Так как у многих слово гусеница ассоциируется с зелёным продолговатым насекомым, то я заранее уточню, что речь пойдёт не о нём, а о гусеницах, которые используются в транспорте, поэтому чтобы не было путаницы, в заголовке в скобках я дополнительно указал гусеничный ход.
Научно-популярные статьи пользуются на Хабре спросом, поэтому надеюсь, что эта статья тоже понравится многим. Чтобы было не скучно читать, я снабдил статью большим количеством картинок.
Концепция и идеи
Родоначальником служит концепция перекатывания грузов на брёвнах, которую использовали рабы при строительстве египетских пирамид. Чтобы передвигать тяжёлые грузы на большие расстояния они подкладывали под них брёвна, а когда сзади освобождалось одно бревно, они его перемещали вперёд. Получалась своеобразная бесконечная дорога из брёвен.
Первым более осмысленным шагом в деле изобретения гусеницы можно считать работу д'Эрмана. В 1713 году в Парижской Академии наук он представил необычный проект тележки. Между двумя её платформами он поместил замкнутую цепь из небольших катков, скреплённых планками.
Изобретатель доказал, что подобная схема равномерно распределяет вес повозки на обширную опорную поверхность, исключает перекосы катков и заметно снижает сопротивление при движении. Несмотря на одобрение Академии наук, идея так и осталась на бумаге.
Было сразу несколько причин для отказа:
В его конструкции не было подшипников. Деревянные ролики тёрлись друг о друга и о корпус, из-за чего для передвижения тележки требовалось приложить много усилий. Лошадям было проще тянуть обычную колёсную повозку.
Деревянные детали быстро расщеплялись и ломались под нагрузкой. Железо в то время было слишком дорогим для таких механизмов.
Грязь и камни мгновенно забивали зазоры между катками, блокируя движение всей системы.
После изобретения паровой машины появились новые возможности. В 1832 году Джордж Гиткот установил гусеничный движитель на паровой локомобиль. Его гусеница представляла собой полотняную ленту с наклеенными на неё деревянными рейками. Дерево в ту пору оставалось главным конструкторским материалом.
В 1857 году сразу два изобретателя получили важные патенты. Уильям Ньютон запатентовал «усовершенствованное устройство подвижных рельсов», позволявшее паровой машине одинаково уверенно двигаться и по дорогам, и по бездорожью. В том же году Дж. Уэлч предложил крепить гусеничный движитель к корпусу через полуэллиптическую рессору — фактически это была первая идея упругой подвески.
В 1861 году Эндрью Денлоп получил патент на "усовершенствованную рельсовую дорогу для облегчения тяги повозок". Его система напоминало ходячее колесо.
В 1874 году французский изобретатель Эдвард Буйен поразил современников проектом гусеничного бронепоезда. По замыслу автора, эта стальная крепость весом 120 тонн должна была свободно передвигаться по дорогам, полям и пустырям, развивая скорость до 10 км/ч. Бронепоезд предполагалось вооружить 12 пушками и защитить толстой бронёй. Сам Буйен называл своё детище «самым грозным оружием эпохи». Однако, несмотря на полученный патент, проект так и не воплотился в металле.
К концу XIX века в конструкциях гусеничных машин вместо дерева всё чаще начали использоваться стальные детали, что добавляло гусеницам прочности и долговечности.
Со временем гусеницы начали применять в тракторах для работы в сельском хозяйстве. Примером может случить паровой трактор «Холт», который позволил паровым тракторам не проваливаться в рыхлую почву Калифорнии. Вес паровых тракторов в то время варьировался от 10 до 20 тонн, поэтому использование гусеничного хода позволяло равномернее распределять нагрузку на почву и улучшить проходимость.
Преимущество гусениц оценили и военные, поэтому первый в истории танк, применённый в боевых действиях Mark I, использовал гусеницы. Танк имел узнаваемую ромбовидную форму, разработанную для того, чтобы преодолевать широкие немецкие окопы и проволочные заграждения. У него не было привычной нам вращающейся башни — вооружение располагалось в боковых выступах.
Так постепенно гусеницы вошли в нашу привычную жизнь. Сейчас их можно увидеть в строительной технике, сельскохозяйственной технике, в военном деле и в туризме (вездеходы, снегоходы и т.д.). Основная современная тенденция – это переход с тяжёлых стальных гусениц на армированные резиновые ленты. Они тише, легче и позволяют технике ездить по обычному асфальту, не разрушая его.