從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

三號坦克的設計始於希特勒剛剛上任時,希特勒一上臺就開始秘密發展軍備,一步步突破《凡爾賽合約》對德國發展軍備的枷鎖,1934年初,德國陸軍兵器局6科下達了研製一款中型坦克的任務。為了掩人耳目,德國人將其稱之為“中型拖拉機”。1935年,德國頒佈了新的《國防法》,成立空軍,並宣佈國防軍實行普遍義務兵役制,直接打破了條約的限制,坦克的發現也直接擺到了明面上。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

三號坦克木質模型,看得出來與量產的型號已經非常相似了

也就是在同一時間,古德里安的“裝甲部隊構想”也日趨成熟,他認為德軍應該裝備兩種新的中型坦克,其中一種24噸左右的坦克,應擁有35公里的最高時速,它負責與敵方的坦克交戰,另一種稍重的坦克則裝備短管榴彈炮,發射高爆彈來支援步兵,前者就是我們本文的主角三號坦克,而後者則是鼎鼎大名的德國軍馬四號。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

三號坦克A型標準照,注意裸露的彈簧懸掛

三號A型的彈簧懸掛

經過潛心的研製,戴姆勒·奔馳公司最終成功中標,1937年5月,第一輛三號坦克A型完工,該型坦克從外觀上來看已經與量產型號十分相似了,但是該型車輛的懸掛系統卻與量產型三號坦克大相徑庭。該型車輛採用5對大直徑負重輪和兩個託帶輪的設計。每個懸掛都有一個暴露在外的垂直彈簧,彈簧的行程比較短,這種懸掛的越野性能不佳,而且容易發生故障,所以在後續設計上就放棄了這一方案。


從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

正在進行涉水實驗的三號A型

三號坦克A型只生產了10輛,其中只有8輛是搭載了武器的完成品,另外兩輛只有底盤,供越野測試使用。這10輛坦克中,有5輛在文斯多夫裝甲兵學校充當教具,另外有四輛分別在第三裝甲師五團的第一和第五連服役,剩下的一輛在貝爾根裝甲兵學校下屬的普特洛斯裝甲兵射術學校充當教具。


從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

一輛罕見的三號B型坦克,注意其兩組板簧

從B型到D型的板簧懸掛

接著再來說說B型、C型和D型,為什麼要把它們放到一起說呢?因為這些後續方案吸取了A型的經驗,並沒有採用5對負重輪和垂直彈簧的設計,而是採用了八對小直徑負重輪和一套相當複雜的板簧懸掛,託帶輪也增添至三個。我們先從B型開始說起,B型的負重輪兩兩一組,共享一個懸掛,每側的四個負重輪共享一套板簧。由於板簧懸掛能夠極大的提升懸掛行程,所以B型的越野能力相較於A型有了巨大的提高。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

順帶一提,三號突擊炮0型就是在三號坦克B型的基礎上研製的,注意其採用的行走結構

不過測試發現,坦克的機動性很大程度上取決於最外兩邊負重輪的行程,最外側負重輪的行程越大,坦克跨越障礙的能力就越強。所以B型也很快就退出了現役。隨後的C型和D型懸掛再次進行修改,中間的四組負重輪共享一套板簧懸掛,前兩組和後兩組負重輪各採用一套板簧懸掛,形成2+4+2的佈局,這進一步提升了坦克的越野能力,C型和D型參與了入侵波蘭和巴爾幹的戰鬥,隨後C型之前的型號大回到國內充當訓練和實驗用坦克,只有D型參與了入侵挪威等後續戰鬥。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

最後來張三號坦克早期懸掛演進,扭杆懸掛出現之前的探索

劃時代的扭杆懸掛

如果說前面的三號初期型都是小打小鬧,那麼從三號E型開始,一種劃時代的懸掛將徹底使得三號成為德軍的閃擊利器,甚至改變全世界坦克懸掛的發展,它就是斐迪南德·保時捷博士發明的扭杆式懸掛。扭杆式懸掛不再採用彈簧或板簧作為彈性支撐,而使用貫穿車底的扭力杆,扭力杆一頭固定在坦克底盤側壁上,另一頭穿過坦克底盤與懸掛相連,通過扭力杆的反作用力賦予坦克懸掛一定的彈性。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

