Неизвестный танк часть 4 - 2

СИЛА ТЯГИ  И  СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ


СИЛА ТЯГИ

Чтобы заставить танк катиться по гусеницам, к нему надо прило­жить силу. Эту силу создает двигатель, вращая посредством передаточ­ных механизмов ведущие колеса танка. Зубья ведущих колес, зацепляясь за гусеницы, стремятся выдернуть их из-под опорных катков танка. Однако гусеницы прижаты к земле весом танка, а их выступы, называе­мые грунтозацепами или шпорами, углублены в грунт и упираются в него. Если перекатить танк по гусеницам легче, чем выдернуть гусе­ницы из-под опорных катков, то ведущие колеса, отталкиваясь от непо­движно лежащих на грунте гусениц, будут толкать танк вперед.

На рис, 392 сила, толкающая танк, показана пунктиром, так как она является силой взаимодействия между двумя частями танка (корпу­сом и гусеницей), т. е, внутренней силой.

Рис. 392. Силы, действующие на танк при движении егопо горизонтальному пути

Но движение тела может быть обеспечено лишь внешней силой, т. е. силой взаимодействия тела с внеш­ней средой, в нашем случае танка с грунтом.

Чтобы танк двигался, нужны два условия: вращение ведущих колес, стремящихся-вытащить гусеницы из-под опорных катков, и достаточный упор гусениц в грунт. Силу, с которой грунт удерживает нижние ветви гусениц, назовем силой тяги. Она направлена в сторону движения танка, и ее приближенно можно считать равной силе, толкающей танк вперед по гусеницам.

СОПРОТИВЛЕНИЕ КАЧЕНИЮ

Движущийся танк всегда оставляет след, особенно заметный на мягком грунте. Погружаясь в грунт, гусеницы разрушают его, прессуют,. выдавливают в стороны, срезают неровности. Вследствие этого со стороны грунта на гусеницы действует сила, направленная против движения танка. Эту силу назовем силой сопротивления качению.

При движении по твердому грунту след менее заметен или почти не заметен. В этом случае меньше и сопротивление качению. Но оно существует, так как любой грунт сопротивляется воздействию гусениц движущегося танка.

Сила сопротивления качению различна на разных грунтах и даже на одном и том же грунте для разных танков. Она зависит от веса танка и от устройства его гусениц. Чем сильнее гусеницы прижаты к грунту, тем глубже они в него погружаются и тем больше сопротивление грунта. Если грунт мягкий, а сила, прижимающая гусеницы, велика, сопротив­ление качению увеличивается особенно значительно.

УДЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Глубина погружения гусениц в грунт зависит от силы, прижимаю­щей гусеницы к грунту. Но одна и та же сила, действуя на гусеницы, неодинаковые по площади, вызывает разное погружение их в грунт.

Для пешехода и лыжника одинакового веса трудность движения по снегу одинаковой глубины различна. Это легко объяснимо. Вес пешехода приходится на небольшую площадь ступней его ног, в то время как вес лыжника распределяется на значительно большую площадь лыж. Если выделить на грунте площадку в 1 квадратный сантиметр (1 см²), то ока­жется, что лыжник давит на эту площадку с силой, примерно в 15 раз меньшей, чем пешеход. Вот почему лыжник легко движется по глубо­кому снегу, тогда как пешеходу идти по такому снегу трудно или невоз­можно.

Следовательно, сопротивление качению зависит не только от веса танка, но и от площади гусениц, на которую приходится этот вес. Вес танка, приходящийся на 1 см² опорной поверхности гусениц, называется удельным   давлением.

Одно из основных преимуществ гусеничной машины по сравнению с колесной — значительно меньшее удельное давление. Опорная поверх­ность колес автомобиля меньше опорной поверхности гусениц танка. Из-за большого удельного давления колеса автомобиля при движении по мягкому грунту вязнут. Ввиду этого сопротивление качению автомо­биля может оказаться столь значительным, что автомобиль не сможет двигаться.

Удельное давление определяют, разделив вес танка на площадь опорной поверхности гусениц, т. е. на площадь той части обеих гусениц, которая лежит на грунте. Если обозначить вес танка через Gв кг, длину опорной поверхности гусеницы — через Lв см, а ширину гусеницы —че­рез bв см, то удельное давление gвыразится формулой

g = G : 2bL

Так, если G=25 т =25 000 кг, L= 250 см, а b= 50 см, то

g = 25000 : 2 x 250 x 50 = 1 кг/см²

Удельное давление, определенное таким способом, называется сред­ним удельным давлением. Подсчитывая его, предполагают, что вес танка равномерно распределяется по всей длине опорной поверх­ности гусениц. На самом деле это не так. Звено гусеницы, находящееся под катком, прижато к земле с большей силой, чем звенья, лежащие между катками; на твердом грунте звенья, лежащие между катками, вообще не передают давление на грунт (рис. 393, А).

Рис. 393.   Удельное давле­ние зависит от твердости грунта, числа и расположения опорных катков

При погружении гусениц в мягкий грунт давление распределяется по всей длине опорной поверхности гусениц более равномерно, так как часть нагрузки пере­дается на грунт свободными звеньями (рис. 393, Б). Но и в этом случае давление не выравнивается полностью: звенья, лежащие между катками, остаются менее нагруженными, чем звенья, находящиеся под катками. Чем больше катков и чем ближе они расположены один к другому, тем меньше разница между действительным и средним удельным давле­ниями (рис. 393,В). Чтобы выравнять, насколько это возможно, удель­ное давление, катки иногда располагали в шахматном порядке в два и три ряда  (рис. 393, Г).                    .

Удельное давление зависит также от формы звена. Если звено плоское (рис. 394, А), то оно передает давление на грунт всей площадью.

Рис. 394. Формы гусеничных звеньев; А — плоское звено; Б — ажурное звено      

Звено со шпорами опирается на твердый грунт только шпорами. Вырезы в ажурном звене (рис. 394, Б) приводят к увеличению удельного дав­ления.

Удельное давление зависит еще и от положения центра тяжести танка. Так, если центр тяжести находится не посередине танка, а, ска­жем, смещен назад, то на задние катки бу­дет приходиться большая нагрузка и давление под задними катками будет больше; поэтому наибольшее действительное удель­ное давление будет значительно превосхо­дить среднее; у двух танков с одинаковым средним давлением может быть различное действительное удельное давление.

Действительное и среднее удельные да­вления оказывают значительное влияние на сопротивление качению танка и на его про­ходимость. Чем больше удельное давление, тем больше сопро­тивление качению и ниже про­ходимость танка на рыхлых грунтах.

Обычно при сравнении танков по проходимости пользуются сред­ним (а не действительным) удельным давлением. Это объясняется, во-первых, тем, что среднее удельное давление проще подсчитать, чем дей­ствительное удельное давление, и, во-вторых, тем, что на мягких грунтах при погружении гусениц в грунт действительное удельное давление приближается к среднему, так как участки гусениц между катками также передают давление на грунт.

На рис. 395 приведены значения среднего удельного давления для различных случаев.

Рис. 395. Средние удельные давления для различных случаев (в кг/см²)

Из этого рисунка следует, что удельное давление-танка значительно ниже удельного давления колесных машин и прибли­жается к удельному давлению пешехода. Оно в 20 раз выше удельного давления лыжника и почти в 3 раза ниже удельного давления лошади со всадником.

• Назад
• Вперед