Открыть главное меню

Конструкция танка

Конструкция танка — совокупность технических (конструктивных) решений и инженерных узлов, определяющая тактико-технические и эксплуатационные характеристики танка. Конструкция танка проектируется таким образом, чтобы обеспечивать оптимальный для выполнения его задач баланс трёх основных составляющих танка — защищённости, огневой мощи и подвижности, при этом обеспечивая выполнение требований к стоимости его производства, эксплуатации и надёжности.

Содержание

Общие принципы конструкции танкаПравить


История конструкции танкаПравить

Компоновка танкаПравить

ЗащищённостьПравить

Защищённость характеризует защиту экипажа и систем танка от средств поражения противника. Защищённость танка обеспечивается его броневым корпусом и башней и системами активной защиты и маскировки, а также его подвижностью, затрудняющей противнику попадание по танку.

БронированиеПравить

 
Бронирование состоит из броневого корпуса и башни. Танк Т-46-1 в музее бронетехники в Кубинке.
 
Клёпка корпуса танка М-3

Бронирование состоит из броневого корпуса и башни, на тех танках, на которых она есть. Первоначально корпуса и башни танков состояли из каркаса, к которому заклёпками и болтами крепились броневые листы и плиты. Клёпаное соединение применялось на танках до начала 1940-х годов, но вытеснено сварным, поскольку отличалось повышенной сложностью в изготовлении, дополнительным весом и объёмом, занимаемым каркасом внутри корпуса и тенденцией заклёпок и болтов «выстреливать» внутрь танка при попадании снаряда или крупнокалиберной пули. Сварные корпуса и башни танков появились в начале 1930-х годов и в отличие от клёпаных, выполнялись несущими, без каркаса. Вскоре после клёпаных появились и литые башни, а позже и корпуса, состоявшие из одной или нескольких деталей. Литые корпуса имели ограниченное распространение с 1930-х по 1960-е годы, однако также уступили место сварным, ставшим стандартом на современных танках. Литые же башни применялись вплоть до 1980-х — 1990-х годов, однако из-за проблематичности производства литых башен с комбинированной бронёй, в итоге уступили место сварным.

(см. также Чобэм)

Активная защитаПравить

Система защиты от ОМППравить

На многих послевоенных танках предусматривалась система защиты от оружия массового уничтожения (ОМП). Главным способом защиты была герметичность танка — смотровые щели заменялись перископами и иными средствами наблюдения. Танки оснащались дегазационными приборами и пакетами. В броню танка могли добавляться компоненты повышающие защиту от радиации.

Огневая мощьПравить

Понятие огневой мощи характеризует способность танка к уничтожению противника. Прямо огневая мощь в конструкции танка обеспечивается его вооружением, косвенно — средствами наблюдения и прицельными приборами, позволяющими своевременно обнаружить противника.

ВооружениеПравить

Обычным вооружением танка является сочетание из пушки и одного или нескольких пулемётов. В первой половине XX века существовали также танки с чисто пулемётным или же, очень редко, — с чисто пушечным вооружением.

Также выпускались, с 1930-х по 1960-е годы, танки, вооружённые огнемётами в качестве основного или вспомогательного вооружения (огнемётные танки), а во второй половине XX века появились танки, вооружённые ракетами, прежде всего ПТУР.

Как правило, танк вооружён одним или несколькими пулемётами, являющиеся вспомогательным, или, на некоторых танках, выпускавшихся до Второй мировой войны — основным вооружением (существовали также и несколько образцов танков с чисто пушечным вооружением).

Иногда на некоторые модели танков устанавливают огнемёты для борьбы на близких расстояниях с живой силой противника.

Прицельные приборыПравить

Средства наблюденияПравить

Приборы связиПравить

ПодвижностьПравить

Подвижность танка обеспечивается гусеничным движителем, приводящей его силовой установкой и подвеской. Гусеничный движитель является одной из определяющих особенностей танка, обеспечивающей ему высокую проходимость, поэтому абсолютное большинство танков являются гусеничными, хотя в 1930-е — 1940-е годы распространение получили также колёсно-гусеничные танки. Термин «колёсные танки», порой употребляемый по отношению к некоторым современным бронеавтомобилям, специалистами не признаётся и применяется в основном журналистами.

Силовая установкаПравить

Гусеничный движительПравить

Если танк имеет удачную компоновку и надежную ходовую часть, то имеет долгий период эксплуатации и развития — его последующие модификации имеют все более мощную броню, возрастает мощь вооружения, на его базе создаются разные САУ, инженерные и вспомогательные машины. Так Т-34 превратился в Т-34-85 и на его базе были созданы разные САУ, инженерные и вспомогательные машины, немецкий средний Pz. IV короткоствольную 75-мм пушку поменял на длинноствольную и на его базе были созданы разные боевые и вспомогательные машины, Т-64 со 115-мм пушкой превратился в Т-64А со 125-мм пушкой… Таких примеров, можно много, хотя есть исключения — например, ходовая часть немецких легких и средних танков второй мировой войны значительно изменялась, особенно от одной к другой первых модификаций.

Общие понятия и определенияПравить

Ходовая часть — совокупность движителя c системой подрессоривания. Иногда вместо ходовой части говорят шасси.

Движитель — совокупность агрегатов и механизмов ходовой части, взаимодействующих с подстилающей поверхностью для создания тягового усилия, движущего машину. Основные танки имеют только сухопутный движитель. Легкие танки, БМП и другие боевые машины могут иметь и водоходный движитель. Сухопутный движитель, кроме обеспечения движения машины, использован для передачи на грунт веса машины.

Как сухопутные на машинах используються гусеничный, колесный, колесно-гусеничный, лыжно-гусеничный, аэросанный движители и их комбинации. Например, современные танки и БМП имеют гусеничный движитель; бронетранспортеры — в основном колесный (БТР-70, БТР-80) или гусеничный (БТР-50, М113); бронеавтомобили — колесный; колесно-гусеничный движитель раньше был на некоторых БТР (германские Sd. Kfz. 250, Sd. Kfz. 251, американский М3). Пример комбинации двух движителей, гусеничного и колесного, — в основном танки 20-30-х годов — колесно-гусеничные танки Кристи, их наследники БТ и другие.

У применения терминологии некоторая неоднозначность. Под колесно-гусеничными, как правило, подразумевают танки, которые имели два движителя — колесный и гусеничный, использовавшихся независимо друг от друга (например, танк БТ мог двигаться или на колесном или на гусеничном ходах). Машины с колесно-гусеничным движителем (обычно управляемые колеса впереди, гусеницы сзади) называют полугусеничными. Тоесть полугусеничные машины имеют колесно-гусеничный движитель, колесно-гусеничные — колесный и гусеничный переменно (бывают варианты, например: колесный и колесно-гусеничный).

На современных танках применяют гусеничные движители, они по сравнению с другими дают высокую проходимость и быстроходность по пересеченной местности, надежны в эксплуатации и менее уязвимы на поле боя.

Гусеничный движитель — движитель, в котором тяговое усилие создается за счет перематывания гусеничных лент (гусениц) состоящих из отдельных звеньев — траков. Гусеничный движитель состоит в общем из ведущего колеса, опорных катков, направляющего колеса (ленивца), поддерживающих катков и гусеничной ленты. В некоторых устаревших источниках гусеничные ленты называют гусеничными цепями.

Системой подрессоривания или подвеской танка называется совокупность деталей, узлов и механизмов, связывающих корпус машины с осями опорных катков. Система подрессоривания состоит из узлов подвески. Узлом подвески называется совокупность деталей и узлов, связывающих ось одного катка с корпусом или нескольких взаимосвязанных катков, соединенных с корпусом через единый упругий элемент. Каждый узел подвески в общем включает упругий элемент (рессору), амортизатор (демпфер) и балансир. В старых источниках балансир индивидуальной подвески иногда именуется кривошипом.

Статический ход катка — перемещение опорного катка по вертикали из положения полностью разгруженного упругого элемента (например, при поднятии машины краном) в положение его нагружения под весом машины (после опускания на грунт) на ровной горизонтальной площадке.

Динамический ход катка — перемещение опорного катка по вертикали от статического положения до упора в ограничитель хода катка.

Полный ход катка — перемещение опорного катка по вертикали из положения полностью разгруженного опорного элемента до упора в ограничитель хода катка, определяется как сумма статического и динамического ходов катка.

Так как в этой статье основной задачей ставится рассказать про ходовую часть в основном танков, то в дальнейшем под ходовой частью будем подразумевать ходовую часть с гусеничным движителем, если иное особо не оговорено.[1]

ПодрессориваниеПравить

Подрессоривание служит для смягчения толчков и ударов на танк, и для гашения колебаний танка. От качества подрессоривания в зависят средние скорости движения машин по местности, меткость огня с ходу, боевая готовность экипажа и долговечность танка.

Типы подрессориванийПравить
 
Пружинная подвеска
 
Старая иллюстрация, показывающая формы разных рессор: однолистовая полуэллиптическая (А), полу- (B, C), 3/4- (D) и разные виды эллиптических (E, F).
 
При нагрузке рессора S-образно изгибается, нарушая геометрию подвески, рессора испытывает повышенные нагрузки
 
Тележка блокированной подвески с вертикальными пружинами Шерман М4VVSS

Подвески гусеничных машин бывают жесткие, полужесткие (иногда называются тракторными) и мягкие.

В жесткой подвеске катки крепят к корпусу машины без рессор. Для сохранности механизмов и нормального состояния водителя скорость с жесткой подвеской не желательна более 3-4 км/ч. Жесткую подвеску применяли на первых английских танках Mark I — Mark VIII и Mark A, Mark B, Mark C.

Полужесткая подвеска — подвеска промежуточного типа — применяется в основном на тракторах. Полужесткая подвеска — две тележки (по одной на борт), в которых крепятся детали ходовой части. Одна (передняя или задняя) часть тележек с корпусом связана шарнирно, противовоположная — через рессору. Такую подвеску имели французский танк Рено ФT-17 и первые советские танки Рено Русский (типа КС). Но опорные катки ФT-17 и Рено Русских к тележкам крепили не жестко, а через промежуточные рессоры.


Эти два типа подвески на боевых машинах не распространены, на них ставят мягкие подвески и дальше жесткие и полужесткие подвески не описываются.

В зависимости от соединения опорных катков между собой и корпусом машины подвески делят на индивидуальные, блокированные и смешанные.

В индивидуальных — независимых подвесках каждый опорный каток соединен с корпусом машины через свою рессору. Такие системы подрессоривания на большинстве современных танков, они наиболее соответствуют требованиям к системам подрессоривания быстроходных гусеничных машин.

В блокированных подвесках несколько опорных катков в тележке соединяются с корпусом общей рессорой. За счет незначительных углов продольных колебаний машины с блокированными подвесками имеют плавный ход на невысоких скоростях, они были широко распространены в 1930-х годах XX. Их недостаток в малой энергоемкости и живучести из-за нарушения действия всех катков тележки при повреждении одного из них. Блокированные подвески использованы на британских «Центурионах» и «Чифтенах» в концепции, когда у танка предпочитается защита и огневая мощь перед подвижностью.

Блокированные подвески по числу катков в одной тележке подвески делят на подвески с двумя (Т-37, Pz. Kpfw. IV, «Шерман», «Центурион»), тремя (Валентайн), четырьмя (Т-26, LT vz.35) и даже шестью сблокированными катками (у Т-28 — на половину борта).

В руководствах, пособиях и литературе 1920-х - 50-х годов блокированную подвеску иногда называли балансирной по названию рычага (балансира), которым в некоторых блокированных подвесках соединяли катки в тележке. Но во многих блокированных подвесках каждый каток имеет свой балансир, а связь между катками только через рессору («Шерман», Pz.Kpfw. IV), поэтому современный термин «блокированная подвеска» более целесообразен.

В смешанных системах подрессоривания часть катков сблокированы, а часть с индивидуальной подвеской (танки Pz. Kpfw. I модификации А, Рено R-35, Стюарт). Обычно в таких системах подрессоривания независимо подвешены крайние опорные катки, так как они бывают наиболее нагружены. Интересная подвеска на шведском Стрв-103. В его подвеске, чтобы уменьшить продольные колебания в короткой базе танка, вторые и третьи катки с независимой подвеской, а крайние опорные катки связаны по диагонали системой узлов компенсации.

По материалу упругого элемента подвески делят на металлические, неметаллические и комбинированные.

 
График упругой характеристики подвески

В подвесках с металлическим упругим элементом работает упругая деформация стали. Металлические рессоры бывают торсионные (одно-, двухторсионные, пучковые); с винтовыми, тарельчатыми и буферными пружинами и с листовыми рессорами. Торсионные применяли на немецком Pz. Kpfw. III, итальянском L6/40, советских Т-40 и КВ. Сейчас одноторсионные подвески на большинстве танков. Двухторсионные подвески были в «Пантере» и «Ландсверке» Л-60, пучковый торсион — на тяжелом танке Т-10. Двухторсионные трубчато-стержневые подвески установлены на АСУ-57, танках Абрамс и М60А3, БМП М2 «Брэдли». Винтовые пружины использованы на танках БТ, Т-34, «Чифтен», Меркава, тарельчатые пружины Бельвиля — на Pz 61, Pz 68. Буферные пружины были на американских «Шерманах» и «Стюартах». Листовые рессоры стояли на немецких Pz.I, Pz.IV, чешском LT vz.38.

Неметаллические рессоры бывают резиновые (французский R-35), пневматические (боевые машины десанта, шведский Strv-103, японский Тип 74, Арджун), гидравлические и гидропневматические. На современных танках неметаллические рессоры применяют только пневматические.

Комбинированное подрессоривание применяли в САУ «Фердинанд» с параллельными в узле подвески торсионными валами и резиновыми подушками. В прототипе «Абрамса» танке ХМ1 (вариант фирмы «Дженерал моторс») в подвесках 1-го, 2-го и 6-го катков использовали пневматические рессоры, в подвесках остальных катков — торсионы.

Требования к подрессориваниюПравить

Подрессоривание должно отвечать таким требованиям:

обеспечивать плавность хода в разных дорожно-грунтовых условиях;

быть живучим и надежным в разных условиях применения;

быть массой не более 4-7 % массы машины и занимать не более 6-8 % её внутреннего объёма;

быть удобными для обслуживания и ремонта, несложно и быстро ставиться и сниматься.

Высокая плавность хода

Во время движения танк подвергается внешним воздействиям, которые стремятся вывести его из равновесия и он совершает вертикальные и угловые колебательные движения. Наиболее вредны продольные угловые колебания, так как вертикальные ускорения и амплитуда колебаний в носу танка (на месте механика-водителя) наибольшие по сравнению с другими колебаниями и наиболее вероятны пробои крайних узлов подвески (жесткие удары балансиров о ограничители хода катков).

Человек способен безболезненно переносить кратковременные перегрузки с ускорениями до 3-3.5 g при частоте до 2 Гц (с периодом колебаний больше 0.5 секунд). При пробоях подвески вертикальные ускорения могут быть выше этого — до 10 g и более, при которых у человека возникают боли и он может получить травму. О вредном влиянии жестких колебаний машины говорит то, что у водителей грузовиков бывающих в средних дорожных условиях, пояснично-седалищные боли (в основном ишиас) в три раза чаще, а у бывающих в плохих дорожных условиях и в пять раз чаще, чем у водителей легковых автомобилей. Радикулит — профессиональная болезнь танкистов, находящихся в более жестких условиях по сравнению с водителями автомобилей, и связано это, в основном, не с переноском и поднятием тяжестей, как принято считать, а с колебаниями танка.

Так одно из основных требований к подрессориванию в том, что на высоких скоростях при движении по длинным неровностям равным или более двух длин опорной поверхности гусеницы и высотой 0.15 м должно быть движение без пробоя подвески и с ускорениями по вертикали до 3.5 g.

При движении по мерзлой пахоте поперек борозд, по мерзлой пахоте поперек борозд, по замерзшим кочкам, буграм и т. д. на корпус машины передаются высокочастотные непрерывные ускорения (тряска). Длина этих неровностей примерно равна или немного отличается от расстояния между ближайшими опорными катками, а высота 5 см и более. При частотах 2-25 Гц человек способен на пороге появления неприятных ощущений переносить вертикальные ускорения около 0.5 g. Поэтому подрессоривание должно быть спроектировано так, чтобы ускорения тряски не превышали 0.5 g.

Ускорение в прямой зависимости от амплитуды колебаний и в обратной зависимости от квадрата периода. Из этого понятно, что наиболее плавный ход обеспечивают подвески с колебаниями меньшей амплитуды и большего периода.

С другой стороны, при значительном в колебаний у танкистов бывают неприятные ощущения — «морская болезнь», что объяснено непривычными частотами колебаний, организм человека наиболее приспособлен к колебаниям с частотой близкой к частоте ходьбы (примерно 1-2 Гц или частота 0.5-1 секунд, по данным западных специалистов — 0.7-0.8 Гц). Для снижения влияния этого по некоторым источникам период колебаний лучше не более 1.55 секунд, по другим — 1.25 секунд (частота 0.8 Гц).

Кроме влияния на эргономику танка, колебания его корпуса ухудшают и условия стрельбы. При отсутствии стабилизатора вооружения значительно ухудшаются наблюдение и прицеливание, особенно через приборы с многократным увеличением. При этом, если наводчик и смог поймать цель в перекрестие прицела, то из-за запаздывания выстрела ствол пушки все равно уйдет с линии прицеливания и снаряд ещё больше отклонится от цели из-за сложения скоростей полета снаряда и движения пушки в сторону от линии прицеливания во время выстрела. В этих случаях чем меньше угловая скорость и амплитуда колебаний, тем лучше.

Внедрение стабилизатора вооружения упростило наведение и повысило точность стрельбы с ходу во много раз. Но исполнительные механизмы стабилизаторов вооружения инерционны и при высоких частотах колебаний не могут достаточно точно удерживать вооружение в заданном наводчиком положении. У современных танков удовлетворительная точность стрельбы на европейском театре военных действий может быть обеспечена при движении по полям со скоростями до 20-30 км/ч.[2]

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

ЛитератураПравить

  • R. M. Ogorkiewicz. Technology of Tanks. — Кулсдон: Jane's Information Group, 1991. — 500 с. — ISBN 0-71060-595-1.
  • P. Chamberlain, C. Ellis. Tanks of the World 1915—1945. — Лондон: Arms and Armour Press, 1972. — 256 с. — ISBN 0-30436-141-0.