ОСНОВЫ ДВИЖЕНИЯ ТАНКА

На неподвижный танк действует только одна сила — его собствен­ный вес. Эта сила приложена в центре тяжести танка и на горизон­тальном участке направлена перпендикулярно к грунту. Прижимая гусеницы к земле, она обеспечивает их прочное сцепление с грунтом. На танк же, движущийся прямолинейно по горизонтальной поверх­ности, воздействуют и другие силы (рис. 153).

 

В самом деле, чтобы танк тронулся с места, а затем двигался вперед, к нему надо приложить толкающее усилие. Это усилие создается дви­гателем и передается через агрегаты силовой передачи ведущим коле­сам в виде крутящего момента. Ведущие колеса под действием этого момента поворачиваются и натягивают задние наклонные ветви гусе­ниц, как бы пытаясь выдернуть гусеницы из-под опорных катков. Но гусеницы силой веса танка прижаты к грунту и удерживаются силами сцепления и трения. Поэтому танку легче податься вперед по гусеницам, расположенным перед опорными катками, чем выдернуть их из-под опорных катков. Подби­рая освобождающиеся траки и пере­матывая гусеницы, ведущие колеса начинают вращаться. Таким обра­зом, для движения танка необходи­ма еще и сила, удерживающая ниж­ние ветви гусениц на грунте. Эта сила называется силой тяги.

Сила тяги, расположенная в плоскости соприкосновения гусениц с грунтом и направленная в сто­рону движения танка, на корпус танка непосредственно не воздействует, а лишь удерживает гусеницы на грунте.

При трогании танка с места или его движении ею обусловливается появление силы, толкающей корпус и приложенной к осям ведущих колес. Обе эти силы равны и направлены в сторону движения танка.

Если созданы условия для появления силы тяги, то имеются и усло­вия для возникновения толкающей силы. Допустим, что грунт не удерживает нижние ветви гусениц в неподвижном состоянии. В этом случае толкающую силу создать невозможно и танк не движется, хотя его гусеницы будут перематываться (буксовать). Максимальное значение силы сцепления гусениц с грунтом называют силой тяги по сцеплению Р_сц. Чем лучше сцепление с грунтом, тем большую силу тяги может получить танк и тем более сложные препятствия он может преодолеть.

Во. время движения танка величину силы тяги изменяет механик-водитель, включая соответствующую передачу, благодаря чему изме­няется передаточное число силовой передачи.

У двигателя В-54 максимальной величины крутящий момент дос­тигает при 1100—1200 об/мин. Следовательно, при этих оборотах полу­чается и максимальная сила тяги.

Сила, с которой грунт оказывает сопротивление движению танка, называется силой сопротивления качениюR. Она направлена в сторону, противоположную движению танка, но, как и сила тяги зависит от свойств грунта, конструкции траков гусениц и веса танка.

Чем мягче грунт, тем глубже погружаются в него гусеницы и тем больше сила сопротивления качению. Наибольшей величина этой силы будет при движении танка по болотам, глубокому снегу и песчаным грунтам. Твердый грунт деформируется меньше, чем мягкий и сопро­тивление качению на нем меньше.

 

 

Если гусеницы широкие, то удельное давление танка на грунт оказывается небольшим. В этом случае и сила сопротивления качению небольшая, так как гусеницы в грунт погружаются незначительно.

Однако гусеницы с траками сложной формы и высокими грунтозацепами сильно разрушают и вы­давливают грунт, что увеличивает силу сопротивления качению. Эта сила уменьшается, если грунтозацепы, благодаря своей формы, мень­ше вспахивают грунт при входе в зацепление и выходе из него.

Величина силы сопротивления качению танка любого веса рас­считывается с помощью коэффи­циента сопротивления качению, ко­торый представляет собой отноше­ние силы сопротивления к весу машины и определяются опытным путем. Например, на асфальте этот коэффициент равен примерно 0,04, на сухой грунтовой дороге 0,06, налугу 0,08, на грязной дороге 0,15, а на болоте 0,22. Для танка весом 30 т сила сопротивления качению может составлять от 1200 до 6600 кг; то есть изменяться более чем в пять раз. Следовательно, при увеличе­нии сопротивления качению необходимо увеличить тяговое усилие — переходить с высоких передач на низкие, а при уменьшении быстровключать высокие передачи и тем самым повышать скорость движения танка.

Сила тяги при равномерном движении танка по ровной местности равна силе сопротивления качению. Если сила тяги больше, то про­исходит разгон, ускорение движения танка. При трогании танка с места сила тяги также больше силы сопротивления качению. Это необхо­димо для преодоления инерции, для разгона. Вообще силы инерциивозникают при всяком изменении скорости и направления движения танка.

При движении танка на подъем (рис. 154) к силе сопротивления качению добавляется сила сопротивления подъему, которая является составляющей силы веса. Эта составляющая приложена к центру тяжести танка, направлена вдоль подъема, против движения танка и препятствует его движению. Величина ее тем больше, чем круче преодолеваемый подъем. Например, при углах подъема 5°, 10°, 30°, 45° величина силы сопротивления подъему в долях от веса танка равна соответственно 0,08, 0,15, 0,50, 0,70.

Вторая составляющая силы веса танка при движении его на подъ­ем — сцепной вес танка. Она приложена к центру тяжести танка, направлена к грунту под прямым утлом и прижимает танк. Величина сцепного веса уменьшается с увеличением угла подъема. С уменьше­нием сцепного веса уменьшается и сцепление гусениц с грунтом, что надо учитывать при вождении танков на подъемах и спусках.

 

 

При движении на подъем общее сопротивление движению пред­ставляет собой сумму двух сил: силы сопротивления качению и си­лу сопротивления подъему. Сумма этих сил называется силон сопро­тивления движению танка. С уве­личением крутизны подъема, не­смотря на некоторое уменьшение силы сопротивления качению за счет уменьшения сцепного веса, сопротивление движению возрас­тает вследствие быстрого возраста­ния силы сопротивления подъему. Например, на подъеме крутизной 10° сопротивление движению танка увеличивается почти в три раза по сравнению с сопротивлением, возникающим на горизонтальном участке движения.

При движении танка на спуске (рис. 155) на танк действует только сила сопротивления качению. Более того, возникнет так называемая тянущая сила, приложенная к центру тяжести машины и действую­щая в том же направлении, что и сила тяги. С увеличением крутизны спуска и веса танка эта сила возрастает. При крутизне спуска 6—7° она достигает такой величины, что способна на твердых грунтах пре­одолеть силу сопротивления качению и двигать танк, даже если к нему не приложена сила тяги.

Итак, нормальное движение танка — без значительной пробу­ксовки гусениц и перегрузки двигателя — возможно при условии, когда сила сопротивления движению меньше или равна силе тяги по дви­гателю, а сила тяги по сцеплению больше силы тяги по дви­гателю.

Если сила тяги больше силы сопротивления движению, то дви­жение будет ускоренное, а если меньше, то замедленное, и механик-водитель обязан перейти на низшую передачу (увеличить силу тяги), чтобы двигатель не перегружался или не заглох. Если сила тяги по сцеплению меньше силы сопротивления движению и меньше силы тяги по двигателю, то наступает буксование гусениц.

Из механики известно, что всякое тело стремится сохранить состоя­ние покоя или равномерного и прямолинейного движения. Это свой­ство тела называется инерцией. Она проявляется в том, что тело ока­зывает сопротивление внешним силам, стремящимся привести его в движение или изменить скорость или направление движения. Чем резче изменяется скорость тела, тем большая сила расходуется на преодоление инерции. Чем больше масса тела, тем больше инерция.

Танк обладает инерцией подобно всем телам. Проявляется она при всяком изменении скорости его движения, особенно при трогании с места и торможении. Так, при трогании с места необходимо преодо­леть не только силу сопротивления движению, но и инерцию танка. Поэтому трогаться с места следует на низших передачах (второй или первой), на которых сила тяги достаточно велика.

Во время разгона танка двигатель создает запас кинетической энергии, величина которой зависит от веса и скорости машины. Танк, движущийся по инерции, останавливается под действием силы сопро­тивления движению, когда израсходована его кинетическая энергия. Путь, который он проходит по инерции, довольно большой. Так, прискорости движения 30 км/час танк на ровном участке с твердым покры­тием проходит по инерции 30—40 м. Сокращение этого пути и возмож­ность быстро остановить танк обеспечиваются благодаря тормозным устройствам и различным способам искусственного торможения.

Хорошая поворотливость — с большой скоростью и малым радиусом поворота — необходимое качество современного танка. От пово­ротливости зависит подвижность, в какой-то мере проходимость и даже неуязвимость танка от огня противника.

Поворот гусеничной машины осуществляется путем замедления скорости перемотки или торможения одной из гусениц. Если скорости перематывания гусениц равны, то танк движется прямолинейно. Как только одна из них начинает перематываться с меньшей скоростью, танк поворачивается в сторону этой гусеницы. Гусеница, имеющаябольшую скорость, называется забегающей, а гусеница, имеющая меньшую скорость,— отстающей.

Крутизна, поворота определяется радиусом поворота, то есть окруж­ности, которую описывает забегающая гусеница. Радиус поворота тем меньше, чем больше разность скоростей забегающей и отстающей гусениц.

Если отстающую гусеницу отключить от силовой передачи и не тормозить, то под ней какое-то время еще действуют сила сопротив­ления движению и внутреннее сопротивление перематыванию. Она двигается с меньшей скоростью, чем забегающая, и танк поворачи­вается со свободным радиусом поворота, величина которого неопределенна и зависит от качества грунта и конструкции гусеничного движителя.

Если необходимо повернуть танк с радиусом поворота, меньше свободного, то отстающую гусеницу надо притормозить — создать на ней тормозную силу, направленную против движения. При пол­ностью заторможенной отстающей гусенице радиус поворота равен ширине колеи.

При наблюдении за поворотом танка легко заметить, как гусе­ницы, перемещаясь, срезают, наволакивают и уплотняют грунт. Танк в этом случае преодолевает не только сопротивление качению, но и со­противление, возникающее в результате нагребания и срезания грунта гусеницами — силу сопротивления повороту. Величина ее, как и силы сопротивления качению, зависит от веса танка, свойств грунта и кон­струкции гусениц. Она зависит также и от радиуса поворота. При плав­ном повороте (с большим радиусом) сопротивление повороту меньше, чем при крутом. Это объясняется тем, что при плавном повороте гусе­ницы, продвигаясь вперед, не успевают сильно разрушить грунт. Прикрутом же повороте продвижение гусениц вперед оказывается малым, а разрушение грунта большим. Кроме того, нагребаемая гусеницами земля оказывается перед гусеницами и препятствует повороту. При плавном повороте нагребаемый грунт остается за гусеницами.

Поворотливость танка зависит от конструкции траков гусениц — высоты и расположения грунтозацепов, наличия закруглений на кон­цах траков, а также от величины среднего удельного давления. Чем больше удельное давление, тем глубже гусеницы погружаются в грунт и тем больше сопротивление повороту. Силы сопротивления повороту на передних траках направлены в сторону, противоположную направ­лению поворота, а на задних — в сторону поворота танка, то есть создается пара сил. Момент этой пары называется моментом сопро­тивления повороту.

Чтобы осуществить поворот танка, необходимо создать на его гусе­ницах такую пару сил, которая преодолела бы сопротивления, ока­зываемые танку грунтом. Такой парой сил будут сила тяги на забегаю­щей гусенице и тормозная сила на отстающей гусенице. Момент этой пары носит название поворачивающего момента и должен быть не меньше момента сопротивления повороту. Чем больше сила тяги на забегающей гусенице и тормозная сила на отстающей, тем больше пово­рачивающий момент. Например, для крутого поворота надо с помощью механизма поворота притормозить отстающую гусеницу, создав тем самым тормозную силу, направленную назад, и соответственно увели­чить силу тяги на забегающей гусенице. Однако мощности двигателя может не хватить для такого поворота. Поэтому поворачивать танк на большие углы с малым радиусом следует на низших передачах и по возможности на ровных участках пути с твердым грунтом. Поворот танка с большим радиусом, когда расход мощности двигателя невелик (особенно у танков с планетарным механизмом поворота и бортовыми коробками передач), следует совершать, не переходя на низшую передачу. Это позволит сохранить высокую среднюю скорость движения без перегрузки двигателя.