Способ повышения проходимости движителя военной техники и устройство движителя военной техники

Группа изобретений относится к способу повышения проходимости движителя военной техники - гусеничного танка на слабых грунтовых и заболоченных основаниях и устройству движителя. Для повышения проходимости движителя гусеничные ленты тяжелого танка устанавливают друг от друга на грунте на расстоянии b=В, на торфе - В≤1 м. В устройстве грунтозацепы на внешних краях гусеничных лент выполняют выступающими и образующими общую поперечную полуцилиндрическую поверхность. Коробчатый корпус размещается во внутреннем пространстве гусеничных лент между опорными, поддерживающими, натяжным и ведущим катками. Бортовые броневые листы корпуса устанавливаются под углом по высоте корпуса, продолжая внешние обводы орудийной башни. Сквозной вертикальный проем поворотного круга орудийной башни в корпусе располагается непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент. Повышается проходимость гусеничного движителя на слабых грунтах и торфяных болотах. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретения относятся к области гусеничных движителей, предназначенных для перемещения военной техники и вооружения в условиях бездорожья на грунтовой и заболоченной местности.

Известен способ повышения проходимости движителя танка, заключающийся в том, что металлический коробчатый корпус под днищем оснащают опорными катками, перед днищем - парой натяжных, за днищем - парой ведущих катков и над корпусом - поддерживающими катками, катки совместно охватывают по бортам корпуса две широкие гусеничные ленты, гусеничные ленты составляют шарнирно связанные плоские траки с выдвинутыми наружу поперечными плоскими грунтозацепами, гусеничные ленты шириной в вдоль бортов корпуса устанавливают на расстоянии b>в, орудийные стволы устанавливают с возможностью поворота по бортам корпуса, оси опорных катков под центральной частью опорной поверхности гусеничных лент и оси опорных катков задней половины опорной поверхности располагают в двух плоскостях - центральной горизонтальной и задней, наклонной к ней под малым углом для снижения сопротивления грунта сдвигу при поворотах танка [1].

Недостатками известного способа повышения проходимости тяжелого танка типа «Рикардо» Mk.V (Англия) массой 34 т на гусеничном ходу является высокое давление под каждой гусеницей, рассматриваемой в расчетах как отдельный штамп, превышающее несущую способность слабых грунтовых и торфяных оснований. Широкие гусеницы составлены непрерывно из тяжелых траков общим весом, составляющим ≈1/4 веса всего танка. Высокие боковые борта корпуса танка, охваченные гусеничными лентами, резко повышают габариты танка по высоте. Плоская опорная поверхность гусеницы танка вызывает большие пики контактных давлений по концам и по краям гусеничной ленты, которые приводят к сдвигам и выпорам грунта под гусеницей с потерей прочности и критической устойчивости основания и буксованию движителя.

Известен способ повышения проходимости движителей современных тяжелых танков, заключающийся в том, что бронированный коробчатый корпус устанавливают между двумя широкими гусеничными лентами с непрерывно шарнирно соединенными плоскими траками, траки образуют две плоские горизонтальные поверхности контакта с грунтовым основанием по обеим боковым сторонам корпуса и охватывают опорные, при наличии - поддерживающие, передний натяжной и задний ведущий катки, при этом оси крайних натяжных, ведущих и поддерживающих катков устанавливают выше осей опорных катков, оси опорных катков располагают в одной горизонтальной плоскости, верхнюю часть корпуса танка по высоте и орудийную башню на корпусе располагают выше верхней ветви гусеничных лент, а гусеничные ленты шириной в по бокам корпуса устанавливают друг от друга на расстоянии b>в [2].

Существенным недостатком известного способа перемещения огнестрельного орудия на гусеничном ходу является то, что при массе танка, например, T-72 отечественного производства в 41 т и давлении на грунт каждой гусеничной лентой p=0,83 кг/см2 допускаемое давление [p] оказывается недостаточным даже для одноразового обеспечения несущей способности заболоченных участков местности (по С.С. Корчунову) [p]=(2/3…3/4)(0,04+0,375П/F)=0,039 МПа [3] (торфяная залежь), где П=998,6 см - периметр опорной поверхности одной гусеничной ленты площадью F=30765,6 см2, когда p>[p]. При этом каждая гусеничная лента работает отдельно друг от друга на грунте и торфе, а не как один штамп, так как расстояние между внутренними краями гусениц шириной в=72 см составляет b=194 см, что в 2,7 раза больше ширины гусеницы, и линии сдвигов основания между гусеницами выходят на дневную поверхность с потерей его прочности и устойчивости.

Наиболее близким к предлагаемому является способ повышения проходимости тяжелого гусеничного танка «типа 90» компании Mitsubishi, заключающийся в том, что бронированный коробчатый корпус устанавливают между двумя широкими гусеничными лентами с непрерывно, шарнирно соединенными плоскими траками, траки с опорными катками на торсионных подвесках по обеим сторонам корпуса подвешенного танка образуют опорную поперечную полуцилиндрическую поверхность с опытным путем полученным диаметром D=l/sinψ, где l - длина следа слабой опорной поверхности гусеничной ленты, ψ - угол полуконтакта полуцилиндрической поверхности гусеничной ленты со слабым основанием с углом φ внутреннего трения и удельным сцеплением с, на жестком основании опорные катки с гусеничными лентами под весом танка образуют плоскую опорную поверхность при деформации торсионных подвесок центральных опорных катков, траки выполняют с поперечными выдвинутыми наружу поперечными плоскими грунтозацепами, гусеничные ленты охватывают опорные, поддерживающие, натяжной и ведущие катки, при этом оси натяжных, ведущих и поддерживающих катков устанавливают выше осей опорных катков, верхнюю часть корпуса танка по высоте и орудийную башню на корпусе располагают выше верхней ветви гусеничных лент, а гусеничные ленты шириной в по бокам корпуса устанавливают друг от друга на расстоянии b>в [4].

