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

При определении условий опрокидывания танка необходимо иметь в виду, что опрокидывание относительно осей, проходящих через точки А и В, будет неполным. Опрокидывание будет проис­ ходить сначала относительно осей проходящих через точки А и В. а затем относительно осей, проходящих через точки К и F. Если у танков корма не выступает за контур гусеничного движителя, то полное опрокидывание их на корму будет совершаться относи­ тельно оси, проходящей через точку Ё.

Исследуем возможность опрокидывания танка при равномер­ ном прямолинейном движении па подъем. На танк параллельно плоскости движения будут действовать силы Р, R и Osina.

Сумма проекций этих сил на продольную ось .v равна

V = Р — R — G sin я = О,

где

R ~ fO cos a.

Максимально возможное значение силы тяги по сцеплению равно

Р = Реи. = а G cos a.

Подставляя эго значение Р в уравнение движения, получим a = arctg(:s —/).

Значение угла подъема при максимальном значении коэффи­ циента сцепления ср == 0,9 и при значении коэффициента сопротив­ ления движению I = 0,07 не превышает 40°.

Следовательно, при преодолении подъема танк опрокинуться не может. Для того, чтобы танк опрокинулся при преодолении подъ­ ема, угол подъема должен быть равен углу продольной стабилиза­ ции а1 или превышать его. Кроме того, следует иметь в виду, что угол подъема ограничивается силой тяги по двигателю. Сила тяги по двигателю на низшей передаче, как известно, выбирается при проектировании танка из условия возможности преодоления подъ­ ема по сцеплению гусениц с грунтом. Максимальный угол подъема, преодолеваемый танком по двигателю на низшей передаче, не пре­ вышает 35°.

При спуске случаи опрокидывания более вероятны. Однако кру­ тизна спуска из-за. опасности возможной потери управления не дол­ жна превышать допустимой по сцеплению гусениц с грунтом, т. е. угол спуска не должен превышать 30—35°.

Опрокидывание на спуске, допустимом по условию сцепления гусениц с грунтом, возможно при наезде на отдельные препятствия: крупные камни, кочки, пни. В этом случае опрокидывающий момент может значительно превзойти момент стабилизирующий, и при до­ статочной величине кинетической энергии, накопленной до встречи с этими препятствиями, танк опрокинется.

519

Опрокидывание танка набок более вероятно, чем продольное опрокидывание. Максимальное значение коэффициента сопротив­ ления боковому сдвигу можно принять равным [А, = 1 . Тогда допу­ стимый угол бокового крепа по условию несползання танка вбок будет равен

[3=-• arctgjx, —45°.

Таким образом, угол бокового крена по условию несползання близок к углу поперечной стабилизации.

Опрокидывание набок возможно только в случае действия силы

инерции ту. Наиболее опасными случаями в отношении опрокиды­ вания являются случаи движения по наклонной плоскости. Так, опрокидывание набок может произойти и при движении с боковым креном в 30° и даже менее. В отдельных случаях сопротивление со стороны грунта боковому перемещению гусениц может оказаться очень малым и танк под действием силы Gsinp начнет сползать

впоперечном направлении. В первый момент работа силы тяжести при ускоренном сползании танка в поперечном направлении будет расходоваться на преодоление сопротивления грунта боковому пе­ ремещению гусениц и на накопление кинетической энергии боково­ го перемещения танка. Сила сопротивления боковому перемещению

врезультате нагревания вала земли может быстро возрасти до зна­ чения, при котором опрокидывающий момент станет больше момен­ та стабилизирующего, н танк начнет опрокидываться набок.

При достаточной скорости бокового перемещения, т. е. при до­ статочной величине кинетической энергии, которую танк имеет к на­ чалу опрокидывания; танк может опрокинуться. Если кинетическая энергия бокового перемещения ганка недостаточна, то может про­ изойти боковой наклон танка на некоторый угол, и дальше иод воз­ действием стабилизирующего момента танк вернется в первона­ чальное положение.

Наиболее часто танки опрокидываются набок при потере уп­ равляемости на подъеме и спуске. В результате большого буксова­ ния одной из гусениц при преодолении подъема танк начнет спол­ зать и поворачиваться. Суммарный опрокидывающий момент при движении танка по криволинейной траектории, особенно в момент максимального крена на данной наклонной плоскости, может зна­ чительно превзойти стабилизирующий момент и танк опрокинется.

При спуске в результате различного юза гусениц также может начаться движение по криволинейной траектории и танк также может опрокинуться.

Боковое опрокидывание возможно и на горизонтальном участке. При резком повороте танк может занести и кинетическая энергия танка при движении его в поперечном направлении в случае доста­ точного сопротивления со стороны грунта боковому перемещению гусениц будет израсходована на работу подъема центра тяжести на величину А/г и на преодоление сопротивления грунта боковому

520 ■

.перемещению гусениц. Высота подъема центра тяжести Д/i будет равна

Определим скорость бокового перемещения танка, при которой танк может опрокинуться, допуская при этом, что вся кинетическая энергия его будет израсходована на подъем центра тяжести на ве­ личину ДА.

Примерно при такой скорости бокового перемещения танк мо­ жет опрокинуться на обледенелой дороге, когда при встрече гусе­ ницы с неровностями сопротивление боковому перемещению гусе­ ниц резко возрастает.

При боковом перемещении (сползании) танка под уклон соот­ ветствующий подъем центра тяжести Мг и необходимая скорость ^бокового перемещения будут меньше.

52L

П о д ъ е м ц ен т р а т я ж е с т и б у д е т р ав ен (рис. 21 3 )

Скорость бокового перемещения, при которой танк может опро кинуться, использовав на опрокидывание всю кинетическую энер гию, будет равна

При hc= 1 м; p, = 45°; p = 30°

cos 45°

Противотанковые препятствия разделяются на естественные иг искусственные.

Естественными противотанковыми препятствиями являются кру­ тые подъемы и спуски местности, обрывы, овраги, воронки, тран­ шеи, песчаные и болотистые участки, лес, водные преграды.

металлические ежи, обледенелые скаты, затопленная местность^ Кроме того, к искусственным препятствиям относятся минные за­ граждения.

В данной главе рассматривается преодоление танком препятст­ вий без применения каких-либо специальных приспособлений и подручных средств, повышающих его проходимость.

Несмотря на большое разнообразие различных естественных и искусственных препятствий, многие из них требуют при преодоле­ нии одинаковых приемов управления танком. Отдельные препят­ ствия требуют выполнения ряда различных приемов управления танком по этапам преодоления, т е. такие препятствия являются сочетанием простейших препятствий. Это позволяет сгруппировать все препятствия или отдельные элементы препятствий в три основ­ ные группы:

— первая группа препятствий включает препятствия, обладаю­ щие плохой несущей способностью грунта, плохим сцеплением гу­ сениц с грунтом и большим сопротивлением движению — болота, снежная целина, песчаный грунт и др.;

— вторая группа препятствий объединяет препятствия с боль­ шим сопротивлением движению в результате подъема центра тяже­ сти танка в момент преодоления препятствий — крутые подъемы, эскарпы, валики, барьеры, стенки на первом этапе их преодоления в момент наезда и др.;

523

— третья группа препятствии составляет препятствия, преодо­ ление которых вызывает большие динамические нагрузки в резуль­ тате поглощения в момент удара кинетической энергии танка, нагкопленной при преодолении этих препятствий в результате работы "Силы тяжести, а также вследствие частичного расходования кине­ тической энергии поступательного движения. К таким препятствиям

•относятся контрэскарпы, обрывы, а также барьеры, валики, эскар­ пы, противотанковые рвы, вертикальные стенки на последнем этапе их преодоления и др.

Особо следует выделить преодоление крутых спусков, характер

.движения танка по которым не подходит ни к одной из перечислен­ ных выше групп, а также преодоление водных преград, надолб, ежей и лесных полос.

Прежде чем приступить к изложению способов преодоления тех ■■или иных препятствий, рассмотрим некоторые общие положения.

Преодоление танком препятствий первой группы может быть ■осуществлено за счет использования: силы тяги, созданной на гусе­ ницах в результате работы двигателя; кинетической энергии танка; -скатывающей силы.

Сила тяги, подведенная к гусеницам танка от двигателя, реали­ зуется только в пределах, допустимых сцепными качествами грун­ та и величиной сцепного веса. Кинетическая энергия деталей, уча- ■ствующих в относительном движении, может быть реализована только через гусеницы, и поэтому реализация этой кинетической энергии также обусловливается сцепными качествами грунта и ве­ личиною сцепного веса танка.

В то же время кинетическая энергия переносного движения тан­ ка и скатывающая сила реализуются в процессе движения танка вне зависимости от сцепных качеств грунта и величины сцепного веса.

Таким образом, запас кинетической энергии поступательного движения танка является в значительной степени важным ресур­ сом при преодолении танком препятствий, особенно таких, которые

•обусловлены плохой несущей способностью и низкими сцепными

•качествами грунта, а также малой величиной сцепного веса. Преодоление препятствий второй группы может быть осуще-

•ствлено за счет использования только силы тяги и кинетической энергии танка.

