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Cómo funcionan los vehículos de tornillo

Cómo funcionan los vehículos de tornillo
Contenido
  1. Diseño de vehículos de tornillo
  2. Historia de los vehículos de tornillo
  3. Rendimiento del vehículo de tornillo

Diseño de vehículos de tornillo

Un tornillo de Arquímedes utilizado 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 a un nivel más bajo.

JW Thomas / Getty Images

Los vehículos atornillados tienen una característica especial que los hace extraños. En lugar de ruedas, cuentan con un par de cilindros altos y largos con roscas en forma de tornillo que recorren toda la longitud de cada uno.

Encima de los cilindros está el área o compartimiento para los asientos del conductor y del pasajero, así como un tipo particular de motor. El motor en sí está acoplado a los cilindros helicoidales mediante ejes o cadenas u otros medios mecánicos para hacerlos girar en sentidos opuestos de rotación. Al girar los tornillos en direcciones opuestas, los vehículos pueden avanzar (o retroceder). Si gira en la misma dirección, los tornillos empujan la máquina hacia los lados.

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Estos vehículos funcionan según un principio llamado Tornillo de Arquímedes. Esencialmente, establece que al envolver un plano (superficie plana) alrededor de un poste cerrado en una pendiente y girar ese conjunto, es posible mover líquidos o materiales a granel – “sólidos suspendidos” – hacia arriba. , contra la fuerza de la gravedad. Se creía que tales dispositivos se usaban para regar los famosos jardines colgantes de la antigua Babilonia. Hoy en día se utilizan para el riego, para el drenaje de zonas sumergidas para que puedan utilizarse como suelo y para mover semisólidos como cereales … ¡o incluso aguas residuales!

Aunque no están completamente sumergidos en barro, nieve o agua, los vehículos de tornillo son capaces de empujar suficiente material para moverse. Es, por tanto, una especie de tornillo de Arquímedes al revés. Como beneficio adicional, al ser cilindros huecos, también pueden actuar como flotadores.

Para controlar un vehículo atornillado, el operador aplica más potencia al perno izquierdo o derecho, según la dirección en la que el conductor quiera girar. Los vehículos de tornillo también pueden chocar de lado, como un cangrejo.

Si bien este es un trabajo de ingeniería notable, seamos sinceros, es poco probable que los vehículos rotos inventados hasta ahora ganen ningún concurso de belleza automotriz. Desde el SUV Armstead Snow Motor, basado en un tractor agrícola Fordson, hasta el ZiL-29061 de la era soviética, estas bestias están diseñadas para sobrevivir en entornos húmedos y pegajosos que no son prácticos para otros vehículos y tal vez incluso un poco difíciles. Entonces, en cada uno de estos vehículos únicos, los diseñadores parecían dispuestos a sacrificar la belleza por la fuerza.

Siga leyendo para obtener más información sobre algunos de los vehículos de pernos más famosos del siglo pasado.

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Historia de los vehículos de tornillo

Vista cercana de roscas en forma de tornillo en el tractor de tornillo Fordson 1926.

Vista cercana de roscas en forma de tornillo en el tractor de tornillo Fordson 1926.

Foto cortesía de Killiondude

Los resultados son un poco difíciles a la hora de poner en marcha estas máquinas. Pero uno de los primeros modelos publicados de un vehículo de tornillo fue el de Jacob Morath, un inmigrante suizo en los Estados Unidos que patentó un arado de dos tornillos en 1899.

Quizás una de las máquinas de tornillo poco conocidas más expuestas fue la Armstead Snow Machine, también conocida como Snow Devil. Un video popular en línea muestra a esta máquina de tornillo realizando varias hazañas en la nieve profunda que confunde a otros modos de transporte, incluido un caballo pobre.

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A pesar de su destreza en la nieve húmeda, el Armstead, una conversión del tractor Fordson, aparentemente luchó en climas nórdicos extremos. La nieve fría y seca de Alaska ha puesto al automóvil en problemas, según el Museo de Automóviles Antiguos de Alaska Fountainhead, que ha adquirido varios automóviles y sus historias. [source: Fountainhead Antique Auto Museum].

Las fuerzas militares también han mostrado un interés pasajero en mover tornillos a lo largo de los años. La Alemania nazi investigó una máquina de hélice para navegar por el frente este cubierto de nieve: 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 tornillo para su pequeño transporte “Comadreja” para las fuerzas especiales durante la Segunda Guerra Mundial antes de decidirse por un diseño de cinta de correr.

Y durante la Guerra Fría, la empresa automotriz de la era soviética ZiL construyó uno de los vehículos de tornillo más intimidantes de todos los tiempos. El ZiL-29061, con sus líneas en ángulo y sus enormes tornillos de doble tracción, parecía un vehículo recién salido del apocalipsis. También puede encontrar videos que circulan en línea. El ZiL fue construido para recolectar cosmonautas soviéticos después de que aterrizaran en lugares demasiado feos para otros vehículos, como las remotas fronteras de Siberia.

Incluso puede encontrar vehículos de pernos en servicio hoy. Se utilizan en aplicaciones industriales y mineras para atravesar terrenos resbaladizos y romper lodos arcillosos para secar más rápido.

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

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Rendimiento del vehículo de tornillo

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

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

Foto cortesía de NASA.

Como es de esperar, los vehículos de tornillo son máquinas altamente especializadas. Como tal, son extremadamente buenos en un conjunto restringido de tareas. Y son bastante malos para todo lo demás, como ir al supermercado a comprar comestibles (a menos que su supermercado esté en un pantano nevado o en un desierto).

En sus elementos naturales de barro y barro, algunas máquinas de tornillo pueden alcanzar velocidades de 7.5 a 10 millas por hora (12 a 16 kilómetros por hora). Por ejemplo, el Armstead / Fordson giró en nieve profunda y pesada, pero luchó con el polvo. También era un consumidor de combustible notoriamente voraz. En el lado positivo, podría haber transportado (nuevamente, en la nieve) 20 toneladas (18.144 kg) de mercancías, como troncos, remolcándolo en uno o más trineos. Los accionamientos de tornillo tienden a funcionar bien en nieve intensa, barro, incluso hielo o pantanos. Pero no pueden considerarse vehículos “todoterreno” porque, irónicamente, en carreteras normales son terribles.

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Quizás el uso más famoso de un vehículo de tornillo en los tiempos modernos fue el cruce del 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 vehículo terrestre.

Hay muchos peligros que hacen que la travesía sea potencialmente fatal: bloques de hielo que pueden dañar seriamente los barcos, trozos de hielo que pueden colapsar en el mar bajo el peso de un vehículo e incluso osos polares. Pero Steve Brooks y Graham Stratford cruzaron en su Snowbird 6, un vehículo anfibio que rodó sobre las vías en nieve sólida y hielo y usó sus pernos estabilizadores para flotar y propulsarse a través del agua. Las enredaderas también ayudaron a Snowbird 6 a salir del agua y volver al hielo.

Para obtener Para obtener más información sobre los vehículos de vida y otros vehículos fuera del camino, siga los enlaces en la página siguiente.

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

Un tractor de tornillo Fordson 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 conducir en superficies duras como caminos de tierra y caminos pavimentados con facilidad y velocidad, y ha hecho un muy buen trabajo durante miles de años.

Desafortunadamente, a nuestro amigo de la rueda nunca le fue bien en el barro, la nieve o el agua, ya que estas barras de techo proporcionan suficiente superficie sólida para empujar contra el suelo sólido. La débil resistencia de estas superficies es en realidad un freno en su cruce.

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Pero a lo largo de los años, varios fabricantes de automóviles han encontrado una solución que parece, bueno, totalmente ambigua. De hecho, es aburrido. Estos artilugios se mueven a través de materiales semiviscosos como la nieve y el barro, de la misma manera que una enredadera se empuja a través de la madera.

En este artículo, exploraremos cómo funcionan los vehículos de tornillo, su historia y rendimiento en condiciones todoterreno que harían que incluso un Humvee “dijera tío”.

Si es un lector leal de HowStuffWorks.com, entonces conoce el “ejercicio”: lea la página siguiente para obtener más información sobre el diseño de vehículos con tornillos.

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