Шагающий робот Чебышева: почему никто не послушался мудрого старца 142 года назад?
Пафнутий Львович Чебышев
4 (16) мая 1821 — 26 ноября (8 декабря) 1894. Русский математик и механик, основоположник петербургской математической школы, академик Петербургской академии наук.
История изобретательства знает немало знает немало случаев, когда одну и ту же проблему предлагалось решать с помощью совершенно разных технических средств. А там уж практика выявляла и продолжает выявлять максимально применимые и действенные варианты. Пожалуй, наибольшим многообразием в этом плане могут похвастаться средства перемещения в пространстве. До изобретения колеса и даже после его изобретения человечество прибегало и до сих пор прибегает к пешим и конным прогулкам, к полозьям и салазкам, к воздушным шарам и дельтапланам, а начиная с XX в. — еще и к авиаперелетам вкупе с выходом в открытый космос. А еще был вариант механизмов, передвигающихся на своих собственных «ногах».
Кому понадобилось внедрять шагающии машины — и зачем?
Гениальная идея пришла в голову русского математика и механика позапрошлого столетия Пафнутия Чебышева — академика ни много ни мало 25 академий мира. Модель стопоходящего механизма была продемонстрирована на Всемирной выставке в Париже в 1878 г. К настоящему времени деревянный макет стопохода сохранился в Политехническом музее города Москвы. Усилиями сетевого проекта «Математические этюды» на его основе даже создали 3D-модель.
Согласно легенде, Чебышев взял за основу походку лошади, когда наблюдал за проезжающими каретами. Механик понял, что траектория движения лошадиного копыта может стать крайне рациональной в техническом применении. Как ни странно, но до конца XIX в. никому не приходило в голову адаптировать естественные движения людей и животных — к работе механизмов. По крайней мере, не в фантазиях, а на практике.
Мысль о конкурировании механических ходуль с паровозами, трамваями и конками — лишь на первый взгляд может показаться абсурдной и нелепой. У Чебышева имелись весомые резоны считать иначе. Ведь применение стопоходов позволяет обеспечить повышенную проходимость, недоступную колесным транспортным средствам, а также существенно снизить нагрузки на материалы, тем самым добиваясь материальной экономии.
Взрывное развитие железнодорожного транспорта позволило очень быстро соединить в единую коммуникационную и хозяйственную сеть значительные пространства. Так, например, в одном 1900 г. построили 1 000 км одной только Китайско-Восточной железной дороги.
Но, вместе с тем, для того чтобы прокладывать транспортное полотно, требуются ощутимые затраты, обусловленные расчисткой территории, доставкой необходимых материалов к местам прокладывания и т. д. К тому же до крайности затруднительно масштабное железнодорожное строительство на зыбких почвах. Да и горные массивы зачастую становятся непреодолимыми преградами.
Колесные же транспортные средства, движущиеся не по рельсам, а по пересеченной местности, сталкиваются с сопротивлением грунта, а иногда — даже каменных и древесных массивов. Какими бы большими и мощными ни были колеса, изнашиваемость подобного механизма в экстремальных дорожных условиях крайне высока. Естественные барьеры лучше преодолевать, не входя с ними в непосредственное физическое соприкосновение. Это-то и возможно с помощью стопоходящих механизмов, которые способны перешагивать через препятствия.
Продолжение статьи читайте в июньском номере журнала "Наука и техника" за 2020 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой
