條頓鐵腳板的奧秘：圖說二戰德軍坦克的懸掛系統
原標題：條頓鐵腳板的奧秘：圖說二戰德軍坦克的懸掛系統
（本文約4200字，配圖38幅，原創不易，感謝您的耐心閱讀。）
儘管二戰已經結束70多年，但德國在二戰時期研製的裝甲車輛直到今天仍然是軍事愛好者和模型發燒友們關注的焦點，其魅力除了源自德軍裝甲部隊在戰場上的驕人戰績和傳奇表現外，裝甲車輛本身的性能和技術設計也同樣令人著迷。二戰時期的德國裝甲車輛堪稱同時代機械工業設計的傑出典範，處處體現出德國工程技術人員的奇思妙想，具有很多不同於其他國家同類車輛的鮮明特徵，吸引著後來者加以詳細研究，而德軍裝甲車輛獨具個性的懸掛裝置就是一個頗值得探討的話題——就筆者本身而言，搞清楚德軍坦克底盤上複雜的懸掛結構是促使自己掉進模型大坑的重要因素。經過醞釀後，筆者收集了相關資料和圖片，整理成文，希望幫助感興趣的讀者對二戰德軍裝甲車輛懸掛裝置的特點有所了解。本文所討論的裝甲車輛僅限於坦克及其變型車，半履帶車等其他車系將另開專題。
這是一輛剛出廠的「黑豹」A型坦克，可以清晰地觀察到行走裝置的外觀特徵，其懸掛裝置和負重輪布局都是二戰後期德軍裝甲車輛的典型風格。
首先，何為懸掛裝置？簡而言之就是車輛車身與車輪之間的連接裝置，是現代車輛行走裝置的重要組成部分。履帶式裝甲車輛的懸掛裝置與普通汽車的懸掛裝置有所不同，通俗點說就是將不斷運動的負重輪連接到車體剛性結構的彈性裝置，其主要作用有三：1、配合負重輪支撐車體；2、減少行駛時產生的震動，保護人員和車內設備，保證車輛動力的正常發揮；3、為車載武器提供穩定的射擊平台。
履帶式裝甲車輛的懸掛裝置必須足夠靈活，具有適當的彈性，保證負重輪有充分的運動行程，能夠克服地面障礙，吸收衝擊能量，減輕車體振動，提高行駛時的舒適性和穩定性。同時，懸掛裝置還必須足夠牢固可靠，以支撐起沉重的車體，並適應越野行駛的需要。在二戰時期，德國裝甲車輛的懸掛裝置主要分為兩大類，一類是板簧懸掛，一類是扭桿懸掛。除了這兩大類外，還有其他形式的懸掛，但並不常見。下面就先介紹一下德軍裝甲車輛的板簧懸掛裝置。
板簧懸掛裝置的結構和原理並不複雜，就是將若干片彈簧鋼堆疊並緊固在一起形成弧形，利用彈簧鋼的彈性起到支撐和減震作用。板簧懸掛是現代車輛上運用最廣泛的懸掛裝置，尤其在各種輪式車輛上最為常見，在履帶式車輛和鐵路車輛上也多有應用。板簧懸掛裝置的歷史非常悠久，可以追溯到中世紀時期的馬車。
板簧懸掛的實物照片，此類懸掛裝置在當代的貨運車輛上非常普遍。板簧兩端有卷耳，在安裝時將彈簧銷穿過卷耳固定在車輛底盤上。
這是一輛典型的近代歐式馬車，注意前後輪軸上的板簧懸掛裝置。在清朝乾隆年間，英國馬戛爾尼使團來華訪問，他們帶來的歐式馬車裝有板簧懸掛，穩定性和舒適度優於中國傳統馬車，乘坐的清朝官員無不驚訝於「夷車」竟能如履平地。
鐵路車輛的行走裝置同樣會應用板簧懸掛，比如這輛陳列於北京鐵道博物館內的蒸汽機車的煤水車，注意其車輪懸掛裝置的細節。
現代汽車前橋上的板簧懸掛，其形制從出現直至現在都變化不大。
經過幾百年的不斷改進，板簧懸掛在軍事和民用領域的運用已經非常成熟和廣泛，其優點在於結構簡單，工作可靠，成本低廉，維修方便，但其缺點是重量較重，剛性較大，舒適性差，縱向尺寸較長，與車體連接處的鋼板彈簧銷容易磨損等。在履帶式裝甲車輛上使用的板簧懸掛裝置布置在車體外側，可以節省車內空間，但同時也意味著懸掛裝置暴露在外，無法得到車體裝甲的充分保護，容易被炮火或地雷毀傷而致喪失機動能力。
