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關於坦克履帶的知識,你知道的其實並不多!

坦克的「無限軌道」——履帶

坦克之所以能爬陡坡,越寬壕,涉深水,克垂壁,穿沼澤,過田野,馳騁戰場無所阻擋,是因為它有兩條特殊的履帶,人們常稱之為坦克的「無限軌道」或坦克「自帶的路」。

然而,人們最初研製的坦克,是沿用了農用履帶式拖拉機的履帶。1915年,英國研製的「小遊民」坦克沿用了美國「布勞克」拖拉機的履帶。1916年,法國研製的「施納德」和「聖沙蒙」坦克沿用了美國「霍爾特」拖拉機的履帶。履帶進入坦克史至今已近90個春秋,今天的履帶,無論其結構形式還是材料、加工等都在不斷地豐富坦克寶庫,履帶已經發展成為可以經歷戰爭考驗的坦克「無限軌道」。

履帶是由主動輪驅動、圍繞著主動輪、負重輪、誘導輪和托帶輪的柔性鏈環。履帶由履帶板和履帶銷等組成。履帶銷將各履帶板連接起來構成履帶鏈環。履帶板的兩端有孔,與主動輪嚙合,中部有誘導齒,用來規正履帶,並防止坦克轉向或側傾行駛時履帶脫落,在與地面接觸的一面有加強防滑筋(簡稱花紋),以提高履帶板的堅固性和履帶與地面的附著力。

主動輪是個主動件,它由輪轂、齒圈、帶齒墊圈、錐齒杯、固定螺帽和止動螺栓組成。它通過齒輪和履帶嚙合,將側減速器傳來的動力傳給履帶而使坦克運動。

誘導輪是個從動輪,用來誘導和支撐履帶,並與履帶調整器一起調整履帶的鬆緊程度。它由輪轂、輪盤、滾珠軸承、輪軸蓋、固定螺帽、雙排滾珠軸承、支撐杯和迴繞擋油蓋等組成。托帶輪主要用來托著上支履帶,沒有這種托帶輪,履帶就會發生撞擊。托帶輪軸的一端,牢固地固定在車體上。由於托帶輪直徑比負重輪小,其軸承的轉速卻高得多,然而它只支撐上支履帶,即履帶重量的1/3,以減少履帶的振蕩。

履帶調整器用來調整履帶的鬆緊度。它由支架、曲臂、軸套、蝸輪、蝸桿、螺桿、摩檫片和襯套等組成。履帶的張緊程度對坦克行駛和履帶壽命有較大影響。履帶過緊或過松都不好。不同的使用環境要求履帶有著不同的鬆緊度。如在堅硬路面上行駛,應將履帶張得緊些;在沙漠地區行駛則應將履帶張得鬆些。

另外,隨著履帶銷和銷耳孔磨損的增加,履帶也會變松。為了保持履帶的適當張緊度,需要用履帶調整器來調節履帶的鬆緊。這是藉助履帶調整器改變誘導輪相對於主動輪的距離來改變履帶的張緊度。履帶調整器使誘導輪向後擺動到某一位置,誘導輪就遠離主動輪,於是履帶被張緊;履帶調整器使誘導輪向前擺動到某一位置,履帶就變得鬆些。負重輪用來承受坦克的重量和規正履帶。它由輪轂、輪盤、膠帶、滾珠軸承、輪軸蓋、固定螺母、迴繞擋油蓋等組成。負重輪數量多,可使每個輪子所承擔的重量小,對地面的壓力分布均勻,有利於提高坦克的通行性能。

當發動機的動力傳到主動輪上時,主動輪按順時針方向撥動履帶,於是接地履帶和地面之間生產了相互作用力。根據力的作用與反作用原理,履帶沿水平方向給地面一個作用力,而地面給履帶一個反作用力,這個反作用力使坦克運動,稱為坦克的牽引力。

由此看來,坦克能否運動,主要受到兩個條件的限制;一是動力條件,二是地麵條件。動力條件就是指發動機提供給坦克通過地面所必須的力量,沒有這個力量,主動輪就轉不動。地麵條件則是指主動輪傳給履帶的力,必須由地面提供一個反作用力(即使坦克運動的牽引力)才能實現。當牽引力和行駛阻力相等時,坦克就作等速運動;當牽引力大於行駛阻力時,坦克就加速行駛;當牽引力小於行駛阻力時,坦克則減速行駛。

發動機的動力不斷地由主動輪傳出來,主動輪就不斷地撥動履帶卷繞運動。於是坦克在推進過程中,一方面從誘導輪卷下去的履帶被鋪在地上,並壓在前進滾動的負重輪下面;另一方面則把最後一個負重輪滾過的履帶由主動輪卷上來,如此周而復始,形成了一條坦克自行鋪設的軌道,而且是一條坦克跑到哪裡就鋪到那裡的「無限軌道」。坦克在前進或後退時,兩條履帶就不斷地向前或朝後運動,像是坦克「自帶的路」,不斷地為坦克鋪好路。

迪爾公司為「豹」2主戰坦克研製的履帶

在坦克行駛的軌道上,往往地形是崎嶇不平的,會遇到陡坡、壕溝、垂壁、鬆軟地等。

由於履帶有較大的接地面積,有凹凸不平的花紋,因而履帶與地面之間有良好的相互作用,不容易打滑。再加上坦克有較大的動力,坦克通常能爬上30~32度的坡道。以色列「梅卡瓦」3主戰坦克可爬上35度的縱向坡道。

坦克爬坡測試

坦克的履帶是個密閉的環,像個大輪子,車體有多長,輪子差不多就有多大。坦克的重心與前後最遠的負重輪的接地點的水平距離就比較大,只要壕溝的寬度比這個距離小,坦克就可以跨過去。當然,坦克的越壕能力也有一定的限度,當溝的寬度超過了最前和最後兩個負重輪的水平距離的一半時,在車體重力作用下,坦克就會向溝里扎頭。在越壕時,既不能向前扎到溝里去,也不能向後栽到溝里去。這樣,履帶鋪過溝面就像是給坦克搭了一座「橋」。只要這座「橋」在兩岸有穩定支撐,坦克便可安然通過壕溝。坦克通常能跨越2.7~3.2米寬的壕溝,以色列「梅卡瓦」3主戰坦克可跨越3.55米寬的壕溝。

坦克履帶推進裝置有較高的誘導輪,誘導輪中心距地較高,凡是高度不超過誘導輪中心距離地面這個尺寸的垂直崖壁,坦克都可以爬上去。當坦克頭部壓向垂壁時,誘導輪處的履帶與垂壁便產生相互作用力。履帶給垂壁一個向下的作用力,垂壁給履帶一個向上的反作用力,這個反作用力就形成坦克的一個抬頭力矩,促使坦克向上爬越。在抬頭力矩作用下,坦克好像在履帶鋪出的升坡軌道上爬坡。坦克通常能克服0.7~1.1米高的垂壁。

由於履帶接地面積大,降低了坦克的下陷量,而履帶板上的特殊結構花紋,又使接地履帶牢牢抓住地面,所以履帶顯著提高了坦克在鬆軟地面上的通過性。

履帶是坦克和地面直接接觸的部件,有金屬履帶和掛膠履帶兩類。金屬履帶的履帶板接地面鑄有花紋,以提高履帶與地面之間的附著性能。金屬履帶的結構簡單,但在行駛時會嚴重破壞路面,這就使坦克的行動受到了很大的限制。另外,金屬履帶在繞過主動輪、負重輪和誘導輪時,由於相互作用而產生振動和雜訊。這種雜訊如果太大,會使乘員降低工作效率,還會對車內通訊產生不利影響,在一定車速條件下會使乘員聽覺遭到損傷。雜訊在車外傳播,也會使坦克暴露目標。

掛膠履帶是在履帶板的負重輪滾道面或/和接地面掛有橡膠的履帶。通常在履帶板的銷耳孔或履帶銷上裝有橡膠襯套,以減小銷耳孔和履帶銷的磨損和減低雜訊。這種履帶在與地面接觸的部位掛上一層橡膠,對路面的破壞作用小,且雜訊小。掛膠履帶有整體式和可更換襯墊式兩種。由於著地部位易於磨損和損壞,可更換襯墊式能提高履帶板的使用壽命。採用這種掛膠履帶的坦克在和平時期可在公路上行駛。

為避免在行駛中履帶脫離負重輪,履帶板上有1個或2個誘導齒,用來不斷地誘導履帶沿負重輪和誘導輪緣的中央運動。履帶板的寬度和節距都要適當,履帶的寬度對接地壓力有重要影響,在同樣的坦克重量和履帶接地長度條件下,寬度大的履帶能降低接地壓力,提高坦克通過鬆軟地面的能力,但履帶寬受坦克寬度尺寸的制約,又不能太寬。履帶板的節距越小,履帶越近似於柔性鏈環;節距過大,會造成履帶繞動不均勻和衝擊。

德國「豹」2主戰坦克採用的「迪爾」掛膠履帶板,其可更換襯墊由著地膠塊、薄鋼板製成的底版和閉鎖彈簧片硫化而成,它裝入板體的楔形導向槽內,並用閉鎖彈簧片與板體牢固連接。這種履帶板使用可靠,有較長的使用壽命。但這種著地面掛膠履帶板的附著性能不如金屬履帶板。為了彌補這種不足,「豹」2坦克在戰時將卸去橡膠襯墊,使板體的花紋提高附著性能。並且板體上的兩條導向槽還可安裝專用的防滑齒,供坦克通過冰雪地時使用。掛膠履帶板的發展趨勢是採用銷耳掛膠,滾道面不掛膠,著地面採用可更換式襯墊,越野行駛時或戰時拆下襯墊,需要時應能裝上防滑齒。

履帶板有單銷式和雙銷式兩種。單銷式履帶板用一根履帶銷連接起來,如T-72等坦克採用了這種履帶。雙銷式,即兩塊履帶板用兩根履帶銷及端部連接器連接起來,如「豹」2等坦克採用這種履帶。這種雙銷式銷耳掛膠履帶避免了金屬摩檫的聲音,節省了摩擦損耗的功率,提高了坦克行駛速度,還可保持履帶板節距不變或少變,改善履帶和主動輪齒的嚙合質量,並可延長它們的使用壽命,履帶的壽命一般為4000~8000千米,不到一個坦克大修周期行駛里程,因此在坦克大修周期之間需要更換履帶。

總之,在戰場上越野通行的條件下,坦克有履帶這樣一條「無限軌道」,實在是太重要了。另外,由於坦克發動機功率大,行動部分又比較考究,履帶與地面之間有良好的附著性能,履帶板的結構及其花紋合理,以增強坦克爬坡能力。履帶的接地壓力較低,以利於坦克通過沙漠、沼澤、泥地等鬆軟地面。

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