Кристи М.К. - Танки - основы теории и расчёта, страница 9

ОТ!!ЕЛ !! ОБЩАЯ ДИНАМИКА ТАНКОВ Глава 1 ТЯГОВЫЕ КАЧЕСТВА ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН Тяговый расчет гусеничного танка имеет существенное отличие от тягового расчета автомобиля. Танк должен рзботать на местности и при этом не только иметь высокую среднюю скорость движения н брать крутые подъемы, но и преодолевать вертикальные препятствия, разрушать преграды, переходить окопы, двигаться ю большим боковым креном, а отдельные типы, кроме того,— плавать, прыгать, летать. Все этн моменты показывают, что невозможно охватить динамику танка уакими рамками тягового расчета, как это делается в автомобиле.

Естественно также, что изучение свойств боевой гусеничной машины значительно труднее, чем колесной, так как все движения ее менее закономерны и допускают больше случайных явлений; это накладывает свой отпечаток и на точность всех подсчетов, их достоверность и обязательность.

История техники не знает машины с таким разнообразием тяговых качеств, какими должен обладать танк. Отсюда и „тяговый расчет" танка должен иметь принципиальные отличия от „тяговых расчетов" любой из самоходных повозок. Однако, следуя установившейся традиции, мы не хотим объединить заголовком „тяговый расчет" изучение всех тяговых Возможностей танка, а рассматриваем в данной главе только узкие вопросы движения, относя вопросы устойчивости в особую главу, хотя сознаем органическое единство всех этих вопросов. Поэтому здесь будут разобраны только вопросы скоросги движения, преодоления подъемов, разгона и торможения. Все остальные вопросы будут рассмотрены в других главах. Перед тем как приступить к изучению тяговых свойств танка, оста.

новимся на следующих двух возможных полходах к изучаемому вопросу. Первый подход заключается в изучении динамики машины, исходя из внешней характеристики двигателя, определенной лабораторным путем; второй †упрощении внешней характеристики двигателя и приведении ее к линейной зависимости межлу числом оборотов и мощностью двигателя.

На фиг. 11 даны 6 .характеристик легких автомобильных двигателей. Если в этйх характеристиках заменить кривую прямой линией, т. е. принять приближенно, что мощность пропорциональна числу оборотов, то, кзк видно из фигуры, мы получим приближенное значение с некоторым положительным запасом мощности, Ф3 %у /ОО ГОО О 5ОО ГООО Г500 ООО 0 1000 ЮОО ОООО об/мон 0 !000 2000об/мон . О '000 1000 7000 4000 аб/мин йуэ аак как Нормальная рабочая мощность двигателя примерно на 10'/~ ниже максимальной, то замена кривой характеристики прямой линией лает очень небольшое отклонение в сторону повышения запаса мощности. КРоме того, внешняя характеристика двигателя, может давать сильные колебания в бвоих величинах в зависимости от разных факторов, как то регулировка карбюратора, качество топлива и смазки, прира- О О 0 ГООО ЛОО ООООаб/инн О 500 Гоби( 2000 2500 об!мон гоо 50 й .ылтейе 'Р Фиг.

11. Характеристики автомобильных двигателей. ботка поршней, колебание коэфициента наполнения в зависимости от колебания температуры окружающего воздуха и пр. Все эти факторы могут дать значительное отклонение от величин, полученных в лаборатории. Поэтому вполне естественно, что мы отказываемся в дальнейшем пользоваться внешней характеристикой в условиях эксплоатации боевой машины. Сложная функциональная зависимость между мощностью двигателя и числом оборотов, значительно затрудняя расчеты, практически все йй „д же не гарйнтирует бт возможныд ойгибок тягового рйсчета.' Не отрицая научной ценности принятых в автомобильном леле методов тягового рас чета для решения научно-исследовательских вопросов, мы все же считаем возможным в дальнейшем изложении курса принять линейную зависимость между мощностью двигателя и его числом оборотов, т.

е. Ж,=А и (1) Это лает нам возможность сводить задачи сложного переменного движения к задачам рявноускоренного или равнозамедленного движения. таким образом формула (1) является основной формулой тягового,рае;, чета в пределах до нормальной мощности Мю равной 0,9 Ф макси ° мальвой, 1. Силы, де(уствующне на танк Из элементарных законов механики известно, что тело может быть приведено в движение только внешними силами, приложенными к иену. Фиг.

12, Схема сил, действующих на Фвг. 13. Схема сил, действующих на танк. передний каток. В условиях движения гусеничной машины внешними силами являются: 1) сила веса 0; 2) реакции грунта на гусеницы И, 3) сопротивление движению 1с„й) сопротивление воздуха Р (парусность), б) сила инерции 1, б) сила тяги на крюке Г„. Необходимо четко усвоить понятие внешних сил, чтобы избежать в будущем ряда ошибок, могущих возникнуть из-за недостаточного понимания этого основного положения динамики. На фиг. 12 показаны схема расположения внешних сил, приложенных к танку, и точки их приложения. Разберем подробно каждую из этих сил. Сила сопротивления движению При буксировке гусеничной машины перед передними опорными кат.

ками происходит деформация грунта (фиг. 13,ч Звено гусеничной ленты а — Ь, на которое находит передний каток, испытывает со стороны грунта давление, выражаемое силой )с". По мере накатывания катка грунт пол звеном а — Ь оседает, реакция Д" увеличивается за счет уменьшения нор. мальной реакции грунта Я на второе звено. В тот момент, когда угол наклона звена а — Ь станет равен нулю, реакция )со перейдет в реакцию Я, нормально приложенную к плоскости движения, и в работу дефор 46 мации вступит новое звено гусеницы, которое восстановит прежнюю схему действующих сил. В нормальных условиях движения на горизонталвной плоскости деформация грунта производится по преимуществу передними катками, но отсюда еще не следует, что задние катки не деформируют грунта.

В произвольных условиях движения в деформации грунта участвуют все опорные катки ходовой части танка. Если учитывать деформацию грунта задними катками, переводя ее к переднему катку, то, очезидцо, 1сц (фиг. 13) отклонится слева направо и не будет проходить через ось катка. Кроме этого, при движении танка имеют место потери в ходовой части, как то потери в поддерживающих натках, в осях ведущего колеса и ленивца, в шарнирах гусеничной цепи, и потери деформации обода опорных катков. Все эти силы, являясь внутренними по отношению к танку в целом вызывают внешнюю реак> / цию грунта или, иначе говоря, еще больше отклоняют реакцию Я'. Если бы в гусеничном механизме не было потерЪ на трение в соединениях, то необходимая для буксировки танка сила Г была бы равна проекции силы Я" на горизонтальную плоскость.

На самом деле вследствие >> Е потерь в ходовой части схема сил будет несколько отличаться от представленной иа фиг. 13, а именно, к реакции >гц У прибавится еще 5> механизмов гусел„ ницы, и мы окончательно получим силу>с' (фиг, 14). Так как вертикальная ' ж> составляющая Я' есть величина постоянФиг. 14. Схема разложения сил, ная, то >>с' з1п (у) должно равняться действующих на передний трак. Я" з1п(3) и >с'соз(Т) ) >сц соз(4) на величину сил сопротивления в механизмах гусеницы.

Приближенно можно считать, что сила сопротивления движению танка равна: >с, =- 1с' ° соз (Т). (2) Нормальная составляющая реакции грунта Й' ° ейп(Т) не может влиять на силу сопротивления движению; ее действие заключается только в разгрузке передней части машины и набрузке задней.

Как мы указывали выше, сила >с, сопротивления движению складывается из двух составляющих: 1) сил сопротивления грунта гс" соз(3) и 2) сил сопротивления в механизмах ходовой части танка. Эта последняя равна Р„= Иц+ Л„+ Рц + Я,. (3) Здесь >чц — сила, необходимая для перематывания гусеничной цепи в ненатянутом состоянии, >с, — сила сопротивления качению опорных и поддерживающих катков по гусеничной ленте, тс„и тс, — силы, необходимые для вращения ленивца и ведущей зубчатки. Экспериментально сила >>>>, определяется динамометрированием испытуемой машины, как указано на фиг.

15. В цепь между тягачем А н буксируемой машиной В включают динамометр Р, по которому и опре- 46 является сила Д,. У буксируемой машины отъединяется трансмиссия и ослабляется гусеница в целях уменьшения влияния трансмиссии и ходовой части на величину й,. Буксировка производится на наимень>пей скорости (1,5 — 2 »м1'час), Таким образом в силу >т, входят составляющие >сц, Й„>~>з и Й„причем первые три сосгавляюшие, независящие от веса машины, вообще говоря, величины незначительные, это— Фцг.

15. Схема экспериментального определения сопротивления движезию где гсц идет полностью на деформацию грунта и 1тц — на сопротивление качению катков по гусенице. Здесь важно заметить, что как сила гг", так и сила Я, целиком зависят от веса машины. Рассмотрим подробнее природу си- ФИГ. 16. СХЕМа СИЛ, ДЕЯСтВУЮШИХ на колесо при перекатывании по лы Д„ при качении колеса по сжимаемому грунту. На фиг. 16 представлено катящееся колесо с приложенными к нему силами. 'Здесь О,— вес, приходящийся на колесо, Ус„— сила тяги, приложенная к оси колеса и равная силе сопротивления качению. Очевидно, для равновесия колеса необходимо, чтобы все силы и все моменты, внешние по отношению к колесу, урзвяовешивались. Если пренебречь трением в подшипниках> то, несомненно; реакция грунта должна пройти через ось колеса.