1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Роторный экскаватор универсальный робот землекоп

Землекоп или экскаватор?

Здравствуйте дети! Сегодня мы обсудим вопрос о том, как наука и техника облегчают жизнь, ПОВЫШАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ нашего труда.
Мы пригласили на урок дядю Ваню-землекопа и дядю Петю-экскаваторщика. Давайте выйдем на улицу и вместе посмотрим — кто из них выкопает большую ямку за 10 минут…
…..
Вот, дети, вы сами убедились, что дядя Ваня выкопал совсем маленькую ямку, а дядя Петя навонял соляркой нещадно, зато и наворотил такую кучу, что смотреть страшно… Дети, кто из вас способен наворотить такую же кучу, как и дядя Петя? – НИКТО. Поаплодируем дяде Пете!
…..
Что это?
Это подтасовка. Самая беспардонная подтасовка фактов и ИСКАЖЕНИЕ сознания ребенка.
Землекоп копал В ОДИНОЧКУ. А экскаваторщик копал В КОМПАНИИ. В компании тех людей, которые спроектировали этот экскаватор, изготовили его на заводе, добыли вахтовым способом нефть на безлюдном Ямале, перекачали эту нефть по трубам, сделанным на другом заводе, перегнали эту нефть в солярку и горюче-смазачные материалы…. И так далее и тому подобное…

Экскаваторщик дядя Петя копал в незримом окружении всех этих людей, которые (каждый по крохе) ПОМОГАЛИ ему, хотя бы они и отсутствовали рядом…

И называется эта «незримое участие» – ПЕРЕНОС ТРУДА.
Если разделить яму, выкопанную экскаватором, на ВСЕХ ПОНЕМНОЖКУ, то вполне может оказаться так, что в передовиках окажется профессиональный землекоп дядя Ваня. У него сноровки больше.

Скептикам могу предложить СОПОСТАВИТЬ сроки постройки двух каналов Беломорского и Волгодона.
Масштабы земляных работ сопоставимы. Количество строителей сопоставимо. СРОКИ строительства тоже сопоставимы.
И все это при том, что Беломорканал копали вручную, а Волгодон ШАГАЮЩИМИ ЭКСКАВАТОРАМИ.
Я навскидку пробежал глазами по цифрам и …улыбнулся.

Ну хорошо. Бог с ними с этими каналами и землекопами. Это надо копаться в справочниках, вычислять, спорить до хрипоты…
Каждый из нас ездил на поезде. Я как заправский ротозей (зевака) выхожу на перрон во время остановок «для покурить» и хлопаю глазами вокруг себя. На вагоне я читаю – максимальная скорость 140. Вес нетто 60 тонн. Я быстро умножаю в уме 50 на 100 (количество людей на вес одного человека) и получаю ПЯТЬ тонн. Против чистой тары в 60 тонн. КПД меньше 10%.
В сути локомотивы «ГОНЯТ ПОРОЖНЯК».
Потому и не устану повторять, что Производительность труда, понимаемая как отношение ПОЛЕЗНОЙ работы к общим затратам не возрастает от применения техники.
Телепортация людей (и грузов) по железной дороге не шибко увеличивает производительность труда. КПД грузового вагона чуть чуть повыше, чем у пассажирского вагона, но примерно такая же как у ТЕЛЕГИ. Телега собственным весом 400 килограммов перевозит груз в 500 кг ЭЛМЕНТАРНО.

Я далек от мысли впадать в крайности и заявлять, что техника не нужна. Конечно же нужна. Есть ряд моментов, где без техники просто не обойтись.
Я лишь хочу намекнуть что влияние технической оснащенности «слегка преувеличено».
Производительность труда в бОльшей степени определяется ОРАГАНИЗАЦИЕЙ работ. Надо правильно расставить людей именно на тех местах, где это необходимо.
Уже Генри Форд ЛИЧНО ходил вдоль своего конвейера и внимательно наблюдал. Иногда он давал указание инженерам чуть чуть развернуть какое-нибудь рабочее место.
Генри Форд понимал, что работник должен телепортировать (перемещать) ГАЙКУ а не вес собственной руки.
Если чуть-чуть повернуть, то рабочий будет меньше утомляться на перемещение собственного веса и сделает БОЛЬШЕ ПОЛЕЗНОГО труда. Больше гаек переместит.
Примеры каждый может выдумать сам.
Плевое дело приколотить шестиметровую доску к вертикальной стене, если ты с напарником. При этом напарник фактически НИЧЕГО не будет делать. Он нужен ровно на 3 минуты, чтобы поддержать противоположный конец на заданной отметке.
Но если напарника НЕТ, то проблема вырастает до вселенских масштабов. Можно день уродоваться, изготовляя массу «приспособ», особенно если доска в неудобном месте, и убегаться с этой доской «в доску».

