Ходовая часть танков2 (1037729), страница 2
Текст из файла (страница 2)
О вредном влиянии жестких условийколебаний машины говорит тот факт, что у водителей грузовых автомобилей, работающ их в среднихдорожных условиях, пояснично-седалищ ные боли (в основном ишиас) встречаются в три разачащ е, а у работающ их в плохих дорожных условиях в пять раз чащ е, чем у водителей легковыхавтомобилей. Неудивительно, что радикулит считается профессиональной болезнью танкистов,работающ их в более жестких условиях по сравнению с водителями автомобилей, и связано это восновном не с переноской тяжестей, как принято считать, а с условиями колебаний танка.Таким образом, одно из основных требований к системам подрессоривания состоит в том, что навысоких скоростях при движении по длинным неровностям a = 2 L (L - длина опорной поверхностигусеницы) и высотой h = 0.15 м должно обеспечиваться движение без пробоя подвески ивертикальными ускорениями до 3.5 g.При движении по мерзлой пахоте поперек борозд, по замерзшим кочкам, брусчатке и т.д.передаются высокочастотные непрерывно действующ ие возмущ ения (ускорения тряски).
Длинатаких неровностей принимается примерно равной расстоянию между ближайшими опорнымикатками, а высота h = 0.05 м . При частотах 2-25 Гц организм человека способен на порогепоявления "довольно неприятных ощ ущ ений" переносить вертикальные ускорения порядка 0.5 g.Поэтому система подрессоривания должна быть спроектирована так, чтобы ускорения тряски непревышали 0.5 g.Как известно, ускорение находится в прямой зависимости от амплитуды колебаний и в обратнойзависимости от квадрата периода.
Из этого следует, что наиболее плавный ход обеспечиваетсяподвесками с колебаниями меньшей амплитуды и большего периода Tφ .С другой стороны, при значительном периоде колебаний у экипажа возникают неприятныеощ ущ ения, связанные с "морской болезнью", что объясняется непривычными для человекачастотами колебаний, организм которого наиболее приспособлен к колебаниям с частотой близкой кчастоте ходьбы (примерно 1-2 Гц или период 0.5-1 с, а по данным западных специалистов - 0.70.8 Гц). Для исключения влияния этого явления по некоторым источникам Tφ должен быть не более1.55 с, по другим - 1.25 с (частота 0.8 Гц).Кроме влияния на эргономические показатели машины, ее колебания ухудшают и условиястрельбы.
При отсутствии стабилизатора вооружения значительно ухудшаются условия наблюденияи прицеливания, особенно через приборы с многократным увеличением. В этом случае, еслинаводчик и смог поймать цель в перекрестие прицела, то из-за запаздывания выстрела пушка всеравно уйдет с линии прицеливания, кроме того, снаряд ещ е дальше отклонится от цели благодарясложению скоростей полета снаряда и движения пушки в сторону от линии прицеливания в моментначала выстрела. В этих условиях, чем меньше угловая скорость и амплитуда колебаний, темлучше.Введение стабилизатора танкового вооружения значительно упростило наведение и многократноповысило точность стрельбы с ходу. Однако исполнительные механизмы стабилизатороввооружения обладают определенной инерционностью и при высоких частотах колебаний не могутдостаточно точно удерживать вооружение в заданном положении.
Для современных танковудовлетворительная точность стрельбы на европейском ТВД обеспечивается при движении на полебоя со скоростью до 20-30 км/ч.Обобщ ив выше сказанное, выделим следующ ие требования к системам подрессоривания пообеспечению высокой плавности хода:исключение пробоев подвески;максимальные ускорения при наезде на длинные неровности (a = 2 L, h = 0.15 м ) должныбыть до 3.5 g ;максимальные ускорения тряски при движении по коротким неровностям с высотой h = 0.05м до 0.5 g ;значение периода собственных угловых колебаний Tφ должно быть больше 0.5 с поэргономическим показателям и больше 1 с по условию обеспечения прицельной стрельбы.
Вконечном счете, желательно Tφ иметь примерно равным 1.25 с, но не более 1.55 с;минимальные амплитуды колебаний корпуса, исключающ ие пробои на крайних узлахподвески и удары стабилизированного основного вооружения в ограничители угловнаведения.Выполнениевышемероприятиями.перечисленныхтребованийвозможноследующ имитехническимиВо всех случаях желательно иметь:высокую удельную потенциальную знергию подвески λ ≥ 0.4-0.5 м (см. ниже раздел"Высокая живучесть подвески"), что достигается большими динамическими ходами катков ииспользованием мощ ных амортизаторов;большой момент инерции танка, что увеличивает период колебаний и уменьшает реакциюкорпуса на внешние возмущ ающ ие воздействия, а как результат и амплитуду его колебаний.Высокий момент инерции достигается благодаря перераспределению масс и установкенаиболее тяжелых агрегатов и узлов в носу и корме машины.Исключение пробоев подвески достигается путем увеличения динамических и полных ходовкатков.
Увеличение динамического хода до 350-400 мм можно считать разумным пределом,дальнейшее увеличение динамического хода ведет к увеличению высоты корпуса, что приведетпри ограниченной массе к ослаблению бронирования.Можно увеличить жесткость рессор, что повышает удельную потенциальную энергию подвески λ,однако этот метод крайне нежелателен, так как часто приводит к прямо противоположномурезультату. В самом деле, при увеличении жесткости подвески возрастают возмущ ения,действующ ие через нее от неровностей местности на корпус, что приводит к увеличениюамплитуды колебаний и более частым пробоям по сравнению с менее жесткой подвеской.Минимизация вертикальных ускорений достигается применением мягкой подвески с низкимприведенным к катку коэффициентом жесткости подвески c .
Благодаря этому уменьшаютсясилы, действующ ие со стороны опорного катка на корпус при наезде на единичную неровность.Увеличение периода собственных колебаний достигается опять же применением рессорнизкой жесткости (вспомните опыт из курса школьной физики: чем мягче пружина, тем большепериод раскачивания на ней одного и того же груза или, наоборот, на пружине одной жесткостибольше период колебаний для более тяжелого груза), увеличением момента инерции танка.Немецкий тяжелый танк Pz.V "Пантера" благодаря большому числу узлов подвески и применениюпоследовательной двухторсионной подвески имел одну из самых мягких подвесок для танков этоготипа (приведенный к катку коэффициент жесткости c = 115 кг/см ), в результате чего достигнутTφ = 1.86 с , что по условию проявления симптомов "морской болезни" у экипажа является явночрезмерным.Уменьшение амплитуды колебаний достигается применением мощ ных амортизаторов, которыебыстро гасят колебания корпуса; увеличением длины опорной поверхности, благодаря чемуувеличивается плечо силы амортизатора относительно центра масс, и он эффективнее выполняетсвои функции.Применение мягкой подвески позволяет уменьшить силы, действующ ие на опорные катки состороны неровностей, что снижает амплитуду вынужденных колебаний.
С другой стороны, мягкаяподвеска оказывает меньшее сопротивление внешним силам, нарушающ им равновесие танка.Мягкая подвеска склонна к продольному раскачиванию танка при трогании с места, торможении иизменении скорости движения.Кроме подвески демпфирующ ими свойствами обладают гусеничный движитель, трансмиссия идвигатель - этот вопрос рассмотрим в разделе, посвящ енном гусеничному движителю.Как можно заметить, выполнение большинства требований к системе подрессоривания решаетсяприменением амортизаторов. Однако следует сразу оговориться, что амортизаторы не всегдаполезны.
Обратите внимание на представленную на графике примерную амплитудно-частотнуюхарактеристику (АЧХ) танка с подвеской без демпфирующ их элементов (кривая 1) и сдемпфирующ ими элементами (кривая 2). Не вдаваясь в глубины теории подрессоривания, толькоотмечу: из приведенного графика видно, что в резонансной части колебаний корпуса и на низкихчастотах колебаний (левая часть кривой 2) применение амортизаторов за счет гашения колебанийвесьма эффективно. Чем выше демпфирующ ие свойства амортизаторов, тем ниже будет проходитьна графике левая часть кривой 2 и тем меньше амплитуда угловых колебаний.
С другой стороны,амортизатор увеличивает жесткость подвески, и на высоких частотах амплитуды колебанийувеличиваются с увеличением мощ ности амортизатора (правая часть кривой 2). Отсюда можносделать вывод, что мощ ный амортизатор эффективен при движении по большим неровностям(эффективно гасит низкочастотные колебания) и вреден при движении по мелким неровностям(увеличивает тряску).Примерные амплитудно-частотные характеристики танкаТаким образом, наиболее целесообразной является мягкая подвеска с большими динамическими иполными ходами катков и эффективными амортизаторами (с низким демпфированием на мелкихнеровностях и высоким на крупных).
Чтобы низкая жесткость рессор не сказывалась науменьшении удельной потенциальной энергии подвески, число узлов подвески желательно иметькак можно больше. Для современных основных боевых танков разумным пределом является 6-7узлов подвески (опорных катков) на один борт. Перспективным является путь примененияпневматических и гидропневматических подвесок с системами автоматического регулирования(САР) характеристик подвески (клиренса, жесткости упругих элементов, демпфированияамортизаторов) в зависимости от профиля пути. Вариант САР подрессоривания с лазернымдатчиком профиля местности был разработан в США для танка МВТ-70, динамика ходового макета сэтой системой улучшена на 30%.Здесь хочется сделать некоторое отступление.
Анализируя АЧХ колебаний корпуса танка, можнозаметить, что при движении танка по поверхности с профилем, приводящ им танк к колебаниям счастотами близкими к собственной, возникает резонанс и танк начинает сильно раскачиваться. Дляуменьшения раскачиваний корпуса водитель обычно снижает скорость, однако, как следует изАЧХ, увеличение скорости значительно эффективнее скажется на уменьшении амплитудыколебаний, что опытные механики-водители и практикуют - как только танк начал сильнораскачиваться, прижал сильнее педаль подачи топлива, танк увеличил скорость и колебания резкоуменьшились.
Т.е. можно сказать, что в данной ситуации механик-водитель сам по себепредставляет систему автоматического регулирования колебаний корпуса.Продолжение0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
