Как называются колеса у танка

Почему в гусеницах танков Т-34 нет привычных ведущих колес-звездочек

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Гусеницы бывают разные

Первые гусеничные движители появились на свет еще в XIX столетии. Однако, привычный всем вид танковых или тракторных гусениц был создан только в начале XX века. Ярким дебютом данного механизма стала Первая мировая война, в ходе которой впервые в истории человечества были массово применены танки. Еще в ходе империалистической войны гусеничные движители начали активно развиваться. В итоге к концу первой половины XX века появилось множество форм, компоновок и способов устройства рассматриваемого механизма.

Большинство гусеничных движителей состоит из нескольких основных элементов: соединенных между собой и образующих гусеницы траков, опорных и поддерживающих катков, придающих движителю нужную форму, направляющего колеса, отвечающего за натягивание гусеницы и, конечно же, ведущего колеса, соединённого с трансмиссией и преобразующего тем самым собственно вращение переданное от двигателя в поступательное движение гусеничной машины. В контексте обсуждения гусениц танка Т-34 нас больше всего интересует именно ведущее колесо. Именно оно обычно выполняется в форме звездочки. Обычно, но далеко не всегда.

Все дело в том, что гусеничные движители могут использовать разные типы ведущих колес и как итог, разные типы траков. Сегодня используется три основных вида таких катков:

Ведущее колесо цевочного зацепления – каток, состоящий из двух зубчатых венцов со ступицей между ними. При такой конструкции в траках имеются специальные прорези для зубцов «звездочки». Главные плюсы такой системы – лёгкость и компактность гусеницы. Главные минусы – сложность и дороговизна в производстве, а также меньший ресурс. И да, данное ведущее колесо является той самой характерной «звездочкой», которую можно увидеть в конструкции многих танков.

Ведущее колесо гребневого зацепления – каток, который состоит из двух гладких дисков. При этом такие колеса бывают двух видов: с зубчатым венцом внутри или с роликами внутри. Собственно, танк Т-34 использует именно последнюю разновидность. Из-за чего в нем применяется специфическая гусеница на траках которой имеются массивные выступы-гребни. Именно ими гусеница и цепляется за прорези в гладком колесе. Главный минус такой системы – высокая масса. Главные плюсы – простота в производства и намного больший ресурс.

Ведущее колесо фрикционного зацепления – в данной системе ведущий каток также является гладким, а сцепление с гусеницей осуществляется только за счет силы трения. Фрикционные катки широко применялись в технике между двумя мировыми войнами, однако в силу достаточно большого количества недостатков и сложности в эксплуатации, уже в 1940 годам такие гусеничные движители почти вышли из употребления.

Почему в Т-34 использовали именно гребневое зацепление?

В разных советских (и не только советских) танках использовались разные способы организации гусеничных движителей. Выбор той или иной системы может показаться странным и не всегда является очевидным. Возникает вопрос: почему в Т-34 использовано гребное зацепление гусеницы, если в каком-нибудь КВ-1 использовавшееся в то же время применялось цевочное зацепление? Ответ на данный вопрос состоит из нескольких частей.

Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать про «Штурмтигр» : как показал себя на деле грозный сокрушитель городов вермахта.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Источник

Как называются колеса у танка

По своему назначению и работе ходовая часть танка может быть разделена на две части: гусеничный движитель и подвеску.

ГУСЕНИЧНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Устройство гусеничного движителя

Гусеничный движитель состоит из двух гусеничных цепей (гусениц), двух ведущих колес, двух направляющих колес с натяжным механизмом, двенадцати нижних опорных катков и шести верхних поддерживающих катков.

1. ГУСЕНИЧНАЯ ЦЕПЬ (ГУСЕНИЦА)

Каждая гусеница представляет собой мелкозвенчатую цепь, состоящую из 87-90 отдельных звеньев-траков, связанных между собой пальцами, которые вставляют в проушины траков.

Трак 1 (рис. 83) представляет собой фасонную стальную штамповку, которая имеет два прямоугольных окна для зацепления с зубьями ведущего колеса и гребень для направления катков, катящихся по гусенице, и для предохранения гусениц от спадания с ведущих и направляющих колес.

Рис. 84. Ведущее колесо (разрез):
1 — кронштейн; 2 — ступица; 3 — шарикоподшипники; 4 — распорная втулка; 5 — кольцо сальника;
6 — сальник; 7 — гайка; 8 — замковая шайба; 9 — блокировочное кольцо; 10 — шпилька;
11 — ведущий вал; 12 — колпак; 13 — болт; 14 — резиновая, прокладка;
15 — болт; 10 — зубчатый венец; 17 — отверстия для смазки.

2. ВЕДУЩЕЕ КОЛЕСО

Ведущие колеса (рис. 84) крепятся по бортам в задней части танка.

Колесо состоит из ступицы 2 и двух зубчатых венцов 16.
Два стальных зубчатых венца 16, имеющие по шестнадцати зубьев, привернуты болтами к ступице колеса. В ступицу впрессованы два шарикоподшипника З, между которыми установлена распорная втулка 4.
Колесо вращается на трубчатой оси кронштейна 1. От продольного смещения оно удерживается круглой гайкой 7, которая навертывается на конец оси кронштейна и стопорится шайбой 8.
Ведущее колесо получает вращение от хвостовика водила бортовой передачи через ведущий вал 11 колеса. Ведущий вал своим зубчатым венцом соединен с зубьями блокировочного кольца 9, которое запрессовано и закреплено шпильками 10 в расточке, ступицы колеса.
От продольного смещения вал удерживается колпаком 12, который крепится к ступице колеса болтами 13, Между колпаком и ступицей установлена резиновая прокладка 14.
Для предохранения смазки подшипников колеса от пыли, грязи и воды с внутренней стороны ступицы колеса установлено сальниковое кольцо 5 с сальником 6.
Подшипники колеса смазываются через два отверстия 17, закрываемые пробками.

3. НАПРАВЛЯЮЩЕЕ КОЛЕСО С НАТЯЖНЫМ МЕХАНИЗМОМ

Направляющее колесо (ленивец) (рис. 86) служит для направления гребней гусеницы при ее перематывании во время движения танка.
Ободья и корпус 2 направляющего колеса отлиты за одно целое. Корпус колеса для прочности усилен ребрами, радиально расположенными по корпусу.
В ступицу колеса впрессованы два конических роликоподшипника 3 и 4. Направляющее колесо монтируется на оси 20 кривошипа. От продольного смещения колесо удерживается гайкой 5, которая навертывается на конец оси и стопорится шайбой 6. Между гайкой и роликоподшипником 3 установлена стальная шайба 7.
Для предохранения смазки подшипников колеса от загрязнения и воды и для удержания смазки в подшипниках с внутренней стороны ступицы колеса установлен сальник 10, который помещается между кольцом 8 и крышкой 9. Крышка сальника 9 крепится болтами к ступице колеса.
Снаружи ступица закрывается колпаком, в теле которого имеется отверстие 13 для смазки, закрываемое пробкой.
Ось 20 кривошипа выполнена за одно целое со щекой 1 и хвостовиком 19.
Хвостовик 19 кривошипа крепится в опорных кронштейнах корпуса танка гайкой 15, которая стопорится замковой шайбой 17. Для предохранения хвостовика кривошипа от коррозии и загрязнения в бортовом кронштейне корпуса танка имеются отверстия для смазки и выточка для сальниковой набивки 18.

Рис. 86. Направляющее колесо (ленивец):
1 — щека кривошипа; 2 — корпус колеса; 3 и 4 — конический роликоподшипник; 5 — гайка; б — замковая шайба; 7 — шайба; 8 — кольцо сальника; 9 — крышка сальника; 10 —сальник; 11 — отверстие для смазки; 12 — колпак; 13 — отверстие для смазки; 14 — заглушка; 15 — гайка; 16 — шайба; 17 — замковая шайба; 18 — сальник; 19 — хвостовик кривошипа; 20 — ось кривошипа; 21 — кронштейн; 22 — палец; 23 — гайка.

Ось направляющего колеса 20 и щека кривошипа 1 выходят наружу корпуса танка. В проушине щеки крепится при помощи пальца 22 головка винта натяжного механизма.
Натяжной механизм (рис. 87) состоит из винта 3, укрепленного головкой в проушине щеки кривошипа пальцем 5, гайки 4, навернутой на стержень винта, кронштейна 1 с цапфой 6, в овальном отверстии которой помещается гайка 4, и опоры надетой на цапфу 6 кронштейна 1.
Кронштейн натяжного механизма 1 жестко крепится болтами и винтами к борту корпуса танка.
Опора 2 натяжного винта, надетая на цапфу 6 кронштейна, удерживается от продольного смещения буртом гайки 4, которая помещается в овальном отверстии цапфы кронштейна.
Гайка 4 удерживается от осевого смещения в опоре 2 гайкой 7, застопоренной кольцевым стопором. Винт и гайка натяжного механизма смазываются через два отверстия в опоре, закрываемые пробками 10, и через четыре отверстия 12 в гайке.

Рис. 87. Натяжной механизм:
1 — кронштейн; 2 — основание; 3 — натяжной винт; 4 — натяжная гайка; 5 — чехол; 6 — цапфа кронштейна; 7 — гайка; 8 — палец; 9 — сальник; 10 — отверстие для смазки; 11 — сальник; 12 — отверстие для смазки.

Для предохранения смазки натяжного механизма от загрязнения и воды и для удержания смазки установлены два сальника 9 в опоре, сальник 11 на цапфе кронштейна и чехол 5, который навертывается на конец гайки 4 и стопорится шайбой.
Правильно натянутая гусеница должна провисать между двумя поддерживающими катками на 50-60 мм.
Для натяжения или ослабления гусеницы нужно поворачивать ключом гайку 4, которая, вращаясь в опоре 2, будет перемещать в осевом направлении винт 3. Винт, укрепленный головкой в проушине щеки кривошипа, повернет кривошип вместе с направляющим колесом, которое переместится вперед или назад, в результате чего произойдет натяжение или ослабление гусеницы.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Мы уже обсуждали как выглядела История возникновения танков, а теперь некоторая составляющая этой темы.

Прообраз современного гусеничного движителя впервые был предложен французским инженером д’Эрманом, который в 1713 году направил во французскую Академию наук проект «четок из катков» — грузовая платформа ставилась на раму с подобием моногусеницы в виде набора широких деревянных катков, соединенных в цепь и обкатывающихся вокруг рамы снизу платформы. Идея д’Эрмана получила одобрение, но не нашла практического применения.

Годом создания гусеничного движителя можно считать 1818-й, когда француз Дюбоше получил привилегию на способ устройства экипажей с подвижными рельсовыми путями.

А вот кто считается изобретателем гусеницы в России …

Гусеничный движитель — движитель самоходных машин, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания гусеничных лент. Гусеничный движитель обеспечивает повышенную проходимость. Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое среднее давление на грунт — 11,8—118 кН/м² (0,12—1,2 кгс/см²), то есть меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от глубокого погружения в грунт.

Первые проекты гусеничного движителя предполагали облегчить передвижение по слабым грунтам повозок, которые по-прежнему тянули бы лошади или люди. Позже они стали применяться на паровых машинах. В 1832 г. англичанин Дж. Гиткот для освоения болотистой местности в Ланкашире ставит паровой локомобиль на моногусеницу — его машину с колесами большого диаметра целиком охватывает широкая полотняная гусеница с наклеенными на нее поперечными деревянными рейками.