三號坦克行走結構演進,從使用扭杆開始就基本保持不變了

扭杆懸掛於30年代發明,一直到現代大量坦克仍然採用這種設計,可見其優越性。扭杆懸掛有著非常多的優點。首先是結構簡單,僅有一根金屬扭力杆作為彈性裝置,其次就是能夠賦予懸掛相當長的行程,提升坦克的越野能力和機動性。還有就是節省空間,相較於此前流行的克里斯蒂懸掛,扭杆懸掛不佔用車體側面的空間,使得車內空間更大,同時更加便於佈置更大的炮塔座圈,相較於板簧懸掛,扭杆懸掛的部件都在車體內,不容易因為敵人的炮火而損壞,導致喪失動力。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

三號E型行走結構特寫,注意扭杆限位器和第一對負重輪旁的減震杆

當然了,扭杆懸掛也有其缺點,首當其衝的就是對冶金技術的要求非常高,因為扭杆懸掛不僅對扭力杆的硬度有很高的要求,還要求其擁有很高的韌性,彈性和復原性。這在30年代來說還是非常不容易的,激烈的駕駛會導致扭杆斷裂。另一方面就是維護非常麻煩,因為扭力杆全部都固定在坦克底盤上,所以相較於外露的板簧懸掛修理起來非常困難,不過扭杆懸掛相較於其他設計的優勢仍然非常大,不然也不會一直沿用到現在,直到今天,不論是西方的豹2,M1A2坦克,還是俄羅斯的T-90和先進的T-14,採用的都是扭杆懸掛,可見這種懸掛確實擁有很大的優勢。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

直到今天,豹2坦克仍然採用扭杆懸掛,圖為正在維護的豹2將扭力杆拆出

咱們再來說回三號坦克的行走機構,採用扭杆懸掛後,三號坦克的行走結構已經與現代戰車非常類似了。雖然扭杆懸掛的行程巨大,但是在惡劣環境下,懸掛的大行程動作很容易將扭杆損壞,所以三號坦克車體側面還安裝了懸掛限位裝置,此外第一對主動輪和最後一對主動輪都安裝了額外的減震器,以增強機動性,這套懸掛系統一直從1938年使用到了戰爭結束,還成功的讓三號坦克換上了只有四號才能搭載的75mm炮(三號N型)。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

三號坦克第一對負重輪上的減震裝置特寫,注意旁邊的限位裝置

創造力驚人的保時捷博士

總的來說,三號坦克的發展伴隨著坦克懸掛的發展,從剛開始的短行程彈簧懸掛到劃時代的扭杆懸掛,一方面我們要驚異於當時德國的冶金技術,另一方面這也要歸功於偉大的斐迪南德·保時捷博士,事實上在戰爭中他一直致力於推進新技術,例如主動輪和變速箱後置,電傳動技術等等。這雖然導致他負責的大量武器最終因為可靠性問題難以服役,但另一方面,也正是這種熱衷於新技術的精神,使得德國人在武器設計上取得了極高的成就。

從板簧到扭力杆,從三號坦克演進看坦克懸掛的發展

一輛象式坦克殲擊車,注意掉落的負重輪後露出了保時捷博士設計的縱向扭杆

雖說保時捷博士發明了扭杆懸掛,並且他發明的扭杆懸掛已經開始大規模應用,但是他並沒有滿足於這一情況,而是發明了更加複雜的縱向扭杆懸掛,後續的VK4502(P)、斐迪南坦克殲擊車、保時捷獵虎和E-50、E-75和E-100等計劃全都採用了這種懸掛技術,然而由於電傳動技術本身的可靠性問題,再加上德軍在1945年已經投降了,縱向扭杆懸掛並沒有像扭力杆懸掛那樣大行其道。不過斐迪南德·保時捷博士本身在坦克懸掛系統設計上的貢獻已經名垂青史,值得被人們所銘記了。


分享到:


相關文章: