Никитин А.О., Сергеев Л.В. - Теория танка (1053683), страница 86
Текст из файла (страница 86)
В этот объем, кроме основного корпуса, включаются и дополнительные водонепропицаемые надстройки. Очевидно, что запас плавучести будет тем больше, чем больше расстояние от грузовой ватерлинии до крыши танка, за счет чего, казалось бы, его можно значительно увеличивать. Но такое решение ограничиваегся.рядом других требований к танку как к боевой машине и в первую очередь требованием уменьшения высоты корпуса, вследствие чего обеспечение большого запаса плавучести плавающим танкам является сложной задачей. 555 Обычно запас плавучести составляет !5 —:20% боевого веса ганка. Для решения ряда практических вопросов, связанных с обеспечением плавучести и остойчивости танков на воде, необходимо ~нать положение грузовой ватерлинии, центра величины и центра 1яжести этих машин.
2. Определение положения грузовой ватерлинии, центра величины и центра тяжести плавающего танка при проектировании Внешние формы танков всех типов, в том числе и плавающих, .можно .считать симметричными относительно вертикально-продольной плоскости, делящей танк по длине на равные части, в которой, таким образом, находится центр величины, как центр тяжести погруженного в воду объема танка. Если начало координат выбрать в точке пересечения оси ведущих колес с продольной плоскостью симметрии танка (рис. 231), то положение центра величины определится его координатами х, и г„ так как координата по поперечнои' оси у, при этом равна .нулю.
Рис. 231 Способы определения положения центра величины для тел сложной формы достаточно хорошо разработаны в теории корабля, нми и целесообразно пользоваться в случае необходимости. Подводная часть корпуса танка часто имеет простую форму, поэтому при определении координат центра величины можно применять более простые способы. Так, если ширина погруженной в воду части корпуса одинакова по всей длине танка, то центр величины (без учета объема, занимаемого деталями ходовой части) будет находиться в центре тяжести площади продольного сечения танка ниже грузовой ватерлинии.
556 Следовательно, прежде чем приступить к определению координат центра величины, необходимо установить положение грузовой ватерлинии. Для этого в масштабе вычерчивается продольное сечение корпуса танка (см. рис. 231), на котором после установления требуемого по условиям движения дифферента танка на корму и прикидочного расчета проводится в первом приближении начальная грузовая ватерлиния. После этого площадь продольного сечения корпуса танка ниже нанесенной грузовой ватерлинии разбивается на простые геометрические фигуры и вычисляются их площади Гь Рь Рз,..., Е„. Объемное водоизмещение танка определится из соотношения (274), которое, в свою очередь, без учета объема, занимаемого деталями ходовой части, должно быть равным Г=ВР;, где  — постоянная по длине танка внешняя ширина корпуса; В,— площадь продольного сечения корпуса ниже начальной грузовой ватерлинии.
Очевидно, что =ь Пусть положение начальной грузовой ватерлинии было определено неправильно и после подсчета площади Г, оказалось, что произведение ВРа не равно требуемому объемному водоизмещению танка Г Тогда во втором приближении положение новой грузовой ватерлинии определится прямой, проведенной параллельно начальной ватерлинии и отстоящей о1 нее на расстоянии толщины поправочного слоя а Ь' — ВЕ„ ВГ' (275) где ь' — длина сечения корпуса танка по начальной ватерлинии.
Если Р > ВГм то новая грузовая ватерлиния проводится вьппе. начальной, если Р(ВР,, то — ниже. Как правило. для практических расчетов прн проектировании второе приближение оказывается вполне достаточным. В той стадии проектирования, когда определяется положение грузовой ватерлинии, уже с достаточной точностью можно оценить объем погруженных в воду деталей ходовой части. В самом грубом приближении это можно сделать, пользуясь статистическими данными по доли веса деталей ходовой части в полном весе машины по известным выполненным конструкциям танков.
Уточнение в основном должно быть произведено в отношении конструкции опорных катков, имеющих иногда у плавающих машин специфическую форму. Поскольку расположение деталей ходовой части можно считать симметричным по бортам танка и равномерно распределенным по длине корпуса, влияние их водоизмещения на положение грузовой ватерлинии скажется уменьшением подсчитанной выше толщины поправочного слоя гм на величину рхч ВА' где Р,,, — объем погруженных в воду деталей ходовой части танка. Последнюю формулу целесообразно объединить с формулой (275) и при уточнении положения грузовой ватерлинии сразу определять толщину поправочного слоя с учетом объема деталей ходовой части (275а) ВВ' После того, как установлено положение грузовой ватерлинии, по чертежу уточняются новые значения элементарных плошадей г"ь Р,, Р,„, ..., Р„ находятся центры тяжести этих фигур и определяются их расстояния хь хз,хз, ,х, и гь гь гз, , г, до выбранных координатных осей.
Затем, из условий равенства статических моментов составляющих площадей моменту суммарной площади относительно поперечной оси определяются координаты центра величины Подсчет веса н определение координат центра тяжести танка является весьма трудоемкой работой, так как при этом необходимо знать веса многочисленных составляющих элементов танка и полоэкения их центров тяжести. Для упрощения расчетов веса отдельных узлов конструкций, механизмов, оборудования и броневой зашиты, в соответствии с расположением на танке, сводят в группы (6ь 6ь 6з,..., 6„) и определяют расстояния нх центров тяже- 888 гти от осей Х и Л выбранной системы координат, После этого из уравнений моментов сил веса 6ь 6,, 6з,..., 6„относительно поперечной оси, проходящей через начало координат, составленных в одном случае при вертикальном действии этих сил и в другом слу~ае — при повороте их на 90', находят искомые координаты центра тяжести танка ) О,х, В этих выражениях где 6 — боевой вес танка.
Для того чтобы на плаву отсутствовал боковой крен, необходичо также проверить соблюдение условия расположения центра тякести танка в продольной плоскости симметрии, полагая, что сумма моментов сил веса элементов танка, находящихся слева от продольной оси Х, должна быть равна сумме моментов сил веса, находящихся от нее справа. Если получится расхождение, то его следует устранить соответствующим перераспределением весов или их расстояний относительно продольной плоскости симметрии танка.
Как уже указывалось ранее, для обеспечения заданного дифферента танка на корму (после его погружения по грузовую ватерлинию) необходимо выполнить требование по расположению центра тяжести н центра величины на одной вертикали. Это условие будет соблюдено, когда после определения координат центра тяжести и центра величины окажется, что х,=х. Если в результате проведенных расчетов обнаружится отклонение взаимного положения центра тяжести и центра величины от поставленного условия, то оно устраняется путем изменения положения весов н объемов элементов танка в продольном направлении.
559 $ 4. ОСТО ИЧ И ВОСТЬ Е Основные определения Остойчивостью плавающего танка называется его способность при отклонении от положения равновесия и предоставлении самому ~ебе вновь возвращаться в равновесное положение после устранения причины, вызвавшей отклонение.
Остойчивость танка может быть продольная — при продольном наклонении танка, называемом также дифферентом, и поперечная — при поперечном наклонении или при крене. Если крепящий или дифферентирующий момент нарастает постепенно, не вызывая при вращательном движении танка появления углового ускорения и развития инерционных сил, то остойчивость, проявляющаяся при таком наклонении танка, считается статической. При внезапном действии крепящего или дифферентирующего момента, сопровождающемся появлением сил инерции, работа, затрачиваемая на наклонение танка н равная произведению момента на изменение угла наклонения, помимо преодоления работы восстанавливающего момента, идет на сообщение танку углового ускорения. Остойчивость, проявляющаяся при таком наклонении танка, носит название динамической. Кроме того, при изучении остойчивости принято различать остойчивость иа малых углах наклонения, при которых практически можно пользоваться зависимостями, полученными для бесконечно малых углов наклонения, и остойчивость на больших углах наклонения, когда этими зависимостями пользоваться нельзя и действуют иные закономерности.
2. Остойчивость танка при малых углах наклонения Допустим, что танк (рис. 232,а) получил крен на некоторый утол 6, тогда его теоретическая грузовая ватерлиния примет положение АВ, с уровнем же воды танк будет пересекаться по плоскости Л,ВЬ называемой плоскостью действующей ватерлинии. Поскольку подводный объем танка изменил свою форму вследствие наклонения, то центр величины (Ц. В.) не останется в точке См а переместится в сторону крена в некоторую точку С;; центр же тяжести танка останется по-прежнему в точке д. В точках д и С~ приложены деиствующие вертикально, но в противоположных направлениях, равные по величине силы: 6 — вес танка и Р— поддерживающая сила.
Силы 6 и Р при крене танка создают пару сил с плечом дК. Эта пара сил стремится вернуть танк в первоначальное положение равновесия. Такое положение танка будет устойчивым, или, как говорят, танк остойчив. Если бы точка С, при наклонении танка занимала относительно точки я положение, показанное иа рис. 232, б, то пара сил 6 — Р 560 стремилась бы еще более отклонить танк в сторону крена — танк был бы неостойчив. Таким образом, изучение остойчивости сводится к изучению относительного положения центра тяжести танка и цен~ра величины при наклонениях танка. Оказывается, что вместо нахождения положений переменной точки Сь рассмотрение остойчивости при малых наклонениях танка можно производить по положению постоянной точки, называс:мой метацентром, что значительно упрощает исследование остойчивости в этих случаях.
Рис. 232 Для низкобортны; судов, какими являются плавак>щис тапки, «малымп наклонениями» (когда положение метацентра можно считать постоянным) будут такие, при которых при крене кромка крыши еще не начинает уходить под воду. На рис. 233 показано положение танка при боковом крене па небольшой угол 0, при котором клиповой обьем с)Гь вышедший из воды, равен клиновому объему д1~ь вошедшему в воду, т.
е. наклон танка не сопровождается одновременным погружением или всплытием его на некоторую величину. Как уже отмечалось, вследствие изменения формы погруженной в воду части танка центр тяжести объема подводной части, т. е. центр величины, переместится в сто, рону крена из точки Са в точку Сь При этом нормальные к плоскостям ватсрлиний (первоначальной и новой) направления равнодсй ствующей сил плавучести О, приложенной до и после наклонения соответственно в точках Са и Сь пересекутся в точке Мм называемой метацентром.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