Еще раз повторю наличие техники облегчает ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ труд людей, но не в той мере как это декларируется (а точнее рекламируется) научно-технической братией, потому что КОЛЛЕКТИВНЫЙ труд продолжает оставаться примерно на том же уровне производительности.

Избыточность же техники приводит вообще…к ошеломительным результатам.
Избыточность техники может СНИЖАТЬ производительность труда.
Повторю… Снижать количество ПОЛЕЗНОЙ работы и увеличивать долю бесполезной.
И опять…примыслим себе картину.

Ямал. Нефтяники вдали от семей добывают «черное золото». Заводы гудят. Делают трубы. Нефть гонят его по трубам. Хзаводы гудят…прегоняют нефть в бензин. Ходорковский с Сечиным соревнуются кто больше бензовозов подгонит… сеть АЗС… топливо разливают по бакам автомобилей… Автомобили фырчат… срываются с места и… ОСТАНАВЛИВАЮТСЯ НА СВЕТОФОРЕ.
Добрая половина топлива сжигается именно НА СВЕТОФОРАХ.

Вот и выходит – все то, что делают люди «до бензобака» – все это:
===> МАРТЫШКИН ТРУД…
Лбюди работают НЕ на себя, а на…ТЕХНИКУ.
Энергия добывается не на «пользу» а на то чтобы …добывать энергию.

Эта маразматическая замкнутая порочная связь торжествует.
Деньги добывают чтоб делать деньги.
Энергию добывают чтоб делать энергию…
Бег на месте….

P.S. Для тех кто начнет аргументацию про «экспоненциальный рост».
Уважаемые господа, тот феномен, который называют «бурным всплеском производительности труда», этот всплеск является следствием НЕ «увеличения мозгов», а элементарным всплеском увеличения НАСЕЛЕНИЯ.
Больше людей — они больше и сделают. Вот и весь секрет.
Сравните население Земли во времена Ивана Крякутного с современным количеством.
Население же тоже по экспоненте растет. Вот и производим по экспоненте.
Ученые нагло записали заслуги женщин в свой актив. Женщины нарожали людей а ученые сказали что это все сделано учеными.

Женщины рожают по экспоненте. Сделайте поправку и получите что. воз и ныне там.

Особенности роторных экскаваторов

Все экскаваторы, имеющиеся на рынке спецтехники подразделяются на одноковшовые и многоковшовые модели. Первые применяются в основном на строительных площадках. Они относятся к машинам одного цикла, то есть выполняют определённую работу за единицу времени.

Вторые используются в горнодобывающей промышленности, разработках полезных ископаемых, разработке песка из карьеров. Они относятся к технике непрерывного действия, соответственно обладают большей производительностью по сравнению с одноковшовыми моделями. Землеройная техника непрерывного действия разделяется на машины роторного и цепного действия. Рассмотрим роторный экскаватор.

Конструктивные особенности

Роторные машины различаются устройством ходовой части. В частности, модели изготавливаются на гусеничном или рельсово-шагающем ходу. Высокая производительность техники, является не единственным достоинством роторных машин. Непрерывный рабочий цикл, делает эксплуатацию техники более выгодной в финансовом плане. Стоит отметить, лучшее опорожнение ковшей и минимальное количество потерь разрабатываемого грунта.

У рассматриваемых моделей, ковши расположены на большом колесе (роторе). Это обеспечивает разработку грунта в оптимальном направлении. Если вырабатывается поверхностный слой, то ротор вращается по направлению хода часовой стрелки. При работе с нижним слоем, вращение происходит в противоположную сторону. Кроме того, ковши могут вращаться в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Читать еще:  Погрузчик на трактор т 25

Забор грунта в ковши происходит по стандартной схеме, однако, опорожнение ёмкостей выполняется по следующим принципам: инерция или гравитация. В первом случае, на породу в ковше оказывает действие центробежная сила, выбрасывающая грунт из ёмкости. При гравитационном методе, разгрузка происходит за счёт собственного веса выработки.

Экскаваторы роторного типа могут работать в любых климатических условиях. При этом эксплуатация машин происходит без лишних затрат и потери производительности.

Технические параметры

Ротор расположен на телескопической или стационарной стреле. Изменение положения стрелы в пространстве происходит за счёт лебёдки, трос которой пропущен через мачты полиспасты. Регулировка положения стрелы, происходит при помощи установленных противовесов.

Стоит отметить, что этот вид экскаватора имеет два вида стрелы: отвальную и роторную. Для каждой конструкции предусмотрена одинаковая схема подъёма и опускания. В совокупности, это образует надстройку экскаватора, которая поворачивается на 360 градусов относительно своей оси.

Каждая модель оборудована разгрузочным контейнером. Стоит отметить, что этот узел имеет автономную систему поворота. Такая схема обеспечивает отклонение стрелы на 270-300 градусов, относительно горизонтальной плоскости. Средний размер ротора составляет около 20 метров в диаметре. Объём ковшей – около 12 литров, глубина разработки может достигать 20-25 метров, при этом высота выработки равняется 50 метрам.

Такие технические характеристики, обеспечивают машине производительность до 10 000 кубометров в час.

Разновидности

Многоковшовые машины квалифицируются по целевому предназначению. Таким образом, можно выделить траншейные и карьерные машины.

Карьерный экскаватор. Техника относится к многоковшовым машинам непрерывного действия, хотя существуют и одноковшовые модификации. Эта категория подразделяется на вскрышные и добычные модели. Выработка материала происходит поверхностным или глубоким черпанием. Техника предназначена для разработки почвы до 4 категории сложности, без предварительного рыхления. Используется на песчаных карьерах, разработках полезных ископаемых, выработке скальных пород.

Карьерные экскаваторы состоят из отдельных узлов, объединённых в одну схему. В случае выхода из строя одного узла, нет необходимости разбирать всю машину, достаточно провести агрегатный ремонт в полевых условиях.

Траншейный экскаватор. Это машины более широкого применения. Они используются для формирования траншей различного назначения: для инженерных коммуникаций, газовых или нефтяных трубопроводов. Кроме того, машины предназначены для прокладки оросительных каналов, дренажных и осушительных систем. Стоит отметить, что базовые ковши могут быть заменены фрезой или скребками.

Роторный экскаватор для траншей может быть навесным оборудованием для колёсного трактора, или являться самостоятельной единицей на гусеничном ходу. Для выполнения работ на железной дороге, например, формирование насыпи, траншейный экскаватор устанавливается на рельсовую платформу. За подъём ротора отвечает гидравлическая система.

Производительность техники на обычном грунте может составлять порядка 300 кубометров в час, для промороженной почвы этот показатель снижается примерно в десять раз – до 40 кубических метров за единицу времени.

С учётом приведённых особенностей, роторные модели пользуются большим спросом в различных производственных отраслях. Необходимо отметить, что для работы на этом виде техники требуется квалифицированный персонал.

Роторный экскаватор: принцип работы и устройство


Роторный экскаватор – универсальный робот-землекоп

Быстро бегущий прогресс требует от всех направлений жизни повышение скоростей, мощностей и габаритов. Не оставил он в стороне и землеройную технику, ведь увеличение объёмов добычи ископаемых и качественное рытьё траншей сказываются на росте экономики в целом. Ускорить процессы выемки породы и вскрытия новых подземных пластов угля и минералов, выкопать километры котлованов без остановок способен роторный экскаватор.

Каковы особенности и преимущества специальной машины? Если и вы задались вопросом, что такое роторный экскаватор, отвечаем: это большой самоходный или навесной механизм, оснащённый несколькими заборными ковшами. Все они движутся по кругу на большом колесе (роторе). Оно выдвигается вперёд или поворачивается в стороны посредством держателя (стрелы).

Прародителем ротора по принципу действия считается древнее водоподъёмное колесо. Изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи по аналогии к нему разработал чертежи копательной машины. Первый патент на изобретение был выдан в 1884 году американскому инженеру Чарльзу Смитту. Его экскаватор имел два симметричных вращающихся колеса с ковшами. Между ними на стреле двигалась лента конвейера.

Отечественное производство техники такого типа началось в СССР в середине ХХ века в мастерских Часова Яра. Сегодня это компания ОАО «Крастяжмаш». За рубежом модели выпускаются серийно в Германии, Чехии, Японии, Соединённых Штатах Америки.

