|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПОДРЕССОРИВАНИЯ ТАНКА А.В. Глинчиков, П.К. Марецкий, С.В. Рождественский, А.В. Доброхотов (ОАО «ВНИИТрансмаш», ОАО «УКБТМ») Актуальные проблемы защитыи безопасности. Труды XIV Всероссийской научно-практической конференции. Том 3 Санкт-Петербург. 2011
В настоящее время в наиболее передовых танкопроизводящих странах стоят на вооружении танки третьего послевоенного поколения, имеющие различные типы систем подрессоривания. Так, во Франции и Великобритании были созданы соответственно танки «Леклерк» и «Челленджер» с гидропневматической подвеской (ГПП), а в США и ФРГ на танках М-1 «Абрамс» и «Леопард-2» применены торсионные подвески с различного типа амортизаторами. В отечественном танкостроении традиционно основное внимание уделялось совершенствованию торсионных подвесок, наилучшим образом отвечающих, по мнению разработчиков, требованиям компоновки ходовой части и танка в целом. К тому же проведенными в большом объеме исследованиями по созданию и отработке ГПП на примере серийных машин (БМД-1, БМД-3, «Тунгуска»), а также ходовых макетов и опытных образцов было выявлено, что ГПП в качестве танковой подвески практически не дает существенных преимуществ машине, усложняет систему подрессоривания, снижает ее надежность и значительно повышает стоимость изготовления ВГМ. Ходовая часть танка Т-72 создавалась ОАО «УКБТМ» путем эволюционного совершенствования деталей, узлов и сборочных единиц ходовых частей семейства танков Т-54...Т-62 с учетом преемственности и технологических возможностей существующего производственного оборудования ОАО «Уралвагонзавод». Ходовая часть танка Т-80 с новой подвеской и мощным телескопическим амортизатором была разработана ОАО «Спецмаш» под технологические возможности вновь созданной производственной базы. На
рис. 1 представлены обобщенные результаты войсковых испытаний этих танков,
проведенных в период 70-80 гг. имеющих также различные моторно-трансмиссионные
установки, но показавших практически одинаковые средние скорости во всех
наиболее вероятных условиях движения в различных тактических ситуациях. Из
рисунка видно, что танки с поршневыми двигателями (Т-72) и танки с газотурбинным
двигателем (Т-80) двигаются в маршевом режиме по сухим грунтовым дорогам (СГД)
со скоростями 45..
Рис. 1. Зависимость километрового расхода топлива и средних скоростей движения по различным трассам: 1 - бетонная; 2 - зимняя полевая в Забайкалье; 3 - СГД; 4 - маршевая в Европейской части СССР; 5 - маршевая на Дальнем Востоке; 6 - учебная на Дальнем Востоке (упражнение 5); 7 - горная маршевая; 8 - ротнотактических учений; 9 - стрельбовая. Заштрихованная область соответствует сухим грунтовым дорогам (СГД). Кривая I - соответствует поршневым двигателям. Значения, имеющие знак ', принадлежат 4-х тактному дизелю, без знака '- 2-х тактному дизелю. Кривая II - соответствует газотурбинному двигателю
Это говорит о том, что существующие ходовые части,
основанные на различных конструктивных подходах к обеспечению требуемых
параметров плавности хода и средних скоростей движения танков по различным
грунтовым дорогам, обеспечив движение в транспортном режиме со скоростями
В советское время проектные и инженерно-исследовательские организации помимо поддержания в течение жизненного цикла на требуемом уровне параметров и характеристик серийных танков осуществляли также и работы по поиску путей дальнейшего совершенствования ходовой части. Так, предприятия ОАО «УКБТМ» и ОАО «Спецмаш» совместно с ОАО «ВНИИТрансмаш» спроектировали, изготовили и испытали ходовые макеты танков массой 45 и 46 тонн (соответственно макет № 1 и макет № 2). Макет
№ 1 был создан на базе сборочных единиц и деталей изделия 172-3М. За счет
использования балансира радиусом
Макет
№ 2 отличался от серийного танка Т-80 тем, что на 2...5 подвесках были установлены
торсионные валы диаметрами
ОАО
«УКБТМ» также разработало ходовой макет № 3 с семиопорной ходовой частью, в
которой за счет применения балансира радиусом
Основные параметры систем подрессоривания современных танков с торсионной подвеской и вышеназванных макетов приведены в таблице. На рис. 2 и 3 приведены гистограммы распределения жесткостей подвесок, а также статических и динамических ходов опорных катков в зависимости от их расположения вдоль борта машины. Таблица Параметры системы подрессоривания современного танка
Рис. 2. Гистограмма распределения жесткостей подвесок вдоль борта макетов при статическом положении опорных катков
номер опорного катка
Рис. 3. Гистограмма
распределения динамических и статических ходов опорных катков в зависимости от
расположения опорных катков вдоль борта машины: 1* - статический ход подвески
3* - статический ход
Испытания
макетов 1 и 3, имеющих практически одинаковые величины статических и
динамических ходов опорных катков, но жесткость подвесок которых отличалась
почти в 1,5 раза, показали, что машины уверенно преодолевают стандартные
неровности высотой
Эти испытания также показали, что дальнейшее использование этого, применявшегося в течение последних 50 лет традиционного способа совершенствования системы подрессоривания путем повышения напряжений в торсионе с одновременным увеличением радиуса балансира, позволяющего существенно увеличить полные хода подвесок, но приводящего как к увеличению высоты гусеничного обвода, так и длины корпуса машины, весьма проблематично [1]. В связи с этим, на макете № 2 был проверен способ совершенствования системы подрессоривания за счет изменения жесткости подвесок вдоль борта машины при одновременном увеличении статических ходов средних подвесок, с применением торсионов с увеличенными рабочими напряжениями. Сравнительные
испытания макета № 2 и серийного танка Т-80 показали, что при одной и той же
ходовой части только за счет рационального распределения жесткостей подвесок
вдоль борта машины и увеличения статических ходов средних подвесок можно
существенно улучшить характеристики плавности хода танка. Так, при уменьшении в
5 раз жесткости с одновременным увеличением статических ходов в 4,5 раза
средних подвесок по отношению к крайним, макет уверенно преодолел
На
этом же макете были проведены испытания по оценке влияния дополнительных
амортизаторов трения на средние скорости движения и плавность хода машины, для
чего подшипниковые узлы балансиров средних подвесок были выполнены в виде
втулочных фрикционных амортизаторов. Такое мероприятие обеспечило машине
уверенное прохождение
На рис. 4 представлены скоростные характеристики танков Т-80 с серийной подвеской и двумя эксперементальными системами подрессоривания. Обозначим термином «дифференцированная жесткость подвесок» такое конструктивное исполнение системы подрессоривания танка, при котором средние по отношению к крайним подвески имеют существенно отличные значения статических ходов опорных катков и статическую жесткость. Как видно из рисунка, система подрессоривания с дифференцированной по борту машины жесткостью подвесок и дополнительным демпфированием в виде втулочных фрикционных амортизаторов позволяет увеличить скорость движения танка до 20%. Однако, напрямую использовать вышеназванные мероприятия непосредственно для модернизации системы подрессоривания танка Т-80 не представляется возможным вследствие возникающих при существующей схеме ходовой части соударений между собой 3, 4 и 5 опорных катков, а так же необходимости отработки фрикционных элементов. Однако повышение скоростных возможностей в маршевых режимах не обеспечили танку требуемых скоростей движения на стрельбовых трассах. Это объясняется тем, что принятые критерии плавности хода оценивают качество подрессоривания только степенью влияния на показатели подвижности и не отражают его с точки зрения обеспечения условий для эффективной стрельбы с ходу.
Рис. 4. Зависимость скорости движения танка Т-80 с различными системами подрессоривания от статистического параметрами неровностей: 1 - система подрессоривания с дифференцированной жесткостью; 2 - система подрессоривания с дифференцированной жесткостью и втулочными фрикционными амортизаторами; 3 - серийная система подрессоривания
Это потребовало разработки нового подхода к проектированию системы подрессоривания танка и создания новых оценочных показателей и критериев качества подрессоривания. В обеспечение чего в ОАО «ВНИИТМ» на базе макета № 1 была создана и всесторонне испытана активная система подрессоривания. В ходе этой работы были сформулированы единые для транспортного и боевого режимов танка критерии и показатели системы подрессоривания [2]. Они состоят в следующем: ходовая часть танка в дополнение к требованиям к отраслевому стандарту должна обеспечивать уровень вертикальных низкочастотных ускорений на месте наводчика не более 4 м/с2. При этом система подрессоривания не должна накладывать ограничения на работу комплекса стабилизатора танкового вооружения по максимальной угловой скорости, отрабатываемой исполнительным приводом, и стабилизированное положение пушки при движении танка. Разработанный подход позволяет выполнить синтез системы подрессоривания танка в обеспечение требуемых критериев. Методология синтеза системы подрессоривания включает: · формирование расчетных моделей грунтовых дорог и трасс с различными характеристиками микропрофиля; · выбор характеристик стационарной системы подрессоривания, позволяющих обеспечить отсутствие ограничений по плавности хода; · разработку технических решений в обеспечение синтеза стационарного и активно управляемого подрессоривания; выбор характеристик исполнительных элементов системы и законов активного управления, обеспечивающих требуемую плавность хода в боевом режиме. Проведенные по этой методике результаты расчетов для танка весом 46 тонн, подтвержденные ходовыми испытаниями, приведены на рис. 5. Из приведенных зависимостей следует, что в диапазоне интенсивности дорожного воздействия, соответствующем представительным трассам стрельбы, синтез активного и стационарного подрессоривания обеспечивает практически равные скоростные возможности танка в боевом и транспортном режимах. Это свидетельствует о том, что качество подрессоривания не ограничивает скоростные возможности танка по условиям обеспечения стабилизированного положения пушки при стрельбе с ходу.
Рис. 5. Максимально возможные по плавности хода скорости движения танка: 1, 2 - в транспортном и боевом режиме соответственно; 3, 4 - в боевом режиме с учетом перегрузок на месте наводчика при расположении наводчика в центре тяжести и впереди рядом с водителем соответственно
Сравнение полученных зависимостей показывает, что отсутствие ограничений по плавности хода в боевом режиме позволяет в 2...3 раза повысить максимально возможные скорости танка при стрельбе с ходу. Проведенные испытания показали, что торсионная система подрессоривания, в которой гидравлический агрегат совмещает в себе функции амортизатора и моментного гидроцилиндра, являющегося исполнительным механизмом активной системы управления подвесками, может быть рекомендована для перспективного танка, ведущего бой на скоростях 30...35 км/ч, и тем самым опровергают сомнения некоторых авторов в том, что танки имеют будущее [3].
Выводы На сегодняшний день актуальными направлениями развития системы подрессоривания танка являются отработка и внедрение конструктивных решений, позволяющих обеспечить в принятом облике ходовой части танка требуемые скорости в транспортном режиме, и разработка технических решений, позволяющих ограничить в заданных пределах колебания корпуса с целью повышения скоростных возможностей танка в боевом режиме и эффективности стрельбы с ходу. Это может быть достигнуто за счет синтеза стационарного и активно управляемого подрессоривания.
Литература 1. А.В. Балахонцев, А.В. Глинчиков, Ю.А. Перевозчиков, С.В. Рождественский. «Анализ ограничивающих факторов при модернизации ходовой части основного танка». РАРАН. Актуальные проблемы защиты и безопастности: Труды одиннадцатой Всероссийской научнопрактической конференции. Бронетанковая техника и вооружение. НПО Специальные материалы. - СПб. 2008. Т. 3. - С. 178-182. 2. П.К. Марецкий, В.М. Попов, С.В. Рождественский. «Оценка качества подрессоривания танка в транспортном и боевом режимах». РАРАН Актуальные проблемы защиты и безопасности: Труды одиннадцатой Всероссийской научно-технической конференции. Бронетанковая техника и вооружение. НПО Специальных материалов. - СПб. 2008. Т. 3. - С. 231-236. 3. Лосик О., Брилев О. «Имеют ли танки будущее». Техника и вооружение. № 12. 2005. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|