Сочлененные гусеничные и колесные машины высокой проходимости

Сочлененные гусеничные и колесные машины высокой проходимости

Продолжение. Начало см. "ТиВ" №№ 5,8-10/2003 г.

Двухзвенный сочлененный автомобиль 6x6 Gama-Goat

Среди сочлененных автомобилей средней грузоподъемности получил известность трехосный 6x6 автомобиль Gama-Goat, созданный в 1962 г, американской фирмой Ling-Temco-Vouht.

Автомобиль состоит из двухосной передней секции и одноосной задней секции. Все колеса ведущие, а передние и задние управляемые. Поворотно-сцепное устройство в виде специального шарнира позволяет секциям поворачиваться относительно друг друга в вертикально-продольной, вертикально-поперечной плоскостях и на незначительный угол в горизонтальной плоскости. Каких-либо дополнительных устройств для управления автомобилем за счет поворота секций нет. Автомобиль имеет торсионную подвеску, что выделяет его в лучшую сторону по сравнению с другими сочлененными машинами, поскольку позволяет увеличить скорость движения по местности в два раза по сравнению с бесподвесочными автомобилями типа Gouer.

Четырехцилиндровый карбюраторный двигатель воздушного охлаждения мощностью 59,9 кВт обеспечивает автомобилю удельную мощность N_уд = 23,2 кВт/т. желательную проходимость и возможность движения по хорошим дорогам с максимальной скоростью 80 км/ч. Улучшению подвижности И проходимости способствуют большие колеса размером 12,4-16 и низкое среднее давление их на грунт q_ср = 0,31 кг/см?. Удельная мощность автомобиля по массе перевозимого груза N_пр равна 54,45 кВт/т_гр.

Собственная масса автомобиля 1440 кг, а полная масса 2540 кг. Поэтому при грузоподъемности автомобиля в 1100 кг коэффициент использования массы k_m равен 0,76. Распределение массы по осям: на переднюю 630 кг, на среднюю 930 кг и на заднюю 980 кг. Показатель провозоспособности на суше k_пр равен 4,07, на воде в десять раз меньше — 0,407.

Габаритные размеры автомобиля: длина 5600 мм, ширина 2130 мм, высота с тентом 2400 мм.

Автомобиль является плавающим, корпуса секций выполнены водонепроницаемыми. Gama-Goat способен за счет работы гребного винта, установленного в кормовой части задней секции, перемещаться по воде со скоростью до 8 км/ч. Относительная скорость (число Фруда) F_rу = 0,606.

Следует также отметить как достоинство конструкции этого сочлененного автомобиля возможность самостоятельного передвижения передней секции и сочленения ее с другими задними секциями различного устройства и назначения, изготовленными для этого образца.

Испытания Gama-Goat в различных дорожных и климатических условиях подтвердили его высокую эффективность. Поэтому фирма Ling-Temco-Vought в последующие годы изготовила армейский двухсекционный вариант ХМ561 с колесной формулой 6x6 и с использованием основных конструктивных решений, оправдавших себя на автомобиле Gama- Goat. Однако модель XM561 существенно отличается от своего предшественника особенностями конструкции, узлами, размерами и массой.

Вместо карбюраторного двигателя воздушного охлаждения на ХМ561 установлен трехцилиндровый двухтактный дизель фирмы General Motors GM 353 мощностью 75,8 кВт при 2800 об/мин. На автомобиле может устанавливаться также многотопливный двигатель Lycoming AVM310, дефорсированный до мощности 76 кВт.

В передней секции скомпонованы двигатель, коробка передач, раздаточная коробка и механизмы управления. Задняя секция оборудована грузовой платформой для транспортировки людей и грузов. Крутящий момент от двигателя передается через четырехступенчатую коробку передач на двухступенчатую раздаточную коробку и от нее на передний и средний ведущие мосты. От средней) моста крутящий момент передается с помощью двойного универсального карданного шарнира и промежуточного карданного шарнира поворотно-сцепного устройства на задний ведущий мост. К колесам крутящий момент подводится через главные передачи и полуоси с универсальными шарнирами. Главные передачи имеют дифференциалы повышенного трения, что способствует повышению проходимости автомобиля. При движении по хорошим дорогам приводы к передней и задней осям отключаются и ведущей остается только средняя ось.