Общие положения для преодоления препятствий 3-й группы сво­ дятся к рекомендации уменьшения кинетической энергии, расхо-

.дуемой на удар, путем применения соответствующих приемов вож­ дения.

§ 2. П Р Е О Д О Л Е Н И Е П Р Е П Я Т С Т В И Й П Е Р В О Й Г Р У П П Ы

Преодоление препятствий, обусловленных плохой несущей спо­ собностью грунта и плохим сцеплением гусениц с грунтом, не вызы­ вает каких-либо опасных перегрузок двигателя, трансмиссии и хо-

• 5 2 4

довой части танка тяговыми усилиями или динамическими нагруз­ ками вследствие ударов о неровности местности. Как раз в этих: условиях движения динамические нагрузки будут минимальные. Преодоление препятствий этого типа требует особенно осторожно го вождения танка, чтобы не вызывать разрушения слабого грунта, резким изменением силы тяги (силы торможения) на гусеницах. На таких грунтах следует избегать разгона, торможения и пово­ рота. Движение должно быть по возможности равномерным.

Наиболее тяжелым препятствием этого типа является болото.. Проходимость по болотам ограничивается сцеплением гусениц с грунтом и возрастанием сопротивления движению. Сцепление' уменьшается из-за низких сцепных качеств самого грунта и в ре­ зультате уменьшения сцепного веса танка при посадке днища тан­

ка на грунт.

Сопротивление движению танка по болотам вследствие большой вертикальной деформации грунта и трения днища о грунт дости­ гает большой величины. При попытке обеспечить необходимую силу тяги гусеницы срывают поверхностный слой болота, и танк в ре­ зультате буксования гусениц садится днищем на грунт и застре­ вает.

Проходимость танка по болоту зависит or конструкции ходовой части танка и несущей способности грунта. Опыт показывает, что чем меньше среднее удельное давление и чем меньше действитель­ ное удельное давление на отдельные траки, тем лучше проходи­ мость танка при одной и той же несущей способности болота. Чемшире гусеница при том же удельном давлении, тем выше проходи­ мость. Применение гусениц с упругими шарнирами увеличивает проходимость танка по слабым грунтам.

Гусеничные цепи танка при малом удельном давлении вязнутменьше, при этом сопротивление движению меньше, а сила тяги по сцеплению больше, так как при малой вертикальной деформа­ ции грунта его поверхностный слой меньше разрушается и обес­ печивает лучшее сцепление.

Различные болота значительно отличаются по строению грун­ та. Отдельные виды болот имеют настолько низкую несущую спо­ собность, что проходимость по ним танков абсолютно исключается. Однако многие болота обладают достаточной несущей способ­ ностью и проходимы для танков. В целях повышения проходимо­ сти при движении по болотам необходимо по возможности сни­ жать среднее удельное давление при помощи съемных приспособ­ лений, уширяющих гусеницу, и более равномерно распределять истинное удельное давление по длине опорной поверхности. Другие средства повышения проходимости относятся к использованию под­ ручных средств и инженерному обеспечению: применению фашин,, устройству гатей и т. п.

При большой скорости движения деформация грунта будет меньше, так как вода за короткий промежуток времени не успевает выжиматься из грунта под гусеницами. Однако если на высокой

52 >•

скорости движения у танка вследствие большого сопротивления грунта не хватит силы тяги, то остановка танка может повлечь за

ностного слоя грунта и к застреванию танка. В силу этого целесо­ образней вести танк с малой, но равномерной скоростью. На корот­ ких участках заболоченную местность следует преодолевать на вы­ соких скоростях, так как в этом случае может быть использована кинетическая энергия танка.

Проходимость танка по снежным полям определяется средним удельным давлением и глубиной снежного покрова, плотностью снега и величиной клиренса танка. Снег при глубине, превышаю­ щей клиренс, оказывает значительное сопротивление движению, снижая среднюю скорость движения танка.

Преодоление подъемов со снежным покровом представляет со­ бою большую трудность, поскольку к сопротивлению подъема до­ бавляется сопротивление снежного покрова и дополнительное со­ противление забитой снегом ходовой части.

Сцепные качества снега в зависимости от температуры и слежалости меняются в широких пределах. Мокрый снег, представляя большее сопротивление движению, в то же время обеспечивает и большее сцепление, прессуясь под гусеницами. Рыхлый сухой снег сказывает небольшое сопротивление движению и преодолевается легко, хотя и обладает пониженными сцепными качествами.

Преодолеваемая глубина снежного покрова на горизонтальном участке колеблется в пределах 1,5—2 клиренсов машины, т. е. со­ ставляет 600—800 мм.

Песчаные грунты, особенно когда песок наиболее сыпуч, т. е. не имеет органических и глинистых примесей, являются серьезными препятствиями. Сыпучие песчаные грунты встречаются довольно редко. В основном песчаные грунты преодолеваются значительно легче болот и снежной целины.

§ 3. П Р Е О Д О Л Е Н И Е П Р Е П Я Т С Т В И Й В Т О Р О Й Г Р У П П Ы

Препятствия, создающие большое сопротивление движению в результате подъема центра тяжести танка, также требуют плавно­ го изменения тягового усилия во избежание срыва грунта' и буксо­ вания гусениц. При преодолении таких препятствий также надо из­ бегать поворотов и остановок. В момент поворота при резком тор­ можении отстающей гусеницы можно сорвать верхний слой грунта и, кроме того, забегающая гусеница может забуксовать в резуль­ тате значительного увеличения силы тяги. Трогание с места после остановки также может привести к срыву грунта и буксованию гу­ сениц.

Предельные значения подъемов определяются силой тяги по сцеплению и силой тяги по двигателю. При преодолении коротких подъемов иногда целесообразно использовать кинетическую энер-

. 526

гню танка. Это дает возможность избежать буксования гусеничных цепей, которое может иметь место из-за уменьшения сцепного веса

I анка.

Таким образом, движение танка при преодолении большой груп­ пы препятствий не имеет каких-либо специфических особенностей по отношению к случаям, рассмотренным в части I. Закономерно­ сти движения танка при преодолении этих препятствий базируют­ ся на теоретических положениях, рассмотренных в упомянутой гла­ ве. Дополнительно следует отметить особенности преодоления эс­ карпа на первом этапе.

Высота преодолеваемой стенки может находиться ниже высоты расположения осей передних колес, на равной с ними высоте и вы­ ше их. В тех случаях, когда высота стенки меньше высоты располо­ жения осей колес или равна ей, танк свободно может наезжать на эскарп. Если же высота стенки больше высоты расположения осей колес, необходимо на первом этапе преодоления стенки вынести оси колес на высоту стенки и осуществить в дальнейшем наезд на стен­ ку. При незначительном превышении высоты стенки вынос осей колес можно осуществить за счет резкого увеличения силы тяги

Если оси колес не удастся вынести на уровень высоты стенки по­ средством поворота корпуса при резком увеличении силы тяги, подъем носовой части танка можно осуществить путем создания достаточной величины силы тяги на ветви гусеницы, огибающей переднее колесо (рис. 215). Силу тяги Р\, направленную вверх, можно получить при условии буксования гусеницы. Гусеница, пере­ мещаясь по стенке вверх и частично буксуя, вызовет касательную реакцию со стороны грунта стенки, направленную вверх. Необхо­ димую по величине силу Pi можно получить только на эскарпах, ■обеспечивающих высокое значение коэффициента сцепления.

527

После выноса осей колес на уровень высоты стенки танк начнет наезжать на нее, при этом угол наклона танка а будет постепенно

увеличиваться и преодоление эскарпа на этом этапе сведется к пре­ одолению подъема увеличивающейся крутизны.

§ 4. П Р Е О Д О Л Е Н И Е П Р Е П Я Т С Т В И И Т Р Е Т Ь Е Й Г Р У П П Ы

Препятствия третьей группы и особенно валик и контрэскарп яв­ ляются наиболее сложными в отношении приемов управления тан­ ком при их преодолении и опасными по перегрузкам для танка. При преодолении валика и контрэскарпа в результате работы силы тя­ жести накапливается кинетическая энергия и происходит удар при соприкосновении ходовой части с грунтом. В этом случае мы имеем дело с новым явлением динамики тапка, которое следует рассмот­ реть подробно. При преодолении вертикальных стенок в момент схода с препятствия, обрыва, при преодолении рва, когда ширина рва больше той, которую может преодолеть танк, а также на по­ следнем этапе преодоления эскарпа, после перевала через ребро, движение танка будет аналогично движению при преодолении контрэскарпа или валика.

П р е о д о л е н и е к о н т р э с к а р п а на п е р в о м э т а пе . Изучение процесса преодоления танком контрэскарпа позволяет установить закономерности преодоления большого количества ха­ рактерных, часто встречающихся и наиболее опасных искусствен­ ных и естественных препятствий. Например, преодоление на высо­ кой скорости небольших дорожных ухабов и валиков имеет те же особенности, что и преодоление контрэскарпов. Опасность преодо­ ления контрэскарпа объясняется тем, что танк падает на грунт сво­ ей передней частью и вся,нагрузка приходится только на рессоры передних катков.

Рассматривая преодоление контрэскарпа, сделаем следующие допущения:

528