Несмотря на более высокую проходимость по грунтовым основаниям танка «типа 90» (Япония) с поперечной полуцилиндрической опорной поверхностью гусеничных лент с радиусом контакта R с основанием, полученным опытным путем для преодоления слабых грунтов, по сравнению с отечественным танком T-72 с плоской опорной поверхностью контакта гусеничных лент с грунтом, установка гусеничных лент друг от друга на расстоянии b>в на торфяных болотах приведет к развитию линий сдвигов основания под гусеничными лентами с их выходом на дневную поверхность, при этом теряется несущая способность торфяного основания и его устойчивость под каждой гусеничной лентой - танк проваливается и тонет в торфяном болоте. Причем определяющую отрицательную роль в способе повышения проходимости известного танка «типа 90» (Япония) играет плоская опорная поверхность гусеничных лент в поперечном сечении, которая вызывает концентрацию контактных напряжений под краями гусеничных лент, превышающих вдвое среднее давление под гусеничной лентой, и прогрессивные выпоры грунта из-под ее краев или срез торфа краями гусеничной ленты, приводящие к резкому снижению проходимости танка.

Технический результат по предлагаемому способу повышения проходимости движителя военной техники - гусеничного танка в условиях слабых грунтов и заболоченной торфяной залежи, заключающемуся в том, что бронированный коробчатый корпус с поворотным кругом орудийной башни устанавливают между двумя широкими гусеничными лентами с непрерывно шарнирно соединенными траками, траки в сборе совместно с опорными катками на торсионных подвесках по обеим сторонам корпуса тяжелого танка в подвешенном состоянии образуют в продольном сечении общую опорную полуцилиндрическую поверхность диаметром D=l/sinψ, где l - длина следа опорной поверхности гусеничной ленты на слабом основании, ψ - угол полуконтакта выпуклой поверхности гусеничной ленты со слабым грунтовым или торфяным основанием, обладающим при ненарушенной структуре углом φстр внутреннего трения и удельным сцеплением cстр, на жестком основании опорные катки с гусеничными лентами под весом P танка образуют плоскую опорную поверхность при деформации торсионных подвесок центральных опорных катков, траки выполняют за одно целое с выдвинутыми наружу на высоту t поперечными плоскими грунтозацепами, которые образуют наружными ребрами обеих гусеничных лент единую полуцилиндрическую опорную поверхность диаметром Dн=D+2t, гусеничные ленты охватывают опорные, поддерживающие, натяжной и ведущий катки, при этом оси натяжных, ведущих и поддерживающих катков устанавливают выше осей опорных катков, орудийную башню на корпусе располагают выше верхних ветвей гусеничных лент, а гусеничные ленты шириной в по бокам корпуса устанавливают друг от друга на расстоянии b, достигается тем, что гусеничные ленты тяжелого танка устанавливают на грунте друг от друга на расстоянии b=в, на торфе - b≤1 м при общей площади проекции следа опорной поверхности на горизонталь гусеничного движителя F=(2в+b)l, опорной поверхностью обеих гусеничных лент создают под давлением

на грунте: [ p Г . с т р р а с т ] = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin 2 ϕ ) ,

где удельное сцепление c = c с т р [ 2 t g φ t g φ с т р ] ,

на торфе: [ p Т . с т р р а с т ] = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin ϕ )

общую полусферическую поверхность расчетным диаметром Dсф=D при углах полуконтакта гусеничных лент со слабым грунтовым или торфяным основанием ψ=φ=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]-φстр путем установки или выдвижения в продольных рядах опорных катков по радиусу R=D/2, при этом грунтозацепы на внешних краях гусеничных лент выступают на высоту:

T = t + ( D / 2 ) [ 1 + 1 ( b / D ) 2 ] ( 2 в + b ) 2 c t g ψ ,

коробчатый корпус боковыми бортами размещают в пространстве гусеничной ленты между опорными, поддерживающими, натяжными и ведущими катками, которые по бортам корпуса и сами борта корпуса прикрывают продольные броневые листы, бортовые броневые листы корпуса устанавливают под углом по высоте корпуса, продолжая внешние обводы оружейной башни, а на концах корпуса установлен к нему под острым углом, сквозной вертикальный проем поворотного круга орудийной башни в корпусе располагают непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент, причем при установке гусеничных лент средних и легких танков за краями боковых бортов корпуса на расстоянии друг от друга b>в>1 м каждую гусеничную ленту в поперечном сечении выполняют по дуге окружности расчетным диаметром Dн, при этом траки длиной в в гусеничных лентах выполняют чередующимися через один с укороченными траками до величины ширины спаренных катков при четном числе траков, при нечетном числе траков оба крайних стыкуемых в замкнутой ленте трака принимают длиной в.

Пример 1. Танк весом P=50 т перемещается по заболоченной местности - торфяная низинная залежь. Расстояние между гусеницами составляет b=100 см, ширина гусеницы в=90 см, длина контакта гусеницы с залежью l=750 см. Торфяная залежь с поверхности на глубину 1,5 м характеризуется удельным сцеплением с=0,02 МПа, углом внутреннего трения ϕ T = ϕ T с т р = 16 о , модулем деформации Е=0,3 МПа, коэффициентом Пуассона µ=0,3.

Дадим оценку проходимости залежи танком. Так как b≤1 м, то считается, что две гусеницы танка образуют один штамп площадью F=l·(2в+b)=444·280=124320 см2, периметром П=2·(444+280)=1448 см. Долговременная несущая способность торфяной залежи по А.Г. Гинцбургу [3] рА=0,04+0,375·П/F=0,0437 МПа. Допускаемая несущая способность залежи [p]=(2/3…3/4)pA=0,0314 МПа, среднее давление полусферической опоры танка на залежь:

pср=P/Fсф=50000/[F(1+2(1-cosφ)/sin2φ)]=50000/{124320·[1+2(1-cos16°)/sin216°]}=0,01992 МПа≤[p],

следовательно, проходимость торфа танком гарантирована. Упругая составляющая полной осадки гусениц танка как единого полусферического штампа площадью:

F с ф = F [ 1 + 2 ( 1 cos ϕ ) / sin 2 ϕ ] р а в н а S у п р = F [ 1 + 2 ( 1 cos ϕ ) / sin 2 ϕ ] ( 1 μ 2 ) p c p / ( π E ) = = 501 ( 1 0,3 2 ) 0,2381 / ( 3 π ) = 11,52 с м .