Наблюдается динамика развития построения крупных мощных машин с большим КПД, широким горизонтом и глубиной копания и малогабаритных вариантов с небольшими линейными параметрами. Последние отличаются мобильностью, используются для строительных работ, погрузки сыпучих материалов.

Классификация машин и агрегатов

Многоковшовые экскаваторы различаются устройством и техническими способностями. В зависимости от выполняемых функций они бывают вскрышными и добычными. И первыми, и вторыми проводится разработка грунта. По направлению рабочего поля их делят на модели продольного или радиального копания. На участках разной сложности могут меняться способы подхода ковшей к грунту: удаляется порода, вынимается земля верхним или нижним черпанием.

Существуют роторы специального траншейного типа:

  • плужно-роторный, движущийся в одном направлении;
  • быстроходный траншейный комплекс военного назначения;
  • шнеково-роторный.

Для открытых разработок идеальный вариант – поворотный (карьерный) экскаватор.

По способу передвижения они объединяются в две крупные группы: самоходные (на гусеницах и рельсах) или навесные (прикреплённые к трактору тягачу).

Области применения и работоспособность

Роторный траншейный экскаватор востребован в строительстве газопроводов, канализационных и коллекторных коммуникаций, при прокладке подземных систем связи на километровые расстояния, при рытье неглубоких котлованов. Им удобно проводить выемку земли на раскопках или масштабных ремонтных, при спасательных операциях.

Открытый песчаный или глиняный карьер и роторный экскаватор не мыслятся по отдельности. Машина способна добывать и отгружать сыпучие вещества высоты до 25 м и на 5 метровой глубине. Используются они и при прямой разработке угольных забоев, когда надо вскрыть почвенный пласт, отгрузить готовую продукцию или отвалить породу.

Главная общая особенность всех экскаваторов данного типа — возможность бесперебойного круглосуточного эксплуатирования с высокими показателями производительности, применение в труднодоступной местности. Климатические условия, повышение или понижение температурного режима не влияют на качество. Подобный цикл выгоден при добыче рудных ископаемых, природных строительных материалов. Экономятся финансы, благодаря конструкции ковшей минимизируются потери во время погрузки.

Сходства и различия конструкций

Принцип действия и устройство роторных экскаваторов у большинства механизмов одинаковые. Они представляют единую систему и состоят из поворотной платформы, к которой крепятся важные узлы: ходовая часть, кабина с пультом управления, надстройка с мачтами, отвальная и роторная стрелы с конвейерной лентой.

Разница бывает существенной только в:

  • количестве ковшей, диаметре круга, к которому они крепятся;
  • длине стрелы;
  • размещении надстройки;
  • метраже отвала, его поворотах и в тоннаже противовеса;
  • мощности двигателя;
  • способах разгрузки ковшей (от центробежной силы или от тяжести) и в передвижении.
Читать еще:  История комбайна и комбайностроения

Существуют незначительные отличия модификаций, выраженные в ковшовой вместительности, глубине, высоте копания. Они сказываются на том, как используют агрегаты.

Технические параметры агрегатов

Характеристики видов и моделей отличаются цифровыми показателями. За основу можно взять средние или конкретные числа, но каждый вид оборудован телескопической (складывающейся) или стационарной стрелой, на конце которой вращается ротор. Закрепляется её положение при помощи лебёдки и тросов, пропущенных между полиспастами на мачтах. С противоположной стороны устроена аналогичная отвальная стрела. Механизм их опускания и поднимания проходит по одинаковой схеме, угол зависания регулируется противовесами. Эти части все вместе образуют надстройку, способную поворачиваться вокруг оси на 360°. Это значительно расширяет возможности добычи. Узел разгрузки (конвейер) имеет автономную поворотную механику с углом отклонения 270°, что упрощает прокладку подъездных путей для транспорта. Принцип работы карьерных и траншейных агрегатов почти идентичен.

При средних размерах роторного колеса 18–20 м в диаметре с вместимостью ковшей 12 литров, глубиной разработки в 25 метров и удвоенной высотой производительность составит до 10 тысяч м 3 /час.

Оснащение трансмиссии гидромотором упрощает изменения скорости рабочего хода от 3,5 до 120 м/с. Ковшовая цепь движется стабильно и равномерно от 0,75 до 1,06 метра за секунду. Самоходный экскаватор способен развивать 4 транспортные скорости: минимальная 1,25, максимальная 7,60 км/час.

Вопрос о том, зачем нужен роторный экскаватор, отпадает сам. Многоковшовые машины все операции по добыче, загрузке, выгрузке выполняют одновременно. Одно действие плавно переходит в другое, образуя круговую цикличность.

Мировые роторные экскаваторы-монстры

Большой горный комбайн работает в Германии близ Кёльна на шахте «Гамбах». Bagger 288 имеет высоту 94 метра и длину 220 м. Огромное колесо диаметром 32 м весит 13 500 т, закреплено на 60-метровой стреле. Производительность гигантского роторного экскаватора – 245 тысяч м 3 в сутки. Способен выкапывать уголь с глубины 100 м. Передвигается по поверхности на 12 гусеницах. Их размеры (высота 3, ширина 3,5, длина 15 метров) рассчитаны в соответствии с общим весом.

Обслуживается чудо техники бригадой из 5 человек. Работа на одном месторождении продолжается до тех пор, пока будет целесообразной и выгодной. Главная трудность – при перемещении удерживать равновесие ротора и правильное направление, чтобы избежать раскачки. Кроме того, очень важно выбирать ровную поверхность.

Конкурировать со своим сородичем может Bagger 293. Он построен в 1995 году для формирования карьеров, работает непрерывно по 3–5 суток. Входит в Книгу рекордов как обладатель крупнейшего механизма.

Людей не перестаёт удивлять, как это работает. Оказывается, достаточно просто соблюдать правила техники безопасности, владеть инженерными знаниями, и обслуживание подобных агрегатов не составит труда.

Достоинства использования налицо. Длительный срок эксплуатации (60–70 лет), огромнейшие объёмы работ и количество выполняемых функций быстро окупают затраты на строительство, техническую поддержку.

Роботы-землекопы почистят Луну к возвращению людей

Посылать роботов на Луну человечеству не в диковинку. Но вот отправлять их для обустройства нашего спутника в преддверии высадки людей – никому ещё не доводилось (иллюстрация Astrobotic Technology).

Никакие кризисы не мешают людям мечтать о далёких целях. Например о возведении лунной базы. Но прежде чем она гостеприимно распахнёт свои двери для первых поселенцев, саму площадку под неё необходимо особым образом подготовить. Это могли бы сделать маленькие роботы, посланные на место заранее. Концепция такой строительной команды была обнародована на днях.

Задача эта не столь уж проста, как кажется, ведь небольшим машинкам предстоит переместить 1200 тонн реголита, причём управиться за несколько месяцев. Зачем это нужно — мы сейчас посмотрим.

Вверху: Олдрин в «Базе Спокойствия». На время пребывания астронавтов на Луне их место работы вполне можно было назвать маленьким лагерем. Но базы будущего (внизу) должны раскинуться на гектары, а работать будут на постоянной основе (фото и иллюстрации NASA).

Итак, открываем наш виртуальный справочник. NASA детально проработало новую схему лунных экспедиций (отличную от той, что применялась 40 лет назад), сделало краеугольным камнем новых миссий возведение постоянной базы и подробно расписало план тестов и первых рейсов новых космических кораблей и ракет-носителей, создаваемых далеко не только для лунных вояжей. NASA экспериментирует с пилотируемыми луноходами и целыми комплексами машин.

Продумано многое. Но на этом пути имеется ещё немало нерешённых проблем. И одна из главных – вредная пыль. Её мельчайшие частички с острыми гранями представляют собой настоящее бедствие: пылевая коррозия ставит под угрозу технику, а уж какое неприятное воздействие лунная пыль оказывает на человека (если просочится при пользовании шлюзами в герметичные помещения), и говорить нечего.

А ведь есть ещё одно обстоятельство, способное усилить этот негативный фактор. Дело в том, что для эффективной работы базы необходимо, чтобы посадочные ступени с аппаратами поддержки (вода, грузы, топливо) регулярно садились в непосредственной близости от построек, дабы не везти всё это добро ещё за сотни или тысячи метров.

Лунным экскаваторам найдётся работа и до прибытия «основных сил», и после постройки базы тоже (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

Но при каждом прилунении струи ракетных движков будут выбивать из слоя реголита новые порции опасных частиц, которые при отсутствии атмосферы будут обстреливать окружающие предметы, словно мощная пескоструйка.

Чтобы этого не происходило, нужно обработать посадочную зону так, чтобы на ней не было «лунного песка», — заменить его слоем мелких камней или как-то сплавить.

Либо нужно возвести вокруг посадочной площадки полукруглый бруствер со стороны базы, который отражал бы потоки газов и лунной пыли вверх, защищая тем самым постройки.

Общий вид базы, защищённой насыпями от потоков, поднимаемых садящимися и взлетающими ракетными модулями (иллюстрация Mueller and King, Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

Астронавты, побывавшие на Луне, конечно, пробовали копать реголит и даже обрабатывать его граблями.

Правда, последнюю операцию они проводили для поиска спрятанных в толще пыли камушков, которые могли бы представлять интерес для исследователей на Земле.

Настоящие лунные грабли и результат их действия. Внизу: современный опыт с вытаскиванием камней, скрытых в рыхлом грунте (иллюстрации NASA, Astrobotic Technology).

Но если мы хотим насобирать побольше местного гравия для засыпки посадочной зоны, нам придётся построить машины, способные «бороновать» Луну на очень приличной площади, да ещё и месяцами. Более реальным выглядит вариант с защитной насыпью. Так или иначе, необходимо убедиться, что роботам такое строительство под силу.

И тут уж у специалистов американского космического агентства было немало резонов обратиться к Astrobotic Technology.

Возглавляет эту фирму доктор Уильям Уайттекер (William «Red» Whittaker), основатель исследовательского центра автономных полевых роботов университета Карнеги-Меллона (Field Robotics Center), триумфатор гонки автомобилей-роботов и лидер проекта по отправке первого частного лунохода на место посадки Apollo 11. Кроме того, Уил – локомотив, упорно тянущий свою команду к лакомой цели — победе в соревновании Google Lunar X PRIZE.

Любопытно, что за точность высадки этого аппарата на место, где находится легендарный модуль Eagle, будет отвечать система от компании Raytheon, заимствованная у её противоспутниковой ракеты. После перелёта по трассе Земля-Луна электронные мозги (сверяя наблюдаемый ландшафт с ранее сделанными снимками Селены) должны уложить связку Artemis Lander/Red Rover в эллипс со сторонами 300 х 1000 метров (фото John Fleck).’ width=478 height=323>Уильям Уайттекер и луноход Red Rover (второй прототип) на полигоне компании.
Любопытно, что за точность высадки этого аппарата на место, где находится легендарный модуль Eagle, будет отвечать система от компании Raytheon, заимствованная у её противоспутниковой ракеты. После перелёта по трассе Земля-Луна электронные мозги (сверяя наблюдаемый ландшафт с ранее сделанными снимками Селены) должны уложить связку Artemis Lander/Red Rover в эллипс со сторонами 300 х 1000 метров (фото John Fleck).

Небольшим лунным бульдозерам предстоит выполнить тяжёлую работу практически в автономном режиме, а именно на таких умных и выносливых аппаратах Уайттекер, что называется, собаку съёл. К слову, 6 февраля этого года американская Национальная инженерная академия (NAE) избрала Уильяма своим членом, в знак признания его заслуг на поприще робототехники.

Вернёмся, однако, на Луну. Забрасывать на неё команду из десятков больших «землекопов» было бы слишком накладно. Но Astrobotic набросала эскизы скромных таких машинок весом всего в 150 килограммов и показала, что пара таких роботов сможет за 152 дня возвести насыпь в виде полукруга диаметром 50 метров при высоте этого бруствера в 2,6 метра.

Поначалу инженеры придумали совсем простые машины, комбинацию гусеничного шасси и большого «совка», который служил бы и инструментом для рытья реголита, и ёмкостью для его транспортировки с места на место одновременно.

Первый вариант лунного бульдозера от Astrobotic (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

Скорость таких букашек составит 15 сантиметров в секунду. Грузоподъёмность этого варианта бульдозера достигает 4% от веса пустой машины. Работать аппараты должны практически постоянно, с перерывами на заправку аккумуляторов, для чего будут наведываться на специальную зарядную станцию. И 3/4 времени они должны тратить именно на транспортные работы.

