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

тизаторах, обеспечивающих а = 0,666 (см. рис. 204), с увеличени­

е м -с = —£— приближается к значению, равному я, т. е. отстава-

ние перемещения от возмущающего момента будет приближаться к отставанию, которое наблюдается при отсутствии амортизаторов. Однако в этом случае произойдет увеличение сдвига результирую­

щего возмущающего момента относительно момента М в . Это в

конечном счете является решающим фактором, уменьшающим ве­ роятность удара катков в ограничители хода.

Следовательно, амортизаторы, помимо того что в наиболее труд­ ных условиях движения, т. е. в условиях резонанса и в условиях, близких к нему, уменьшают амплитуду колебания и тем самым уменьшают вероятность ударов катков в ограничители хода, они еще сдвигают по фазе угловые колебания корпуса, уменьшая веро­ ятность удара катков в ограничители хода.

Учитывая установленный характер углового перемещения кор­ пуса танка в процессе его движения но неровности, для уменьше­ ния амплитуды вынужденных колебаний целесообразно использо­ вать как источник гашения колебаний двигатель, особенно при слабых амортизаторах.

Когда танк съезжает во впадину неровности, следует увеличи­ вать подачу горючего в двигатель, чтобы, создавая в результате увеличивающейся силы тяги дополнительный кренящий момент на корму, уменьшить наклон корпуса на нос.

При положении танка на выпуклой части неровности в целях уменьшения наклона корпуса на корму нужно уменьшать подачу

Iорючего.

3.Определение углового ускорения корпуса при вынужденных

колебаниях

Рассмотрим другой важный параметр, характеризующий каче­ ство подвески, — вертикальные ускорения различных точек кор­ пуса танка при вынужденных колебаниях танка с амортизаторами. Вертикальные ускорения различных точек корпуса пропорциональ­

где /г —расстояние данной г-ой точки от центра тяжести кор­ пуса.

Угловое ускорение корпуса равно

ф'г = - <Pl„,ax?*C0S № - “ <?)>

где ср2 шах — амплитуда вынужденных угловых продольных коле­ баний;

9 W - V » + ЛС> = р Л - .

к

410

Полученная формула отличается от формулы для ускорения при 4 отсутствии амортизаторов [см. формулу (201а)] только численным значением коэффициента (3. Коэффициент В зависит от высоты не­ ровности и жесткости подвески. Чем больше h и тк, тем больше ®2П1ахДля сравнительной оценки эффективности действия аморти­

заторов можно рассматривать ускорение в безразмерном виде, т. е.

Рис. 205

471

0,578; 0,469; 0,146. Чем мощнее амортизаторы, т. е. чем больше о, тем меньше ускорение для данного танка с данными тк в зоне,

близкой к резонансу. При - ~ - = f = l , 4 1 ускорение для всех слу-

I

чаев одинаково, т. е. не зависит от эффективности амортизато­ ров. При if >1,41 ускорение <р2тах для танков с более мощными

амортизаторами будет увеличиваться с увеличением f. Ускорение пропорционально коэффициенту В, значит с увели­

чением жесткости подвески, даже при одинаковых коэффициен­ тах [3, т. е. при одинаковых амплитудах, что можно обеспечить со­ ответствующим повышением мощности амортизаторов, ускоре­ ние ср2 увеличивается.

При оценке качества подвески того пли иного танка следует учитывать амплитуду вынужденных колебании корпуса и сдвиг его угловых перемещений относительно неровности, в итоге определяю­ щих частоту жестких ударов катков в ограничители хода. Необхо­ димо учитывать также и ускорение корпуса при колебаниях, влияю­ щих на утомляемость экипажа и вызывающих снижение скорости движения танка и эффективность использования вооружения.

§ 3. ВЫНУЖДЕННЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ КОРПУСА ТАНКА

При движении танка по неровностям синусоидального профиля будут возникать не только угловые продольные колебания корпуса танка относительно поперечной оси, проходящей через центр тя­ жести корпуса, но и вертикальные колебания его центра тяжести. В связи с этим корпус будет совершать сложное движение, состоя­ щее из суммы двух колебательных движений. При несимметричной подвеске возникнут два угловых продольных колебания относи­ тельно центров колебаний, расположенных по разные стороны цент­ ра тяжести корпуса.

В данном параграфе мы рассмотрим вынужденные вертикаль­ ные колебания центра тяжести корпуса танка с симметричной под­ веской и амортизаторами.

1. Составление дифференциального уравнения вынужденных вертикальных колебаний центра тяжести корпуса танка

При выводе дифференциального уравнения вынужденных вер­ тикальных колебаний центра тяжести корпуса необходимо не­ сколько видоизменить расчетные схемы, приведенные на рис. 193 и 200. Поскольку при движении по неровностям существуют как уг­ ловые колебания корпуса, так и вертикальные колебания его цент­ ра тяжести, будем считать, что корпус наклонился на нос на угол®, а его центр тяжести опустился вниз на координату z и имеет

скорость z, направленную вниз.

472

Дополнительные силы упругости рессор по отношению к стати­ ческой силе упругости имеют знак, противоположный деформа­ ции, т. е.

Суммарная дополнительная сила упругости всех рессор будет равна

Для симметричной подвески ®У 2mKll— Q, и тогда

2*1,

Значение sin —- — для носовых рессор будет положитель­

ным, а для кормовых симметрично расположенных рессор — от­ рицательным.

Следовательно,

473

Второй член правой части равенства (221) представляет воз­ мущающую периодическую силу, возникающую в результате до­ полнительной деформации рессор при наезде на неровность.

Сопротивления амортизаторов, как и во всех предыдущих иссле­ дованиях, на прямом и обратном ходах катков примем одинако­ выми.

Для удобства составления дифференциального уравнения уг­ ловых продольных колебаний корпуса момент сил сопротивле­ ния .амортизаторов, как и сами силы, мы условно разделим на три составляющие.

Первая составляющая силы сопротивления, например, аморти­

заторов передних катков 2Ra появляется в результате переме-

щения корпуса с угловой скоростью®, а вторая 2 R — в резуль­

тате вертикального перемещения катков с определенной ско­ ростью, зависящей от движения катка вдоль неровности.

Когда центр тяжести корпуса, а вместе с ним и корпус, име­

ет вертикальную скорость г, направленную вниз, соответствен­ но пропорционально этой скорости во всех амортизаторах до­

полнительно к рассмотренным силам 2 /?а и 2Ra^ возникнут си­

лы сопротивления 2R"' — — 2\j-z, направленные вверх в противо­

положную скорости z сторону. Момент от последних составля­ ющих сил сопротивления амортизаторов при симметричной под­ веске, как было установлено ранее, равен нулю.

' В действительности каждый амортизатор создает лишь одну си­ лу воздействия на корпус, но для удобства составления дифферен­ циального уравнения и в данном случае эту силу условно разби­ ваем на три составляющие.

Отметим, что поскольку коэффициент сопротивления амортиза­ торов на прямом и обратном ходах катка мы принимаем одинако­

474

ft

Y~1 f. ш

Сила сопротивления амортизаторов^ 2к ч гасит вертикаль-

1

ные колебания корпуса танка.

Силы 2R." и 2/?;|" в сумме будут равны

к

Сила 2 У /?а|.” — возмущающая сила от амортизаторов, возни-

1

кающая в результате вертикального перемещения катков с пере­ менной скоростью при наезде их на неровность.

Дифференциальные уравнения вертикальных колебаний центра тяжести можно написать в следующем виде:

475

П

(2 2 6 )

тп

тп

2 . Решение дифференциального уравнения вынужденных вертикальных колебаний центра тяжести корпуса танка

Общее решение неоднородного дифференциального уравнения будет равно сумме общего решения однородного уравнения и част­ ного решения неоднородного, т. е.

476

При длительном движении собственные колебания затухнут и останутся только вынужденные колебания, определяемые по фор­ муле

g2 = М. cos qt -f- Nz sin q t ,

или

где ^max — амплитуда вынужденных вертикальных колебаний; a.z — сдвиг фазы вынужденных вертикальных колебаний.

Амплитуда вынужденных вертикальных колебаний равна

Поскольку к ? ф kz, то при движении по неровности не могут возникнуть одновременно резонансы угловых и вертикальных колебаний.

Угол сдвига фазы вынужденных вертикальных колебаний равен

Сдвиг фазы результирующей возмущающей силы будет равён

477 .

2 И при 'с1>Т'рсз

Таким образом, характер закономерностей изменения сдвигов фаз для вынужденных вертикальных колебаний корпуса танка та­ кой же, как и для угловых колебаний корпуса.

При резонансе угловых колебании дополнительное сжатие рессор, происходящее в результате вертикальных колебаний, мо­ жет быть незначительным, как и дополнительное сжатие рессор вследствие угловых колебаний, возникающих в условиях резонанса вертикальных колебаний. Для определения возможности удара катков в ограничители хода необходимо исследовать изменение суммарной деформации рессор, возникающей вследствие угловых продольных колебаний и вертикальных колебаний на всем диапазо­ не изменения частоты возмущающего момента и возмущающей силы.

При этом нужно иметь в виду не только амплитуды колебании, но и сдвиг фаз как угловых, так и вертикальных колебаний по от­ ношению к неровности.

§ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ РЕССОР ПРИ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЯХ В ПРОЦЕССЕ ДВИЖЕНИЯ ТАНКА ПО НЕРОВНОСТЯМ

Установленные закономерности протекания вынужденных коле­ баний корпуса позволяют определить величину деформаций рессор любого катка по мере передвижения танка по неровностям. При движении танка по неровностям рессоры передних и задних катков подвергаются наибольшей деформации в результате угловых ко­ лебаний корпуса танка. Одновременно с этим рессоры подвергают­ ся еще дополнительной деформации, возникающей вследствие на­ личия вертикальных колебаний корпуса и вертикального переме­ щения катков при наезде последних на неровности.

Наиболее неблагоприятным моментом в отношении возможно­ сти удара .катков в ограничители хода будет момент перемещения корпуса и катка навстречу друг другу. Такое сочетание деформа­ ции рессор передних катков вследствие углового перемещения

478

корпуса и вертикального перемещения катков может быть при не­ ровностях длиною 2 L и больше, т. е. при движении танка по наи­ более часто встречающимся неровностям.

Вертикальное перемещение переднего катка при движении тан­ ка по неровности будет равно

танка для передних катков вследствие углового перемещения корпуса будет равна

Л.в= с?2 />-

Как известно, при установившемся колебательном движении корпуса угловое перемещение корпуса равно

ср2 = /Иcos qt -f- jVsin qt.

Тогда

f K^ = Mlxcos qt + M i sin qi.

Деформация рессор в результате вертикальных колебаний кор­ пуса будет

/ Ki^=M ,cos qt + N, sin qt.

Суммарная деформация условных рессор передних катков будет равна

Пользуясь этой формулой, можно построить график деформа­

а2~

фик деформации рессор передних катков в зависимости от их положения на неровности,

479