Cómo funcionan los vehículos de accionamiento por tornillo

Un tractor de tornillo Fordson de 1926 en exhibición en el Museo de Camiones Antiguos Hays en Woodland, California. Foto cortesía de Killiondude

¿Dónde estaríamos sin la vieja rueda? Nos permite viajar sobre superficies compactas como caminos de tierra y carreteras pavimentadas con facilidad y velocidad, y ha estado haciendo un buen trabajo durante miles de años..

Desafortunadamente, nuestro amigo el volante nunca ha tenido un desempeño realmente bueno en el barro, la nieve o el agua, porque estos medios no proporcionan una superficie lo suficientemente firme para empujar contra el suelo sólido. La falta de resistencia con estas superficies es en realidad un obstáculo para atravesarlas..

Pero a lo largo de los años, varios fabricantes de vehículos han ideado una solución que parece, bueno, completamente descabellada. De hecho, es una locura. Estos artilugios se mueven a través de material semi-viscoso como la nieve y el barro de la misma manera que un tornillo se impulsa a través de la madera..

En este artículo exploraremos cómo funcionan los vehículos de propulsión por tornillo, su historia y cómo se desempeñan en condiciones todoterreno que harían que incluso un Humvee "dijera tío".

Si eres un lector fiel de .com, entonces conoces el "simulacro": lee la página siguiente para aprender sobre el diseño de vehículos con tornillo..

Contenido

1. Diseño de vehículos con accionamiento por tornillo
2. Historia de los vehículos con accionamiento por tornillo
3. Rendimiento de los vehículos de accionamiento por tornillo

Un tornillo de Arquímedes que se utiliza para regar cultivos en el Delta del Nilo. El dispositivo, inventado por Arquímedes durante una estancia en Egipto, funciona como un tornillo hidráulico para elevar el agua desde un nivel más bajo. J W Thomas / Getty Images

Los vehículos de propulsión por tornillo tienen una característica en particular que destaca por darles su extraña apariencia. En lugar de ruedas, están equipados con un par de cilindros grandes y largos con roscas en forma de tornillo que recorren la longitud de cada uno..

Encima de los cilindros se encuentra el área de asientos o el compartimiento del conductor y el pasajero, junto con algún tipo de motor. El motor en sí está acoplado a los cilindros de tornillo mediante ejes o cadenas u otros medios mecánicos para hacerlos girar en direcciones de contrarrotación. Al hacer que los tornillos giren en direcciones opuestas entre sí, los vehículos pueden lograr un movimiento hacia adelante (o hacia atrás). Si se gira en la misma dirección, los tornillos impulsan la máquina hacia los lados.

Estos vehículos funcionan según un principio llamado Tornillo de Arquímedes. Básicamente sostiene que, al envolver un plano (superficie plana) alrededor de un poste cerrado en una pendiente y al girar ese conjunto, puede mover líquidos o materiales sueltos - "sólidos suspendidos" - hacia arriba, contra la fuerza de la gravedad. Se pensaba que tales dispositivos se usaban para regar los famosos jardines colgantes de la antigua Babilonia. Hoy en día se usan para riego, para drenar áreas sumergidas para que se puedan usar como tierra y para mover semisólidos, como granos… o incluso aguas residuales.!

Si bien no están completamente sumergidos en lodo, nieve o agua, los vehículos de propulsión por tornillo pueden empujar suficiente material para lograr movimiento. Así que es algo así como un tornillo de Arquímedes al revés. Como beneficio adicional, dado que los cilindros son huecos, también pueden actuar como flotadores..

Para controlar un vehículo de propulsión por tornillo, un operador aplica más potencia al tornillo izquierdo o derecho, dependiendo de la dirección en la que el conductor quiera girar. Incluso se puede hacer que los vehículos de tornillo sinfín corran hacia los lados, como un cangrejo.

