Никитин А.О., Сергеев Л.В. - Теория танка (1053683), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Эта специфическая особенность поворога гусеничной машины значительно влияет на среднюю скорость движения, а поэтому весьма важным является вопрос улучшения поворотливости как за счет более совершенной конструкции танка и его механизмов, так и за счет более совершенных методов вождения. В теории поворота исследуются внутренние и внешние силы сопротивления движению танка в самых разнообразных условиях и зависимость этих сопротивлений от конструктивных параметров машины.
Полученные зависимости позволяют оценить тяговые качества танков при повороте, определить наиболее рациональные приемы вождения танков с различными механизмами поворота в различных условиях, а также выбрать наиболее рациональные параметры механизмов поворота и гусеничного движителя при проектировании танков. Глава 1 АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ ДВИЖЕНИЮ ПРИ ПОВОРОТЕ $ С АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИИ, КИНЕМАТИКА ПОВОРОТА И ВНЕШНИЕ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ТАНК Поворот танка осуществляется в результате .изменения моментов на ведущих колесах и скоростей движения забегающей и отстающей гусениц при помощи механизмов поворота. При повороте вслед~тане вертикальной деформации грунта гусеницами возникают силы сопротивления поступательному движению гусениц, а вследствие бокового перемещения траков — силы сопротивления вращательному движению нижних опорных ветвей гусениц по грунту.
Последние образуют момент, называемый моментом сопротивления повороту танка. Этот момент преодолевается поворачивающим моментом, вызванным силами тяги на гусеницах. Силы же тяги на гусеницах создаются двигателем при помощи механизма поворота н гусеничного движителя, взаимодействующего с грунтом. Процесс изменения моментов на ведущих колесах и пропорциональных нм снл тяг на гусеницах сопровождается изме~некием скоростей гусениц. Сила тяги на забегающей гусенице возникает так же, как и при прямолинейном движении. Сила же на отстающей гусенице в большинстве случаев возникает при торлщжении ее с помощью тормозных элементов механизма поворота.
В случае действия только силы тяги на забегающей гусенице при отсутствии силы торможения на отстающей танк поворачивается во многих случаях с очень большим радиусом. Поворот с меньшими радиусами возможен только в результате принудительного уменьшения скорости отстающей гусеницьк В этом случа~ отстающая гусеница упирается в грунт и со стцроны грунта возникает касательная реакция, направленная против движения танка. В отдельных случаях, когда сопротивление поступательному движению гусениц велико, а сопротивление повороту незначительно, сила на 200 отстающей гусенице может быть даже направлена по движению танка и являться силой тяги.
В этом случае процесс образования силы тяги на отстающей гусенице аналогичен образованию ее на забегающей гусенице. Поворот танка сопровождается буксованием забегающей гусе1ицы и юзом отстающей. Когда же к отстающей гусен|ице приложена сила, направленная по движению, отстающая гусеница также буксует. Рассмотрим более подробно взаимодействие опорных поверхностей гусениц с грунтом в случае поворота танка с торможением отстающей гусеницы. В процессе поворота вследствие перемещения траков по грунту со стороны грунта возникают касательные реакции. Если предположить, что полюса поворота опорных поверхностей гусениц, т.
е. мгновенные центры вращения этих поверхностей О', и О'ь совпадают с их геометрическими центрами О, и О, (рис. 79), то касательные реакции со стороны грунта не создадут продольных составляющих, и силы Р, и Р~ будут равны нулю, В этом случае касательные реакции дЕ создают только момент сопротивления повороту. Рис. 79 Прн поперечном смещении полюсов поворота опорных поверхностей гусениц, как показано на рис. 80, касательные реакции грунта дГ создадут как поперечные ЬЬ; и ЬЯь так и продольные составляющие ЬР, и ЬР,. Первые создадут момент сопротивления повороту, а вторые силу тяги на забегающей и силу торможения на отстающей гусеницах.
Так как на опорных поверхностях гусениц имеются грунтозацепы, то касательные реакции грунта М' не будут располагаться на одной прямой с вектором скорости о, как показано на рис. 80. Чем больше буксование и юз гусениц, а следовательно, и больше смешение полюсов поворота гусениц, тем, при прочих равных условиях, 201 меньше момент сопротивления повороту и больше поворачивающий момент, создаваемый силами Рз и Р,. Поворачивающий момент действует в сторону, противоположную моменту сопротивления повороту. Равенство поворачивающего момента и момента сопротивления повороту устанавливается при соответствующих значениях буксования и юза гусениц.
Изменение качества грунта приводит к изменению сопротивления движению и равенство поворачивающего момента и момента сопротивления повороту установится при новом значении буксования и юза гусениц. В общем случае движения при наличии других внешних сил, действующих на танк прн повороте (например, центробежной силы или горизонтальных составляющих веса танка при движении по косогору и других сил), равенство внешних моментов устанавливается при соответствующих этим условиям движения буксовании и юзе гусениц.
а рг Рис, 80 Касательные реакции, действующие.на нижние ветви гусениц в процессе поворота, складываются ~из следующих сил: А. Сил, действующих на нижнюю часть траков гусениц: 1) треяие скольжения грунта по грунту (пр~илипшего к отдельным частям опорной поверхности гусениц); 2) трение скольжения грунта о выступающие части траков; 3) сопротивление уплотнению грунта в горизонтальном направлении выступающими частями траков (грунтозацепамн, ребрами) на определенной длине траектории движения трака по грунту; 4) сопротивление сдвигу грунта выступающисьи частями траков после того, как грунт будет уплотнен до предела. Б. Сил, действующих на торцовую часть траков и катков прч нагребании вала земли: 1) сопротивление уплотнению грунта в го- 202 ризонтальном направлении торцовыми поверхностями траков; 2) сопротивление сдвигу грунта торцовыми поверхностями траков после того, как грунт будет уплотнен до предела; 3) сопротивление смещению вала земли, срезанной торцовыми и выступающими частямя траков„.4) трение скольжения торцов траков и катков по грунту.
В зависимости от величины деформации грунта, т. е. в зависимости от длины траектории движения трака по грунту, будут наблюдаться или все перечисленные выше силы, или только часть их. Величина перемещения траха по грунту, а следовательно, и равная ей величина деформации грунта зависит от радиуса поворота. Если пренебречь буксованием, величина перемещения трака забегаюшей гусеницы по грунту представляет отрезок развертки круга, длина которого, как известно из курса математики, равна , (И где Š— длина опорной поверхности гусеницы; )с — радиус поворота.
Соответственно для отстающей гусеницы при отсутствии юзж 1аким образом, длина траектории перемещения трака по грунту обоатно пропорциональна радиусу поворота. Поэтому следует ожидать, что момент сопротивления повороту будет увеличиваться с уменьшением радиуса поворота, так как 'при этом увеличивается деформация грунта. На больших радиусах сопротивление повороту будет небольшим, поскольку траки относительно грунта не сдвигаются, а сме. щаются вместе с грунтом относительно нижележащих слоев. При этом касательные реакции грунта не достигают значения сил трения скольжения.
На малых радиусах поворота сопротивление повороту будет иметь максимальное значение за счет большой деформации грунта, когда касательная реакция грунта равна сумме сил трения, сил сопротивления уплотнению и сдвигу грунта и сопротивления смешению вала земли. Следует иметь в виду, .что продольные составляющие касательных реакций образуются в основном реакциями группы «А», действующими на нижнюю часть траков, в то время как поперечные составляющие образуются всеми видами реакций грунта, включая и реакции, действующие на торцовую поверхность траков и катков.
Поэтому при уменьшении радиуса поворота, когда доля момен- 203: за сопротивления повороту от поперечных реакций грунта, действующих на торцовые поверхности траков и катков, увеличивается г общем увеличивающемся моменте сопротивления повороту, необходимые продольные составляющие касательных реакций обеспечиваются вследствие большего буксования и юза гусениц.
При большем буксовании и юзе гусениц касательные реакции грунта, действующие на нижнюю поверхность гусениц, будут больше отклоняться в сторону продольных осей и большая доля этих касательных реакций пойдет на образование продольных сил. Опыт годтверждает приведенный качественный знализ характера взаимодействия гусениц с грунтом при повороте танка. На рис.
81 показан план скоростей танка и схема сил, действующих на танк при равномерном повороте на горизонтальной площадке. Равномерным называется поворот с постоянной скоростью н постоянным радиусом. Здесь рассматоивается поворот, когда танк движется с малой скоростью, позволяюгдей пренебречь влиянием центробежной силы. Векторы сил н скоростей, изображенных на рнс.
81, имеют следующие значения. э,' — переносная скорость забегающей гусеницы; в, — относительная скорость забегающей гусеницы; ю~,, — абсолютная скорость центра опорной ветви забегающей гусеницы, или скорость буксования; и, — переносная скорость забегающей гусеницы при отсутствии буксования, когда п,=э~„(теоретическая скорость забегающей гусеницы); О, — геометрический центр опорной поверхности забегающей гусеницы; О,' — полюс поворота забегающей гусеницы, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