По одной из версий 12 марта 1837 года штабс-капитан русской армии Дмитрий Андреевич Загряжский подал в Министерство финансов ходатайство о выдаче ему патента на экипаж с плоскозвенчатой металлической гусеницей. В протоколе комиссии, рассматривавшей предложение изобретателя, говорится: «из представленных Загряжским описания и чертежей его изобретения видно, что около каждого обыкновенного колеса, на которых катится экипаж, обводится железная цепь, натягиваемая шестиугольными колесами, находящимися впереди обыкновенного. Бока шестиугольных колес равняются звеньям цепи, цепи сии заменяют до некоторой степени железную дорогу, представляя колесу всегда гладкую и твердую поверхность». В октябре 1837 года патент был выдан. Промышленники не заинтересовались и не оценили преимуществ гусеничного хода, а Д. А. Загряжский, не имея средств, не смог реализовать свое изобретение и в 1839 году патент был аннулирован.

По другой версии первым создателем гусеницы, от которой пошли тракторы, танки, считается Фёдор Абрамович Блинов. В 1877 году он изобретает «особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам». Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Через год испытатель успешно испытал гусеничный движитель для этой машины.

Вагон инженера Блинова

Где они изначально применялись?

В 1884-1887 годах Фёдор Абрамович Блинов построил гусеничный трактор с двумя паровыми двигателями, приводившими в движение гусеничные ленты, который был испытан в 1888 году. В 1896 г. на Нижегородской промышленной выставке Блинов заслужил похвальный отзыв «за паровоз … для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам и за трудолюбие по его изготовлении». На это раз трактор имел гусеницы с грунтозацепами на траках.

трактор инженера Блинова

В нижней части рамы крепились на рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре опорных колеса и четыре ведущие звёздочки. В 1878 году купец Канунников, рассчитывая на прибыли от внедрения гусеничного хода, вошёл с ходатайством в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче Блинову привилегии, каковая за № 2245 и была получена год спустя. Вводная часть гласила: «Привилегия, выданная из Департамента торговли и мануфактур в 1879 году крестьянину Фёдору Блинову, на особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам… »

В США изобретатели Бэст и Холт (основавший фирму Caterpillar, что и переводится как «гусеница») в 1890 году создали гусеничный трактор с навешенным на него бульдозерным оборудованием — он и стал прообразом современного бульдозера.

Почему при создании танка в качестве движителя были выбраны гусеницы и почему эта схема осталась до сих пор?

Гусеничный движитель, по сравнению с колесным, обладает более высокой проходимостью, особенно при движении на болотистом грунте и по снегу, а также при преодолении различных препятствий местности, позволяет обеспечить минимальный радиус поворота. Он призван обеспечить танку неуязвимость на поле боя, удобства обслуживания и замены отдельных частей движителя, поэтому, до сих пор применяется при проектировании военных, транспортных и инженерных машин.

Вот тут мы подробно обсуждали Паровой трактор Хорнсби

Гусеница до сих пор остаётся самым уязвимым местом танка?

Да, гусеница непосредственно контактирует с грунтом и первой воспринимает ударные нагрузки. Чрезмерное усиление её деталей ведёт к увеличению веса, что отрицательно влияет на устойчивость гусеницы в обводе и снижению скорости движения танка. Но постоянно проводятся мероприятия по усилению минной стойкости гусеницы.

Какие бывают гусеницы и в чём основные отличия одних от других?

Таких различий много и это уже сугубо техническая часть, но если коротко, то гусеницы различаются по типу траков (литые, штампованные, сварные); по материалу изготовления — (металлические, резинометаллические, резиновые); по типу используемого шарнира и по типу его смазки. В зависимости от типа гусеницы имеют разную сложность изготовления, ресурс и ремонтопригодность.

Из чего состоит гусеница?

Гусеничная цепь – это звенчатая конструкция, представляющая собой замкнутую (непрерывную) сплошную ленту или цепь из шарнирно-соединенных звеньев (траков), применяемую в гусеничном движителе.

Современные литые гусеницы состоят из траков, в проушины которых запрессованы обрезиненные металлические втулки. Между собой траки соединены посредством пальцев и гаек.

Штампованные гусеницы состоят из звеньев траков, в которые запрессованы обрезиненные пальцы. В средней части траки соединены между собой гребнями и подгребневыми башмаками, а на концах – скобами. Скобы крепятся на пальцах при помощи болтов и шайб (при цанговом соединении) или при помощи болтов и клиньев.

Танки разных моделей используют разные гусеницы – почему?

Первоначально на танках применялись литые гусеницы, которые более технологичны и просты в изготовлении. Но с ростом массы танка и его скорости перешли на штампованные из-за более надёжной работы шарнира. Гусеницы танка Т-90 имеют металлическую беговую дорожку, позволяющую снизить потери мощности двигателя на перекатывание по ней опорных катков. Гусеницы танка Т-80, имеющего бо’льшую тяговооруженность, изготавливаются с обрезиненной беговой дорожкой, позволяющую компенсировать большие нагрузки на шину опорных катков.

гусеница танка Т-80

У гусениц разных танков разные «рисунки» как у автомобильных покрышек. Почему?

Если говоря о рисунке, вы имеете в виду отпечаток на поверхности, то его создают грунтозацепы — выступы на звеньях траков, которые обеспечивают сцепление с грунтом. На гусеницах разных типов эти грунтозацепы имеют разную форму и разное размещение. На литых траках они расположены по периметру плицы и на проушинах, на штампованных траках — вдоль оси пальцев.

Насколько сама гусеница влияет на скорость и проходимость танка?

Применение гусениц снижает максимальную скорость танка на шоссе из-за потерь на их перематывание, но, вследствие увеличенной опорной поверхности, повышается проходимость танка при движении по пересечённой местности и грунтам со слабой несущей способностью (снег, болотистая местность, песок и т.п.).

Российские, немецкие, французские и другие гусеницы чем отличаются друг от друга? Есть какие-то особые подходы у разных стран?

Штампованные гусеницы для танков Т-80 и Т-90 имеют шаг 164мм, ширину 580мм и гарантированный пробег 6000 км. Штатные гусеницы изготавливаются с металлическими грунтозацепами. Асфальтоходные башмаки устанавливаются в них только при необходимости.

Резиновые накладки на танк Т-80

На «Западе» масса танков значительно превышает массу российских танков, поэтому размеры гусениц больше, чем у нас.

В США используются гусеницы с резинометаллическим шарниром и резиновыми башмаками. Ширина гусениц — 635мм. Пробег оригинальных гусениц для Абрамса модели Т156 с несъёмными резиновыми башмаками составляет 1100-1300 км. Новые гусеницы модели Т158 со съёмными резиновыми башмаками и обрезиненной беговой дорожкой имеют гарантированный пробег в 3360 км

В Германии гусеницы танка «Леопарда 2″ изготавливаются с резинометаллическими шарнирами и обрезиненной беговой дорожкой, шаг гусеницы 184мм. Для уменьшения давления на грунт фирма Диль разработала новые траки шириной 635 мм; в пазах трака крепятся пружинными защелками по две асфальтоходные подушки. Для увеличения сцепления при движении по снегу, льду или скользкому грунту часть подушек (до 10 на гусеницу) может заменяться съемными стальными грунтозацепами Х-образной формы.

Во Франции гусеница «Леклерка» — цевочного зацепления, шириной 635мм, с резинометаллическим шарниром, обрезиненной беговой дорожкой и съёмными резиновыми башмаками для передвижения по дорогам с твёрдым покрытием.

Как идёт разработка гусениц для новых машин: где их разрабатывают, что учитывают, применяются ли новые материалы?

Разработка гусениц для новых машин идёт одновременно с проектированием машин в конструкторском бюро отделом ходовой части с привлечением расчётного отдела. При разработке учитываются масса машины, требования к асфальтоходности, проходимости машины, ресурсу гусеницы, габаритам машины и гусеницы. Гусеница должна быть максимально технологичной и позволять осуществлять массовое производство.

Разумеется, при разработке учитываются возможности промышленности и производства. Так, применение термомеханической обработки арматуры пальцев позволило на порядок увеличить их циклическую стойкость, применение современных ингредиентов резиновых смесей — увеличить ходимость асфальтоходных башмаков и стойкость резинового шарнира при высоких температурах окружающей среды, применение современных станков — повысить точность размеров и чистоту поверхности при механической обработке штампованных деталей гусениц, что так же увеличивает срок их службы.

Для Арматы пришлось придумать что-то новенькое или она на гусеницах от Т-90?

В связи с принятой в Российской армии направленности на взаимозаменяемость, гусеницы типа гусениц танка Т-90, но большей длины, могут применяться на танке «Армата». Для штатной арматовской гусеницы предложены несколько новых решений. Но, поскольку испытания танка с отработкой отдельных узлов продолжаются, говорить о них рано.

Источник

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКОВ

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКОВ

В самом деле, если танк имеет удачную компоновку корпуса и хорошую, надежную ходовую часть, то он получает долгую жизнь: его последующие модификации несут все более толстую броню, возрастает мощь вооружения, меняется форма башни, на его базе создаются различные САУ, инженерные и вспомогательные машины. Так, например, Т-34 превратился в Т-34-85, имелось несколько САУ на его базе; немецкий средний Pz. IV короткоствольную 75-мм пушку поменял на длинноствольную; Т-64со 115-мм пушкой превратился в Т-64А со 125-мм и Т-64Б с управляемым вооружением. Подобных примеров можно привести много, хотя не бывает правил без исключений: например, ходовая часть немецких легких и средних танков Второй мировой войны претерпевала довольно значительные метаморфозы, особенно в первых модификациях.

В настоящей работе хотелось бы достаточно глубоко, но в доступной форме отразить вопросы применения различных вариантов ходовой части на танках и других боевых машинах. Особое внимание уделим подвеске и гусеничному движителю, их классификации, устройству и влиянию на характеристики боевых машин.

Заранее прошу извинить за некоторую сухость и академичность изложения материала: вряд ли подобная тема будет интересна ученику начальных классов, а более серьезному читателю важна в первую очередь информативность повествования, а не занимательность. Надеюсь, что вы почерпнете в этой работе для себя что-нибудь новое.

Понятия и определения

В первую очередь обозначим общие понятия и дадим определения.

На современных танках применяются гусеничные движители. Они по сравнению с другими имеют высокие показатели проходимости и быстроходности по пересеченной местности, надежны в эксплуатации, меньше уязвимы на поле боя, удобны в обслуживании и замене отдельных узлов.

Системой подрессоривания, или подвеской танка, называется совокупность деталей, узлов и механизмов, связывающих корпус машины с осями опорных катков. Система подрессоривания состоит из узлов подвески. Узлом подвески называется совокупность деталей, узлов и механизмов, связывающих ось одного катка с корпусом, или нескольких взаимосвязанных катков, соединенных с корпусом через единый упругий элемент. Каждый узел подвески в общем случае включает упругий элемент (рессору), амортизатор (демпфер) и балансир. В старых источниках балансир индивидуальной подвески иногда именуется кривошипом.

