Текст книги "Техника и вооружение 2012 12"

Автор книги: Автор Неизвестен

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 10 страниц)

– аккумуляторных батарей.

Два главных генератора, питавших током тяговые электродвигатели, размещались в специальном генераторном отделении за поршневым двигателем. Они устанавливались на едином основании и благодаря непосредственному жесткому соединению валов якорей образовывали генераторный блок. В блоке с главными генераторами находился третий вспомогательный генератор, якорь которого был смонтирован на одном валу с задним генератором.

Обмотка независимого возбуждения, в которой сила тока могла быть изменена водителем в пределах от ноля до максимальной величины, позволяла изменять величину напряжения, снимаемого с генератора, в пределах от ноля до номинального и, следовательно, регулировать скорость вращения тягового двигателя и скорость движения танка.

Вспомогательный генератор постоянного тока при работающем поршневом двигателе питал обмотки независимого возбуждения обоих главных генераторов и тяговых электродвигателей, а также заряжал аккумуляторную батарею.

В момент пуска поршневого двигателя он использовался как обычный электрический стартер. В этом случае питание его электрической энергией производилось от аккумуляторной батареи. Обмотка независимого возбуждения вспомогательного генератора питалась от специального генератора-возбудителя, приводимого во вращение поршневым двигателем.

Представляла интерес схема воздушного охлаждения электрических машин трансмиссии, реализованная в танке Тур 205. Воздух, забираемый вентилятором со стороны привода, поступал через выпрямляющий аппарат в шахту генераторов и, обтекая корпус снаружи, доходил до решетки, расположенной между корпусами переднего и заднего главных генераторов. Здесь воздушный поток разделялся: часть воздуха двигалась дальше по шахте в кормовой отсек, где, расходясь вправо и влево, поступала к тяговым электродвигателям и, охлаждая их, выбрасывалась в атмосферу через отверстия в крыше кормовой части корпуса. Другая часть воздушного потока поступала через решетку внутрь корпусов генераторов, обдувала лобовые части якорей обоих генераторов и, разделяясь, направлялась по вентиляционным каналам якорей к коллекторам и щеткам. Оттуда воздушный поток попадал в воздухосборные трубы и по ним выводился в атмосферу через средние отверстия в крыше кормовой части корпуса.

Тяговые электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением размещались в кормовом отсеке, по одному двигателю на гусеницу. Крутящий моменте вала каждого электродвигателя через двухступенчатый промежуточный редуктор передавался на ведущий вал бортовой передачи и далее на ведущие колеса. Независимая обмотка двигателя получала питание от вспомогательного генератора.

Регулирование скорости вращения тяговых электродвигателей обеих гусениц осуществлялось по схеме Леонардо, что давало следующие преимущества:

– широкое и плавное регулирование скорости вращения электродвигателя производилось без потерь в пусковых реостатах;

– легкость управления пуском и торможением обеспечивалась реверсированием электродвигателя.

Генератор-возбудитель типа LK1000/12 R26 фирмы «Бош» размещался на первичном двигателе и питал обмотку независимого возбуждения вспомогательного генератора. Он работал в блоке со специальным реле-регулятором, что обеспечивало постоянство напряжения на клеммах вспомогательного генератора в диапазоне оборотов от 600 до 2600 об/мин при максимальном токе, отдаваемом в сеть, 70 А. Наличие генератора-возбудителя позволило обеспечить независимость возбуждения главных генераторов и тяговых электродвигателей от скорости вращения якоря вспомогательного генератора, а следовательно – и от скорости вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

Для электромеханической трансмиссии танка были характерны следующие режимы работы: пуск двигателя, движение по прямой вперед и назад, повороты, торможение и особые случаи использования электромеханической трансмиссии.

Пуск двигателя внутреннего сгорания осуществлялся электрическим способом с использованием вспомогательного генератора как стартера, который затем переводился в генераторный режим.

Общий вид сверхтяжелого танка «Мышь».

Поперечный разрез танка по трансмиссионному отделению.

Продольный разрез и общий вид генераторного блока.

Трансмиссионное отделение. Хорошо видна расточка крыши корпуса танка под погон башни.

Электромотор левого борта. В средней части корпуса находится промежуточный редуктор левого борта с тормозом.

Установка ведущего колеса и бортового редуктора правого борта. Сверху расположен электромотор правого борта.

Для плавного начала движения танка рукоятки обоих контроллеров одновременно перемещались водителем от нейтрального положения вперед. Повышение скорости достигалось увеличением напряжения главных генераторов, для чего рукоятки передвигались дальше от нейтрального положения вперед. В этом случае тяговые электродвигатели развивали мощность, пропорциональную своим оборотам.

При необходимости осуществить поворот танка с большим радиусом выключали тот тяговый двигатель, в сторону которого собирались совершить поворот.

Для уменьшения радиуса поворота электродвигатель отстающей гусеницы подтормаживали, переводя его в генераторный режим. Полученную от него электроэнергию реализовывали, уменьшая ток возбуждения соответствующего главного генератора, включая его в режим электродвигателя. При этом крутящий момент тягового электродвигателя был противоположным по направлению, и к гусенице прикладывалось нормальное усилие. Вместе с тем генератор, функционируя в режиме электродвигателя, облегчал работу поршневого двигателя, и поворот танка мог производиться при неполном отборе мощности от поршневого двигателя.

Для поворота танка вокруг своей оси обоим тяговым электродвигателям подавалась команда на противоположенное вращение. В этом случае рукоятки одного контроллера перемещали от нейтрали в положении «вперед», другого – в положении «назад». Чем дальше от нейтрали находились рукоятки контроллеров, тем круче был поворот.

Торможение танка производилось за счет перевода тяговых электродвигателей в генераторный режим и использования главных генераторов как электромоторов, вращающих коленчатый вал двигателя. Для этого достаточно было уменьшить напряжение главных генераторов, сделав его меньше напряжения, вырабатываемого электродвигателями, и сбросить газ педалью подачи топлива поршневого двигателя. Однако эта тормозная мощность, развиваемая электродвигателями, была относительно невелика, и для более эффективного торможения требовалось использовать механические тормоза с гидравлическим управлением, смонтированные на промежуточных редукторах.

Схема электромеханической трансмиссии танка «Мышь» позволяла использовать электроэнергию генераторов танка не только для питания своих электродвигателей, но и электродвигателей другого танка (например, при подводном вождении). Передачу электроэнергии при этом предусматривалось производить при помощи соединительного кабеля. Управление движением танка, принимавшего энергию, производилось из танка, подававшего ее, и ограничивалось изменением скорости движения.

Значительная мощность двигателя внутреннего сгорания танка «Мышь» затрудняла повторение схемы, примененной на САУ «Фердинанд» (т.е. с автоматическим использованием мощности поршневого двигателя во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий). И хотя данная схема не являлась автоматической, при определенной квалификации водителя танк можно было вести с достаточно полным использованием мощности поршневого двигателя.

Применение промежуточного редуктора между валом электродвигателя и бортовым редуктором облегчило работу электрооборудования и позволило уменьшить его массу и габариты. Следует также отметить удачную конструкцию электрических машин трансмиссии и особенно систему их вентиляции.

Электромеханическая трансмиссия танка, помимо электрической части, имела на каждый борт и по два механических агрегата – промежуточный редуктор с бортовым тормозом и бортовой редуктор. В силовую цепь они были включены последовательно за тяговыми электродвигателями. Кроме того, в картере двигателя был смонтирован одноступенчатый редуктор с передаточным отношением 1,05, введенный из соображений компоновки.

Для расширения диапазона передаточных отношений, реализуемых в электромеханической трансмиссии, промежуточный редуктор, устанавливавшийся между электродвигателем и бортовым редуктором, выполнили в виде гитары, состоявшей из цилиндрических шестерен и имевшей две передачи. Управление переключением передач было гидравлическим.

Бортовые редукторы размещались внутри корпусов ведущих колес. Основные элементы трансмиссии были конструктивно отработаны и тщательно доведены. Особое внимание конструкторы уделили повышению надежности агрегатов, облегчив условия работы основных деталей. Кроме того, удалось достигнуть значительной компактности агрегатов.

В то же время конструкция отдельных агрегатов трансмиссии являласьтрадиционной и не представляла технической новизны. Однако следует отметить, что совершенствование узлов и деталей позволило немецким специалистам повысить надежность таких агрегатов, как гитара и тормоз, одновременно создав более напряженные условия работы бортового редуктора.

Ходовая часть

Все узлы ходовой части танка размещались между основными бортовыми листами корпуса и фальшбортами. Последние являлись броневой защитой ходовой части и второй опорой для крепления узлов гусеничного движителя и подвески.

Каждая гусеница танка состояла из 56 цельных и 56 составных траков, чередующихся между собой. Цельный трак представлял собой фасонную отливку с гладкой внутренней беговой дорожкой, на которой имелся направляющий гребень. С каждой стороны трака имелось по семь симметрично расположенных проушин. Составной трак состоял из трех литых частей, причем две крайние части были взаимозаменяемые.

Применение составных траков, чередующихся с цельными траками, обеспечило (помимо уменьшения массы гусеницы) меньший износ трущихся поверхностей за счет увеличения числа шарниров.

Соединение траков осуществлялось пальцами, которые удерживались от осевого смещения пружинными кольцами.

Отлитые из марганцовистой стали траки были подвергнуты термической обработке – закалке и отпуску. Палец трака изготавливался из катаной среднеуглеродистой стали с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты. Масса цельного и составного трака с пальцем составляла 127,7 кг, общая масса гусениц танка-14302кг.

Зацепление с ведущими колесами – цевочное. Ведущие колеса монтировались между двумя ступенями планетарного бортового редуктора. Корпус ведущего колеса состоял из двух половин, соединенных между собой четырьмя болтами. Такая конструкция существенно облегчала монтаж ведущего колеса. Съемные зубчатые венцы крепились к фланцам корпуса ведущего колеса болтами. Каждый венец имел по 17 зубьев. Уплотнение корпуса ведущего колеса осуществлялось двумя лабиринтными войлочными сальниками.

Корпус направляющего колеса представлял собой полую фасонную отливку, выполненную за одно целое с двумя ободами. На концах оси направляющего колеса были срезаны плоскости и выполнены сквозные радиальные сверления с полукруглой нарезкой, в которую вворачивались винты механизма натяжения. При вращении винтов плоскости оси перемещались в направляющих бортового листа корпуса и фальшборта, благодаря чему происходило натяжение гусеницы.

Следует отметить, что отсутствие кривошипного механизма значительно упростило конструкцию направляющего колеса. В то же время масса направляющего колеса в сборе с механизмом натяжения гусеницы составляла 1750 кг, что усложняло монтажно-демонтажные работы при их замене или ремонте.

Подрессоривание корпуса танка осуществлялось при помощи 24 тележек одинаковой конструкции, размещенных в два ряда по его бортам.

Ходовая часть танка «Мышь».

Опорная тележка ходовой части танка.

Детали планетарного редуктора. На фото справа: детали планетарных передач уложены в том порядке, как они устанавливаются на танке: левый (первый) планетарный редуктор, ведущее колесо, правый (второй) планетарный редуктор.

Тележки обоих рядов попарно крепились к одному (общему для них) литому кронштейну, который фиксировался с одной стороны к бортовому листу корпуса, а с другой – к фальшборту.

Двухрядное расположение тележек было обусловлено стремлением увеличить число опорных катков и тем самым уменьшить нагрузку на них. Упругими элементами каждой тележки являлись коническая буферная пружина прямоугольного сечения и резиновая подушка.