При единой полусферической опорной поверхности обеих гусениц на залежи максимальный угол упругого полуконтакта должен составлять величину [5] ψT=φ=16°, допускаемое давление на торфяную залежь для многоразового прохождения танками равно:

[ p Г . с т р р а с т ] = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin ϕ ) = 2 0,02 cos 16 o / ( 1 + sin 16 o ) = 0,03014 М П а .

Стрела максимального прогиба ненарушенной залежи под центром полусферической поверхности обеих гусениц равна:

S0=l(1-cosφ)/(2sinφ)=444(1-cos16°)/(2sin16°)=31,17 см,

а общая упругая осадка залежи под центром танка будет составлять величину S у п р Σ = S 0 + S у п р = 31,17 + 11,52 = 44,7 с м .

С другой стороны [3], упругая осадка плоского жесткого прямоугольного штампа на торфяной залежи при внешнем давлении pср определяется как:

S Σ = p c p / K = p c p F / E = 0,1992 124320 / 3 = 23,41 с м .

Таким образом, опорная поверхность гусениц танка, вписывающаяся в полусферическую сферическую поверхность, уменьшает осадку гусеничных лент по краям танка в 2 раза.

Впервые новое научное направление «Физика контактного взаимодействия материальной среды» (раздел «Механика») [5] позволило установить четкие границы всех пяти фазовых напряженно-деформированных состояний материальных (грунтовых, торфяных) сред, которые определяются физическими характеристиками: углом (φ) внутреннего трения и удельным сцеплением (c), присущим всем материальным средам (даже поверхностной пленке воды). Установлено, что несущая способность грунтовых и торфяных оснований под выпуклыми опорными нагруженными поверхностями повышается на 30% по сравнению с плоскими опорными поверхностями, а устойчивость оснований - в 2 раза. Из курса «Механика торфяной залежи» известно, что если расстояние между двумя плоскими штампами равно или меньше 1 м, то оба штампа работают на торфе под одинаковой нагрузкой как один штамп, поэтому установка траков длинных и коротких в гусеничной ленте через один на 35% снижает массу гусеничных лент при их удлинении и охвате всего корпуса танка, при этом тангенциальные срезающие торфяную поверхность залежи напряжения τср снижаются, а несущая способность залежи под зубчатой краевой поверхностью гусеничных лент резко повышается, так как периметр боковой поверхности увеличивается более чем в 2 раза.

Известно устройство гусеничного движителя танка типа «Рикардо» Mk.V (Англия) массой 34 т, состоящее из металлического коробчатого корпуса, под днищем которого установлены опорные катки, перед днищем - пара натяжных, за днищем - пара ведущих катков, а над корпусом - поддерживающие катки двух гусеничных лент большой ширины в, составленных из шарнирно связанных плоских траков с выступающими наружу на высоту t плоскими прямыми узкими грунтозацепами и охватывающие катки по бортам корпуса на расстоянии b>в, осей опорных катков под центральной частью опорной поверхности и осей опорных катков задней половины опорной поверхности гусеничного хода, установленных в двух прямых плоскостях - центральной и задней, наклоненной к ней под малым углом, двух орудийных стволов, установленных по боковым бортам корпуса [1].

Недостатком известного гусеничного движителя является его низкая проходимость слабых грунтовых и непроходимость заболоченных торфяных оснований, связанная с установкой гусеничных лент на расстоянии более ширины самой гусеничной ленты, когда линии сдвигов основания под гусеничными лентами выходят на дневную поверхность и теряется его устойчивость и проходимость танком. При этом давление под каждой гусеничной лентой, установленной под опорными катками в двух плоскостях, образующих под тупым углом на слабых основаниях практически одну плоскость, резко возрастает под краями гусеничных лент и режет основание при потери его прочности и устойчивости под танком.

Известно устройство гусеничного движителя современного тяжелого танка, состоящее из бронированного коробчатого корпуса шириной b, двух широких гусеничных лент шириной в<b, установленных вдоль боковых бортов с внешней стороны корпуса, составленных из шарнирно связанных плоских траков с выступающими на одну высоту t грунтозацепами, охватывающих установленные на торсионных подвесках в одной горизонтальной плоскости опорные катки, передние натяжные, задние ведущие и при необходимости поддерживающие спаренные катки, из орудийной башни, установленной на корпусе вместе с его верхней частью выше верхних ветвей гусеничных лент [2].

Существенным недостатком современных тяжелых танков с плоскими опорными ветвями гусеничных лент, установленных друг от друга на расстоянии b>в, является их непроходимость слабых грунтовых и заболоченных торфяных оснований.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тяжелый танк «типа 90» японской компании Mitsubishi, состоящий из бронированного коробчатого корпуса шириной b, из двух широких гусеничных лент шириной в<b, установленных вдоль боковых бортов с внешней стороны корпуса, составленных из шарнирно связанных плоских траков с выступающими на одну высоту t грунтозацепами, охватывающих установленные в подвешенном состоянии на торсионных подвесках в одной поперечной полуцилиндрической плоскости диаметром D=l/sinψ опорные катки, где l - длина следа слабой опорной поверхности гусеничных лент, ψ - угол полуконтакта полуцилиндрической поверхности гусеничной ленты со слабым основанием с углом φ внутреннего трения и удельным сцеплением с, при наличии поддерживающих, натяжных и ведущих катков, установленных выше осей опорных катков, из орудийной башни, установленной на поворотном круге на корпусе вместе с его верхней частью выше верхних ветвей гусеничных лент [4].

При высокой проходимости грунтовых оснований известные конструкции гусеничного хода тяжелых танков при установке гусеничных лент шириной в на расстоянии b>в оказывается недостаточной для проходимости слабых водонасыщенных грунтовых и торфяных заболоченных территорий. Расчетные аналитические зависимости для параметра - диаметра D опорной поверхности гусеничного движителя танка отсутствуют, размер D получают опытным путем при оценке проходимости конкретных грунтовых оснований.

Технический результат в предлагаемом устройстве движителя военной техники - гусеничного танка, состоящем из бронированного коробчатого корпуса ширины В0, из двух гусеничных лент шириной в, установленных вдоль боковых бортов корпуса, составленных из шарнирно связанных траков с выступающими на высоту t грунтозацепами, и охватывающих установленные в подвешенном состоянии на торсионных подвесках в одной поперечной полуцилиндрической плоскости диаметром D=l/sinψ опорные катки, где l - длина следа опорной поверхности гусеничной лент, ψ - угол полуконтакта полуцилиндрической поверхности гусеничной ленты со слабым основанием ненарушенной структуры с углом φстр внутреннего трения и удельным сцеплением cстр, а также поддерживающие, натяжные и ведущие катки, из осей натяжных, поддерживающих и ведущих катков, установленных выше осей опорных катков, из орудийной башни, установленной поворотном круге на корпусе выше верхних ветвей гусеничных лент, достигается тем, что гусеничные ленты тяжелого танка с катками выполнены установленными на грунте друг от друга на расстоянии b=в, на торфе - b≤1 м, при общей площади проекции следа опорной поверхности на горизонталь гусеничного движителя F=(2в+b)l, опорная поверхность обеих гусеничных лент при давлении

для грунта: [ p с т р . Г р а с т ] = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin 2 ϕ ) ,

где удельное сцепление c = c с т р [ 2 t g ϕ / t g ϕ с т р ] ,

для торфа: [ p с т р . Т р а с т ] = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin ϕ )

выполнена полусферической с расчетным диаметром Dсф=D при углах полуконтакта гусеничных лент со слабым грунтовым или торфяным основанием ψ=φ=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φcmp)]-φстр, где для торфяной залежи φTстр и cT=cстр, при этом грунтозацепы на внешних краях гусеничных лент выполнены выступающими на высоту:

T = t + ( D / 2 ) [ 1 + 1 ( b / D ) 2 ] ( 2 в + b ) 2 c t g ψ

и образуют общую поперечную полуцилиндрическую поверхность, коробчатый корпус установлен во внутреннем пространстве гусеничных лент между опорными, поддерживающими, натяжным и ведущим катками таким образом, чтобы продольные броневые листы бортов корпуса образовывали с вертикалью острый угол, продолжая внешние обводы орудийной башни, а на концах корпуса - под острым углом к его продольной оси, орудийная башня установлена непосредственно над верхними ветвями гусеничных лент, при этом сквозной вертикальный проем поворотного круга орудийной башни в корпусе выполнен непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент, причем при установке гусеничных лент средних и легких танков за краями боковых бортов корпуса на расстоянии друг от друга b>в опорная поверхность каждой гусеничной ленты в поперечном сечении выполнена по полусферической поверхности расчетным диаметром Dсф, грунтозацепы по краям каждой гусеничной ленты выступают на высоту T, а траки длиной в в гусеничных лентах установлены чередующимися через один с укороченными траками до величины ширины спаренных катков при четном числе траков, при нечетном числе траков оба крайних стыкуемых в замкнутой ленте трака выполнены длиной в.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 дан общий вид гусеничного движителя тяжелого танка с продольным вертикальным разрезом гусеничной ленты (с катками и корпусом танка), на фиг.2 - вид гусеничного движителя танка спереди при b=в, на фиг.3 - вид танка на гусеничном ходу сверху при b=в, на фиг.4 - вид гусеничного движителя легкого и среднего танка сзади при b>в, на фиг.5 - поперечный разрез гусеничной ленты при ее ширине в=b, на фиг.6 - поперечный разрез гусеничной ленты при в<b, на фиг.7 - вид А фиг.5, на фиг.8 - вид Б на фиг.6.

Устройство гусеничного движителя тяжелого танка типа Т-10М по предлагаемому техническому решению состоит из бронированного коробчатого корпуса. 1 (фиг.1) шириной В0 (фиг.2, 3), установленного на двух гусеничных лентах 2 шириной в, расположенных вдоль боковых бортов 3 корпуса на расстоянии b=в друг от друга и составленных из шарнирно связанных траков 4 с выступающими по длине в трака грунтозацепами на высоту t на внутреннем крае гусеничной ленты и на высоту:

T = t + ( D / 2 ) [ 1 + 1 ( b / D ) 2 ] ( 2 в + b ) 2 c t g ψ на ее внешнем крае (фиг.2), где угол совместного контакта гусеничных лент с их полусферическим следом на грунтовом и торфяном основании ψ=φ=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φcmp)]-φстр, для торфяной залежи - φ=φT.стр и c=cT.стр. Диаметр полусферического следа Dсф=l/sinψ, где l - длина следа на поверхности слабого основания. Бронированный коробчатый корпус 1 установлен во внутреннем пространстве гусеничных лент 2 между опорными 5, поддерживающими 6, натяжными 7 и ведущими 8 катками. Боковые борта 3 корпуса 1 с гусеничными лентами 2 установлены под углом по высоте корпуса, продолжая внешние обводы орудийной башни 9, а на концах корпуса - под острым углом к нему. Орудийная башня 9 установлена непосредственно под верхними ветвями гусеничных лент 2, при этом сквозной вертикальный проем поворотного круга (не показан) орудийной башни в корпусе 1 выполнен непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент 2.

Устройство гусеничного хода средних и легких танков (фиг.4) может быть выполнено при установке гусеничных лент 2 по бокам коробчатого корпуса 1 на расстоянии b>в таким образом, что опорные катки 5 с опорной частью каждой гусеничной лентой 2 будут образовывать две полусферические поверхности на слабом основании диаметром Dсф=D, при этом верхние ветви гусеничных лент 2 проходят на уровне основания орудийной башни 9, а траки 4 гусеничных лент выполнены с полуцилиндрической продольной поверхностью диаметром D.