Система подрессоривания предназначена для передачи силы веса танка через опорные катки и гусеницу на грунт, для смягчения толчков и ударов, действующих на корпус танка, и для быстрого гашения колебаний корпуса. От качества системы подрессоривания в большой степени зависят средние скорости движения танков по местности, меткость огня с ходу, работоспособность экипажа, надежность и долговечность оборудования танка.

Классификация систем подрессоривания

Подвески всех гусеничных машин подразделяются на жесткие, полужесткие (иногда их называют тракторными) и мягкие (эластичные).

При жесткой подвеске катки крепятся непосредственно к корпусу машины без использования рессор. С точки зрения сохранности механизмов и удовлетворительного состояния водителя скорость машины с жесткой подвеской не должна быть более 3-4 км/ч. Жесткая подвеска применялась на первых английских танках Мk.

Первые два типа подвески на танках и других боевых машинах распространения не получили, и на них используют мягкие подвески, поэтому в дальнейшем мы не будем рассматривать жесткие и полужесткие подвески.

В зависимости от способа соединения опорных катков между собой и корпусом танка подвески делятся на индивидуальные, блокированные и смешанные.

В индивидуальных, или независимых, подвесках каждый опорный каток соединен с корпусом независимо от остальных через свою рессору. Такие системы характерны для подавляющего большинства современных танков, они в наибольшей степени соответствуют требованиям, которые предъявляются к системам подрессоривания быстроходных гусеничных машин.

В блокированных подвесках несколько опорных катков, образующих тележку, соединяются с корпусом через общую рессору. За счет незначительных углов продольных колебаний ц блокированные подвески позволяют иметь высокую плавность хода на невысоких скоростях движения, благодаря чему они получили широкое распространение в 1930-е гг. Их недостаток заключается в малой энергоемкости и живучести из-за нарушения работы всех катков тележки при повреждении одного из них. Блокированные подвески используются на английских «Центурионах» и «Чифтенах» и отражают концепцию танка, когда предпочтение отдается защите и огневой мощи в ущерб подвижности.

Различают подвески с двумя (Т-37, Pz.IV, М4 «Шерман», «Центурион»), тремя («Валентайн»), четырьмя («Виккерс 6-тонный», Т-26, LT-35) катками в тележке, катками, сблокированными по всему борту, и полностью сблокированные подвески («Штрауслер»).

В старой литературе такую подвеску иногда именуют балансирной по названию рычага (балансира), которым в некоторых блокированных подвесках соединялись между собой катки в тележке. Однако во многих блокированных подвесках каждый каток имеет свой балансир, а связь между катками осуществляется только через рессору (М4 «Шерман», Pz.IV), поэтому применение современного термина «блокированная подвеска» представляется наиболее целесообразным.

В смешанных системах подрессоривания часть катков сблокирована, а часть имеет индивидуальную подвеску (Pz.I Ausf. А, «Рено» R-35, МЗ «Стюарт» ). Обычно в таких системах подрессоривания независимой подвеской оснащаются крайние опорные катки, так как они испытывают наибольшие динамические нагрузки. Интересное решение применено на шведском безбашенном Strv-103. В его подвеске, чтобы уменьшить продольно-угловые колебания при очень короткой базе машины, вторые и третьи катки имеют независимую подвеску, а крайние опорные катки связаны по диагонали системой компенсации.

По типу материала упругого элемента подвески делятся на металлические, неметаллические и комбинированные.

Неметаллические рессоры делятся на резиновые (французский R-35), пневматические (БМД, шведский Strv-103, японский танк 74), гидравлические и гидропневматические. На современных танках из неметаллических рессор применяются только пневматические.

Требования к системам подрессоривания

Системы подрессоривания должны отвечать следующим основным требованиям:

— обеспечивать хорошую плавность хода в различных дорожно-грунтовых условиях;

— обладать высокой живучестью и надежностью в различных условиях боевого применения и эксплуатации;

— иметь относительную массу не более 4-7% от массы машины и занимать не более 6-8% ее внутреннего объема;

— быть удобными для обслуживания и ремонта, просто и легко монтироваться и демонтироваться.

Высокая плавность хода

Во время движения танк подвергается различным внешним воздействиям, которые стремятся вывести его из состояния равновесия, в результате чего он совершает вынужденные колебательные движения, как вертикальные, так и угловые продольные и поперечные. Наиболее вредными являются продольные угловые колебания, так как в этом случае вертикальные ускорения и амплитуда колебаний в носу машины (на месте механика-водителя) имеют наибольшие значения по сравнению с другими видами колебаний и в этом случае наиболее вероятны пробои крайних узлов подвески (т.е. жесткие удары балансиров в ограничители хода катков).

Таким образом, одно из основных требований к системам подрессоривания состоит в том, что на высоких скоростях при движении по длинным неровностям a = 2L(L-длина опорной поверхности гусеницы) и высотой h = 0,15 м должно обеспечиваться движение без пробоя подвески и с вертикальными ускорениями до 3,5g.

При движении по мерзлой пахоте поперек борозд, по замерзшим кочкам, брусчатке и т.д. передаются высокочастотные непрерывно действующие возмущения (ускорения тряски). Длина таких неровностей принимается примерно равной расстоянию между ближайшими опорными катками, а высота h = 0,05 м. При частотах 2-25 Гц организм человека способен на пороге появления «довольно неприятных ощущений» переносить вертикальные ускорения порядка 0,5g. Поэтому система подрессоривания должна быть спроектирована так, чтобы ускорения тряски не превышали эту величину.

Введение стабилизатора танкового вооружения значительно упростило наведение и многократно повысило точность стрельбы с ходу. Однако исполнительные механизмы стабилизаторов вооружения обладают определенной инерционностью и при высоких частотах колебаний не могут достаточно точно удерживать вооружение в заданном положении. Для современных танков удовлетворительная точность стрельбы на европейском ТВД обеспечивается при движении на поле боя со скоростью до 20-30 км/ч.

Обобщив вышесказанное, выделим следующие требования к системам подрессоривания по обеспечению высокой плавности хода:

— исключение пробоев подвески;

— максимальные ускорения при наезде на длинные неровности (a=2L, h=0,15 м) не должны превышать 3,5g;

— максимальные ускорения тряски при движении по коротким неровностям с высотой h=0,05 м до 0,5g;

— значение периода собственных угловых колебаний Тц должно быть больше 0,5 с по эргономическим показателям и больше 1 с по условию обеспечения прицельной стрельбы. В конечном счете желательно Тц иметь примерно равным 1,25 с, но не более 1,55 с;

— минимальные амплитуды колебаний корпуса, исключающие пробои на крайних узлах подвески и удары стабилизированного основного вооружения в ограничители углов наведения.

Выполнение вышеперечисленных требований возможно следующими техническими мероприятиями.

Во всех случаях желательно получить определенные качества:

— высокую удельную потенциальную энергию подвески л ≥ 0,4-0,5 м (см. ниже раздел «Высокая живучесть подвески»), что достигается большими динамическими ходами катков и использованием мощных амортизаторов;

Исключения пробоев подвески можно добиться путем увеличения динамических и полных ходов катков. Увеличение динамического хода до 350- 400 мм можно считать разумным пределом, дальнейший рост динамического хода ведет к увеличению высоты корпуса, что приведет при ограниченной массе к ослаблению бронирования.

Можно увеличить жесткость рессор, что повышает удельную потенциальную энергию подвески л, однако этот метод крайне нежелателен, так как часто приводит к прямо противоположному результату. В самом деле, при увеличении жесткости подвески возрастают возмущения, действующие через нее от неровностей местности на корпус, что способствует увеличению амплитуды колебаний и более частым пробоям по сравнению с более мягкой подвеской.

Минимизация вертикальных ускорений достигается применением мягкой подвески с низким приведенным к катку коэффициентом жесткости подвески с. Благодаря этому уменьшаются силы, действующие со стороны опорного катка на корпус при наезде на единичную неровность.

Увеличение периода собственных колебаний достигается опять же применением рессор низкой жесткости (вспомните опыт из курса школьной физики: чем мягче пружина, тем больше период раскачивания на ней одного и того же груза или, наоборот, на пружине одной жесткости больше период колебаний для более тяжелого груза), увеличением момента инерции танка.

Для уменьшения амплитуды колебаний применяются мощные амортизаторы, которые быстро гасят колебания корпуса; кроме того, за счет увеличения длины опорной поверхности возрастает плечо силы амортизатора относительно центра масс, и он эффективнее выполняет свои функции.

Применение мягкой подвески позволяет уменьшить силы, действующие на опорные катки со стороны неровностей, что снижает амплитуду вынужденных колебаний. С другой стороны, мягкая подвеска оказывает меньшее сопротивление внешним силам, нарушающим равновесие танка. Мягкая подвеска склонна к продольному раскачиванию танка при трогании с места, торможении и изменении скорости движения.

Кроме подвески демпфирующими свойствами обладают гусеничный движитель, трансмиссия и двигатель (этот вопрос рассмотрим в разделе, посвященном гусеничному движителю). Как можно заметить, выполнение большинства требований к системе подрессоривания решается применением амортизаторов. Однако следует сразу оговориться, что они не всегда полезны. Обратите внимание на представленную на графике примерную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) танка с подвеской без демпфирующих элементов (кривая 1) и с демпфирующими элементами (кривая 2). Не вдаваясь в глубины теории подрессоривания, только отмечу: из приведенного графика видно, что в резонансной части колебаний корпуса и на низких частотах колебаний (левая часть кривой 2) применение амортизаторов за счет гашения колебаний весьма эффективно. Чем выше демпфирующие свойства амортизаторов, тем ниже будет проходить на графике левая часть кривой 2 и тем меньше амплитуда угловых колебаний. С другой стороны, амортизатор увеличивает жесткость подвески и на высоких частотах амплитуды колебаний увеличиваются с ростом мощности амортизатора (правая часть кривой 2). Отсюда можно сделать вывод, что мощный амортизатор эффективен при движении по большим неровностям (эффективно гасит низкочастотные колебания) и вреден при движении по мелким неровностям (увеличивает тряску). Таким образом, наиболее целесообразной является мягкая подвеска с большими динамическими и полными ходами катков и эффективными амортизаторами (с низким демпфированием на мелких неровностях и высоким на крупных). Чтобы низкая жесткость рессор не сказывалась на уменьшении удельной потенциальной энергии подвески, число узлов подвески желательно иметь как можно больше. Для современных основных боевых танков разумным пределом является 6-7 узлов подвески (опорных катков) на один борт. Перспективным является путь применения пневматических и гидропневматических подвесок с системами автоматического регулирования (САР) характеристик подвески (клиренса, жесткости упругих элементов, демпфирования амортизаторов) в зависимости от профиля пути. Вариант САР подрессоривания с лазерным датчиком профиля местности был разработан в США для танка МВТ-70, динамика ходового макета с этой системой улучшена на 30%.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКОВ

Начало см в «ТиВ» № 7/2005

Высокая живучесть подвески

Высокая живучесть подвески обеспечивается прочностью, долговечностью и износоустойчивостью деталей подвески и их минимальной уязвимостью на поле боя, увеличением энергоемкости (удельной потенциальной энергии подвески).