Si bien pueden ser obras de ingeniería notables, seamos realistas, es probable que los vehículos de tornillo sin fin inventados hasta ahora no ganen ningún concurso de belleza automotriz. Desde el utilitario Armstead Snow Motor, que se basaba en un tractor agrícola Fordson, hasta el ZiL-29061 de la era soviética, estas bestias se construyeron para sobrevivir en entornos húmedos, pegajosos, intransitables para otros vehículos y quizás incluso un poco asquerosos. Entonces, en cada uno de estos vehículos únicos, los diseñadores parecían dispuestos a sacrificar la buena apariencia por la robustez..

Continúe leyendo para conocer algunos de los vehículos de tornillo sin fin más conocidos del siglo pasado..

Una vista más cercana de las roscas en forma de tornillo en el tractor de transmisión por tornillo Fordson 1926. Foto cortesía de Killiondude

El registro es un poco incompleto cuando se trata de los inicios de estas máquinas. Pero uno de los primeros diseños publicados para un vehículo con transmisión de tornillo fue el de Jacob Morath, un inmigrante suizo en los Estados Unidos que patentó una máquina aradora de doble tornillo en 1899..

Quizás una de las máquinas de tornillo sinfín más expuestas de estas no tan conocidas fue la Armstead Snow Machine, también conocida como Snow Devil. Un video en línea de gran circulación muestra a esta máquina accionada por tornillos realizando varias hazañas en la nieve profunda que confunde a otros medios de transporte, incluido un pobre caballo.

A pesar de su habilidad en la nieve húmeda, el Armstead, una conversión de tractor Fordson, aparentemente tenía algunas dificultades en climas extremos del norte. La nieve fría y seca de Alaska hizo que la máquina pasara un mal rato, según el Fountainhead Antique Auto Museum de Alaska, que adquirió varias de las máquinas y sus historias [fuente: Fountainhead Antique Auto Museum].

Las fuerzas militares también han mostrado al menos un interés pasajero en la locomoción de tornillo a lo largo de los años. La Alemania nazi investigó una máquina propulsada por tornillos para navegar por el frente nevado del este: los tanques a menudo se hundían en la nieve y se atascaban. La máquina de tornillo, inventada por Johannes Raedel, nunca entró en producción. El ejército de los Estados Unidos consideró brevemente un diseño de accionamiento por tornillo para su transporte pequeño "Weasel" para las fuerzas especiales durante la Segunda Guerra Mundial antes de decidirse por un diseño con orugas..

Y durante la Guerra Fría, la empresa automotriz ZiL de la entonces Unión Soviética construyó uno de los vehículos de tornillo más intimidantes de todos. El ZiL-29061, con sus líneas angulares y sus enormes tornillos de doble accionamiento, parecía un vehículo recién salido del apocalipsis. También puede encontrar videos de él que circulan en línea. El ZiL fue construido para buscar cosmonautas soviéticos después de que aterrizaran en lugares que eran demasiado para otros vehículos, como los confines de Siberia..

Incluso puede encontrar vehículos de tornillo sin fin en uso hoy. Se utilizan en aplicaciones industriales y mineras para atravesar terrenos descuidados y para romper extensiones fangosas de arcilla para que se seque más rápidamente..

Para obtener más información sobre las capacidades de rendimiento de los vehículos con accionamiento por tornillo, lo que pueden y no pueden hacer, lea la página siguiente..

El estrecho de Bering, que separa Siberia de Alaska en el Pacífico norte. Foto cortesía de NASA

Como probablemente se esté dando cuenta, los vehículos de tornillo son máquinas altamente especializadas. Como tales, son extremadamente buenos para realizar un conjunto limitado de tareas. Y son bastante pésimos en todo lo demás, como ir al supermercado a comprar comestibles (a menos que su supermercado esté en un pantano o en un páramo cubierto de nieve).

En sus elementos naturales de lodo y lodo, algunas máquinas propulsadas por tornillos pueden alcanzar velocidades de avance de 7.5 a 10 millas por hora (12 a 16 kilómetros por hora). A modo de ejemplo, el Armstead / Fordson avanzó rápidamente en la nieve profunda y pesada, pero luchó con el polvo. También era un consumidor de combustible notoriamente hambriento. Por el lado positivo, según los informes, podría transportar (nuevamente, sobre nieve) 20 toneladas (18,144 kilogramos) de carga, como troncos, remolcándolo en uno o más trineos. Los accionamientos de tornillo tienden a funcionar bien en nieve intensa, en barro, incluso en hielo o marismas. Pero realmente no pueden considerarse vehículos "todo terreno" porque, irónicamente, en carreteras normales son bastante abismales..

Quizás el uso más celebrado de un vehículo de tornillo sinfín en los tiempos modernos fue el cruce del traicionero estrecho de Bering por dos aventureros del Reino Unido en 2002 (en su segundo intento). Esta expedición "Ice Challenger" fue el primer cruce de la peligrosa conexión entre Estados Unidos y Rusia en un vehículo terrestre..

Numerosos peligros hacen que el cruce sea potencialmente mortal: témpanos de hielo que pueden dañar gravemente los barcos, hielo irregular que puede colapsar en el mar bajo el peso de un vehículo e incluso osos polares. Pero Steve Brooks y Graham Stratford realizaron el cruce en su Snowbird 6, un vehículo anfibio que corría por las vías mientras estaba sobre nieve y hielo sólido y usaba sus tornillos tipo estabilizador para flotar y propulsarse a través del agua. Los tornillos también ayudaron al Snowbird 6 a salir del agua y volver al hielo..

Para obtener más información sobre los vehículos de tornillo y otros vehículos que se salen de los caminos trillados, siga los enlaces de la página siguiente..

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Más enlaces geniales

• Museo de automóviles antiguos Fountainhead
• Anfiroles

Fuentes

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• Amphibiousvehicle.net. "Amphirol (1960)". 16 de abril de 2010. (14 de febrero de 2011) http://www.amphibiousvehicle.net/amphi/D/dafrolling/dafrolling.html
• Beller, Larry D., Hart, Douglas S., White, Robert L. "'Juguete anfibio accionado por barrena'. Patente de Estados Unidos Nº 5203729 ". Freepatentsonline.com. Abril de 1993. (13 de febrero de 2011) http://www.freepatentsonline.com/5203729.html
• Museo de Automóviles Antiguos Fountainhead. "Más motores de nieve". 3 de febrero de 2010. (10 de febrero de 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2010/02/more-snow-motors.html
• Museo de Automóviles Antiguos Fountainhead. "¡Diablos de la nieve!" 13 de diciembre de 2009 (10 de febrero de 2011) http://fountainheadauto.blogspot.com/2009/12/snow-devils.html
• Mensajero, Ben y Mullins, Peter. "El ATV definitivo: Snowbird 6 hace un paso histórico por el estrecho de Bering; cruzando el agua y el hielo: usos innovadores de la potencia". Diesel Progress North American Edition. Diciembre de 2002. (15 de febrero de 2011) http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FZX/is_12_68/ai_95954254/
• Morath, J.J.A. "'Máquina agrícola'. Patente de Estados Unidos Nº 635.501. Octubre de 1899 ". V3.espacenet.com (16 de febrero de 2011) http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument;jsessionid=97A4E1228AB128C02C5C88C803F6C8DB. espacenet_levelx_prod_5? CC = US & NR = 635501A & KC = A & FT = D
• Realmilitaryvideos.com. "Película informativa de OSS - La comadreja". (13 de febrero de 2011) http://www.realmilitaryvideos.com/wwii-allies/oss-briefing-film-the-weasel/
• Thomasnet.com. "El tornillo de Arquímedes". (12 de febrero de 2011) http://www.thomasnet.com/articles/hardware/archimedes-screw
• Time.com. "Negocios y finanzas: Motores de nieve". 4 de enero de 1926. (12 de febrero de 2011) http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,728812,00.html?iid=perma_share
• Totaltailings.com. "Anfiroles". (11 de febrero de 2011) http://www.totaltailings.com/main/page_specialised_equipment.html