【转载】聊聊战车的悬挂(三)

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【转载】聊聊战车的悬挂(三)

2024-01-29 09:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

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好了~前两期分别讲述了二战坦克中使用最频繁的克里斯蒂和平衡式悬挂,那么这一期就简单说说二战战车乃至现代最先进的战车都依然在使用的扭杆式悬挂。扭杆式相信大家都不陌生,因为实在是太多经典坦克使用这款悬挂了,远到二战之前研发的III号,二战中大名鼎鼎的虎式,豹式,虎王,斯大锤的KV系列,JS系列,美帝的潘兴,巴顿系列,到战后的常青树T55,以至于整个T系列,到当代最先进的豹II,M1,解放军的99式都在使用扭杆悬挂。就算使用液气主动悬挂的日本90式,其中间两对轮子也是使用扭杆悬挂的(前面和后面两对是液气悬挂)。那么扭杆悬挂的原理是什么呢?下面直观地说明一下,拧毛巾相信大家都拧过,用双手将毛巾两头抓住,然后双手反方向扭动,毛巾里的水就会被拧出来。当然这里不是讨论毛巾的干湿问题,而是拧毛巾以后的感觉,你将毛巾拧紧以后,手有木有感觉到毛巾有一股反作用力?这个反作用力就是毛巾被扭转以后产生的弹性力。

 而扭杆的原理正与拧毛巾类似,扭杆就是你手中的这一条毛巾。下面我们看看扭杆具体是长啥样的。

 上图就是一个扭杆的模型示意图,其中灰色的是扭杆的固定端,也就是车体,红色的圆柱形就是扭杆,绿色的长方体就是轮子的摆臂,下面看看扭杆工作时的状态

 上图,摆臂运动,将扭杆扭转,扭杆产生弹性力,而在安装扭杆的坦克上,此弹性力就是支撑车体的力量。

扭杆悬挂通常布置是这样的(图示为T55的扭杆悬挂系统):

扭杆一侧安装在车体侧壁上,另外一侧通过车体的孔洞穿出,连接到摆臂上,轮子上的重量载荷通过摆臂使扭杆产生扭转,获得的弹性力用于支撑车体。这就是扭杆悬挂的原理,非常简单,而且占用空间也非常少(只需要车底部分的空间就可以了。)扭杆式悬挂的特点就是动行程很大,理论上行程总长是可以接近两倍摆臂的长度的(从摆臂向下无限接近竖直,可以一直扭转到摆臂向上无限接近竖直),完全不存在其他悬挂需要考虑弹簧的长度等问题。另外结构不算很复杂,占用车体空间很少(扭杆平铺在车体底部),弹性和可靠性都非常好,因此逐渐被大量战车使用,包括先进三代坦克。

但扭杆也有缺点,因为扭杆是横穿车体的,所以战地维修不便,不能像平衡式悬挂一样,直接用千斤顶顶起,整组悬挂卸下更换,一般需要到达比较正规的维修厂中才能修理。也易受地雷威胁(M1的前后扭杆就安装在装甲套筒内,避免受到地雷攻击)。但相比巨大的优势,这点缺点都是可以忍受的。

下面看看实车上的扭杆具体长啥样:

 图中工人所拿的这根灰色的物体就是扭杆,而前后的就是摆臂,此照片是英国缴获自北非的131号早期虎在全面整修的时候所拍。

下面再看一张

上图为当年亨舍尔工厂生产虎式时留存的照片,其中左侧工人正在安装的也是虎式的扭杆。大家可以对比下上上图,看看虎式左右侧的摆臂朝向(上上图车首在图片左侧,上图车首在图片右侧),这个下面会提到。

然后我们再看看扭杆悬挂在车体里的布置情况。

上图是黑豹的车体,去掉炮塔后从座圈处看到的内部结构,可以看到中间的变速箱传动轴(导致车体变高的元凶),下方的两组蓄电池,以及本文的主角,位于底部,横穿车体的扭杆。

再看看现代坦克的

上图是M1的车体,去掉炮塔后从座圈处看到的内部结构,大家也可以清楚看到中间横穿车体的扭杆。上面多次提到扭杆“横穿车体”,所以下面就要讨论下使用扭杆的车辆外部特征。

对,使用扭杆的战车外部特征表现为左右侧负重轮一般不对称。原因很简单,因为扭杆要横穿车体,左侧使用的扭杆需要穿过整个车体固定在右侧装甲板上,右侧使用的扭杆需要穿过整个车体固定在左侧装甲板上,于是左右的扭杆就必须错开布置,这也就导致了使用扭杆悬挂的车辆,左右的负重轮均要错开一定的距离,以便布置这些“横穿车体”的扭杆。下图是豹2坦克,从前方履带的倾斜角度可以清楚看到左右的路轮错开的情况。

 

 我们看看豹2的三视图

 可发现豹2坦克的右侧所有负重轮均比左侧靠前,距离就是一根扭杆的直径。

 豹2的悬挂系统示意图

下面再看看M1艾布拉姆斯

 可见左右轮组也是不对称的,与豹2相反,M1的右侧所有负重轮均比左侧靠后,距离也是一根扭杆的直径看看M1的三视图

 上图也显示M1的扭杆和轮子的布置情况。

而同样使用扭杆的III号,KV等坦克也是有同样的情况。III号

 III号的底盘示意图(模型)

 III号侧视图

以上图片均显示III号坦克的左右负重轮和扭杆布置情况,右侧轮组比左侧轮组靠前一根扭杆的距离。

KV1

 

 (上图有些神奇,是使用T-34 mod 1940的 L11型76mm炮)

KV五视图

 KV左侧轮组比右侧靠前错开一个扭杆的距离。

当然,也有例外,这个例外毫无例外就是我们可爱古板的德国人,上面二姐埋了个伏笔,让大家查看虎式左右摆臂的朝向问题,这里就要说明一下虎I式,黑豹式和虎王式这几种猫猫战车的设计。重新拿出这两张图

从上面两图可以看出,虽然外边采用了多重重叠负重轮设计,虎式依旧跟III号,KV一样使用扭杆悬挂。但是虎式的左右路轮却是对称的,为什么呢?上图就给出了解释,虎式,黑豹和虎王三种坦克,左右摆臂是反向布置的,左侧摆臂朝前,右侧摆臂朝后,运用这种方法错开扭杆,但路轮依旧能保持左右对称……

 上图显示虎1的底盘以及悬挂设置,箭头是二姐自己画的,这张图是虎式的底盘顶视图,红色代表上方,也就是车体右边悬挂的扭杆,绿色代表下方,也就是车体左边悬挂的扭杆,箭头位置是该条扭杆固定到车体上的位置,大家可看到虎式的扭杆是如何布置的,并且也能看到左右侧的摆臂反向布置的设计(上方也就是右侧的摆臂全部向后,下方,也就是左侧的摆臂全部向前,因此所有轮子依旧保持左右对称)

下面再看看黑豹的悬挂

 上图是黑豹左侧摆臂布置,可看到全部朝前(右侧则全部朝后)

摆臂和轮轴特写

上面三突是去掉了扭杆以后的车体内部,大家可以看到扭杆的固定座,穿入车体时的套筒,但黑豹和虎式的悬挂有一定不同,与虎式的单扭杆悬挂不同,黑豹使用双扭杆悬挂,每一根摆臂连接到两根扭杆上,大家从上图也可以看到,左侧的那个扭杆穿入车体的套筒是有两个孔洞的,下图将可以看清黑豹的双扭杆悬挂布置。

 由于实车设备过多,不易看清双扭杆的设置,所以采用上面两张模型的图片,大家可以跟下图实车图片对比一下,了解一下双扭杆的具体情况。

虎王的底盘照片因为二姐木有找到,所以在此略过,但虎王跟黑豹一样使用双扭杆设计。最后再简要说说扭杆悬挂除了扭杆以外的一些设备。首先是限位器上文提到由于扭杆的行程非常大,所以实际使用中为了避免损坏扭杆或者损坏车体,会在摆臂的活动范围内增设限位器,避免扭杆过度压缩,或者车体坐地。下图可看到III号的限位器,箭头所示就是限位器:

下图是KV1的限位器

 另外,使用扭杆悬挂的车辆,通常在第一组和最后一组(有时候是第一第二组,以及最后一组,或者是最前和最后的两组)扭杆上安装减震器。下面还是以III号为例子,箭头所示的两个竖直的圆柱就是减震器:

 下面看看豹2的减震器(最后两对轮子上方斜向布置的圆柱体物体)由于豹2美眉总是穿着裙子,减震器一般不露面,所以用模型示意一下。

 豹2共有7对负重轮,其中前面1,2,3三对轮子,以及第6,7两对都有这样的减震器。

好了,关于扭杆就谈到这里。



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