Конструкция поворотно-сцепного устройства между двумя секциями быстроразъемная, что позволяет использовать переднюю секцию в качестве одиночного автомобиля или тягача для буксировки другого прицепа или агрегата Но при необходимости обе секции могут с помощью блокирующего устройства, состоящего из нескольких металлических связей, быть жестко связаны друг с другом и делают ХМ561 похожим на обычные автомобили.

Взаимное перемещение секций в продольной и поперечной плоскостях ограничено во избежание их непроизвольного "складывания" при движении по скользкой дороге, при поворотах или торможениях. что, в общем, характерно для автопоездов седельного типа.

Карданный шарнир поворотного устройства допускает поворот передней секции относительно задней вокруг продольной оси на угол в 30 град, в обе стороны и вокруг поперечной оси на угол в 40 град, в обе стороны. Кроме того, ось центрального шарнира в сборе может качаться в поперечной плоскости и поворачиваться в обе стороны на 15 град, относительно передней секции. В совокупности эти угловые перемещения позволяют всем шести колесам постоянно находиться в контакте с грунтом даже на местности с резко изменяющимся грунтовым рельефом, что обеспечивает получение максимальных тяговых усилий и повышение проходимости. Но промежуточный карданный шарнир не допускает, вместе с тем. относительного поворота секций в горизонтальной плоскости. Вследствие этого поворот автомобиля на суше и на воде обычным для сочлененных машин способом невозможен. Для управления автомобилем на суше и на воде используются поворотные колеса передней и задней осей с помощью обычных рулевых трапеций. Радиус поворота на суше 8,9 м. а относительный диаметр поворота 3,17.

Подвеска всех колес независимая на поперечных рычагах. Упругими элементами передних и задних колес являются спиральные пружины в сочетании с гидравлическими амортизаторами. Колеса средней оси подвешены на однолистовой поперечной рессоре. Размер шин колес 11,00x18.

Двухзвенный сочлененный 6x6 автомобиль ХМ561

Габаритная схема автомобиля ХМ561

Движение автомобиля ХМ561 по пересеченной местности

Движение автомобиля ХМ561 по воде

Автомобиль XM561 отличается от своего предшественника по массовым показателям: собственная масса 2650 кг, полезная грузоподъемность 1350 кг, полная допустимая масса 4060 кг. Распределение массы по осям: на переднюю 1100 кг, на среднюю 1475 кг, на заднюю 1485 кг. При этом коэффициент использования массы автомобиля k_m равен 0,509.

Габаритные размеры автомобиля: длина 5620 мм, ширина 2135 мм, высота по тенту задней секции 2310 мм. Колея передних и задних колес 1810 мм, дорожный просвет 380 мм.

В корпусе задней секции могут размещаться восемь экипированных солдат с вооружением, а в кабине передней секции два человека, включая водителя. Суммарная площадь грузовой платформы около 4,65 м2. Поэтому коэффициент использования габари тной площади k_m равен 0,38.

ХМ561 плавающий, водоходный движитель — колеса. Максимальная скорость движения по воде небольшая — 3,2 км/ч. Относительная скорость (число Фруда) F_ry- 0,22.

Удельная мощность автомобиля N = 18,66 кВт/т обеспечивает ему высокую проходимость и возможность движения по дорогам с максимальной скоростью до 93 км/ч. Удельная мощность по массе перевозимого груза N_гр равна 56,14 кВт/т. Показатель провозоспособности на суше k_пр равен 4,5, на воде — 0,154.

В 1963 г. ХМ561 вместе с другими опытными И серийными машинами высокой проходимости подвергался длительным войсковым испытаниям на надежность и проходимость в условиях бездорожья. Он оказался единственным среди восьми машин, успешно прошедшим эти испытания, и был принят на вооружение армии США как отвечающий всем требованиям, предъявляемым к автомобилям этого класса.

Следует также кратко рассказать о малогабаритном сочлененном плавающем автомобиле Pac-Star (США). Он состоит из двух секций, каждая из которых имеет колесную формулу 6x6, а колесная формула всего автомобиля 12x12.

В передней секции размещается силовая установка в виде карбюраторного 2-цилиндрового оппозитного двигателя воздушного охлаждения мощностью 25,4 кВт. агрегаты трансмиссии, органы управления автомобилем, топливный бак, сидение механика-водителя и вспомогательное оборудование. В задней секции образована грузовая платформа, под полом которой размещаются агрегаты трансмиссии.

Трансмиссия гидростатическая бесступенчатая с распределением мощности по бортам через раздаточную коробку и клиноременные передачи.

Все колеса выполнены неповоротными с арочными шинами низкого давления. Колеса не имеют упругих элементов и жестко связаны с корпусом автомобиля.

Шарнирно-сцепное устройство обеспечивает три степени свободы перемещения корпусов секций относительно друг друга. Изменением положения секций в горизонтальной плоскости обеспечивается управление автомобилем при его движении по суше и по воде.

Грузоподъемность Pac-Star составляет 450 кг, а собственная масса равна 454 кг, поэтому коэффициент использования массы k_m = 0,99. Габаритные размеры автомобиля: длина 2108 мм, ширина 1372 мм, высота 1650 мм. Максимальная скорость движения по суше достигает 40 км/ч, по воде — 4 км/ч за счет вращения всех колес. Удельная мощность машины N_уд =28,09 квт/т, а удельная мощность по массе перевозимого груза Nгр=56,4 кВт/тгр. Показатель провозоспособности на суше K_пр= 1,93, на воде к = 0,19. Запас хода по топливу — 240 км.

Соединение нескольких автомобилей позволяет создать мост через неширокие водные преграды. Автомобиль и его секции в отдельности могут перевозиться наземным и водным транспортом. в фюзеляжах самолетов и вертолетов, а также на наружной подвеске вертолетов.

Повышение требовании к техническим возможностям армейских автомобилей с позиций максимальной подвижности в условиях пересеченной и труднопроходимой местности, обеспечения преодоления водных преград без предварительной подготовки и приспособления к авиационной транспортировке и сбрасывания на парашютах, а также соответствия массово-габаритных показателей машин заданной грузоподъемности привели к появлению альтернативных схем автомобилей, которые можно также отнести, с некоторыми оговорками, к сочлененным.

Малогабаритный двухзвенный сочлененный 12x12 автомобиль Pac-Star

Схема общей компоновки швейцарского автомобиля 6x6 Metrak: 1 — двигатель: 2 — коробка передач; 3 — главная передача; 4 — средняя ось; 5 — балансиры с приводом на передние колеса; 6 — балансиры с приводом на задние колеса

Автомобиль Metrak на пересеченной местности

Например, в Швейцарии был создан автомобиль высокой проходимости Metrak с колесной формулой 6x6. Основой шасси служит жесткая средняя ось, к которой шарнирно крепятся четыре полых независимых балансира с колесами. Передние и задние колеса равнорасположены относительно средней оси, с которой также шарнирно соединены рамы передней и задней секций. На раме передней секции установлены двигатель с его системами, коробка передач, раздаточная коробка и двухместная кабина. На раме задней секции смонтирован грузовой кузов. Через два вертикальных гидроцилиндра подрамник передней секции опирается на балансиры передних колес, а задняя секция с кузовом с помощью таких же гидроцилиндров — на балансиры задних колес. Для поворота в вертикальной плоскости передней и задней секций относительно средней оси машина имеет два продольно расположенных гидроцилиндра двухстороннего действия. Все шесть гидроцилиндров питаются от одного шестеренчатого насоса. Водитель в зависимости от условий движения может управлять каждым гидроцилиндром, приподнимать над дорогой любое колесо в отдельности и изменять положение секций. Такая конструкция рамы позволяет каждой секции машины поворачиваться относительно другой в вертикальной плоскости на углы до 30 град, и принимать V-образную форму Принудительное изменение положения секций относительно средней оси может осуществляться как во время движения, гак и на стоянке. В то же время для улучшения приспособления колес к неровностям местности при движении по пресеченной местности гидросистема может отключаться Благодаря необычной конструкции ходовой части, автомобиль может преодолевать значительные препятствия на сильно пересеченной местности, в том числе и вертикальные препятствия типа стенок как передним, так и задним ходом Metrak может двигаться по косогорам, сохраняя практически горизонтальное положение кабины и кузова за счет опускания колес одного борта, поворачиваться почти на месте при поднятых передних и задних колесах и при подтормаживании одного из колес средней оси и др. По шоссе автомобиль двигается с поднятой средней осью и управляется с помощью передних управляемых колес.

Собственная масса автомобиля достигает 3000 кг, грузоподъемность — 2000 кг. а полная масса с грузом — 5000 кг. При этом коэффициент использования массы k_m равен 0,66 Общая длина автомобиля свыше 4 м.

На автомобиле установлен 6-цилиндровый двигатель фирмы Chevrolet мощностью 73,6 кВт, обеспечивающий машине удельную мощность N_уд = 14,7 кВт/т. При этом удельная мощность по массе перевозимого груза N_гр =36,8 кВт/т_гр.

Сцепление сухое, однодисковое. Коробка передач четырехступенчатая. Привод передних и задних колес выполнен с помощью втулочно-роликовых цепей, расположенных внутри каждого балансира.

В трансмиссии автомобиля один дифференциальный механизм с механической блокировкой, дающий возможность получать различные скорости вращения колес правого и левого бортов. Тормоза, установленные на всех колесах, имеют гидравлические приводы. Имеются два рычага ручного управления для торможения колес левого и правого бортов в отдельности.

Американской фирмой Wagner был изготовлен опытный образец колесной сочлененной машины с колесной формулой 4x4, состоящей из двух секций, соединенных специальным шарниром. Машина предназначалась исключительно для нужд армии. Основной особенностью конструкции автомобиля Go-Devil была установка колес на концах балансиров. которые могут поворачивания на своих осях на 360 град., изменяя при этом колесную базу и дорожный просвет.

Привод на каждое колесо осуществляется цепными передачами, смонтированными внутри каждого полого балансира. Возможность поворота балансиров относительно горизонтальной оси позволяет менять величину дорожного просвета В пределе он может бьггь увеличен до 1050 мм, а для облегчения погрузки и выгрузки грузов платформа транспортера может быть опущена на грунт.

Go-Devil способен перемещаться по косогору с углом до 40 град, за счет опускания колес одного борта и подъема вверх колес другого борта, при этом кузов занимает горизонтальное положение. Машина может преодолевать вертикальные препятствия высотой до 1,5 м и рвы шириной до 1.8 м. при этом относительная ширина преодолеваемого рва В равна 0,23.

Кузов транспортера состоит из двух частей, соединенных между собой вертикальным шкворнем так, что обе части могут располагаться относительно друг друга под различными углами в горизонтальной плоскости, но не могут перемещаться в вертикальной. Это обеспечивает поворот автомобиля с помощью гидравлического привода с различными радиусами поворота, включая минимальный радиус (5,5 м). при этом относительный диаметр поворота D_отн равен 1,45. Плавающий вариант Go-Devil имеет водонепроницаемые части кузова и гребной винт. При движении по воде колеса могут быть подняты из воды для уменьшения сопротивления воды или использовать как дополнительные водоходные движители.

Go-Devil предназначен для перевозки грузов и людей и оснащен карбюраторным двигателем средней мощности. Длина транспортера составляет 7600 мм, ширина — 2280 мм. высота без кабины — 1220 мм. Грузоподъемность транспортера — 2200 кг при собственной массе 3400 кг и коэффициенте использования массы k_m =0,65.

Опытные колесные сочлененные машины Metrak и Go-Devil выделяются среди других автомобилей подобного типа своими необычными техническими решениями, направленными, в основном, на резкое улучшение профильной проходимости. Но это делает их конструкцию сложной и не обеспечивающей получение желательных свойств и качеств, присущих другим сочлененным машинам. Поэтому обе они не выпускались серийно, но остались в истории как образцы с необычной общей компоновкой и техническими решениями по улучшению профильной проходимости колесных машин.

Автомобиль Metrak преодолевает вертикальное препятствие

Двухзвенный 4x4 автомобиль Go-Devil преодолевает различные препятствия

Продолжение следует

Средний танк Т-64 первых выпусков.

На лобовом листе и на скулах еще нет наварок