Jak wymarły czołgi gąsienicowe kołowe
Doświadczony czołg kołowo-gąsienicowy T-29. Źródło: t34inform.ru
Czołgi szybko zdobyli potężne działa i dobry pancerz, ale ich mobilność przez długi czas pozostawiała wiele do życzenia. Inżynierowie nie od razu znaleźli najlepsze rozwiązania techniczne, dlatego w różnych krajach opracowano różne podejścia. Francuzi na przykład używali gumowych gąsienic Kegresse, podczas gdy Niemcy zmagali się ze skomplikowanymi skrzyniami biegów i gąsienicami z gumowymi podkładkami na łożyskach.
Tymczasem w Związku Radzieckim wojsko zainteresowało się czołgami gąsienicowymi kołowymi. Pod wpływem czołgów BT zrodził się pomysł konwersji innych pojazdów na kołowe pojazdy gąsienicowe, z pływającego klina na średni czołg wielowieżowy. Inżynierowie opracowali projekty w różnych klasach wagowych, ale wkrótce moda na podróże na kołach odeszła do przeszłości równie szybko, jak się pojawiła.
W tym artykule przyjrzymy się idei pojazdu kołowo-gąsienicowego i prześledzimy, w jaki sposób jego rozwój doszedł do ślepego zaułka.
Dziedzictwo Waltera Christie
Na początku XX wieku pojazdy gąsienicowe charakteryzowały się wyjątkowo niską żywotnością. Na przykład gąsienice Renault FT wytrzymywały zaledwie 150–200 km i to pomimo tego, że czołg pełzał z prędkością pieszego. Nic dziwnego, że w tamtych latach popularne były małe czołgi, takie jak FIAT 3000 czy MS-1, które w całości mieszczą się z tyłu ciężarówki.
Napęd gąsienicowy był potrzebny tylko w trudnych warunkach, a po dobrych drogach można było poruszać się na kołach. Naturalnie powstał pomysł połączenia podróży kołowych i gąsienicowych. Inżynierowie zaproponowali kilka opcji z opuszczanymi kołami lub gąsienicami, ale najlepsze rozwiązanie wymyślił Amerykanin Walter Christie. Zanim zajął się technologią wojskową, Christie budował unikalne samochody wyścigowe z napędem na przednie koła i sam się ścigał. A później postanowił stworzyć najszybszy czołg.
Walter Christie w swoim samochodzie wyścigowym z napędem na przednie koła, po prawej stronie typowe samochody z tamtej epoki.
Demonstracja czołgu Christie w Ameryce na kołach i gąsienicach.
Aby osiągnąć duże prędkości, konieczne było rozwiązanie trzech głównych problemów:
- Wczesne gąsienice i koła jezdne o małej średnicy miały krótką żywotność. Christie zaproponował podwozie z kołami jezdnymi o bardzo dużej średnicy. W razie potrzeby usunięto gąsienice i czołg zamieniono w kołowy pojazd opancerzony. Większe rolki mają niższy opór toczenia, a ich gumowe opony wytrzymują dłużej.
- Typowe zablokowane zawieszenia tamtych czasów nie nadawały się do dużych prędkości. Christie stworzył niestandardowe zawieszenie z dużymi sprężynami śrubowymi, które zapewniały duży skok i płynną jazdę przy dużych prędkościach. To prawda, że same sprężyny śrubowe nie tłumiły dobrze drgań wzdłużnych. Później Christie wprowadził amortyzatory, aby zmniejszyć kołysanie.
- Prymitywne mechanizmy skrętu pojazdów gąsienicowych nie zapewniały odpowiedniej sterowności. Christie zaproponował, aby pierwsza para rolek była sterowalna, to znaczy na kołach kierowca kierował jak samochodem. Przed wynalezieniem przekładni dwuprzepływowych właściwie nie było innych alternatyw.
Apetyt przychodzi z jedzeniem
Walter Christie stworzył najszybsze czołgi swoich czasów, rozwiązując podstawowe problemy. Ale co równie ważne, jego podejście było proste i technicznie prawidłowe. Czołgi Christie miały proste sprzęgła pokładowe i prymitywne skrzynie biegów z ruchomymi zębatkami. Wentylator został zamontowany na tym samym wale co sprzęgło, więc nie był potrzebny do niego osobny napęd. Indywidualnego zawieszenia sprężynowego również nie można nazwać złożonym.
Od góry do dołu: T-46, czołg amfibia PT-1 i klin T-43-1 na kołach. Źródło: t34inform.ru
Rozwiązania techniczne Christie wywarły ogromny wpływ na konstrukcję radzieckich czołgów i zostały zachowane nawet w T-34-85. A potem, w 1934 roku, Związek Radziecki przeżył prawdziwą epidemię pojazdów kołowo-gąsienicowych. Aby zastąpić T-26 ze słabym podwoziem, zaprojektowano T-46 z zawieszeniem sprężynowym i dwiema parami kół napędowych. Niezadowolenie z delikatnego i złożonego podwozia T-28 doprowadziło do stworzenia trójwieżowego czołgu kołowo-gąsienicowego T-29. W tym samym czasie zaprojektowano kołowo-gąsienicowy czołg amfibijny PT-1, w którym napędzane były wszystkie koła jezdne. Testowano pływający klin T-43, oczywiście także kołowy i gąsienicowy.
Oprócz stworzenia nowych czołgów na gąsienicach kołowych inżynierowie opracowali także sam układ napędowy na gąsienicach kołowych. Grupa kierowana przez wynalazcę Nikołaja Cyganowa stworzyła czołg BT-IS z napędem sześciu kół jezdnych zamiast dwóch. Wzrosła zdolność przełajowa na kołach, a promień skrętu spadł. Dzięki synchronizatorowi czołg mógł poruszać się równomiernie jednym gąsienicą, a nawet zachować mobilność bez pary rolek. To prawda, że napęd skomplikował konstrukcję i uległ awariom.
BT-IS z napędem na sześć rolek bez pancerza zewnętrznego. Starali się nie dotykać podstawowej konstrukcji czołgu, więc wykonanie było dalekie od ideału.
Właściwe pytanie brzmi: jak konieczne było całe to działanie?
Oprócz Związku Radzieckiego nikt na taką skalę nie zajmował się czołgami kołowymi, reszta obeszła się bez nich. Brytyjskie czołgi krążownikowe były początkowo wyłącznie gąsienicowe, a sam Christie nie zgodził się na koła. Stało się tak, ponieważ możliwość poruszania się na kółkach, która początkowo była bardzo atrakcyjna, zaczęła wiązać się z większymi problemami niż korzyściami. I dalej historia Dobrze to pokazują radzieckie czołgi.
Od kół po gąsienice
Podwozie czołgu Christie wysłane do Związku Radzieckiego ważyło bez wieży około 10 ton. Zbiorniki produkcyjne stopniowo stawały się coraz cięższe. Diesel BT-7M ważył już prawie 15 ton, a wymiary jego kół jezdnych były podobne do oryginalnej konstrukcji Christie. W wyniku przeciążenia gumowe opony mogą się załamać już po 50–100 kilometrach bez gąsienic. Dla porównania: na gąsienicach ich żywotność wynosiła około 2 kilometrów.
W lipcu 1938 roku szef ABTU Pawłow i komisarz wojskowy Alliluyev donieśli z rozczarowaniem:
Należy zauważyć, że wyjątkowo krótką żywotność opon na kołach tłumaczy się faktem, że:
a) zwiększają się opory ruchu w porównaniu do toczenia się kół po gąsienicy, co powoduje wzrost temperatury gumy;
b) dynamiczny wpływ na wzrost gumy w wyniku nierówności toru, co również zwiększa temperaturę gumy;
c) profil toru ma większy wpływ na jazdę kół niż na gąsienicach i prowadzi do szybszego zniszczenia wewnętrznych opon koła;
d) warunki chłodzenia gumy na kołach są mniej korzystne niż na gąsienicach – ciepło jest lepiej przenoszone przez gąsienicę.
Trzeba jednak pamiętać, że nawet na gąsienicach opony są na wyczerpaniu. Wystarczy przeciążyć drugie koła podporowe BT-8 [inne oznaczenie BT-7M] ciężarem 2 kg. do 200 kg, dzięki czemu żywotność gumy zmniejsza się z 2 kg. do 500.
a) zwiększają się opory ruchu w porównaniu do toczenia się kół po gąsienicy, co powoduje wzrost temperatury gumy;
b) dynamiczny wpływ na wzrost gumy w wyniku nierówności toru, co również zwiększa temperaturę gumy;
c) profil toru ma większy wpływ na jazdę kół niż na gąsienicach i prowadzi do szybszego zniszczenia wewnętrznych opon koła;
d) warunki chłodzenia gumy na kołach są mniej korzystne niż na gąsienicach – ciepło jest lepiej przenoszone przez gąsienicę.
Trzeba jednak pamiętać, że nawet na gąsienicach opony są na wyczerpaniu. Wystarczy przeciążyć drugie koła podporowe BT-8 [inne oznaczenie BT-7M] ciężarem 2 kg. do 200 kg, dzięki czemu żywotność gumy zmniejsza się z 2 kg. do 500.
(Z raportu dla Ludowego Komisarza Obrony Marszałka Woroszyłowa).
Okazuje się, że BT-7M bardzo warunkowo nazywano czołgiem kołowo-gąsienicowym. Problemy ze zużyciem rolek zaobserwowano także w T-29 z dwuosobową wieżą, lecz wojsko potrzebowało cięższej, trzyosobowej wieży.
