกัสตา นอกจากนี้ อาจมี รถขนส่งท่อนซุงพลังไอน้ำรุ่น Phoenix Centipede ที่ผลิตภายใต้ลิขสิทธิ์ของ Lombard มากถึงสองเท่า โดยใช้กระบอกสูบแนวตั้งแทนแนวนอน ในปี 1903 เบนจามิน โฮลต์ผู้ก่อตั้ง Holt Manufacturing ได้จ่ายเงินให้ Lombard 60,000 ดอลลาร์เพื่อสิทธิ์ในการผลิตยานพาหนะภายใต้สิทธิบัตรของเขา[ 25 ]
โซ่แข็งจาก Hornsby & Sons (1904)
ในเวลาเดียวกันนั้น บริษัทเกษตรกรรมของอังกฤษชื่อ Hornsbyในเมือง Granthamได้พัฒนาระบบรางแบบต่อเนื่องซึ่งจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2448 [ 26 ]การออกแบบนี้แตกต่างจากรางสมัยใหม่ตรงที่มันโค้งงอได้เพียงทิศทางเดียว ส่งผลให้ข้อต่อล็อกเข้าด้วยกันเพื่อสร้างรางแข็งที่ล้อรถวิ่งได้ ยานพาหนะแบบมีรางของ Hornsby ได้รับการทดสอบเป็นรถแทรกเตอร์สำหรับปืนใหญ่โดยกองทัพอังกฤษหลายครั้งระหว่างปี พ.ศ. 2448 ถึง พ.ศ. 2453 แต่ไม่ได้ถูกนำไปใช้
รถแทรกเตอร์ Hornsby เป็นผู้บุกเบิกการใช้ระบบคลัตช์บังคับเลี้ยวแบบตีนตะขาบ ซึ่งเป็นพื้นฐานของการทำงานแบบตีนตะขาบในปัจจุบัน สิทธิบัตรนี้ถูกซื้อโดยบริษัท Holt
- รถแทรกเตอร์ตีนตะขาบโซ่ฮอร์นสบี(รุ่นปรับปรุงปี 1907)
โฮลท์และหนอนผีเสื้อ
ชื่อCaterpillarมาจากทหารคนหนึ่งระหว่างการทดสอบรถตีนตะขาบ Hornsby โดย "การทดสอบเริ่มต้นที่Aldershotในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2450 ทหารตั้งชื่อเครื่องจักรหมายเลข 2 ขนาด 70 แรงม้าว่า 'Caterpillar' ทันที" [ 27 ] Holt นำชื่อนั้นมาใช้กับรถแทรกเตอร์แบบ "ตีนตะขาบ" ของเขา Holt เริ่มเปลี่ยนจากเครื่องยนต์ไอน้ำไปเป็นเครื่องยนต์เบนซิน และในปี พ.ศ. 2451 ได้เปิดตัว "Holt Model 40 Caterpillar" ขนาด 40 แรงม้า (30 กิโลวัตต์) Holt ได้ก่อตั้งบริษัท Holt Caterpillar ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2453 และต่อมาในปีเดียวกันนั้นก็ได้จดทะเบียนเครื่องหมายการค้าชื่อ "Caterpillar" สำหรับตีนตะขาบแบบต่อเนื่องของเขา[ 28 ]
บริษัท Caterpillar Tractor Companyก่อตั้งขึ้นในปี 1925 จากการควบรวมกิจการของบริษัท Holt Manufacturing Companyและบริษัท CL Best Tractor Companyซึ่งเป็นผู้ผลิตรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่ประสบความสำเร็จในยุคแรกๆ
ใน ปี พ.ศ. 2520 Caterpillar ได้นำการออกแบบของ Holt และ Best กลับมาใช้ใหม่ นั่นคือระบบขับเคลื่อนเฟืองสูง ซึ่งต่อมาเรียกว่า " High Drive " [ 29 ]ซึ่งมีข้อดีคือช่วยให้เพลาขับหลักอยู่ห่างจากแรงกระแทกและสิ่งสกปรกบนพื้นดิน[ 30 ] และยังคงใช้ในรถดันดินขนาดใหญ่ของพวกเขา
- รถแทรกเตอร์ตีนตะขาบ Holt 45 ที่ใช้เครื่องยนต์เบนซิน สองคันถูกนำมาทำงานร่วมกันเพื่อลากขบวนเกวียนยาวในทะเลทรายโมฮาวีระหว่างการก่อสร้างท่อส่งน้ำลอสแอนเจลิสในปี 1909
ยานพาหนะหิมะ
ในบันทึกเมื่อปี 1908 โรเบิร์ต ฟอลคอน สก็อตต์ นักสำรวจแอนตาร์กติกา ได้นำเสนอความคิดเห็นว่าการลากคนไปยังขั้วโลกใต้เป็นไปไม่ได้ และจำเป็นต้องใช้แรงขับเคลื่อนจากเครื่องยนต์[ 32 ] อย่างไรก็ตาม ยานพาหนะสำหรับวิ่งบนหิมะยังไม่มีอยู่จริง ดังนั้นวิศวกรของเขาเรจินัลด์ สเคลตันจึงได้พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับตีนตะขาบสำหรับพื้นผิวหิมะ[ 33 ]เครื่องยนต์ตีนตะขาบเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยบริษัท Wolseley Tool and Motor Car Companyในเมืองเบอร์มิงแฮม ทดสอบในสวิตเซอร์แลนด์และนอร์เวย์ และสามารถเห็นการทำงานได้ในภาพยนตร์สารคดีปี 1911 ของเฮอร์เบิร์ต พอนทิง เกี่ยวกับ การสำรวจแอนตาร์กติกา Terra Nova ของสก็อต ต์[ 34 ]สก็อตต์เสียชีวิตระหว่างการสำรวจในปี 1912 แต่สมาชิกคณะสำรวจและนักเขียนชีวประวัติแอปลีย์ เชอร์รี-การ์ราดยกย่อง "เครื่องยนต์" ของสก็อตต์ว่าเป็นแรงบันดาลใจให้กับรถถังของอังกฤษในสงครามโลกครั้งที่ 1 โดยเขียนว่า "สก็อตต์ไม่เคยรู้ถึงศักยภาพที่แท้จริงของพวกมัน เพราะพวกมันเป็นบรรพบุรุษโดยตรงของ 'รถถัง' ในฝรั่งเศส" [ 35 ]
- รถตักล้อยางแบบมีปีกสำหรับลุยหิมะ พร้อมตีนตะขาบ
อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ยานพาหนะหลากหลายประเภทได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับหิมะและน้ำแข็ง รวมถึงเครื่องจักรปรับสภาพทางลาดสกีรถสโนว์โมบิลและยานพาหนะเชิงพาณิชย์และทางทหารอีกมากมายนับไม่ถ้วน
การประยุกต์ใช้ทางทหาร
สายพานแบบต่อเนื่องถูกนำมาใช้กับยานพาหนะทางทหารเป็นครั้งแรกในรถถังต้นแบบของอังกฤษชื่อLittle Willieเจ้าหน้าที่กองทัพบกอังกฤษ พันเอกErnest SwintonและพันเอกMaurice Hankeyเชื่อมั่นว่าสามารถพัฒนายานพาหนะต่อสู้ที่สามารถป้องกันตัวเองจากการยิงปืนกลได้[ 36 ]
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งรถแทรกเตอร์ Holt ถูกใช้โดยกองทัพอังกฤษและออสเตรีย-ฮังการีเพื่อลากปืนใหญ่ และกระตุ้นการพัฒนาของรถถังในหลายประเทศ รถถังรุ่นแรกที่เข้าสู่สนามรบคือMark Iซึ่งสร้างโดยสหราชอาณาจักร ถูกออกแบบขึ้นใหม่ทั้งหมดและได้รับแรงบันดาลใจจาก แต่ไม่ได้ดัดแปลงมาจาก Holt โดยตรง รถถังของฝรั่งเศสและเยอรมนีที่สร้างขึ้นในเวลาต่อมาเล็กน้อยนั้นสร้างขึ้นบนโครงช่วงล่างของ Holt ที่ได้รับการดัดแปลง
ประวัติสิทธิบัตร
สิทธิบัตรจำนวนมากได้โต้แย้งกันว่าใครคือ "ผู้ริเริ่ม" ของรางแบบต่อเนื่อง มีการออกแบบหลายแบบที่พยายามสร้างกลไกการวางราง แม้ว่าการออกแบบเหล่านี้โดยทั่วไปจะไม่เหมือนกับยานพาหนะแบบมีรางในปัจจุบันก็ตาม[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]
ในปี พ.ศ. 2491 วอร์เรน พี. มิลเลอร์ แห่งแมรีส์วิลล์ รัฐแคลิฟอร์เนียได้สาธิตรถแทรกเตอร์พลังไอน้ำ[ 40 ] [ 41 ]ซึ่งได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาเลขที่ 23,853 เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม พ.ศ. 2492 (สำหรับเครื่องจักรหัวรถจักรสำหรับขับเคลื่อนไถ) [ 42 ]
ในปี พ.ศ. 2420 นักประดิษฐ์ชาวรัสเซียFyodor Abramovich Blinovได้สร้างยานพาหนะแบบตีนตะขาบที่ลากด้วยม้าเรียกว่า " รถม้าที่เคลื่อนที่บนรางที่ไม่มีที่สิ้นสุด" [ 18 ]ซึ่งได้รับสิทธิบัตรในปีถัดมา ในปี พ.ศ. 2424–2431 เขาได้สร้างรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ รถตีนตะขาบที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองนี้ได้รับการทดสอบและจัดแสดงในงานนิทรรศการของเกษตรกรในปี พ.ศ. 2439 ได้สำเร็จ[ 18 ]
ตามรายงานของScientific Americanชาร์ลส์ ดินส์มัวร์แห่งวอร์เรน รัฐเพนซิลเวเนียได้ประดิษฐ์ "ยานพาหนะ" บนรางที่ไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งจดสิทธิบัตรเลขที่ 351,749 เมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน พ.ศ. 2429 [ 43 ] [ 44 ]บทความนี้ให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับรางที่ไม่มีที่สิ้นสุด[ 45 ]
Alvin O. Lombardแห่งWaterville รัฐเมนได้รับสิทธิบัตรเลขที่ 674,737 ในปี 1901 สำหรับรถลากไม้ซุงไอน้ำ Lombardซึ่งมีลักษณะคล้ายกับรถจักร ไอน้ำทั่วไป ที่มีระบบบังคับเลี้ยวแบบเลื่อนที่ด้านหน้าและตีนตะขาบที่ด้านหลังสำหรับลากไม้ซุงในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกาและแคนาดา[ 46 ]รถลากเหล่านี้ช่วยให้สามารถขนส่งไม้ได้เมื่อหิมะในฤดูหนาวปกคลุมจนไม่สามารถใช้ม้าลากได้ Lombard เริ่มการผลิตเชิงพาณิชย์ซึ่งดำเนินไปจนถึงประมาณปี 1917 เมื่อเปลี่ยนไปเน้น เครื่องจักรที่ใช้พลังงาน เบนซิน ทั้งหมด รถลากที่ใช้พลังงานเบนซินจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์แห่งรัฐเมนในเมืองออกัสตา รัฐเมนหลังจากที่ Lombard เริ่มดำเนินการHornsbyในอังกฤษได้ผลิตเครื่องจักร "บังคับเลี้ยวแบบตีนตะขาบ" อย่างน้อยสองเครื่อง และสิทธิบัตรของพวกเขาถูกซื้อโดย Holt ในปี 1913 ทำให้ Holt สามารถอ้างว่าเป็น "ผู้ประดิษฐ์" รถแทรกเตอร์ตีนตะขาบได้[ 47 ]เนื่องจาก "รถถัง" เป็นแนวคิดของอังกฤษ จึงเป็นไปได้มากกว่าที่ Hornsby ซึ่งถูกสร้างขึ้นและนำเสนอต่อกองทัพของพวกเขาแต่ไม่ประสบความสำเร็จ จะเป็นแรงบันดาลใจ
ในข้อพิพาทเรื่องสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับผู้ผลิตรถตักตีนตะขาบคู่แข่งอย่างเบสต์ มีการนำพยานหลักฐานจากบุคคลต่างๆ รวมถึงลอมบาร์ด มาให้การว่า โฮลต์ได้ตรวจสอบรถขนไม้ของลอมบาร์ดที่ส่งไปยังรัฐทางตะวันตกโดยบุคคลที่ต่อมาได้สร้าง รถขนไม้ ฟีนิกซ์ในเมืองโอแคลร์ รัฐวิสคอนซิน ภายใต้ใบอนุญาตจากลอมบาร์ด รถฟีนิกซ์เซนติพีดย์โดยทั่วไปจะมีห้องโดยสารไม้ที่หรูหรากว่า พวงมาลัยเอียงไปข้างหน้าทำมุม 45 องศา และมีกระบอกสูบ แนว ตั้ง แทนที่จะเป็นแนวนอน [ 48 ]
ลินน์
ในระหว่างนั้นลอมบาร์ดได้สร้างรถบ้าน ที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันเบนซินให้กับโฮลแมน แฮร์รี่ (แฟลนเนอรี่) ลินน์ แห่ง เมืองโอลด์ทาวน์ รัฐเมนเพื่อใช้ลากรถบรรทุกอุปกรณ์สำหรับการแสดงสุนัขและม้าของเขา โดยมีลักษณะคล้าย รถ รางแต่มีล้ออยู่ด้านหน้าและตีนตะขาบของลอมบาร์ดอยู่ด้านหลัง ลินน์เคยทดลองกับยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันเบนซินและไอน้ำ รวมถึงระบบขับเคลื่อนหกล้อมาก่อนหน้านี้ และในบางช่วงเวลา เขาได้เข้าร่วมงานกับลอมบาร์ดในตำแหน่งผู้สาธิต ช่างเครื่อง และตัวแทนขาย เรื่องนี้ส่งผลให้เกิดคำถามเกี่ยวกับกรรมสิทธิ์ในสิทธิบัตร หลังจากที่ได้สร้างเครื่องยนต์เบนซินแบบตีนตะขาบด้านหลังแบบเดี่ยวขึ้นมาแทนที่รถบ้านขนาดใหญ่ในปี 1909 เนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับสะพานไม้เก่าแก่ที่สวยงาม ข้อพิพาทนี้ส่งผลให้ลินน์ต้องออกจากรัฐเมนและย้ายไปอยู่ที่เมืองมอร์ริส รัฐนิวยอร์ก เพื่อสร้างตีนตะขาบแบบยืดหยุ่นที่ได้รับการปรับปรุงให้สามารถวิ่งตามสภาพภูมิประเทศได้ พร้อมระบบกันสะเทือนอิสระ แบบ ครึ่งแทร็กโดยใช้เชื้อเพลิงเบนซินและต่อมา ใช้ ดีเซลแม้ว่าจะมีการส่งมอบเครื่องจักรจำนวนหนึ่งเพื่อใช้ในทางการทหารระหว่างปี 1917 ถึง 1946 แต่บริษัทลินน์ก็ไม่เคยได้รับคำสั่งซื้อจากกองทัพจำนวนมาก เครื่องจักรส่วนใหญ่ที่ผลิตระหว่างปี 1917 ถึง 1952 ประมาณ 2,500 เครื่อง ถูกขายโดยตรงให้กับหน่วยงานทางหลวงและผู้รับเหมา รางเหล็กและความสามารถในการบรรทุกทำให้เครื่องจักรเหล่านี้สามารถทำงานในภูมิประเทศที่โดยทั่วไปแล้วยางล้อคุณภาพต่ำที่ใช้กันก่อนกลางทศวรรษ 1930 จะหมุนอย่างไร้ประโยชน์หรือฉีกขาดอย่างสิ้นเชิง
ลินน์เป็นผู้บุกเบิกในการกำจัดหิมะก่อนที่การปฏิบัติเช่นนี้จะแพร่หลายในพื้นที่ชนบท โดยใช้ไถรูปตัววีเหล็กขนาดเก้าฟุตและปีกปรับระดับได้ขนาดสิบหกฟุตอยู่ทั้งสองด้าน เมื่อระบบทางหลวงได้รับการปูลาดยางการไถหิมะก็สามารถทำได้โดย รถ บรรทุกขับเคลื่อนสี่ล้อที่ติดตั้งยางที่มีการออกแบบที่ดีขึ้น และลินน์ก็กลายเป็นยานพาหนะสำหรับใช้งานนอกถนน เช่นการตัดไม้การทำเหมือง การสร้างเขื่อนการสำรวจอาร์กติกเป็นต้น
วิศวกรรม
- แผนภาพระบบกันสะเทือนแบบตีนตะขาบ: (1=ล้อขับเคลื่อนด้านหลัง (ระบบขับเคลื่อนล้อหลัง), 2=ตีนตะขาบ, 3=ลูกกลิ้งส่งกลับ, 4=ล้อขับเคลื่อนด้านหน้า (ระบบขับเคลื่อนล้อหน้า), 5=ล้อถนน, 6=ล้อปรับความตึง)
การก่อสร้างและการดำเนินงาน
รางสมัยใหม่สร้างขึ้นจากข้อต่อโซ่แบบโมดูลาร์ซึ่งประกอบกันเป็นโซ่ปิด ข้อต่อเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยบานพับ ซึ่งทำให้รางมีความยืดหยุ่นและสามารถพันรอบชุดล้อเพื่อสร้างเป็นวงวนที่ไม่มีที่สิ้นสุด ข้อต่อโซ่มักจะกว้าง และสามารถทำจากเหล็กอัลลอยแมงกานีสเพื่อความแข็งแรง ความแข็ง และความทนทานต่อการสึกหรอสูง[ 49 ]
การออกแบบและการประกอบตีนตะขาบนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งาน ยานพาหนะทางทหารใช้ตีนตะขาบที่มีแผ่นรองเท้าเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างโซ่เพื่อลดน้ำหนักของตีนตะขาบ การลดน้ำหนักช่วยให้ยานพาหนะเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นและลดน้ำหนักโดยรวมของยานพาหนะเพื่อความสะดวกในการขนส่ง เนื่องจากน้ำหนักของตีนตะขาบไม่มีส่วนรับน้ำหนัก การลดน้ำหนักจึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบกันสะเทือนที่ความเร็วสูงซึ่งโมเมนตัมของตีนตะขาบมีนัยสำคัญ ในทางตรงกันข้าม ยานพาหนะทางการเกษตรและก่อสร้างเลือกใช้ตีนตะขาบที่มีแผ่นรองเท้าที่ยึดติดกับโซ่ด้วยสลักเกลียวและไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างโซ่ วิธีนี้ช่วยให้แผ่นรองเท้าสามารถแตกหักได้โดยไม่กระทบต่อความสามารถในการเคลื่อนที่ของยานพาหนะและลดประสิทธิภาพการทำงาน แต่จะเพิ่มน้ำหนักโดยรวมของตีนตะขาบและยานพาหนะ
น้ำหนักของยานพาหนะจะถูกถ่ายเทไปยังส่วนล่างของรางโดยล้อถนนจำนวนหนึ่ง หรือชุดล้อที่เรียกว่าโบกี้ในขณะที่อุปกรณ์ก่อสร้างแบบตีนตะขาบโดยทั่วไปจะไม่มีระบบกันสะเทือนเนื่องจากยานพาหนะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำเท่านั้น แต่ในยานพาหนะทางทหาร ล้อถนนมักจะติดตั้งอยู่บนระบบกันสะเทือนแบบใดแบบหนึ่งเพื่อลดแรงกระแทกจากพื้นผิวขรุขระ การออกแบบระบบกันสะเทือนในยานพาหนะทางทหารเป็นพื้นที่สำคัญของการพัฒนา การออกแบบในยุคแรกๆ มักจะไม่มีสปริงเลย ระบบกันสะเทือนล้อถนนที่พัฒนาขึ้นในภายหลังมีระยะการเคลื่อนที่เพียงไม่กี่นิ้วโดยใช้สปริง ในขณะที่ระบบไฮโดรนิวแมติกสมัยใหม่ช่วยให้มีระยะการเคลื่อนที่หลายฟุตและมีโช้คอัพระบบกันสะเทือนแบบทอร์ชั่นบาร์กลายเป็นระบบกันสะเทือนที่พบได้บ่อยที่สุดในยานพาหนะทางทหาร ยานพาหนะก่อสร้างมีล้อถนนขนาดเล็กกว่าซึ่งออกแบบมาเพื่อป้องกันการตกรางเป็นหลัก และโดยปกติจะบรรจุอยู่ในโบกี้เดียวซึ่งรวมถึงล้อตัวกลางและบางครั้งก็รวมถึงเฟืองขับด้วย
- ล้อถนนที่ซ้อนทับและสลับกันของรถถังหนักTiger I ของเยอรมัน
- ภาพแสดง ชุดล้อถนนแบบ Schachtellaufwerkหกชุดที่ซ้อนทับกันในแต่ละยูนิตสายพานต่อด้าน ของรถลำเลียงพลหุ้มเกราะ Sd.Kfz . 11
ล้อรถที่ซ้อนทับกัน
ยานพาหนะทางทหารของเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองจำนวนมาก ในช่วงแรก (เริ่มตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1930) รวมถึงยานพาหนะทั้งหมดที่ออกแบบมาให้เป็นแบบครึ่งสายพาน และรถถังรุ่นหลังทั้งหมด (หลังจากPanzer IV ) มีระบบสายพานแบบหย่อน ซึ่งโดยปกติจะขับเคลื่อนด้วยเฟืองขับที่อยู่ด้านหน้า สายพานจะกลับไปตามด้านบนของล้อถนนขนาดใหญ่ที่ซ้อนทับกันและบางครั้งก็สลับกัน เช่นเดียวกับระบบช่วงล่างของ รถถัง Tiger IและPantherซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าSchachtellaufwerk (ระบบช่วงล่างแบบสลับหรือซ้อนทับ) ในภาษาเยอรมัน สำหรับทั้งยานพาหนะแบบครึ่งสายพานและแบบสายพานเต็มรูปแบบ มีระบบช่วงล่างที่มีล้อเดี่ยวหรือบางครั้งก็ล้อคู่ต่อเพลา สลับกันรองรับด้านในและด้านนอกของสายพาน และระบบช่วงล่างแบบสลับที่มีล้อถนนสองหรือสามล้อต่อเพลา กระจายน้ำหนักไปทั่วสายพาน[ 50 ]
การเลือกใช้ล้อแบบซ้อนทับ/สลับกันทำให้สามารถใช้ ชิ้นส่วน ช่วงล่างแบบทอร์ชั่นบาร์ ที่มีการวางแนวขวางมากขึ้นเล็กน้อย ส่งผลให้ยานพาหนะทางทหารแบบตีนตะขาบของเยอรมันที่มีการจัดวางแบบนี้มีการขับขี่ที่ราบรื่นขึ้นอย่างเห็นได้ชัดบนภูมิประเทศที่ท้าทาย นำไปสู่การสึกหรอที่ลดลง การยึดเกาะที่ดีขึ้น และการยิงที่แม่นยำยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ในแนวรบรัสเซีย โคลนและหิมะจะติดอยู่ระหว่างล้อที่ซ้อนทับกัน แข็งตัว และทำให้ยานพาหนะเคลื่อนที่ไม่ได้ ขณะที่ยานพาหนะแบบตีนตะขาบเคลื่อนที่ น้ำหนักของแต่ละล้อจะเคลื่อนไปบนตีนตะขาบ ดันส่วนของพื้นดินหรือหิมะที่อยู่ข้างใต้ลงและไปข้างหน้า คล้ายกับยานพาหนะแบบล้อ แต่ในระดับที่น้อยกว่าเนื่องจากดอกยางช่วยกระจายน้ำหนัก บนพื้นผิวบางประเภท การกระทำนี้อาจใช้พลังงานมากพอที่จะทำให้ยานพาหนะช้าลงอย่างมาก ล้อที่ซ้อนทับและสลับกันช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ (รวมถึงการประหยัดเชื้อเพลิง) โดยการกระจายน้ำหนักบนตีนตะขาบอย่างสม่ำเสมอมากขึ้น นอกจากนี้ยังต้องช่วยยืดอายุการใช้งานของตีนตะขาบและอาจรวมถึงล้อด้วย ล้อยังช่วยปกป้องยานพาหนะจากไฟของศัตรูได้ดีขึ้น และความคล่องตัวจะดีขึ้นหากล้อใดล้อหนึ่งหายไปด้วยเหตุผลใดก็ตาม
วิธีการที่ค่อนข้างซับซ้อนนี้ไม่ได้ถูกนำมาใช้อีกเลยนับตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษามากกว่าต้นทุนเดิม เหล็กบิดและตลับลูกปืนอาจคงความแห้งและสะอาด แต่ล้อและดอกยางต้องทำงานในโคลน ทราย หิน หิมะ และพื้นผิวอื่นๆ นอกจากนี้ ล้อด้านนอก (มากถึงเก้าล้อ บางคันมีล้อคู่) ต้องถอดออกเพื่อเข้าถึงล้อด้านใน ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ยานพาหนะมักจะต้องได้รับการบำรุงรักษาเพียงไม่กี่เดือนก่อนที่จะถูกทำลายหรือถูกยึด แต่ในยามสงบ ยานพาหนะต้องได้รับการฝึกฝนลูกเรือหลายชุดตลอดระยะเวลาหลายสิบปี
ระบบขับเคลื่อน
การส่งกำลังไปยังสายพานทำได้โดยล้อขับหรือเฟืองขับซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์และเข้ากับรูในข้อต่อสายพานหรือกับหมุดบนข้อต่อเพื่อขับเคลื่อนสายพาน ในยานพาหนะทางทหาร ล้อขับมักจะติดตั้งอยู่สูงกว่าบริเวณที่สัมผัสกับพื้น ทำให้สามารถยึดตำแหน่งไว้ได้ ในรถตีนตะขาบทางการเกษตร โดยปกติแล้วจะรวมอยู่ในส่วนของโบกี้ การติดตั้งระบบกันสะเทือนบนเฟืองขับนั้นเป็นไปได้ แต่มีความซับซ้อนทางกลไกมากกว่า ล้อที่ไม่รับกำลังหรือล้อปรับความตึงจะติดตั้งอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของสายพาน โดยมีหน้าที่หลักในการดึงสายพานให้ตึง เนื่องจากสายพานที่หลวมอาจหลุดออกจากล้อได้ง่าย เพื่อป้องกันการหลุดออก พื้นผิวด้านในของข้อต่อสายพานมักจะมีเขานำทางแนวตั้งที่เข้ากับร่องหรือช่องว่างระหว่างล้อคู่และล้อปรับความตึง/เฟืองขับ ในยานพาหนะทางทหารที่มีเฟืองขับด้านหลัง ล้อปรับความตึงจะติดตั้งสูงกว่าล้อคู่เพื่อให้สามารถปีนข้ามสิ่งกีดขวางได้ ระบบรางบางแบบใช้ลูกกลิ้งส่งกลับเพื่อรักษาระดับรางให้ตรงระหว่างเฟืองขับและล้อรองรับ ส่วนระบบรางแบบอื่นที่เรียกว่ารางหย่อนจะปล่อยให้รางหย่อนลงและวิ่งไปตามด้านบนของล้อขนาดใหญ่ นี่เป็นลักษณะเฉพาะของระบบกันสะเทือนของรถคริสตี้ซึ่งบางครั้งทำให้เกิดการเข้าใจผิดกับรถคันอื่นที่ติดตั้งรางหย่อน เช่นกัน
พวงมาลัย
ยานพาหนะแบบตีนตะขาบต่อเนื่องจะบังคับทิศทางโดยการใช้แรงบิดขับเคลื่อนมากหรือน้อยกว่ากับด้านใดด้านหนึ่งของตัวรถ และสามารถนำไปใช้ได้หลายวิธี
แทร็ก "สด" และ "ตาย"
โดยทั่วไปแล้ว สายพาน ตีนตะขาบสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลัก คือสายพานตีนตะขาบแบบมีแรงดึง และสายพาน ตีนตะขาบแบบไม่มีแรงดึง สายพานตีนตะขาบแบบไม่มีแรงดึงนั้นมีโครงสร้างที่เรียบง่าย โดยแต่ละแผ่นสายพานเชื่อมต่อกันด้วยหมุดแบบบานพับ สายพานแบบนี้จะวางราบไปกับพื้นหากวางบนพื้น เฟืองขับจะดึงสายพานให้หมุนรอบล้อโดยไม่ต้องอาศัยแรงดึงจากสายพานเอง ส่วน สายพาน ตีนตะขาบแบบมีแรงดึงนั้นซับซ้อนกว่าเล็กน้อย โดยแต่ละข้อต่อเชื่อมต่อกันด้วยบูช ซึ่งทำให้สายพานโค้งงอเข้าด้านในเล็กน้อย สายพานตีนตะขาบแบบมีแรงดึงที่วางอยู่บนพื้นจะโค้งงอขึ้นเล็กน้อยที่ปลายทั้งสองข้าง ถึงแม้ว่าเฟืองขับจะต้องดึงสายพานให้หมุนรอบล้ออยู่ดี แต่สายพานเองก็มีแนวโน้มที่จะโค้งงอเข้าด้านใน ช่วยเฟืองขับเล็กน้อย และปรับตัวให้เข้ากับล้อได้บ้าง
แผ่นรองยางสำหรับแทร็ก
โดยทั่วไปแล้ว รถตีนตะขาบมักติดตั้งแผ่นยางเพื่อช่วยให้การเดินทางบนพื้นผิวถนนลาดยางรวดเร็ว ราบรื่น และเงียบยิ่งขึ้น แม้ว่าแผ่นยางเหล่านี้จะลดแรงยึดเกาะของรถบนพื้นผิวขรุขระลงเล็กน้อย แต่ก็ช่วยป้องกันความเสียหายต่อพื้นผิวถนนได้ ระบบแผ่นยางบางระบบได้รับการออกแบบให้ถอดออกได้ง่ายสำหรับ การสู้ รบ ทางทหาร ในพื้นที่ขรุขระ
- ร่องรอยเล็กๆ บนเครื่องจักรสำหรับงานก่อสร้างถนน สังเกตแผ่นยางที่ใช้ลดการสึกหรอของพื้นผิวถนน
- แผ่นรองตีนตะขาบที่สึกหรอและใหม่บนรถถังหลัก M1 Abrams
- ตีนตะขาบยาง ( Case IH 8240 )
- รถตีนตะขาบสำหรับขนส่งอุปกรณ์ระยะไกลบนรถพ่วง
ตีนตะขาบยาง
ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1980 ผู้ผลิตหลายรายเริ่มใช้สายพานยางแทนเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานเกษตรกรรม แทนที่จะใช้สายพานที่ทำจากแผ่นเหล็กเชื่อมต่อกัน ก็จะใช้ สายพานยางเสริมแรงที่มีดอก ยางเป็น รูปตัววีแทน
เมื่อเปรียบเทียบกับตีนตะขาบเหล็ก ตีนตะขาบยางมีน้ำหนักเบากว่า สูญเสียพลังงานจากแรงเสียดทานภายในน้อยกว่า เสียงรบกวนน้อยกว่า และไม่ทำให้ถนนลาดยางเสียหาย อย่างไรก็ตาม ตีนตะขาบยางจะสร้างแรงกดลงบนพื้น ใต้ล้อ มากกว่า เนื่องจากไม่สามารถกระจายแรงกดได้ดีเท่ากับกลไกที่แข็งแรงของแผ่นตีนตะขาบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตีนตะขาบแบบมีสปริงอีกข้อเสียคือไม่สามารถถอดแยกชิ้นส่วนได้ จึงไม่สามารถซ่อมแซมได้ ต้องทิ้งทั้งชุดหากชำรุด
ระบบสายพานแบบเดิม เช่นที่ใช้กับรถลำเลียงพลครึ่งสายพานในสงครามโลกครั้งที่สองนั้น ไม่แข็งแรงพอ และเสียหายได้ง่ายระหว่างปฏิบัติการทางทหาร สายพานยางแบบแรกถูกคิดค้นและสร้างขึ้นโดยAdolphe Kégresseและจดสิทธิบัตรในปี 1913 ในบริบททางประวัติศาสตร์ สายพานยางมักถูกเรียกว่าสายพาน Kégresseรถแทรกเตอร์ทางการเกษตรแบบสายพานยางคันแรกคือOliver Farm Equipment HGR จากปี 1945-1948 ซึ่งล้ำหน้ากว่ายุคสมัยและมีการผลิตในปริมาณน้อยเท่านั้น
ข้อดี
- ยานพาหนะแบบตีนตะขาบมีโอกาสติดหล่มในพื้นดินอ่อน โคลน หรือหิมะน้อยกว่ายานพาหนะแบบล้อ เนื่องจากตีนตะขาบกระจายน้ำหนักของยานพาหนะไปบนพื้นที่สัมผัสที่ใหญ่กว่า ทำให้แรงกดบนพื้น ลดลง รถถัง M1 Abrams น้ำหนัก 70 ตันมีแรงกดบนพื้นโดยเฉลี่ยเพียง 15 psi (100 kPa ) เท่านั้น เนื่องจากแรงดันลมยางโดยประมาณเท่ากับแรงกดบนพื้นโดยเฉลี่ย รถยนต์ทั่วไปจึงมีแรงกดบนพื้นโดยเฉลี่ย 28 psi (190 kPa ) ถึง 33 psi (230 kPa )
- ยานพาหนะแบบตีนตะขาบมีความคล่องตัวบนภูมิประเทศขรุขระได้ดีกว่ายานพาหนะแบบล้อ: มันช่วยลดแรงกระแทกจากพื้นผิวที่ไม่เรียบ ลื่นไถลข้ามสิ่งกีดขวางเล็กๆ และสามารถข้ามร่องลึกหรือรอยแตกในพื้นดินได้ การนั่งในยานพาหนะแบบตีนตะขาบที่วิ่งเร็วให้ความรู้สึกเหมือนกับการนั่งเรือฝ่าคลื่นลมแรง
- พื้นที่สัมผัสที่ใหญ่กว่า ประกอบกับปุ่มหรือร่องบนรองเท้าตีนตะขาบ ช่วยให้ได้แรงฉุดที่เหนือกว่าอย่างมาก ส่งผลให้สามารถผลักหรือดึงสิ่งของขนาดใหญ่ได้ดีกว่ามาก ในขณะที่รถล้อเลื่อนทั่วไปจะติดหล่ม รถดันดินซึ่งส่วนใหญ่ใช้ตีนตะขาบ ใช้คุณสมบัตินี้ในการช่วยเหลือรถคันอื่น (เช่น รถตักล้อเลื่อน ) ที่ติดหล่มหรือจมลงไปในพื้นดิน
- ตีนตะขาบไม่สามารถถูกเจาะหรือฉีกขาดได้ และมีความทนทานสูงกว่าในการสู้รบทางทหารหากตีนตะขาบชำรุด มักจะสามารถซ่อมแซมได้ทันทีโดยใช้เครื่องมือพิเศษและอะไหล่ โดยไม่จำเป็นต้องใช้สถานที่พิเศษ ซึ่งอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งในสถานการณ์การสู้รบ
ข้อเสีย
ข้อเสียของตีนตะขาบคือ ความเร็วสูงสุดต่ำกว่า ความซับซ้อนทางกลไกมากกว่า อายุการใช้งานสั้นกว่า และความเสียหายที่ตีนตะขาบเหล็กล้วนก่อให้เกิดกับพื้นผิวที่วิ่งผ่าน: มักจะทำให้เกิดความเสียหายกับภูมิประเทศที่ไม่แข็งแรง เช่น สนามหญ้า ถนนลูกรัง และทุ่งนา เนื่องจากขอบคมของตีนตะขาบจะทำให้หญ้าเป็นร่องได้ง่าย ดังนั้น กฎหมายยานยนต์และข้อบัญญัติท้องถิ่นจึงมักกำหนดให้ใช้ตีนตะขาบยางหรือแผ่นรองตีนตะขาบ มีทางออกที่เป็นการประนีประนอมระหว่างตีนตะขาบเหล็กล้วนและตีนตะขาบยางล้วน: การติดแผ่นยางเข้ากับข้อต่อตีนตะขาบแต่ละข้อทำให้ยานพาหนะที่มีตีนตะขาบต่อเนื่องสามารถวิ่งได้อย่างราบรื่น รวดเร็ว และเงียบกว่าบนพื้นผิวที่ปูด้วยวัสดุแข็ง แม้ว่าแผ่นรองเหล่านี้จะลดแรงยึดเกาะของยานพาหนะบนพื้นผิวขรุขระลงเล็กน้อย แต่ในทางทฤษฎีแล้วจะช่วยป้องกันความเสียหายต่อพื้นผิวถนนได้
นอกจากนี้ การสูญเสียส่วนใดส่วนหนึ่งของสายพานตีนตะขาบก็อาจทำให้รถทั้งคันหยุดนิ่ง ซึ่งอาจเป็นข้อเสียในสถานการณ์ที่ความน่าเชื่อถือสูงเป็นสิ่งสำคัญ สายพานตีนตะขาบอาจหลุดออกจากล้อนำทาง ล้อรอง หรือเฟืองขับ ซึ่งอาจทำให้สายพานติดขัดหรือหลุดออกจากระบบนำทางโดยสิ้นเชิง (เรียกว่าสายพาน "หลุด") สายพานตีนตะขาบที่ติดขัดอาจแน่นมากจนต้องทำลายสายพานก่อนจึงจะซ่อมแซมได้ ซึ่งต้องใช้ระเบิดหรือเครื่องมือพิเศษ ยานพาหนะหลายล้อ เช่น ยานพาหนะ ทางทหาร 8x8อาจยังคงขับเคลื่อนต่อไปได้แม้หลังจากสูญเสียล้อที่ไม่เรียงลำดับไปหนึ่งล้อหรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับรูปแบบล้อพื้นฐานและระบบขับเคลื่อน
การใช้งานเป็นเวลานานทำให้ ระบบส่ง กำลัง และกลไกของตีนตะขาบรับภาระหนักมาก ซึ่งต้องได้รับการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่เป็นประจำ เป็นเรื่องปกติที่จะเห็นยานพาหนะตีนตะขาบ เช่น รถดันดินหรือรถถัง ถูกขนส่งในระยะทางไกลโดยยานพาหนะล้อเลียน เช่น รถขนส่งรถถังหรือรถไฟอย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้การขนส่งแบบนี้ในยานพาหนะทางทหารตีนตะขาบลดลงกว่าในอดีต
แกลเลอรี่
- โคมัตสึ ซีดี 110อาร์
- รถถังทดลองสี่ล้อ ( Obyekt 279 )
- รถถัง โซเวียตT-55ที่มี "สายพานหย่อน" และเฟืองขับด้านหลัง
- ร่องรอยของรถถัง Leclerc
- ระบบล้อลงจอดแบบตีนตะขาบแบบทดลองบน เครื่องบินทิ้ง ระเบิด B-36 Peacemaker
ผู้ผลิตในปัจจุบัน
ผู้ผลิต รุ่นบุกเบิกส่วนใหญ่ถูกแทนที่โดยบริษัทผลิตรถแทรกเตอร์ขนาดใหญ่ เช่นAGCO, Liebherr Group [ 51 ] John Deere, Yanmar, New Holland, Kubota [ 52 ] Case , Caterpillar Inc. , CLAAS [ 53 ]นอกจากนี้ยังมีบริษัทผลิตรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่เชี่ยวชาญใน ตลาดเฉพาะกลุ่ม ตัวอย่างเช่น Otter Mfg. Co. และ Struck Corporation [ 54 ] ซึ่งมีชุดแปลงยานพาหนะล้อเลื่อนมากมายจาก บริษัท Mattracks ของอเมริกา ในมินนิโซตาตั้งแต่กลางทศวรรษ 1990
รถยนต์ออฟโรดของรัสเซียผลิตโดยบริษัทต่างๆ เช่น ZZGT [ 55 ]และ Vityaz [ 56 ]
ในธรรมชาติ
- ไดอะตอมสกุลนาวิคูลาเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความสามารถในการเลื้อยไปมาบนกันและกัน รวมถึงบนพื้นผิวแข็ง เช่น แผ่นสไลด์สำหรับกล้องจุลทรรศน์ เชื่อกันว่ารอบนอกของเปลือกของไดอะตอมสกุลนาวิคูลามีแถบโปรโตพลาสซึมที่สามารถไหลเวียนได้ จึงทำหน้าที่เป็นเส้นทางต่อเนื่อง
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- แบบจำลองขนาดเล็กของรถแทรกเตอร์โซ่ Hornsby ในงานแสดงวิศวกรรมแบบจำลอง Harrogate ปี 2005
- อุทิศให้กับรถตักดินตีนตะขาบ Hornsby รุ่นเดียวที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์
- เว็บไซต์รถแทรกเตอร์โซ่ไอน้ำฮอร์นสบี้
คลิปวิดีโอ
- วิดีโอประชาสัมพันธ์รถแทรกเตอร์โซ่ Hornsby (6:17, 1908) ( สถาบันภาพยนตร์อังกฤษ )
- โมเดลจำลองรถแทรกเตอร์ Hornsby Traktor (โรงงานไอน้ำ Stapleford, เลสเตอร์เชียร์ , ปี 2008)
- รถบังคับวิทยุ Hornsby Traktor ขนาด 1/3
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ รางต่อเนื่อง
ระบบตีนตะขาบ หรือ สายพาน ต่อเนื่อง เป็นระบบ ขับเคลื่อนยานพาหนะ ที่ใช้ใน ยานพาหนะแบบตีนตะขาบ โดยวิ่งบนแถบตีนตะขาบหรือแผ่นตีนตะขาบที่ต่อเนื่องกัน ขับเคลื่อนด้วยล้อสองล้อขึ้นไป...
ประวัติศาสตร์
เซอร์ จอร์จ เคย์ลีย์ นักปราชญ์ ชาวอังกฤษได้จดสิทธิบัตรรางต่อเนื่อง ซึ่งเขาเรียกว่า "ทางรถไฟสากล" ในปี พ.ศ. 2468 [ 2 ] โยเซฟ มาเรีย โฮเน-วรอนสกี นักคณิตศาสตร์ และนักประดิษฐ์ ชาวโปแลนด์ ได้ออกแบบยานพาหนะแบบตีนตะขาบในช่วงปี พ.ศ.
รถไถไอน้ำของฮีธโคท
จอ ห์น ฮีธโคท (หรือ ฮีธโคท) สมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจาก ทิเวอร์ตัน ได้จดสิทธิบัตร เครื่องไถไอน้ำฮีธโคทในปี พ.ศ. 2475 และมีการสาธิตในปี พ.ศ.
ล้อเรือเดรดนอทโดยบอยเดลล์ (1846)
แม้ว่าจะไม่ใช่รางต่อเนื่องในรูปแบบที่พบเห็นในปัจจุบัน แต่ ล้อเดรดนอท หรือ "ล้อรถไฟไร้ที่สิ้นสุด" ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยวิศวกรชาวอังกฤษ เจมส์ บอยเดลล์ ในปี 1846 ในการออกแบบของบอยเดลล์ มีขาแบนหลายขาติดอยู่รอบนอกของล้อเพื่อกระจายน้ำหนัก [ 7 ] รถม้า เกวียน...