Траки 4 гусеничных лент 2 (фиг.5, 6, 7, 8) установлены чередующимися через один с укороченными траками 10 до величины ширины спаренных катков при четном числе траков, при нечетном числе траков оба крайних стыкуемых в замкнутой ленте трака 11, 12 выполнены длиной в, равной ширине гусеничной ленты.

В условиях заболоченной местности с углом φ=15° внутреннего трения, удельным сцеплением c=0,015 МПа и удельным весом γ=0,0017 кг/см3 тяжелый танк типа Т-10М весом 50 т с предлагаемой полусферической опорной поверхностью обеих гусеничных лент шириной в=b=72 см и диаметром Dсф=l/sinψТ=444/sin18°=1436,9 см, где l=444 см - длина следа опорной части гусеничной ленты, угол полуконтакта по длине l гусеничной ленты с торфяным болотом равен ψ=φ=18°. Площадь полусферической опорной поверхности гусеничных лент танка равна:

Fсф=(2в+b)·l·[1+2(1-cosφ)/sinφ]=216·444·1,3165=126258 см2 и создает давление на торфяное болото pср=50000/126258=0,0396 МПа. Допускаемое давление на торфяное болото [ p с т р . Т р а с т ] = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin ϕ ) = 2 0,015 cos 18 o / ( 1 + sin 18 o ) = 0,0218 М П а - по теории «Физики контактного взаимодействия» и допускаемое давление:

[p]=(2/3…3/4)pA=0,708·(0,04+0,9·Псф/Fсф)=0,708·[0,04+0,9·5295/126258]=0,055 МПа - для одноразового прохождения болота танком по теории «Механики торфяной залежи». Таким образом, одноразовая проходимость заболоченной местности модифицированным тяжелым танком Т-10М обеспечена.

Известен способ повышения проходимости грунтового и торфяного основания под гусеничным движителем, заключающийся в увеличении опорной поверхности (F) каждой гусеницы при заданной их длине (l) путем увеличения ширины (в) на основаниях с низкой несущей способностью, в придании скосов опорной поверхности траков на краях гусеницы, отличающийся тем, что опорной поверхности гусеницы придают в продольном направлении выпор по радиусу R ( 1 / π ) / sin ψ max , где угол сектора полуконтакта продольной опорной поверхности гусеницы при «первой критической» нагрузке

на грунт:

( ψ max к р 1 ) = a r c t g [ p р а с т с т р / ( p ц к р + 0,5 p р а с т с т р + c c t g ϕ ) ] ,

на торф:

( ψ max к р 1, T ) = a r c t g { 2 sin 2 ϕ cos ϕ / [ ( 1 + 7 sin ϕ + 2 sin 2 ϕ ) ( 1 + sin ϕ ) ] } ,

где φ - угол внутреннего трения, с - удельное сцепление основания,

p р а с т с т р = 2 c cos ϕ / ( 1 + sin ϕ ) - давление структурной прочности основания на растяжение;

p ц к р = с { π / [ 1 + ( ϕ π / 2 ) t g ϕ ] + [ 2 cos ϕ / ( 1 sin ϕ ) ] } - критическое давление под центром радиальной поверхности контакта гусеницы с основанием,

а по ширине гусеницы тракам придают выпуклую опорную поверхность под радиусом R, при этом осадку гусеницы под центром на основании получают равной:

S = ( в / 2 ) { [ ( 1 cos ψ max ) / sin ψ max ] + p с р к р 1 [ 4 ( 1 μ 0 2 ) / ( π E 0 ) ] } ,

где E0, µ0 - модуль деформации и коэффициент Пуассона основания, p с р к р 1 - среднее «первое критическое» давление на основание, а также известно устройство гусеничного движителя, реализующего способ повышения его проходимости.

Существенным недостатком известного способа и устройства повышения проходимости оснований под гусеничным движителем является полуэмпиричность расчетных зависимостей определения необходимого угла ψ полуконтакта гусеничного движителя с грунтовым и торфяном основанием, связанное с отсутствием истинных знаний и аналитических выражений для определения физических параметров материальной среды - углов внутреннего трения φ, φстр и удельного сцепления c, cстр нарушенной и ненарушенной структуры. В известных зависимостях определения углов ψ используется значения φстр, cстр, полученные на базе испытания образцов грунта или торфа ненарушенной структуры в условиях компрессионного сжатия. В действительности при «первом критическом» давлении ( p с р к р 1 ) грунт теряет структурную прочность и находится уже в нарушенном состоянии с развитием линий сдвигов из-под подошвы жесткого плоского штампа [5] на дневную поверхность. В известных расчетных зависимостях не учитываются новые положения, полученные на базе развития научного направления «Физика контактного взаимодействия материальных сред», заключающееся в том, что на дневной поверхности грунт (торф) в массиве находится в состоянии растяжения на глубину h=c/γ, где γ - удельный вес грунта. В предлагаемом способе и устройстве повышения проходимости оснований под гусеничными движителями учитываются новые открытые положения «Физики контактного взаимодействия», существенно уточняющие теоретические зависимости оценки проходимости оснований новой техникой.

Источники информации

1. Ж-л «Техника молодежи», №2, 1988, - с.8-9.

2. Ж-л «Техника молодежи», №11, 1991, - с.16-17 («Т-72»).

3. Справочник по торфу / Под. ред. А.В. Лазарева и С.С. Корчунова. - М.: Недра, 1982. - 700 с.

4. Справочник Джейн «Танки и боевые машины» / Кристофер Ф. Фосс. - М.: ACT «Апрель», 2005. - с.50-51.

5. Хрусталев Е.Н. Контактное взаимодействие в геомеханике. - ч.II. Напряжения и деформации оснований сооружений. - Тверь.: Научная книга, 2007.

