книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин
..pdfположением основных агрегатов трансмиссии, которую иногда на зывают мостовой схемой.
Подобная схема применена на ряде отечественных бронетранс портеров с передним расположением двигателя, например, БТР-40. БТР-152, БРДМ (рис. 6). Как уже отмечалось, такая схема позво ляет максимально использовать агрегаты серийного производства.
Рис. 6. Трансмиссии, выполненные по мостовой схеме (при переднем размещении двигателя)
Такая же мостовая схема может быть использована на машинах с кормовым размещением двигателя, однако в этом случае степень использования серийных агрегатов несколько уменьшается. На рис. 7 приведены схемы трансмиссии двухосного и четырехосного бронетранспортеров с задним расположением двигателя.
Мостовая схема имеет ряд недостатков. При зависимой подвес ке увеличивается общая высота машины, что связано с необходи мостью обеспечить зазор между днищем и балкой моста в преде-
10
.пах динамического хода подвески, снижается проходимость маши ны из-за малого клиренса под картерами главных передач. Кроме того, ограничивается возможность улучшения плавности хода ма шины, вследствие большого веса неподрессоренных частей. Если мостовая схема применяется при независимой подвеске, то некото рых из перечисленных недостатков можно избежать. Например, установка главных передач внутри корпуса (БТР-60Г1) позволяет выполнить днище гладким, уменьшить вес неподрессоренных ча стей.
Рис. 7. Трансмиссии, выполненные по мостовой схеме (при заднем размещении двигателя)
Мостовая схема при независимой подвеске позволяет снизить га бариты машины по высоте в случае размещения сидений над агре гатами трансмиссии по продольной оси машины. Однако при услож ненной схеме трансмиссии (БТР-60П), когда число агрегатов трансмиссии удвоено и они размещаются по всей площади днища, приходится закрывать трансмиссионное отделение специальным ноликом. В связи с этим общая высота машины увеличивается на величину расстояния между полином и днищем машины.
В последние годы значительное распространение начали полу чать машины с Н-образной схемой трансмиссии; иногда эту схему называют схемой с бортовой раздачей крутящего момента (борто вая схема). Ма рис. 8 приведены схемы трансмиссии четырехосно го бронеавтомобиля «Панар» и трехосного бронетранспортера «С а рацин». Эта схема связана с использованием специальных агрега тов трансмиссии. При такой схеме может применяться только неза висимая подвеска или бесиодвесочная установка колес.
11
Основным преимуществом схемы является возможность сниже ния общей высоты машины за счет того, что полом десантного отде ления является днище машины, а сидения десанта размещаются над агрегатами трансмиссии вдоль бортов корпуса. Такую компо новку можно считать целесообразной для бронетранспортеров, в которых мотострелки могут быть расположены спиной к бортам корпуса.
В то же время подобная схема может вызвать дополнительные трудности при компоновке боевой машины пехоты, где для ведения огня требуется размещать расчет лицом к борту.
Панар
Рис. 8. Трансмиссии, выполненные по бортовой схеме
Бортовая компоновка трансмиссии приводит к ее усложнению, так как количество агрегатов почти удваивается. Для упрощения этой схемы трансмиссии иногда применяют лишь один межборто вой дифференциал. Однако в этом случае появляется вредная циркуляция мощности между колесами каждого из бортов, что при водит к увеличению потерь в трансмиссии, повышенному износу шин и агрегатов трансмиссии. По этой причине в ряде конструкций предусматриваются дифференциалы между колесами каждого бор
12
та или муфты выключения, позволяющие в хороших дорожных ус ловиях выключить часть ведущих колес.
При носовом и кормовом размещении двигателя в одинаковой мере могут быть использованы мостовая и бортовая схемы транс миссии. При расположении двигателя в средней части шасси целе сообразно применение бортовой схемы, так как что позволяет зна чительно снизить общую высоту машины.
Применение двух двигателей сзади позволяет использовать как мостовую, так и бортовую схемы трансмиссии. При мостовой схеме каждый из двигателей приводит половину ведущих мостов; при бортовой схеме каждый из двигателей обеспечивает привод колес одного борта. Возможно объединение мощностей двух двигателей при помощи специального редуктора или раздаточной коробки с последующей передачей крутящего момента через общую трансмис сию на все ведущие колеса.
Па подавляющем большинстве колесных машин, применяемых з армии, используется механическая трансмиссия, которая для мно гоприводных машин получается весьма сложной. Сложность транс миссии неизбежно приводит к увеличению механических потерь в пей и усложнению управления. Поэтому основными направлениями в развитии трансмиссии колесных машин, особенно многопрпводпых, являются конструктивные мероприятия по уменьшению по терь в трансмиссии и облегчению управления.
Уменьшение механических потерь достигается повышением ко эффициента полезного действия всех элементов передачи с по мощью технологических и конструктивных мероприятий, путем вы бора рациональной схемы трансмиссии, выключения пли даже подъема части ведущих колес (например, у бронеавтомобиля «Панар») при движении в хороших дорожных условиях.
Для облегчения управления механической трансмиссией все ча ще применяется автоматизация управления, развиваются дистан ционные приводы управления. Как средство облегчения управле ния и повышения средней скорости движения па ряде машин при меняется автоматизироваммная гидромеханическая трансмиссия. Для миогопрнводных машин перспективными' являются гидрообъ емные и электрические передачи. Перспективность гидрообъемной передачи заключается в больших компоновочных преимуществах вследствие того, что внутренняя полость корпуса освобождается от передаточных агрегатов, характерных для механической транс миссии, а гидромоторы располагаются у ведущих колес. Достоин ством такой передачи является возможность бесступенчатого изме нения в определенном диапазоне тягового усилия па ведущих коле сах. Сдерживают применение этой передачи трудности получения механизма с хорошими весовыми и габаритными показателями Уменьшение габаритов передачи связано с необходимостью новы шеиия рабочего давления, что, в свою очередь, ведет к усложнениитехнологии изготовления передачи.
Перспективна также и электротрансмиссия, обладающая общи ми достоинствами гндрообъемной передачи, но дополнительно к этому обеспечивающая автоматичность регулирования тягового усилия в зависимости от сопротивления движению.
Основным затруднением в широком распространении электро трансмиссии является пока еще большой вес и габариты тягового двигателя, что затрудняет его размещение в колесе. Поэтому такая трансмиссия до настоящего времени применяется главным образом на машинах тяжелого класса.
Ходовая часть. На показатели компоновки машины большое влияние оказывает характеристика колесного движителя.
При выборе колесного движителя исходят из грузоподъемности, обеспечения заданных параметров проходимости и тяговых ка честв, а также из соображений боевой живучести.
Бронированные колесные машины могут выполняться двух- (4X4), трех- (6X6) и четырехосными (8X8).
Достоинствами компоновки двухосных машин является хо рошее использование внутренних объемов в межосевом простран стве. Использование объемов в этом случае получается более бла гоприятным, чем при гусеничном движителе, так как имеется воз можность использовать полную ширину средней части корпуса. Кроме того, дополнительными преимуществами двухосной схемы является простота трансмиссии и широкая возможность примене ния агрегатов машин массового выпуска, а также упрощение при водов управления. Двухосную схему целесообразно применять лишь для легких бронированных машин.
Указанные положительные качества двухосной схемы приводи ли к неоднократным попыткам создать на двухосной базе более тя желые машины. Однако такие попытки надо считать бесперспектив ными. Для тяжелых машин необходимо существенное увеличение размеров колес, что ухудшает компоновочные преимущества схемы.
Основным недостатком машин, выполненных по двухосной схе ме, являются ограниченные возможности по проходимости и осо бенно по преодолению окопов. Как известно, для таких машин ши рина преодолеваемого окопа не превышает 2/3 диаметра колеса.
Трехосными выполняются бронированные машины среднего и тяжелого типов (например, советский БТР-152, английские маши ны «Сарацин» и «Саладин»), Размещение мостов по базе оказы вает существенное влияние на общую компоновку машины. Трех осная машина может быть выполнена со сближенными задними мостами и управляемыми передними колесами (БТР-152). Такая схема дает некоторые компоновочные преимущества в использова нии объемов и площадей. Существенным недостатком схемы яв ляется ограничение ширины преодолеваемого окопа, как и в двух осных машинах, 2/3 диаметра колеса. В некоторых конструкциях трехосных машин мосты равномерно распределены по базе, управ ляемыми выполнены колеса либо двух передних мостов («Сара цин»), либо крайних мостов.
И
При конструировании необходимо принимать во внимание, что средний мост должен быть усилен, так как при преодолении греб нистых (волнообразных) препятствий на средний мост передается вся нагрузка от машины. Наличие управляемых колес на двух мо стах ухудшает объемные показатели компоновки.
Для"современных средних и тяжелых бронированных машин характерна четырехосная схема «Спот», «Скотт», БТР-60П, «Па нар». Эта схема отличается сложностью трансмиссии и ходовой ча сти. Она характеризуется сравнительно большими потерями мощно сти в трансмиссии и ходовой части (к. и. д. не выше 0,8). Однако четырехосные машины получают все большее распространение, что объясняется высокой проходимостью этих машин вследствие возмож ности передачи значительных тяговых усилий при небольших удель ных давлениях на грунт. Удельное давление на грунт у таких ма шин приближается к удельному давлению гусеничного движителя танков (0,7—0,8 кг/см2). Четырехосным машинам присуща способ ность преодолевать окопы и рвы значительной ширины (до 2,5 hi). Достоинством этой схемы является также повышенная боевая жи вучесть машины, поскольку при повреждении одного-двух колес машина .может продолжать движение.
