Ходовая часть танков Подвеска
Ходовая часть танков Подвеска
Василий Чобиток
Продолжение. Начало см. в «ТиВ» № 7.8/2005 г.
Система подрессоривания танка Px.VI Ausf.H «Тигри 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.
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.
Подвеска ганка Pz.VI Ausf.H «Тигр».
Подвеска танка Pz.VI Ausf.B «Королевский тигр».
Система подрессоривания танка Рх. 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.
У танка Рх. V «Пантера» общая схема подвески аналогична подвеске обоих «Тигров». Принципиально она отличается наличием двух последовательно соединенных торсионов, что позволило еще больше снизить жесткость подвески (с = 115 кг/см), которая у «Пантеры» самая мягкая среди машин такого класса. Как ни странно это звучит, но можно сказать, что система подрессоривания «Пантеры», с одной стороны, обеспечивает чрезмерную плавность хода (Т? = 1,86 с, что явно является перебором с точки зрения появления у экипажа симптомов «морской болезни»), а с другой — недостаточную, так как удельная потенциальная энергия подвески имеет сравнительно небольшое значение (? = 260 мм), что приводит к частым ударам балансиров в ограничительные упоры. Последнее частично компенсируется применением упругих ограничителей хода катка-двойных пружин Бельвилля или набора резиновых и металлических пластин. Упоры установлены на передние узлы подвески, подверженные наибольшим нагрузкам, и на узлы подвески с амортизаторами для предохранения их от разрушения. Узлы подвески с упорами имеют усиленные балансиры.
Кроме того, подвеска «Пантеры» обладает следующим и 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.
Подвеска танка Pz.V «Пантера».
Подвеска плавающего танка ПТ-76.
Узел подвески плавающего танка ПТ-76.
Система подрессоривания легкого танка «Ландсверк» L–I00, 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.
Система подрессоривания «Ландсверка» состоит из четырех узлов подвески на борт с механическими амортизаторами на передних и задних узлах подвески. Катки правого борта смещены вперед относительно катков левого борта. Для минимизации смещения вторые торсионы правого борта сдвинуты вперед по отношению к первым, а левого — назад.
При полном ходе катка 290 мм и динамическом 134 мм «Ландсверк» имел самую мягкую подвеску, которая устанавливалась на серийные танки (с =55 кг/см).
Установка элементов подвески на корпусе Т-72.
Узел подвески танка Т-54.
Система подрессоривания плавающего танка ПТ-76 отличается высокими показателями плавности хода и живучести. При низкой жест-кости (с =90 кг/см) и отвечающем требованиям периоде колебаний (Т?= 1,05 с) она обладает высокой удельной потенциальной энергией (? = 453 мм) при полном ходе качка 340 мм.
Подвеска ПТ-76 состоит из шести узлов на борт. На первом, третьем, четвертом и шестом узлах установлены упругие ограничители хода: на первом и шестом — буферные пружины, на третьем и четвертом — резиновые упоры. На первом и шестом узлах подвески имеются гидравлические поршневые амортизаторы двустороннего действия с рычажно-кулачковым приводом.
В качестве рессоры применен торсион диаметром 38 мм, изготовленный из стали 45ХНМФА, обработанный шлифовкой и накаткой роликами под нагрузкой 500 кгс с последующим заневоливанием. При заневоливании торсион за круч и мается на 140°.
Система подрессоривания среднею танка Т-54 сравнительно жесткая (с = 522 кг/см), период колебаний Т?,=0,86с при полном ходе катка 224 мм. Удельная потенциальная энергия подвески достаточно высокая (? = 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 пей 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 А=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 и АЧХ на резонансных частотах меньше, чем у линейных.
Гидравлические лопастные амортизаторы двустороннего действия установлены на первых, вторых и шестых узлах подвески, жесткие ограничительные упоры — на первых, вторых, пятых и шестых. Из своего пятилетнего опыта вождения этих танков хочу отметить, что при такой высокой энергоемкости подвески ее пробои возникают крайне редко, в основном при наезде на крупные препятствия на высокой скорости, поэтому установка жестких упоров на плавности хода практически не сказывается.
Торсионный вал Т-72 — стержень длиной 2310 мм и диаметром 47 мм, выполненный из стали 45ХН2МФАШ. Его технология производства аналогична технологии производства торсионных валов Т-54. При заневоливании применяется двукратная закрутка на 145 и 105°. Стержень торсиона покрывается специальным лаком и обматывается изоляционной лентой, предохраняя его от царапин, которые могут стать причиной последующих усталостных разрушений. Разное число шлицев на головках торсиона (52 и 48) обеспечивает его выставку в танке на угол закрутки с точностью примерно до 0,58°.
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.
Подвеска Т-64 состоит из шести узлов подвески на борт. На первых, вторых и шестых узлах подвески установлены гидравлические телескопические амортизаторы двустороннего действия, а на первых, третьих, пятых и шестых — жесткие упоры (справедливо для Т-64А основных серий).
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, г де 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 плавность 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; Т? = 1,2с) и живучесга (?=530мм).
Подвеска состоит из шести узлов на борт. Узлы подвески со вторых по шестые выполнены однотипно, но компоновочным соображениям конструкция первых узлов значительно отличается от остальных. На всех узлах подвески установлены упругие ограничители хода катков — буферные пружины с полной деформацией 65 мм и максимальным усилием до 10т, что придает характеристике подвески оптимальный нелинейный вид и практически исключает жесткие удары. Телескопические гидравлические амортизаторы смонтированы на первых, вторых, пятых и шестых узлах подвески, при этом на первых узлах установлено по два амортизатора.
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 па 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.
Система подрессоривания тапка «Леопард-2» состоит из семи узлов подвески на борт. На всех узлах, кроме четвертых и пятых, установлены фрикционные амортизаторы и гидравлические ограничители хода катка (подрессорники). Полный ход ка тка — 530 мм, динамический — 320 мм.
Применение фрикционных амортизаторов является характерной особенностью подвески этого танка. Амортизаторы «Леопарда-2» установлены на осях балансиров. Неподвижные диски трения амортизатора своими наружными зубьями входя т в соединение со шлицами на кронштейне подвески. Подвижные диски трения внутренними зубьями входят в зацепление со шлицами на оси балансира. Комплект дисков сжимается тарельчатыми пружинами через два кольца. Оба кольца выполнены в виде кулачковых муфт, одно из них входит в зацепление со шлицами на оси балансира, другое — на кронштейне. Зазор между кулачками выбирается в пределах хода катка до 200 мм, чем обеспечивается постоянное сжатие дисков и постоянная сила сопротивления на прямом и обратном ходах 7,5 кН. При большем ходе катка кулачки раздвигают кольца, в результате сила сжатия дисков увеличивается и при ходе катка 550 мм составляет 27,5 кН. Износостойкие диски амортизатора имеют пластмассовое покрытие и работают в масле.
Узел подвески танка Т-64.
Узел подвески второго опорного катка американского среднего танка М46.
Тяжелый танк T-10.
В целом подвеска «Леопарда-2» обеспечивает высокую плавность хода и имеет высокую живучесть. Благодаря применению фрикционных амортизаторов с силой сопротивления, не зависящей отскорости 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 ка тки расположены соосно.
Подвеска Т-10 обеспечивала ему достаточно высокую плавность хода. Недостатком данной подвески является усложнение конструкции упругого элемента и увеличение его диаметра.
Одной из разновидностей независимой торсионной подвески является трубчато-стержневая. Такая подвеска использовалась в АСУ-57. В ходовой части АСУ-57 катки, как и на Т-64, расположены соосно, однако, в отличие от последнего, применяются два последовательно соединенных торсиона — трубчатый и расположенный внутри него стержневой.
Принцип действия такой подвески заключается в следующем. Один конец стержневого торсиона закреплен шлицевым соединением в балансире, другой конец также через шлицевое соединение связан с трубчатым торсионом, который свободно вращается в подшипнике центральной опоры. Второй конец трубчатого торсиона закреплен в корпусе. Таким образом, торсионы одного борта занимают половину ширины корпуса, а их общая длина приближается к его полной ширине, что позволяет, с одной стороны, сэкономить внутренний объем танка и соосно расположить опорные катки, а с другой — увеличит! динамический ход катка и снизить жесткость подвески.
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 трубчатостержневая 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.
Установка фрикционного амортизатора на осях балансиров танка "Леопард-2".
Узел подвески с пучковым торсионом тяжелого танка Т-10.
Узел двухторсионной подвески М60АЗ.
Испытания подвески танка «Леопард-1» (подвеска имеет большой динамический ход катка).
Подвеска АСУ-57.
Блок пневматической подвески.
Узел пневматической подвески опытного танка МВТ-70.
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 24–28 км/ч (М60АЗ).
Подвеска индийского танка «Арджун».
Узел пневматической подвески легкого танка «Тетрарх».
Узел пневматической подвески БМД-1.
Подвеска, аналогичная подвеске М60АЗ, была применена на танке M1 «Абрамс».
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 Mk 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 определил, как «независимая, пневматическая, с гидравлическими амортизаторами».
Система подрессоривания БМД-1 пневматическая, независимая с регулируемым клиренсом и гидравлическими амортизаторами. Она состоит из пяти узлов подвески на борт, каждый из которых включает пневматическую рессору и гидравлический амортизатор, скомпонованные в одном узле, балансир и ограничитель хода катка — упор с резиновой подушкой.
Пневморессора с амортизатором выполнены в двух цилиндрах. Первый цилиндр поршнем-разделителем разделен на две полости, в одной из которых (под поршнем) находится инертный газ (азот), а во второй — минеральное масло. Объем минерального масла может регулироваться, благодаря чему осуществляется изменение клиренса машины. Во втором цилиндре находится поршень со штоком, который соединяется с балансиром. Полость над поршнем со штоком заполнена минеральным маслом и через каналы соединена с верхней полостью в пневмоцилиндре. Поршень со штоком при перемещении опорного катка вверх вытесняет через каналы масло в пневмоцилиндр, в результате чего поршень-разделитель перемещается вниз и газ сжимается. На обратном ходе катка за счет расширения сжатого газа жидкость перетекает обратно и выталкивает поршень в исходное положение. За счет применения специальных клапанов сопротивление перетеканию жидкости на обратном ходе катка значительно выше, чем на прямом.
Продолжение следует