在二戰時期，德軍在幾款產量很大的戰車底盤上應用了板簧懸掛，比如Pz 38（t）坦克及其變型車、IV號坦克及其變型車等等，「犀牛」自行反坦克炮、「野蜂」自行火炮等使用的III/IV號混合自行火炮底盤的懸掛裝置實際上也是直接照搬IV號坦克，因此也是板簧懸掛。二戰德軍坦克裝甲車輛應用的板簧懸掛從細節上可以大致分為四類：連桿式、獨立式、蘇林式和平衡式。
連桿式：這種懸掛常見於I號坦克系列和II號坦克的早期型號，其脫胎於英國的卡登-洛伊德搖擺式懸掛，但將減震裝置由螺旋彈簧改為板簧。連桿式懸掛的特點是各個負重輪的懸掛部件被一個起到平衡作用的連桿連接在一起，以分散衝擊力。
I號A型坦克的第一對負重輪為獨立的螺旋彈簧懸掛，後面三對負重輪通過連桿與車尾的誘導輪連接在一起，其中第二、三對負重輪共用一組四分之一橢圓板簧，第四對負重輪則單獨使用一組四分之一橢圓板簧，但是這種懸掛裝置較為原始，並不適合在坦克上使用。（四分之一橢圓是用於描述板簧結構的術語——編者注）值得注意的是，I號A型坦克的誘導輪與負重輪一樣著地。
I號B型坦克的懸掛裝置較A型所有改變，每側負重輪數量增至5個，其中後4個負重輪形成兩個對稱的輪組，誘導輪不再著地。經過改進後的懸掛系統在穩定性上有明顯改善，承載力也要更強，從而為改造為自行火炮等專用車輛奠定了基礎。
基於I號B型坦克底盤改造的「野牛」自行步兵炮。
II號坦克的早期試驗型a/b型也採用與I號坦克類似的懸掛裝置，但負重輪數量更多。測試表明，這種連桿式懸掛在II號坦克上的使用壽命僅有500公里，無法滿足作戰需要，因此II號坦克的量產型號對懸掛裝置進行了重新設計。
獨立式：這種懸掛僅見於II號坦克，其特徵是每個負重輪都對應一組獨立的減震板簧。
II號坦克c型與量產的A/B/C/F型的負重輪直徑較a/b型增大，每個負重輪都有獨立的板簧裝置，每個四分之一橢圓板簧通過搖臂與負重輪連接，板簧上端為自由端。在行駛時，負重輪帶動搖臂上下擺動，而板簧在搖臂和自由端上方的圓柱凸起之間發生形變，以吸收衝擊力。
蘇林式：這種懸掛裝置由捷克工程師阿列克謝伊·蘇林設計，其特點是板簧和兩個搖臂都是可以圍繞樞軸轉動的部件，在行駛期間共同搖擺，其運動方式類似於蹺蹺板。
蘇林式懸掛的運動方式示意圖，在遇到障礙物時所有搖臂和板簧都向一個方向擺動。
蘇林式懸掛被應用於捷克製造的38（t）型坦克。該型坦克每側有4個大直徑負重輪，每兩個負重輪構成一個輪組，每個負重輪都通過搖臂與板簧一端相連，橢圓板簧固定在兩個負重輪中間，與搖臂接觸的位置為自由端。蘇林式懸掛結構並不複雜，但承載能力和穩定性非常好。
基於38（t）坦克底盤改造的「追獵者」坦克殲擊車的懸掛裝置實物。這幅照片拍攝於美國弗吉尼亞軍事博物館的「追獵者」整修工作現場，從圖中可以很清晰地觀察到其蘇林式懸掛的細節特徵。儘管「追獵者」的重量比38（t）型增加了60%，但經過加強的懸掛裝置依然可以承載，充分顯示了其初始設計的先進性，也正因為擁有性能優良的懸掛裝置，38（t）坦克底盤被德軍大量用於改造安裝大威力火炮的武器平台。
「追獵者」的負重輪搖臂細節照片，搖臂上帶有安裝負重輪的法蘭和滾珠軸承，與板簧的接觸點位於搖臂上方。
上兩圖是底盤懸空的38（t）型坦克和正在跨越鐵路路基的「追獵者」，可以注意到它們的負重輪行程都很大。
平衡式：這種懸掛主要應用於IV號坦克系列，其特點是每組懸掛包括兩個或兩個以上的負重輪，安裝在兩個搖臂上，在受壓時搖臂向上運動，安裝在搖臂上方或下方的板簧受壓彎曲，對兩個搖臂形成支撐。在越過障礙物時，隨著負重輪上升，搖臂會進一步向上運動，板簧的彎曲程度隨著增大。上文提及的蘇林式懸掛其實也可以算作平衡式的一種。
IV號坦克的平衡式懸掛示意圖，四分之一橢圓板簧固定在朝向車首的一端，後部為自由端，壓力從固定板簧的位置和後一組路輪搖臂下端傳導到板簧上。在遇到障礙物時，整組懸掛圍繞著兩個樞軸向同一方向擺動。
上三圖是「灰熊」突擊炮的懸掛裝置，作為利用IV號坦克底盤改造的變型車，「灰熊」的懸掛裝置與IV號坦克完全相同。
IV號坦克懸架的前後搖臂和板簧部件。在不受壓時板簧呈向下彎曲狀態，一旦承受壓力就會綳直，在進一步受壓時還會向上彎曲。
IV號坦克在越過地面溝槽時的懸掛狀態示意圖。
捷克製造的35（t）型坦克也是平衡式懸掛，但結構比較複雜，每個輪組內包含的負重輪較多，在內外兩層負重輪上方都設置了單獨的板簧，這種懸掛可以視為英國維克斯Mk.E（或者說是蘇聯T-26）的懸掛裝置的變種。
需要注意的是，在板簧懸掛系統中承重和承受應力的結構是簧片。在戰爭後期，德軍在某些車輛底盤上加裝較重的火炮和上層結構時，車體前端的板簧懸掛受力增大，在這種情況下為了避免前部懸掛損壞或過快磨損，工程師們會對相應部位的板簧進行特別設計，增加簧片厚度或簧片數量，提高其承重能力。比較典型的例子就是「追獵者」。
追獵者」的早期型前後兩組懸掛裝置使用相同的板簧，由於車首較重，整車會因為前部懸掛的板簧彎曲過度而發生前傾，給行駛和射擊造成不利影響。
後來德軍技術人員為前部懸掛更換了簧片更多、更厚重的板簧，並輔以減重措施，使得「追獵者」的前傾問題基本得到消除。通過上面兩組圖片的對比可以觀察到加強板簧後「追獵者」的車體水平度的變化。
除了上述車輛之外，III號B/C/D型坦克也使用過板簧懸掛，上圖就是III號D型的底盤。戴姆勒-賓士公司曾在III號坦克的早期型上試驗了多種懸掛布局，如，但效果都不理想，還限制了車輛的最高時速，因此在正式量產的III號E型上改為更先進的扭桿懸掛。
上面三圖自上而下依次是III號B/C/D型坦克的行走機構布局圖，這三種坦克都採用了板簧懸掛裝置，但具體布置不同。
克里斯蒂懸掛：在20世紀坦克裝甲車輛懸掛裝置的演變中，美國人發明的克里斯蒂懸掛是與平衡式、扭桿式並稱的著名懸掛系統，大名鼎鼎的T-34坦克以及大多數英軍坦克都使用了這種懸掛。克里斯蒂懸掛的主要特點是以獨立的圓柱螺旋彈簧作為受力部件，通過彈簧的伸縮吸收衝擊力，結構簡單，運行可靠，非常適合高速行駛。下圖就是T-34坦克的懸掛結構圖。
不過，克里斯蒂懸掛在德制裝甲車輛上卻極少採用，唯一使用過克里斯蒂懸掛的德制戰車是III號A型坦克（下兩圖），但是在測試中德國人發現這種懸掛對於車體重量的增加表現非常敏感，而且始終未能解決車體增重後懸掛搖擺加劇的問題，因此在後續的型號上就棄用了這種懸掛。
關於克里斯蒂懸掛流傳著「去掉履帶也能跑」的說法，其實這裡存在著認識誤區。實際上，克里斯蒂懸掛與履帶式車輛以負重輪直接行駛沒有直接聯繫。對於「去掉履帶也能跑」的正確表述應該是輪履合一功能，具體而言是通過鏈條將動力傳遞到坦克的最後一對負重輪上，並利用可以轉動的第一對負重輪充當轉向輪，從而實現無履帶行駛能力。在20世紀20、30年代，各國不少坦克在設計時都考慮在輪式和履帶式兩種行駛方式之間進行切換，只是實現的方式不同罷了，但實際效果都比較糟糕，而且進行切換時操作較為複雜，以蘇聯BT系列坦克為例，切換工作大概需要30分鐘，根本無法實現「打斷履帶接著跑」的效果，所以這種輪履合一設計逐漸銷聲匿跡了。（未完待續）
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