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[其它杂谈]世界科技全景百卷书 坦克的行动装置 [第217页] |
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世界科技全景百卷书: 坦克的行动装置
1.坦克行动装置的作用和特点 坦克的机动性不仅取决于坦克的动力、传动和操纵装置，因为这些装置只为坦克的运动提供了可能性。而如何实现坦克的运动，实现得好坏，都取决于坦克的行动装置。尤其是在一些特殊地面，如沙漠、沼泽、泥泞、水稻田及丘陵起伏地带更是如此。据统计，在越美战争期间，前苏联T-54、PT-76坦克在越南多雨水、多稻田的丘陵地区的行军平均行驶速度只有8公里/小时，而T-34坦克仅为3.5～4公里/小时，战斗时，运动就更困难。如T-34坦克参加一次战斗时，115公里路程花了8个夜晚。又一次T-54坦克连向某地区进攻时，5公里路花了三天才上去。其原因就是道路被严重破坏，坦克难以通过，并且行动装置极易损坏。现代主战坦克的动力、传动、操纵装置的发展水平，可能提高坦克的最大速度和平均行驶速度，但是坦克行动装置本身的可靠性和其产生的振动、噪音，都不能保证坦克乘员的舒适性和持久工作的耐力，从而限制了坦克机动性的提高。可见坦克的行动装置业已成为进一步提高坦克机动性的关键。 坦克的行动装置有些什么特点呢？坦克是战斗车辆，需要在无路或十分崎岖、十分艰难的地区奔驰，通过各种天然或人工障碍，要实现在十分狭窄的地段灵活转向，以机动灵活、出其不意地打击敌人。这都是借助坦克的两条封闭的履带。坦克的前进或后退，两条履带不断地向前或向后滚动，像是坦克“自带的道路”，不断地为坦克的运动铺好道路。由于坦克是靠履带行驶，所以它与汽车相比具有如下的特点： 坦克履带与地面的接触面积大。虽然现代主战坦克重达30～60吨，但它对地面的平均单位压力却只有0.7～0.90千克/厘米。汽车是靠轮胎，它与地面的接触面积小，所以汽车虽轻，但其单位压力反比坦克高。因而在特殊路面，如雪地、泥泞、水稻田、沼泽地行驶，坦克比汽车不易陷入，容易通行。 由于坦克履带与地面接触面积大，履带上又有凹凸不平的花纹，使得履带与地面有良好的附着力，因而也能产生更大的牵引力，使坦克能爬30°～35°的纵向坡，也能通过20°～25°的侧倾坡。 转向：大家知道，汽车是靠差速机构来实现的，内侧车轮的速度减少多少，外侧车轮的速度就增加多少，汽车几何中心保持转向前直线行驶的速度不变，即转向时的速度与直线行驶时相同。 坦克的转向与汽车的转向不同，坦克的转向是借助专门的转向机构来实现的。坦克转向有三种情况。第一种情况：如向右转，操纵在转向机，降低右侧履带速度，左侧履带速度与直线行驶速度相同。此时坦克的转向半径取决于低速履带速度降低多少。若降低得少，则转向半径大；若降低得多，则转向半径小。但坦克中心的速度比左侧高速履带的小，而比右侧低速履带的大。也就是说坦克转向时的速度比直线行驶时低。第二种情况：如向右转，操纵右转向机，使右侧履带速度为零，此时坦克将以右侧低速履带为中心向右转向，坦克的转向半径等于车宽。第三种情况：有些坦克采用的双功率流液压传动装置（美M2步兵战车已采用）能使坦克两条履带向相反方向，以相同的速度旋转。此时坦克可以其自身的几何中心为中心进行转向，其转向半径等于车宽的一半。另外，汽车转向时与直线行驶时所消耗的功率相同。而坦克转向时比直线行驶时消耗的功率要大很多，因而坦克转向时，驾驶员必须增大油门。 坦克能超越一定高度的垂直壁和较宽的壕沟，这是由于坦克履带是封闭的链条。 坦克前轮（大多是诱导轮，也有主动轮）中心的高度大于垂直壁的高度，坦克便能超越。另外，封闭的履带从前轮到最后轮的长度几乎与车体长度相同，只要壕沟的宽度小于履带最前部到坦克重心的距离，坦克便能过去。这个特性是汽车无法相比的。 2.坦克行动装置的基本组成和工作原理 坦克的行动装置是由履带推进装置和悬挂装置组成的。 履带推进装置包括主动轮、履带、诱导轮及履带调整器、负重轮及托带轮。其主要功用是支承坦克，是把发动机经过传动装置输出的扭矩变成推动坦克运动的牵引力；并使坦克具有良好的通过性。要求坦克的履带推进装置能使坦克在困难路面有良好的通行力，在工作极为恶劣的条件下具有足够的强度、耐磨性和防护性，而且重量要尽可能轻。 履带推进装置是如何产生牵引力来推动坦克前进的呢？由传动装置传给发动机的动力带动主动轮旋转，主动轮齿便向后拉紧贴于地面的下支履带。由于在坦克重量作用下，履带的凸出花纹嵌入土壤中，当主动轮向下拉下支履带时，接地履带便摩擦、挤压和切割土壤。