1. Способ повышения проходимости движителя военной техники - гусеничного танка в условиях слабых грунтов и заболоченной торфяной залежи, заключающийся в том, что бронированный коробчатый корпус с орудийной башней на поворотном круге устанавливают между двумя широкими гусеничными лентами с непрерывно шарнирно соединенными траками, траки в сборе совместно с опорными катками на торсионных подвесках по обеим сторонам корпуса тяжелого танка в подвешенном состоянии образуют в поперечном сечении общую опорную полуцилиндрическую поверхность диаметром:
D=l/sinψ,
где l - длина следа опорной поверхности гусеничной ленты со слабым грунтовым или торфяным основанием, обладающим при ненарушенной структуре углом φстр внутреннего трения и удельным сцеплением cстр;
на жестком основании опорные катки с гусеничными лентами под весом P танка образуют плоскую опорную поверхность при деформации торсионных подвесок центральных опорных катков, траки изготавливают за одно целое с выдвинутыми наружу на высоту t поперечными плоскими грунтозацепами, которые образуют наружными ребрами обеих гусеничных лент единую полуцилиндрическую опорную поверхность диаметром:
Dн=D+2t,
гусеничные ленты охватывают опорные, поддерживающие, натяжной и ведущий катки, при этом оси натяжных, ведущих и поддерживающих катков устанавливают выше осей опорных катков, орудийную башню на корпусе располагают выше верхних ветвей гусеничных лент, а гусеничные ленты шириной В по бокам корпуса устанавливают друг от друга на расстоянии b, отличающийся тем, что гусеничные ленты тяжелого танка устанавливают друг от друга на грунте на расстоянии b=B, на торфе - B≤1 м при общей площади проекции следа опорной поверхности на горизонталь гусеничного движителя:
F=(2B+b)l,
где B - ширина трака гусеницы;
опорная поверхность обеих гусеничных лент образует при действии давления
на торф:

на грунт:

общую полусферическую поверхность расчетным диаметром Dсф=D при углах полуконтакта гусеничных лент со слабым основанием:
ψ=φ=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]-φстр,
где для нарушенной структуры грунта:

а для торфяной залежи:
φ=φT.стр, c=cТ.стр;
путем установки или выдвижения в продольных рядах опорных катков по радиусу R=D/2, при этом грунтозацепы на внешних краях гусеничных лент выполняют выступающими на высоту:

и образуют общую поперечную полуцилиндрическую поверхность, коробчатый корпус размещают во внутреннем пространстве гусеничных лент между опорными, поддерживающими, натяжным и ведущим катками, которые по бортам корпуса и сами борта корпуса прикрывают продольные броневые листы, бортовые броневые листы корпуса устанавливают под углом по высоте корпуса, продолжая внешние обводы орудийной башни, а на концах корпуса устанавливают к нему под острым углом, причем сквозной вертикальный проем поворотного круга орудийной башни в корпусе располагают непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при установке гусеничных лент средних и легких танков за краями боковых бортов корпуса на расстоянии друг от друга b>B опорную поверхность каждой гусеничной ленты в поперечном и продольном сечениях выполняют по дуге окружности расчетным диаметром Dн, а грунтозацепы по краям каждой гусеничной ленты выступают на высоту T.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление, обеспечивающее проходимость слабого грунтового основании гусеничным ходом танка, рассчитывают по зависимости:
Г]= - грунта,
T]= - торфяного основания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что узкие траки шириной B в гусеничных лентах выполняют чередующимися через один с укороченными траками до величины ширины опорной поверхности спаренных катков при четном числе траков, при нечетном числе траков оба крайних стыкуемых в замкнутой ленте трака принимают шириной В.

5. Устройство движителя военной техники - гусеничного танка, состоящее из бронированного коробчатого корпуса шириной B0, из двух гусеничных лент шириной В, установленных вдоль боковых бортов корпуса, составленных из шарнирно связанных траков с выступающими на высоту t грунтозацепами и охватывающих установленные в подвешенном состоянии на торсионных подвесках в одной поперечной полуцилиндрической плоскости опорные катки диаметром:
D=l/sinψ,
где l - длина следа слабой опорной поверхности гусеничных лент;
ψ - угол полуконтакта полуцилиндрической поверхности гусеничной ленты со слабым основанием ненарушенной структуры с углом φстр внутреннего трения и удельным сцеплением cстр;
а также поддерживающие, натяжные и ведущие катки, из осей натяжных, поддерживающих и ведущих катков, установленных выше осей опорных катков, из орудийной башни, установленной на поворотном круге на корпусе выше верхних ветвей гусеничных лент, отличающееся тем, что гусеничные ленты тяжелого танка с катками выполнены установленными на грунте друг от друга на расстоянии b=B, на торфе B≤1 м при общей площади проекции следа опорной поверхности на горизонталь гусеничного движителя:
F=(2B+b)l,
опорная поверхность обеих гусеничных лент под действием растягивающего давления образует общую опорную полусферическую поверхность расчетным диаметром Dсф=D при углах полуконтакта гусеничных лент со слабым грунтовым или торфяным основанием:
ψ=φ=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φcmp)]-φстр,
а для торфяной залежи φ=φТ.стр, c=cТ.стр, при удельном сцеплении при действии давления
на грунт:

на торф:

грунтозацепы на внешних краях гусеничных лент выполнены выступающими на высоту:

и образуют общую поперечную полуцилиндрическую поверхность, коробчатый корпус боковыми бортами установлен во внутреннем пространстве гусеничных лент между опорными, поддерживающими, натяжными и ведущими катками таким образом, чтобы продольные броневые листы бортов корпуса образовывали с вертикалью острый угол, продолжая внешние обводы оружейной башни, а на концах корпуса - под острым углом к его продольной оси, орудийная башня установлена непосредственно над верхними ветвями гусеничных лент, при этом сквозной вертикальный проем поворотного круга орудийной башни в корпусе выполнен непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что при установке гусеничных лент средних и легких танков за краями боковых бортов корпуса на расстоянии друг от друга b>B опорная поверхность каждой гусеничной ленты в поперечном сечении выполнена по полусферической поверхности расчетным диаметром Dсф, грунтозацепы по краям каждой гусеничной ленты выполнены на высоту Т.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что траки шириной B в гусеничных лентах установлены чередующимися через один с укороченными траками до величины ширины спаренных катков при четном числе траков, при нечетном числе траков только оба крайних стыкуемых в замкнутой ленте трака выполнены шириной B.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к движителям на колесно-гусеничном ходу. Колесно-гусеничный движитель содержит гусеничную цепь с траками в виде пневматических подушек, охватывающую ведущую и ведомую звездочки, лонжерон и опорные ролики.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к тележкам гусеничных уборочно-транспортных машин с гусеничным движителем. Тележка гусеничная уборочно-транспортной машины содержит сварную раму, левый и правый гусеничные движители.

Группа изобретений относится к звену гусеничной цепи и способу изготовления этого звена, выполненному с возможностью соединения с множеством аналогичных звеньев гусеничной цепи для образования гибкой гусеничной цепи и установки вокруг наружной периферии шин транспортных средств.

Группа изобретений относится к узлу ходовой части для гусеничной машины. Гусеничная машина включает в себя узел (10) ходовой части с направляющим колесом (25), оригинальным траком (155) и оригинальной втулкой (137).

Изобретение относится к системам ходовым лесозаготовительных машин, преимущественно с гусеничным движителем, и может быть использовано в лесной промышленности и лесном хозяйстве.

Изобретение относится к системам ходовым лесозаготовительных машин, преимущественно с гусеничным движителем, и может быть использовано в лесной промышленности и лесном хозяйстве.

Шасси // 2487813
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к средствам передвижения на колесно-гусеничном ходу, и может быть использовано для повышения проходимости по слабонесущим грунтам и преодоления препятствий типа лестничных маршей общего пользования.

Вездеход // 2484998
Изобретение относится к тракторному и транспортному машиностроению и может быть применено в сельскохозяйственном производстве и в безрельсовых транспортных средствах.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ходовой части самоходных горных машин, в частности к малоопорному гусеничному ходу горнодобывающей техники. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к боевым бронированным машинам. Универсальное гусеничное шасси содержит моторно-трансмиссионное отделение, в котором установлена силовая установка блочной конструкции, содержащая первичный двигатель внутреннего сгорания, быстроходный вал которого кинематически связан через торсионный вал и повышающий редуктор с генератором. Ведущие колеса гусеничных движителей кинематически связаны с силовым приводом блочной конструкции, состоящим из двух бортовых редукторов, двух тяговых электродвигателей и планетарного механизма, электронно управляемых от коммутаторов сторонних блоков тормозных резисторов. В дополнительном промежуточном отделении установлены два силовых привода, электронагреватель и генератор. Системы охлаждения встроены в систему охлаждения первичного двигателя внутреннего сгорания. В системе первичного двигателя внутреннего сгорания установлены два вентилятора с электрическим приводом. В бортовой электрической цепи установлены ионисторы. В отделении управления в качестве органов управления установлена рулевая колонка с электромеханическим управлением тяговых электродвигателей гусеничных движителей. Управление потребителями электрической энергии выполнено с помощью цифровой информационно-управляющей системы. Достигается уменьшение расхода топлива и вероятности перегрева двигателя. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к способам увеличения опорной проходимости военных гусеничных машин. В способе увеличения площади опорной поверхности гусеничной машины для повышения проходимости по грунтам с низкой несущей способностью ходовая часть гусеничной машины снабжается автоматически выдвигаемыми при движении уширителями гусениц, двумя опорными катками, обеспечивающими выдвижение и задвижение уширителей гусениц. Достигается повышение оперативной и тактической подвижности военных гусеничных машин за счет снижения удельного давления на грунт и повышения опорной проходимости. 3 ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству повышения проходимости гусеничных движителей военного вооружения на слабых грунтовых и заболоченных основаниях. Способ и устройство для повышения проходимости движителя выполнены следующим образом: платформу размещают на двух передней и задней парах продольных гусеничных движителей, пары движителей устанавливают друг за другом с возможностью поворота в вертикальной плоскости и с помощью силовых цилиндров принудительного поворота вокруг центра симметрии опорной поверхности передней пары движителей в горизонтальной плоскости под грузовой платформой на шарнирных опорах. Шарнирные опоры связывают грузовую платформу с рамой каждой пары гусеничных движителей. Гусеничные движители в парах устанавливают на расстоянии друг от друга. Раму передней пары движителей изготавливают из двух составных подвижных относительно друг друга внутренней и наружной частей. Гусеничным резинометаллическим лентам в каждой паре движителей придают общую для пары выпуклую опорную поверхность в поперечном и продольном сечениях диаметром Dсф путем установки поверхностей опорных и направляющих пневматических колес по радиусу R=Dсф/2-δ. Повышается проходимость движителя военной техники. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к самоходной военной технике с колесными движителями. Универсальное шасси на единой платформе с колесными движителями содержит тонкобронный корпус с отделением управления движением, отделением основного вооружения, герметизированным моторно-трансмиссионным отделением со сторонними бортовыми редукторами для ходовой части со сторонними движителями, включающей подвеску и гидроамортизаторы. Ходовая часть со сторонними движителями выполнена из неповоротных в горизонтальной плоскости шести колес на каждый движитель. Колеса кинематически соединены соответственно сторонними бортовыми редукторами, передающими вращательный момент на каждое такое колесо в последовательности с помощью сторонних узлов, таких как: бортовой накладной выходной редуктор, промежуточный вал, распределительный редуктор, карданная передача с телескопическим валом и накладной входной редуктор, закрепленный на балансире такого колеса. Достигается создание машин военного и инженерного назначения на базе универсального шасси на единой платформе с колесными движителями. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Гиперболоидный ролик привода содержит соединенные упругоподатливыми рабочими элементами боковые диски, установленные на валу привода. Рабочие элементы выполнены в виде замкнутой пружины специальной навивки витками круглого сечения, представляющей собой -образного исполнения изгиб, повторяющийся с равным шагом в угловом диапазоне от 0 до 360°, и имеющей в центральной части форму гиперболоида, с узлами крепления перегибов в боковых дисках. Центральная часть ролика может быть гуммированной или покрытой эластомерным материалом. Повышается технологичность привода. 2 ил.

