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

4. П оворот танка на косогоре

Рассмотренные выше четыре случая являются частнымислу­ чаями поворота танка на косогоре. Значения сил Р2 м Р i при про­ межуточных положениях танка между рассмотренными имеют со­ ответственно промежуточные значения.

Рассмотрим одно из промежуточных положений, которое зани­ мает танк между поворотом на подъеме и поворотом с боковым креном под гору (см. рис. 85).

В соответствии с изложенным выше примем следующую схему расчета. Эпюру поперечных реакций грунта на опорные поверхно­ сти гусениц примем прямоугольной, т. е. не будем учитывать влия­ ния продольной составляющей X = О cos a cos ф на перераспреде­ ление нормальной нагрузки на гусеницы! и соответствующее изме­ нение эпюры поперечных сил.

230

ные данные получены путем замера моментов на ведущих колесах при помощи динамометрических звездочек. Как видно из графика, принятая за основу расчетная схема взаимодействия гусениц с грунтом позволяет достаточно точно определить силы Р2 и Р\. Зна­ чения сил Р2 и Р1, подсчитанные по принятой расчетной схеме, близ­ ко совпадают с экспериментальными данными, несмотря иа извест­ ную условность расчетной схемы взаимодействия гусениц с грун­ том при повороте танка.

Для обеспечения равномерного поворота на косогоре необходи­ мо непрерывно изменять силы Р2 и Pi, что при повороте с пробук­ совкой фрикционных элементов механизма поворота затрудняет управление машиной.

5. Влияние центробежной силы на поворот танка

Рассмотрим частный случай поворота с учетом действия центро­ бежной силы, а именно: поворот на горизонтальной площадке с по­ стоянными радиусом и скоростью поворота. При этом допускаем, что продольная составляющая центробежной силы не вызывает из­ менения эпюры нормальных давлений по длине танка п, следова­ тельно, не выбывает изменения момента сопротивления повороту. Последний изменяется только в результате действия поперечной со­ ставляющей центробежной силы.

g

Поперечная составляющая центробежной силы

Y — С cos ®— С

С

Подставляя значение С, получим

но

со

2

232

Тогда

( 8 5 )

«- z

где v c —'Скорость точки, лежащей на пересечении продольной

оси с нормалью, опущенной на эту ось из центра по­ ворота.

Продольная составляющая центробежной силы X равна

* ~ Z

to

Поперечная составляющая центробежной силы вызовет пере­ распределение нагрузки на гусеницы и, следовательно, изменение сил / ? 2 и Ri.

233

Момент сопротивления повороту при наличии продольных сме­ щений полюсов поворота будет равен

Сила Ро определится из уравнения моментов всех сил относи­ тельно полюса поворота Оь а сила Р i — из уравнения моментов от­ носительно полюса поворота 0 2.

С увеличением скорости танка при неизменном радиусе поворо­ та сила Ро, с одной стороны, уменьшается (несмотря на увеличе­ ние /И с) в результате действия поперечной составляющей центро­ бежной силы, создающей поворачивающий момент, и, с другой сто­ роны, она увеличивается вследствие увеличения продольной со­ ставляющей центробежной силы X и силы Як В итоге при реальных соотношениях R и v сила Р2 уменьшается.

Сила Р 1 уменьшается с увеличением скорости в результате дей­ ствия поперечной составляющей центробежной силы Y и продоль­ ной составляющей центробежной силы X, несмотря на увеличение Мс и уменьшение Р\.

З а н о с т а н к а п о д д е й с т в и е м ц е н т р о б е ж н о й с и ­

лы. Занос танка начнется при у = когда Y. — u. G, т. е. по­

перечная составляющая центробежной силы будет уравновешивать­ ся поперечными реакциями грунта, действующими с одной стороны на всей длине опорной поверхности гусениц.

С другой стороны

У = G

Отсюда критическая скорость, при которой начнется занос, бу­ дет равна

Значение ц, вне зависимости от того, с каким радиусом повора­ чивается танк, берем равным р.тах> так как при заносе вследствие

234

большого бокового перемещения гусеницы касательные реакции на:! нее со стороны грунта достигнут максимального значения.