根据牛顿的作用和反作用定律，履带给土壤作用力的同时，地面也给履带以大小相等、方向相反的作用力。地面的这个反作用力推动坦克运动，称之为坦克的牵引力。坦克牵引力是用来克服坦克行驶阻力的。如牵引力和行驶阻力相等，坦克作等速运动；牵引力大于行驶阻力，坦克加速行驶；牵引力小于行驶阻力，坦克减速行驶。 坦克行驶的道路是不同的，所以坦克在不同路面上产生的最大牵引力也不同。除发动机功率外，还决定于传动装置、路面状态、履带对地面的平均压力和履带结构。现在大多数坦克发动机提供的力量，都大于各种地面给坦克履带的反作用力，保证坦克在各种路面上都能得到最大牵引力，以使其通过性能好。 悬挂装置是由平衡肘支架、支撑座、平衡肘、扭力轴、减震器、缓冲器等组成的。一般是指将车体和负重轮连接起来的所有部件和零件的总称。 目前提高坦克的最大行驶速度和平均行驶速度受到悬挂性能的影响和限制。坦克在一定路面以一定速度行驶时，车体的颠簸和振动的大小取决于悬挂装置的结构和性能的好坏。当坦克以高速行驶时，如果悬挂性能差，就会将冲击传给坦克的车体，使年内乘员个易操作而且很快疲劳，并使坦克车体内安装的机构及行动装时的零件因超载荷而损坏。同时，车体的强烈振动，会影响坦克行进间的射击，使乘员观察困难并降低了工作能力。从而不得不降低车速，即使坦克装备了大功率的发动机，也不能充分利用发动机的功率以道路阻力所能允许的速度行驶，这样就大大地降低了坦克的机动性和其作战能力。因此要求坦克悬挂装置要保证坦克在各种路面上行驶平稳。保证坦克在恶劣条件下行驶时，应有足够的强度和缓冲能力，也就是说要可靠耐用。同时要求悬挂装置要体积小、重量轻，便于维修。 负重轮通过平衡肘和扭杆相连，而扭杆的另一端则固定于坦克车体另一侧。当负重轮受到地面冲击时，负重轮上升或下降，通过平衡肘使扭杆产生扭转变形并吸收冲击能量，不使坦克受到强烈撞击，从而可以保证乘员的正常工作和机件不致损坏。然而，扭杆的变形是有限度的，所以需用缓冲器来限位。扭杆是弹性元件，由于它的变形所吸收的能量还要放出来，这就使车体震动，这种震动可使乘员疲劳，观察困难，还会导致射击精度的下降。为使车体的震动迅速衰减，在左、右两边第一和最后一个负重轮处装有减震器，将坦克震动的能量变为热能，并且也起一定的缓冲作用，从而可以提高坦克行驶的平稳性。 除上述扭杆式悬挂装置外，有的坦克上已经采用液气悬挂。液气悬挂是利用密封容器内的高压气体来作为弹性元件的一种悬挂装置。其工作原理如下： 气室的浮动活塞右端由充气阀充入高压氮气，氮气的压力一般为150公 2斤/厘米 。浮动活塞的左端是油缸，它与主油缸的油腔相通，浮动活塞用来隔离油液与氮气。当坦克前进时，负重轮驶上凸起物，主活塞向上运动，油液受压缩经高压软管到气室，通过浮动活塞压缩氮气，使氮气压力增大，体积缩小，氮气吸收能量而起缓冲作用。当负重轮行驶过凸起物后，氮气体积膨胀，气压减小，放出能量，推动浮动活塞把油压回油缸，油液推动主活塞向下运动。如此往复运动，气室中的氮气时而吸收能量，时而放出能量，其作用相当于一个可变刚性的弹性元件。 改变主油的油量，就可改变负重轮的位置。如果分别改变坦克左、右边或前、后部或全部主油缸的油量，便可以改变坦克车体左、右倾斜或前、后俯仰或车底距地高，也就是说可调节或改变车辆的姿态。 液气悬挂不仅能够同时起到吸震和减震的作用，而且可以通过改变车辆姿态提高坦克的性能。具体来说，车体前后俯仰，可以增加火炮的高低射界；车体左、右倾斜，可以消除火炮安装耳轴倾斜对射击精度的影响。当然，通过车体左、右高度的调整，整车上、下高度的调整，可以改善坦克的通过性和防护能力。 近年来，美国和德国都在研制各种型式的主动式悬挂。德国马克公司在为豹Ⅲ坦克研制的VT1-1型双炮无炮塔坦克样车上已经安了主动式悬挂。所谓主动式悬挂，是指能进行动态调节的悬挂装置，即等于自适应控制悬挂。使用这种悬挂装置，能较大地提高行驶平稳性，提高行驶速度，改善乘坐舒适性，保持乘员持续战斗力，延长车内机件、设备的使用寿命，并能提高武器的命中概率。 主动式悬挂系统的简单工作原理如下： 在坦克车体前部安装一种探测器，用来探测车辙前面将要遇到的地形轮廊，并传递给计算机。计算机根据车速进行计算后发出指令，控制悬挂装置作动缸的阀门开度和开放时间。油泵不断地供油，使车轮根据地形轮廊的起伏主动升降，以避免车体受到扰动。 主动式悬挂的发展，意味着适应随机地形变化的车辆悬挂自适应控制技术已开始进入实用阶段，这是悬挂发展的新动向，会使坦克的机动性有较大的提高。 |
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