Компоновочные возможности четырехосных машин сильно за висят от расположения по базе, а также от числа и размеров уп равляемых колес. Например, при попарном смещении мостов к краям машины компоновочные возможности по использованию объ емов улучшаются, но одновременно ухудшаются показатели про ходимости машины при преодолении окопов и препятствий гребни стого характера. В четырехосных машинах часто приходится огра ничиваться двумя парами управляемых колес, так как увеличение их числа не только усложняет привод управления, по и уменьшает полезные объемы машины.
Имеются конструкции, в которых реализованы преимущества четырехосной схемы и одновременно уменьшены ее недостатки.
Выше отмечалось, что на четырехосном |
бронетранспортере |
|
dlanap» при движении в хороших |
дорожных |
условиях средние |
колеса могут быть подняты, чем |
обеспечивается значительное |
|
снижение потерь при движении. |
|
|
Проведенные в последние годы исследования показали, что эф фективным средством повышения проходимости является увеличе ние размеров шин, в первую очередь их диаметра. В связи с разра боткой «концепции Гоуер» в США установлено, что два колеса диа метром 1600 мм равноценны по сцепным и тяговым возможностям десяти колесам диаметром 1060 мм. Одновременно с увеличением диаметра колес уменьшается сопротивление качению, что имеет особое значение при движении на мягких грунтах. Следует отме тить, что идея увеличения диаметров колес для повышения про ходимости реализуется на большинстве специальных армейских машин во всех странах. Хотя применение колес большого диамет ра и повышает проходимость, но одновременно приводит к целому
ряду компоновочных затруднений: увеличиваются габариты маши ны, уменьшается коэффициент использования габаритов и веса, в частности, потому, что поворот больших колес при обычной схеме поворота автомобиля требует создания больших ниш для колес и, следовательно, уменьшает полезные объемы; усложняется техниче ское обслуживание шин и т. д. Стремление использовать преимуще ства колес большого диаметра для повышения проходимости и в то же время исключить недостатки, связанные с применением подоб ных колес, привело к появлению новых схем машин.
Наряду с увеличением диаметра шин идут изыскания путей соз дания оптимального профиля шин и улучшения грунтозацепов на их беговой части. В последние годы появились широкопрофильные шины, арочные шины, пневмокатки. Эти шины, несомненно, найдут применение на специальных машинах высокой проходимости.
Одним из основных недостатков боевых колесных машин яв ляется пониженная живучесть ходовой части на поле боя. Эта про блема возникла сразу, как только колесные машины с пневмати ческими шинами начали применяться в качестве боевых. Прокол или пулевая пробоина обычных пневматических шин делают маши ну практически небоеспособной. Задача создания пулестойких шин решается по ряду направлений. В предвоенные годы довольно ши роко использовались шипы с наполнителем из губчатой резины. Однако они ограничивали скорости движения и имели другие экс плуатационные недостатки, вследствие чего в настоящее время на бронированных машинах не применяются. Применялись толстостен ные шины, самозаклеивающисся шины и шины с секционными ка мерами, но эти шины не удовлетворяли в полной мере предъявляе мым требованиям и широкого распространения не получили.
В поисках способов повышения проходимости колесных маши': пришли к шинам с регулированием давления. Одновременно эта си стема позволила повысить живучесть шин за счет подкачки воздуха при повреждениях.
Применение системы регулирования давления воздуха в шина:; не решает полностью проблемы живучести, поскольку при пулевом повреждении обода система не обеспечивает восполнения утечки воздуха. В ряде стран в последние годы эта проблема решается совместным применением системы регулирования давления возду ха в шинах и специальных устройств внутри шины, позволяющих даже при сильно сниженном давлении продолжать движение ма шины. В качестве таких устройств применяются кольцевые упоры, полиуретановый наполнитель и т. д. На рис. 9 показано несколько конструкций современных пулестойких шин. Толстостенные шины (рис. 9, а) дают возможность даже при большом числе пулевых про боин продолжать движение. Однако эти шины не позволяют ис пользовать систему регулирования давления воздуха, так как изза жесткости каркаса контактная площадка шины с грунтом ш и т ье увеличивается при снижении давления. Шины с эластичным на полнителем (рис. 9, б) также не обеспечивают регулирования дав-
16
2~Ш Г. |
17 |
леиия и в то же время их недостатком является большое выделение тепла при движении. Ыа рис. 9, в и г, приведены шины с внутрен ними ограничителями деформации, эластичным и жестким.
Применяемый тип подвески влияет на компоновочный объем и форму корпуса.
Характерной особенностью ходовой части современных боевых колесных машин является применение независимой подвески, обес печивающей лучшие показатели по проходимости и плавности хода машины. Независимая подвеска обеспечивает увеличенный кли ренс, гладкое днище. Среди независимых подвесок наибольшие внутренние объемы обеспечивает применение схем с качанием ко лес в продольной плоскости. При этой схеме рычагом подвески мо жет служить картер шестеренчатого гитарного привода к колесу, как это выполнено, например, в машине «Панар». При качании колес в поперечной плоскости форма нижней части корпуса услож няется из-за необходимости устройства проемов для качания рыча гов подвески.
Основным направлением в области совершенствования упругих элементов является изыскание малогабаритных упругих элементов с большой энергоемкостью и нелинейной характеристикой. Боль шое внимание уделяется возможности регулирования положения корпуса (клиренса).
Регулирование положения корпуса может быть использовано для преодоления сосредоточенных препятствий или опускания ма шины на грунт с целью маскировки, а также для обеспечения авиатранспортабельности машины.
Персяг.'ктивными являются гидравлические, пневматические и гидропневматические упругие элементы. Разработке последнего ти па упругого элемента в настоящее время уделяется исключительно большое внимание. Дополнительным преимуществом гидропневма тической подвески является возможность использования упругого элемента для опускания, подъема и выравнивания корпуса.
2. БРОНЕВОЙ КОРПУС
Броневые корпуса в современных бронированных колесных ма шинах выполняют несущими, открытого или закрытого типа. При компоновке корпуса необходимо учитывать удобства размещения экипажа и десанта, требования к защитным свойствам корпуса и весовые ограничения.
Вес корпуса в зависимости от типа и назначения машины состав ляет 25—35б/о боевого веса. Корпуса выполняются сварными из бро невых листов различной толщины. Крепление на болтах исполь зуется лишь для отдельных листов, съем которых необходим для проведения ремонта и технического обслуживания агрегатов маши ны. Толщина броневых листов зависит от требований к защите от огнестрельного оружия и поражающих воздействий атомного и ядерного оружия. При проектировании корпуса обычно учитывают
18
приведенную толщину брони, связывающую фактическую толщину броневых листов с углами наклона этих листов на корпусе.
В отношении бронетранспортеров обычно ставится задача защи ты от ружейно-пулеметного огня в пределах курсового угла ±45° со всех дистанций, поэтому фактическая толщина брони лобовой части корпуса составляет обычно 10—15 мм. Для бронеавтомоби лей требования к защитным свойствам повышены, поэтому толщи на брони должна быть увеличена до 25—30 мм. Еще более высокие требования предъявляются к защитным качествам корпуса боевой машины пехоты.
Толщина бортовых листов корпуса в большинстве случаев при мерно в два раза меньше толщины лобовых листов. Кормовые ли сты имеют еще меньшую толщину. Наименьшую толщину имеют листы крыши и днища корпуса. По защитным качествам башня должна быть эквивалентна лобовой части корпуса.
При проектировании необходимо рационально сочетать защит ные свойства и простоту формы корпуса. Для плавающих машин формы и размеры корпуса должны обеспечить соответствующее во доизмещение, минимальное сопротивление движению на воде; в ча стности, особое внимание уделяется форме носовой части корпуса.
Бронируемый объем корпуса складывается из объемов отделе ний силовой установки, управления и десантного. Для бронетранс портеров соотношение между объемами отделения силовой уста новки и отделений десантного и управления зависит от типа маши ны. Обмеры корпусов ряда бронетранспортеров показывают, что у сухопутных бронетранспортеров объем отделения силовой установ ки составляет 11—13% общего внутреннего объема корпуса, а 87— 89% составляет сумма объемов десантного отделения и отделения управления. У плавающих бронетранспортеров объем отделения си ловой установки составляет 33—37% общего внутреннего объема корпуса и соответственно 63—6 7 % объем отделений управления н десантного. Увеличенный объем отделения силовой установки у плавающих машин объясняется необходимостью обеспечить водоиз мещение отделения силовой установки в связи с большим весом са пой установки. Удельный внутренний объем отделений управления и десанта зависит главным образом от вместимости бронетранс портера. Для бронетранспортеров малой вместимости удельный объем равен 1— 1,5 мг на одного бойца, а бронетранспортеров большой вместимости — 0,5—0,6 мг.
Площадь, используемая непосредственно для размещения де санта н экипажа, составляет от общей площади бронетранспортера в плане 30—40% для плавающих машин и 50 —60% для сухопут ных бронетранспортеров.
Удельный вес корпуса в расчете на одного бойца составляет для сухопутных бронетранспортеров большой вместимости 150—200 кг; для плавающих бронетранспортеров большой вместимости 230— 300 кг. Для бронетранспортеров малой вместимости удельный вес на 100 150 кг больше.
0>; |
19 |
|