На оис. 97 представлен график зависимости критических скоро­ стей от радиуса поворота при различных значениях щ Из рисункавидно, что опасность заноса танка накладывает значительные огра­ ничения на скорости движений, особенно на скользких грунтах.

& #

Из анализа влияния продольных и поперечных сил на равномер­ ный поворот танка видно, что наиболее тяжелыми условиями в от­ ношении потребных для поворота сил Ро и /ф являются условия.' поворота на горизонтальном участке местности и на подъеме. При: повороте на подъеме требуется наибольшее значение силы тяги на; забегающей гусенице и наименьшее—-на отстающей. Условия дви­ жения на горизонтальном участке и на подъемах следует прини­ мать как исходные для тягового расчета поворота. Машина, рас­ считанная на равномерный поворот в этих условиях, в более лег­ ких условиях будет поворачиваться с большими скоростями.

При повороте танка на местности вследствие изменения наклона' плоскости движения, качества грунта и скорости движения непре­ рывно меняются и потребные для поворота силы Р2 и Р ь что при­ водит практически к неравномерному повороту: при механизмах сг одной степенью свободы — к изменению скорости поворота, при ме­ ханизмах с двумя степенями свободы (при пробуксовке.'фрикцион-

235;

:ны1.\ элементов)— к неравномерному повороту с переменным ра-

.днусом поворота.

§ 2. НЕРАВНОМЕРНЫЙ ПОВОРОТ ТАНКА

Равномерный поворот является частным случаем поворота. В ‘•большинстве случаев поворот происходит неравномерно, при этом изменяется как скорость поступательного движения танка, так и ра­ диус поворота. Процесс входа танка в равномерный поворот так же, как и процесс выхода его из поворота, является частным слу­ чаем неравномерного поворота.

Характер неравномерного поворота зависит от многих факторов: внешних сил сопротивления движению, сил тяг на гусеницах, веса танка и момента инерции танка относительно вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести. В свою очередь силы тяги,

.реализуемые на гусеницах, зависят от мощности двигателя, внут­ ренних сопротивлений в трансмиссии и гусеничном движителе, мо­ ментов инерции вращающихся масс трансмиссии п гусеничного дви­ жителя, динамических и кинематических параметров механизма по­ ворота, а также от приемов управления фрикционными элементами механизма поворота и др.

Рассмотрим случай неравномерного поворота танка па горизон­ тальном участке местности. Схема сил и моментов, действующих на

R - S -

2

щнерции танка относительно оси 2 , проходящей через центр тяже­

сти танка , /гю.

Поперечные касательные реакции грунта на опорные поверхно­ сти гусениц создают момент сопротивления повороту (величину ко­ торого относительно вертикальной оси, проходящей через центр тя­ жести, обозначим через М'с ) и результирующую поперечную силе

где тх — проекция силы инерции на ось х; ту — проекция силы инерции на ось у.

с236

Рис. 98

237‘

Кроме того, уравнения дифференциальных связей будут:

х — составляющая скорости v c по оси х\ у — составляющая скорости v c по оси у.

Кроме уравнений движения танка и уравнений связей, необхо­ димо составить уравнение кинетической энергии танка, а также оп­ ределить R2, R 1 и М'е с учетом влияния центробежной силы. При составлении уравнения кинетической энергии танка надо знать ■мощность двигателя, развиваемую в данный момент, его обороты, :моменты инерции вращающихся деталей двигателя, трансмиссии и гусеничного движителя, потери на трение в трансмиссии и движите- -ле, передаточные числа трансмиссии, характеристику механизма по­ ворота и приемы управления двигателем и механизмом поворота.

.Решение задачи по определению траектории движения танка пред­ ставляет значительные трудности и может быть выполнено только в том случае, если мы располагаем всеми данными по характери­ стике танка и приемам управления им.

В большинстве случаев нас интересует не сама траектория дви­ жения танка,а изменение скорости vCx и радиуса поворота. По­

следние возможно определить, воспользовавшись уравнениями дви­

( * - - ? ) t g t = z '

C238

Так как

v 2 cos2 'J>- V -

С * С

и, кроме того,

v ccos 6 == v c ,

то

239