От Чобиток Василий Ответить на сообщение
К Alex Lee Ответить по почте
Дата 21.12.2012 20:19:07 Найти в дереве
Рубрики WWII; Танки; Загадки; Версия для печати

Нет. Очень длинный ответ

Введение (многабукаф, можно пропустить до следующего заголовка)

Далее мной будет рассмотрен вопрос обусловлено ли переднее размещение ведущих колес некоторых боевых машин резким снижением вероятности спадания гусеничной ленты. Здесь, во введении, я очерчю проблему и приведу некоторые собственные рассуждения.

Данный пост появился в результате очередного (заранее извиняюсь, но это вроде бы стандартный вифовский термин) "танкосрача", участником которого мне недавно пришлось стать и который из танко- по воле моего оппонента превратился во второе.

Алексей ссылку уже дал, повторяться не буду, только приведу некоторые ключевые цитаты, которые позволяют очертить предмет обсуждения.

Читатель ЖЖ 13thdeus задал вопрос yuripasholok для передачи его Дойлу:
>Вопрос второй: почему в классической немецкой схеме танкостроения предусмотрено переднее расположения трансмиссии? Проходимость? Защита экипажа модулем (как в танках "Меркава")?

Сам вопрос не совсем однозначен, т.к. говорится о "немецкой схеме танкостроения". Здесь можно читать и как "в немецком танкостроении", т.е. применительно к Германии 30-40 гг., и как "немецкая схема компоновки". Но, учитывая контекст и дальнейшее упоминание Меркавы, имелась ввиду именно компоновка с передним размещением трансмиссии и, как следствие, - ведущего колеса (ВК). Опять же, чтобы не оставлять недоговоренности и повода для пляски вокруг них как вокруг ошибок, уточним: "классическая немецкая компоновки" - неофициальный термин, обозначающий танк с задним размещением двигателя и передним трансмиссии. Меркава не относится к этой компоновке, но имеет общее с ней размещение трансмиссии и ведущих колес.

Итак, переформулировав, вопрос имеет общий характер: какие преимущества дает компоновка с передним размещением трансмиссии? Собственно тот вопрос, который у нас на форуме периодически рассматривался уже больше десятка лет.

На этот вопрос дал ответ yuripasholok:
>Это не только в немецкой, но и во многих других школах.
>Расположение ведущих катков спереди обусловлено резким снижением вероятности спадания гусеничной ленты. Платой за это является перенос трансмиссии вперед со всеми вытекающими последствиями.

По первому предложению видно, что заданный вопрос мы с ним понимаем одинаково - как общий, а не касающийся именно немецкого танкостроения ("Это не только в немецкой, но и во многих других школах").

Далее следует утверждение: "Расположение ведущих катков спереди обусловлено резким снижением вероятности спадания гусеничной ленты." Это обобщающее суждение (а "чтобы сделать верное обобщающее суждение нужно очень много понимать" подсказывает Гугль первой же ссылкой).

Как обобщающее, это суждение претендует быть истинным для гусеничных движителей с передним размещением ВК вообще, а не только немецких машин 30-40-х, не так ли?

Далее в обсуждении Юрий так же добавил утверждение, что с передним размещением ВК ниже износ гусениц. Но оно настолько очевидно неверное, что не требует отдельного рассмотрения (тут даже не требуется профильное образование, достаточно понимания курса школьной физики, а без понимания - открыть и почитать любой из учебников по конструкции и расчету танков).

Поскольку на момент прочтения этого ответа я очевидно помнил, что у нас БМП (переднее расположение ВК) славились как самые "разувающиеся" машины, то данное обобщение показалось странным.

В связи с чем появился мой комментарий:
>> Расположение ведущих катков спереди обусловлено резким снижением вероятности спадания гусеничной ленты.
>Юра, подобные странные утверждения следует подкреплять ссылками на авторитетные источники.
>Городить огород только ради снижения вероятности сброса гусеницы, при всем уважении, извини, отборный бред.

Первое мое утверждение вполне закономерно - оригинальные (нестандартные) утверждения, а это утверждение на взгляд человека с профильным образованием относится к таковым, требуют хоть какой-то доказательной базы.

По второму утверждению хочется сделать ремарку. К чему оно относится и направлено ли на личность оппонента? Если читать буквально, верно и без эмоций, то это: "городить огород [переносить трансмиссию вперед] только ради снижения вероятности сброса гусеницы - бред". Т.е., иными словами, если немецкие конструкторы вплоть до середины 40-х гг. и в самом деле разрабытывали танки с передним расположением трансмиссии только ради борьбы со спаданием гусеницы... это с моей точки зрения бред, более того - маразм, маразм немецких конструкторов (повторяю: если это действительно так). Но я, почему-то, не верю в этот маразм - не хочется считать, что все эти годы мы слишком хорошо думали о немецкой школе танкостроения, а оно вот как оказывается "на самом деле"...

Оппонент мой комментарий принял на свой личный счет. А его сочетание с последующей моей ссылкой на статью о компоновке (я искренне так и не понял, в чем криминал - на ВИФе вот уже 13 лет ссылки на статьи, размещенные на Броне-сайте, ни разу не вызывали бурлений - копья ломались только вокруг содержания статей) вызвал, говоря предельно корректно, неадекватную реакцию - обсуждение по предмету оказалось невозможным.

Ну, отношения и эмоциональная сторона вопроса не интересны, но обрисовать контекст я посчитал необходимым. Далее хочется обратиться к фактам и остановиться на самом предмете.

О подходах к рассмотрению проблемы

На ВИФе вопрос переднего расположения ВК поднимался не раз. Очень многие этот вопрос понимают правильно: проблемы компоновки ходовой части имеют частный характер в сравнении с проблемой общей компоновки танка, определяющей не только его "лицо", но и вообще удачность или неудачность конкретной конструкции. Так, если по общей компоновке решено "трансмиссия в носу", то и ВК будут впереди, решено "в кормовой части" - ВК будут сзади. У каждого типа ходовой части есть свои преимущества и недостатки, но они имеют десятое значение в сравнении проблемами общей компоновки. И только когда "по общей компоновке нам все-равно", тогда можно рассматривать какая "ходовая" лучше для сферического танка в вакууме.

Вот пример типичного обсуждения:
http://vif2ne.ru/nvk/forum/14/archive/861/861387.htm

То же самое я говорил и тогда: "с точки зрения работы движителя предпочтения есть, но эти предпочтения вторичны и вступают в силу исключительно после принятия решения по общей компоновке. На первый план они могут выйти только в том случае, когда есть два равноценных решения, одно из которых с трансмиссией впереди, другое - сзади."

Формулируем задачу

Достаточным было бы рассмотреть
Вопрос № 1 - Обусловлено ли расположение ведущих катков спереди резким снижением вероятности спадания гусеничной ленты?

Но это не спортивно - слишком просто и очевидно, да и не особо интересно, поэтому я вижу смысл сузить проблему и рассмотреть также более конкретный
Вопрос № 2 - Является ли вероятность спадания гусеницы реальной (основной) причиной использования переднего привода на немецких танках 1930-40-х?

Анализ известных фактов

Спасибо ув. Skvortsov за ссылку на источники, где указано на сбрасывание гусениц при разработке немцами "тракторов". Попробую выделить из них несколько имеющих значение фактов.

Факт № 1 Наиболее существенный.

Л-трактора изначально имели общую компоновку с передним расположением двигателя. Т.е. фактически заднеприводные варианты имели "классическую немецкую компоновку наоборот".

Если объем позволяет (а он, судя по результатам, позволял), то установить трансмиссию рядом с двигателем вполне логично, т.е. перенести трансмиссию вперед - получаем "первобытную Меркаву".

Лично я для этой машины сделал бы точно так же именно исходя из принципов общей компоновки, а не решая проблему сброса гусеницы. Опять же, если решать проблему именно сброса гусениц, то тут мы и получаем тот самый редкий случай "два равноценных решения" - если с точки зрения компоновки не имеет значения, где трансмиссия - см. на проблему с точки зрения как лучше для движителя.

И конкретно для "трактора" с передним двигателем решение о размещении ВК не имело особой зависимости от общей компоновки (трансмиссия легких танков имеет незначительный объем и вполне без особого ущерба может быть совмещена с боевым отделением или с двигателем в едином МТО).

Существенная ремарка: последующие немецкие танки имели двигатель сзади и с компоновкой Л-трактора не имели ничего общего ни фактически, ни исторически (об этом ниже).

