Неизвестный танк часть 5 - 5

ЗАНОС ТАНКА И  ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ПРИ  ПОВОРОТЕ

Как и на всякое (вращающееся тело, на танк при повороте действует центробежная сила инерции, приложенная к центру тяжести танка. Эта сила стремится «занести» танк в сторону. Вместе с тем грунт, действуя на гусеницы, препятствует заносу (рис. 484).

Рис. 484.  Занос танка при повороте

Занос станет возможным, если центробежная сила превысит силу сопротивления грунта.

Величина центробежной силы С, действующей на тело, определяется формулой механики

C = Mv² / R₀

где М—масса тела;

v— скорость его центра тяжести;

R₀= R– B/2 - радиус вращения.

Из формулы следует, что центробежная сила увеличивается с увели­чением скорости танка и уменьшением радиуса поворота. Так как с уве­личением веса танка возрастает сила сопротивления грунта, то вес танка не влияет на занос.

Верхняя кривая на рис. 484 .показывает предельную скорость забе­гающей гусеницы, при которой на данном радиусе еще возможен поворот танка без заноса. Эта скорость определена для местности с достаточно твердым грунтом (μ= 0,6), причем значение μв данном случае не зависит от радиуса поворота, так как гусеницы в любом случае переме­щаются в поперечном направлении. На скользком грунте, размытом дождем, и особенно на льду сопротивление невелико, ввиду чего опас­ность заноса значительно увеличивается и допустимая скорость падает.

Нижняя кривая на том же рисунке показывает, какую скорость в дей­ствительности может иметь забегающая гусеница при удельной мощ­ности двигателя 15 л. с./т. На некоторых радиусах нижняя кривая при­ближается к верхней; в этих случаях возможность заноса увеличивается. Иногда механизмы поворота автоматически ограничивают возможность поворота на малых радиусах или не позволяют поворачиваться на этих радиусах при больших скоростях движения. При поворотах на малых радиусах с небольшими скоростями занос почти невозможен даже на скользких грунтах.

Заметим, что центробежная сила и сила сопротивления заносу (рис. 484, в круге) образуют пару сил, плечо которой равно высоте центра тяжести. Эта пара стремится опрокинуть танк. Вероятность опро­кидывания обычно возникает при большей скорости, чем возможность заноса, т. е. танк заносит раньше, чем начинается опрокидывание. Лишь в том случае, когда под гусеницей окажется препятствие, увеличивающее сопротивление поворогу (кочка, бугор), опрокидывание может произойти раньше заноса.

Возможность опрокидывания наиболее вероятна для танков с вы­соко расположенным центром тяжести, так как в этом случае увеличи­вается плечо и момент пары сил, опрокидывающей танк. Современные советские танки при повороте вообще не могут опрокинуться.

МОЩНОСТЬ  ПРИ  ПОВОРОТЕ

Сопротивление грунта при повороте танка значительно выше, чем при прямолинейном движении, поэтому для поворота при равных сред­них скоростях требуется большая мощность, чем для прямолинейного движения. Если двигатель не в состоянии обеспечить нужную мощность, необходимую силу тяги придется получить путем снижения скорости танка. Когда танк движется прямолинейно, в его механизмах теряется обычно около 30% мощности двигателя, при повороте эти (потери могут составить 60—70%, а иногда и больше. В этом случае величина потерь зависит от того, каким способом достигается изменение скорости отстаю­щей гусеницы и создание тормозной силы, т. е. от устройства механизмов поворота.

На танках устанавливались механизмы поворота самых различных типов: бортовые фрикционы, одноступенчатые и многоступенчатые пла-нетарные механизмы, простые и двойные дифференциалы и др. Все эти механизмы устроены по-разному, и на первый взгляд между ними мало общего. Однако все они имеют одно и то же назначение. Их работу можно уяснить на примере наиболее лростых механизмов двух-трех ти­пов. Такими простыми механизмами являются, например, бортовые ко­робки передач.

Бортовые коробки передач устанавливались в свое время на некоторых танках, но давно уже не применяются. Тем не менее на примере бортовых коробок удобнее всего проследить, какие явления происходят при повороте, и выяснить, чем определяется необходимая для поворота мощность. Выводы, сделанные при этом, могут быть полностью отнесены к большинству современных механизмов поворота, а в той или иной сте­пени — и ко всем механизмам.

ПОВОРОТ НА РАСЧЕТНЫХ РАДИУСАХ

Пусть на каждом борту танка установлена обычная коробка пере­дач, как показано на рис. 485.

Рис. 485.  Бортовые коробки передач могут служить механизмами поворота танка

Обе коробки устроены одинаково. Веду­щий вал каждой из них через коническую передачу и карданный вал связан с коленчатым валом двигателя, ведомый вал соединен с одним из ведущих колес танка.

Рассмотрим работу этих коробок.

ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Включим в обеих коробках одинаковые передачи. Ведущие колеса в этом случае будут иметь равное число оборотов, и танк будет дви­гаться прямолинейно. Мощность двигателя подводится к обеим гусени­цам и затрачивается на преодоление сопротивления прямолинейному движению.

На горизонтальном участке пути при коэффициенте сопротивления качению  f= 0,08 сила тяги обеих гусениц будет равна Р = 0,08G,

В предыдущей главе было показано, что между силой тяги и мощностью двига­теля существует связь, определяемая формулой

N_Д  = 5Pv

Подставив значение Pполучим

N_Д= 5 x 0,08Gv = 0,4Gv

Заметим, что в данном случае это не наибольшая мощность двигателя, которую он может развивать, а мощность, необходимая для преодоления сопротивления движению танка, называемая мощностью внешних сопротивлений и обозначаемая N₀. Тогда

N₀  = 0.4Gv

ПОВОРОТ ВОКРУГ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ОСИ ТАНКА

Включим в одной из коробок первую передачу, а в другой задний ход. Пусть скорость заднего хода равна скорости первой передачи. Тогда гусеницы получат равные по величине скорости, направленные в разные стороны, и танк будет поворачиваться вокруг своей централь­ной  оси.

Заметим, что в этом случае сила Р₁на отстающей гусенице является не тормозной силой в обычном понимании, а такой же силой тяги, как и сила Р₂на забегающей гусенице. Она создается двигателем. Направ­ление ее противоположно направлению силы на забегающей гусенице. Отсюда легко сделать заключение, что обе силы тяги равны, а раз равны и скорости гусениц, то одинаковы, и мощности, подводимые к ним от двигателя.

Считая, что поворот происходит на грунте, для которого составлен график (рис. 482), возьмем из графика значение силы Р₂для R = B/2; получим мощность для забегающей гусеницы

N₂  = 5 P₂v₂  = 5 x 0,38Gv₂  = 1,9 Gv₂

а для обеих гусениц

2N₂= N₀= 3,8Gv₂

Мощность внешних сопротивлений будет в этом случае

N₀= 3,8Gv₂

где v₂ — скорость забегающей гусеницы.

При равных скоростях эта мощность почти в  10 раз больше мощности, требую­щейся для прямолинейного движения.

• Назад
• Вперед