Прочность и долговечность подвески достигаются:

— применением для наиболее ответственных деталей качественных материалов с высокими физико-механическими свойствами (например, легированная сталь 45ХНМФА для торсионных валов);

— специальными технологическими мероприятиями, повышающими усталостную прочность деталей, в частности, для торсионов могут применяться термообработка, шлифовка, накатка роликами, дробеструйная обработка, заневоливание, нанесение защитного покрытия и обмотка изоляционной лентой;

— внедрением упоров, ограничивающих предельную деформацию и напряжения рессор и балансиров, предохранительных клапанов, ограничивающих давление в гидроамортизаторах и пневморессорах;

— десятикратным запасом прочности для деталей, испытывающих пробои подвески.

Повышение износоустойчивости достигается:

— сокращением «консольности» при передаче реакции опорного катка на корпус;

— применением развитых подшипников качения для опор балансиров;

— обеспечением регулярной смазки трущихся поверхностей и предотвращением попадания на них абразива и влаги (надежной герметизацией);

— выбором износостойкой конструкции деталей, удерживающих балансиры и катки от осевых перемещений, и исключением конструкций, работающих при больших контактных напряжениях подвижных деталей.

Минимальная уязвимость на поле боя обеспечивается:

— размещением некоторых деталей подвески внутри корпуса (оси балансиров, торсионы, пневморессоры, амортизаторы) и ближе к днищу машины;

— приданием пулестойкости расположенным снаружи деталям;

— возможностью продолжить движение при поражении отдельных частей и узлов подвесок.

Наименьшей уязвимостью отличаются индивидуальные торсионные подвески.

Различают удельную потенциальную энергию без учета амортизаторов (только энергоемкость рессор) и с учетом амортизаторов, последнюю иногда называют «фактор поглощения удара».

Более высокие значения λ обеспечивает индивидуальная подвеска, позволяющая осуществить большие динамические ходы катков. В блокированных подвесках динамические ходы катков ограничены и зависят от числа сблокированных катков.

Так, для независимой подвески танка М46 λ = 0,53 м, для блокированной подвески танка «Центурион» λ = 0,17 м. Например, в итальянском легком танке L6/40 высокой энергоемкости подвески добились за счет применения торсионных валов высокой жесткости (с = 569 кг/см), что позволило вообще отказаться от ограничителей хода катков, однако значение Тφ снизилось до 0,32 с.

Иногда для оценки живучести подвески используют коэффициент живучести, который определяется как частное от деления числа всех опорных катков на число катков, сблокированных в одной тележке. Естественно, для индивидуальной подвески число сблокированных катков равно единице.

Этот коэффициент характеризует степень живучести машины в эксплуатации и бою. Чем больше опорных катков, тем выше вероятность движения машины после выхода из строя одного или нескольких катков. Например, для танка Pz.VI Ausf.H «Тигр» с 16 индивидуально подрессоренными катками коэффициент живучести будет равен 16. Для танка Т-26, который тоже имеет 16 опорных катков, сблокированных по четыре, коэффициент живучести составит 16/4 = 4.

В то же время к использованию коэффициента живучести следует подходить с осторожностью, так как он не учитывает некоторые особенности конструкции ходовой части. У того же «Тигра» при шахматном расположении катков большая вероятность того, что при боевом повреждении выведены из строя будут сразу два ближайших опорных катка.

Выполнение этого требования, с одной стороны, достигается увеличением надежности в работе отдельных узлов и уплотнений, что уменьшает объем и периодичность обслуживания, применением централизованной смазки и подшипников, не требующих регулировки в эксплуатации. С другой стороны, простота и легкость монтажа и демонтажа достигаются рациональной конструкцией, взаимным расположением, удобством доступа, простотой крепления, обеспечиваемыми на стадии проектирования.

Удобство эксплуатации можно оценить по времени, которое затрачивается на обслуживание и ремонт подвески. Подвески немецких «Тигров» Pz.VI Ausf.H и Pz.VI Ausf.B конструктивно сравнительно просты, но замена торсионов и других деталей крайне затруднена из-за шахматного расположения катков.

Конструкции некоторых систем подрессоривания и их оценка

До начала Второй мировой войны индивидуальная подвеска была менее распространена, только 35% от 23 основных марок танков имели индивидуальное подрессоривание. Это было связано с тем, что преимущества независимой подвески проявляются в основном на быстроходных машинах и при наличии амортизаторов, производство

Варианты независимой подвески: а) торсионная; б) с двумя торсионами; в) двухторсионная трубчато-стержневая; г) с винтовой цилиндрической пружиной; д) с листовой рессорой; е) с резиновой рессорой.

которых во многих странах еще не было освоено. К концу Второй мировой войны уже более половины основных марок танков имели индивидуальную подвеску.

Так называемая «свечная», или «подвеска типа Кристи», была разработана американским инженером Дж. Кристи для быстроходных колесно-гусеничных танков собственной конструкции. Эта подвеска использовалась на танках БТ, прототипом для которых послужил танк Кристи М. 1931, и Т-34, а также на зарубежных танках: английском «Кромвеле», польском 10ТР.

Конструкция подвески Т-34 аналогична. Чтобы элементы пружинной рессоры не выступали за габариты корпуса по высоте, они наклонены вперед к носу танка. Передняя рессора, в отличие от БТ, установлена почти вертикально и для уменьшения габаритов состоит из пружин разного диаметра, соединенных параллельно (одна внутри другой). В первых узлах подвески для обеспечения сравнимых с другими узлами жесткости рессоры и динамического хода катка плечо рычага, взаимодействующего с рессорой, выполнено более коротким.

Подвеска танков БТ и Т-34 достаточно мягкая и надежная, она хорошо показала себя в эксплуатации. Недостатками ее являются повышенная склонность к колебаниям из-за отсутствия амортизаторов, несколько неудобное размещение шахт и сравнительно большой объем, занимаемый ими внутри корпуса.

На тяжелом английском танке Мk IV«Черчилль» (А22) использовалась другая конструкция индивидуальной подвески с винтовыми пружинами. Ходовая часть «Черчилля» имеет 16 опорных катков малого диаметра (D = 254 мм) и шесть вспомогательных. Передние и задние вспомогательные катки натягивают гусеничную ленту и, кроме того, работают при преодолении танком препятствий.

В каждом узле подвески Мk IV параллельно установлено по две пружины разного диаметра, что позволило сократить длину свечи. Третья пружина является вспомогательной и работает как упругий упор на последних 19 мм хода катка вверх, а четвертая пружина удерживает третью в верхнем положении. Балансир качается вокруг своей оси на бронзовых подшипниках. Ход катка вниз ограничен резиновой подушкой, установленной на специальном сварном кронштейне. В ограничитель упирается рычаг, приваренный к балансиру.

Подвеска «Черчилля» малогабаритна, но уязвима вследствие наружного расположения рессор, хотя большое число катков повышает ее живучесть. Мягкость подвески удовлетворительная, в то же время отсутствие амортизаторов и малый динамический ход катка снижают плавность хода машины (часты жесткие удары).

Подвеска «Меркав» всех модификаций расположена снаружи и не занимает внутренний объем танка. Повышенная уязвимость подвески частично компенсируется применением бортовых экранов. Особым достоинством подвески «Меркавы» является сравнительная простота ее обслуживания и высокая ремонтопригодность.

Независимая подвеска с листовой рессорой была использована на немецком легком танке Pz.II модификаций А, В и С.

Система подрессоривания Pz.II состоит из пяти одинаковых узлов подвески на борт. В узле подвески листовая четвертьэллиптическая рессора одним концом жестко закреплена в балансире, а другим концом упирается через ролик на корпус. Ось составного сварного балансира коробчатого сечения установлена в игольчатых подшипниках. Ход катка ограничен упором.

Конструкция подвески сравнительно простая, но для легкого танка жесткая (полный ход катка 97 мм, с=255-340 кг/см). Наружная установка рессор повышает уязвимость подвески. Использование листовой рессоры в качестве упругого элемента позволило отказаться от применения амортизаторов: между листами рессоры существуют силы трения, что повышает демпфирующие свойства подвески.

Независимая торсионная подвеска получила широкое распространение в современном танкостроении.

Торсион (вал, работающий на кручение) в качестве упругого элемента подвески начал применяться в автомобилестроении еще с 1920-х гг. (гоночные автомобили Томаса Перри 1920 и 1926 гг.), а в 1930-е гг. получил широкое распространение. К 1938- 1939 гг. торсионы использовались в подвесках серийных машин таких известных фирм, как БМВ, «Ситроен», «Пежо», «Рено», «Альфа-Ромео», «Ланчиа» и др.

Система подрессоривания танка Т-40 состояла из четырех узлов подвески на борт с обрезиненными катками (D = 515 мм). Стержневые торсионы длиной 1745 мм были выполнены из стали 60С2. Так как торсионные валы занимают практически всю ширину корпуса, то для обеспечения возможности их установки опорные катки бортов несоосные и катки правого борта сдвинуты вперед по отношению к каткам левого. Несоосное расположение опорных катков разных бортов характерно для большинства танков с торсионной подвеской, что практически не сказывается на ее работе. Отсутствие производства амортизаторов с требуемыми характеристиками не позволило установить их на Т-40. Проблема чрезмерных продольных колебаний была решена за счет применения на крайних узлах подвески (первых и четвертых) более жестких торсионов большего диаметра, что, конечно, не решило проблему полностью, но амплитуда продольно-угловых колебаний уменьшилась. Каждый узел подвески имел резиновый ограничитель хода.

Жесткая подвеска ИС (с = 610 кг/см) при полном ходе катка 220 мм обеспечивает достаточную удельную потенциальную энергию λ =380 мм и период колебаний Тφ=0,78 с. Ось балансира опирается на чугунные втулки, что увеличивает силы трения в подвеске и частично компенсирует отсутствие амортизаторов. Узлы уплотнений конструктивно не отработаны и не обеспечивают надежного предохранения от вытекания смазки из подшипников и ее загрязнения.

Система подрессоривания танка Pz.HI (модификаций Е и более поздних) конструктивно аналогична подвеске танка ИС. В отличие от последнего, на первых и шестых узлах подвески используются телескопические гидравлические амортизаторы одностороннего действия. Кроме того, подвеска Pz.III имеет следующие особенности:

1) неподвижный конец торсиона закреплен в специальном вкладыше, вставленном в кронштейн, это дает некоторую экономию высокосортной стали и облегчает замену вкладыша;

2) балансир разгружается от боковых усилий направляющим устройством;

3) внешней опорой оси балансира служит двухрядный игольчатый подшипник;

4) уплотнение подшипников опорных катков и балансира комбинированное. Опорные катки (D = 520 мм) с наружной амортизацией.

Мягкая подвеска (с = 230 кг/см) при полном ходе катка почти 250 мм и динамическом до 200 мм обеспечивается применением длинных торсионов диаметром 50 мм. Благодаря мягкой подвеске Pz.III обладал хорошей плавностью хода и сравнительно высокими динамическими свойствами. Качественное уплотнение осей балансира и опорного катка надежно защищало их подшипники.

Среди немецких танков Второй мировой войны подвеску Pz.III можно считать наиболее удачной, она эффективна, проста в изготовлении и обслуживании, занимает сравнительно небольшой объем внутри корпуса и имеет малую массу и высокую живучесть. Но немецкие конструкторы увлеклись ненадежными и трудоемкими в производстве подвесками с шахматным расположением катков, и немецкие танкисты часто не имели возможности добраться до поля боя из-за трудноустранимых поломок ходовой части. Всю вторую половину Великой Отечественной войны на полях сражений господствовали советские танки.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКОВ

Начало см. в «ТиВ» № 7,8/2005 г.

