Engineering
Гусеничный ход
Направьте восьмитонный гусеничный транспортёр на ступеньку 0,5 м: лента ведущей звёздочки цепляется за грунт до предела трения, ленивец встречает стенку ступеньки и взбирается на её кромку, натянутый пролёт ленты между ленивцем и передним катком давит на кромку с силой, заданной натяжением гусеницы, а пять опорных катков на пружинах принимают удар. Ослабьте натяжение — пролёт поддастся; поднимите машину в воздух — лента раскрутится до холостых оборотов мотора без тяги. Переключитесь на разворот на месте — две гусеницы, вращаясь навстречу, разворачивают корпус против бокового скольжения траков и выходят на угловую скорость замкнутого баланса. Работа мотора сводится с кинетической и потенциальной энергией, буксованием, амортизаторами и кромкой ступеньки.
Что происходит
Гусеничный транспортёр 8 т в боковой проекции: жёсткий корпус с пятью опорными катками, каждый — своё тело на пружине стойки и жёсткой направляющей, ленивец и ведущая звёздочка; грунт — ломаная со ступенькой, с которой окружности контактируют нормальной пружиной-демпфером и трением ленты, насыщающимся по скорости буксования, а пролёт ленты от ленивца до переднего катка — струна постоянного натяжения, лишний путь которой через кромку ступеньки есть потенциал, так что её подъём и тяга на корпус — его градиент. Шунтовой мотор крутит звёздочку против тяги ленты. В плане две гусеницы бегут навстречу, и боковое скольжение траков по длине опорной поверхности сопротивляется повороту. Симплектический Эйлер с шагом 20 мкс; работа мотора сходится с кинетической и потенциальной энергией и всем теплом до одной десятитысячной.
Что попробовать
Смотрите, как ленивец встречает ступеньку, а натянутый пролёт поднимает нос через кромку; ослабьте натяжение и сравните; переключитесь на разворот и прочитайте угловую скорость против формулы.
Модель и её ограничения
Плоский корпус с идеальными катками, безмассовая лента, натяжение которой действует только в переднем пролёте, сглаженный закон трения, без провиса гусеницы и механики грунта; поворот — сосредоточенная модель в плане. Не оценка проходимости.
Уравнения модуля
Уравнения 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
