6.1.2. Составные части боевых военных гусеничных машин

Вне зависимости от типа конструкции в любой боевой машине можно выделить следующие основные части: артиллерий­ское оружие с СУО; корпус, силовая установка и трансмиссия; ходо­вая часть; электрооборудование и вспомогательное оборудование, которые объединены в трех отделениях: боевом, МТО и управле­ния К комплексу вооружения относятся, орудия с механизмами наведения, СУО, уравновешивающий механизм, прицельные при­способления, возимый боекомплект с механизмом заряжания, боеукладки и пулеметные установки.

Корпус представляет собой сварную конструкцию, на которой устанавливаются все части САУ и который воспринимает усилия, действующие на САУ при выстреле и на марше. В бронированной САУ корпус изготавливается из бронелистов толщиной 5...30 мм. Сварной корпус САУ состоит из двух лонжеронов коробчатой формы закрытого типа, связанных между собой в кормовой и носо­вой частях связями, а также днища. К днищу и лонжеронам прива­рены блоки подвесок. Блоки подвесок служат для установки ходо­вой части машины. В средней части машины лонжероны связаны между собой центральной коробчатой связью, в которой монтиру­ется верхний станок. Кормовая часть корпуса машины выполнена в виде отливки, в которой в специальных расточках устанавлива­ются бортовые редукторы трансмиссии машины.

В кормовой части машины на бортах смонтирован постамент, на котором устанавливается двигатель. Установка постамента дви­гателя на бортах обеспечивает большую стабильность положения двигателя в корпусе, чем установка его на днище, вследствие большой жесткости бортов машины, выполненных в виде лонже­ронов. Для обеспечения устойчивости листов лонжеронов в про­цессе эксплуатации в центральной их части введена обечайка, что обеспечивает высокую прочность и жесткость лонжеронов при работе их на кручение и изгиб.

Для изготовления корпусов применяется хорошо свариваемая листовая сталь. Для обеспечения устойчивости тонких стенок в кор­пусе подобного типа применяются наборы в виде жесткостей, со­стоящих из угольников и швеллеров, что приводит к неоправданному увеличению веса и трудоемкости

Для исключения этого недостатка в последнее время в конст­рукциях, где требование по пулестойкости не выполняется, начали применять легкие сплавы Применение алюминиево-магниевых сплавов, имеющих примерно в три раза меньший удельный вес по сравнению со сталью, позволяет соответственно увеличить толщи­ну листов и отказаться от применения дополнительных приварных жесткостей. Однако следует отметить, что корпуса, изготовлен­ные из алюминиево-магниевых сплавов, будут иметь значительно большую стоимость, чем изготовленные из стали. Корпус САУ делается герметичным для защиты экипажа от действия поражаю­щих факторов оружия массового поражения (ОМП) и для преодо­ления водных преград.

К силовым установкам относятся: двигатель, со всеми его сис­темами; главный фрикцион; коробки перемены передач, бортовые фрикционы и бортовая передача МТО САУ состоит из двигателя, системы его обслуживания, трансмиссии, обеспечивающей преоб­разование передаваемого от двигателя крутящего момента на гусе­ничный движитель, осуществляющий движение и поворот машины. В качестве двигателей для большинства отечественных военных машин применяются двигатели внутреннего сгорания - дизели, работающие на тяжелом топливе с самовоспламенением от сжатия смеси в цилиндрах двигателя, или газотурбинные установки.

Дизель как тепловая машина характеризуется следующими параметрами:

эффективной мощностью и крутящим моментом при опреде­ленных оборотах коленчатого вала и определенной подаче топлива;

экономичностью его работы, которая определяется удельным и секундным расходом топлива;

коэффициентом приспособляемости двигателя, определяющим степень изменения крутящего момента двигателя при его работе.

Для обеспечения высокого коэффициента использования мощ­ности двигателя при широком изменении внешних нагрузок необ­ходимо устанавливать за дизелем или газотурбинным (ГТД) специ­альные устройства - трансмиссии, позволяющие в значительных пределах изменять крутящий момент, передаваемый от двигателя к гусеничному движителю.

Для нормального функционирования дизеля и трансмиссии в машине необходимо иметь системы охлаждения дизеля и транс­миссии; очистки воздуха от пыли; питания топливом и маслом; запуска при температуре окружающей среды от +50 до -50 °С.

Система охлаждения дизеля и трансмиссии обеспечивает за­данный тепловой режим при их работе. Она состоит из насосов, осуществляющих прокачку воды через охлаждающие рубашки цилиндров двигателя и масла через наиболее напряженные тру­щиеся поверхности дизеля и трансмиссии, и пластинчатых масля­ных и водяных радиаторов, обладающих большой рассеивающей способностью тепла при продувании через них атмосферного воз­духа. Продувание воздуха через радиаторы осуществляют либо высоконапорные вентиляторы, либо инжекторные устройства, не имеющие движущихся частей. В качестве охлаждающей жидкости используют антифриз.

Для уменьшения износа подвижных частей дизеля требуется тонкая очистка воздуха с высокой производительностью, незави­симо от климатических условий. В качестве устройств, осуществ­ляющих очистку воздуха от пыли, применяются циклонные аппа­раты Степень пропуска пыли после прохождения через циклонный аппарат составляет 0,4 ..0,5%. Окончательная очистка воздуха осуществляется второй ступенью воздухоочистителя, выполненной в виде проволочных кассет, пропитанных маслом. В целях созда­ния благоприятных условий для работы воздухоочистителей целе­сообразно располагать их в местах с наименьшей запыленностью воздуха и наиболее близко от двигателя.

В качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания исполь­зуется дизельное топливо марок ДЛ, ДЗ, ДА. Топливо и масло раз­мещается в специальных баках и подаются в двигатель и трансмис­сию с помощью насосов. Для облегчения запуска двигателя при минусовых температурах, применяется система обогрева двигателя и трансмиссии путем пропускания подогретой жидкости через места, создающие дополнительное трение.

Двигатели внутреннего сгорания могут изменять величину кру­тящего момента до 30 %. Кроме того, диапазон рабочих оборотов двигателей может изменяться не более чем в два раза, скорость движения гусеничной машины должна меняться от 3 до 70 км/ч. Таким образом, возникает необходимость создания специальных планетарных редукторов, называемых трансмиссией. Примене­ние трансмиссий позволяет в широких диапазонах изменять тягу машины, скорость ее движения, а также осуществлять ее поворот и торможение. В гусеничных машинах нашли применение гидро­механические трансмиссии вследствие их простоты и надежности в эксплуатации. В настоящее время нашли применение гидрообъем­ные и электромеханические трансмиссии, позволяющие плавно в ши­роком диапазоне изменять скорость движения машины.

Помимо обеспечения прямолинейного движения, трансмиссия гусеничной машины должна иметь механизмы, позволяющие осу­ществлять ее поворот. Поворот гусеничных машин достигается с помощью изменения скорости движения гусеничных лент путем создания поворачивающего момента, создаваемого силами тяги на отстающей и забегающей гусеницах.

Эти функции в трансмиссии гусеничных машин выполняет специальный механизм поворота, предназначенный для изменения скорости и силы тяги на отстающей и забегающей гусеницах.

К ходовой части гусеничной САУ относятся гусеницы, ведущие (звездочки) и ведомые (ленивцы) колеса с натяжным устройством, опорные и поддерживающие катки, а также подвеска (рессоры с амортизаторами и механизмами выключения рессор и амортиза­торов при стрельбе).

Подвеска машины состоит из упругих элементов-торсионов, обеспечивающих высокую комфортабельность движения, и гид­равлических амортизаторов, позволяющих быстро гасить колебания корпуса машины в процессе ее движения.

Ходовые части машины должны удовлетворять следующим ос­новным требованиям: высокая средняя скорость движения машины, малая утомляемость экипажа, высокая проходимость, стабильность работы, удобство обслуживания и ремонта.

Проходимость гусеничных машин оценивается по ее способно­сти движения в тяжелых дорожных условиях (мягкий грунт, снеж­ный покров, подъемы, спуски и косогоры).

Основной характеристикой, позволяющей оценивать проходи­мость гусеничной машины, является среднее давление на грунт:

(6.1)

где М - масса машины;

L - длина опорной поверхности гусеницы;

h - ширина гусеницы.

Опытом установлено, что проходимость машины начинает за­метно ухудшаться, когда среднее удельное давление на грунт дос­тигает значения 80000 Н/м», поэтому оно не должно превышать этой величины.

Существенное влияние на проходимость машины оказывают конструктивные параметры отдельных узлов ее ходовой части. При неправильно выбранных размерах между опорными катками, вслед­ствие прогиба гусениц, резко возрастают контактные напряжения, действующие на грунт со стороны гусениц в месте ее соприкосно­вения с катком.

Установлено, что более широкая гусеница менее повреждает грунт в плоскости, поперечной движению машины, что приводит к заметному повышению ее проходимости, особенно при движении по слабым грунтам.

Стабильность работы гусеничного движителя обеспечивается повышением износостойкости шарниров траков или применением резинометаллических шарниров.

Современные подвески гусеничных машин должны иметь вы­сокую плавность хода, отсутствие пробоев подвески при движении по пересеченной местности и тряски при движении по мелким не­ровностям, быстрое гашение угловых колебаний машины.

Показатели плавности хода оцениваются величиной суммарной перегрузки, действующей на экипаж, и частотой ее воздействия.