Факт № 2

В программе "секретных испытаний в России" (1930-32) вариантов Leichttractor от Круппа весной 1930 отмечено: "The tracks tend to climb off because of the rear drive and the sprung idler wheel." [1, С. 3-19]

Тут я "угадал все буквы, но не угадал слово", но примерно можно понять, что "Гусеницы имели тенденцию слетать (так же to climb off - "подниматься с") из-за заднего привода и подрессоренного направляющего колеса".

По "подрессоренному НК" - непонятно зачем, но вполне возможно.

Поскольку известно множество существующих конструкций с задним приводом, которые в связи с этим не имеют склонности к сбросу гусеницы, то я решил внимательно проанализировать конструкцию ходовой части данной машины.

Типичный гусеничный движитель с задним расположением ведущего колеса, свободными направляющим и ведущим колесами, сдвоенными опорными катками малого диаметра и с поддерживающими катками. Подвеска смешанная - с восемью сблокированными катками и одним (задним) с индивидуальным подрессориванием. Ведущее колесо с зацеплением аналогичным цевочному, с одним рядом зубьев, которые входят в зацепление с отверстиями в центральной части траков.

На первый взгляд ничего такого, что могло бы существенно повлиять на сброс гусениц из-за заднего расположения ВК, но внимательное изучение конструкции подтолкнуло к двум версиям:

Версия 1. Если это не ошибка в переводе и НК действительно имеет подрессоривание, то это действительно может отрицательно сказываться на стабильности гусеничной ленты. Причем, если колеса поменять местами, то при переднем ВК заднее подрессоренное НК будет еще в худших условиях, т.к. находится под полной нагрузкой силы тяги. Впрочем, повторюсь, тут может быть ошибка перевода.

Версия 2. В отличие от обычных ВК с двумя зубчатыми венцами и широким проемом под гребни траков на ВК Л-трактора (далее предположение) узкий проём или углубления под гребни траков. В этой конструкции, в отличие от ВК с двумя венцами, грязеочеститель внутренней части колеса поставить проблематично (хотя для наружной части ВК грязеочиститель присутствует). Давайте вспомним вариант перевода "to climb off" как "подниматься с" - в случае забивания грязью и посторонними предметами проема под гребни траков последние утыкаются, трак отходит (поднимается) от поверхности колеса, зубья ВК выходят из зацепления с траком, что ведет к сбросу гусеницы. Более того, любой предмет, просто попавший между гусеницей и барабаном ВК, ведет к выходу из зацепления ВК с траками.

Для ведущих колес с двумя зубчатыми венцами эта проблема не имеет такого значения, т.к., во-первых, применяются грязеочистители (далеко не только на КВ, как отмечено в данном обсуждении), во-вторых, проем под гребни траков достаточно большой и проблему представляет значительно меньшая номенклатура посторонних предметов и, в-третьих, такие ВК могут иметь специальные конструктивные решения против сброса гусениц (например, выступы на зубьях ВК Т-64, препятствующие сбросу; диск в проеме ВК Т-72, в который упираются гребни траков, он препятствует сбросу гусеницы наружу, а на корпусе танка - отбойник, препятствующий сходу гусеницы в сторону корпуса и др.).

Что будет, если ВК Л-трактора от Круппа переставить вперед? За счет самоочистки верхней ветви гусеницы ВК будет значительно меньше забиваться грязью, в него будет меньше попадать посторонних предметов. Вполне естественно, что вероятность сброса гусеницы будет значительно ниже.

Здесь можно было бы заметить, что заднее НК точно так же может забиваться грязью и предметами. Да, но у ВК кроме паза под гребни есть еще ведущие зубья, которые также могут утыкаться в посторонние предметы, закрывающие отверстия в траках, т.е. ВК в этом смысле проблематичнее.

Вывод по факту № 2: проблема сброса гусеницы Л-трактора от Круппа не имеет системного характера, она заключается в конкретной конструкции, которая при заднем или переднем размещении ВК дает заметную разницу во влиянии на сброс гусениц. Данная проблема вполне могла быть решена без переноса ВК вперед, но с учетом факта 1 перенос вперед в данном случае более чем логичен.


Факт № 3

"Based on their poor experience with the Leichttraktor throwing tracks (blamed on the rear drive and track tensioner with springs), Wa.Prw.6 decided to redesign the Kleintraktor with a front drive and rear-mounted engine. In addition, Wa.Prw.6 decided to copy the latest light tank suspension design from Vichers-Carden-Loyd in England. These decision resulted in the birth of the chassis for a light tank that would later be called the Pz.Kpfw.I." [2, С. 1-4]

"Основываясь на отрицательном опыте сброса гусениц на Л-тракторе (проблему списывали на задний привод и подпружиненный механизм натяжения гусеницы), Wa.Prw.6 (6-й контрольно-экспериментальный отдел АБТ Управления вооружений) решил изменить компоновку Kleintraktor - двигатель перенести в корму, а трансмиссию вперед. К тому же, Wa.Prw.6 решил скопировать новую ходовую часть легкого танка, разработанную Виккерс-Карден-Лойд в Англии. В результате на свет появилось шасси для легкого танка, названного позднее Pz.Kpfw.I."

На самом деле в этой цитате несколько интересных фактов, но разрывать ее я не стал, т.к. в этом случае можно потерять взаимный контекст, имеющий важное значение.

Замечание 1. К версии 1 предыдущего факта № 2: теперь можно с уверенностью утверждать, что это не ошибка перевода, а установленный факт - переднее направляющее колесо имело подрессоривание (подпружинено), т.к. подтверждается здесь иными словами ("подпружиненный механизм натяжения гусеницы", а механизм натяжения, как известно, связан с НК).

Сразу возникает закономерный вопрос: а на Л-тракторе пробовали жестко зафиксировать переднее НК без переноса ВК вперед и проверить как будет вести себя гусеница? Из источника неясно и вопрос пока остается открытым. Если не пробовали, то можно ли вообще с уверенностью утверждать, что сброс гусеницы был связан с ведущим колесом заднего расположения? Ведь когда ВК и НК поменяли местами, то и НК получили жесткое крепление - условия испытаний заведомо неравнозначны...

Замечание 2. Как уже отмечалось ранее, фактически "немецкая компоновка наоборот" на Л-тракторе была изначально. В этом случае сделать "рокировку" особых проблем нет: грубо говоря, достаточно механика-водителя развернуть на 180 градусов. Однако, не механика развернули, а... купили ходовую часть британского легкого танка и адаптировали ее под свой новый танк. И тут мы переходим к одному из ключевых фактов.

Факт № 4

Немцы по контракту от 10 ноября 1931 г. купили шасси легкого танка Виккерс-Карден-Лойд, оно и послужило основой для создания шасси Pz.I [2, С. 1-5].

Собственно шасси Карден-Лойда:
http://i104.photobucket.com/albums/m199/Von_poop/album%202/carden-VI-tractor.jpg



В отличие от британского прототипа ходовая часть Pz.I Ausf.A получила дополнительный передний опорный каток индивидуального подрессоривания и поддерживающие ролики. В остальном общая компоновка (двигатель сзади, трансмиссия впереди) самой машины и тип ходовой части (с передним свободным ВК и задним несущим НК) остались тем же.

Pz.I Ausf.A: http://armor.kiev.ua/Tanks/BeforeWWII/PzI_PzII/?img=PzIA_1.jpg.html

Кстати, интересный факт: Pz.I Ausf.A - двоюродный брат советского опытного плавающего танка Т-33, который был практически полной копией своего британского "папы". Т-33:
http://tanks.at.ua/_ph/1/2/706725477.jpg



По ходовой части с несущим НК следует остановиться особо. Как и любая другая конструкция этот вариант имеет свои преимущества и недостатки.

Главное и основное преимущество: несущее НК позволяют увеличить длину опорной поверхности, что может быть особенно важным для легких машин малой длины (Pz.I, Стюарт, Визель), машин с повышенными требованиями к опорной проходимости (гусеничный транспортёр-снегоболотоход ГТ-С), а так же улучшить условия ведения огня САУ с задней рубкой (американские М53, М55).

В остальном сплошные недостатки - несущий подрессоренный ленивец не только передает часть массы машины на грунт, но и воспринимает огромные усилия со стороны натянутой ведущим колесом верхней ветви гусеницы. Последняя создает дополнительные нагрузки на рессору ленивца и стремится вывернуть его. Это требует дополнительного усиления конструкции. Более того, подвижный ленивец создает все условия для сброса гусеницы.

Далеко не надо ходить, это подтверждается следующим фактом из того же источника.

Факт № 5

Pz.I Ausf.A с передним ВК... страдали от сброса гусеницы! [2, С. 1-21, 1-83]


[86K]



"As explained later by Hauptmann Orlovius (Wa.Prw.6): The main reason for going to a lengthened suspension ase a) more stable ride with the associated improvement in firing weapons and b) less danger of throwing a track with a fixed position idler wheel." [2, С. 1-83]

"Капитан Orlovius (Wa.Prw.6) позже пояснил: основными причинами перехода к удлиненной ходовой части были а) повышение плавности хода и, как следствие, точности стрельбы б) снижение опасности сброса гусеницы благодаря фиксированному положению направляющего колеса."

По п. а) из приведенной цитаты хочется сделать ремарку: результатов испытаний Pz.I Ausf.B я не видел, но если его плавность хода в сравнении Pz.I Ausf.A действительно выросла, то не в связи с удлинением ходовой части, т.к. длина опорной поверхности у удлиненной ХЧ хоть и незначительно, но уменьшилась - такой парадокс. Плавность хода могла возрасти в связи с устранением отрицательного влияния гусеницы на подвеску несущего НК, а так же из-за изменения характеристик упругих элементов подвески. Но это в контексте рассмотрения не важно.

Важным здесь является п. б) - борьба конструктивными мероприятиями со сбросом гусеницы, который, как оказалось, при переходе на британскую конструкцию никуда не пропал!

Точно так же упоминавшийся ранее ГТ-С (по типу ХЧ - полный аналог легкого танка Виккерс-Карден-Лойда) имел несущий ленивец и, в конце-концов, его развитие привело к ГАЗ-34039 со свободным направляющим колесом.

Итоги

Сформулированная задача содержала два вопроса.

Ответ на первый из них настолько очевиден, что не требует специального рассмотрения. Да и в этой ветке ув. Taranov дал ответ, приведя сканы из "советских учебников тех лет" TM (к сожалению, культура цитирования у нас не развита, поэтому точная ссылка на источник у него отсутствует), цитируем: "Недостатками носового расположения трансмиссии являются: ... гусеничная цепь удлиняется больше, чем при кормовом расположении, что способствует ее спаданию".

Первый вопрос закрыт как минимум этой цитатой и, как максимум, приведенными выше рассуждениями: расположение ведущих катков спереди не имеет отношения к снижению вероятности спадания гусеничной ленты.

Ответ на второй вопрос с технической (конструкторской) точки зрения тоже очевиден: проблемы у конкретной конструкции Л-трактора вероятно и в самом деле были выявлены на испытаниях, но на Pz.I Ausf.A эта проблема решена не была! Т.е. сброс гусениц не является реальной причиной перехода на передний привод. Да и британцы, создавали своё шасси не имея и без учета опыта немецких проблем с Л-трактором.

Лично для меня очевидно, что сброс гусениц не был условием (причиной), но вполне мог послужить... поводом. Хорошим поводом для того, кому требуется (выгодно) нужное решение...

Таких примеров из жизни множество - желание протолнуть свое решение часто приводит к выпячиванию недостатков конкурирующего решения и умалчиванию того факта, что в собственно недостатки всё те же... (пример, из жизни: не принять на работу профильного специалиста с 3-летним опытом, т.к. нужен опыт 5 лет, и... взять родственника без образования и опыта. Знакомо, не правда ли?)

Давно на ВИФе просказывала информация по принятию решения о прототипе Пантеры http://vif2ne.ru/nvk/forum/archive/77/77914 - проблемы схожие.

И тут с достаточной долей уверенности можно на примере конкретных конструкций показать, почему в техническом смысле полковник Фихтнер был не прав. Но, судя по всему, он сознательно мог, как сейчас говорится, "нести пургу" - для него заранее было очевидно какое решение следует лоббировать... Но это вопрос для отдельного рассмотрения.

Источники информации

1 T. L. Jentz, H. L. Doyle. Panzerkampfwagen III Ausf. A, B, C und D development and production from 1934 to 1938 plus the Leichttraktor and Krupp’s M.K.A. — Boyds, MD: Panzer Tracts, 2006. — 72 p. — (Panzer Tracts № 3-1)

2 T. L. Jentz. Panzerkampfwagen I. Kleintraktor to Ausf.B. — Boyds, MD: Panzer Tracts, 2002. — Vol. 1. — 100 p. — (Panzer Tracts № 1-1)