Система подрессоривания танка Pz.VI Ausf.H «Тигр» имела следующие особенности:

— большое число опорных катков большого диаметра (восемь на борт), расположенных в шахматном порядке, уменьшающее нагрузку на каток и позволяющее снизить жесткость подвески-(для правого борта с = 310 кг/см, что весьма неплохо для танка массой 56 т);

— соосное расположение катков противоположных бортов, которое достигнуто различным направлением балансиров по бортам;

— установка гидравлических телескопических амортизаторов на передних и задних катках, размещенных внутри корпуса.

Подвеска танка Pz.VI Ausf.H «Тигр».

Подвеска танка Pz.VI Ausf.B «Королевский тигр».

Цельнокованый балансир установлен в текстолитовых подшипниках скольжения и в осевом направлении закреплен торсионом, который наряду с кручением испытывает нагрузки на растяжение (сжатие). Смазка для подшипников балансира поступает по трубопроводам, выведенным в боевое отделение.

Направление балансиров левого борта против хода делает подвеску этого борта более жесткой, что снижает долговечность резиновых бандажей катков левого борта (на более поздних модификациях «Тигра» применялась внутренняя амортизация катков).

Подвеска, как и ходовая часть в целом, при такой схеме получается тяжелой и неудобной для ремонта. Рассмотренная конструкция показала себя малонадежной в эксплуатации. Плавность хода «Тигра» при мягкой подвеске и наличии амортизаторов обеспечивалась достаточно высокая, однако на ней отрицательно сказывался небольшой полный ход катков 170 мм.

Система подрессоривания танка Pz.VI Ausf.B «Королевский тигр» конструктивно аналогична подвеске «Тигра». Особенностью этой подвески является применение на передних и задних узлах подвески торсионов большего диаметра (d = 63 мм) по сравнению с остальными (d = 60 мм). Это сделано для получения повышенной прочности торсионов, испытывающих наибольшие нагрузки, и лучшей стабилизации корпуса.

Кроме того, подвеска «Пантеры» обладает следующими особенностями:

— торсионы по краям имеют лыску и крепятся клиновидными болтами, что не позволяет регулировать установку торсионов при сборке и при осадке их во время эксплуатации;

— в торсионах возникают сложные напряжения от кручения и изгиба;

— балансиры удерживаются от осевого смещения торсионами;

— торсионы монтируются через специальный лючок;

— все точки смазки выведены в боевое отделение;

— телескопические амортизаторы одностороннего действия, установленные на вторых, седьмом левом и восьмом правом узлах подвески, размещены внутри корпуса танка.

Принцип действия последовательно соединенных торсионов «Пантеры» состоит в следующем. От балансира на первый торсион передается крутящий момент. Так как у противоположного борта первый торсион жестко связан со вторым посредством поворачивающейся муфты, то первый торсион, закручиваясь, поворачивает и муфту. Муфта, в свою очередь, закручивает второй торсион. Таким образом, торсионы одновременно испытывают деформации кручения и изгиба. Скручивающий момент второго торсиона примерно на 5% меньше, чем у первого, из-за их изгиба.

Подвеска «Пантеры» слишком громоздка, занимает значительный внутренний объем танка и неудобна при ремонте. Установка трех амортизаторов из четырех не на крайних узлах подвески снижает их эффективность.

Узел подвески легкого танка «Ландсверк» L-100.

Система подрессоривания легкого танка «Ландсверк» L-100, так же как и у Pz.V, двухторсионная, но, в отличие от него, торсионы соединены посредством параллелограмма так, что действие изгибающих моментов исключается и торсионы работают только на кручение.

При полном ходе катка 290 мм и динамическом 134 мм «Ландсверк» имел самую мягкую подвеску, которая устанавливалась на серийные танки (с = 55 кг/см).

Подвеска танка Pz.V «Пантера».

Система подрессоривания плавающего танка ПТ-76 отличается высокими показателями плавности хода и живучести. При низкой жесткости (с=90 кг/см) и отвечающем требованиям периоде колебаний (Тφ = 1,05 с) она обладает высокой удельной потенциальной энергией (λ=453 мм) при полном ходе катка 340 мм.

В качестве рессоры применен торси-он диаметром 38 мм, изготовленный из стали 45ХНМФА, обработанный шлифовкой и накаткой роликами под нагрузкой 500 кгс с последующим занево-ливанием. При заневоливании торсион закручивается на 140°.

Система подрессоривания среднего танка Т-54 сравнительно жесткая (с = 522 кг/см), период колебаний Тφ = 0,86 с при полном ходе катка 224 мм. Удельная потенциальная энергия подвески достаточно высокая (λ = 430 мм).

Система подрессоривания Т-54 включает пять узлов подвески, каждый из которых состоит из балансира, торсиона и жесткого ограничительного упора. На первых и пятых узлах подвески, кроме того, установлены гидравлические лопастные амортизаторы. Для смягчения удара балансиров об ограничительные упоры в балансирах установлены резиновые буфера. Балансиры пятых узлов подвески установлены против хода движения танка. Для предотвращения изгиба балансиров первых опорных катков, испытывающих наибольшие нагрузки при ударе об упор, на корпусе танка приварены два ограничителя, которые ограничивают изгиб балансиров в сторону корпуса.

Торсионные валы по материалу и технологии изготовления подобны валам танка ПТ-76. При совершенствовании конструкции танка они подвергались все большему заневоливанию. Это позволило увеличить полные ходы катков со 183 до 224 мм и удельную потенциальную энергию с 294 до 430 мм.

Система подрессоривания танка Т- 72 подобна подвеске Т-54, но по сравнению с ней имеет значительно более высокие показатели плавности хода и живучести. За счет увеличения числа узлов подвески до шести на борт и применения энергоемких торсионных валов жесткость была снижена до 310-435 кг/см, а потенциальная энергия подвески составила 0,75 м (без учета амортизаторов λ= 0,535 м) при статическом ходе катков от 47,5 до 118 мм и динамическом от 204 до 260 мм. Разница в жесткости и величине хода катков разных узлов подвески вызвана тем, что кронштейны установки балансиров по компоновочным соображениям вварены в корпус на разной высоте. Кстати, таким образом увеличивается нелинейность системы подрессоривания, что положительно сказывается на плавности хода: у нелинейных систем подрессоривания всплеск амплитуды колебаний в АЧХ на резонансных частотах меньше, чем у линейных.

Установка элементов подвески на корпусе Т-72.

Подвеска Т-72 хорошо защищена: кроме того, что торсионы находятся внутри корпуса, наружно расположенные узлы подвески прикрыты от огня стрелкового вооружения катками большого диаметра.

Система подрессоривания танка Т-64 имеет одну из самых высоких характеристик плавности хода среди отечественных танков. За счет балансиров большей длины по сравнению с балансирами Т-72 и торсионов низкой жесткости (сравнительно тонкий сильно заневоленый стержень) достигнуты большие полные ходы катков и мягкость подвески.

Торсионные валы левых и правых подвесок расположены соосно. К корпусу машины торсион присоединяется шлицевым соединением средней опоры, которая является общей для торсионов левой и правой подвесок и жестко вварена в днище машины. В первые послевоенные годы считалось, что соосное размещение торсионных валов допустимо только для машин малого веса, а для средних и тяжелых танков, где жесткость подвески и без того велика, оно неприемлемо. Совершенствование технологии производства торсионных валов позволило изменить положение, и Т-64 с соосным расположением валов продемонстрировал обратное.

По надежности подвеска Т-64 уступает другим современным советским танкам: укороченные торсионы с большим углом закрутки в крайнем верхнем положении катка чаще выходят из строя. В то же время подвеска Т-64 обеспечивает очень высокие удобство обслуживания и ремонтопригодность, о чем уже говорилось в разделе требований по удобству эксплуатации подвесок.

Система подрессоривания танка М46 имеет высокие показатели плавности хода (полный ход катков 345 мм для первых узлов подвески и 300 мм для остальных; жесткость 200 для первых, 425 для шестых и 354 кг/см для остальных узлов подвески; Тφ = 1,2 с) и живучести (λ=530 мм).

Узел подвески танка Т-54.

Торсионные валы диаметром 60 мм на крайних и 58 мм на остальных узлах подвески изготавливаются из специальной стали, отличающейся от стали 45ХНМФА главным образом большим содержанием молибдена. В качестве защитного покрытия поверхности торсиона используется прорезиненная ткань.

Балансир переднего опорного катка двойной и на другом своем конце несет направляющее колесо. Он вращается на неподвижной оси, вваренной в корпус. С торсионным валом балансиры первых узлов подвески соединены через штангу и рычаг.

К недостаткам подвески М46 можно отнести сравнительную сложность конструкции, большое число деталей и узлов, а также наличие множества точек смазки.

В целом подвеска «Леопарда-2» обеспечивает высокую плавность хода и имеет высокую живучесть. Благодаря применению фрикционных амортизаторов с силой сопротивления, не зависящей от скорости перемещения катка, удалось значительно снизить тряску на высоких скоростях движения.

Недостатками этой подвески являются большая масса амортизаторов (около 100 кг на один амортизатор), а также повышенный нагрев торсионов в районе амортизатора.

Подвеска с пучковым торсионом была применена на последнем советском тяжелом танке Т-10. Система подрессоривания Т-10 состоит из семи узлов подвески на борт. Узел подвески включает балансир и пучковый торсион, состоящий из семи стержней малого диаметра (шесть стержней вокруг одного) с шестигранными головками. Первый, второй и седьмой узлы подвески, кроме того, имеют рычажно-поршневой амортизатор и ограничительный упор с буферной пружиной.

Стержни пучкового торсиона, кроме центрального, испытывающего кручение, работают на кручение и изгиб. Пучковый торсион обладает большей энергоемкостью по сравнению с единичным валом, благодаря чему он выполнен не по всей ширине корпуса и торсионы противоположных катков крепятся в единой центральной опоре, а катки расположены соосно.

Подвеска Т-10 обеспечивала ему достаточно высокую плавность хода. Недостатком данной подвески является усложнение конструкции упругого элемента и увеличение его диаметра.

Установка фрикционного амортизатора

на осях балансиров танка

Недостатком такой схемы является усложнение конструкции и условий обслуживания по сравнению с одноторсионной подвеской.

Система подрессоривания танка М60АЗ конструктивно подобна системе подрессоривания АСУ-57. В ней также используется двухторсионная трубчато-стержневая подвеска. В отличие от АСУ-57 трубчатый торсион короче и его конец жестко закреплен не в борту корпуса, а в кронштейне на его днище. Между кронштейном и корпусом установлен еще один короткий трубчатый торсион, играющий роль подрессорника. Он вступает в работу только после определенного перемещения опорного катка вверх, для чего на втором конце трубы на шлицах установлена кулачковая муфта. Между кулачками муфты и кронштейна балансира имеется зазор, после выбора которого и вступает в работу трубчатый торсион-подрессорник, увеличивая тем самым жесткость подвески на больших ходах катков. Кронштейн балансира играет одновременно роль корпуса амортизатора, ротор которого с лопастями установлен на оси балансира.

Трубчато-стержневая подвеска М60АЗ пришла на смену торсионной стержневой подвеске М60А1, которая не обеспечивала достаточную плавность» хода (ограничения по скорости движения на местности начинают возникать при высоте неровностей 80 мм, для сравнения: у танка «Леопард-1» этот показатель составляет 180 мм). Благодаря применению трубчато-стержневой рессоры динамический ход подвески был увеличен с 206 до 358 мм. Средняя скорость по пересеченной местности возросла с 16-20 (М60А1) до 24-28км/ч(М60АЗ).

Подвеска, аналогичная подвеске М60АЗ, была применена на танке Ml «Абраме».

Независимая пневматическая подвеска широкого распространения в танкостроении не получила, хотя имеет ряд преимуществ по сравнению с системами других типов и применяется в автомобиле- и танкостроении достаточно давно.

Преимуществами пневматической подвески являются: высвобождение внутреннего объема танка за счет совмещения пневматической рессоры с гидравлическим амортизатором в одном узле; способность обеспечения переменного клиренса; возможность изменения упругой характеристики подвески в зависимости от профиля пути для обеспечения наибольшей плавности хода гусеничной машины. К недостаткам пневматической подвески относятся большая масса существующих конструкций по сравнению с торсионной подвеской и более высокая стоимость (на 20-25%).

Англичане, несмотря на свою консервативность в выборе типов подвески, использовавшие на большинстве своих танков блокированные подвески и на некоторых крейсерских свечные пружинные (типа Кристи), в 1930-е гг. одними из первых применили для серийных танков пневматическую подвеску на легком танке Мк VII «Тетрарх» (А17).

Подвеска «Тетрарха» состоит из четырех узлов на борт и напоминает независимую автомобильную подвеску с балансиром параллелограммного типа. В качающемся параллелограмме по диагонали установлена пневматическая рессора, выполненная совместно с гидравлическим амортизатором.

В некоторых источниках подвеску «Тетрарха» ошибочно называют гидропневматической. На самом деле жидкость используется в гидроамортизаторе и для герметизации пневморессоры, она не используется в качестве сжимаемого рабочего тела, как газ. Поэтому тип подвески «Тетрарха» можно определить как «независимая, пневматическая, с гидравлическими амортизаторами».

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКОВ

Блокированная подвеска появилась на танках еще во время Первой мировой войны. Развитие блокированной подвески было связано с увеличением числа катков, сблокированных одним упругим элементом (или связанных в одной тележке).

Своего предела развитие блокированной подвески достигло в 1928- 1938 гг. В этот период было создано наибольшее число типов блокированной подвески, появились подвески с блокировкой всех катков борта и подвеска Штрауслера с блокировкой всех катков танка так, что вся система представляла как бы одну тележку.

Увеличение числа катков, сблокированных в одной тележке, позволяло уменьшить амплитуду продольных колебаний корпуса танка, а следовательно, и плавность его хода. Но при этом усиливаются такие недостатки, как снижение живучести, повышение сложности изготовления и обслуживания подвески и т.п. Поэтому за годы Второй мировой войны блокированная подвеска была оттеснена на второй план индивидуальной.

Блокированная подвеска имеет следующие особенности.

1. Изменение нагрузки на одном катке вызывает соответствующее изменение на других сблокированных с ним катках.

2. Амплитуда продольных колебаний корпуса при балансирной подвеске меньше, чем при других типах.

3. Нагрузка на катки при движении на местности с небольшими неровностями остается неизменной. Это положение справедливо для подвесок с числом точек крепления тележек к корпусу не более четырех.

Так как конструкции блокированных подвесок отличаются большим разнообразием, то дальнейшее рассмотрение будем проводить, группируя их по числу сблокированных между собой катков.

Подвеска, сблокированная по два катка (парная), наиболее распространена среди подвесок подобного типа, она в меньшей степени подвержена недостаткам блокированных подвесок, так как позволяет иметь больше двух тележек на борт.

Сблокированная по два катка подвеска имеет много вариантов реализации, она, как и индивидуальная, выполняется с различными упругими элементами: торсионными валами, листовыми рессорами, пружинами и резиной.

Торсионные валы, получившие широкое распространение в независимых подвесках, применялись в блокированных весьма ограниченно. Примерами торсионной парной подвески могут служить подвески итальянского легкого танка L6/40 и опытного образца плавающего танка Т-38.

Система подрессоривания L6/40 имеет короткий торсион (L=750 мм) в каждом узле подвески. Торсионы разных бортов устанавливаются соосно, аналогично подвеске танка Т-64. Передние узлы подвески оборудованы амортизатором.

Балансиры, соединяющие тележки с торсионами, частично разгружены от боковых усилий и скручивающих моментов специальным направляющим устройством. Направляющие колеса расположены низко, поэтому также подрессорены торсионами. Так как на мягких грунтах направляющее колесо L6/40 может выполнять функции опорного катка, то тип подвески этого танка можно определить как промежуточный между блокированным и смешанным.

Основным недостатком данной подвески является ее высокая жесткость (с = 569 кг/см), это наиболее жесткая подвеска среди легких танков. Период колебаний танка Тφ=0,32 с. Жесткость подвески завышена установкой торсионов чрезмерно большого диаметра, что, с другой стороны, позволило значительно повысить ее удельную потенциальную энергию и отказаться от ограничителей хода катков.

Подвеска опытного плавающего танка Т-38 1936—1938 гг. двухторсионная трубчато-стержневая, аналогичная по конструкции рессоры подвеске АСУ-57. В отличие от АСУ-57 рессора соединена с парной тележкой. В тележке был предусмотрен резиновый амортизатор (буфер). Из-за несовершенства технологии производства сдвоенного торсиона от него не удалось получить желаемых характеристик, и Т-38 с такой подвеской в серию не пошел.

Система подрессоривания САУ «Фердинанд» также представляет собой вариант блокированной торсионной (в сочетании с резиновой подушкой) подвески совершенно оригинальной конструкции Фердинанда Порше с продольным расположением торсионов.

Работа подвески состоит в следующем. При подъеме, например, второго катка картер поворачивается относительно оси первого катка, резиновая подушка начинает сжиматься. Одновременно конец кулака, находящегося на трубе, остается на месте за счет упора в неподвижный кулак, что приводит к повороту трубы, которая закручивает торсион. Таким образом, торсион и резиновая подушка работают параллельно.

Слабым местом этой подвески является недостаточно надежное крепление резиновой подушки. После срыва подушки торсион разрушается, так как в этом случае он вынужден воспринимать нагрузку, на которую не рассчитан. Кроме того, к недостаткам данной подвески можно отнести чрезмерную сложность конструкции и высокую жесткость.

Достоинствами подвески САУ «Фердинанд» являются высокая по сравнению с «Тигром» и «Пантерой» ремонтопригодность, высвобождение внутреннего объема танка, сравнительно небольшая относительная масса. Узлы подвески хоть и расположены снаружи, но прикрыты опорными катками и находятся ниже зоны, подверженной наиболее интенсивному обстрелу. Среди подвесок тяжелых машин фашистской Германии подвеску «Фердинанда» можно считать наиболее удачной.

Большое распространение среди блокированных парных подвесок получили подвески с листовой рессорой.

В ступицах балансиров установлены фрикционные амортизаторы постоянного трения. Точные данные по характеристикам плавности хода данной системы у меня отсутствуют, однако в книге П.М. Волкова (Волков П.М. Конструкция и расчет подвесок гусеничных машин. М., Машгиз, 1947) отмечается: «Установку механического амортизатора с постоянным трением в подвеске с листовой рессорой, обладающей собственной силой трения, нельзя признать целесообразной, так как это увеличивает жесткость подвески и ухудшает плавность хода».

Подвеска бронированного трактора Т-20 «Комсомолец» аналогична подвеске LT-38: балансиры двух опорных катков тележки соединены между собой, направлены в разные стороны и своими концами упираются в полуэллиптическую листовую рессору, расположенную выше. В подвеске «Комсомольца» четыре парные тележки. Этот вариант подвески использовался на некоторых отечественных танках.

Подвеска немецкого среднего танка Pz.IV сблокирована по два катка четвертьэллиптической листовой рессорой и имеет восемь катков в четырех тележках на борт. Для переднего катка каждой тележки установлен резиновый упор (ограничитель хода). Задняя тележка имеет такой же упор и для второго катка с целью исключения жестких ударов низко расположенного направляющего колеса о неровности местности.

Подвеска Pz.IV легка, компактна и практически не занимает внутренний объем танка. Как и другие подвески с листовой рессорой, она имеет преимущество из-за наличия сил внутреннего трения в рессоре. Низкое расположение рессоры делает ее менее уязвимой, так как зона наибольшего количества попаданий находится выше.

Недостатком данной подвески является ее высокая жесткость (с = 800- 1100 кг/см) при коротком полном ходе катка 100 мм и динамическом менее 75 мм.

На японском танке «2593» («Мицубиси-93») применялась многоточечная парная подвеска с полуэллиптической рессорой. Балансир со сблокированными катками соединялся с рессорой в ее центральной части, края рессоры закреплялись на корпусе танка.

Подвеска с коническими (буферными) пружинами получила широкое распространение в американских танках во время Второй мировой войны, а в последний период войны была применена в Германии на некоторых опытных танках, в частности, на сверхтяжелом «Мышонке».

Подвеска американского среднего танка М4А2 «Шерман» включает три парных узла на борт. Узел подвески (тележка) М4А2 состоит из двух балансиров, соединенных с опорными катками, коромысла, буферной площадки, двух буферных пружин, корпуса с направляющими пазами.

Вес танка через вертикально расположенные буферные пружины передается на буферную площадку и коромысло, которое через скользящие опоры на концах опирается на балансиры, равномерно распределяя вес на два опорных катка. При наезде катка на неровность балансир, поворачиваясь вокруг своей оси, поднимает опирающийся на него конец коромысла, буферная площадка перемещается вверх по направляющим в корпусе и сжимает пружины. Нагрузка равномерно возрастает на обоих катках тележки.

Подвеска «Шермана» довольно мягкая, но отсутствие упругих ограничителей хода катков приводит к тому, что танк получает жесткие удары при движении по неровной местности. К недостаткам данной подвески относятся: незащищенность рессор от поражения, наличие сил трения в месте соединения коромысла с балансирами, их износ и необходимость смазки.

Для устранения указанных недостатков в танках М4А2 и других его модификациях поздних выпусков конструкция подвески была улучшена. Балансиры выполнили в виде двуплечих рычагов, на нижнем конце которых устанавливаются сдвоенные опорные катки, на верхнем крепятся две буферные пружины, размещенные между балансирами горизонтально, над рессорами установлен гидравлический телескопический амортизатор. Плавность хода была повышена, исключены износ и необходимость смазки трущихся поверхностей балансиров и коромысла. В то же время рессоры остались не защищенными от поражения.

На американском легком танке М-Зл (МЗ «Стюарт») применялись тележки, конструктивно схожие с тележками М4А2. В отличие от последнего, в тележке М-Зл буферные пружины расположены не вдоль оси корпуса, а поперек, коромысло и балансиры соединяют две серьги, чем исключается трение коромысла о балансиры.

Конструкция парной подвески с винтовой пружиной, расположенной горизонтально между двумя балансирами, применявшаяся на Н-35 «Гочкис» и других французских танках, получила название «французские ножницы». Такая же подвеска применялась, в частности, на советском легком Т-37. Подвеска достаточно мягкая и простая. Основным ее недостатком является открытое расположение незащищенной рессоры.

Такая конструкция блокированной подвески позволяет получить динамический ход катков не меньше, чем у независимых подвесок. Некоторые варианты тележек этой подвески имели еще третий дополнительный каток малого диаметра между основными катками посередине коромысла. Этот каток служил для более равномерного распределения давления при движении по мягкому грунту и, принимая на себя часть нагрузки, позволял снизить износ резиновых бандажей на основных катках. Недостатком такой подвески является сравнительно большая масса не-подрессоренных элементов.

Парная подвеска с резиновой рессорой получила широкое распространение в 1930-е гг. во Франции. Ее конструкция подобна «французским ножницам», только вместо пружинной рессоры применяется набор резиновых колец, чередующихся с металлическими дисками. Резиновые кольца работают на сжатие. Парные тележки с резиновыми упругими элементами были, например, в смешанной подвеске танка «Рено» R-35. Для ограничения хода катков вниз использовались два уменьшенных резиновых кольца ниже осей качания балансиров. Для увеличения упругости рессоры и упрощения ее конструкции резиновые кольца и металлические диски между собой не склеены.

Среди подвесок с резиновыми рессорами данная система считается наиболее удачной. Основным недостатком этой подвески является ее высокая жесткость и малый динамический ход катков.

Подвеска, сблокированная по три катка, широкого распространения не получила в связи с достаточно большой сложностью ее изготовления даже по сравнению с подвеской, сблокированной по четыре катка, а также из-за неравномерного распределения нагрузки между катками тележки. Такая подвеска использовалась на английских крейсерских танках А9 и А10, а позднее применена на пехотном танке «Валентайн».

Подвеска английского танка Мk III «Валентайн», сблокированная по три катка, состоит из двух тележек на борт. Передние и задние катки имеют больший диаметр по сравнению с остальными, что облегчает преодоление некоторых препятствий. Тележка состоит из трех катков (один большого и два малого диаметра), первичного и вторичного балансиров, коромысла, кронштейна тележки и пружинной рессоры в сборе с телескопическим амортизатором.

Каток большого диаметра соединен с первичным балансиром, который закреплен в кронштейне на корпусе. На другом конце первичного балансира шарнирно закреплен вторичный. На вторичном балансире качается коромысло с двумя катками малого диаметра. Рессора в сборе с амортизатором помещена между первичным и вторичным балансирами и соединяется с ними цапфами. Плечи рычагов выполнены так, что на катки большого диаметра приходится большая нагрузка по сравнению с остальными.

Передние тележки взаимозаменяемы с задними противоположных бортов. Подвеска «Валентайна» достаточно мягкая (с = 200-300 кг/см) и в сочетании с гидравлическим амортизатором обеспечивает хорошую плавность хода. По мере подъема катков вверх и сжатия пружины жесткость подвески возрастает, что благоприятно сказывается на стабилизации корпуса.

К недостаткам данной подвески можно отнести ее уязвимость, сложность и громоздкость конструкции.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКОВ

Окончание. Начало см. в № 7,8,10,11/2005 г.

Тележка с четырьмя катками имеет два противоположно направленных балансира, между которыми, подобно подвеске типа «французские ножницы», находится цилиндрическая пружина прямоугольного сечения. На балансирах шарнирно крепятся коромысла с двумя катками на каждом. Углы поворота коромысла ограничиваются двумя упорами, установленными на балансире. Ход самих балансиров также ограничен упорами. Свободные концы балансиров перемещаются в салазках, которые предохраняют их от поперечного смещения и разгружают от чрезмерных изгибающих и скручивающих моментов.

От боевых повреждений подвеска защищена бортовым броневым экраном (фальшбортом). Осмотр, очистка и смазка подвески осуществляются через специальные люки фальшборта, что вызывает определенные затруднения. Низко опущенный фальшборт, кроме того, снижает проходимость танка при погружении гусениц на мягких грунтах. Подвеска чешского легкого танка LT-35 состоит из четырех тележек (по две на борт), в каждой из которых сблокировано по четыре катка. Как и у «Матильды», впереди установлен вспомогательный каток для облегчения преодоления вертикальных препятствий. В тележке используется по две параллельно работающие полуэллиптические рессоры. Катки попарно соединены коромыслами, каждое из которых, в свою очередь, соединено с качающимся балансиром, ось которого находится в кронштейне. Рессоры шарнирно крепятся в кронштейне.

Схема подвески английского пехотного танка Мк II «Матильда».

Схема подвески чешского легкого танка LT-35.

Подвеска LT-35 имеет следующие особенности:

— ось качания коромысла расположена ниже оси катка, благодаря чему улучшены условия прохождения катками по неровностям местности;

— рессоры разгружены от боковых усилий и скручивающих моментов, а их деформация в вертикальной плоскости ограничена упорами на кронштейнах тележки, что обеспечивает надежную работу рессор (упоры на кронштейне придают тележке LT-35 характерный внешний вид, по которому ходовая часть этого танка легко узнаваема).

Несмотря на то, что данная подвеска обладает всеми недостатками, присущими, подвескам этого типа, ее конструкция является одной из наиболее отработанных среди блокированных по четыре катка подвесок.

Подвеску, сблокированную по шесть катков, имел средний трехбашенный танк Т-28. Блокирование по шесть катков обычно не включают в классификацию блокированных подвесок, так как оригинальная подвеска Т-28 является исключением.

Один узел подвески Т-28 состоит из трех тележек попарно сблокированных опорных катков. Блокирование тележек осуществляется двумя балансирами.

Узел сблокированной по шесть катков подвески Т-28.

Интересной особенностью подвески Т-28 является место установки упругих элементов. В отличие от большинства вариантов, где опорные катки узла подвески через балансиры связаны, как правило, с одним упругим элементом, в данной подвеске каждая парная тележка имеет свою вертикально установленную цилиндрическую пружину и через нее соединена с балансиром. Такое решение позволило значительно повысить энергоемкость и иметь ее на уровне сблокированной по два катка подвески. С другой стороны, это привело к усложнению конструкции, значительно снизилась надежность и живучесть подвески.

Подвеска, сблокированная по всему борту. Чтобы полнее использовать основные свойства блокированной подвески для повышения плавности хода и получения более равномерной нагрузки на катки при движении через небольшие неровности, были предложены схемы, в которых сблокированы все или почти все катки одного борта.

Подвеска с использованием троса, сблокированная по всему борту.

Оригинальный вариант сблокированной по всему борту подвески был реализован в конце 1920-х гг. в Англии. В этой подвеске катки попарно сблокированы коромыслами, которые шарнирно соединены с вертикальными трубами. Трубы могут вертикально перемещаться в направляющих, закрепленных на корпусе. Каждая труба упирается через ролик в трос, который с одной стороны жестко крепится на корпусе, с другой стороны соединяется с корпусом через пружинную рессору, а между вертикальными трубами соединен с корпусом через роликовые блоки.

Толчок, получаемый одним катком от неровностей местности, будет передаваться на другие катки благодаря изменению натяжения троса. Смягчение толчков происходит за счет пружины.

Последний опорный каток закреплен на корпусе жестко и независимо от других. Наличие этого катка как дополнительной точки опоры корпуса в данной конструкции совершенно необходимо, так как без него система оказывается неустойчивой. Эта подвеска ненадежна из-за недостаточного запаса потенциальной энергии упругих элементов. Наличие жестко закрепленного на корпусе катка сводит на нет те преимущества, которые дает блокированная подвеска.

Строго говоря, эта подвеска не является полностью сблокированной по всему борту. Так, например, при набегании на препятствие одного из четырех передних катков нагрузка будет уравниваться только между катками четырех передних кареток. Аналогичная ситуация возникает при проходе препятствия четырьмя задними катками. И только при наезде на препятствие одним из четырех центральных катков нагрузка будет уравниваться между катками всего борта, т.е. в этом случае подвеска работает как сблокированная по всему борту. Плечи балансиров и точки их крепления к корпусу молено подобрать так, что толчки от четырех центральных катков будут одинаково передаваться на точки крепления балансиров и танк будет совершать только вертикальные колебания. Толчки от остальных катков будут вызывать угловые колебания уменьшенной амплитуды.

Вариант сблокированной по всему борту подвески.

Данная подвеска дает значительное уменьшение амплитуды угловых колебаний на небольших неровностях. Она обладает всеми недостатками, присущими блокированным подвескам вообще, а также блокированным подвескам с пружинными рессорами без амортизаторов в частности, т.е. имеет место малый запас потенциальной энергии и слабое гашение колебаний.

Подвеска, полностью сблокированная. В 1936 г. в Англии был построен малый танк «Штрауслер» с оригинальной полностью сблокированной подвеской, включающей по четыре катка на борт, которые попарно сблокированы через рычаги и короткую листовую рессору в каретки. Каретки, в свою очередь, связаны двуплечим балансиром, который шарнирно крепится примерно в середине борта корпуса. Кроме того, через систему рычагов и тяг каждая каретка сблокирована с такой же кареткой противоположного борта.

Схема полностью сблокированной подвески малого танка «Штрауслер».

Преимущество этой схемы заключается в повышенной приспособляемости подвески к неровностям пути и в постоянном распределении нагрузки между 3/4 всех опорных катков. Это значительно уменьшает угловые колебания корпуса.

Недостатком данной подвески является большая жесткость упругих элементов, создающая тряску. Из-за крайне низкого запаса потенциальной энергии подвески очень часто происходят жесткие удары, особенно при одновременной встрече обеих гусениц с препятствием.

Следует заметить, что полностью сблокированных подвесок, как и сблокированных на весь борт, в полном смысле этих понятий быть не может. Дело в том, что подвеска, усилия в которой равномерно распределены между всеми опорными катками танка или катками одного борта, не обладает стабилизирующим моментом и является системой неустойчивой.

Достигнув к концу 1930-х гг. пика своего развития, блокированная подвеска была отвергнута как не удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к подвеске современных танков. В современных условиях применение блокированной подвески можно считать целесообразным на сравнительно тихоходных вспомогательных военных гусеничных машинах, которые не являются машинами поля боя.

И прежде чем мы перейдем к рассмотрению смешанных подвесок, отметим следующую интересную особенность при классификации блокированных подвесок по числу сблокированных катков. Как и для рассмотренного ранее танка Mk1 «Меркава» с индивидуально подрессоренными катками, попарно образующими тележки, из-за которых часто ошибочно причисляют эти подвески к блокированным, у некоторых блокированных подвесок также возникают подобные ситуации.

Так, например, трактор-тягач «Ворошиловец» имеет восемь катков на борт, которые, подобно подвеске «Матильды» и LT-35, сгруппированы по четыре в двух тележках. Однако «Матильда» и LT-35 имеют общий упругий элемент для обоих балансиров тележки, а у «Ворошиловца» каждый балансир связан с корпусом через свою цилиндрическую пружину и, таким образом, на самом деле его подвеска сблокирована не по четыре, как это может показаться на первый взгляд, а по два катка.

Рассмотренный случай достаточно прост: четыре упругих элемента на восемь катков дают блокировку по два, а в следующем случае ситуация сложнее. Французский танк «Сомуа» S-35 со смешанной подвеской (задний опорный каток подрессорен индивидуально) имеет по две тележки на борт, которые конструктивно практически полностью аналогичны сблокированной по четыре катка подвеске LT-35 (два балансира, на каждом из которых по два катка, направлены в разные стороны и опираются на концы полуэллиптической листовой рессоры). При всей конструктивной схожести тележек этих танков между ними есть одна принципиальная разница: рессора LT-35 крепится к корпусу шарнирно, благодаря чему нагрузка между балансирами распределяется примерно одинаково, а рессора S-35 закреплена на кронштейне корпуса жестко, и изменение нагрузки под катками одного балансира не вызовет соответствующего изменения под катками другого. Если выйдет из строя одна парная каретка, то другая каретка этой тележки не потеряет работоспособности, так как благодаря жесткому закреплению рессора работает как две отдельные консольно закрепленные четвертьэллиптические листовые рессоры. Отсюда можно сделать вывод, что подвеска S-35 сблокирована не по четыре, а по два катка. Становится понятно, что использование одного упругого элемента для нескольких катков не есть обязательный признак их блокировки, необходимо, кроме того, обращать внимание на конструктивные особенности крепления рессоры на корпусе и балансирах.

Как уже говорилось, система подрессоривания смешанного типа имеет как сблокированные катки, так и индивидуально подрессоренные.

Схема подвески Pz. I Ausf. В.

Смешанная подвеска немецкого легкого танка Pz.I Ausf.B имеет пять опорных катков на борт, из них четыре катка сблокированы по два, а передний подрессорен индивидуально. Тележки конструктивно выполнены аналогично тележкам Pz.IV, с той разницей, что ось второго катка тележки Pz.I Ausf.B закреплена не на балансире, а на конце листовой четвертьэллиптической рессоры. Узлы подвески первых катков состоят из направленного вперед балансира, цилиндрической пружины и рычажно-поршневого амортизатора типа Боге.

Смешанная подвеска американского легкого танка МЗ «Стюарт» состоит из четырех опорных катков, сблокированных по два, и направляющего колеса, которое, кроме того, выполняет роль пятого опорного катка. В качестве упругого элемента в узлах направляющих колес, так же как и в тележках, использованы буферные пружины, которые соединены с балансиром через рычаг. Для минимизации вредного влияния силы тяги на упругий элемент направляющего колеса его балансир в статическом состоянии расположен горизонтально.

Смешанная подвеска французского танка Рено R-35 кроме двух парных тележек на борт включает передний, индивидуально подрессоренный каток. Как и в тележках, конструкция которых была рассмотрена ранее, индивидуальный каток подрессорен набором резиновых колец, работающих на сжатие.

По величине запаса удельной потенциальной энергии смешанная подвеска занимает промежуточное положение между блокированными и независимыми подвесками. Если подвеска выполняется с целью совмещения свойств индивидуальной и блокированной подвесок, то независимое подрессоривание должны иметь крайние катки как испытывающие наибольшие динамические нагрузки.

Необходимо заметить, что если для независимой подвески можно сравнительно легко добиться требуемой плавности хода, варьируя характеристики упругих и демпфирующих элементов, то для блокированной подвески обеспечить живучесть значительно сложнее, поэтому индивидуальная подвеска и получила столь широкое распространение.

Перспективные системы подрессоривания

Нетрудно предположить, что дальнейшее развитие систем подрессоривания будет связано с совершенствованием конструкций независимых подвесок.

В современных условиях пассивные методы повышения плавности хода за счет совершенствования характеристик демпфирующих и упругих элементов практически исчерпали себя. Я думаю, что на быстроходных гусеничных машинах получат распространение системы подрессоривания с изменяемыми в зависимости от внешних условий характеристиками, а также системы автоматического регулирования (САР) характеристик подвески.

Рассмотрим некоторые возможные варианты перспективных подвесок, которые могут повысить плавность хода быстроходных танков.

Повышение плавности хода традиционными методами должно идти путем дальнейшего повышения нелинейности характеристик подвески. Характеристика такой подвески должна быть такова, что при движении по мелким неровностям подвеска должна быть как можно мягче, а демпфирование минимально; при преодолении крупных неровностей, а также при продольном раскачивании танка с большой амплитудой подвеска должна быть жестче, а демпфирование максимально. Нелинейность характеристик системы подрессоривания может обеспечиваться характеристиками амортизаторов, упругих элементов или одновременно теми и другими.

Схема смешанной подвески французского танка «Рено» R-35.

с магнитореологической рабочей

жидкостью переменной вязкости

(А.С. СССР №1498110 от 1.04.1989 г.)

Амортизатор для таких подвесок может иметь переменную характеристику демпфирования в зависимости от хода катка (т.н. релаксационный амортизатор). Добиться этого можно, например, переменным сечением перепускных отверстий (или зазора между поршнем и цилиндром) амортизатора, такой способ уже используется в некоторых амортизаторах и противооткатных устройствах орудий.

Интересный вариант амортизатора с нелинейной характеристикой был предложен группой авторов кафедры Танков КВТИУ (Федоров В.А., Чобиток В.А., Домашенко С.А., Федоров С.А. Гидроамортизатор. А.С. СССР №1498110 от 1.04.1989 г., приоритет от 10.03.1987 г.). В этом амортизаторе в качестве рабочей используется электрореологическая или магнитореологическая жидкость. Переменные характеристики демпфирования амортизатора обеспечиваются за счет изменения вязкости рабочей жидкости под воздействием электрического или магнитного поля. Изменение интенсивности электрического или магнитного поля достигается несколькими секциями их источников с разными характеристиками. Этот же амортизатор может использоваться и в сочетании с САР.

Один из вариантов торсионной подвески, позволяющей устранить этот недостаток, был предложен в 1968 г. в Военной академии БТВ (Дмитриев А.А., Смотрицкий М.И., Чобиток В.А. Торсионная подвеска транспортного средства. А.С. СССР №286522 от 21.08.1970, приоритет от 24.06.1968 г.). Узел подвески состоит из балансира и торсионного вала I ступени, соединенных между собой через шлицевое соединение, торсионного вала II ступени, оси вращения балансира, которая, в свою очередь, может поворачиваться в игольчатых подшипниках относительно корпуса танка. В оси вращения балансира предусмотрено шлицевое соединение, через которое последовательно соединены торсионы I и II ступеней. Торсион I ступени выполнен достаточно коротким,, малой жесткости, он работает на начальном, небольшом отрезке хода катка, обеспечивая низкую жесткость подвески, что значительно снижает тряску при движении на высокой скорости по мелким неровностям. Когда балансир относительно оси вращения повернут на предельный угол работы торсиона I ступени, балансир и ось входят в зацепление посредством кулачкового механизма и в дальнейшем поворачиваются относительно корпуса танка совместно. При этом торсион I ступени дальше не закручивается, а в работу вступает длинный торсион II ступени с более жесткими характеристиками и большим углом закрутки. Для придания наиболее оптимальных нелинейных характеристик данной подвеске можно использовать упругие ограничители хода катка (буферные пружины и др.).

В любом случае показанные и возможные другие пути повышения нелинейности характеристик упругих и демпфирующих элементов подвески ведут к повышению сложности их изготовления и эксплуатации. В каждом конкретном случае необходимо комплексно подходить к проблеме эффективности системы подрессоривания и подобные решения применять в случае насущной необходимости обеспечить наибольшую плавность хода машины на высоких скоростях движения.

Активные системы подрессоривания могут быть реализованы с помощью САР. По возможному принципу действия САР могут различаться.

Первый, наиболее простой вариант САР, заключается в регистрации специальными датчиками колебаний корпуса. По известным параметрам колебаний САР вырабатывает и подает команды на исполнительные механизмы для изменения характеристик подвески таким образом, чтобы гашение колебаний корпуса было наиболее эффективным. Так, например, при незначительных продольных раскачиваниях и высокой тряске система должна максимально снизить жесткость подвески; при значительных раскачиваниях корпуса жесткость повышается, характеристики демпфирования максимально увеличиваются. И так для всех возможных режимов колебаний корпуса в САР должны быть заложены наиболее оптимальные характеристики подвески.

Узел торсионной подвески с двумя торсионами:

мягким первой ступени и обычной жесткости

Второй вариант заключается в определении специальными датчиками профиля пути перед гусеничной машиной. При преодолении единичных неровностей, высота которых меньше динамического хода катка, САР должна поочередно уменьшать жесткость узлов подвески таким образом, чтобы со стороны узла подвески катка, движущегося по неровности, на корпус танка передавалось такое же усилие, как с остальных. Таким образом, максимально уменьшается влияние одиночных неровностей на колебания танка. В идеальном случае корпус танка при прохождении по таким неровностям вообще не будет подвержен внешним возмущениям. При преодолении больших неровностей, которые могут вызвать пробой подвески, жесткость узлов подвески, наоборот, увеличивается. При движении по поверхности с мелкими неровностями, вызывающими высокочастотные вибрации (тряску), снижается жесткость всех узлов подвески. Такого решения в данном случае достаточно, а отслеживать прохождение отдельных катков по высокочастотному микропрофилю поверхности проблематично как из-за необходимости реализации высокого быстродействия САР, так и из-за инерционности исполнительных механизмов активной подвески.

Третий вариант совмещает в себе два предыдущих. САР в этом случае отслеживает и профиль пути, и колебания корпуса.

Наиболее подходящими из существующих подвесок для работы с САР можно считать пневматические подвески с изменяемым клиренсом, такие как подвеска БМД. В этой подвеске использование САР для изменения характеристик как рессоры, так и амортизатора возможно с минимальными доработками конструкции.

В существующих торсионных подвесках применение САР возможно для изменения характеристик демпфирования амортизаторов. В этом случае целесообразно использовать первый вариант САР совместно с упоминавшимися ранее реологическими амортизаторами.

В работе использованы материалы из архивов моего отца, профессора Чо-битка Валентина Александровича, который внес значительный вклад в развитие теории подрессоривания гусеничных машин. Эта работа посвящена его светлой памяти.

2. Буров С.С. Конструкция и расчеттанков. М., ВАБТВ, 1973.

9. Дмитриев А.А., Смотрицкий М.И., Чобиток В.А. Торсионная подвеска транспортного средства. А.С. СССР №286522 от 21.08.1970, приоритет от 24.06.1968 г.

14. Наставление по танко-техническому обеспечению. Изд. МО СССР.

22. Прочко Е.И. Легкие танки Т-40 и Т-60. Бронеколлекция. Приложение к журналу «Моделист-Конструктор», №4(13) 1997.

33. Техническое руководство по легкому танку МЗ. Издание Амторга, 1942.

34. Техническое руководство по танку «Валентин VII». Amtorg Trading Corporation, New York, U.S.A., 1942.

37. Федоров В.А., Чобиток В.А., Домашенко С.А., Федоров С.А. Гидроамортизатор. А.С. СССР №1498110 от 1.04.1989 г., приоритет от 10.03.1987 г.

44. Fletcher D. The great tank scandal. British armour in the Second World War. Part 1. London: HMSO Books, 1989.

46. Jane’s Armour and Artillery 1998-199jl

The Tiger Tank: A British View. Edited by David Fletcher. London: HMSO Books, 1986.

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

Источник