Простой вариант предусматривает и простое управление, и простой алгоритм работ. Но, увы, пара таких машин возвела бы одну насыпь только за 1170 дней. Это слишком много. А ведь на роботов намечается возложить и другие земляные работы на месте будущей базы. Они могли бы разровнять дорожки, убрать мешающие валуны, вырыть траншеи для размещения оборудования, возвести радиационные защитные насыпи для укрытия жилых отсеков и так далее. Когда они всё это успеют?

Потому команда Уайттекера пошла на усложнение своих роботов — помимо бульдозерного ножа на них решили поставить самосвальный кузов, в который реголит пересыпался бы из переднего ковша.

Второй робот. Кстати, предполагается, что для управления им будет использовано сочетание команд с Земли (режим дистанционного пилотирования) с автономным выполнением заданий под «надзором» искусственного интеллекта на борту машины (иллюстрации Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

В таком варианте грузоподъёмность гусеничных машинок поднялась до 30% от веса пустой конструкции, что и сократило время строительства насыпи до тех самых 5 месяцев.

Режим виброукладчика показан для варианта робота без самосвального кузова (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

А чтобы насыпь получалась более прочной, авторы проекта придумали трюк, превращающим робота-копателя в виброукладчик. Насыпав очередную порцию грунта, аппарат должен перевернуться, опираясь на ковш, и немного «попрыгать» на лунном песке.

Ещё лучше, рассудили в Astrobotic, если специальные машины будут просеивать реголит в поисках небольших (до 15 сантиметров) камней и гравия, которые можно было бы выкладывать на площадке или на стенах бруствера для выравнивания и укрепления последних.

Единственное, что пока неясно: сколько такого стройматериала можно насобирать в окрестностях будущей базы. Не исключено, что роботам потребуется проехать сотни, а то и тысячи километров в поисках желаемых каменюк.

Тут также есть выход: нечто вроде бороны с устройством улавливания камней могли бы тянуть за собой те же самые бульдозеры-самосвалы, пока будут копать лунную пыль для возведения огромной насыпи.

Так робот-бульдозер должен тянуть за собой «борону» (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

Вообще же применение каменной кладки может быть хорошим дополнением к возведению бруствера, способным снизить требования к его объёму, а значит — ускорить работы.

Таков план Astrobotic Technology. Но это не единственный вариант обработки реголита на месте будущей базы. К примеру, ранее специалисты высказывали предположение, что команда роботов-микроволновок могла бы расплавить тонкий верхний слой пыли, превратив его в нечто вроде стекла и тем самым предотвратив подъём опасных частиц «в воздух» во время работ на базе и прибытия ракет.

Необходимо ещё оценить, сколько энергии может уйти на такое разглаживание местности.

Дополнительная масса и сложность, которые добавляются при монтаже небольшого самосвального кузова, оправдываются ускорением работ, – сообщает компания. А если на месте базы высадить четыре-шесть таких машин – дело пойдёт куда веселее (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

С другой стороны, и земляные работы силами нескольких роботов-бульдозеров также могут оказаться куда более сложными и затратными, нежели рисуется в набросках.

Так, в 2007 году на первом соревновании лунных экскаваторов ни один робот не смог выполнить требования NASA, хотя копались они в «песочнице» (правда, с близкой имитацией реголита, а не с песком внутри).

Astrobotic Technology смотрит на всё это с оптимизмом. Её концепция — ещё не рабочий проект, но уже понятно, что учёные и инженеры могут создать таких роботов. Компания предложила NASA, чтобы подготовку лунной базы доверили частной космической отрасли (намёк ясен).

Глядя на копошащихся в лунной пыли жёлтых роботов, поневоле вспоминаешь трогательного трудягу WALL•E, оставленного людьми для разбора гор мусора (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

И у фирмы есть все основания подключиться к такой работе.

Для того чтобы выбрать наиболее удачную стратегию строительства защитных сооружений, нужно не просто подобрать правильное место для базы, но и изучить местность детальнее, узнать об имеющемся там грунте, о распределении и размерах камней, их «сплочённости», механических свойствах реголита и так далее.

А Astrobotic уже добровольно взяла на себя такую инициативу: в её планах посылка на Селену нескольких посадочных зондов и луноходов, в том числе — в очень интересующий NASA кратер Шеклтона (Shackleton) на южном полюсе.

Может, рвение частной компании будет по достоинству оценено после первого её успеха? Ждать осталось не так уж долго: Astrobotic планирует высадить на Луне свой первый луноход в декабре 2010 года.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector