книги из ГПНТБ / Никитин А.О. Теория танка учебник

Утверждено начальником танковых войск

в качестве учебника для слушателей академии.

Данный учебник написан по программе курса «Теория танка», читаемого в Военной ордена Ленина академии^бронетаиковых войск.

В учебнике рассматриваются внутренние ’ затраты мощности в агрегатах и механизмах танка и внешние сопротивления при его дви­ жении. Излагаются закономерности движения танка в различных условиях, тяговые расчеты прямолинейного движения и поворота, собственные и вынужденные колебания подрессоренного корпуса, преодоление танками разных препятствий, в том числе и водных пре­ град. Обосновываются оценочные параметры, характеризующие ка­ чества быстроходной гусеничной машины боевого предназначения.

Часть I и глава 3-я части IV написаны профессором генералмайором ИТС Л. В. Сергеевым, части II, III и главы 1-я и 2-я части IV — профессором инженер-полковником А. О. Никитиным.

Рецензенты: кафедра № 13 академии; кандидат технических наук доцент генерал-майор ИТС запаса П. И. Иванов.

Редактор кандидат технических наук доцент инженер-полковник в отставке А. Н. Малиновский.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настойчивые предложения Советского Союза осуществить все­ общее и полное разоружение под строгим международным контро­ лем упорно отклоняются империалистическими государствами, продолжающими интенсивно наращивать свои вооруженные силы.

периалистическим агрессорам.

В случае возникновения войны боевые действия сухопутных войск будут носить стремительный и маневренный характер. Ре­ шающая роль в обеспечении динамичных боевых действий будет принадлежать танковым войскам, оснащенным разнообразной бро­ нетанковой техникой.

Основной составной частью бронетанковой техники являются танки — боевые гусеничные машины высокой проходимости, обла­ дающие мощным вооружением, сильной броневой защитой и высо­ кой подвижностью.

Решения XXII съезда КПСС о необходимости «...держать на должной высоте, всемерно укреплять обороноспособность нашей Родины. — оплота мира во всем мире...» обязывают непрерывно со­ вершенствовать конструкции танков в направлении дальнейшего развития их основных боевых свойств и, в частности, по обеспече­ нию высокоманевренных и стремительных действий танковых войск в различных условиях. Важная роль в разработке быстроходной гу­ сеничной машины высокой проходимости принадлежит теории танка.

Теория танка как самостоятельная техническая дисциплина развивалась одновременно с отечественным танкостроением и об­ общает опыт теоретических и экспериментальных исследований, проводившихся при создании различных образцов бронетанковой техники и в процессе ее эксплуатации.

Предметом теории танка является изучение законов движения боевых гусеничных машин в различных условиях, выявление общих закономерностей, позволяющих определять, рассчитывать и оцени-

3

рать тяговые и динамические качества танков п других быстроход­ ных гусеничных машин. В теории танка исследуются также зави­ симости указанных качеств от характеристик и параметров двига­ теля, трансмиссии, подвески и гусеничного движителя, изучаются колебания подрессоренного корпуса. Кроме того, рассматриваются вопросы устойчивости и проходимости танков, преодоления ими различных препятствий, в том числе и водных преград.

Основной метод при изучении различные видов движения тайка состоит в создании расчетных схем, на основании которьих состав­ ляются уравнения движения. Расчетная схема создается с опреде­ ленными допущениями. Чем точнее расчетная схема отражает дей­ ствительный процесс движения машины, полнее учитывает силы, действующие на танк, тем более достоверной будет и оценка ка­ честв танка. Решение этих уравнений позволяет получить необходи­ мые закономерности и выявить основные оценочные параметры. Не­ которые силы, входящие в уравнения движения, например, силы взаимодействия гусеничного движителя с грунтом, силы взаимо­ действия танка с водой при движении на плаву и др., наиболее до­ стоверно можно определить лишь в результате испытаний.

Полученные, как правило, путем натурных испытаний значения этих сил (или соответствующих им коэффициентов) учитывают конструктивные особенности испытуемых машин н, следовательно-, могут быть распространены только па машиньи определенного типа.

Критерием правильности допущений и условий, принимаемьих при построении расчетных схем и при составлении уравнений дви­ жения, является экспериментальное их подтверждение. В равной мере это относится и к выбору оценочных параметров, получаемых в результате теоретической обработки и анализа опытных данных.

Знание общих закономерностей движения танка позволит офи- церам-танкистам более успешно использовать возможности боевой техники, в частности — повышать скорости движения.

Знание указанных закономерностей и зависимостей необходимо также для обоснованного выбора основных конструктивных реше­ ний и для получения исходных данных при выполнении расчетов на прочность механизмов танка при проектировании.

Данная книга предназначается в качестве учебника по курсу «Теория танка», читаемому в Военной академии бронетанковых войск, и содержит изложение основных вопросов этой дисциплины.

Учебник также может быть использован офицерами техниче­ ской службы танковых войск и инженерами-танкостроителями для углубления знаний по вопросам теории танка.

Критические замечания и пожелания по совершенствованию учебника будут с благодарностью приняты академией.

Доктор военных наук профессор Главный маршал бронетанковых войск

П. РОТМИСТРОВ

Ч А С Т Ь I

ДИНАМИКА И ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ТАНКА

Энергия, развиваемая танковым двигателем, расходуется на преодоление как внутренних сопротивлений в агрегатах и механиз­ мах самого танка, так и внешних сопротивлений при его движении па местности.

Чем меньше указанные сопротивления, тем, при прочих равных условиях, выше будет скорость движения и больше запас хода — один из важнейших показателей боевых качеств танка.

Потери мощности на преодоление внутренних сопротивлений в механизмах танка зависят от их конструкции и оцениваются, как правило, значениями к. п. д. Таким образом, значения к. п. д. яв­ ляются параметрами, характеризующими совершенство моторной установки, трансмиссии и ходовой части в отношении расхода в них мощности.

Внешние сопротивления движению, т. е. сопротивления, которые проявляются при взаимодействии танка с внешней средой, опреде­ ляются главным образом качеством грунта и углом наклона пло­ скости движения машины к горизонту. Кроме того, внешние сопро­ тивления зависят и от конструктивных параметров ходовой части, например от конструкции траков гусеничной цепи, диаметра и чис­ ла опорных катков и т. п.

При эксплуатации танка часто приходится изменять в больших • пределах скорость его движения. Это должно обеспечиваться соот­ ветствующими характеристиками и свойствами двигателя, транс­ миссии и ходовой части таким образом, чтобы, независимо от вели­ чины! внешних сопротивлений, путем максимального использования мощности двигателя получить высокие динамические и тяговые ка­ чества танка, обобщающим показателем которых является средняя скорость.

Таким образом, задачи первой части курса теории танка «Ди­ намика и тяговый расчет прямолинейного движения танка» состоят:

5

Г л а в а 1

ТЯГОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ

§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В танках до настоящего времени применяются исключительно поршневые двигатели внутреннего сгорания: дизели, работающие на тяжелом топливе с самовоспламенением его от сжатия воздуха, и бензиновые двигатели с воспламенением горючей смеси от элек­ трической искры* (карбюраторные и с непосредственным впры­ ском топлива).

Применительно к танку каждый из этих двух типов двигателей имеет по сравнению с другим свои преимущества и недостатки, из­ вестные из специальных курсов. Напомним, что на отечественных средних и тяжелых танках, составляющих основу танковых войск, во время минувшей войны устанавливались дизели. На немецких и американских машинах в основном устанавливались бензиновые карбюраторные двигатели, а на английских танках—-как дизели, так и бензиновые двигатели.

Двигатель внутреннего сгорания как источник энергии характе­ ризуется эффективной мощностью и крутящим моментом при со­ ответствующих числах оборотов коленчатого вала в минуту и оп­ ределенной подаче топлива.

Зависимость мощности и крутящего момента двигателя, а так­ же часового и удельного расходов топлива от числа оборотов назы­ вается его скоростной характеристикой.

Скоростные характеристики разделяют на внешние (предель­ ные) и частичные. Первые получаются при максимальной подаче топлива, т. е. при положении рейки топливного насоса «до упора» или при полном открытии дроссельной заслонки карбюратора; вто­ рые— при неполной подаче топлива, т. е. при промежуточных по­ ложениях органа регулирования двигателем.

Скоростные характеристики двигателя снимаются на тормозных пендах. При этом замеряются крутящий момент и число оборотов'

7

в минуту коленчатого вала двигателя (в дальнейшем для краткости часто будем называть просто — обороты двигателя) на различных режимах работы, после чего эффективная мощность двигателя под­ считывается по известной зависимости

На рис. 1 приведены внешние характеристики бензинового кар­ бюраторного двигателя, а на .рис. 2 — дизеля.

Как видно из рис. 1, мощность карбюраторного двигателя, до­ стигнув максимума при оборотах n N, снижается, что вызывается

значительным уменьшением среднего эффективного давления ре. Снижение ,ое связано с ухудшением наполнения цилиндров дви­

гателя и возрастанием механических потерь при увеличении ско­ рости вращения коленчатого вала.

Для того чтобы при отсутствии нагрузки или при незначитель­ ной внешней нагрузке обороты двигателя не превысили расчетных и не стали бы опасными по соображениям прочности двигателя, применяют ограничители оборотов, или регуляторы, уменьшающие в этих случаях подачу топлива (или горючей смеси) и вступающие в действие при оборотах лрег (см. рис. 1 и 2). При этом эффектив­ ная мощность двигателя резко снижается и при оборотах лШах становится равной нулю.

8

На рис. 1 пунктиром показано протекание внешних характери­ стик карбюраторного двигателя без ограничителя оборотов, когда при отсутствии внешней нагрузки двигатель «идет вразнос» и эф­ фективная мощность при оборотах «рази становится равной нулю.

У дизелей (см. рис. 2) кривая N e = f ( n ) в диапазоне рабочих оборотов двигателя не достигает возможного максимума, а ма­ ксимальное значение эффективной мощности ЛГепт определяется

включением регулятора, т. е. для этих двигателей nN = лрег.

тящем моменте (обороты пм).

Минимальные обороты двигателя, на которых он еще может устойчиво работать при полной подаче топлива или полном откры­ тии дроссельной заслонки, обозначены через лШш-

Поскольку при исследовании динамики и тяговых качеств тан­ ка широко пользуются внешней характеристикой двигателя, оста­ новимся на некоторых важных ее точках и введем их обозначения:

7Veтах — максимальное значение эффективной мощности;

9