Ґрунтозачіп

Ґрунтоза́чепи — пристрої, призначені для збільшення сили зчеплення на гусеницях і колесах, зокрема на пухких поверхнях (ґрунті й снігу). Вони посилюють взаємодію з поверхнею виступами, схожими з рельєфом протектора автомобільних шин і аналогічними «шипівкам» спортсменів. На танках та іншій гусеничній бронетехніці ґрунтозачепи зазвичай мають вигляд виступів на траках, але також можуть використовуватися у вигляді пластин чи поперечин^[1].

Ґрунтозачепи на гусениці бульдозера.

Ґрунтозачепи на колесах трактора «Універсал».

З'явилися під час Першої Світової війни: виступи на зовнішній крайці траків бронетехніки збільшували ширину гусеничної стрічки для кращої роботи рушія на снігу чи розгрузлій дорозі^[2]. На одному траку розташовується від 1 до 3 ґрунтозачепів^[3].

Ґрунтозачепи використовуються на бульдозерах, навантажувачах, екскаваторах. Вони можуть виготовлятися як монолітними з траками, так і кріпитися до них болтами: в останньому разі можлива заміна зношених ґрунтозачепів. Зазвичай прямі, вони можуть мати і складніші форми, включати в себе шипи^[4] й евольвентні криві — залежно від типу ґрунтів і вимог до роботи машин^[5]. Виготовляються переважно з металу, наприклад, кованої сталі, і не призначені для їзди по дорогах з покриттям^[4]. Якщо виникає потреба в транспортуванні важкої техніки своїм ходом по таких дорогах, для тимчасового закриття ґрунтозачепів використовуються дорожні стрічки.

Ґрунтозачепи використовувалися і на апаратах для пересування по дну океану, по поверхнях Місяця і Марса (на місяцеходах, марсоходах)^[5]. Снігоходи також використовують гусениці з поперечними планками, але на перегонових снігоходах з міркувань безпеки вони заборонені, тому замість них застосовуються гумові гусениці^[6].

Механіка ґрунтів

Принцип дії ґрунтозачепа полягає в захопленні ґрунту навпроти контактної площі гусениці. Опір ґрунту на зсув створює силу зчеплення. Сумарне тягове зусилля чи опір ґрунту рушієві можна обчислити за формулою:^[7]

${\displaystyle H=blc\left(1+{\frac {2h}{b}}\right)+W\tan \phi \left(1+0.64\left[\left({\frac {h}{b}}\right)\cot ^{-1}\left({\frac {h}{b}}\right)\right]\right)}$

де:

${\displaystyle H=}$ опір ґрунту

${\displaystyle b=}$ ширина гусеничної стрічки

${\displaystyle l=}$ довжина контактної поверхні

${\displaystyle c=}$ коефіцієнт когезії (властивість ґрунту)

${\displaystyle h=}$ висота ґрунтозачепа

${\displaystyle W=}$ загальна маса транспортного засобу

${\displaystyle \phi \ }$${\displaystyle =}$ кут природного укосу (властивість ґрунту)

Примітки

1. Various (2003). Forum Posts. Axis History Forum. Архів оригіналу за 4 березня 2016. Процитовано 18 жовтня 2015.
   Admfisher: «Track pads on a modern bulldozer would have normally a single grouser pad. That is the part of the track that provides traction. Or simpler way of looking at it is, the bar that crosses the pad and is raised.»;
   Aufklarung: «On Ex/Winter we put in place of the rubber [pad] a steel plate in the shape of a raised „X“. This we here call a „Grouser“.» (англ.)
2. Fletcher, David (2011). Mark V Tank. Osprey Publishing. с. 5. ISBN 978-1-84908-351-5.
3. Track Shoes. Berco of America, Inc. Архів оригіналу за 26 січня 2010. Процитовано 27 лютого 2010. (англ.)
4. Grouser Shoes. RitchieWiki. Ritchie Bros. Auctioneers. 13 October 2009. Архів оригіналу за 20 грудня 2018. Процитовано 27 лютого 2010. (англ.)
5. Hong, Sup; Jong-Su Choi (2001). Experimental Study on Grouser Shape Effects on Trafficability of Extremely Soft Seabed (PDF). Proceedings of the Fourth Ocean Mining Symposium. Szczecin, Poland: The International Society of Offshore and Polar Engineers. с. 115–. Архів оригіналу (PDF) за 4 жовтня 2011. Процитовано 28 лютого 2010. (англ.)
6. Dave Dunigan (2006). Forum Posts. American Snowmobiler. Архів оригіналу за 15 вересня 2018. Процитовано 18 жовтня 2015. They banned the cleated track the next year. (англ.)
7. Gerhart, Grant; Sean Laughery; Richard Goetz (2006). Off-Road Vehicle Locomotion Using Bekker's Model. Warren, MI: United States Army Tank Automotive Research, Development and Engineering Center: 9. Архів оригіналу за 2 жовтня 2012. Процитовано 28 лютого 2010. (англ.)