Тенденции разработки гусениц современных боевых машин
Во времена миротворческих операций и борьбы с терроризмом, частично проводимых вне городов и населенных пунктов, самые современные разработки в технологии гусениц должны передаваться в войска без задержки для того, чтобы сделать боевую задачу успешной и спасти жизни солдат.
Легкие и тяжелые гусеничные машины и основные боевые танки (ОБТ) играют важную роль, особенно в труднопроходимой местности. Они демонстрируют высочайшие характеристики и эксплуатационную готовность, гарантируя собственное превосходство и выживаемость, являющиеся залогом успеха боевой задачи.
Для того чтобы описать тенденции развития современных гусениц для транспортных средств, лучше всего начать с гусениц для ОБТ LEOPARD 2. Эти гусеницы представляют собой текущее положение уровня технологии и являются хорошим примером для описания того, какие соображения привели к дальнейшему развитию гусениц, и какие результаты были действительно достигнуты. Следующие наблюдения будут ограничены разработками, проводимыми немецкой компанией Diehl Defence Holding GmbH.
Трак гусеницы 570 FT: 1. Соединительная скоба трака 2. Соединительный винт 3. Трубчатый корпус 4. Резиновый башмак 5. Снегозацеп 6. Внутренняя соединительная деталь 7. Внутренняя соединительная деталь 8. Соединительный винт
Основные боевые танки
Серийно выпускаемыми стандартными гусеницами для танка LEOPARD 2 являются гусеницы Track Type 570 FT от Diehl Defence. Это звенчатая гусеница (с двойным пальцем), каждое звено которой представляет собой моноблочный корпус с центральной цельнолитой направляющей (гребнем). Зазоры между корпусами представляют собой изогнутые выемки. Это снижает вертикальную ударную нагрузку на опорные катки при накате на препятствие. Внутреннего резинового покрытия здесь нет, так как оно не обеспечивает требуемых свойств при низких температурах, а также это увеличивает массу звена гусеницы и негативно влияет на её эксплуатационный ресурс, вдобавок увеличивая стоимость производства.
Постоянные силы, действующие через опорные катки при движении по наклонным участкам и при поперечном ускорении машины, а также при движении в повороте, или ударные нагрузки при преодолении неподвижных препятствий, действуют на корпус самого трака, а не на центральную направляющую (гребень), так как она является его составной частью. В отличие от трака, у которого центральная направляющая расположена на центральной соединительной скобе, такое решение значительно снижает нагрузку на палец трака. Вдобавок, центральная направляющая – со своим большим моментом сопротивления изгибу – обеспечивает идеальную жесткость корпуса трака в его критическом центральном сечении.
На торцевой поверхности резиновой накладки был сохранен принцип вставки, но он претерпел модернизацию в виде байонетной фиксации.
Резиновый вкладыш с системой Quick Fit
Это уменьшает длину отрезка, необходимого для установки и снятия, приблизительно на треть (система «Quick Fit»), и таким образом значительно облегчает любую необходимую замену резиновой накладки.
Пальцы имеют новую конструкцию: они круглые по всей длине и не имеют лысок на своих концах. В этом случае полное поперечное сечение круглых пальцев имеется в том месте, где могут появиться трещины и даже изломы, и которое по-настоящему подвергается большим поперечным и изгибающим нагрузкам. Конструктивный вырез, сделанный для перехода от круглого сечения к плоскому и являвшийся концентратором напряжений в этом месте, был, таким образом, устранен. Сохранено высокое качество поверхности круглой заготовки, поэтому стало возможным – без учета формы пальца - выбирать оптимальную глубину твердости приповерхностного слоя для условий реальных нагрузок. На конце пальца в глухом отверстии установлена шпилька. Она центрирует соединительную скобу, обеспечивая таким образом правильное установочное положение. Благодаря перекрытию осей и пальца, скобы оси работают так же, как дополнительный фиксирующий элемент скобы, которая выталкивается пальцами трака. Это особенно важно для траков без центральных соединительных скоб, когда в случае любой внезапно возникшей поперечной силы – например, в случае какой-либо аварии или поломки – может произойти отрыв соседних звеньев гусеницы. Внешняя скоба имеет скругление внутри профиля сечения. Фиксация опорной поверхности скобы достигается за счет трения в посадочной поверхности.
Соединительные скобы круглых пальцев и пальцев с лысками
Масса гусеницы Track Type 570 FT от Diehl System составляет 185,6 кг/м. Полный комплект гусениц для танка LEOPARD 2 имеет длину примерно 30 метров и массу 5592 кг.
Дальнейшие и более перспективные разработки гусеницы для танка LEOPARD 2 были реализованы в модели Track Type 570 PO от компанииDiehl Defence. В ней реализованы все передовые решения и практический опыт, полученный за последние годы исследований. Целью этой разработки было получение значительного снижения веса при сохранении прежнего срока эксплуатации.
Гусеницы немецкого танка Leopard 2A6
В отличие от всех предыдущих гусениц с соединительными скобами, зацепление с зубьями ведущего колеса более происходит не за внешние скобы, а за корпус самого трака. Это обеспечивает значительное снижение нагрузок на пальцы, то есть ударных изгибающих сил во время зацепления гребнями. Подверженное разрушению резиновое покрытие пальца также становится разгруженным (воспринимает меньшие силы) благодаря равномерному распределению общей эксплуатационной нагрузки, возникающей при тяговом усилии.
Внешняя скоба в настоящее время крепится только слева, ее задача – соединять соседние траки гусеницы. Больше нет никакой необходимости в дополнительном объеме металла для компенсации износа скобы при зацеплении с зубьями ведущего колеса и, таким образом, есть возможность спроектировать скобу почти симметрично. Она работает как ленточный прижим, который замыкает на палец более уравновешенные касательные и радиальные силы. Поэтому скоба уже, тоньше и легче своего предшественника. В процессе эксплуатации гусеницы на палец действуют меньшие крутящий момент и силы. Вследствие этого могут быть использованы более легкие инструменты, а также обеспечивается большая безопасность при проведении ремонта. Еще одно преимущество состоит в том, что износу подвержены только резиновые накладки и корпуса траков. Здесь дополнительный износ создается на контактных поверхностях ведущих колес. Благодаря конструкции интервала зубчатого зацепления, существует зона с очень низким растягивающим усилием, что в принципе позволяет снизить износ резинового вкладыша. Так как в этом месте имеется достаточный объем материала для компенсации износа и местное упрочнение на большую глубину, срок эксплуатации этого компонента очень большой. Вследствие зубчатого зацепления в корпусе трака размер накладок траков, однако, необходимо уменьшить на 10%. Это ведет к более высокой удельной поверхностной нагрузке на накладки, которая в свою очередь служит причиной увеличения износа накладки. Это может быть частично компенсировано совершенствованием используемой резиновой смеси. Во время испытаний было обнаружено, что износ ножки зуба на ведущих колесах увеличился. Впрочем, возможно это может быть исправлено соответствующим подбором материалов и оптимизацией формы зуба.
Главным преимуществом гусеницы Track Type 570 PO является ее малый вес. Комплект этих гусениц более чем на 650 кг легче серийного комплекта. Это позволяет принять меры по повышению боевой эффективности и не брать в расчет в дальнейшем увеличение полной массы машины.
Сегодня этот принцип уже применен в двух- и даже в трехзвенчатых гусеницах с соединительными скобами, например в гусеницах серии 129 для машин MLRS, ULAN и PIZARRO и для некоторых вариантов M113.
Трак гусеницы 570 PO
Трак гусеницы Track Type 622 для машины WIESEL: 1. Скоба 2. Соединительный болт 3. Трубчатый корпус с вулканизированной резиновой подушкой
Конструкция легких гусениц
В качестве своей первой легкой гусеницы компания Diehl разработала гусеницу для транспортера вооружения WIESEL. Эта гусеница заменила резиновую гусеничную ленту компании Clouth. Недостатком этих резиновых гусениц был усталостный износ стальных тросов, вызванный изгибающими силами в поперечных связующих элементах. После пробега более чем 3000 км это стало причиной обрыва траков без каких-либо предшествующих внешних признаков. Так как другие меры по исключению обрывов ни к чему не привели, эти гусеницы, в конце концов, были заменены на новые звенчатые гусеницы с концевыми скобами Track Type 622 от Diehl. Впервые стала возможной успешная разработка гусеницы стального литья с вулканизированными резиновыми накладками, которая немного тяжелее резиновой гусеницы, применяемой прежде. Гусеница приводится в движение за счет роликов центральной направляющей. Ширина гусеницы составляет 20 см; погонная масса – 17,4 кг/м. Резиновая накладка может быть заменена в случае выработки ресурса.
Экстремальные требования, предъявляемые к американским высокотехнологичным экспедиционным боевым машинам EFV (проект закрыт) для морской пехоты первоначально привели к разработке легких гусениц, изготовленных из алюминия. Однако обнаружилось, что алюминий является неподходящим материалом для гусениц, так как только сталь имеет надежный безопасный запас по пиковым нагрузкам и силам в граничной области. Имея массу примерно 82 кг/м, вновь разработанная легкая стальная гусеница близка к алюминиевой гусенице, у которой погонная масса составляет приблизительно 75 кг/м. Каждый трак гусеницы состоит из двух трубчатых корпусов с очень тонкими стенками, в которых установлены обрезиненные полые пальцы. Они связаны между собой двумя концевыми скобами и центральной скобой, прикрученной болтом к центральной направляющей (гребню). Все детали оптимизированы по массе. Резиновые накладки вставляются посредством системы Quick Fit.
Опыт, полученный в процессе испытаний этой гусеницы для экспедиционной боевой машины EFV, повлиял на подобную разработку гусеницы для новой БМП PUMA. Она состоит из двух легких стальных трубчатых корпусов с двумя стальными полыми пальцами с резиновыми втулками. Они соединяются между собой двумя концевыми скобами и центральной стальной скобой, объединенной в одну деталь с центральной направляющей (гребнем). Вследствие этого оптимизированные по массе детали оказались легче на 40% по сравнению с аналогичными стандартными траками. Резиновые накладки вставляются посредством системы Quick Fit и фиксируются на месте защелкивающейся осью. Это снижает вероятность потери резиновых накладок, а при их замене весьма значительно снижает время на обслуживание и ремонт по сравнению со временем, требующимся для откручивания прикрученных болтами накладок.
Даже в отношении резины для ходовых накладок может быть реализованы значительные улучшения. Впервые компании Diehl удалась разработка эластомерного материала, который имеет превосходные характеристики для быстрой езды по дорогам (проблема нагрева), а также по труднопроходимой местности (разрушение от острых камней). WIESEL стала первой в немецкой армии машиной, оснащенной новым типом ходовых накладок. Это позволяет значительно увеличить пробег, например в Афганистане.
Это резиновая смесь также предназначена для применения в машине PUMA. При погонной массе значительно менее 100 кг/м гусеница Track Type 464 в настоящее время не имеет себе равных по рабочим параметрам.
Продукция компании Diehl Defence
Сплошные (непрерывные) гусеничные ленты
До сих пор сплошные гусеничные ленты применялись только на легких машинах, имеющих соответственно небольшую мощность двигателя. Так, тяжелый вариант Hagglunds BV 206S, имеет общий вес 7,1 тонны и мощность двигателя 130 кВт/177 л.с. В этой машине мощность привода теоретически распределена на четыре гусеницы. Имеется несколько производителей такого типа сплошных гусеничных лент. Все эти гусеницы имеют стальные поперечные стяжки, к которым приложена сила тяги от ведущего колеса. Поперечные силы от гусеницы действуют на опорные катки за счет ее направляющих зубьев (гребней).
Тяговое усилие воспринимается стержнями из арамидно-нейлонового стекловолокна или металлокорда, заключенного в резиновый кожух. Наряду со стержнями могут быть использованы стальные канаты (WIESEL 1). Обрезинивание обеспечивает защиту нагруженных элементов от коррозии и каких-либо повреждений, тогда как профилированная беговая рабочая поверхность передает все усилия на грунт, со временем изнашиваясь. Как правило, ленточные гусеницы являются сплошными (непрерывными), что делает их замену более трудоемкой, так как в этом случае один из бортов машины должен быть поднят или даже должна быть частично разобрана ходовая часть. Едва ли возможно выполнять такие работы в условиях эксплуатации. Главное преимущество этих гусениц заключается в небольшой массе и в тихом ходе, недостатком же является низкая ремонтопригодность. В случае какого-либо повреждения должна быть заменена вся гусеница, провести ремонт на машине, заменив лишь отдельное звено, невозможно.
Гусеница для Track Type 464 БМП PUMA: Ширина - 500 мм, Размер звена - 183,5 мм, Вес - 95 кг/м, Ресурс – 6000-7000 км (38 тонн), 4000 –5000 км (43 тонны); трубчатый корпус со стальной внутренней рабочей поверхностью из литейного чугуна или штампованный; стальная скоба; рабочая резиновая накладка (система быстрой установки quick fit)
Место разъединения, гусеница от Diehl
Разъемное направляющее колесо и гусеница от компании Soucy на машине M113
Исключение сделано для гусеницы от Diehl на машине BV206. Она может состоять из двух, трех или четырех сегментов, которые соединяются в патентованных конечных точках при помощи специальных скоб. Это очень сильно облегчает любую установку и монтаж гусеницы на машину, ее транспортировку и хранение. Отдельные сегменты можно штабелировать и перевозить в компактном виде.
Недавно канадская компания Soucy group также начала предлагать потенциальным клиентам сплошную гусеничную ленту для M113. Таким образом, эта компания отважилась войти в тот сектор, в котором до сих пор царствовали стальные гусеницы. Эта сплошная гусеничная лента значительно легче, чем звенчатая гусеница (примерно 26 кг/м вместо 64 кг/м у звенчатой гусеницы). Она также нравится потребителем своим тихим ходом. Таким образом, например, было измерено снижение уровня шума приблизительно на 10 децибел(A); во время замеров внешнего шума машины уровень звука был на более чем 10 децибел(A) ниже, чем у стандартной машины, использованной для сравнения. Установка гусеницы на поднятую машину является сравнительно трудоемкой. С целью выполнения этой задачи направляющее колесо сделано из двух частей.
В настоящее время компания Soucy group разработала сплошную гусеничную ленту для БМП BRADLEY, и в этом отношении также имеет смелость войти в сферу, которая до сих пор была исключительной привилегией звенчатых гусениц. Результаты этих разработок, безусловно, представляют большой интерес.
Использованы материалы:
www.diehl.com
www.baesystems.com
www.soucy-group.com
www.william-cook.co.uk
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
Информация