Рассмотрим влияние уменьшения ширины колеи на продольную устойчивость телеги в вертикальной и горизонтальной плоскостях и сопротивление движению. Допустим, мы имеем груз одинаковой плотности в форме параллелепипеда с ребрами а > b > с (рис. 1).
Рис. 1
В существующих повсеместно тележках груз располагают в основном большим ребром перпендикулярно направлению движения (см. рис. 2).
Рис 2
Основной отрицательный смысл такого расположения груза относительно тележки заключается в том, что поворот тележки с грузом вокруг оси у (например, при наезде колесом на кочку) более сложен — больше устойчивость на курсе (если допустить одинаковую ширину колеи). Иными словами, момент инерции груза и тележки с грузом при повороте вокруг оси у в первом случае больше. Спасти положение может лишь уменьшение силы, разворачивающей тележку прямо пропорционально ширине колеи, то есть необходимо уменьшить ширину колеи прямо пропорционально уменьшению момента инерции (см. рис. 3 и 4).
Рис. 3
Рис. 4
В большинстве случаев ширина пакета груза позволяет это сделать. В противном случае для второй нашей тележки необходимо: либо увеличить длину а (при сохранении объема пакета груза), что может уменьшить и ширину с, либо уменьшить ширину пакета груза с при увеличении высоты b (объем пакета остается неизменным). У каждого способа есть свои недостатки. При увеличении длины (увеличение габарита) создается неудобство, а при увеличении высоты повышается центр тяжести, что увеличивает неустойчивость тележки в продольной вертикальной плоскости. Конечно, общим недостатком может быть нерациональное размещение груза.
Однако более важной положительной характеристикой, безусловно, является возможность удержания тележки на курсе, где мы в значительном выигрыше. К предыдущему следовало бы также добавить, что устойчивость на курсе значительно увеличивает масса руки. Кроме того, большая ширина телеги неудобна для движения, а также, в конечном итоге, в комплексе с малой длиной в большинстве случаев является причиной буксировки телеги сзади, а не спереди, что также неудобно (см. ниже приемы ведения телеги).
Рассмотрим рис. 5, изображающий три способа размещения груза.
Рис. 5
В третьем случае, по сравнению со вторым, объем параллелепипеда неизменный (груз тот же), ребро b увеличено обратно пропорционально ребру с, ребро а неизменно. В предлагаемой нами тележке (рис. 5–2) уменьшается момент инерции тележки с грузом (по сравнению с вариантом рис. 5–1) при наезде одним колесом на кочку, то есть при повороте тележки с грузом вокруг продольной оси х, проходящей через точку опоры правого колеса. Однако угол поворота тем больше, чем уже колея. Будем считать, что угловое ускорение при повороте тележки вокруг оси х (то есть при наезде на кочку) прямо пропорционально ширине колеи. Тогда для того, чтобы сопротивление движению тележки не увеличивалось при уменьшении колеи, момент инерции телеги с грузом при повороте вокруг оси х должен уменьшиться в результате уменьшения момента инерции пакета груза и всей телеги примерно прямо пропорционально уменьшению ширины колеи, что практически так и есть. В этом случае уменьшение ширины колеи выгодно «по всем статьям».