В общем случае ускорения, действующие на экипаж в процессе движения машины, могут быть определены из следующей зависимости:

(6.2)

где максимальное ускорение линейных колебаний центра

тяжести машины;

Ф - максимальное значение ускорения угловых продоль­ных колебаний машины;

l - расстояние от центра тяжести (упругости) машины до сидений, на которых размещен экипаж.

Величина периода собственных угловых колебаний корпуса машины определяется выражением:

(6.3)

где J_y - осевой момент инерции корпуса;

— угловая жесткость подвески;

С_к - модуль жесткости подвески.

Опытом установлено, что при движении с большими скоростя­ми по мелким неровностям машины, имеющие подвеску с перио­дом менее 0,5 с (жесткая подвеска), вследствие тряски вызывают сильную утомляемость экипажа. При очень мягкой подвеске, с пе­риодом колебаний больше 1,8 с, у экипажа наблюдаются признаки морской болезни.

Линейные ускорения до lg легко переносятся и не утомляют экипаж в течение длительного времени. Периодическое возникно­вение перегрузок, достигающих значение 4g, также легко перено­сятся экипажем. При перегрузках, достигающих 10g, у экипажа на­блюдаются травмы. Высокие эксплуатационные показатели плавно­сти хода в современных машинах достигаются путем применения упругой подвески и гидропневматических амортизаторов.

В современных гусеничных машинах наибольшее распростра­нение получили индивидуальные торсионные подвески вследствие их простоты, технологичности изготовления, высокого коэффициента использования занимаемого объема, малой уязвимости в процессе боевой эксплуатации. Монтаж и демонтаж этих подвесок прост и вы­полняется силами экипажа в короткое время. Упругие элементы в виде винтовых пружин в современных гусеничных и колесных машинах применяются редко вследствие большого объема, который необхо­димо отводить для их размещения.

В последние годы в гусеничных машинах применяются пнев­матические и гидропневматические подвески, обладающие рядом преимуществ, в том числе и возможностью создания переменного клиренса или опускания машины днищем на грунт. Эти подвески позволяют объединить в едином блоке демпфирующие элементы, гасящие колебания машины, без применения амортизаторов. Однако этот тип подвески более сложен в производстве.

Существенную роль в гашении колебания машины при ее дви­жении играют гидравлические амортизаторы, работающие на прин­ципе превращения кинетической энергии колебательного движения машины в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Характеристики гидравлических амортизаторов рас­считываются из условия, обеспечивающего быстрое поглощение энергии при прямом ходе катка и исключающего раскачивание машины при его обратном ходе. Обычно гидравлические амортиза­торы устанавливаются на крайних балансирах катков.

Ведущие колеса - звездочки работают в очень тяжелых усло­виях - в абразивной среде и подвергаются сильному износу. Для увеличения срока службы ведущих колес поверхности зубьев наплавляются твердыми сплавами, а сами венцы делаются съемными. Гусеницы с резинометаллическим шарниром, нашедшие широкое распространение в современных боевых машинах, имеют ряд су­щественных преимуществ перед обычными металлическими. Они обеспечивают больший срок службы и больший коэффициент по­лезного действия при перематывании гусеничной ленты вследствие замены в шарнирах гусеницы сухого трения скольжения металла по металлу трением внутри резинового шарнира. При работе рези­новые втулки, запрессованные в проушины трака, подвергаются скручиванию и сжатию. Чем меньше углы закручивания, тем больше срок ее службы. Недостатком гусениц с резинометаллическим шарниром является значительно большее время, необходимое для их замены.

Опорный каток имеет упругую резиновую шину. Толщина ре­зинового массива шины катка и его диаметр выбираются из усло­вия обеспечения прочности и температурных режимов работы ре­зины. Наряду с ошинованными катками в гусеничных машинах применяются опорные катки с внутренней амортизацией, а также цельнометаллические. Использование катков с цельнометалличе­ским ободом ухудшает условия работы подшипников и гусениц. Катки этого типа применяются в тех случаях, когда использование катков с наружным резиновым ободом становится нецелесообраз­ным по весовым и конструктивным соображениям.

Направляющее колесо обеспечивает направление и натяжение гусеницы при движении машины. Натяжение гусеницы осуществ­ляет червяк и червячное колесо путем поворота кривошипа, на ко­тором на подшипниках эксцентрично посажено направляющее колесо.

Электрооборудование состоит из источников электроэнергии и потребителей. Источниками энергии САУ служат генераторы, работающие от маршевого двигателя, и аккумуляторные батареи. Основными потребителями электроэнергии являются маршевый двигатель, освещение, светосигнализация, средства связи, электри­ческие и гидравлические привода, механизмы наведения и другое специальное оборудование.