Кристи М.К. - Танки - основы теории и расчёта (1066295), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Наиболее распространенным типом руля н танках является обыкновенный руль, который и рассмотрим подробно. Основными частями обыкновенного руля (см. фиг. 168) будут: перо руля 1; баллер 2 и пятка 31 баллер помощью румпеля 4 соединяется с приводами управления Фнг, 172.
Усеченный конус 1. Поворотливость танка с обыкновенным рулем Пусть танк имеет скорость хода о. Отклоним руль на угол р, тогда струи потока воды, ударяясь о перо руля, создадут силу Я (фиг. 173), нормальную плоскости руля (силами трения пренебрегаем). Кроме того, на танк булут действовать в диаметральной плоскости упорное давление винта "Р и смещенное от диаметральной плоскости ввиду вращения танка сопро- д тивление движению 75'. Ф Перенесем силу Я в точку Р' под центр тяжести машины, считая, что в втой же точке е находится и центр поворота танка (в действительности под влиянием силы Я центр поворота сместится в сторону $ ° кормы); в результате увидим, что на танк действуют две пары: одна от силы 47, другая Я от силы 77; последнюю можно А не учитывать, имея лишь в виду облегчение поворота за ее счет.
Момент пары от силы ге фиг, ПЗ. Схема сил при повороте. при равномерном повороте уравновешивается моментом сопротивления от гидродинамических сил. Следовательно, для того чтобы знать, какую силу <~ нужно приложить на перо руля для поворота танка, необходимо предварительно определить момент сопротивления повороту танка от гидродинамических сил. Обычно указанный момент находится опытным путем. Приближенно величину момента сопротивления повороту можно найти, рассматривая танк как ящик, погруженный на некоторую глубину и вращающийся вокруг центра тюкести. Для этого нужно построить 422 спектры скоростей на каждой плоскости; затем лля касательных скоро.
стей подсчитать моменты сил трения, а для нормальных скоростей— моменты от нормальных сна и просуммировать, но указанный способ дает только приближенное решение и вместе с тем он весьма громоздок, а потому ограничимся здесь лишь рекомендацией соотношений между Г алвщадью Р плоскости руля и площадью Р, погруженной части диаметрйльной плоскости: — = 0,026 — 0,036. 1 2. Определение наивыгоднейшего угла поворота руля французский инженер >Коссель дает следующук) формулу для подсчета силы (,> в функции о и Р плащ ди руля для кораблей: АГа5 51п 3 02+ 03 Ып3 ' где Р— площадь руля в мз, о — скорость в м'сея, р — угол поворота руля от продольной оси симметрии танка, 75 в коэфициент; при скорости — 20 узлов7час Ь = 20; в какой степени применима данная формула для танков, сказать трудно. Предположительно можно рекомендовать для танков Ь = 100.
Из чертежа фиг. 173 видно, что плечо а момента М, поворачивающего танк: Ь а= — — совр-)ч Ь, 2 где Ь вЂ” перпендикуляр из ц. т. танка на направление силы. >Кассель рекомендует для определении Ь формулу: Ь = (0,2+ 03 5!и 3) ° Ы, где Ы вЂ” ширина пера руля и — — расстояние от ц. т. танка до оси руля. 2 Подставив значения (,1 и а в выражение для М и отбросив член, содержащий множитель Ь, ввиду его незначительности, получим: Ара551п й Е 5 М= — СО5, 0,2+О,ЗМв3 2 Как видно, М вЂ” функция выражения 51п г 505 3 0,2 + О,З 5!и 3 построив график, где по оси ординат отложены а, а по оси абсцисс угльг р увидим, что максимальное значение для М соответствует углу а поворота руля р =- 36 .
Следовательно, полный угол поворота руля 23 = 72'. Приводимая формула >Косселя для танков требует поверки, а потому ее придется рассматривать как сугубо ориентировочную. Необходимо обратить внимание на влияние форм пластинки на величину сопротивления, при сохранении площади и одинаковых углов поворота. 423 В качестве иллюстрации на фйг.
174 приводим диаграмму опытов Стаменова над прямоугольной пластинкой размером 7,6;к,2,5 см, где кривая А относится к рулю, поставленному короткий ребром перпендикулярно направлению движения, а кривая  — длинным ребром. 3. Влияние винта на управляемость танка Из только-что приведенной формулы >Косселя видно, что момент> поворачивающий танк, зависит ог давления (>, а последнее при заданном угле поворота руля — от скорости потока воды.
Но поток воды, который ударяется аб отклоненный руль, зависит или определяется не толька скоростью танка, но и работой винта, поскольку винт отбрасывает гй>ток назад с некоторой скоростью. Из скззанного необходимо сделатв два вывода: аб ц. т. танка;,моменты этих пар уравновешены моментом сопротивления 'от гидродинамических сил.
Равложив силу Ою приложенную к ц. т. ма- 1 я шины, на две слагдющие: параллельную и перпендикулярнуюдиаметральф ной плоскости, получим силу С)п тормозящую движение (поступательное), и силу (>я, заставляющую перемещаться танк перпендикулярно днайетральной плоскости с некоторой скоростью Ф,; такиМ Образом мы Я 1 подучили тело, находящееся в двух движениягц поступательном со ско)>оетями и и а, и вращательном. Если бы все эти скорости были постоянными, то танк описал бы замкнутую кривую — окружность; иахо„,йдсь на касательной к окружности под углом Т, определяемым соотно;шением — '=157, но, как уже было сказано, движение танка будет лГОРмознтьса второй слага~о|цЕй О,; следовательно, скорость э будет не;.йеменной, и радиус окружности будет также переменным — он будет ;уменьшаться до тех пор, пока а не будет постоянной.
Незамкнутая.кривая, которую описывает плавающий танк при повороте, называется Нип,иуляиией. Наименьший диаметр циркуляции для малых танков равен 'чб — 6 м. 5. Английский руль аз Фиг. 176. Схема сил, действующих нз казусный руль при повороте. () 4. Траектория танка при повороте 6. Общие замечания 475 аа д лт' л~ .ч' 4с 5Р" ы ю' ас ы Фиг. 174. Опыты Стантоиа Фиг. 175. Траектория, опясываемая танком на воде пря повороте.
а) при малой скорости потока воды, ударяющегося а руль, танк может не повернуться ввиду незначительности созданного поворотного момента; б) при незначительной скорости самого танка последний все же может начать поворачиваться ввиду значительной скорости потока воды, созданного винтом. Посмотрим, как влияет работающий винт на отклонение руля. Во время вращения винта нисходящая лопасть нагружена больше, чем восходящая, что объясняется наличием вертикальных струй воды, вытекающих из-под днища танка, и создается момент, поворачивающий корму в сторону нисхо)гящей ветви. Если при движении танка на плаву со скоростью Ф отклонить руль на некоторый угол ~3 и проследить траекторию, описываемую танком, то увидим, что это, во-первых, будет не замкнутая кривая (фиг.
175), а, во-вторых, корпус танка располагается не на касательной к кривой, а под некоторым углом к касательной. Для того чтобы понять, почему происходит указанное явление, обратимся к схеме сил, действующих на танк при повороте (см. фиг. 173). На танк действуют силы Я,Р,К и С (центробежная сила); причем силы (~ н К создают пары относйтельна 424 Основное положительное качество английского руля (фиг, 1 72) за Клю чается в том, что он служит надежным прикрытием для винта. Прн движении по прямой руль пает , сопротивление, которое образуется от раз- насти плошадей окружностей двух радиусов г, и гз.
Если руль повернут на угол р, меньший угла и конуса руля (фиг. 176), то часть руля будет создавать силу, способствую- щую повороту танка, и часть руля — противодействующую. ~-и Если руль повернут на угол, рваный углу конуса, то создается сила, способ- ствуюшая повороту только половиной поверхности руля. И наконец, если руль повернут на угол, больший угла конуса, обе части поверхности конуса создают силы (конечно, неравные), спосабствую- шие повороту танка.
Заметим, что во всех трех случаях дтруя воды способствует повороту руля. При повороте плавающий танк под влиянием силы 9м ввиду несовпадения по высоте линий действия ее и силы сопротивления, получает крен в наружную сторону поворота; крен иногда, достигает такой величины, что поплавок целиком погружается; учитывая мелководье большинства водных преград и возможность удара о препятствия, поворот танка на больших скоррстях недопустим.
7. Горизонтальный руль Описанные выше рули предназначаются исключительно для поворота. Неменьшую роль должен играть длн плавающих танков горизонтальный руль (фиг. 177), назначение которого стабилизировать машину в нужном положении на плаву, при котором наиболее благоприятны условия плавания. Горизонтальные рули применшотся на подводных лодках для погружения и выхода на поверхность. Поскольку для плавающего танка необходимо поднятие кормы или носа, было бы полезно установить горизонтальные рули на носу и в корме (фиг. 178) с тем, чтобы толкающая сила воды была направлена в обоих случаях вверх, уменьшая тем самым осадку.
Указанные рули могут быть компактно размещены под поплавками. При 1здинзрпом горизонтальном руле вертикальный располагается в его вырезе в виде Фнг. 177. Схема плававшего танка с горизонтальными рулями. Фиг. 178. Схема плаза|онгего танка с горизонтальными рулями, буквы Ч с углом ) 72', так как горизонтальный руль целесообразно поворачивать только на угол," .
36'. Одновременное такое объединение рулей используется для укрытия винта. Все другие способы предохранения плавающего танка от заливания водой верхней плоскости корпуса, где расположены люки и смотровые щели, недостаточно надежны. Глава Н1 СПЕЦИАЛЬНЪ|Е ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПЛАВАЮЩИХ ТАНКОВ ! 1. Пбплавки Для создания запаса пловучести, а иногда непосредственно для по- лучения его без того, чтобы не были погружены в волу смотровые, вен- тиляционные и другие отверстия, для выправления дифереита или, на- оборот, для придания последнего прибегают к устройству поплавков (фиг. 179). Поплавки располагаются по бортам танка над. гусеницами; чтобы избежать большого увеличения сопротивления, последним придают по возможности обтекаемую форму.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