Группа изобретений относится к вариантам быстросъемных гусеничных приставок для увеличения проходимости автомобиля. Гусеничная приставка состоит из рамы с расположенными на ней в два ряда опорными катками, направляющими колесами, гусеницами, В первом варианте приставка дополнительно содержит беговые барабаны, соединенные между собой и кинематически связанные с каждым ведущим колесом через механизм сцепления. Во втором варианте каждый механизм тормоза соединен приводом с органом управления своей стороны. Каждый орган управления располагается напротив управляемого колеса автомобиля так, чтобы поворачивающееся управляемое колесо входило во взаимодействие с органом управления той стороны, в которую поворачивают управляемые колеса автомобиля. В третьем варианте в передней и задней части приставки расположены стойки с подвижными рычагами. Рычаги имеют устройства для крепления к буксировочным проушинам автомобиля и располагаются поперек от установленного на приставку автомобиля. Достигается обеспечение устойчивого прямолинейного движения, а также управление приставкой с помощью стандартных элементов управления автомобиля. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к ходовой части и рабочему транспортному средству, имеющему ходовую часть. Ходовая часть содержит раму гусеницы, рычаг каретки направляющего катка, направляющий каток, рычаг каретки опорного катка, каретку опорного катка, опорный каток, ведущую звездочку и основную раму с поворотным валом, на котором поворачивается рама гусеницы относительно основной рамы. Поворотный вал основной рамы имеет ось. Транспортное средство имеет ходовую часть, в которой задний опорный каток гусеницы расположен на незначительном расстоянии от задней ведущей звездочки, когда рама гусеницы повернута на заданный предел поворота в направлении, которое уменьшает расстояние между задним опорным катком гусеницы и задней ведущей звездочкой. Достигается возможность распределения веса транспортного средства по гусенице за счет жестко установленного опорного катка. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к быстросъемной гусеничной приставке для увеличения проходимости автомобиля. Приставка состоит из рамы с расположенными на ней в два ряда опорными катками, ведущими колесами, гусеницами и механизмом натяжения гусениц. Ведущие колеса приставки кинематически соединены друг с другом общим валом или соединенными валами через механизмы сцеплений или фрикционов. Ступицы ведущих колес автомобиля соединяются с валом передачами через механизмы, передающие вращение под углом. Достигается обеспечение устойчивого прямолинейного движения, а также управление приставкой с помощью стандартных элементов управления автомобиля. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к энергосредствам универсальным болотоходным, и может быть использовано для обслуживания нефтегазопроводов. Энергосредство содержит водонепроницаемый корпус, салон с местом водителя, моторный отсек с двигателем внутреннего сгорания и гидроприводом объемным, побортно смонтированный комбинированный движитель, состоящий из двух гусеничных движителей, жестко связанных между собой с помощью поперечных труб, направляющее колесо с механизмом натяжения, ведущую звездочку, каретку с опорными катками и бесконечную резиноармированную гусеничную ленту. Между гусеничными лентами внутри параллельно друг другу и продольной оси водонепроницаемого корпуса установлены, с возможностью вращения, два роторно-винтовых движителя с винтовыми гребнями. Каретка с опорными катками шарнирно подвешена на раме каждого гусеничного движителя с помощью двух траверс. На раме каждого гусеничного движителя одним концом шарнирно закреплен гидроцилиндр двустороннего действия, другой конец которого, также шарнирно, соединен с одной из траверс каретки с опорными катками. Достигается уменьшение сопротивления на передвижение энергосредства универсального болотоходного по заболоченной местности. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к военным гусеничным машинам, в частности к ходовой части гусеничной машины, оснащенной механизмом натяжения гусениц. Устройство для обеспечения работоспособности ходовой части гусеничной машины, состоящей из гусеничного движителя, включающего в себя гусеницы, ведущие колеса, направляющие колеса с механизмами натяжения гусениц, опорные катки, поддерживающие катки, подвеску, в которую входят торсионные валы, балансиры и гидроамортизаторы, а в состав каждого механизм натяжения гусениц правого и левого борта входит кривошип, червячное колесо, червяк и стопор червяка. Механизм натяжения гусениц имеет силовую часть, состоящую из блока управления, электродвигателя червяка, электромагнита стопора червяка. Ведущие колеса, направляющие колеса, опорные катки, поддерживающие катки оснащены датчиками, измеряющими их угловую скорость. Торсионные валы оснащены датчиками перемещения. Гидроамортизаторы оснащены датчиками давления жидкости. Червячные колеса оснащены датчиками колебания. Все датчики соединены с блоком приема и обработки информации, соединенным с блоком управления силовой частью механизма натяжения гусениц, и с запоминающим устройством. Достигается повышение срока службы деталей движителя. 1 ил.

Группа изобретений относится к способу повышения проходимости движителя военной техники - гусеничного танка на слабых грунтовых и заболоченных основаниях и устройству движителя. Для повышения проходимости движителя гусеничные ленты тяжелого танка устанавливают друг от друга на грунте на расстоянии bВ, на торфе - В≤1 м. В устройстве грунтозацепы на внешних краях гусеничных лент выполняют выступающими и образующими общую поперечную полуцилиндрическую поверхность. Коробчатый корпус размещается во внутреннем пространстве гусеничных лент между опорными, поддерживающими, натяжным и ведущим катками. Бортовые броневые листы корпуса устанавливаются под углом по высоте корпуса, продолжая внешние обводы орудийной башни. Сквозной вертикальный проем поворотного круга орудийной башни в корпусе располагается непосредственно между внутренними краями верхних ветвей гусеничных лент. Повышается проходимость гусеничного движителя на слабых грунтах и торфяных болотах. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх