老装甲兵简说坦克的悬挂系统

坦克作为现代战场的“陆战之王”,其机动性是衡量坦克作战性能的一个重要指标。说到坦克的机动性,许多朋友第一时间会想到坦克的“心脏”——坦克发动机,然而坦克的机动性并不仅仅取决于坦克的发动机,还同坦克的传动系统和悬挂系统有着紧密的联系。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


而悬挂系统不仅影响着坦克的机动性,还在很大程度上影响了坦克对复杂地形的适应性,对坦克作战性能有着举足轻重的影响,但比起武器系统和动力系统,坦克悬挂系统的存在感并不强,除了军工专家和骨灰级发烧友,基本很少会有人关注。本文将试图抛开复杂的公式和拗口的专用名词(作为军事小白的小正太对这些其实了解也很有限),尽量以浅显的文字对坦克的悬挂系统进行解读。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


悬挂系统是指连接坦克负重轮和车体,将车体重量分布至各负重轮,缓冲地面对车体的冲击和碰撞的结构部件,按照连接的方式不同,坦克的悬挂系统可以分为刚性悬挂、半刚性悬挂和柔性悬挂。所谓刚性悬挂是指负重轮直接固定在车体上,而没有使用任何缓冲装置的悬挂系统。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


第一款投入作战的英国MKI型及其后续型号都使用的刚性悬挂,英军研发坦克的目的是为了突破连亘的堑壕和铁丝网,并未考虑坦克需要做复杂的机动,同时考虑到坦克运行的可靠性,因此对坦克所有部件进行了尽可能的精简。但这样的悬挂方式使得坦克即使在5-6公里的时速下也非常颠簸,对乘员作战非常不利。而更糟糕的是,这种完全硬颠的行进方式加上40多吨的重量,使得坦克在行进中车体和行走结构需要承受巨大的冲击力,这使得本就不成熟的坦克机械部件故障频发,康布雷战役中部分英军坦克因为车体颠簸剧烈而导致火花塞出现故障而抛锚,部分坦克则因为履带不堪重负发生断裂而失去行动能力。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


这么每前进一步就跟轻度坠毁一般下去肯定不是长久之计,于是技术人员很快为坦克设计出了半刚性悬挂。所谓半刚性悬挂是在车体两侧各设计一个用于安装负重轮的承重架,承重架的前端和车体刚性连接,后部则通过铰接与车体连接。这种悬挂方式一般为拖拉机所采用,虽然其能使坦克车体和履带提供一定的缓冲以免于直接受到地面冲击,但依旧不支持坦克进行速度过快的运动。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


因为其所能提供的缓冲仅比刚性悬挂略强一点,坦克高速运动的情况下车体和履带承受的地面冲击力依旧相当可观。感兴趣的朋友可以到履带式收割机或者履带式挖掘机上去体验一下这种悬挂系统的减震效果。所以采用半刚性悬挂系统的雷诺FT-17等型号的坦克速度虽然比起MKI型有所提升,但时速依旧在12公里左右,勉强能保证坦克不被徒步行进的步兵一不留神给甩在身后。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


一战结束后,各列强纷纷开始削减军费,各国战前预定的庞大的坦克采购计划也开始裁剪。这种情况虽然对坦克的生产造成了不利的影响,却在可观上促进了坦克设计和生产技术的成熟。为了争取有限的政府订单,坦克设计师和生产厂商们不得不反复修改原始设计,并在对原型车的测试中不断完善设计细节,力争通过稳定可靠的产品赢得军方的青睐。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


柔性悬挂系统正是在这一时期被应用于坦克,并在不断的试错中走向成熟。所谓柔性悬挂即是车体和负重轮通过缓冲装置进行连接,早期的柔性悬挂系统采用的缓冲装置大多是各种形态的弹簧。根据负重轮之间以及负重轮与车体车体之间的连接方式,柔性悬挂装置又可分为连锁式、独立式和复合式。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


连锁式悬挂又称平衡式悬挂,是指车体两侧各有几组装有缓冲装置的支撑架,多个负重轮共用一组支撑架及缓冲装置的悬挂系统。这种悬挂系统结构简单、维修方便,不占用车体内部空间,且各负重轮轴向运动幅度不大,坦克在速度不高的情况下拥有良好的平稳性。因而20世纪30年代的许多坦克都使用这种悬挂系统,最典型的包括英国的瓦伦丁坦克、美国M4坦克、德国的IV号坦克及苏联T-26坦克。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


但该悬挂系统需要在坦克车体外部安装支撑架及缓冲装置,限制了大直径负重轮的使用,使得单个负重轮总行程较大,且在复杂地形条件下负重轮易被树枝、石块等杂物堵塞。外部设置的支撑架及缓冲装置蓄能较小,对大吨位车体承重效果较差,共用同一组支撑架的负重轮即使其中一个受损也会导致其他负重轮无法使用。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


独立悬挂系统是指每个负重轮都有独立的悬挂件与车体连接,其较好的满足了快速履带车辆对悬挂系统的需求,因而当代主战坦克大多使用这种悬挂系统。早期最著名的悬挂系统莫过于克里斯蒂悬挂系统,其最大的特点是使用独立圆柱式弹簧通过活动肘键连接大直径负重轮(这是其区分其他同样采用独立圆柱弹簧结构悬挂系统的最明显特征),负重轮垂直运动产生的冲击力被负重轮部分抵消,使得坦克车体能够承受高速运动的冲击及更大的自重。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


同时由于其结构简单,因而故障率较少,可靠耐用,二战中著名的苏联T-34坦克、英国“克伦威尔”坦克即采用这种悬挂系统。但克里斯蒂悬挂系统需要在车体内设置容纳圆柱弹簧的弹簧槽,同时其使用的圆柱弹簧在坦克低速行驶时减震效果并不好,英国设计师在“克伦威尔”坦克上将垂直布置的圆柱弹簧改为了倾斜布置,并未部分弹簧加装了液压减震装置。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


在克里斯蒂悬挂系统出现后不久,一种结构更为简单的扭杆悬挂系统也随即开始应用。扭杆悬挂使用一根横贯车体的扭杆弹簧作为缓冲装置,其一端通过花键与车体连接,另一端通过平衡肘与负重轮连接。该悬挂系统的优点在于体积小结构简单,且成本较低,现代主战坦克大部分使用此种悬挂系统。但这种悬挂结构对于扭杆弹簧的材料要求较高,早期使用该悬挂系统的坦克诸如KV1型坦克就因为扭杆弹簧材质问题而导致可靠性不佳,直至战后材料加工技术的进步该悬挂系统才得以成熟并普及。由于扭杆弹簧贯穿车体,其一旦出现故障需要专门的维修设施和特定的维修场地才能进行更换,不利于战场维护。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


20世纪60年代后,夜气悬挂系统逐步发展起来,其可看作是利用液—气混合的缓冲装置代替传统的弹簧系统的一种悬挂装置。其刚性可随坦克车体收到的压力值变化,车体行驶的平稳性和乘坐的舒适性大幅提高。且该悬挂系统可灵活调节车体高度、俯仰和倾斜度,提高了坦克作战的灵活性和生存性。


老装甲兵简说坦克的悬挂系统


但该悬挂系统结构复杂,对核心部件的密封性和加工精度要求极高,且造价昂贵,日常维护难度大,稍不注意可能跟某坦克一样弄一地液压油。但其相较于传统悬挂系统的优势让我们有理由相信,其会是未来坦克悬挂系统发展的新方向。


分享到:


相關文章: