Engineering
Carro cingolato
Lancia un portatore cingolato da otto tonnellate contro un gradino di 0,5 m: il cingolo della ruota motrice morde il terreno fino al limite di attrito, la ruota tendicingolo colpisce la parete del gradino e sale sul suo spigolo, il tratto teso tra il tendicingolo e la prima ruota preme contro lo spigolo con una forza fissata dalla tensione del cingolo, e le cinque ruote portanti sulle loro molle assorbono l’urto. Allenta la tensione e il tratto cede; fai girare la macchina in aria e il cingolo sale senza spinta fino alla velocità a vuoto del motore. Passa alla rotazione sul posto e i due cingoli mossi in versi opposti ruotano lo scafo contro lo slittamento laterale delle maglie, fino alla velocità di imbardata del bilancio chiuso. Il lavoro del motore è contabilizzato contro energia cinetica e potenziale, slittamento, ammortizzatori e lo spigolo del gradino.
Cosa succede
Un portatore cingolato da 8 t visto di lato: uno scafo rigido con cinque ruote portanti, ciascuna un corpo proprio su molla-ammortizzatore e guida rigida, un tendicingolo e una ruota motrice; il terreno è una polilinea con un gradino, incontrata da contatti circolari con molla-ammortizzatore normale e un attrito di cingolo che satura con la velocità di slittamento, e il tratto di cingolo dal tendicingolo alla prima ruota è una corda a tensione costante la cui lunghezza in eccesso sullo spigolo del gradino è un potenziale, così che sollevamento e trazione sullo scafo ne sono il gradiente. Un motore shunt muove la ruota motrice contro la spinta del cingolo. In pianta i due cingoli girano in versi opposti e lo slittamento laterale delle maglie sulla lunghezza di contatto resiste all’imbardata. Eulero simplettico a 20 µs; il lavoro del motore eguaglia energia cinetica e potenziale e ogni calore a un decimillesimo.
Da provare
Guarda il tendicingolo colpire il gradino e il tratto teso sollevare il muso sullo spigolo; allenta la tensione e confronta; passa alla rotazione e leggi la velocità di imbardata contro la formula.
Il modello e i suoi limiti
Scafo piano con ruote ideali, cingolo senza massa la cui tensione agisce solo nel tratto anteriore, legge di attrito smussata, niente freccia del cingolo né meccanica del terreno; la rotazione è un modello concentrato in pianta. Non è una valutazione di mobilità.
Equazioni del modulo
Equazioni F_t = μ·F_n·clamp((v_belt − v_t)/v_s), J_s·dω/dt = T_s·(1 − ω/ω_0) − F_t·r − c·ω U_belt = T·(|c − a| + |i − c| − |i − a|), F = −∇U_belt I_z·dΩ/dt = (F_R − F_L)·B/2 − μ_l·W·L/4·clamp(Ω·L/4v_s) W_motor = E_k + E_p + Q_slip + Q_ground + Q_damper + Q_drag + Q_corner