Co się dzieje? Wczesne tory miały niskie zasoby, więc do pokonania znacznego dystansu z dużą prędkością wymagany był ruch kół. Teraz wszystko zależało od wytrzymałości gumek, więc aby móc daleko i szybko dojechać, potrzebny był napęd gąsienicowy. Na szczęście nowe gatunki odporne na zużycie znacznie zwiększyły żywotność gąsienic.
Zakleszczenie koła
Radzieccy inżynierowie próbowali dostosować napęd kołowo-gąsienicowy do coraz większych obciążeń. W tym celu mieli trzy możliwości: poszerzyć rolki, zwiększyć ich liczbę i zapewnić napęd wszystkim rolkom z wyjątkiem sterowanych. Ten drugi sposób nie dotyczy konkretnie wytrzymałości gumek, ale stworzenie czołgu o masie 20–30 ton z jedną parą kół napędowych, zgodzicie się, jest dziwnym pomysłem. W tej formie będzie miał zbyt małe możliwości przełajowe na kołach.
A-20 na kołach podczas wspólnych testów z A-32. Źródło: t34inform.ru
Nowy czołg A-20 otrzymał napęd na sześć kół jezdnych z szerszymi oponami. Testy wykazały, że inżynierom udało się zwiększyć zasoby:
Guma na kołach w temperaturze otoczenia 25–30˚ przy średniej prędkości czystego ruchu 40 km/h przy ruchu ciągłym od 25 do 100 km pracowała do zniszczenia przez 700 km na szosie łamanej i 400 km na szosie droga gruntowa, natomiast A-7 [BT-7] w tych samych warunkach kosztuje 50–100 km. Na gąsienicach opony wytrzymały 3 km.
(Z protokołu prób polowych czołgów A-20 i A-32, 18 lipca - 23 sierpnia 1939 r..).
I powtórzmy jeszcze raz pytanie, już retoryczne: czy to wszystko było naprawdę potrzebne?
Na torach A-20 osiągał średnią prędkość netto 44,4 km/h na autostradzie i 31,7 km/h na ziemi, a jego szacunkowa prędkość maksymalna wynosiła 75 km/h. To grzech narzekać! A zasób gąsienicy był całkiem przyzwoity:
Po 1–000 km. Zregenerowali gąsienicę i wymienili wszystkie sworznie. Żywotność Caterpillar na maszynie. „A-1” około 200 km.
(Z załącznika do protokołu badań polowych czołgów A-20 i A-32, lipiec - październik 1939 r..).
Tory odbudowano po 1–000 km, a gumowe opony na kołach w tych samych warunkach wytrzymały 1–200 km. I znowu zasoby są ograniczone przez gumę.
Ponadto napęd na sześć kół skomplikował konstrukcję, a jego wymiana wymagała demontażu silnika, chłodnic i skrzyni biegów. Konserwacja była również bardziej skomplikowana i dotyczy to ośmiu rolek w porównaniu z dziesięcioma:
A-20 jest trudniejszy w utrzymaniu niż pojazd. A-32, dzięki dodatkowym punktom smarowania.
W zacierze. A-20 – 65 punktów.
W zacierze. A-32 – 21 punktów.
W zacierze. A-20 – 65 punktów.
W zacierze. A-32 – 21 punktów.
(Z załącznika do protokołu badań polowych czołgów A-20 i A-32, lipiec - październik 1939 r..).
Z punktu widzenia naprawy i konserwacji kołowy A-20 z ośmioma kołami jezdnymi jest bardziej skomplikowany niż gąsienicowy A-32 z dziesięcioma rolkami. Nic dziwnego, że radzieccy inżynierowie nie spieszyli się z dodaniem piątej pary rolek do czołgów kołowych.
Na górze znajduje się A-20 na torach, na dole A-32. Źródło: t34inform.ru
Ogólnie rzecz biorąc, historia A-20 doskonale pokazuje, jak i dlaczego czołgi gąsienicowe kołowe znalazły się w ślepym zaułku. Christie zaproponował pomysł szybkiego czołgu o masie około 10 ton i prostej konstrukcji. Następnie czołgi stawały się coraz cięższe, więc aby utrzymać skok kół przy odpowiedniej zdolności przełajowej, skrzynia biegów musiała być skomplikowana.
Odmowa „ostrego” nosa kadłuba wymusiła ograniczenie obrotu kół kierowanych i pogorszenie sterowności.
Wreszcie gumowe opony zaczęły ledwo sobie radzić, przez co żywotność podwozia na gąsienicach wykonanych z mocniejszej stali okazała się większa niż na kołach.
W ten sposób czołgi gąsienicowe kołowe straciły swoje zalety, pogłębiając swoje wady.
informacja