Принципиальная схема и конструкция отдельных узлов ходовой части также были частично заимствованы у САУ «Фердинанд». Как уже говорилось, в Германии при проектировании Тур 205 были вынуждены отказаться от торсионной подвески, применявшейся на всех других типах тяжелых танков. Документы свидетельствуют о том, что на заводах при сборке танков испытывали значительные трудности с торсионными подвесками, так как их применение требовало большого числа отверстий в корпусе танка. Эти сложности особенно усугубились после того, как бомбардировочная авиация союзников вывела из строя специальный завод по обработке корпусов танков. В связи с этим немцы начиная с 1943 г. проводили проектирование и испытания других типов подвесок, в частности, подвесок с буферными пружинами и листовыми рессорами. Несмотря на то, что при испытаниях подвески танка «Мышь» были получены более низкие результаты, чем у торсионных подвесок других тяжелых танков, в качестве упругих элементов все же остановились на буферных пружинах.

Каждая тележка имела два опорных катка, соединенных между собой нижним балансиром. Конструкция опорных катков была одинакова. Крепление опорного катка на ступице с помощью шпонки и гайки, помимо простоты конструкции, обеспечивало легкость монтажно-демонтажных работ. Внутренняя амортизация опорного катка обеспечивалась двумя резиновыми кольцами, зажатыми между литым ободом Т-образного сечения, и двумя стальными дисками. Масса каждого катка составляла 110 кг.

При наезде на препятствие обод катка перемещался вверх, вызывая деформацию резиновых колец и гася тем самым колебания, идущие на корпус. Резина в данном случае работала на сдвиг. Применение внутренней амортизации опорных катков для 180-т тихоходной машины явилось рациональным решением, так как наружные шины в условиях больших удельных давлений не обеспечивали их надежной работы. Использование катков малого диаметра позволило установить большое число тележек, однако это повлекло за собой перенапряжение резиновых колец опорных катков. Тем не менее, внутренняя амортизация опорных катков (при небольшом их диаметре) обеспечила меньшее напряжение в резине по сравнению с наружными шинами и значительную экономию дефицитной резины.

Следует отметить, что крепление резиновой подушки к балансиру с помощью двух болтов, завулканизированных в резину, оказалось ненадежным. Большая часть резиновых подушек после непродолжительных испытаний оказалась утерянной. Оценивая конструкцию ходовой части, советские специалисты сделали следующие выводы:

«– размещение узлов ходовой части между фальшбортом и бортовым листом корпуса позволило иметь две опоры для узлов гусеничного движителя и подвески, что обеспечило большую прочность всей ходовой части;

– использование единого неразборного фальшборта затрудняло доступ к агрегатам ходовой части и усложняло монтажно-демонтажные работы;

– двухрядное расположение тележек подвески позволило увеличить число опорных катков и снизить нагрузку на них;

– применение подвески с буферными пружинами явилось вынужденным решением, поскольку при равных объемах упругих элементов спиральные буферные пружины обладали меньшей работоспособностью и обеспечивали худшие ходовые качества по сравнению с торсионными подвесками».

Установка ведущего колеса. Венец снят.

Съемный венец ведущего колеса.

Конструкция ведущего колеса.

Конструкция цельного и составного траков гусеницы.

Конструкция направляющего колеса.

Боевая и техническая характеристика танка «Мышь»

Общие данные

Боевая масса, т 188

Экипаж, чел 6

Удельная мощность, л.с./т 9,6

Среднее давление на грунт, кгс/см 21,6

Основные размеры, мм

Длина с пушкой:

вперед 10200

назад 12500

Высота 3710

Ширина 3630

Длина опорной поверхности 5860

Клиренс по основному днищу 500

Вооружение

Пушка, марка KWK-44 (РаК-44); KWK-40

калибр, мм 128; 75

боекомплект, выстр 68; 100

Пулеметы, количество, марка 1xMG.42

калибр, мм 7,92

Боекомплект, патронов 1000

Броневая защита, мм/угол наклона, град

Лоб корпуса 200/52:200/35

Борт корпуса 185/0; 105/0

Корма 160/38; 160/30

Крыша 105; 55; 50

Днище 105; 55

Лоб башни 210

Борт башни 210/30

Крыша башни 65

Подвижность

Максимальная скорость по шоссе, км/ч 20

Запас хода по шоссе, км 186

Силовая установка

Двигатель, марка, тип DB-603 А2, авиационный, карбюраторный

Максимальная мощность, л.с 1750

Средства связи

Радиостанция, марка, тип 10 WSc/UKWE, УКВ

Дальность связи (телефоном/телеграфом), км 2-3/3-4

Специальное оборудование

Система ППО, тип Ручная

число баллонов (огнетушителей) 2

Оборудование для подводного вождения Комплект ОПВТ

Глубина преодолеваемой водной преграды, м 8

Продолжительность пребывания экипажа под водой, мин До 45

Оборудование для подводного вождения

Значительная масса танка «Мышь» создавала серьезные трудности при преодолении водных преград, учитывая низкую вероятность наличия мостов, способных выдержать эту машину (и тем более их сохранность в условиях войны). Поэтому в его конструкцию изначально заложили возможность подводного вождения: обеспечивалось преодоление по дну водных преград глубиной до 8 м с продолжительностью пребывания под водой до 45 мин.

Для обеспечения герметичности танка при движении на глубине до 10 м все отверстия, заслонки, стыки и лючки имели прокладки, способные выдержать давление воды до 1 кгс/см² . Герметичность стыка между качающейся маской спаренных пушек и башней достигалась за счет дополнительной затяжки семи болтов крепления бронировки и резиновой прокладкой, устанавливавшейся по периметру ее внутренней стороны. При отворачивании болтов бронировка маски за счет двух цилиндрических пружин, одетых на стволы пушек между люльками и маской, возвращалась в исходное положение.

Герметичность стыка корпуса и башни танка обеспечивалась оригинальной конструкцией опоры башни. Вместо традиционной шариковой опоры применялись две системы тележек. Три вертикальные тележки служили для опоры башни на горизонтальную беговую дорожку, а шесть горизонтальных – для центровки башни в горизонтальной плоскости. При преодолении водной преграды башня танка при помощи червячных приводов, поднимавших вертикальные тележки, опускалась на погон и за счет своей большой массы плотно прижимала установленную по периметру погона резиновую прокладку, чем и достигалась достаточная герметичность стыка.

Металлическая воздухопитающая труба, предназначавшаяся для обеспечения работы силовой установки под водой, монтировалась на люк механика-водителя и крепилась стальными растяжками. Дополнительная труба, дающая возможность эвакуации экипажа, располагалась на башне. Составная конструкция воздухопитающих труб позволяла преодолевать водные преграды различной глубины. Отработанные выхлопные газы через установленные на выхлопных трубах обратные клапаны выбрасывались в воду.

Для преодоления глубокого брода была предусмотрена возможность передачи по кабелю электрической энергии танку, движущемуся под водой, от танка, находящегося на берегу.

Оборудование для подводного вождения танка.

Общая оценка конструкции танка отечественными специалистами

По мнению отечественных танкостроителей, ряд принципиальных недостатков (основным из них являлась недостаточная огневая мощь при значительных габаритах и массе) не позволял расчитывать на сколько-нибудь эффективное применение танка Тур 205 на поле боя. Тем не менее, эта машина представляла интерес как первый практический опыт создания сверхтяжелого танка с предельно допустимыми уровнями броневой защиты и огневой мощи. В его конструкции немцы применили интересные технические решения, которые даже рекомендовались к использованию в отечественном танкостроении.

Несомненный интерес представляло конструктивное решение соединения броневых деталей большой толщины и габаритов, а также исполнение отдельных агрегатов для обеспечения надежности работы систем и танка в целом, компактности узлов в целях сокращения массы и габаритов.

Отмечалось, что компактность системы охлаждения двигателя и трансмиссии была достигнута путем применения высоконапорных двухступенчатых вентиляторов и жидкостного высокотемпературного охлаждения выхлопных коллекторов, что позволило повысить надежность двигателя.

В системах, обслуживавших двигатель, использовались система качественного регулирования рабочей смеси, учитывавшая барометрическое давление и температурные условия, пароотделитель и воздухоотделитель топливной системы.

В трансмиссии танка заслуживающим внимание признали конструктивное исполнение электромоторов и электрогенераторов. Применение промежуточного редуктора между валом тягового двигателя и бортовой передачей позволило снизить напряженность работы электрических машин, уменьшить их массу и габариты. Особое внимание немецкие конструкторы уделили обеспечению надежности агрегатов трансмиссии при одновременном обеспечении их компактности.

В целом же конструктивная идеология, реализованная в германском сверхтяжелом танке «Мышь», учитывая боевой опыт Великой Отечественной войны, была оценена как неприемлемая и ведущая в тупик.

Боевые действия на завершающем этапе войны характеризовались глубокими рейдами танковых соединений, их форсированными перебросками (до 300 км), вызванными тактической необходимостью, а также ожесточенными уличными боями с массовым применением противотанковых кумулятивных средств ближнего боя (фаустпатронов). В этих условиях советские тяжелые танки, действуя совместно со средними Т-34 (не лимитируя последних по скорости передвижения), выдвигались вперед и успешно решали весь спектр возложенных на них задач при прорыве обороны.

Исходя из этого, в качестве основных направлений дальнейшего развития отечественных тяжелых танков приоритетное значение придавалось усилению броневой защиты (в пределах разумных значений боевой массы танка), совершенствованию приборов наблюдения и управления огнем, повышению мощности и скорострельности основного оружия. Для борьбы с авиацией противника требовалось разработать для тяжелого танка дистанционно управляемую зенитную установку, обеспечивающую ведение огня и по наземным целям.

Эти и многие другие технические решения были предусмотрены к реализации в конструкции первого послевоенного опытного тяжелого танка «Объект 260» (ИС-7).

Литература

1. Тактико-техническая характеристика немецкого сверхтяжелого танка «Maus»(Мышь). – ГБТУ ВС, 1946. – 30 с.

2. Сверхтяжелый немецкий танк «Maus» (Мышь): описание и обзор конструкции. -ГБТУВС, 1946. – 176с.

3. Система охлаждения агрегатов немецкого сверхтяжелого танка «Мышь»: конструктивно-технический анализ. – НИИБТ полигон, УКБТиМВ ВС СССР, 1948. – 76 с.

4. Силовая установка немецкого сверхтяжелого танка «Мышь». ОтчетНИБТполигона ГБТУВС. – М.: НИБТполигон, 1946.-49 с.

5. Организация и управление танковой промышленности Германии. Отчет научного танкового комитета бронетанковых и механизированных войск Вооруженных Сил. – М.: ГБТУ, 1946.-212 с.

6. Вестник танковой промышленности. – М.: НКПТ, №7,8, 10,11/1945, №1, 5,6/1946, №4/1947.

7. Разные работы по танкостроению. Отчет технического отдела МинТрансМаш в Германии. – 1947. – 289 с.

8. Крюгер Р. Танки. – М., 1922. -109с.

9. Fleischer I/I/. Die Heeresversuchsstelle Kummersdorf. – Podzun-Pallas, 1995. -200 c.

10. Schneider N., Strashein R. Deutsche kampfwagen im 1 weltkrieg. – Podzun-Pallas, 1988. – 50 c.

11. SpielbergerW. Spezialpanzerfahrzeuge Des Deutschen Heeres. – Motorbuch Verlag Stuttgart, 1987. – 154 c.

12. SpielbergerW. DerPanzerkampfwagen Tigerundseine Abarten. – Motorbuch Verlag Stuttgart, 1991.– 154c.