Редькин М. Г. 
Плавающие колесные и гусеничные машины 


--------------------------------------------------------------------------------
 
 

Издание: Редькин М. Г. Плавающие колесные и гусеничные машины. — М.: Воениздат 1966. — 200 с. Тираж 5500 экз. Цена 51 коп. 
Scan: Андрей Мятишкин (amyatishkin@mail.ru) 

Из предисловия: За время, прошедшее с момента выхода в свет первого издания книги, создано значительное количество новых конструкций плавающих колесных и гусеничных машин на базе использования достижений науки и техники, внесших много нового в теоретические положения и конструктивные решения. Расширился также круг вопросов, выдвигаемых практикой и требующих освещения на страницах печати.
В связи с этим содержание книги при подготовке ко второму изданию было подвергнуто значительному пересмотру, в книгу внесен ряд дополнений и изменений, отражающих все новейшие достижения в развитии конструкций плавающих колесных и гусеничных машин.
Главы II, III и IV дополнены описанием некоторых типов новых плавающих машин, машин с газотурбинными двигателями и двигателями непосредственного впрыска; при этом сохранено описание некоторых рассмотренных ранее машин, представляющих собой самостоятельный тип или характеризующих определенный этап в их развитии. Впервые рассматриваются схемы конструкций новых плавающих машин — автопоездов с активными и пассивными прицепными звеньями, переламывающегося автомобиля, а также схемы конструкций плавающих автомобилей, применяемых в качестве инженерных средств, и др.
В главе V описаны принципы движения машин на подводных крыльях и аппаратов на воздушной подушке, позволяющих значительно увеличить скорость движения на воде.
При переработке книги автор учел высказанные читателями замечания и пожелания, за что выражает всем откликнувшимся на его труд глубокую признательность. Книга рассчитана на широкий круг читателей, и прежде всего на водителей плавающих машин. Большую пользу для себя извлечет из нее каждый, кто захочет ознакомиться с основами теории и конструкции плавающих колесных и гусеничных машин. 


ОГЛАВЛЕНИЕ 
Предисловие (стр. 3) 
Введение (стр. 5) 
Глава I. Основы теории плавания машин (стр. 7) 
Плавучесть (стр. 7) 
Остойчивость (стр. 13) 
Скорость движения на воде (ходкость) (стр. 23) 
Основные свойства воды (стр. 24) 
Два закона гидродинамики (стр. 25) 
Сопротивление воды движению плавающей машины (стр. 27) 
Определение мощности двигателя (стр. 32) 
Поворотливость машины на воде (стр. 32) 
Качка (стр. 34) 
Глава II. Общее устройство и конструктивные особенности важнейших агрегатов и механизмов плавающих машин (стр. 38) 
Корпус (стр. 50) 
Силовая установка (стр. 53) 
Охлаждение двигателя (стр. 61) 
Запуск двигателя при низких температурах (стр. 65) 
Силовая передача (стр. 65) 
Водоходный движитель (стр. 70) 
Ходовая часть (стр. 83) 
Централизованная система накачивания и регулирования давления воздуха в шинах (стр. 86) 
Бескамерные шины (стр. 89) 
Арочные шины (стр. 90) 
Пулестойкие пневматические шины (стр. 90) 
Рулевое управление (стр. 92) 
Тормоза (стр. 95) 
Водооткачивающие средства (стр. 97) 
Волноотражательный щит (стр. 97) 
Лебедка (стр. 98) 
Глава III. Общее устройство и конструктивные особенности колесных плавающих машин (стр. 100) 
Глава IV. Общее устройство и конструктивные особенности гусеничных плавающих машин (стр. 129) 
Глава V. Плавающие машины на подводных крыльях и на воздушной подушке (стр. 158) 
Плавающие машины на подводных крыльях (стр. 158) 
Машины на воздушной подушке (стр. 164) 
Глава VI. Основные сведения из правил плавания. Вопросы безопасности плавания (стр. 173) 
Скорость течения воды в реке (стр. 174) 
Подготовка плавающей машины к преодолению водной преграды (стр. 175) 
Вход в воду (стр. 176) 
Особенности вождения машины на плаву (стр. 176) 
Выход машины из воды (стр. 177) 
Буксирование машины на плаву и при выходе на берег (стр. 178) 
Приложения: 
1. Краткая характеристика плавающих танков США (стр. 185) 
2. Краткая характеристика плавающих гусеничных бронетранспортеров США (стр. 187) 
3. Краткая характеристика плавающих гусеничных транспортеров и тягачей (стр. 188) 
4. Техническая характеристика советских и зарубежных плавающих автомобилей и колесных транспортеров (стр. 190) 
5. Речные термины (стр. 192) 
6. Термины гидромеханики, встречающиеся в книге (стр. 194) 
7. Шкала степени волнения (стр. 197) 
Литература (стр. 198) 


ПРЕДИСЛОВИЕ 

Коммунистическая партия, направляя усилия советского народа на успешное построение коммунистического общества, уделяет неослабное внимание повышению мощи наших Вооруженных Сил, их постоянной боевой готовности к отпору империалистическим агрессорам. 

Большие задачи по укреплению оборонной мощи Советского Союза определены XXII съездом нашей партии. 

Важным условием боевой готовности является глубокое знание военнослужащими боевой техники и мастерское ее использование. 

Бурное развитие военной техники и вооружения предъявляет все более высокие требования к совершенствованию своих знаний воинами Советской Армии и Военно-Морского Флота. 

За время, прошедшее с момента выхода в свет первого издания книги, создано значительное количество новых конструкций плавающих колесных и гусеничных машин на базе использования достижений науки и техники, внесших много нового в теоретические положения и конструктивные решения. Расширился также круг вопросов, выдвигаемых практикой и требующих освещения на страницах печати. 

В связи с этим содержание книги при подготовке ко второму изданию было подвергнуто значительному пересмотру, в книгу внесен ряд дополнений и изменений, отражающих все новейшие достижения в развитии конструкций плавающих колесных и гусеничных машин. 

Главы II, III и IV дополнены описанием некоторых типов новых плавающих машин, машин с газотурбинными двигателями и двигателями непосредственного впрыска; при этом сохранено описание некоторых рассмотренных ранее машин, представляющих собой самостоятельный тип или характеризующих определенный этап в их развитии. 

Впервые рассматриваются схемы конструкций новых плавающих машин — автопоездов с активными и пассивными прицепными звеньями, переламывающегося автомобиля, а также схемы конструкций плавающих автомобилей, применяемых в качестве инженерных средств, и др. 

В главе V описаны принципы движения машин на подводных крыльях и аппаратов на воздушной подушке, позволяющих значительно увеличить скорость движения на воде. 

При переработке книги автор учел высказанные читателями замечания и пожелания, за что выражает всем откликнувшимся на его труд глубокую признательность. 

Книга рассчитана на широкий круг читателей, и прежде всего на водителей плавающих машин. Большую пользу для себя извлечет из нее каждый, кто захочет ознакомиться с основами теории и конструкции плавающих колесных и гусеничных машин. 
 

===========================================================


М.  Г.  РЕДЬКИН
ПЛАВАЮЩИЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР
МОСКВА — 1966
УДК 623.438.7(023)
1-12-4-4 160—66
ПРЕДИСЛОВИЕ
Коммунистическая партия, направляя усилия советского народа на успешное построение коммунистического общества, уделяет неослабное внимание повышению мощи наших Вооруженных Сил, их постоянной боевой готовности к отпору империалистическим агрессорам.
Большие задачи по укреплению оборонной мощи Советского Союза определены XXII съездом нашей партии.
Важным условием боевой готовности является глубокое знание военнослужащими боевой техники и мастерское ее использование.
Бурное развитие военной техники и вооружения предъявляет все более высокие требования к совершенствованию своих знаний воинами Советской Армии и Военно-Морского Флота.
За время, прошедшее с момента выхода в свет первого издания книги, создано значительное количество новых конструкций плавающих колесных и гусеничных машин на базе использования достижений науки и техники, внесших много нового в теоретические положения и конструктивные решения. Расширился также круг вопросов, выдвигаемых практикой и требующих освещения на страницах печати.
В связи с этим содержание книги при подготовке ко второму изданию было подвергнуто значительному пересмотру, в книгу внесен ряд дополнений и изменений, отражающих все новейшие достижения в развитии конструкций плавающих колесных и гусеничных машин.
Главы II, III и IV дополнены описанием некоторых типов новых плавающих машин, машин с газотурбинными двигателями и двигателями непосредственного впрыска; при этом сохранено описание некоторых рассмотренных ранее машин, представляющих собой самостоятельный тип или характеризующих определенный этап в их развитии.
Впервые рассматриваются схемы конструкций новых плавающих машин — автопоездов с активными и пассивными прицепными звеньями, переламывающегося автомобиля, а также схемы конструкций плавающих автомобилей, применяемых в качестве инженерных средств, и др.
В главе V описаны принципы движения машин на подводных крыльях и аппаратов на воздушной подушке, позволяющих значительно увеличить скорость движения на воде.
При переработке книги автор учел высказанные читателями замечания и пожелания, за что выражает всем откликнувшимся на его труд глубокую признательность.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, и прежде всего на водителей плавающих машин. Большую пользу для себя извлечет из нее каждый, кто захочет ознакомиться с основами теории и конструкции плавающих колесных и гусеничных машин.
ВВЕДЕНИЕ
В ходе боевых действий войскам довольно часто приходится переправляться через реки, озера и другие водные преграды. Эти преграды затрудняют войскам ведение боевых действий, так как для их преодоления требуются значительные усилия.
Современные плавающие гусеничные и колесные машины, обладающие такими качествами, как плавучесть, остойчивость, относительно высокая скорость движения на воде (ходкость) и поворотливость, способны передвигаться и по суше и по воде.
Первым научным обобщением накопленных практикой сведений о природе и свойствах тел, погруженных в воду, считается трактат Архимеда «О плавающих телах», написанный за 250 лет до нашей эры.
В XV—XVII вв. идеи Архимеда были развиты в работах Леонардо да Винчи, Галилея, Паскаля и Ньютона, представлявших собой отдельные исследования в области науки о плавании тел, но их исследования носили чисто описательный характер и не всегда отражали сущность тех или иных явлений.
Крупнейший вклад в изучение основ плавучести, остойчивости, поворотливости и скорости движения по воде внес почетный член Петербургской академии наук Л. Эйлер (автор труда «Корабельная наука», изданного в середине XVIII в.). Вопросы о сопротивлении воды движению тел глубоко изучил и обосновал член Петербургской академии наук Д. Бернулли. Выведенное им уравнение, устанавливающее связь между давлением и скоростью в потоке жидкости, до сих пор служит основой расчетов движения жидкости.
Выдающиеся советские ученые Н. Жуковский, А. Крылов, В. Поздюнин и их ученики обогатили науку о плавании тел новыми выдающимися открытиями.
Обычно плавающие машины разрабатываются на базе
стандартных моделей сухопутных (неплавающих) машин или с использованием их агрегатов. Это дает возможность применять уже проверенные опытом эксплуатации агрегаты и базировать их выпуск на уже отработанной технологии производства. Однако устанавливаемые в плавающих машинах агрегаты и механизмы сухопутных машин из-за специфичности требований, предъявляемых к их габаритным и весовым параметрам, к герметичности и др., подвергаются серьезным изменениям.
Плавающие машины, имея много общего с сухопутными, все же существенно отличаются от сухопутных. Водонепроницаемый корпус, водоходный (водяной) движитель, создающий тягу при движении на воде, водооткачивающие средства, волноотражательный щит — вот далеко не полный перечень специальных устройств плавающих машин.
Устройство и работа агрегатов плавающих машин, общих с агрегатами сухопутных машин, рассматриваются в книге не в полном объеме. С большей подробностью рассказывается о способности колесных и гусеничных машин перемещаться по воде, о назначении, устройстве и конструктивных особенностях основных специальных агрегатов и механизмов, а также об устройстве и конструктивных особенностях отдельных агрегатов и механизмов сухопутных машин, устанавливаемых в плавающих машинах.
ГЛАВА  I ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЛАВАНИЯ МАШИН
Автомобиль с большой скоростью движется по дороге. На его пути встречается широкая глубокая река. Он быстро входит в воду и стремительно пересекает реку.
Казалось бы, машины, изготовленные из металла, должны тонуть. Но они не тонут, а легко переплывают реку. Что придает этим машинам такое чудесное свойство — возможность двигаться по земле и на воде?
Плавающая машина сохраняет почти все свойства сухопутной машины, поэтому она легко передвигается на суше, а для того чтобы гусеничные и колесные машины свободно плавали на воде и были безопасны в эксплуатации, они должны обладать основными водоходными качествами: плавучестью, остойчивостью, скоростью движения на воде, поворотливостью и др.
Плавучесть
Под плавучестью понимается способность машины плавать на воде с необходимой нагрузкой и сохранять при этом определенную осадку.
Известно, что тело, изготовленное из материалов, удельный вес которых меньше удельного веса воды, всегда плавает, так как его вес меньше веса воды, вытесненной объемом тела. Что же требуется для плавания тела, изготовленного из материала, удельный вес которого больше удельного веса воды?
Плавучесть всякого тела объясняется открытым за 250 лет до нашей эры законом: «На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом». Этот закон гениального древнегреческого ученого Архимеда, названный по имени его первооткрывателя, стал основой, на которой развилась вся водоплавающая техника.
Допустим, понтон прямоугольной формы длиной 7 м и шириной 3 м под действием веса углубился на 1 м. Значит, объем вытесненной этим телом воды будет 7X3X1 = = 21 м3. Каждый кубический метр пресной воды весит одну тонну (1000 кГ). Поэтому полный вес воды, вытесненной понтоном, составит 21 т.-
Машина, изготовленная из материалов, удельный вес которых больше удельного веса воды, будет плавать, если придать ей такие размеры и форму, а затем рассчитать ее вес так, чтобы он был равен весу воды, вытесненной погруженной в воду частью машины.
Объем погруженной в воду части машины, называемый объемным водоизмещением, служит мерой плавучести и измеряется в кубических метрах. Вес воды D в объеме погруженной в воду части машины называется весовым водоизмещением (или водоизмещением) и измеряется в тоннах.
Объемное водоизмещение машины подсчитывается по теоретическому чертежу.
Если бы форма машины была прямолинейной (как и форма понтона), то для определения водоизмещения ее подводной части достаточно было бы перемножить длину, ширину и углубление. Но поскольку подводная поверхность машины имеет разную форму, водоизмещение ее меньше прямоугольного параллелепипеда, имеющего те же размеры, что и машина. Для оценки степени полноты подводной части без выступающих частей вводится коэффициент общей полноты б, показывающий, какую часть этого параллелепипеда составляет водоизмещение машины.
Следовательно, приближенно объемное водоизмещение подсчитывают по формуле
W = SLBT,
где  д — коэффициент полноты водоизмещения машины; L — длина машины, м; В — ширина машины, м; Т — углубление машины, м.
Величина коэффициента б зависит от типа машины и для плавающих машин составляет 0,7—0,85.
На машину, полупогруженную в воду, действуют следующие силы (рис. 1).
1. Результирующая сила веса всех частей машины (корпуса, двигателя, силовой передачи, ходовой части и т. п.), которую называют весом машины и обозначают буквой Р. Сила Р приложена в центре тяжести машины и
8
при любом ее положении направлена вертикально вниз. Она стремится погрузить машину в воду. Центр тяжести машины при всех возможных наклонах ее никогда не меняет своего положения, если только грузы в ней не перемещаются. Центр тяжести обозначается буквами Ц. Т.
2. Равнодействующая всех сил давления воды на смоченную поверхность машины называется поддерживающей силой или силой плавучести. Ее обозначают буквой D. Она
складывается из сил давления воды (на рис. 1 силы пока заны стрелками), действующих на каждую точку подводной части машины перпендикулярно к ее поверхности. Каждая из этих сил гем больше, чем глубже погружена точка, к которой она приложена. Суммарная поддерживающая сила согласно закону Архимеда равна весу вытесняемого машиной объема воды, т. е.
D = fW,
где   у — объемный вес воды, т/м3; W — подводный объем, м3.
Поддерживающая сила всегда направлена вертикально вверх и приложена в центре тяжести вытесненного машиной объема воды. Точку приложения этой силы принято называть центром давления (Ц. Д.) или центром водоизмещения (Ц. В.]. Центр давления меняет свое место в зависимости от формы подводной части машины и всегда перемещается в сторону наклона машины.
Для плавания машины в положении равновесия необходимы два следующих условия:
1) вес воды, вытесненной машиной, должен равняться весу самой машины; если обозначить через Р вес машины,
а через D — вес объема воды, вытесняемой ею, то Р — D, или yW = Р;
2) центр тяжести и центр давления должны находиться на одной вертикальной прямой.
Водоходные (навигационные) качества машины определяются формой корпуса и характеристикой его обводов. Наружная поверхность корпуса машины представляет собой сложную поверхность, изменяющуюся по длине, ширине и высоте. Для ясного и -точного представления об обводах машины создается теоретический чертеж1. За основ-
Рис. 2. Основные плоскости проекций теоретического чертежа
ные плоскости проекций теоретического чертежа принимаются следующие три взаимно-перпендикулярные плоскости (рис. 2):
1)   вертикально-продольная    плоскость,   идущая   вдоль машины посредине ее ширины и разделяющая машину на две симметричные части (правый борт и левый борт);эта плоскость называется диаметральной плоскостью и представляет собой плоскость симметрии машины;
2)   вертикально-поперечная плоскость,  проходящая посредине длины машины; эта плоскость называется плоскостью мидель-шпангоута2; о«а делит машину на переднюю (носовую) и заднюю (кормовую) части;
3)   горизонтальная плоскость, перпендикулярная к первым двум (диаметральной и вертикально-поперечной) пло-
1  Теоретический чертеж машины является основным чертежом, по которому определяется форма корпуса машины. На теоретическом чертеже корпус машины изображается в трех проекциях.
2  Мидель — средний, шпангоут — ребро.
10
скостям и совпадающая с поверхностью воды в спокойном состоянии для нормально загруженной машины; она называется плоскостью грузовой ватерлинии (Г. В. Л.); эта плоскость делит машину на подводную и надводную части.
Основные размеры (размерения) машины: длина L, ширина В, высота Я борта, углубление Т и осадка Т0 (рис.3).
Различают длину L, измеряемую по грузовой ватерлинии, и габаритную длину Lr6, измеряемую между крайними по длине точками корпуса машины.
Рис. 3. Основные размеры  (размерения)  плавающей машины
Ширина В машины измеряется по корпусу на уровне грузовой ватерлинии. Габаритная ширина ВГб измеряется между крайними точками машины по ширине.
Углубление Т есть величина погружения в воду от Г.В.Л. крайних точек корпуса без учета выступающих частей (гусениц, колес, винта, руля и др.).
Осадка Г0 представляет собой величину наибольшего погружения машины с учетом выступающих частей (гусениц, опорных катков, колес, винта, руля и др.). Осадка измеряется посредине длины машины по вертикали у борта от самой нижней плоскости до плоскости грузовой ватерлинии.
При дифференте1 машины углубление, определяемое в носовой части, обозначается буквами Тп, а углубление на корме — буквами Тк. В этом случае за среднее углубление Гор машины принимается среднее арифметическое носового и кормового углублений, т. е.
гр    __  Ts -|~ Тк
Р —'         2'
Высота Н борта измеряется посредине длины машины по вертикали в плоскости миделя от наружной поверхности днища до плоскости верхней кромки борта.
Дифферентом называются продольные наклонения машины.
И
Высота надводного борта F определяется разностью между высотой (Я) борта и углублением (Т):
F==H~T.
Вертикальная ось, нормальная (перпендикулярная) к плоскости плавания и проходящая через центр тяжести тела, называется осью плавания.
Отношения основных размеров корпуса машины    | — В \                                                                                  \ в
~j. I   дают представление о ее форме,  а следовательно, и
о зависящих от формы качественных показателях. Так, на-
/L'
пример, отношение длины машины к ширине -   —     влияет
\В ]
на величину сопротивления машины движению: с увеличением этого отношения сопротивление уменьшается.  Отно-
шение,ширины машины к углублению   ( —)    характеризует
V •* /
остойчивость машины и, кроме того, влияет на величину сопротивления   воды   движению   машины;   с   увеличением
В отношения   ~Y остойчивость увеличивается.
Грузоподъемностью машины называется способность ее поднять определенное количество груза и погрузиться при этом в воду до грузовой ватерлинии. Грузоподъемность машины равняется разности между полным водоизмещением машины с грузом и водоизмещением порожней машины.
Если машину нагрузить сверх нормы (больше расчетного), она глубже погрузится в воду, но не потеряет плавучести. Плавучесть машины сохраняется до тех пор, пока вода не пойдет через борт внутрь корпуса. Не проницаемый для воды объем корпуса, который расположен выше грузовой ватерлинии, называется запасом плавучести. Под запасом плавучести понимают способность машины принять дополнительную нагрузку, оставаясь при этом на поверхности воды — на плаву. .. этот объем, кроме основного корпуса, включаются и дополнительные водонепроницаемые надстройки, которые могут при внезапном увеличении осадки, обусловленном приемом груза или повреждением подводной части корпуса, компенсировать потерянную поддерживающую силу. Поэтому всякая плавающая машина должна обладать некоторым надлежащим запасом плавучести, имеющим важное значение. Этот запас зависит от условий плавания и выражается в процентах от нормального водоизмещения.
12
Допустим, что плавающая машина имеет нормальное водоизмещение 10 т; оставаясь на плаву, она может дополнительно принять 2 г груза. Следовательно, запас плавучести машины в данном случае будет —— = 20°/о.
Мерой запаса плавучести является высота надводного борта: чем больше эта высота, тем больше и запас плавучести. Однако увеличение высоты надводного борта вызывает повышение центра тяжести машины, а следовательно, ухудшает остойчивость ее.
Величина запаса плавучести машины и необходимая высота ее надводного борта зависят от назначения и размеров машины, от прочности корпуса и некоторых других условий.
Поэтому, определяя запас плавучести, надо, помимо условий безопасности плавания машин, учитывать и другие факторы, анализируя их в каждом конкретном случае.
Во время эксплуатации машин загрузка их не остается постоянной. С изменением загрузки меняется и осадка машины, а следовательно, и ее водоизмещение. Так, при погрузке осадка машины увеличивается, а при разгрузке — уменьшается. Чтобы определить, насколько изменится осадка при погрузке или разгрузке определенного количества груза, необходимо знать, какое количество груза изменяет осадку машины на 1 см. Разделив вес груза (в тоннах) на эту величину, получим величину изменения осадки машины в сантиметрах.
Остойчивость
Кроме плавучести, машина должна обладать остойчивостью. Остойчивостью называется способность машины, выведенной из положения равновесия воздействием внешних сил, вновь возвращаться в положение равновесия после прекращения действия этих внешних сил.
Остойчивость обеспечивает машине возможность входить в воду с креном и дифферентом (рис. 4), плавать на волне, буксировать другую (однотипную) машину. Остойчивость, кроме того, обеспечивает команде возможность перемещаться внутри машины. Машина должна обладать достаточной остойчивостью при плавании как при продольных, так и при поперечных наклонениях, с грузом и без груза.
Придание некоторого дифферента на корму улучшает условия работы гребного винта, уменьшает так называе-
13
мую «рыскливость» машины — самопроизвольные отклонения от курса. Нос машины при дифференте на корму меньше заливается встречной волной, jiTo позволяет повышать скорость движения. Однако дифферент на корму не должен превышать 2—3°.
Поперечные наклонения машины   называются   креном. При крене один борт всегда выше другого.
Рис. 4. Продольная и поперечная остойчивость машины
Остойчивость бывает статическая и динамическая. Кроме того, различают остойчивость поперечную и продольную. Остойчивость машины по отношению к крену называется поперечной, а по отношению к дифференту — продольной.
Зависит остойчивость не только от формы корпуса, но и от расположения в нем агрегатов и грузов. Машина, остойчивая при одном размещении грузов, может частично или совсем потерять остойчивость, если часть грузов переместить выше. Следовательно, для оценки остойчивости машины необходимо учитывать не только ее вес и объем, но и расположение центра тяжести по высоте машины.
Известно, что независимо от положения машины на нее действуют две равные и противоположно направленные силы: вес машины (со всеми находящимися на ней грузами) и поддерживающая сила воды. При прямом положении машины обе силы — вес и поддерживающая сила — будут на одной вертикальной прямой. При наклоне на борт центр давления (вследствие изменения формы объема вытесненной телом жидкости) сместится в сторону наклона.
14
Центр тяжести и \^ентр давления будут теперь не на одной вертикали. Поэтому силы, действующие в этих точках, не совпадут, а будут параллельны. Поскольку поддерживающая сила направлена вверх, а сила веса машины •—вниз, то возникает выпрямляющая пара сил, стремящаяся вернуть машину в исходное положение.
Допустим,   что   под   влиянием   внешних сил машина накренилась на некоторый угол а (рис. 5), часть ее KLH вы-
Рис.  5.    Изменение   формы   подводного   объема машины при крене
шла из воды, а часть K'L'H, наоборот, погрузилась в воду. При этом положение центра тяжести останется неизменным, потому что грузы в машине при ее крене не переместились; не изменилась и величина водоизмещения, так как объем вышедшего из воды клина KLH равен объему погруженного в воду клина K'L'H. Однако форма подводной части машины изменилась, а следовательно, переместился и центр давления С0.
При малых кренах машины (0—15°) допускают, что центр давления перемещается по дуге окружности. Следовательно, линия действия поддерживающей силы будет проходить через одну и ту же точку М (отрезок С0М = = СУЙ — радиус окружности).
Пусть новое положение центра давления будет С\. Силы Р и D останутся перпендикулярными к ватерлинии LL/, но уже не будут направлены по одной прямой, а образуют пару с плечом GZ. Величина восстанавливающего момента будет равна PGZ, где GZ — плечо остойчивости.
Продолжим линию действия подъемной силы до пересечения с осью симметрии машины 004. Полученная при пересечении точка М называется метацентром, а расстоя-
15
ние по оси плавания между метацентров и центром тяжести — начальной поперечной метацент'рической высотой
(обозначается эта величина буквой Л/. Расстояние между метацентрам и центром давления называется поперечным (или малым метацентрическим) радиусом и обозначается буквой г.
Таким образом, машина,   плавающая   на   поверхности воды, имеет три характерные точки:
—  центр тяжести, не меняющий своего положения при любом положении машины (если грузы не перемещаются);
—  центр давления  (водоизмещения), перемещающийся
Рис. 6. Различные случаи расположения центра тяжести, центра давления и метацентра при крене
при крене и являющийся центром тяжести вытесненного машиной объема воды; положение центра давления по высоте машины зависит от осадки и формы обводов погруженного объема корпуса;
— метацентр, изменяющий свое положение в зависимости от крена.
Рассмотрим различные случаи расположения этих точек (рис. 6).
1-е положение. Машина остойчива: точка пересечения линии действия поддерживающей силы с диаметральной плоскостью (метацентр М) лежит выше центра тяжести машины. Восстанавливающий момент положительный: после устранения вызвавшей крен причины вес и поддерживающая сила стремятся вернуть машину в исходное (прямое) положение.
2-е положение. Машина неостойчива: точка пересечения линии действия поддерживающей силы с диаметральной плоскостью лежит ниже центра тяжести машины. В этом случае образовавшаяся пара сил будет стремиться увеличить крен машины.
16
/
3-е положение. Положение машины безразличное: метацентр совпадает\с центром тяжести машины. Сила веса и поддерживающая сила лежат на одной вертикальной прямой. По прекращении действия кренящего момента машина в исходное Положение не вернется, так как нет восстанавливающего момента.
Следовательно, если поперечный метацентр М выше центра тяжести G, то машина остойчива; если же поперечный метацентр ниже центра тяжести или совпадает с ним, то машина неостойчива.
Ранее было установлено, что Мв = PGZ, где GZ — плечо остойчивости, являющееся катетом прямоугольного треугольника GMZ (см. рис. 5).
Так как угол GMZ вследствие взаимной перпендикулярности сторон равен углу крена а, то
GZ — MGsina. Отсюда:
Мв = PMG sin a ==. Dh sin л,
где Мв — восстанавливающий момент при   крене машины
в поперечной плоскости; Р — вес    машины,    равный    поддерживающей    силе
воды;
/г — начальная поперечная метацентрическая высота; а — угол крена.
Эта формула называется метацентрической формулой поперечной остойчивости машины.
Так как вес машины при крене не изменяется, то, очевидно, чем больше Л, тем больше восстанавливающий момент, т. е. с увеличением метацентрической высоты увеличивается остойчивость машины. Поэтому величина h и является мерой остойчивости.
Положение метацентра для малых углов крена (0—15°) можно считать постоянным. В действительности же при наклонениях метацентр перемещается по некоторой кривой, что учитывается специальным расчетом остойчивости при больших углах крена.
Величина метацентрической высоты зависит от размещения грузов в машине и от ширины машины. Чем ниже размещены грузы, тем ниже будет центр тяжести и тем больше метацентрическая высота. Поэтому для увеличения остойчивости все тяжелые грузы на машине следует размещать внизу. Чем больше ширина машины и чем ниже
2    М.  Г.  Редькин                                                                                                   17
находится центр тяжести по отношению к/центру давления, тем больше метацентрическая высота.
При эксплуатации машины следует также иметь в виду, что вследствие расхода топлива, увеличения или уменьшения грузов водоизмещение машины и взаимное расположение центра давления, метацентра и центра тяжести не остается постоянным, а следовательно, изменяется и начальная метацентрическая высота. Поэтому экипаж должен уметь распределить грузы так, чтобы во время плавания начальная метацентрическая высота была в установленных пределах.
Расстояние г между начальным метацентром и центром давления при крене, как указывалось выше, называется поперечным метацентрическим радиусом, который служит для определения остойчивости машины. Поперечный мета-центрический радиус г, соответствующий заданной ватерлинии и заданной плоскости наклонения, равен частному от деления момента инерции / площади действующей ватерлинии i относительно центральной оси, перпендикулярной к плоскости, на объемное водоизмещение W машины, соответствующее действующей ватерлинии:
r=-L
w'
Эта формула остается справедливой для любой действующей ватерлинии при крене машины.
Объемное водоизмещение W строго ограничено грузоподъемностью плавающей машины. Поэтому увеличение
отношения     — возможно лишь при увеличении   момента
инерции /.
Момент инерции зависит от формы площади ватерлинии. Например, для ватерлинии прямоугольной формы при длине / и ширине b момент инерции определяется по формуле
/ = — 12 '
Следовательно, при данной длине ширина в значительной мере определяет остойчивость машины.
Однако ширина машины также ограничена (этого требуют условия перевозок по железной дороге). Поэтому на
'Площадью ватерлинии называется площадь, ограниченная этой линией.
18
некоторых плавающих машинах для увеличения объема вытесняемой води и остойчивости устанавливают боковые понтоны.
Жидкие грузы (топливо), полностью заполняющие баки, на остойчивость машины не влияют. Жидкие грузы, заполняющие баки не полностью и могущие свободно переливаться при кренах машины, уменьшают ее остойчивость.
Это объясняется тем, что при крене машины свободная поверхность жидкого груза стремится принять положение, параллельное действующей ватерлинии, центр тяжести груза вследствие этого сместится в сторону крена, что вызовет перемещение общего центра тяжести машины в ту же сторону. В результате уменьшится плечо остойчивости, а следовательно, и остойчивость машины.
С влиянием жидких грузов на остойчивость машины особенно следует считаться при значительном количестве воды на днище корпуса (попавшей туда из-за его негерметичности, после дождя или по каким-либо другим причинам). Вода в корпусе будет свободно переливаться, вследствие чего будет уменьшаться остойчивость машины.
Для уменьшения влияния жидких грузов на остойчивость в плавающих машинах устанавливают обычно два топливных бака или один бак, разделенный внутри специальными продольными перегородками. Так, например, если бак разделить продольной перегородкой, то момент инерции площадей свободной поверхности двух образовавшихся отсеков будет в четыре раза меньше момента инерции площади свободной поверхности бака, не разделенного перегородкой. Поэтому для уменьшения влияния жидких грузов на остойчивость машины топливные баки и отсеки с другими жидкими грузами выполняют с отделениями возможно меньшей ширины.
Продольная остойчивость, уменьшающая килевую качку машины, обычно значительно больше поперечной остойчивости и не требует специального рассмотрения. Величину продольной остойчивости (на малых углах дифферента) определяют по тем же формулам, которые были приведены при определении поперечной остойчивости. Только вместо поперечного (или малого метацентрического) радиуса следует учитывать продольный (или большой метацентриче-ский) радиус R. Формула для радиуса R будет выглядеть так же, как и для радиуса г:
R —  Г
K~w
2*                                                                                                         19
где /' — момент инерции той же площади ватерлинии, но взятой уже относительно поперечной оси,; проходящей через центр тяжести площади ватерлинии. <
Метацентрическая высота характеризует остойчивость •машины при углах крена до 15°, при этом положение метацентра практически остается неизменным.
Для полного представления об остойчивости машины необходимо иметь данные об ее остойчивости при углах крена, превышающих 15°, особенно когда начинает обнажаться ходовая часть. В этом случае метацентрическую формулу остойчивости применять нельзя.
Кроме того, при проектировании машины необходимо определить максимальный предельный угол крена, при превышении которого машина опрокинется.
При больших углах остойчивость оценивают не по значению метацентрической высоты, а по плечу остойчивости (отрезок GZ на рис. 5), равному расстоянию между направлениями действия поддерживающей силы воды и веса машины.
Восстанавливающий момент при одном и том же водоизмещении изменяется пропорционально величине плеча остойчивости.
Не разбирая всех приемов, которыми пользуются для вычисления плеча остойчивости при больших углах крена, укажем лишь, что для этого необходимо знать нагрузку машины и положение ее центра тяжести, после чего по теоретическому чертежу можно определить положение цент-ра давления при различных углах крена.
Имея данные о перемещении центра давления и учитывая, что силой, создающей момент, является поддерживающая сила, численно равная водоизмещению, можно найти значения плеч остойчивости или значения восстанавливающих моментов.
Результаты расчетов записываются и оформляются в виде диаграммы статической остойчивости машины (рис. 7). На оси абсцисс откладываются углы крена, а на оси ординат — плечи восстанавливающей пары сил или значения восстанавливающих моментов.
Из диаграммы видно, что при малых углах крена на восходящей части диаграммы плечо остойчивости возрастает (пропорционально углу крена), а на нисходящей части— уменьшается. При некотором угле (в данном случае при угле 70°) плечо остойчивости становится равным нулю, т. е. наступает положение неустойчивого равновесия ма-
20
шины, когда векторы веса машины и поддерживающей силы воды лежат на одной прямой. При дальнейшем крене вес машины вместе с поддерживающей силой будет
Рис. 7. Диаграмма статической остойчивости
создавать опрокидывающий  момент,  под действием  которого машина опрокинется.
Следует также учитывать, что вершина диаграммы статической остойчивости обычно соответствует углу крена, при котором крыша корпуса машины начинает         касаться
уровня забортной воды. В этом случае действующая площадь, ограниченная ватерлинией, получается наиболее широкой, а ме-тацентрический радиус и момент остойчивости достигают наибольшего значения. Угол входа крыши в воду, а следовательно, и остойчивость на больших углах крена зависят от высоты надводного борта машины.
Характер диаграмм статической остойчивости для различных машин неодинаков. Чем круче на диаграмме кривая, тем больше у данной машины начальная метацентри-ческая высота и тем быстрее возрастают плечи остойчивости у этой машины с увеличением углов крена (рис. 8).
Однако большая начальная остойчивость, характеризуе-
Рис. 8. Определение угла крена на диаграмме статической   остойчивости
21
мая большой начальной поперечной метацентрической высотой, не всегда означает, что машина будет очень остойчива при больших углах крена.
Если известен кренящий момент, то угол крена определяют по диаграмме статической остойчивости следующим образом. На оси ординат (см. рис. 8) находят точку, в которой восстанавливающий момент равен заданному кренящему моменту, и проводят через нее горизонтальную прямую до пересечения с кривой плеч остойчивости. Угол, соответствующий этой точке, и будет углом крена.
При эксплуатации машины на нее действуют различные внешние силы, как статические, так и динамические. К последним можно отнести волны и силы, развивающиеся при поворотах, силу натяжения буксирного троса при буксировке машины, удар одной из гусениц о подводное препятствие. При воздействии внешней силы опрокидывающие и восстанавливающие моменты не равны, вследствие чего плавающая машина начинает крениться и получает угловые ускорения. Достигнув угла крена, при котором восстанавливающий момент равен кренящему, и приобретая в этом положении максимальную угловую скорость, машина будет продолжать крениться и дальше, но замедленно, а когда работа кренящего момента станет равной работе восстанавливающего момента, крен прекратится, машина на мгновение остановится, а затем постепенно начнет возвращаться к нормальному положению, при котором угловая скорость будет равна нулю. Если действие кренящего момента продолжается, то колебание машины будет повторяться бесконечно. Но вследствие сопротивления среды колебания станут затухающими и машина придет в состояние покоя, которое будет определяться углом крена, соответствующим точке В на диаграмме (см. рис. 8). Поэтому при динамическом приложении кренящего момента для определения угла крена следует найти на диаграмме остойчивости такую точку, в которой работа кренящего момента будет равна работе восстанавливающего момента. Работа моментов на диаграмме остойчивости определяется площадью, ограниченной графиками моментов.
Если на диаграмму статической остойчивости нанести график кренящего момента1 — горизонталь АЕ, то можно
1 Кренящий момент может быть величиной либо постоянной, либо переменной (функцией угла крена); соответственно график момента будет изображаться горизонтальной или какой-либо другой кривой линией.
22
подобрать ординату DC так, чтобы площадь OBDC равнялась площади ОАЁС. Исключив из левой и правой частей общую площадь ОВЕС, получим площадь ВОЕ, равную площади ОАВ (на рис. 8 эти площади заштрихованы). Искомым углом динамического крена аД1Ш будет угол, соответствующий ординате DC.
При увеличении кренящего момента может оказаться, что всей площади диаграммы остойчивости не хватает для уравновешивания работы кренящего момента. В этом случае машина перевернется, потому что избыточная работа кренящего момента не может быть погашена работой восстанавливающего момента.
Рассмотрев приведенные выше диаграммы статической остойчивости для разных машин, .можно сделать следующие выводы:
1)   машина обладает тем большей остойчивостью, чем больше ордината диаграммы статической остойчивости и чем больше площадь диаграммы, т. е. чем дальше отстоит от  начала  координат точка   пересечения   кривой  с  осью абсцисс;
2)   на величину ординаты диаграммы  статической остойчивости (а следовательно, и на величину начальной ме-тацентрической высоты машины)  в основном влияют ширина машины и положение центра тяжести, а также положение центра давления по высоте;
3)   величина площади диаграммы в основном  зависит от высоты надводного борта: чем выше надводный борт, тем остойчивее машина при больших углах крена и тем труднее ее опрокинуть.
Скорость движения на воде (ходкость)
Кроме плавучести и остойчивости, плавающая машина должна обладать еще одним важнейшим качеством — скоростью движения на воде, определяющей тактические свойства машины. Скоростью движения называется отношение пути ко времени, за которое этот путь пройден. Численно скорость равна расстоянию, пройденному телом (в данном случае машиной) за единицу времени.
Под максимальной скоростью понимают наибольшую скорость движения, которая может быть достигнута машиной при работе двигателя на полной мощности.
Скорость машины, движущейся на поверхности воды, зависит от формы корпуса, соотношения главных размеров
23
машины, мощности двигателя, типа и эффективности водяного движителя, совершенства систем охлаждения и смазки двигателя, количества и качества приборов наблюдения, обеспечивающих хороший обзор водителю, состояния водной поверхности (высоты волн) и других факторов.
Действие воды на машину, не имеющую поступательного движения, сводится к действию нормального давления на каждый элемент подводной поверхности, а сумма давлений выражается вертикальной поддерживающей силой.
При перемещении машины по воде, кроме поддерживающей силы, возникают силы, направленные в сторону, противоположную движению машины. Равнодействующую этих сил называют силой сопротивления воды движению машины и обозначают буквой JR.
Изучение сопротивления воды движению машины основывается на учении о движении жидкости, т. е. на законах гидромеханики. Поэтому кратко рассмотрим основные свойства жидкости и уравнение сопротивления воды движению тел.
Основные свойства воды
Вода — очень подвижная, практически несжимаемая жидкость. Она принимает форму тех сосудов, в которых находится. Слабая связь между отдельными частицами воды объясняется незначительными силами сцепления и силами трения, действующими между ними. К важнейшим физическим характеристикам жидкости относятся удельный (или объемный) вес и массовая плотность жидкости.
Удельным (или объемным) весом у называют вес единицы объема тела, или отношение веса .(G) тела к его объему (WI), т. е.
т = — кГ/м3. W
Объемный вес является, таким образом, размерной величиной. Для дистиллированной воды при температуре 4° С он равен 1000 кГ/м3 и для морской воды при 15° С — 1020—1030 кГ/м3.
Массовой плотностью (или просто плотностью) р называют отношение массы тела М к его объему W:
___М_  кГ • сек2
Р~~ W        м±
24
Зная, что вес тела G равен массе М, умноженной на ускорение силы тяжести g, можно установить следующую зависимость между плотностью и объемным весом:
Р = ±. g '
С помощью этой зависимости легко определить плотность жидкости, если известен ее объемный вес. Если объемный вес воды равен 1000 кГ/м3, то плотность будет
P=is=101,9-_^.
Плотность воды, как малосжимаемой жидкости, мало зависит от температуры и давления, если эти величины не изменяются значительно. Поэтому в обычных расчетах плотность пресной воды независимо от температуры и дав-
кГ-сек2 ления принимается равной 102-----~—.
Вода обладает вязкостью. Вязкостью (или внутренним трением) называют свойство жидкости развивать при своем движении внутренние касательные напряжения. Это свойство обусловливается внутримолекулярным движением жидкости. Согласно законам трения жидких тел сопротивление, возникающее при скольжении одного слоя жидкости по другому, пропорционально поверхности соприкасающихся площадей и деформации жидкого объема. Кроме того, это сопротивление зависит от рода жидкости и уменьшается с возрастанием температуры.
Два закона гидродинамики
Важнейшие законы гидродинамики были открыты и сформулированы современниками М. В. Ломоносова — учеными Л. Эйлером и Д. Бернулли.
Эйлер сформулировал закон неразрывности течения жидкости. Бернулли выявил важную закономерность: давление в жидкости тем меньше, чем больше скорость ее течения. Оба закона вытекают из основных законов сохраняемости массы и энергии.
Для пояснения закона неразрывности течения жидкости воспользуемся прибором (рис. 9). Прибор состоит из открытого резервуара и соединенной с ним трубки с разными сечениями (А, Б и В). Если открыть оба крана и обеспечить постоянный уровень воды в резервуаре, то течение воды по трубке будет установившимся: за одну секунду из
25
трубки вытечет столько же воды, сколько в нее поступит из резервуара. Следовательно, через разные сечения трубки за одну?секунду протекает одинаковое количество воды, а это может быть, очевидно, только в том случае, если через эти сечения вода течет с различной скоростью. Чем меньше сечение, тем большей должна быть скорость движения воды.
В справедливости закона неразрывности течения жидкости можно убедиться, наблюдая течение реки. Там, где
русло   суживается и  мелеет,   вода всегда течет быстрее.
Чтобы убедиться в справедливости закона Бернулли, присоединим к трубке переменного сечения вертикальные трубочки с открытыми концами, играющие роль манометров. Когда краны закрыты и вода не течет по трубке, в манометрах она будет стоять на том же уровне, что и в резервуаре (как во всяких сообщающихся сосудах). Но как только вода потечет по трубке, уровень воды в манометрах понизится: больше всего в том манометре, который присоединен к
самому узкому сечению трубки, а меньше всего в манометре,    присоединенном   к   самому    широкому    сечению. Следовательно, как показывает опыт, увеличение скорости течения жидкости уменьшает давление и наоборот. Рассмотрим  уравнение  Бернулли,   выведенное   с   помощью высшей математики, которое в упрощенном виде можно записать так:
/> + pV2=const, где Р  — давление;
р   — плотность жидкости; V   — скорость.
Для того чтобы сумма этих двух слагаемых (P + pV2) оставалась постоянной, необходимо, чтобы при уменьшении (или увеличении) одного из этих слагаемых другое слагаемое увеличивалось (или уменьшалось) на такую же величину.
Поскольку плотность жидкости — величина постоянная (жидкость почти несжимаема), то увеличение скорости ее течения должно уменьшать давление и наоборот.
26
Рис.   9.   Схема   прибора для проверки закона неразрывности         течения жидкости
Сопротивление воды движению плавающей машины
Движение машины непременно приводит в движение и воду: частицы воды получают ускорение, при этом машина воспринимает реакцию воды в форме сил, распределенных по погруженной в воду поверхности.
На движущуюся в воде машину действуют силы трения, направленные по касательной к погруженной поверхности, и силы давления, направленные нормально к соответствующим элементам поверхности машины. Равнодействующая проекций всех сил трения на направление движения составляет силу сопротивления движению и направлена против движения машины.
Плавающие машины относятся к плохо обтекаемым телам. От судов они отличаются наличием ходовой части, формой обводов, коэффициентом полноты. Увеличенное отношение ширины к осадке и худшие формы обводов по сравнению с судами вызывают относительно повышенное сопротивление воды движению плавающих машин. Обводы корпуса зависят от длины, ширины и осадки машины. Поэтому при выборе обводов подводной части корпуса машины учитывают требования распределения водоизмещения по длине машины.
Выбранные обводы корпуса проверяют на моделях, которые испытывают в опытовом бассейне, обеспечивающем наиболее точный способ определения сопротивления воды движению машины, а значит, и мощности, потребной для движения машины.
Для экспериментальных испытаний обычно изготовляют модель из фанеры в уменьшенном масштабе. Модель уравновешивают так, чтобы она погрузилась в воду до грузовой ватерлинии, а затем буксируют в специальном канале с помощью тележки. При движении модель преодолевает сопротивление воды, которое измеряют динамометром. На основании результатов буксировочных испытаний модели строят график сопротивления воды движению в за- • висимости от скорости буксировки. Затем на основе закона подобия пересчитывают полученные результаты для машины натуральной величины.
Имея данные по сопротивлению воды движению машины, определяют мощность двигателя, необходимую для достижения машиной проектируемой скорости.
Опытами  установлено,  что  основными   факторами,   от
27
которых главным  образом зависит величина  сопротивления, являются:
—  геометрические формы обводов подводной части машины (особенно формы кормовых обводов);
—  ширина и осадка машины;
—  выступающие части;
—  скорость движения машины на воде;
—  состояние водной поверхности.
С увеличением скорости движения сопротивление воды движению машины возрастает, и для преодоления его требуется значительное увеличение мощности двигателя.
Повышение скорости вызывает непропорциональную затрату мощности на преодоление сопротивления окружающей среды. Установлено, что для увеличения скорости движения машины на воде в два раза мощность двигателя следует увеличить примерно в восемь раз. С ростом мощности двигателя увеличиваются его размеры и вес, что отрицательно отражается на водоизмещении машины и увеличивает сопротивление воды.
Для повышения скорости движения машины на воде требуется одновременно увеличить длину и уменьшить ширину машины. Для обеспечения же достаточной остойчивости машина должна обладать определенной шириной.
Сопротивление воды принято выражать формулой через безразмерный коэффициент сопротивления:
1/2
R = cP^S,
где К — общая  сила   сопротивления   воды  движению   машины, кГ;
с — безразмерный коэффициент сопротивления, определяемый опытом и зависящий от чисел Фруда и Рейнольдса, формы смачиваемой поверхности машины и степени ограниченности фарватера;
кГ-секЪ р — массовая плотность воды,      —      >
V—скорость  движения   машины   относительно   воды,
м/сек;
S — характерная площадь (площадь поперечного сечения — миделя), м2.
Сопротивление движению машины на воде принято делить на составляющие: сопротивление трения, волновое сопротивление, сопротивление формы, или вихревое, и сопротивление выступающих частей.
28
Величина каждой из этих четырех составляющих зависит от формы машины, ее размеров и скорости движения.
Для определения сопротивления воды в каждом случае приходится пользоваться эмпирическими формулами сопротивления, установленными при натурных испытаниях машины.
Наиболее изучено сопротивление трения, которое возникает вследствие действия сил трения жидкости на смоченную поверхность машины. Силы трения возникают только в движущейся жидкости (вследствие ее вязкости).
Волновое сопротивление воды возникает вследствие ее весомости. Волны, образуемые машиной, состоят из двух групп: носовой и кормовой. Каждая из этих групп волн в свою очередь делится на волны расходящиеся и поперечные. Сила сопротивления, обусловленная этими волнами, называется волновым сопротивлением. При повышении скорости движения машины волновое сопротивление возрастает быстрее других составляющих сопротивлений.
На волновое сопротивление существенно влияет величина отношения ширины к осадке машины. При постоянном водоизмещении и постоянной длине машины уменьшение ширины машины обычно способствует уменьшению волнового сопротивления.
Сопротивление формы представляет собой разность давлений воды, действующих в направлении движения машины на носовую и кормовую части. Сопротивление формы возникает под действием сил вязкости. Чтобы уяснить влияние формы тела на силу сопротивления, оказываемого водой, рассмотрим сопротивление тел разной формы, но имеющих одинаковое максимальное поперечное сечение. •
Если плоскую квадратную пластинку (рис. 10, а) поставить перпендикулярно к направлению потока, то энергия, затрачиваемая на преодоление сопротивления и преобразуемая в кинетическую энергию вихрей, возникающих за пластинкой, и в дальнейшем преобразуемая в тепловую энергию, оказывается наибольшей.
При обтекании потоком шара (рис. 10,6) за ним образуются вихри, по величине значительно меньшие, чем вихри, образуемые при обтекании плоской пластинки. Опытом установлено, что сопротивление воды шару будет меньше, чем пластинке, приблизительно в 21/2 раза.
Тело, имеющее удобообтекаемую веретенообразную удлиненную форму с плавными очертаниями и постепенным сужением кормы (рис. 10, в), вследствие наименьшего
29
вихреобразования будет испытывать значительно меньшее сопротивление, чем шар. Поэтому быстроходным судам стремятся придать удобообтекаемую форму. Форма подводной части плавающей машины должна обеспечивать наименьшее сопротивление движению.
Рис. 10. Схема обтекания тел, расположенных нормально к потоку: а — пластинки;   б—шара;    в — веретенообразного    тела
Опытом установлено, что сопротивление формы увеличивается при возрастании скорости движения машины, так как при быстром движении машины за кормой в воде создается разрежение (пониженное давление) и образуются водовороты (завихрения). Этот вид сопротивления у плавающих машин, форма которых недостаточно обтекаема, составляет основную часть полного сопротивления.
Расположенные ниже грузовой ватерлинии выступающие части машины (конструктивные детали — гусеницы, колеса, руль) увеличивают сопротивление воды при движении машины. Это учитывают при конструировании ходовой части: ее либо поднимают, как на колесных машинах с пневматической подвеской, либо ей придают хорошо обтекаемую форму, а отдельные агрегаты устанавливают по потоку. Так как ходовая часть располагается на достаточ-
30
ной глубине от свободной поверхности воды, создаваемое ею дополнительное сопротивление будет увеличивать только сопротивление трения и вихревое сопротивление.
Сопротивление выступающих частей обычно определяют при испытаниях модели в специальном (опытовом) бассейне. Сначала испытывают модель с гладким корпусом, а затем устанавливают на этой же модели изготовленные в соответствующем масштабе выступающие части (опорные катки, гусеницы и др.); сравнивая результаты обоих испытаний, не трудно определить сопротивление выступающих частей.
Сопротивление выступающих частей у плавающих машин может достигать 15—25% сопротивления корпуса. Поэтому при проектировании машин выступающим частям стараются придать такую форму, которая обеспечила бы минимальное сопротивление воды.
Сопротивление воды движению плавающей машины зависит, кроме того, от относительного движения машины и воды, а также от условий пути (глубина и ширина фарватера). Так, мелководье значительно увеличивает сопротивление. Осадка и скорость движения машины существенно изменяют волновое сопротивление. С увеличением осадки и с возрастанием скорости движения машины волновое сопротивление увеличивается. Кроме того, возникающее встречное движение воды увеличивает скорость обтекания корпуса, в результате чего возрастает сопротивление трения.
Следовательно, сопротивление воды движению тем больше, чем меньше запас воды под днищем и чем больше скорость движения машины. Увеличение сопротивления воды движению вызвано иным распределением скоростей обтекания, соответствующих давлений и уровней воды, а также возникновением трения встречного потока по дну и стенкам канала.
Скорость движения машины при плавании на взволнованной поверхности воды уменьшается, так как возрастающее сопротивление воды не позволяет использовать полную мощность двигателя.
Итак, скорость движения плавающих машин может быть увеличена в результате улучшения гидродинамических форм машины и за счет более высокой мощности ее силовой установки. В последние годы во многих странах усиленно работают над созданием таких транспортных средств, которые позволяли бы значительно уменьшить со-
31
противление воды движению плавающих машин и, следовательно, повысить скорость их перемещения на воде. К таким средствам относятся машины с подводными крыльями и с воздушной подушкой.
Определение мощности двигателя
Для преодоления сопротивления воды движению машины необходимо приложить силу, создаваемую движителем и направленную в сторону движения машины. Эта сила называется тягой или .движущей силой.
При равномерном прямолинейном поступательном движении машины сила сопротивления воды уравновешивается силой тяги, создаваемой движителем.
Движущая сила, или тяга, создается источником энергии— двигателем. Поэтому для обеспечения необходимой скорости движения машины следует определить требуемую мощность двигателя.
Если известна величина полного сопротивления воды движению машины с заданной скоростью, то необходимую мощность двигателя можно подсчитать по формуле
N     ------
Л/е ~ 75Ч '
где Л/е  —эффективная мощность двигателя, л. с.;
R •— сила сопротивления воды движению машины,/сГ; V — скорость движения машины, м/сек; т] — пропульсивный    коэффициент    полезного     действия *.
Мощность, затрачиваемая только на преодоление полного сопротивления воды движению машины, называется эффективной или буксировочной мощностью.
Поворотливость машины на воде
Одним из важнейших качеств, определяющих маневренность плавающих машин, является поворотливость, т. е. способность машины изменять направление движения
1 Цропульсивным коэффициентом полезного действия называется отношение буксировочной мощности, или мощности полезной тяги винта, к мощности 'двигателя, затраченной на вращение винта для движения машины. |Величина пропульсивного к.п.д. учитывает как потери в самом движителе, так и потери, возникающие в результате гидромеханического взаимодействия движителя и корпуса машины.
32                                                                                               Зак. 283
и перемещаться по заданной траектории в соответствии с поворотом руля или других существующих для этого механизмов.
Направление движения плавающих машин на воде может быть изменено с помощью руля, выключением одного из гребных винтов, поворотом передних управляемых колес или выключением одной гусеницы (при гусеничном водоходном движителе).
Руль, представляющий собой симметричное крыло, устанавливается обычно под кормой машины в потоке воды, отбрасываемом гребным винтом. Такое расположение руля значительно уменьшает диаметр циркуляции.
При среднем положении пера руля (в диаметральной плоскости) поток воды обтекает леро с обеих сторон (симметрично) и машина движется прямолинейно. При повороте руля, т. е. при отклонении его от диаметральной плоскости на какой-то угол, вода давит на обе стороны пера руля неодинаково, в результате чего соз- Г дается сила давления, которая поворачивает машину в сторону поворота руля. Эта сила давления перпендикулярна к плоскости
пера и обозначается буквой Р. Трение воды о поверхность руля в расчет не берется.
Для уяснения характера действия силы Р при повороте машины приложим к центру тяжести машины в точке G силы PI и PZ, равные по величине силе Р, но прямо противоположные по направлению. Силу Р4 разложим на составляющие силы К и М. От приложения сил Pt и Pz в движении машины не произойдет никаких изменений.
При повороте руля на угол а (рис. 11) на машину, кроме сил сопротивления воды и силы тяги, взаимно уравновешивающихся при равномерном движении машины, действуют: момент пары сил Р и Р2 с плечом в, под действием которого машина будет смещаться в сторону отклонения руля; сила К, уменьшающая скорость движения, т. е. тормозящая машину, и сила М, сносящая машину в сторону.
Плавающие машины с небольшим отношением длины
Рис.  11. Схема действия сил при повороте руля
3   М. г. Редькин
33
к ширине и с полными носовыми обводами подвержены рыскливости. Особенно неустойчивы машины с небольшой осадкой, имеющие дифферент на нос. Маневрирование рулем обеспечивает устойчивое движение машины по заданному курсу.
При повороте машины центр ее тяжести описывает кривую, которая называется циркуляцией. Если угол отклонения руля остается постоянным, то циркуляция близка к окружности и равна у плавающих машин 8—25 м.
Знание диаметра циркуляции очень важно для водителя, так как позволяет оценить возможность поворота в стесненных условиях.
На поворотливость, т. е. на величину диаметра циркуляции, влияют:
. 1) площадь пера руля: с увеличением   площади пера диаметр циркуляции уменьшается;
2)   угол отклонения руля: с увеличением угла отклонения    (до   определенного   предела)    диаметр    циркуляции уменьшается;
3)   скорость движения  машины:  чем  больше скорость движения, тем больше диаметр циркуляции;
4)   форма.подводной части машины и ее размеры;
5)   число и тип водоходных движителей, расположение их относительно руля.
Определить поворотливость машины расчетным способом очень сложно. Поэтому диаметр циркуляции для плавающих машин с некоторым допущением определяют опытным путем: при повороте машины периодически сбрасывают по внешнему борту деревянные диски. После описания машиной полного круга замеряют рулеткой диаметр циркуляции по дискам.
Качка
Качкой называются колебательные движения, совершаемые машиной под действием внешних сил при плавании на спокойной или взволнованной поверхности воды. Плавание машины на волнении всегда сопровождается качкой. Вызывается качка действием волн, создающих гребнями добавочную плавучесть то с одной, то с другой стороны корпуса, вследствие чего возникают моменты, которые вызывают крен и дифферент.
Различаются бортовая, килевая и вертикальная качки. При бортовой качке машина совершает колебательные движения вокруг продольной горизонтальной оси, при ки-
34
левой — вокруг поперечной горизонтальной оси, а при вертикальной— в вертикальном направлении (попеременное всплытие и погружение). Существует еще качка смешанная, когда машина совершает одновременно колебательные движения в нескольких плоскостях.
Качка отрицательно влияет на водоходные свойства машины и влечет различные нежелательные последствия: дополнительную нагрузку на корпус (вследствие ударов волн), уменьшает скорость движения машины и увеличивает расход горючего (из-за возрастания сопротивления воды движению машины), заливает водой носовую часть и корму машины.
Сильная бортовая качка может привести к потере остойчивости и к опрокидыванию машины из-за чрезмерных наклонений.
Качка резко ухудшает меткость стрельбы. Экипаж машины при длительной качке заболевает морской болезнью.
Поведение машины на взволнованной поверхности воды зависит как от характера набегающих на машину волн, так и от очертания машины.
Волну характеризуют высота, длина и период. Высотой волны называется возвышение ее гребня над впадиной (по вертикали), длиной — расстояние между двумя соседними гребнями или впадинами, а периодом волны — время, за которое частица жидкости совершает одно полное колебание.
Величина ветровых волн зависит от силы ветра, а также от глубины и длины водного участка. В речных условиях волны бывают длиной до 15—20 м и высотой до 1,5—2 м. На озерах волны имеют длину до 50 м и высоту до 3 м.
Качка машины при волнении зависит от отношения периода свободной качки машины Т к периоду волны t. Ходовая часть машины, не меняя периода качки, способствует более быстрому прекращению качаний. Периодом свободной качки Т считается время, в течение которого машина делает одно полное колебание. Период свободной бортовой качки машины определяется по формуле
г'=2"]/й'
где 1Х — момент инерции массы машины, относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести машины;
з*           .,                                                                                35
D — весовое водоизмещение; h — поперечная метацентрическая высота. Поперечный момент инерции   массы  машины определяется как сумма произведений масс отдельных частей машины на квадрат расстояний их центров тяжести от продольной  (центральной)  оси машины.
Обычно поперечный момент инерции массы машины достаточно точно вычисляют по следующей эмпирической Формуле:                     ^ ^ Bg + 4Zg-.
Х~ g   '         12         '
где В    —ширина машины;
Zg    — координата центра тяжести машины по высоте.
Средние    численные значения     собственных периодов бортовой качки большинства плавающих машин составляют от 2 до 4 сек. При наибольших в условиях рек   и   озер   скоростях ветра   можно   ожидать возникновения волн, период которых будет составлять   3—5   сек   (в зависимости   от  глубины водоема).  Следовательно,   машины,   плавая при волнении, могут оказаться   в   резонансных    условиях     качки (когда период   свободной   качки   машины   Т равен периоду волны t). В   этом   случае    качка становится       наиболее опасной.
Для уяснения качки как физического явления рассмотрим схемы (рис. 12,а и б). Машины с одинаковым водоизмещением имеют разные метацентрические высоты. Сравнивая положения центров давления, центров тяжести <•*/»
Рис.  12. Влияние метацентрической высоты на качку машины (схема): а — машина с меньшей метацентрической высотой,   б — машина   с  большей   метацентрической   высотой
и метацентров этих машин, нетрудно убедиться в том, что восстанавливающий момент у первой машины меньше, чем у второй, так как плечо восстанавливающего момента второй машины больше плеча восстанавливающего момента первой (при условии равенства сил Р и Pit D и DI). Следовательно, первая машина будет после крена восстанавливать свое положение медленнее, чем вторая. Период свободного колебания у первой машины больше, чем у второй, так как при крене на один и тот же угол у первой машины (с меньшим восстанавливающим моментом) размахи будут плавнее, а у второй (с большим восстанавливающим моментом) —- стремительнее.
Если период свободной качки машины, например, в два раза больше периода волны, то волны будут слабо раскачивать машину и от прямого положения машина отклонится ненамного. Если же период свободной качки машины значительно меньше периода волны, то качка будет больше, чем в первом случае.
При равенстве периодов Т и t наступает опасное для машины явление резонанса, при котором амплитуда качки резко возрастает.
Для уменьшения качки на кораблях применяют специальные устройства (гироскопические успокоители, боковые кили, ограничивающие размах корабля при качке, и соединенные трубами водяные цистерны, располагаемые по бортам корабля).
У плавающих машин таких устройств нет. Поэтому для уменьшения качки машины следует изменить направление или скорость движения. Скорость движения машины и курсовой угол1 ее по отношению к направлению набегающих волн существенно влияют на период возмущающей силы от действия волн и на величину гидродинамических параметров качки.
1 Курсовым  углом  называется угол,   составленный   направлением бега волн с направлением движения машины.
ГЛАВА   II
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И  КОНСТРУКТИВНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ  ВАЖНЕЙШИХ АГРЕГАТОВ
И МЕХАНИЗМОВ ПЛАВАЮЩИХ МАШИН
Плавающие машины по типу движителя, применяемого при движении по суше, подразделяются на гусеничные и колесные, а по типу основного движителя, применяемого при движении на воде, — на машины с гребным винтом, с лопатками на гусеницах и с водометным движителем.
Плавучесть машин обеспечивается прежде всего водоизмещением корпуса или специальными поплавками. Корпус машины должен вытеснять такой объем воды, вес которого равен весу машины.
Дооборудование машины водоходным движителем позволяет ей без других вспомогательных средств передвигаться по воде. Использование машин на воде зависит и от возможности прикрепления к ним поплавков.
По сравнению с сухопутными машинами компоновка плавающих машин значительно сложнее, так как они используются не только на суше, но и на воде. При проектировании и эксплуатации плавающих машин особое внимание обращается на правильное распределение агрегатов и грузов (центр тяжести их обязательно должен находиться в средней части машины и как можно ниже, а переменные грузы необходимо размещать симметрично относительно центра тяжести). Для снижения веса плавающие машины изготовляют из легких сплавов, уменьшают запас горючего и грузоподъемность.
- Существует много различных типов плавающих машин: танки, бронетранспортеры, транспортеры, тягачи, автомобили, автопоезда, инженерные и другие специальные машины.
Основными агрегатами и механизмами гусеничной пла-
38
вающей машины являются корпус (рама), силовая установка, силовая передача, ходовая часть, водоходный движитель, водооткачивающие насосы, механизмы управления и их приводы, волноотражательный щит и др. Перечисленные механизмы имеются на каждой плавающей машине, однако конструкция и компоновка их могут быть различными.
Для облегчения выхода из воды на топких и вязких грунтах в плавающей машине обычно предусматривается возможность одновременного включения обоих движителей — водоходного и сухопутного.
Плавающие колесные машины бывают двухосные, трехосные и четырехосные. Большинство двух- и трехосных машин строится на шасси стандартных транспортных автомобилей. Четырехосные плавающие машины выполняются, как правило, безрамными на специальном шасси.
В современных плавающих машинах преобладает классическая компоновка с передним расположением двигателя. В последнее время все шире распространяется компоновка автомобиля с кабиной над двигателем. Нередко для лучшего доступа к двигателю кабины делают подъемными или откидными.
На плавающей колесной машине имеются все агрегаты обычного автомобиля и, кроме того, несколько специальных агрегатов и устройств: герметичный корпус, водоходный движитель, волноотражательный щит, водооткачивающие насосы, центральная система регулирования давления воздуха в шинах и др. Агрегаты обычных машин при использовании их на плавающих машинах подвергаются серьезным изменениям и конструктивным усовершенствованиям, чтобы обеспечить их герметичность и сообщить внутренние полости (мосты, промежуточные опоры) с атмосферой (посредством гибких шлангов).
Плавающие колесные машины выполняются, как правило, со всеми ведущими колесами, чем достигается высокая их проходимость на суше и значительно облегчается выход из воды на берег.
Чтобы получить представление о конструкции плавающей колесной машины, рассмотрим наиболее простые схемы трехосного автомобиля БАВ и автомобиля «Дак-353», изображенные на рис. 13 и 14.
Источником движения плавающего автомобиля БАВ, как и во всех современных плавающих машинах, служит тепловой двигатель внутреннего сгорания.
39
Рис. 13. Схема расположения основных агрегатов плавающего трехосного автомобиля БАВ:
/ — вентилятор; 2 — двигатель; 3 — сцепление; 4—коробка передач; 5 — коробка отбора мощности к гребному винту и лебедке; 6 — основной карданный вал; 7 — промежуточный карданный вал; 8 — промежуточная опора; 9 — карданный вал; 10 — средний мост; // — .вторая промежуточная опора; 12 — карданный вал привода заднего моста; 13 — задний мост; 14 — карданный вал привода гребного винта; 15— гребной винт; 16 — корпус вала привода водяного руля; 17 — рама; 18 — балансирная подвеска; 19 — карданный вал привода среднего моста; 20 — раздаточная коробка; 21 — карданный вал привода переднего моста; 22 — поперечная тяга рулевого управления; 23 — продольная тяга рулевого управления; 24 — передний мост; 25 — корпус автомобиля
Рис.  14. Конструктивная схема плавающего трехосного автомобиля «Дак-353».
м--
Движение автомобиля на суше обусловлено действием крутящего момента, подведенного от двигателя к ведущим колесам.
Для создания тяги при движении на воде на автомобиле установлен водоходный движитель (гребной винт). С целью лучшего использования крутящего момента и мощности двигатель работает совместно с силовой переда-
Рис.  15. Принципиальная схема переламывающегося автомобиля  «Метрак»
чей, допускающей изменение передаточного числа и увеличивающей крутящий момент.
В передаче крутящего момента от двигателя участвуют: сцепление, коробка передач, коробка отбора мощности, раздаточная коробка, карданные передачи и механизмы ведущих мостов — главные передачи, дифференциалы и полуоси. С полуосей крутящий момент передается на ведущие колеса, вызывая их вращение.
Для передачи крутящего момента на гребной винт в машине установлены коробка отбора мощности и карданные валы. Привод шестерен коробки отбора мощности осуществляется от ведущей шестерни коробки передач.
Для крепления всех агрегатов и механизмов автомобиля служит рама, встроенная в металлический водонепроницаемый корпус.
Для преодоления вертикальных препятствий и для движения по косогорам создана конструкция переламывающегося автомобиля «Метрак», принципиальная схема которого показана на рис. 15.
В отличие от обычной машины обе части автомобиля «Метрак» соединяются шарнирно относительно средней
42
оси. Передние и задние колеса расположены на равных расстояниях от этой оси.
Двигатель, силовая передача и кабина водителя установлены на раме, шарнирно соединенной со средней осью. К этой же оси крепятся шарнирно четыре балансира, на концах которых установлены колеса. Балансиры могут перемещаться независимо один от другого.
Переламывание автомобиля (как при движении, так и во время стоянки) обеспечивается гидросистемой. Для этого рама, на которой установлен двигатель, связана цилиндрами гидравлического управления с кузовом и балансирами. Шестью цилиндрами, приводящимися в действие от одного шестеренчатого насоса, водитель может управлять раздельно (по своему усмотрению).
Для сохранения почти горизонтального положения кабины и кузова при движении по косогору водитель может опускать колеса одной стороны автомобиля, поворачивать машину на месте, притормаживая одно колесо (например, на средней оси) при разблокированном дифференциале и при поднятых передних и задних колесах. При движении по пересеченной местности и неровностям гидросистему необходимо выключать.
На автомобиле установлен карбюраторный шестицилиндровый двигатель мощностью 100 л. с. Силовая передача состоит из однодискового сухого сцепления, четырехступенчатой коробки передач, редуктора, включаемого при движении по трудным участкам пути, и главной передачи с блокируемым дифференциалом. Крутящий момент от среднего моста передается передним и задним колесам цепными передачами, расположенными внутри балансира.
Чтобы уменьшить сопротивление автомобиля при движении на воде, колеса убираются внутрь корпуса в специальные ниши, а корпус делают с V-образным днищем (рис. 16).
Сконструированный за рубежом экспериментальный плавающий автомобиль под названием «Дьявол» (рис. 17) может преодолевать вертикальные стенки, валы из мягкого грунта, траншеи, бревна или валуны.
Корпус этого автомобиля изготовлен из двух секций, соединенных вертикальным жестко закрепленным шарниром, который обеспечивает возможность продольного колебания; каждое колесо автомобиля смонтировано на конце рычага и может поворачиваться вокруг своей оси на
v                 43
Рис. 16. Схема расположения агрегатов плавающего автомобиля «Сихорс II»
Рис.  17.   Двухосный   плавающий   автомобиль «Дьявол»
360°; привод к каждому колесу осуществляется вмонтированной в рычаг цепной передачей.
В корме водонепроницаемого корпуса установлен гребной винт. Для уменьшения сопротивления при движении на воде колеса автомобиля можно поднимать. При движении по мелководью колеса могут занимать положение ниже корпуса, вращаясь синхронно с гребным винтом.
44
На болоте, где автомобиль теряет тяговые качества и способность плавать, движение осуществляется благодаря шаговому перемещению рычагов колес.
Особую группу плавающих машин составляют автопоезда, включающие в конструкцию не менее двух шар-нирно соединенных между собой транспортных звеньев (секций).
В зависимости от распределения тяговых усилий различают автопоезда с активными прицепными звеньями (весь прицепной состав имеет ведущие колеса) и автопоезда с пассивными прицепными звеньями (без ведущих колес).
Использо в а ни е активных прицепных звеньев автопоезда— один из наиболее эффективных способов повышения его проходимости.
Автопоезд ХМ-437 типа «Го-
уэр» с-активными прицепными звеньями показан (схематично) на рис. 18. Он состоит из двух звеньев, каждое из которых имеет по одной оси: переднее звено — тягач, заднее — полуприцеп.
Характерной особенностью машины типа «Гоуэр» является: применение колес большого диаметра с шинами низкого давления, позволяющими увеличить тягу на колесах за счет уменьшения сопротивления качению; применение передних и задних ведущих мостов (колес); отсутствие подвески колес и применение несущего водонепроницаемого кузова.
В машинах типа «Гоуэр» коэффициент использования веса (отношение веса полезной нагрузки к полному весу груженой машины) достигает 50%, тогда как у обычных транспортных машин он, как правило, немногим более 3(Я/о.
Энергия от ведущего звена активного автопоезда к его прицепным звеньям может передаваться механической, электрической и гидравлической передачами.
45
Рис.   18.   Схема    расположения    агрегатов машины  (автопоезда) ХМ-437:
1 — двигатель; 2 — руль; 3 — электрический генератор; 4 —• сцепление; 5 — электрический привод рулевого управления; 6 — электродвигатель привода задних колес; 7 — коробка передач; 8 — дифференциал; 9—раздаточная коробка
В автопоезде ХМ-437 применена электрическая передача на задние колеса. Крутящий момент от дизеля, установленного в передней части тягача, передается на передние колеса через сцепление, механическую коробку передач и редуктор. Этот же двигатель вращает электрогенератор, питающий тяговые электродвигатели каждого заднего колеса.
Плавающий поезд с пассивным прицепным звеном показан на рис. 19.
Рис.  19. Схема плавающего автопоезда с пассивным прицепным
звеном
Плавающие гусеничные машины имеют для движения по суше гусеничный движитель, обеспечивающий высокую проходимость по местности. Он дает возможность гусеничной машине двигаться в таких условиях местности, в которых движение колесных плавающих машин почти невозможно.
Наиболее простая схема плавающего танка показана на рис. 20. На танке Т-40 установлен один двигатель. Усилие от двигателя через сцепление передается на механическую ступенчатую коробку передач и далее через главную передачу и дифференциал распределяется на ведущие колеса.
Движителем на воде служит гребной винт, установленный в нише кормового листа. Передача крутящего момента к гребному винту осуществляется карданным валом, который приводится во вращение от коробки передач через дополнительную коробку отбора мощности, укрепленную с левой стороны коробки передач.
46
Рис. 20. Схема расположения основных агрегатов плавающего танка Т-40
Расположение двигателя оказывает существенное влияние на компоновку плавающих машин. На рис. 21 показана схема силовой передачи и ходовой части плавающего гусеничного бронетранспортер а .М-113. Силовая установка, коробка передач и механизм поворота размещены в правой передней Части корпуса.
Рис. 21. Схема расположения основных агрегатов на плавающем гусеничном бронетранспортере М-ИЗ
На рис. 22 изображена конструктивная схема плаваю Щего гусеничного б р о н етр а нсп ор тер а   М 59   с дв^-мя автомобильными   бензиновыми   двигателями,   которые
Рис. 22. Схема трансмиссии плавающего гусеничного бронетранспортера М-59:
1 — двигатель;   г—коробка   передач;   3 - карданный вал;   4-главная   передача:   S - механизм   поворота
вместе с силовой передачей расположены по бортам машины в специальных отсеках.
На рис  23 показан макетный образец плавающей машины с необычным гусеничным движителем, позволяющим
Рис. 23. Макетный образец плавающей машины с гусеничными лентами заполненными сжатым воздухом                                '
48
передвигаться по различным грунтам, снегу и грязи. Гусе-, ничные ленты машины состоят из полых резиновых блоков со специальной пропиткой. Секции блоков, изготовленные из   самозаклеивающейся   резины,    заполняются    сжатым воздухом низкого давления.
В случае прокола резина блоков самозаклеится, а централизованная подкачка обеспечит восстановление давления воздуха в блоках.
Во избежание скольжения забитой поверхности гусеницы по грунту и уменьшения силы тяги по сцеплению при движении по грязным дорогам и снегу предусматривается автоматическая очистка поверхности гусеничных лент сжатым воздухом.
Гусеничные машины, как правило, имеют движитель, состоящий из двух половин: правой и левой; гусеницы машины, перематываемые ведущими колесами, создают рельсовый путь, по которому катится корпус машины на опорных катках, чем обеспечивается устойчивость машины при движении по суше.
При повороте движение гусеничной машины - определяется скоростями обеих гусениц: забегающей и отстающей. Радиус поворота зависит от соотношения скоростей забегающей и отстающей гусениц. Наименьший возможный для гусеничной машины радиус поворота, равный половине ширины колеи машины, получается при вращении гусениц в разные стороны с одинаковой скоростью.
У большинства гусеничных машин наименьший радиус поворота равен ширине колеи. При этом предполагается, что отстающая гусеница полностью заторможена и скорость ее равна нулю. Практически при полностью затянутом тормозе отстающая гусеница движется юзом, т. е. ее опорная поверхность не лежит на грунте неподвижно, а проскальзывает вперед, в сторону движения, вызывая добавочное сопротивление грунта.
Этот метод поворота обусловливает ряд существенных ограничений в конструкции гусеничных машин. Одно из таких ограничений — отношение длины опорной поверхности гусениц к колее. Так, длина машины определяется в зависимости от ее ширины; чем длиннее и уже машина, тем хуже она поворачивается. Отношение длины опорной поверхности гусениц к ширине не должно превышать 1,6.
Предпринимались попытки осуществить поворот гусеничных машин посредством изгиба гусениц в плане. Однако из-за больших радиусов поворота и ввиду конструктив-
4    М.  Г.  Редькин                                                                                                 49
ных усложнений при его осуществлении этот способ поворота не получил широкого распространения. Необходимость улучшения проходимости гусеничных машин в особо трудных условиях (по снегу, болотистым участкам местности и т. п.), а также достижения в области теории взаимодействия гусеничных движителей машин с грунтом обусловили появление сочлененных гусеничных машин (поездов). В сочлененных гусеничных машинах изгиб гусениц в плане при поворотах достигается путем деления гусеницы по длине на несколько (два или три) жестких звеньев, л                                         каждое из которых
может поворачиваться относительно соседних.
На рис.   24   изображена     сочленен-Рис. 24. Сочлененная двухзвенная гусенич-        „            тттгучпрнняа
ная машина (автопоезд) «Террапин»           НЗЯ          Двухзвенная
машина «Террапин», у которой все
четыре гусеницы приводятся в движение одним двигателем, установленным в первом звене. Привод на второе звено осуществляется карданным валом, проходящим через шарнирное соединение в сцепке звеньев.
Управляют поездом при помощи двух гидравлических цилиндров, размещенных в горизонтальной плоскости сцепки. Перемещение штоков в цилиндрах заставляет тягач изменять свое положение относительно полуприцепа.
Рассмотрим теперь более подробно устройство и основные конструктивные особенности важнейших агрегатов и механизмов плавающих машин.
Корпус
Корпус плавающей машины служит для размещения и крепления агрегатов, механизмов и оборудования. В нем также размещаются экипаж, десант и груз. Корпус представляет собой жесткую коробку, изготовленную из металла или синтетических конструкционных материалов.
Чтобы обеспечить плавающей машине высокие водоходные качества, корпус ее должен иметь необходимое водоизмещение, быть водонепроницаемым, прочным и жестким при минимальном весе. Он должен иметь обтекаемую форму, обеспечивать устойчивость против опрокидывания по продольной и поперечной осям. Кроме того, корпус машины должен обеспечивать вход машины в воду и выход из
50
нее при больших углах наклона и крена, быть простым и удобным в производстве и обслуживании, иметь приспособления для буксировки.
Водоизмещение корпуса зависит от его габаритных размеров: длины, ширины, высоты. Длина корпуса обычно в два — три раза больше его ширины.
Водонепроницаемость металлического корпуса обеспечивается высоким качеством сварных швов, а в разъемных соединениях — установкой резиновых и сальниковых уплотнений.
Рис. 25.  Формы поперечных сечений корпусов плавающих  машин: а — прямостенные   (вертикальные)   борта;  б,  в — наклонные борта
Прочность и жесткость корпуса достигаются прочностью соединений стальных листов корпуса, введением продольных и поперечных связей, составленных в виде сваренных вместе угловых, коробчатых и тавровых металли-. ческих профилей. При расчете корпуса на прочность и жесткость учитывают, что он должен воспринимать все силы, действующие извне (давление воды, различные удары) и изнутри (вес грузов и механизмов, неуравновешен; ные силы, возникающие при работе механизмов, и др.) машины.
Вследствие того что формы обводов и размеры корпуса сильно влияют на ходовые качества машины (главным образом на максимальную скорость движения на воде), корпусу стремятся придать обтекаемую форму, а также сделать его возможно меньшего поперечного сечения, учитывая при этом остойчивость машины на плаву.
Форма корпуса обычно симметрична относительно продольной вертикальной плоскости, проведенной посредине машины. Симметричность формы корпуса облегчает управление машиной.
Борта корпусов машин (рис. 25) могут быть прямостен-иыми (вертикальными) и с завалом (с наклоном к диаметральной плоскости) или представлять собой сочетание завала с развалом.
4*                                                                                      51
Сопротивление выступающих частей на подводной поверхности корпуса и устанавливаемых на нем гусениц может быть значительным. Поэтому, создавая обтекаемую форму выступающих частей, стремятся обеспечить минимальное их сопротивление. Обычно сопротивление выступающих частей определяют испытанием моделей. Сравнение полученной величины сопротивления с буксировочным сопротивлением модели корпуса позволяет установить фактическое сопротивление выступающих частей.
К корпусу колесных плавающих машин предъявляются те же требования, что и к корпусу гусеничных плавающих машин.
Корпус плавающего автомобиля, как правило, изготовляется из листовой стали толщиной 1—3 мм. Он может
Рис. 26. Конструкция корпуса плавающего
четырехосного автомобиля ХМ-521: / — горловина   для   заправки    топлива;    2 — бак для   топлива;   3 —• днище   автомобиля;   4 — пенопласт
быть понтонного .или несущего типа.
Корпус понтонного типа конструируется на раме шасси колесной машины. Днище корпуса охватывает раму снизу. В нем делаются выемки для мостов и карданных валов и тоннели для гребных винтов. Внутри корпуса несущего типа размещаются почти все основные агрегаты (двигатель, силовая передача и др.). Подвеска колес на машине с корпусом несущего типа может быть независимой или жесткой. При независимой подвеске каждое колесо подвешено к раме отдельно и положение одного колеса не зависит от перемещения другого; жесткая подвеска — это подвеска без рессор или других упругих элементов.
В целях снижения веса плавающих машин сейчас все более широко применяют различные синтетические материалы, отличающиеся сравнительно малым объемным весом, относительно высокой механической прочностью, химической и биологической стойкостью, способностью поглощать
52
и гасить вибрацию и другими ценными физико-химическими свойствами.
На ряде плавающих машин из пластмасс изготовляют корпуса плавающих машин, шестерни, тормозные накладки, вкладыши подшипников, рулевые колеса, приборные доски и арматуру.
На рис. 26 показана конструкция корпуса плавающего четырехосного автомобиля ХМ-521, в котором в качестве заполнителя между стенками применен пенопласт. Для большей жесткости и прочности корпуса при минимальном весе стенки его изготовляются из панелей алюминиевых листов, между которыми помещается сотовая металлическая прокладка.
Корпус автомобиля собирают из 24 плоских и одной закругленной панелей, которые соединяют между собой заклепками и клеем. На один автомобиль расходуется около 37 кз. пенопласта.
Силовая установка
Под силовой установкой понимаются двигатель и все агрегаты, системы, детали и элементы конструкции машины, необходимые для обеспечения работы двигателя.
В силовую установку входят: двигатель, рама двигателя, системы питания, смазки, охлаждения, запуска и др.
Источником движения плавающих машин служат двигатели внутреннего сгорания, преобразующие тепловую энергию топлива в механическую работу.
На плавающих машинах устанавливают такие же двигатели, как и на сухопутных: карбюраторные, с воспламенением от сжатия (дизели), двигатели жидкостного и воздушного охлаждения и газотурбинные. Однако двигатели плавающих машин многими конструктивными деталями отличаются от двигателей сухопутных машин.
Большие скорости движения лучше всего могут быть обеспечены мощными и легкими двигателями, которые сумеют преодолеть резко возрастающее при увеличении скорости движения сопротивление воды. Поэтому при выборе двигателя для плавающих машин учитывают прежде всего такие его показатели, как удельный вес, компактность, экономичность и надежность работы.
Удельным весом двигателя называется сухой его вес1.
1 Сухой   вес   двигателя — вес  его  при  незаполненных  системах питания, смазки и охлаждения.
53
приходящийся на единицу максимальной мощности. Чтобы наиболее рационально использовать водоизмещение машин, обычно устанавливают двигатели с небольшим удельным весом.
Компактность конструкции двигателя характеризуется отношением его объема, подсчитанного по габаритным размерам, к мощности или числом сил, приходящихся на единицу площади пола или объема.
Экономичность двигателя оценивается минимальным расходом топлива и смазки на 1 л. с. в час. Наиболее экономичными считаются дизели, расходующие 170—250 г/л. с. в час недорогого тяжелого топлива. Очень важно обеспечить безотказную работу двигателя на всех режимах в течение длительного времени.
На колесные плавающие машины в настоящее время, как правило, устанавливают карбюраторные' двигатели. Это объясняется их большей литровой мощностью 1 и меньшей стоимостью.
Существенное влияние на общую схему плавающей машины и на ее конструктивное оформление оказывают тип двигателя и его расположение в машине.
На плавающие колесные и гусеничные машины обычно устанавливают один двигатель, реже — два (см. рис. 22). На машинах типа «Дрейк», «Террапин I», «Террапин II» и др. — два двигателя, а на колесном транспортере «Барк» — даже четыре.
При установке одного двигателя его могут располагать в средней части корпуса у борта, в средней части корпуса на центральной продольной оси, в кормовой или носовой части корпуса машины.
Двигатель на машине необходимо разместить так, чтобы получить более рациональные формы корпуса, обеспечить необходимый дифферент на корму, создать максимум удобств для экипажа, обеспечить нормальное и равномерное охлаждение двигателя и рациональное размещение воздухоподводящих каналов и выпускных труб. Как правило, стремятся расположить двигатель как можно ниже.
При выборе запаса мощности двигателя и расчете систем охлаждения и смазки учитывают возможность длительной работы двигателя плавающей машины в тяжелых
1 Литровая мощность — максимальная мощность двигателя, отнесенная к выраженной в литрах сумме рабочих объемов всех цилиндров двигателя, т. е. к литражу двигателя.
54
условиях. Систему охлаждения рассчитывают также на возможность движения на воде с закрытыми воздухопод-водящими каналами, а на суше — на возможность пробуксовывания движителя при повышенном числе оборотов и перегреве двигателя.
Для предотвращения попадания воды в двигатель при его заглохании на плавающей машине выпускную трубу газопровода располагают так, чтобы конец ее был значительно выше уровня ватерлинии.
В последние годы на плавающих машинах стали применять универсальные двигатели внутреннего сгорания повышенной мощности. Увеличение мощности двигателей достигается за счет увеличения рабочего объема при небольших габаритных размерах самого двигателя, V-образным расположением цилиндров, большим их диаметром и коротким ходом поршней.
Вспомогательное оборудование размещается в верхней части двигателя в развале между блоками, что обеспечивает легкий доступ к оборудованию.
По сведениям зарубежной печати, в плавающих машинах устанавливаются также многотопливные двигатели, работающие на принципе воспламенения от сжатия, и двигатели с системой впрыска топлива.
В карбюраторных двигателях смешивание топлива с воздухом в определенной пропорции (в соответствии с режимом работы двигателя) осуществляется карбюратором. В результате разрежения в диффузоре жидкое топливо перемешивается с воздухом и испаряется, а полученная горючая смесь поступает в цилиндры двигателя.
Состав горючей смеси определяется весовым соотношением содержащихся в ней топлива и воздуха. При изменении удельного веса воздуха это весовое соотношение нарушается, в результате чего горючая смесь или обогащается, или обедняется.
Поскольку карбюратор обычно регулируется на нормальное атмосферное давление, горючая смесь при снижении давления в окружающей среде переобогащается, т. е. имеет значительный недостаток воздуха.
Быстро и полно сгорать в цилиндре двигателя топливо может лишь при смешении с воздухом в строго определенной весовой пропорции и при наибольшей поверхности соприкосновения с воздухом, т. е. при максимальном распылении. В обычном карбюраторе этого достичь трудно. Еще труднее правильно распределить горючую смесь по цилин-
55
драм, не нарушив при этом потока. Поэтому конструкторы стремятся усовершенствовать систему питания бензиновых двигателей или заменить карбюратор более совершенным устройством для дозировки горючей смеси — повышающей экономичность двигателя и расширяющей возможности эксплуатации машин в различных климатических условиях системой впрыска топлива. Существует несколько систем впрыска. Рассмотрим систему впрыска бензина, примененную на двигателе «Шевроле» (рис. 27).
Бензин впрыскивается под давлением 14 кГ,/см2 с помощью насоса шестеренчатого типа, распределительного устройства и индивидуальных форсунок. Подача воздуха регулируется дроссельной заслонкой, имеющей привод от педали акселератора. Дозировка подачи топлива автоматическая с корректировкой при прогреве двигателя.
Воздух засасывается через воздушный фильтр 9 и впускной коллектор 7. Положение дроссельной заслонки 8, связанной с педалью акселератора, определяет количество воздуха, идущего в цилиндры двигателя.
Горючее поступает из бака в поплавковую камеру по трубопроводу /. В фильтре 2 топливо очищается и затем попадает в поплавковую камеру 14, где запорная игла 3 регулирует уровень топлива. В этой же камере имеется шестеренчатый топливный насос 13, вращение которому передается от распределителя зажигания.
Насос подает топливо к плунжерному клапану 4, а в зависимости от положения клапана топливо по трубопроводу 12 направляется в распределительное устройство или к форсунке П. Часть же его через перепускное отверстие 15 переходит обратно в поплавковую камеру. Форсунки впрыскивают топливо (бензин) во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом.
Система имеет ряд автоматических устройств, которые обеспечивают соответствующий состав смеси при различных режимах работы двигателя. Так, например, при запуске холодного двигателя (рис. 27,6), когда сразу нужно
Рис. 27. Принципиальная схема впрыска бензина на двигателе «Шевроле»:
а — средние обороты; б — пуск и прогрев двигателя; в — резкое прикрытие дросселя, торможение двигателем; /, 6, 12, 16, 19 и 23 —. трубопроводы; 2 — топливный фильтр; 3 — запорная игла; 4 — плунжерный клапан; 5 — диафрагма; 7 — впускной коллектор; 8 — дроссельная заслонка; 9 — воздушный фильтр; 10 — впускные клапаны; // — форсунка; 13—'топливный насос; 14 — поплавковая камера; 15 — перепускное отверстие топлива; 17 — термоэлектрическое обогатительное устройство; 18 — клапан; 20 и 22 — диафрагмы; 21 — соленоид
57
подать большое количество топлива, одновременно со стартером включается соленоид 21. Он воздействует на плунжерный клапан 4, который, двигаясь вниз, перекрывает отверстие 15. Благодаря этому топливо интенсивно подается в форсунки.
При прогреве двигателя, когда требуется обогащенная смесь, вступает в работу термоэлектрическое обогатительное устройство 17, биметаллическая пружина и электрическая спираль которого изменяют положение клапана 18. Клапан разъединяет трубопроводы 16 и 19, по которым передается разрежение к диафрагме 20, воздействующее на плунжерный клапан 4.
На средних нагрузках (рис. 27,а) состав смеси определяется положением диафрагмы 5, связанной с плунжерным клапаном 4. Положение диафрагмы изменяется в зависимости от разрежения во впускном трубопроводе, с которым полость диафрагмы соединена трубопроводом 6.
Когда дроссель резко закрывается (на малых оборотах), вступает в действие клапан, управляемый пружиной и диафрагмой 22 (рис. 27, в). При этом открывается отверстие для выхода топлива непосредственно из топливного насоса высокого давления в поплавковую камеру 14. Подача топлива в форсунки, естественно, значительно уменьшается.
Клапан управляется пружиной и диафрагмой, на которую воздействует разрежение во впускном коллекторе, передаваемое по трубопроводу 23.
Фирма «Бендикс» (США) разработала систему впрыска бензина с электронным управлением (рис. 28), в которой впрыскиваемое топливо дозируется, а состав смеси регулируется путем изменения продолжительности впрыска форсункой, снабженной электрическим соленоидом.
Основная часть системы — электронный модулятор, работающий на полупроводниковых триодах и других радиотехнических элементах. Подача топлива регулируется электрическими сигналами. С этой целью в регулирующую цепь модулятора включены специальные датчики с различными тепловыми и барометрическими устройствами. Они и регулируют состав смеси в зависимости от давления во всасывающем трубопроводе, температуры двигателя, положения дроссельной заслонки и других параметров. Система впрыска бензина с электронным управлением, как и система карбюрации, позволяет обогащать смесь (при запуске и прогреве двигателя) или обеднять ее (при резком уменьшении числа оборотов).
R8
Во время работы двигателя топливный насос подает бензин из бака в магистраль и дальше по топливопроводам ко всем форсункам. Лишнее топливо возвращается в бак. Прерыватель-распределитель посылает импульсы модулятору. Преобразованные электрические сигналы идут через
распределитель к определенной форсунке, которая и впрыскивает топливо в цилиндр с помощью соленоида, открывающего соответствующий клапан. Заметим, что количество впрыскиваемого топлива и продолжительность впрыска зависят от оцениваемого датчиком режима работы двигателя.
На плавающем колесном автомобиле «Ф л а и н г Д а к» установлена газовая турбина (газотурбинный двигатель).
Отличие газотурбинных двигателей (рис. 29) от поршневых состоит в другой организации рабочих процессов, в переходе от циклической прерывной организации работы к непрерывной. В газовой турбине нет кривошипно-ша-тунного механизма, сложной системы зажигания и клапанов.
Воздух через входное устройство поступает в компрессор, где сжимается до 4—7 ата, и направляется в камеру сгорания, в которую форсункой впрыскивается топливо.
59
Рис.  29.   Принципиальная    и    конструктивная схемы   газотурбинной   установки
Далее газовый поток с температурой 800—850° С поступает в компрессорную турбину, где часть энергии газа используется для привода компрессора, расположенного на одном валу с компрессорной турбиной. При дальнейшем движении газ попадает в тяговую (силовую) турбину, где расширяется до атмосферного давления, отдавая при этом оставшуюся часть энергии, которая передается через редуктор и силовую передачу на колеса машины.
Тяговая и компрессорная турбины установлены на разных валах (поэтому такая турбина называется двух-вальной) и связаны между собой газодинамически.
Экономичность газотурбинной установки возрастает при повышении температуры рабочего газа перед турбиной (после камеры сгорания), при улучшении и совершенстве ее проточной части, а также при правильном выборе давления рабочего газа.
Для повышения коэффициента полезного действия газотурбинного двигателя и уменьшения расхода топлива применяют теплообменник, предназначенный для регенерации тепла. Отработавший газ не выбрасывается наружу, а поступает в теплообменник, где отдает некоторую часть тепла воздуху, сжатому в компрессоре. Таким образом,.для достижения в камере сгорания той же температуры, что и в газотурбинном двигателе без регенератора, при одинаковом расходе воздуха топлива потребуется меньше.
Важные преимущества газотурбинного двигателя — небольшой вес и меньшие (по сравнению с двигателем внутреннего сгорания) габариты. Кроме того, газотурбинный двигатель не имеет системы охлаждения, за которой требуется большой уход, особенно в зимних условиях. Газотурбинный двигатель быстро запускается, может переходить на полную мощность без прогрева и работать на любых сортах жидкого топлива, включая и тяжелое топливо для дизелей. Он упрощает силовую передачу и управление машиной. Положительным качеством газотурбинного двигателя является и то, что его выпускные газы не имеют -неприятного запаха.
Охлаждение двигателя
В плавающих машинах для охлаждения двигателя наиболее часто  используется  система  жидкостного  охлаждения, в которой основное количество тепла от двигателя от-''водится при помощи жидкости, циркулирующей в системе (в рубашках цилиндров и радиаторах). Вода отбирает теп-
61
ло от стенок двигателя и передает его окружающему воздуху через радиатор.
Воздушное охлаждение, при котором тепло от двигателя отводится непосредственно воздухом, применяется значительно реже (на машинах МК1-ЛВТ(А)1 и «Фокс»), чем жидкостное охлаждение. В этом случае поверхности охлаждения увеличиваются путем оребрения.
Жидкостная система охлаждения по сравнению с воздушной обеспечивает более равномерное охлаждение двигателя, упрощает компоновку машины, а в условиях низких температур окружающего воздуха благодаря возможности быстрого предварительного прогрева обеспечивает более легкий пуск двигателя.
К недостаткам жидкостного охлаждения относятся потребность в охлаждающей жидкости, а также возможность размораживания двигателя.
Охлаждать двигатель плавающих машин довольно трудно, так как места входа и выхода воздуха при плавании машин прикрыты (а иногда и совсем закрыты) колпаками или жалюзи. Поэтому в плавающих машинах устанавливают радиаторы с увеличенной поверхностью охлаждения, в связи с чем увеличиваются емкость системы охлаждения и мощность вентилятора.
Эффективность работы вентилятора, обеспечивающего необходимый для охлаждения расход воздуха, в значительной степени зависит от его размещения и компоновки смежных деталей. Размеры и форма направляющего кожуха должны соответствовать конфигурации вентилятора; радиальный зазор между концами его лопастей и кожухом должен быть минимальным. Конструкция вентилятора выбирается в соответствии со скоростью его вращения и гидравлическим сопротивлением системы.
Всякие препятствия на пути воздушного потока ухудшают характеристику вентилятора. Поэтому вентилятор не располагают близко к радиатору.
Большинство жидкостных систем охлаждения выполняются закрытыми. Такие системы могут кратковременно работать при температуре выше допустимой, без закипания охлаждающей жидкости, что позволяет уменьшить габариты радиатора.
Для предохранения закрытой системы охлаждения от разрушения (вследствие изменения внутреннего давления) в ней устанавливаются паровой и воздушный клапаны. Паровой клапан предохраняет систему от разрушения при
62
повышении температуры жидкости, а воздушный — при падении давления в системе.
На большинстве плавающих машин в выходном патрубке головки блока (в системе охлаждения) устанавливается термостат, прекращающий циркуляцию охлаждающей жидкости через радиатор при понижении ее температуры ниже установленной. Термостат позволяет также ускорить прогрев двигателя и предотвратить его переохлаждение.
Рис. 30. Схема системы охлаждения двигателя плавающего танка Т-40
В качестве примера рассмотрим устройство жидкостного охлаждения двигателя плавающего танка"и плавающего автомобиля.
На рис. 30 показана схема системы охлаждения двигателя плавающего танка Т-40. Она состоит из насоса, обеспечивающего циркуляцию воды, водяного радиатора, вентилятора, усиливающего циркуляцию воздуха через радиатор, и трубопроводов. Радиатор установлен позади двигателя в корме машины.
Центробежный водяной насос нагнетает воду в рубашку охлаждения двигателя.
Здесь вода омывает горячие стенки цилиндра и, нагреваясь, поступает через верхний патрубок головки блока в верхний коллектор радиатора. Двигаясь через радиатор
63
сверху вниз, вода отдает тепло поверхностям радиатора, а затем через нижний коллектор водяного радиатора и масляный радиатор возвращается в водяной насос.
Воздух внутрь машины засасывается через воздухопри-ток, расположенный над двигателем, после ч'!го вентилятором прогоняется через соты водяного и масляного радиаторов и выходит наружу через регулируемые жалюзи.
При движении танка на воде воздухопру-ток и жалюзи могут быть полностью закрыты, вследствие чего охлажде-
<ьный)
_t
Рис.  31.   Схема   системы   охлаждения   плавающего   четырехосного колесного автомобиля «Террапин»
ние двигателя значительно ухудшается. Во избежание перегрева двигателя при закрытом воздухопритоке на танке установлено специальное устройство, обеспечивающее охлаждение нижнего коллектора радиатора забортной водой. Забортная вода циркулирует следующим образом. В нише гребного винта снаружи танка прикреплен патрубок, направленный отверстием в сторону отбрасываемой гребным винтом струи воды. Вошедшая через патрубок вода по трубе направляется в полость нижнего коллектора радиатора. Выходное отверстие для забортной воды расположено также в нише гребного винта непосредственно перед винтом. Создающееся при вращении гребного винта разрежение у выходного отверстия способствует циркуля-
64
ции забортной воды через полость нижнего коллектора радиатора.
Полость нижнего коллектора радиатора изолирована от воды, находящейся в системе охлаждения двигателя. Поэтому забортная вода не смешивается с водой, заливаемой в систему охлаждения.
Расположение радиаторов в системе показано на схеме системы охлаждения плавающего четырехосного колесного автомобиля «Террапин» (рис.31).
Для лучшего охлаждения двигателя при движении автомобиля на воде в нишах в передней части корпуса установлен дополнительный радиатор. Он смонтирован над основным радиатором и состоит из медных трубок, верхнего и нижнего бронзовых коллекторов. Медные трубки через специальные отверстия в днище непрерывно омываются забортной водой.
Запуск двигателя при низких температурах
Для облегчения запуска дизелей на ряде зарубежных плавающих машин устанавливается «Старт-пилот» — приспособление, состоящее из капсюльного корпуса с эмульсионным прибором, ручного насоса двойного действия, одного или нескольких распылителей и соединительных труб. Оно крепится на щитке приборов и служит для подачи во впускной коллектор незначительного количества пускового топлива. Поставляемое в герметически закрытых капсюлях пусковое топливо представляет собой смесь углеводородов, имеющих очень низкую температуру самовоспламенения. Попадая вместе с воздухом в цилиндры двигателя, пусковое топливо превращается в газ, сжимается, воспламеняется и, действуя как химические запальные свечи, резко сокращает период запаздывания самовоспламенения дизельного топлива.
Силовая передача
Чтобы заставить плавающую машину двигаться, надо усилия, развиваемые двигателем, передать на движитель. Эти усилия передаются через группу агрегатов и механизмов, которая называется силовой передачей. Силовая передача преобразует крутящий момент двигателя по величине и направлению и передает его к ведущим колесам автомобиля или гусеницам гусеничной машины, а в плавающих машинах она служит, кроме того, для передачи крутящего момента к водоходному движителю и лебедке.
5    М.  Г.  Редыога                                                                                                 65
В плавающих колесных машинах силовую передачу составляют: сцепление, коробка передач, раздаточная коробка, карданная передача, дифференциал, полуоси и приводные валы на винт. Основные механизмы силовой передачи плавающих гусеничных машин: главный фрикцион, коробка передач, механизмы поворота, бортовые передачи и приводные валы на винт.
По способу преобразования крутящего момента двигателя силовые передачи подразделяются на механические, гидродинамические и гидромеханические.
В механических передачах крутящий момент, передаваемый от двигателя, изменяется механически (подбором соответствующих передаточных отношений коробки передач, демультипликатора, главной передачи и др.).
В гидродинамических передачах крутящий момент преобразуется только гидротрансформатором.
В гидромеханических передачах крутящий момент вначале преобразуется в гидротрансформаторе, а затем в механической коробке передач.
Наибольшее применение в плавающих машинах находят механические силовые передачи, так как они просты в изготовлении, обеспечивают необходимый предел изменения передаточных чисел и надежны в эксплуатации.
Рассмотрим устройство основных механизмов силовой передачи.
Сцепление (или главный фрикцион). Сцепление служит для временного разобщения двигателя с силовой передачей при переключении шестерен в коробке передач (для ослабления удара зубьев) и для последующего плавного соединения, двигателя с силовой передачей.
В зимнее время выключение сцепления облегчает запуск двигателя, а при резком торможении предохраняет силовую передачу от перегрузки.
Конструкции сцеплений, применяемых в плавающих машинах, очень разнообразны. По характеру связи между ведущими и ведомыми частями сцепления подразделяются на фрикционные и гидравлические (гидромуфты).
Ео фрикционных сцеплениях крутящий момент от ведущих элементов к ведомым передается в большинстве случаев силой трения дисков. Сцепления этого типа могут быть однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Они подразделяются также на сцепления с сухими дисками и с дисками, работающими в масле.
66
На некоторых плавающих машинах устанавливаются гидравлические сцепления — гидромуфты (рис. 32), работающие вместе с планетарной коробкой передач.
Рис. 32. Гидромуфта:
/ — коленчатый   вал   двигателя;   2 — насосное   колесо;   3 — заливная пробка; 4 — турбинное колесо; S — дополнительная полость; 6 — ведомый   вал;   7—торцовое   уплотнение;   8—порожек;   9 — ребра  для воздушного охлаждения  гидромуфты
В гидравлическом сцеплении ведущий и ведомый элементы механически не связаны. Ведущий элемент — насосное лопастное колесо — приводится во вращение от коленчатого вала двигателя и создает циркуляцию рабочей жидкости, преобразуя механическую работу двигателя в кинетическую энергию движущейся по его лопаткам жидкости. Начав циркулировать, жидкость попадает на лопатки турбинного колеса, связанного с силовой передачей машины. В турбинном колесе кинетическая энергия жидкости вновь преобразуется в механическую работу.
Гидромуфта позволяет плавно трогать машину с места, устойчиво двигаться на прямой передаче с малой ско-
5*                                                                                                 67
ростью при достаточно высоких оборотах двигателя и крутящем моменте и исключает опасность остановки двигателя.
Коробка передач. Наибольшее распространение на плавающих машинах получили механические ступенчатые коробки передач с ручным управлением. Они просты в изготовлении, обеспечивают необходимый предел изменения передаточных чисел, надежны в эксплуатации на всех передачах.
Однако ступенчатые коробки передач, работающие вместе с фрикционным сцеплением, имеют и недостатки: при их эксплуатации необходимо ручное управление; двигатель не всегда работает на наиболее выгодных режимах (передаточные числа водителю приходится выбирать из имеющегося ограниченного количества передач, в результате чего не обеспечиваются наиболее высокие тяговые качества).
На машинах со ступенчатыми коробками передач движение с малой скоростью, а также трогание с места происходят при буксующем сцеплении и сопровождаются рывками машины, вследствие чего ведущими колесами или гусеницами срезается поверхностный грунт, машина начинает буксовать и, следовательно, проходимость ее снижается.
В последнее время на плавающих машинах получают распространение гидромеханические передачи, в которых гидротрансформатор работает вместе с шестеренчатой передачей.
Гидромеханическая передача по сравнению с обычной шестеренчатой коробкой передач имеет ряд преимуществ, позволяющих облегчить управление (машина трогается с места плавно и так же плавно набирает скорость), уменьшить крутильные колебания двигателя, улучшить комфортабельность машины, повысить безопасность движения (водитель меньше утомляется).
Гидротрансформатор обеспечивает плавный разгон машины без прекращения передачи мощности при переключении, сокращает время разгона, уменьшает влияние ударных нагрузок на силовую передачу и износ двигателя. Кроме того, гидротрансформатор повышает проходимость машины по снегу, песку и слабым грунтам, обеспечивает на ведущих колесах устойчивую силу тяги и снижает возможность буксования.
Основные недостатки гидромеханической передачи: сложность конструкции, высокая стоимость, повышенный
68
вес, больший, чем в машинах с силовой (механической) передачей, расход топлива.
Дифференциал. В механизмах силовой передачи особую роль играет дифференциал, устанавливаемый между колесами и обеспечивающий возможность их вращения с неодинаковой угловой скоростью, например, на повороте, когда одно колесо должно проходить больший путь, чем другое.
В некоторых многоосных машинах, чтобы избежать явления циркуляции мощности (появление на одной из. осей отрицательных моментов), увеличивающего потери в механизмах и износ механизмов, устанавливают межосевые и межбортовые дифференциалы или конструктивно обеспечивают выключение управляемых осей на дорогах с малым сопротивлением движению.
При наличии в машине дифференциала между числом оборотов колес существует определенная зависимость: сумма чисел оборотов колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала. Поэтому при уменьшении числа оборотов одного из колес число оборотов другого колеса настолько же увеличивается.
При недостаточном сцеплении с дорогой одно из колес, попав на скользкое место (на снег, грязь, обледенелый грунт), начинает буксовать. Тяговое усилие из-за скольжения становится очень малым. Благодаря свойству дифференциала распределять усилия между колесами поровну тяговое усилие на.втором колесе (имеющем достаточное сцепление с дорогой) также становится очень малым и колесо останавливается, зато буксующее колесо начинает вращаться с удвоенной скоростью.
Таким образом, машина вследствие буксования на скользком или мягком грунте одного из соосных ведущих колес останавливается. В этом существенный недостаток дифференциала.
Кроме того, наличие обычного дифференциала в ведущей оси автомобиля способствует раскручиванию колес двигателем при его отрыве от грунта.
Приземление раскрученного колеса вызывает возникновение на ведущих колесах разных по величине тяговых сил, которые создают моменты в плоскости дороги, стремящиеся нарушить боковую устойчивость машины. Чтобы устранить указанные существенные недостатки дифференциала, на некоторых плавающих машинах дифференциал принудительно блокируется, т. е. обе полуоси машины
69
жестко соединяются и вращаются как одно целое с дифференциальной коробкой и ведомой шестерней главной передачи, чем предотвращается буксование одного из ведущих колес. Блокировка дифференциала значительно повышает проходимость машины при движении по труднопроходимым участкам пути (по снегу, заболоченным участкам), так как дифференциал с принудительной блокировкой дает возможность передавать на ведущие колеса весь подводимый от двигателя крутящий момент и реализовать его по условиям сцепления с дорогой.
Рис.   33.   Самоблокирующийся   дифференциал  кулачкового   типа:
' — чашка   дифференциала;   2 — наружная   обойма;   3 — сухари;   4 — внутренняя обойма; 5 — сепаратор;  6 — полуось
Блокировка обычно включается механически перед преодолением труднопроходимых участков пути с помощью отдельного рычага, установленного у водителя.
Однако полная блокировка колес ведущего моста при ручном приводе усложняет управление машиной, так как водителю всегда нужно помнить о включении и выключении дифференциала. Поэтому на некоторых машинах применяются самоблокирующиеся дифференциалы кулачкового (рис. 33) или червячного типа, в которых неравенство крутящих моментов обеспечивается повышенным трением между деталями дифференциала.
Водоходный  движитель
Кроме сухопутного движителя, плавающие гусеничные и колесные машины обычно оборудуются водоходным движителем, создающим движущую силу или полезную тягу, необходимую для преодоления сопротивления воды и осуществления поступательного движения машины.
Водоходные движители плавающих машин по принципу действия относятся к движителям гидрореактивного типа.
70
Работа таких движителей сводится к реактивному воздействию на их рабочие детали (лопасти гребного винта, насос и др.) масс воды, которые захватываются этими деталями и отбрасываются в сторону, противоположную перемещению машины. Возникающие при этом гидродинамические силы дают составляющую в направлении перемещения машины и образуют таким образом силу упора движителей. Величина реактивной силы определяется как секундное приращение количества воды.
К основным типам движителей плавающих машин относятся гребной винт или гусеница с прикрепленными к ней лопатками (или без них) и водометный движитель.
От правильности выбора типа движителя и определения его основных параметров, расположения движителя относительно корпуса и формы обводов зависят эксплуатационные показатели машины.
Гребной винт. Гребной винт представляет собой движитель, состоящий из нескольких лопастей (рис. 34), установленных радиально по ступице. Лопасти — это основной элемент винта. Они устанавливаются на равных угловых расстояниях одна от другой. Когда винт вращается двигателем, его наклонные лопасти рассекают воду и отбрасывают ее назад, в результате чего возникает реакция воды, толкающая машину вперед.
Чтобы получить достаточную реакцию воды, надо отбросить определенное ее количество с определенной скоростью в противоположном направлении.
Работа гребного винта зависит от мощности двигателя, числа оборотов гребного винта, скорости движения машины, числа винтов, осадки машины, формы корпуса и его выступающих частей.
Гребные винты характеризуются направлением вращения, диаметром и шагом винтовой поверхности, числом, размером и формой лопастей.
Различают гребные винты правого и левого вращения. Гребной винт правого вращения при движении машины
.     71
Рис. 34.  Элементы  гребного винта
вперед вращается походу часовой стрелки (если смотреть с кормы на нос машины), гребной винт левого вращения — против хода часовой стрелки.
, Для определения (вне машины) типа винта (является ли данный винт винтом правого или левого вращения) следует посмотреть на лопасти винта в направлении его оси. Если правая кромка лопасти, находящейся в верхнем вертикальном положении, более удалена от наблюдателя, чем левая, то винт правого вращения. Если же правая кромка менее удалена, чем левая, то винт левого вращения.
Диаметром винта называется диаметр окружности, проходящей через наиболее удаленные от оси вала точки лопастей.
Шагом винта называется расстояние, на которое винт, вращающийся в укрепленной жесткой гайке, продвинется на один оборот.
Шаг винта может быть постоянным и переменным. У винтов с постоянным шагом рабочая винтовая поверхность одинакова во всех точках. У винтов с переменным шагом шаг меняется по радиусу или по длине.
Кроме того, применяют винты с регулируемым шагом .(винты, имеющие поворотные лопасти). Поворачивая лопасти, можно изменять скорость и направление движения машины. Главное преимущество винтов с регулируемым шагом в том, что они повышают маневренные качества машины и улучшают работу силовой установки.
Путь, проходимый винтом за один оборот при движении машины по воде, из-за проскальзывания будет меньше пути, проходимого тем же винтом в твердом теле.
По числу лопастей гребные винты делятся на двух-, трех- и четырехлопастные.
В лопасти различают засасывающую и нагнетающую поверхности (стенки). Поверхность лопасти, обращенная в сторону направления движения (носовая поверхность), называется засасывающей, а противоположная (обращенная к корме) поверхность — нагнетающей. Пересечение засасывающей и нагнетающей поверхностей образует кромки лопасти.
Винты изготовляют из латуни, литой стали, алюминиевого сплава, пластмассы.
Латунь хорошо отливается, легко обрабатывается и полируется и не корродирует в соленой воде. Стальные винты имеют более высокие механические качества, но трудно обрабатываются и в соленой воде корродируют.
72
Качество гребного винта характеризуется коэффициентом полезного действия (к. п. д.), который тем выше, чем меньше число оборотов и чем больше гидравлическое сечение винта. Коэффициент полезного действия гребных винтов у плавающих машин составляет 0,25—0,50.
Эффективность гребного винта может быть повышена хорошим профилированием лопасти, точной обработкой и полировкой винта, а также тщательной его балансировкой.
Рис. 35. Гребной винт и привод винта плавающего   автомобиля   БАВ:
1 — коробка отбора мощности; 2, 5 и 8 — карданные валыг'З — звездочка привода водооткачивающего трюмного насоса; 4 — звездочка привода водооткачи-вающего насоса отсеков; S — храповик; 7 — промежуточные опоры; 9 — опора; 10 — упорная муфта гребного вала; 11 — гайка корпуса уплотнителя; 12 — шланг уплотнителя выхода гребного вала; 13 — вал гребного винта; 14 — масленка; 1В — отражатель опорного подшипника; 16 — кронштейн гребного вала; 17 — гребной
винт
Диаметр винта подбирается в зависимости от мощности двигателя, числа оборотов гребного вала, а также от наклона лопастей. Диаметр гребных винтов при прочих равных условиях увеличивается с увеличением мощности двигателя, с уменьшением числа оборотов гребного вала и наклона лопастей винта.
Уменьшение диаметра винта снижает коэффициент его полезного действия. Винты плавающих машин могут быть диаметром от 350 до 700 мм. На некоторых машинах диаметр гребного винта достигает 1000 мм.
На плавающих машинах устанавливают один или два винта.. Если устанавливается один винт, он размещается в диаметральной плоскости на гребном валу, при установке двух винтов они располагаются симметрично по бортам машины.
Гребной винт плавающего автомобиля БАВ (рис. 35) — стальной, трехлопастный, правого вращения, диаметром 635 мм, установлен в тоннеле днища корпуса (в корме машины) на шпонке конического конца гребного вала. Гребной вал установлен на передней опоре в корпусе автомобиля и на кронштейне, расположенном вне корпуса (в тон-
73
неле днища). В передней опоре размещен шариковый ра-диально-упорный подшипник. В кронштейне находится опорный подшипник (баббитовая втулка).
Для предотвращения попадания воды и грязи в автомобиль вал гребного винта уплотняется специальной асбестовой набивкой.
Привод вала винта осуществляется через карданную передачу от коробки отбора мощности.
В плавающем автомобиле (рис. 36) винт насажен не на карданный вал за кормой машины, как описано выше, а на откидывающийся вал под кормой корпуса. Привод от карданного вала осуществляется цепной передачей (рис. 37).
Рис. 36. Схема размещения   убирающегося гребного винта в  нише плавающего колесного автомобиля
Рис. 37.  Конструкция   привода  убирающегося гребного винта
При проектировании плавающей машины особое внимание уделяют правильному размещению гребных винтов относительно корпуса машины и выступающих частей, а также обеспечению наилучшего потока воды к винтам и сохранности винтов при эксплуатации.
Для получения наибольшего пропульсивного коэффициента полезного действия размеры и профиль винта выбираются с учетом глубины воды под винтом, формы обводов кормы машины, а также многих других конструктивных и эксплуатационных показателей.
Гребные винты стремятся расположить гак, чтобы они находились под поверхностью воды, а привогщой вал имел возможно меньший наклон. Частично погруженные винты, пересекающие свободную поверхность воды имеют резко
74
пониженный к. п. д. вследствие засасывания воздуха при оголении лопастей и затраты энергии на волнообразование.
Косое обтекание винта существенно снижает эффективность его работы и может вызвать эрозионные разрушения лопастей. Во избежание возрастания сопротивления и вибрации лопастей винта гребные винты располагают так, чтобы их сечения входили в поток с нулевым углом атаки.
Чем дальше стоит винт от кормы машины, тем эффективнее его работа и меньше вибрация корпуса. Однако если винт удалить от кормы слишком далеко, то при движении машины по неровной местности винт может поломаться. Во избежание, поломки на некоторых плавающих колесных машинах устанавливаются откидные (рис. 38) или убирающиеся (рис. 39) винты.
Рис.   38.   Откидной   гребной   винт плавающего   двухосного    автомобиля   (винт показан в положении для  движения  по  суше)
Рис. 39. Убирающиеся гребные винты плаваю-'  щего четырехосного автомобиля «Дрейк»
75
Для повышения эффективности работы винта, а также для защиты винта от поломки при движении автомобиля по местности его устанавливают в специальном тоннеле. Конструкция тоннеля (рис. 40) обеспечивает хороший доступ воды к винту, исключает подсос воздуха и оголение лопастей винта. Кроме того, тоннели позволяют увеличить диаметр винта, частично устраняя этим вредное влияние свободной поверхности воды при ограниченной осадке машины на гидродинамические характеристики винта.
Рис. 40. Схема установки гребного винта в тоннеле колесного автомобиля
Количество устанавливаемых винтов зависит от рационального размещения их на машине и от обеспечения требуемой скорости движения машины на воде (при определенной мощности двигателя).
Плавающие машины, имеющие один винт, под влиянием реактивного момента кренятся в сторону, противоположную вращению гребного винта, и, не выдерживая заданного направления движения, сбиваются с курса и отклоняются в сторону крена.
На большинстве плавающих гусеничных машин устанавливают два винта. Это позволяет уменьшить высоту машин и улучшить их маневренные качества. Гребные винты располагаются в корме машины симметрично справа и слева на глубину, обеспечивающую их полное погружение в воду. Винты устанавливаются одного размера, но с разным направлением вращения.
Возможна установка гребных винтов в носовой части машины.
76
При проектирований гребных винтов учитывают влияние корпуса машины на работу гребного винта. При действии гребного винта за кормой машины образуется попутный поток, влияющий на изменение скорости подтекания воды в движителе. Кроме того, в результате засасывания воды гребным винтом изменяются давление и скорость обтекания корпуса машины в кормовой ее части. Следовательно, попутный поток и засасывание воды винтом уменьшают к. п. д. винта.
Гребные винты имеют следующие основные недостатки:
—  эффективность   действия   винта   существенно   изменяется с изменением осадки машины; при работе винта в условиях частичного погружения эффективность его работы резко понижается; высота слоя воды над верхней кромкой винта должна составлять примерно 0,2—0,25 его диаметра;
—  винт может быть поломан вследствие удара его лопастей о камни, дно реки, затонувшие.бревна и другие плавающие предметы, которые попадают в винт вместе с засасываемой водой.
К недостаткам гребного винта относятся также неуравновешенность и кавитация. Неуравновешенность винта вызывает вибрацию корпуса. Для уменьшения вибрации корпуса применяют балансированные многолопастные винты.
Кавитация (от латинского слова «кавитас» — полость) i — образование в движущейся жидкости полостей, заполненных паром или воздухом (газом), на засасывающей стороне лопасти при нормальной температуре.
Чтобы понять сущность явления кавитации, следует вспомнить, что при пониженном давлении вода закипает при температуре ниже 100° С. Так, например, при давлении в одну восьмую- атмосферы вода кипит уже при 50° С, а при давлении в одну восьмидесятую атмосферы — при 10° С.
4 Как известно, при работе винта на засасывающей стороне лопасти создается разрежение. Если на засасывающей стороне лопасти (при больших оборотах гребного винта) давление упадет до величины, при которой вода закипает, то около засасывающей -поверхности лопасти образуется так называемая кавита ц ионная по л ост ь, заполняемая парами воды. Вода, не успевающая следовать за вращающимися лопастями, как бы отрывается от лопасти, нарушая питание движителя.
1 Дается простейшее понятие о кавитации. В действительности же сущность этого явления значительно сложнее и недостаточно изучена.
77
Кавитация, нарушая сплошность потока воды и вызывая этим неравномерность действия его .на лопасти, резко снижает коэффициент полезного действдя винта.
Кавитация уменьшает тягу, увеличи/вает вибрацию винта, что иногда приводит к разрушению лопастей. Наиболее опасное следствие кавитации—эрозия винта (разрушение материала лопасти винта в результате сильных и частых гидравлических ударов по его поверхности во время движения, когда окружающая вода с большой скоростью устремляется в пространство, ранее занятое паром).
Рис.   41.    Конструкция
трака   гусеницы
с лопаткой
Для предупреждения кавитации сила тяги на единицу рабочей поверхности винта и окружная скорость вращения винта не должны превышать определенного предела. Так, например, окружная скорость края лопасти не должна превышать 80 ж/се/с, а удельная тяга на поверхности лопасти— 1 кГ/см2.
Гусеница. В качестве водоходного движителя на некоторых гусеничных машинах применяется мелкозвенчатая гусеница с прикрепленными к ней лопатками, реже — гусеница без лопаток (т. е. используется движитель, применяемый на суше).
Конструкция трака гусеницы с лопаткой показана на рис. 41. Движение машины на воде (как и на суше) осуществляется с помощью гусениц. Машина на воде движется при помощи нижних ветвей гусениц, которые перемещаются в направлении, противоположном движению самой машины. Верхние ветви гусениц двигаются в том же направлении, что и машина. Для обеспечения максимальной скорости движения машины верхние ветви гусениц должны находиться выше уровня воды (иначе они будут уменьшать движущую силу, создаваемую нижними ветвями гусениц). Для повышения эффективности работы движителя при на-
78
хождении верхних ветвей гусениц в воде-в некоторых машинах над верхНими ветвями устанавливают изготовленный из листовой стали гидродинамический кожух (рис. 42), который, изолируя^верхние ветви гусениц от взаимодействия с набегающим ротоном, позволяет увеличить скорость движения машины наплаву.
Рис. 42. Гидродинамический кожух
Для поворота плавающей машины тормозится одна из гусениц.
Применение гусениц с лопатками в качестве водоходного движителя устраняет необходимость установки специальных механизмов (коробки отбора мощности, карданных валов, привода гребных винтов, рулей), вследствие чего упрощается устройство самой машины. Недостатком данного движителя является довольно быстрый выход из 'строя лопаток при движении машины по твердому грунту.
Водометный движитель. Водометным движителем (или водометом) называют размещенную внутри корпуса машины установку, состоящую из водопроточных труб и насоса, который засасывает воду через приемное отверстие и выбрасывает ее через напорный трубопровод. На рис. 43 показана конструктивная схема водометного движителя. Насос засасывает воду через отверстие, размещенное в днище или носовой части машины, сообщает ей энергию и выбрасывает через насадок, расположенный в корме выше или ниже ватерлинии, со скоростью, определяемой производительностью насоса и размером отверстия насадка. Таким
образом, реакция струи, выбрасываемой/бодометом с повышенной скоростью, и является силой/ которая движет машину в сторону, противоположную направлению выброса струи. Движитель такого типа не имеет движущихся частей снаружи корпуса машины.
,; Для предохранения (Движителя от поломок ' приемное отверстие водомета снабжается защитной решеткой, препятствующей засасыванию в движитель посторонних пред-
Рис. 43. 'Конструктивная схема водометного движителя
метов.
Водометный движитель применяется на английской плавающей машине «Столвэт» и на американской плавающей машине «Носорог», а также на судах, предназначенных для эксплуатации в условиях мелководья и в засоренных водоемах.
В отличие от других реактивных движителей (гребные винты, гребные колеса), у которых реакция отбрасываемых масс воды воспринимается подвижными относительно корпуса машины частями, находящимися вне корпуса, при работе водометного движителя реакция воспринимается как насосом, так и выбросными трубами, неподвижно установленными относительно корпуса и жестко с ним соединенными. Горизонтальная составляющая силы, с которой поток воздействует на трубопроводы и на насос, является силой тяги, вызывающей движение машины.
Основные требования, которыми руководствуются при создании проточной части, — это получение максимальной тяги и предотвращение кавитации. При этом габариты проточной части должны быть минимальными.
Проточная часть водометного движителя состоит из входного окна, приемного патрубка, осевого насоса пропеллерного типа, направляющего аппарата, трубы переменного сечения и выбросного патрубка.
Различают водометные движители с выбросом струи непосредственно в атмосферу, с полуподводным выбросом и, наконец, с выбросом струи под воду. Водометные движители с атмосферным выбросом струи уступают по величине пропульсивного к. п. д. водометам с подводным и полуподводным выбросом струи из-за наличия дополнитель-
80
нои потери мощности двигателя на подъем воды выше ватерлинии.
Для уменьшения потерь на закручивание струи за насосом в трубе обьвдно устанавливают направляющий аппарат.                      \
На конце напорнЪго трубопровода водометного движителя, размещенного в корме машины, иногда устанавливают поворотные насадки или реверсивные рули, позволяющие изменять направление струи воды.
Создатель научной теории машин, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды, гениальный русский ученый Н. Жуковский доказал, что сила тяги машины, движущейся со скоростью v0 среди покоящейся жидкости,
P = m(v — vu),
где Р    — сила тяги, кГ;
т    — секундная   масса    выбрасываемой   движителем
воды, кГ • секг/м;
v    — скорость воды, вытекающей из выбросной трубы движителя, м/сек; v0   — скорость движения машины, м/сек.
Из формулы видно, что сила тяги (Р) тем больше, чем больше секундная масса отбрасываемой воды (т) и чем больше величина приращения скорости (v — v0), которую получает вода, проходя через осевой насос. Разность скоростей v и УО и есть та скорость, которую приобретает вода в насосе.
Вода, протекающая по трубе,- взаимодействует со стенками трубы. Сила действия, приложенная к воде, равна по величине силе противодействия струи, приложенной к трубе. Сила противодействия вытекающей струи воды называется реакцией или реактивной силой. Общая реактивная сила, движущая плавающую машину, представляет собой сумму давлений на всю внутреннюю поверхность насоса и трубы водометного движителя. Таким образом, сила тяги движителя равна произведению массы воды, протекающей в единицу времени через его поперечное сечение, на полную вызванную движителем скорость. Для определения полезной тяги водометного движителя пользуются следующей формулой:
P = lQ(v — V6a),
g
6    М.  Г.  Редькин                ,                                                                                  81
где Р— полезная тяга водомета, кГ;
Ч— объемный вес воды, кГ/см3;
g— ускорение силы тяжести, м/сек2]
Q—расход струи, см3/сек;              /
и — скорость струи в  выходном/ отверстии, м/сек;
VQ — скорость движения машины; м/сек;
а—коэффициент попутного потока. Энергия, сообщаемая воде насосом, расходуется на преодоление силы сопротивления движению (равной силе тяги), гидравлических сопротивлений в трубе водомета, а также на сообщение воде кинетической энергии в выбросном сечении трубы водомета. Гидравлические потери энергии в трубе водомета складываются из сопротивления решетки при входе воды, поворота потока, трения воды по длине водометного тракта, постоянного сужения потока, а также из других потерь, возникающих вследствие вязкости воды.
Потребляемая насосом водомета мощность может быть определена из уравнения
,.     удя
N = -^— л. с.,
75-г)н
где Y—объемный  вес  воды   (Y=!   кГ/л);                        . -
Q — производительность насоса, л/сек;
Н — создаваемый насосом напор, м;
т]н — коэффициент полезного действия насоса.
На рис. 44 показана конструктивная схема водометного движителя. В машине установлены вдоль бортов два водометных движителя. Каждый из них состоит из приемного патрубка, водяного насоса (обычно пропеллерного типа), водопроточной трубы, патрубков, заслонки, карданного вала и трубы заднего хода.
Приемный патрубок прикреплен по периметру окна, имеющегося в днище машины. Входная часть приемного патрубка закрыта решетками, которые предохраняют колесо насоса от попадания крупных посторонних предметов и водорослей.
Водяной насос состоит из корпуса, отлитого заодно с профилированными лопатками, направляющего аппарата, предназначенного для раскручивания вращающегося потока воды с целью уменьшения потерь на трение, из одноступенчатого редуктора и рабочего колеса. В корпусе насоса смонтированы рабочее колесо и привод к нему. Кор-
82
nyc также служат соединительным патрубком и водопро-точной трубой.    \
Водопроточная труба сужающаяся, переменного сечения. Выходное отверстие трубы может быть перекрыто управляемой с места водителя заслонкой. Вода, засасываемая из-под днища вращающимся рабочим колесом насоса, проходит через решетку, направляющий аппарат на-
Рис. 44.  Конструктивная  схема  водометного движителя:
/ — насос; 1 — защитная решетка; 3 — приемный патрубок; 4 — корпус насоса; 5—водопроточная труба; 6 — кормовой патрубок; 7 — заслонка водомета; 8 — труба заднего хода; 9 — перегородки; 10—-привод насоса; // — лопатки направляющего аппарата; 12 — днище машины
coca, водопроточную систему и при открытой заслонке с большой скоростью выбрасывается за корму машины, при этом создается реактивное усилие, движущее машину вперед. При закрытых заслонках вода перепускается через патрубки заднего хода и выбрасывается в сторону лобовой части машины под небольшим углом к ее продольной оси; машина при этом движется задним ходом. Перекрытие заслонкой одного кормового патрубка вызывает поворот машины, перекрытие левого патрубка — поворот влево, перекрытие правого патрубка — поворот вправо.
Ходовая часть
Ходовая часть колесных машин состоит из рамы, на которой крепятся все агрегаты, мостов с колесами и подвески, связывающей раму с мостами.
На некоторых машинах рамы нет и для крепления всех агрегатов используется несущий корпус.
Подвеска, Основное назначение подвески — уменьшать
б*                                                                                                              83
толчки, воспринимаемые корпусом при движении машины по неровностям.                                           /
По типу направляющего устройства подвески делятся на зависимые и независимые. При зависимой подвеске колеса жестко связаны с мостами, подвешенными на рессорах к корпусу. В этом случае от положения одного колеса зависит положение другого. При независимой подвеске каждое колесо подвешивается к корпусу отдельно.
Наиболее часто применяется независимая подвеска колес, так как она улучшает проходимость машины по неровностям местности. Кроме того, уменьшение массы неподрессоренных частей смягчает удары при наездах на препятствия и допускает более значительные отклонения колес от статического положения при колебаниях.
В качестве упругого элемента подвески применяют листовые рессоры, пружины и торсионы. В последнее время на плавающие машины устанавливаются автомобильные подвески, в которых в качестве основных упругих элементов используется воздух или воздух^и масло. Такие подвески соответственно называются пневматическими и гидропневматическими.
Пневматическая подвеска обеспечивает более высокую амортизацию ударов и вибрации при движении на любых дорогах, постоянную величину деформации независимо от нагрузки, одинаковое качество подрессоривания под нагрузкой и без нагрузки, равномерное распределение веса на колеса, в результате чего увеличивается срок эксплуатации корпуса и шасси и уменьшается износ шин.
Важно также и то, что при увеличении давления жесткость подвески повышается. Кроме того, в пневматической регулируемой подвеске колеса могут быть приближены к корпусу, вследствие чего уменьшится сопротивление движению автомобиля на плаву.
Для увеличения проходимости колесных машин все колеса выполняются ведущими, в частности колеса прицепов автопоездов высокой проходимости. Кроме механического и гидрообъемного приводов (как указывалось ранее), все чаще применяется электропривод. Основное достоинство электропривода по сравнению с приводами других видов состоит в делимости электроэнергии, возможности передачи энергии к тяговым двигателям по проводам. При применении электропривода создается единый агрегат, получивший название мотор-колеса, в котором конструктивно объединены тяговый электродвигатель, рас-
84
положенный частично или полностью внутри ступицы колеса, редуктор и колесо (рис. 45). В этом случае силовая передача автомобиля существенно упрощается. Наличие мотор-колеса делает возможным отказаться от применения ряда узлов, необходимых в обычной автомобильной силовой передаче. Эта конструкция, отличающаяся простотой и хорошей компоновкой, применена на английском двухзвенном автопоезде. Внутри обода колеса помещен сериесный электродвигатель постоянного тока.
Рис. 45. Схема мотор-колеса:
/ — тормоз;    2 — щетки;    3 — шкворневое    устройство; 4 — ведущая шестерня; 5 — промежуточная шестерня; 6' — колесо    и   шина;    7 — шестерня    внутреннего    зацепления;  S — коллектор
Передача крутящего момента от вала якоря на обод колеса осуществляется через планетарную передачу. Момент от тягового электродвигателя через шестерню 4, расположенную на его валу, передается на шестерни 5, которые вращают шестерню 7, связанную со ступицей колеса.
Каждое колесо имеет две тормозные системы: основную электрического торможения, используемую в эксплуатации, и вспомогательную (механический дисковый тормоз), используемую обычно на стоянке (запасную).
Для длительной работы автопоезда в условиях плавания осуществляют дополнительные мероприятия по обеспечению герметичности мотор-колес, оборудуя их приспособлениями, сообщающими ступицу с атмосферой.
85
Централизованная система накачивания и регулирования давления воздуха в шинах
Проходимость колесных машин зависит от числа ведущих осей, удельной мощности, дорожного просвета, наличия блокировки дифференциала, а также от удельного давления шин на дорогу, размера и типа шин.
На плавающих автомобилях наиболее распространены шины диаметром от 1 до 1,5 м, но иногда устанавливаются шины большего диаметра—1,5 до 3 ж. С увеличением диаметра шины уменьшается сопротивление движению колеса на суше, но зато возрастают инерционные массы колес, повышается центр тяжести машины, появляется необходимость в применении передач с более высоким передаточным отношением, а также затрудняются монтаж и демонтаж шин при эксплуатации. С изменением конструкции шин и давления воздуха в них изменяются удельное давление на грунт *, сила сцепления колес с дорогой, сопротивление движению, скорость движения, а также расход топлива.
При движении по мокрым глинистым и черноземным грунтам, а также по болотистым участкам дорог колеса машины погружаются в грунт, образуя глубокую колею. Вследствие этого увеличивается сопротивление движению, ведущие колеса из-за малого коэффициента сцепления начинают буксовать и машина останавливается, так как сила тяги становится меньше силы сопротивления движению. В этом случае для движения машины необходимо либо увеличить силу тяги, либо уменьшить сопротивление.
Сила тяги может быть увеличена за счет увеличения числа ведущих осей, а также блокировкой дифференциала или применением цепей противоскольжения. Уменьшить сопротивление движению можно, снизив удельное давление колес машины на дорогу.
У плавающих автомобилей удельное давление колес составляет обычно 2,2—4,2 кГ/см2. При преодолении же труднопроходимых участков с мягким или илистым грунтом желательно уменьшить удельное давление до 0,5 кГ/см2 и даже больше. С этой целью плавающие автомобили оборудуются централизованной системой накачивания и регу-
1 Удельным давлением называется вес машины, приходящийся на 1 см2 опорной поверхности колес. Измеряется удельное давление в килограммах на квадратный сантиметр (кГ/сл2) и зависит от приходящегося на колесо веса, от размера шин и площади их отпечатка.
86
лирования давления воздуха в шинах, позволяющей водителям во время движения уменьшать или увеличивать давление в шинах (в зависимости от дорожных условий). Понижение давления воздуха в шинах изменяет (увеличивает) площадь опорной поверхности шин, чем уменьшает удельное давление автомобиля.
С увеличением площади .опорной поверхности колес по мере снижения давления воздуха в шинах удельное давление автомобиля на грунт снижается до 0,7—0,8 кГ/см2. Удельное давление гусеничных машин (исключая снегобо-лотоходные машины) находится в пределах 0,5—1,0 кГ/см2. Следовательно, одно из основных преимуществ гусеничной машины по сравнению с колесной — меньшее удельное давление— теряет свое значение.
Централизованная система накачивания и регулирования давления воздуха в шинах (рис. 46) обычно состоит из воздушного компрессора, воздушных баллонов (ресиверов), системы трубопроводов, центрального распределительного крана, манометра, блока шинных кранов и специальных шарнирных головок подвода воздуха к шине колеса.
В автомобилях с пневматическим приводом тормозов для использования компрессора и воздушных баллонов централизованная система накачивания шин включается в систему привода тормозов. Однако в этом случае обязательно устанавливают клапан ограничения падения давления воздуха в пневматическом приводе тормозов, предназначенный для отсоединения пневматического привода от системы накачивания шин с целью обеспечения надежного торможения автомобиля.
Централизованная система накачивания и регулирования давления воздуха в шинах позволяет двигаться автомобилю при проколах камеры без перемонтажа шины за счет непрерывной подачи в нее воздуха в достаточном количестве, чем устраняется серьезный недостаток пневматической камеры — необходимость в немедленной остановке и замене камеры.
При пониженном давлении в шинах можно двигаться только на отдельных (труднопроходимых) участках пути. При этом необходимо снижать скорость движения. Двигаться при пониженном давлении в шинах по дорогам с .твердым покрытием не следует, такое движение резко увеличивает износ покрышек.
87
Рис. 46. Схема централизованной системы накачивания и регулирования давления воздуха  в  шинах  плавающего
автомобиля БАВ:
1 — компрессор;    2 — воздушный    баллон;    3 — предохранительный   клапан;   4 — краник   дополнительного   отбора   воздуха;   5 — головка   подвода   воздуха  к  шине колеса;   6 — краник  спуска  конденсата;  7 — блок шинных кранов;  8 — рычаг управления  системой регулирования  давления   возхуха   в шинах;  9 — центральный  кран  управления   системой;   10 — конечный   шланг
Бескамерные шины
На плавающих колесных машинах применяются и бескамерные шины, имеющие некоторые преимущества перед пневматическими шинами'с камерами.
Бескамерные шины могут быть либо с самозаклеивающим слоем, обеспечивающим длительный пробег шины при проколе, либо с' герметизирующим слоем, обеспечивающим сохранение давления в шине при проколе.
В бескамерной шине роль камеры выполняет наклеенная на внутреннюю поверхность шины оболочка из прочной и вязкой синтетической резины. Эта оболочка обеспечивает воздухонепроницаемость шины и повышает прочность и сопротивляемость ее резким толчкам и ударам. Кроме того, с внутренней стороны шины около беговой дорожки на герметизирующий слой нанесен слой липкой самозаклеивающей массы, которая затягивает отверстие вокруг проникшего в шину острого предмета, не допуская утечки воздуха.
Воздушная полость покрышки замыкается изнутри непосредственно поверхностью обода колеса, в результате чего изменяется конструкция борта покрышки.
Воздухонепроницаемость стыка борта покрышки с ободом обеспечивается герметизирующим слоем резины. Воздух накачивается в шину через резино-металлический или металлический вентиль, монтируемый с помощью резиновых уплотняющих шайб в ободе колеса.
Применение бескамерных шин избавляет от необходимости менять колеса при проколах, увеличивает срок эксплуатации шин, обеспечивает более надежную работу ходовой части машины.
Бескамерная шина с самозаклеивающим слоем повышает требования к состоянию ободов: ободья должны быть без повреждений, тщательно очищены от грязи и ржавчины. При демонтаже и монтаже шин не допускается повреждение герметизирующего слоя. Это вызывает необходимость применять при демонтаже и монтаже специальные монтажно-демонтажные приспособления и станки для колес с глубокими ободьями.
Накачивать воздухом бескамерные шины гораздо сложнее, чем обычные, особенно ручными насосами. г
Ремонт бескамерных шин с самозаклеивающейся массой в пути сложен, а при более значительных поврежде-
89
ниях, не устранимых самозаклеиванием, практически невозможен.
При повышении температуры вязкий самозаклеивающий слой шины размягчается и во время стоянки автомобиля стекает вниз, вследствие чего возможно появление дисбаланса.
Арочные шины
На некоторых автомобилях применяются шины новой конструкции, называемые арочными. От обычных шин они отличаются значительной шириной профиля (0,7— 0,8 м) при относительно небольшой их высоте, вследствие чего увеличивается контакт шины с дорогой.
Внутреннее давление воздуха в шине — 0,5—1,5 кГ/см2. Снижение удельного давления арочных шин на грунт с 3,5—4 кГ/см2 до 0,6—0,9 кГ/см2 позволяет колесным машинам успешно преодолевать заболоченные участки дорог.
При движении по мягкому грунту каркас арочной шины под нагрузкой выгибается внутрь, в сторону обода, и уплотняет почву под шиной. Имеющиеся на арочных шинах грунтозацепы высотой 40—60 мм, широко расположенные на всей поверхности протектора, не забиваются грязью и обеспечивают хорошее сцепление шины с грунтом. Зато на твердых покрытиях они затрудняют эксплуатацию автомобиля.
Более совершенной конструкцией шин с регулируемым давлением являются широкопрофильные шины, позволяю-. щие увеличивать грузоподъемность шин и повышать проходимость автомобиля. Высота профиля этих шин составляет примерно 0,5—0,7 ширины его. Широкопрофильные шины отличаются от арочных достаточно высокой бортовой частью. Внутреннее давление воздуха в них может быть постоянным или регулируемым.
Пулестойкие пневматические шины
В ряде зарубежных стран ведутся работы по созданию пулестойких пневматических шин (рис. 47), которые на мягком грунте должны обеспечивать такие же тягово-сцепные показатели, как обычные пневматические шины, а в случае прокола или разрушения — продолжение движения машины на 10—30 км с уменьшенной скоростью.
На рис. 48, а показана пулестойкая шина, спроектированная в США. Она конструктивно не отличается от обычной шины, но имеет более прочный каркас. Пуле-
90
стойкие шины VP (рис. 48, б) французского производства состоят из каркаса с металлокордом и пулестойкой камеры из каучука, в каналы которой накачивается азот. Обе указанные конструкции пулестойких шин обладают большой жесткостью и поэтому имеют малую площадь
Рис. 47. Общий вид пулестойкой шины A.M.L.
Рис. 48. Пулестойкие шины:
а — с усиленным  каркасом;   б —с  камерой VP
91
контакта с грунтом, что приводит к ухудшению проходимости машин по сравнению с шинами, имеющими переменное давление.
Рулевое управление
Количество управляемых колес у плавающих автомобилей зависит от общего числа осей. Так, например, в двухосной машине управляемыми могут быть колеса на передних или на задних осях или на тех и других одновременно. В трехосной машине управляемыми в большинстве случаев бывают колеса на передней оси, на передней и второй осях или на передней и задней осях.
В четырехосной машине управляемыми могут быть колеса на первой и второй осях, на первой и четвертой осях и на всех осях.
Наличие нескольких управляемых осей улучшает поворотливость машины при движении по заболоченным участкам и грязным лесным дорогам, по снежной целине и песчаной местности (особенно при применении шин с пониженным давлением воздуха). Преимущество машины со всеми управляемыми колесами заключается в минимальном радиусе поворота, а также в минимальном сопротивлении на повороте при движении по мягким грунтам.
Конструкция рулевого управления должна обеспечивать легкость поворота колес, устойчивость прямолинейного движения машины, минимальную отдачу при толчках, надежность и безотказность в эксплуатации, а также простоту устройства и регулировки.
Для возможности движения задним ходом с той же скоростью, что и вперед, на плавающей машине устанавливают два поста управления — спереди и сзади, а силовая передача оборудуется реверсивным механизмом, обеспечивающим обратный ход машины.                   '
С повышением веса плавающих машин и прежде всего веса, приходящегося на передние колеса, создаются исключительно трудные условия для поворота машины обычными рулевыми механизмами при движении по суше. Поэтому в современных плавающих автомобилях применяются усилители, значительно снижающие усилия, необходимые для привода рулевого механизма. В случае неисправности усилителя руля управляемость машины обеспечивается за счет использования мускульной силы водителя.
Наиболее распространены усилители двух типов — гидравлические и пневматические.
92
Гидравлические усилители работают под давлением жидкости, нагнетаемой специальным гидронасосом. Гидронасос приводится в действие от двигателя. Насос гидропривода преобразует механическую энергию, получаемую от двигателя, в энергию потока жидкости. Энергия жидкости, поступающей из насоса в гидроусилитель, преобразуется гидроусилителем в механическую энергию прямолинейно движущегося поршня. В качестве рабочей жидкости в гидроусилителях применяют минеральные масла, обладающие хорошими противокоррозионными свойствами и хорошей смазывающей способностью.
Рабочее давление, создаваемое насосом гидроусилителя, должно быть в пределах 60—150 кГ/смг.
Преимущество гидравлических усилителей заключается в компактности конструкции и в возможности точно и своевременно влиять на процесс управления благодаря несжимаемости жидкости.
Гидравлический усилитель руля (рис. 49) состоит из. цилиндра, гидронасоса, золотника гидроусилителя, фильтра гидросистемы, гидротрубопроводов и шлангов высокого давления.
Цилиндр гидроусилителя устанавливается в передней части машины. Корпус цилиндра соединяется с корпусом машины, а шток поршня гидроусилителя — с рычагом трапеции рулевого управления. Золотник гидроусилителя монтируется в продольную тягу рулевого привода.
Для подвода жидкости к цилиндру гидроусилителя, для слива и отвода ее к передней и задней полостям гидроусилителя в корпусе золотника имеются четыре выводных штуцера.
При прямолинейном движении машины золотник гидроусилителя занимает среднее положение относительно своего корпуса. Жидкость, поступающая от насоса по каналам корпуса золотника, идет, минуя полости цилиндра, в сливную магистраль к бачку. При повороте машины в результате воздействия водителя на рулевое колесо золотник сдвигается относительно корпуса и разрывает струю жидкости, проходящую через золотник на слив. Теперь жидкость, поступающая от насоса, будет направляться по каналам корпуса золотника в одну из полостей цилиндра гидроусилителя, в то время как другая полость цилиндра соединится со сливным каналом золотника. Как только водитель перестанет поворачивать рулевое колесо, золотник
93
Рис. 49. Схема работы гидроусилителя руля: а — прямолинейное   движение   машины;    б — поворот   машины   налево;   в — поворот  машины   направо
вернется в среднее положение и жидкость снова направится в сливную магистраль.
Пневматические усилители, в которых используется давление предварительно сжатого воздуха, применяются на машинах, имеющих пневматический привод к тормозам колес, наличие сжатого воздуха позволяет использовать его, помимо торможения, в усилителе рулевого привода, а также для накачки шин.
94
Для управления на воде плавающие машины оборудуются специальным рулевым устройством, предназначенным для обеспечения устойчивости движения в заданном направлении.
Наиболее распространенным устройством, предназначенным для управления машиной на воде, является руль (рис. 50), устанавливаемый обычно в корме машины так, чтобы он, во-первых, находился в потоке воды, отбрасываемой гребным винтом, и, во-вторых, не касался грунта при движении машины по суше.
Рис. 50. Привод водяного руля:
/ — рулевая  колонка;   2 — трос;   3 — перо   водяного   руля;   4 — корпус   вала   руля;
S — приводной рычаг
Сила, возникающая на пере руля при отклонении пера от прямого положения, передается через вал на корпус, вызывая поворот машины. Действие водяного руля синхронизируется с действием рулевого управления. Привод от рулевого колеса к рулю обычно осуществляется мягким тросом или жесткими тягами.
Тормоза
Основное требование, предъявляемое к тормозам,— обеспечить плавно возрастающее торможение при плавном приложении усилия к тормозной педали или к рычагу ручного тормоза.
На плавающих машинах обычно устанавливают две системы тормозов: ножную, действующую непосредственно на все колеса (колесные тормоза) и приводимую в действие педалью от ноги водителя, и ручную, действующую на центральный трансмиссионный тормоз, устанавливаемый на карданном валу за коробкой передач или за раздаточной коробкой.
95
В  ножной тормозной системе наиболее часто исполь-' зуют колодочные тормоза, в ручной — центральные дисковые тормоза с наружным   расположением   трущихся   деталей.
Для управления тормозами в машинах применяются механические, гидравлические и пневматические тормозные приводы. Эффективное торможение машины обеспечивает установленный перед главной передачей центральный тормоз. Это объясняется тем, что создаваемый тормозом момент увеличивается за счет передаточного числа главной передачи.
Существенным недостатком центрального тормоза является то, что при торможении он нагружает тормозным моментом детали силовой передачи, расположенные между тормозом и колесами. Малая площадь фрикционных накладок приводит к тому, что при торможении центральный тормоз быстро нагревается и может выйти из строя, поэтому его чаще используют как стояночный.
С увеличением максимальных скоростей движения плавающих машин и их веса изменяются и требования, предъявляемые к тормозам, особенно при применении в них новых автоматических силовых передач, не всегда обеспечивающих торможение двигателем.
В плавающей машине «Столвэт» применены дисковые тормоза, основные достоинства которых — большая поверхность трения при тех же размерах и равномерный износ трущихся деталей.
При движении машины по грязным дорогам и заболоченным участкам, а также при плавании в тормозной барабан нередко попадают вода и жидкая грязь, вызывающие быстрый износ тормоза и снижающие коэффициент трения при торможении. Поэтому на многих колесных машинах устанавливают герметичные тормоза, в которых тормозной барабан и фланец ступицы образуют замкнутую полость, изолированную от внешней среды. Ступица герметизирована сальниками, работающими по шлифованным втулкам. Внутри полости размещен тормозной механизм.
На некоторых зарубежных плавающих колесных машинах применяют металлокерамические тормозные накладки, которые имеют более высокую теплопроводность, способствующую довольно быстрому восстановлению их первоначальной температуры после торможения. Металлокерамические накладки удлиняют срок службы тормозов, позволяют
96
более эффективно использовать тормозную поверхность. Однако широкое применение металлокерамических накладок ограничивается их высокой стоимостью.
Водооткачивающие средства
При эксплуатации на плаву в машину через различные неплотности проникает некоторое количество воды. Для удаления воды устанавливают водооткачивающие средства.
В качестве основных водооткачивающих средств на плавающих машинах применяют центробежные, пропеллерно-лопастные, поршневые и шестеренчатые насосы.
Производительность таких насосов—150—500 л/мин. Насосы приводятся в действие от вала гребного винта при помощи цепных передач или приводов от раздаточной коробки. Обычно на машине устанавливают два насоса (по одному с каждой стороны в носовой части или в корме в зависимости от дифферента машины на плаву).
Для лучшего удаления воды, находящейся в корпусе на минимальном уровне, приемные рукава насосов размещаются на днище в самых нижних точках. Во избежание засорения трубопровода и насоса на конце приемного рукава устанавливается фильтрующее устройство — приемная сетка. Сетка должна быть доступна для осмотра и очистки без разбора труб. Выбрасывающие трубопроводы водоот-качивающей системы обычно устанавливают на крыше машины выше грузовой ватерлинии.
При температуре воздуха ниже 0° С, когда вода замерзает, на некоторых машинах насосы обогреваются потоком теплого воздуха.
Необходимо отметить также, что центробежный насос, не заполненный жидкостью и работающий всухую, создает на входе меньшее разрежение, чем насос, заполненный жидкостью. Поэтому необходимо предварительно залить насос и линию всасывания водой, так как разрежение, создаваемое насосом, может оказаться недостаточным для подсоса воды до уровня насоса. Иногда этот процесс выполняется ручным насосом.
Волноотражательный щит
При движении машины на плаву с наибольшей скоростью вода набегает на носовую часть машины. Во избежание этого в передней части машины обычно устанавливают дюралюминиевый волноотражательный щит (рис. 51).
1/2-7    М.  Г.  Редькин                    -            .            '                                                 97
Чтобы волноотражательный щит не ограничивал обзорность при движении по суше, его укладывают на корпус машины. В рабочее положение щит устанавливается водителем при помощи приводного механизма.
Рис. 51. Волноотражательный щит
Лебедка
Большинство плавающих автомобилей имеет для самовытаскивания при преодолении труднопроходимых участков пути, а также для оказания помощи другим застрявшим в пути автомобилям лебедку грузоподъемностью 4000— 5000 кГ. Размещается она чаще всего в носовой или средней части машины. Привод ее осуществляется обычно карданным валом от коробки отбора мощности, привернутой болтами к картеру коробки передач.
При самовытаскивании включают привод лебедки на разматывание троса, конец троса укрепляют за пень, дерево или вбитый в землю металлический или деревянный стержень (рис. 52), после чего включают привод лебедки на наматывание троса.
Для вытаскивания другой застрявшей машины автомобиль с лебедкой необходимо установить на твердой почве, надежно затормозить его, подложить под колеса упоры, включить привод лебедки на разматывание троса, зацепить конец троса за буксирные крюки застрявшей машины и включить привод лебедки на наматывание троса.
Если есть возможность, на вытаскиваемой машине (при работающем двигателе) следует включить одну из низших передач. Это облегчит вытаскивание.
98
В целях предупреждения обрыва троса и повреждения элементов лебедки при перегрузке в соединении вилки кардана с хвостовиком червяка лебедки устанавливают пре-
Рис. 52. Самовытаскивание автомобиля лебедкой при выходе на берег
дохранительную шпильку, которая при подводимом моменте свыше допустимого срезается.
Для увеличения создаваемой лебедкой силы тяги некоторые машины оснащают блок-полиспастом, который закрепляется на крюке вытаскиваемой машины. Крюк троса зацепляют за предмет, служащий анкером.
'/2-7*
ГЛАВА   III
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОЛЕСНЫХ ПЛАВАЮЩИХ МАШИН
На рис. 53 показан плавающийдвухосный автомобиль МАВ-69. Плавучесть этого автомобиля обеспечивается водонепроницаемым металлическим сварным корпусом. Все силовые агрегаты монтируются на раме короб-
Рис. 53. Плавающий двухосный автомобиль МАВ-69
чатого сечения. В носовой части автомобиля установлен четырехтактный карбюраторный двигатель мощностью 55 л. с. Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа. При движении автомобиля на воде, когда нагрузка на двигатель увеличивается, а воздухопроводы закрываются, в систему охлаждения включается теплообменник.
Сцепление однодисковое, сухое. Ведомый диск снабжен пружинной ступицей и гасителем колебаний.
В коробке передач три передачи для движения вперед и одна — для движения назад. Вторая и третья передачи имеют синхронизаторы.
100
Для передачи крутящего момента к переднему и заднему мостам установлена раздаточная коробка шестеренчатого типа. От раздаточной коробки производится отбор мощности на гребной винт и на водооткачивающий насос. Кроме того, на раздаточной коробке установлен механизм для запуска двигателя от руки.
Во избежание поломки силовой передачи в системе управления раздаточной коробки имеется блокировка, предотвращающая включен-ие низшей передачи раздаточной коробки при выключенном переднем мосте, а также выключение переднего моста при включенной низшей передаче.
Главные передачи одинарные, с парой конических шестерен со спиральными зубьями.
Картер заднего моста разъемный в вертикальной плоскости, состоит из двух частей, соединенных болтами. Во избежание повышения давления при нагревании и вытекания смазки задний мост соединяется с корпусом машины шлангом, на головке которого установлен сапун, сообщающий полость картера с атмосферой. Подвеска машины рессорная, на четырех продольных полуэллиптических рессорах. Колебания гасятся четырьмя гидравлическими поршневыми амортизаторами двустороннего действия.
В качестве движителя на воде применен гребной винт, установленный в корме машины. Гребной винт трехлопастный, изготовлен из бронзы и смонтирован на конусном хвостовике гребного вала. Крутящий момент передается от раздаточной коробки гребному винту посредством карданной передачи и гребного вала, установленного на двух опорах. Передняя опора расположена в корпусе машины и представляет собой однорядный шарикоподшипник, воспринимающий толкающее усилие от винта. Задняя опора размещена снаружи корпуса и представляет собой бронзовые подшипники скольжения. Для предотвращения проникания воды в корпус в месте выхода гребного вала из корпуса установлено уплотнительное устройство.
Вода, попавшая в корпус через неплотности, откачивается ротационным насосом производительностью 150 л/мин, установленным на раме корпуса. Корпус насоса изготовлен из бронзы, ротор резиновый. Приводной вал ротора изготовлен из нержавеющей стали, вращается на двух текстолитовых подшипниках, которые смачиваются откачиваемой из корпуса машины водой.
Для безопасности плавания установлена дополнительная контрольная лампочка в системе электрооборудования,
*7    М.   Г.   Редькин                                                                                         101
загорающаяся при уровне воды в корпусе 40—60 мм. По загорании лампочки необходимо включить водооткачиваю-щий насос.
Изменять направление движения автомобиля на воде можно водяным рулем, расположенным на диаметральной плоскости автомобиля за гребным винтом. Руль подвесной, пластинчатый. Привод водоходного руля осуществляется с
Рис. 54. Плавающий двухосный автомобиль с четырьмя ведущими
колесами
помощью троса от специальной катушки, которая укреплена на валу рулевого колеса.
Для самовытаскивания при выходе из воды и преодоления труднопроходимых участков на автомобиле установлен кабестан, представляющий собой вертикальный барабан с червячным редуктором. Кабестан приводится в действие от носка коленчатого вала двигателя карданным валом.
На автомобиле установлен волноотражательный щит, который может занимать рабочее или походное положение.
Для уменьшения веса внутреннего оборудования автомобиля подушки и спинки сидений изготовлены из пенопласта, обшитого чехлами.
На рис. 54 изображен плавающий двухосный автомобиль с четырьмя ведущими колесами. Автомобиль не имеет рамы. Корпус несущий, изготовлен из листовой стали толщиной 1 мм. Днище гладкое, без резких вы-
102
ступов. Впереди для укрытия подвески колес установлен съемный обтекатель. Носовая часть корпуса закрыта, и на ней помещаются запасное колесо и фары. Бензиновые баки установлены внутри корпуса. В средней части корпус открытый, имеет ветровое стекло и складной тент. Сиденья жесткие, съемные, снабжены мягкими плавучими подушками.
Двигатель с коробкой передач и валом отбора мощности на гребной винт помещен в корме автомобиля. Охлаждается он при помощи вентилятора, забирающего воздух из грузового отделения.
В местах выхода полуосей из корпуса установлены резиновые манжеты. Подвеска колес независимая, торсионная. Гребной трехлопастный винт диаметром 330 мм смонтирован на коротком валу, помещенном в картере редуктора. При движении автомобиля по суше гребной винт с валом можно откинуть кверху и закрепить ремнем на корме. Такое устройство (несмотря на небольшую осадку корпуса) при движении на воде позволяет размещать гребной винт значительно ниже ватерлинии. При наезде на препятствие гребной винт автоматически откидывается назад, что предохраняет его от поломок.
Двухосный автомобиль имеет четыре передачи переднего хода и одну — заднего. Передние колеса могут выключаться. Управление на воде, как и на суше, осуществляется передними колесами. Высота надводного борта — 630 мм.
Двигатель четырехтактный, воздушного охлаждения, бензиновый, с четырьмя горизонтальными цилиндрами, расположенными попарно в противоположных сторонах. Максимальная мощность двигателя — 28 л. с. при 3000 об/мин.
Плавающий двухосный автомобиль «М а-с к р е т» (модель SM-531, рис. 55) предназначен для связи и перевозки раненых. В конструкции этого автомобиля использован алюминиевый сплав, благодаря чему значительно снижен вес автомобиля и уменьшена его осадка.
Привод осуществляется на все колеса. Длина автомобиля— 3760 мм, ширина — 2080 мм, база — 2080 мм, дорожный просвет — 330 мм, грузоподъемность — 680 кГ.
Двигатель с рабочим объемом 3,2 л и мощностью 129 л. с. установлен в передней части автомобиля и для удобства размещения водителя смещен вправо на 180 мм.
Для уменьшения сопротивления воды движению передний и задний мосты размещены внутри корпуса автомобиля, а кожухи полуосей выведены наружу.
7*                                                                                       103
Максимальная скорость движения автомобиля на суше— 96 км/час, на воде— 4,8 км/час; запас хода — 640./ш. Преодолеваемый угол подъема — около 30°. Подвеска колес независимая: передних — на поперечных рычагах, задних — на продольных торсионах. Коробка передач четырехступенчатая. Дифференциал самоблокирующийся.
Рис.  55.  Плавающий   двухосный    автомобиль    SM-531 о-Маскрет»
На рис. 56 показан опытный образец плавающего двухосного 'автомобиля «Фокс» грузоподъемностью 227 кГ в условиях бездорожья и 454 кГ при хорошей дороге. Вес автомобиля с водителем — 544 кГ. Небольшой вес автомобиля обеспечивается широким применением пластмасс.
Несущий корпус автомобиля (без рамы) выполнен из стеклопластика, обладающего высокой стойкостью и почти не поддающегося воздействию воды и атмосферных осадков, как одно целое с кабиной. При работе в условиях влажного климата и в соленой воде это особенно важно.
Для повышения жесткости автомобиля, улучшения его теплотехнических и других характеристик стенки корпуса выполняются трехслойными (два слоя силового материала, промежуток между которыми заполнен слоем пенопласта с малым удельным весом). Такая конструкция обеспечивает хорошую жесткость и прочность корпуса.
104
Внутреннее оборудование (сиденья для водителя и десанта) и топливные баки также изготовлены из пластмассы. Сиденье водителя размещено в передней части автомобиля. При перевозке грузов сиденья для десанта складываются.
На автомобиле «Фокс» установлен четырехцилиндровый карбюраторный двигатель «Кохлер К622» с воздушным охлаждением, мощностью около 40 л. с.
Рис. 56.  Плавающий двухосный автомобиль «Фокс»
Передача крутящего момента от двигателя к колесам гидрообъемная.
Гидрообъемный привод состоит из двух основных элементов: поршневого гидронасоса, приводимого во вращение двигателем внутреннего сгорания, и гидромоторов, являющихся тяговыми агрегатами. Связь между обоими элементами привода осуществляется через шланги или трубопроводы.
Преимущества гидрообъемных передач заключаются в плавности передачи крутящего момента, в бесступенчатости его регулирования и в удобстве компоновки силовой передачи. К недостаткам относятся сложность ремонта и более низкий к. п. д. (по сравнению с обычной механической ступенчатой силовой передачей).
Мощность двигателя может быть передана передним и
105
задним колесам порознь и одновременно всем колесам. Поршневой насос приводится во вращение двигателем и перекачивает рабочую жидкость (масло) по пластмассовым трубопроводам высокого давления в гидромоторы. Гидромоторы смонтированы по одному на четырех колесах., Крыльчатки гидромоторов установлены на ведомом валу.
4                                 s              в
Рис. 57. Принципиальная схема гидростатической передачи:
1—круглая   шпонка;    2 — ведущий   вал;    3 — качающаяся   шайба;
4 — гидравлические   цилиндры;   5—ведомый   вал;   6 — крыльчатка;
7 — лопатки;   8 — корпус   гидромотова
Крутящий момент гидромотора изменяется при изменении угла наклона качающейся шайбы (рис. 57) посредством тяг и рычага управления, установленного справа от водителя. Водитель изменяет угол наклона качающейся шайбы, перемещая поршни в цилиндрах насоса. Верхний будет нагнетать жидкость, нижний — отсасывать ее от гидромотора.
Ход поршня будет зависеть от угла наклона качающейся шайбы. С изменением хода поршня будет меняться и крутящий момент гидромотора.
В качестве движителя на, воде применен установленный в корме автомобиля гребной винт.
Подвеска колес независимая, пневматическая. Рычаги подвески изготовлены из пластмассы, а шины колес — из нейлона и-синтетического каучука.
Скорость передвижения автомобиля на суше — 80,4 км/час, на воде— 10 км/час. Колесная база— 1854 мм. Радиус поворота — 5,18 м.
Автомобили, при изготовлении которых применяются пластмассы, удобны для работы и в северных районах и в тропических условиях.
Корпус из стеклопластика хорошо противостоит ударам. Удары небольшой силы, вызывающие появление вмятин на металлических корпусах, крыльях и дверцах, не оставляют
106
следа на стеклопластиковых деталях. Корпус может быть изготовлен хорошо обтекаемой формы, без швов.
На рис. 58 показан плавающий колесный транспортер «Ларк-5» грузоподъемностью 5 т. Он предназначен для замены плавающего 2,5-тонного колесного автомобиля «Даю» (см. рис. 14), широко применявшегося в период второй мировой войны.
Рис. 58. Плавающий колесный транспортер «Ларк-5»
Корпус транспортера «Ларк-5» изготовлен из алюминиевого сплава. Гидродинамические обводы на нем уменьшают сопротивление воды движению машины.
На транспортере установлен бензиновый V-образный восьмицилиндровый двигатель «Форд» мощностью 270 — 275 л. с. Скорость движения транспортера на суше—-до 48 км/час, на воде — около 16 км/час.
Ведутся экспериментальные работы по установке на транспортере «Ларк-5» газотурбинного двигателя GMT-305 мощностью 225 л. с. вместо бензинового двигателя.
Для уменьшения расхода топлива газотурбинный двигатель GMT-305 оборудуется теплообменником. На газотурбинном двигателе предусмотрена установка воздухоочистителя и глушителя шума всасывания.
Плавающий двухосный транспортер «Ларк-15» грузоподъемностью 13,6 т (рис. 59) имеет собственный вес 15,9г.
107
Длина его — 13 500 мм, ширина — 3600 мм, высота — около 4000 мм. Корпус транспортера изготовлен из алюминиевого сплава.
На транспортере установлены два двигателя «Форд» мощностью 270 л. с. каждый. Скорость движения транспортера на суше — 32 км/час, на воде— 18,5 км,/час. Преодолеваемый подъем составляет 31°. Движение транспортера на воде обеспечивает гребной четырехлопастный винт, установленный в корме машины.
На транспортере имеются две кабины. Для максимальной обзорности водитель при движении по суше пользуется
Рис. 59. Плавающий двухосный транспортер «Ларк-15»
кабиной, расположенной впереди (машина движется кормой вперед), при движении на воде — кабиной, расположенной сзади. Это позволяет производить погрузку и разгрузку транспортера через носовую часть с использованием имеющейся аппарели.
Показанный на рис. 60 плавающий двухосный транспортер «Барк» предназначается для перевозки и десантирования танков, инженерных средств и другого вооружения. Вместимость транспортера — 200 солдат (помимо состоящего из 3 человек экипажа). Габаритные размеры транспортера: длина — около 19000 мм, ширина — 8250 мм, высота — 4800 мм.
По бортам транспортера установлены (по два в линию) четыре дизеля GMS-71 мощностью по 165 л. с. каждый.
В  отличие   от   обычных   двигателей   дизель   GMS-71 , имеет два выхода вала: спереди и сзади. Задние выходы валов используются для привода колес, а передние —для привода гребных винтов.
108
Крутящий момент от двигателя на гребной винт передается через силовую передачу, состоящую из соединенного с двигателями при помощи гидромуфт суммирующего редуктора и промежуточного редуктора. Редуктор используется и как привод воздушного компрессора, обеслечиваю-
Рис. 60. Конструктивная схема двухосного транспортера «Барк»:
/ — редуктор винта; 2 — коническая передача; 3 — привод к конической передаче; 4 — гидротрансформатор; 5 и 7 — двигатели; 6 — привод к редуктору - винта; 8 — привод к колесу; 5 — гидропривод откидного борта
щего воздухом тормозную систему и централизованную систему накачивания и регулирования давления воздуха в шинах.
На каждое колесо имеется индивидуальный привод от одного из двигателей. Для поворота колес используется гидропривод. Управляемыми колесами могут быть как передние, так и задние.
Для движения на воде установлены два гребных винта диаметром по 625 мм. Мощность для каждого из них отбирается от двух двигателей. Винты могут поворачиваться в разные стороны, что обеспечивает хорошую маневренность транспортера на воде. Транспортер снабжен откидным бортом.
109
С нагрузкой на суше он может передвигаться со скоростью до 20 км/час, на воде — со скоростью 11,0 км/час. Давление в шинах регулируется водителем из кабины.
Осадка машины на воде без груза: нос—1,8 м, корма—2,2 м; с грузом: нос —2,4 м, корма — 2,8 м.
Из колесных плавающих двухосных бронетранспортеров интерес представляет бронетранспортер повышенной проходимости «К о м м а н д о» (рис. 61),
Рис. 61. Плавающий двухосный бронетранспортер «Коммандо»
спроектированный и изготовленный на базе двухосного автомобиля для сухопутных войск США.
Бронетранспортер предназначен для разведки, связи и переброски войск по дорогам, а также для сопровождения колонн. Вместимость бронетранспортера 12 человек. Длина его 5600 мм, ширина 2200 мм, высота: по корпусу — 1800 мм, по башне — 2160 мм. Колея—1850 мм. Дорожный просвет: под днищем корпуса — 580 мм, под дифференциалом — 390 мм.
Корпус машины несущий, цельносварной, герметичный. Броня противопульная, сварена электродами из нержавеющей стали.
Для наблюдения и ведения огня из ручного оружия десанта в корпусе имеются 10 амбразур.
Вооружение бронетранспортера: два спаренных пулемета калибра 12,7 мм и 7,62 мм. Пулеметы установлены во вращающейся башенке с круговым обстрелом.
В задней части корпуса находится силовое отделение. Двигатель «Крейслер» мощностью 185 (220) л. с. Сцепление однодисковое. Коробка передач механическая, пятиступенчатая, с ручным управлением.
110
Ведущие мосты заимствованы с серийных автомобилей М44 и оборудованы блокирующимися дифференциалами.
Для самовытаскивания при застревании, а также для вытаскивания однотипных машин бронетранспортер оборудован лебедкой с гидростатическим приводом. Тяговое усилие на тросе лебедки 4500 кГ. Максимальная скорость движения бронетранспортера по шоссе 96 км/час, по воде 6,4 км/час.
Рис.  62.  Плавающая  паромно-мостовая  машина  «Аллигатор»
Движение по воде обеспечивается специальными шинами низкого давления 14,00X20".
В целях повышения мобильности войск при форсировании водных преград в зарубежных армиях ведутся в широком масштабе работы по созданию инженерных плавающих паромно-мостовых колесных машин, предназначенных для использования в качестве самоходного парома (одна машина) и в наплавных мостах (при смыкании нескольких машин) для переправы в зоне боевых действий танков и другой военной техники.
Так, например, во Франции создан понтонный парк системы «Жиллуда», в ФРГ — самоходный паромный понтон, получивший наименование MLC-10 («Аллигатор») и в США — самоходный штурмовой мост — паром МАВ.
Самоходно-паромный понтон «Аллига-т о р» (рис. 62) представляет собой корпусное, двухосное плавающее шасси (4X4), изготовленное из легких спла-
111
BOB. К корпусу шасси с обеих сторон крепятся на шарнирах алюминиевые поплавки (понтоны), предназначенные для увеличения плавучести шасси. При движении на суше бортовые поплавки находятся в походном положении (подняты), при движении на воде поплавки с помощью гидравлических механизмов поворачиваются и затем фиксируются, составляя с корпусом шасси площадку для погрузки тяжелой техники. Кабина водителя с органами управления и контрольными приборами для движения на суше установлена в задней части машины. Пост управления для движения на воде находится на крыше кабины водителя.
Габаритные размеры шасси: длина—11330 мм, ширина— 2990 мм, высота — 3566 мм. Общий вес шасси — 20,5 т.
В передней части корпуса «Аллигатора» размещены два дизеля воздушного охлаждения мощностью по 178 л. с. каждый. Один двигатель предназначен для движения машины на суше и привода двух вспомогательных гребных винтов, установленных в понтонах, второй — для привода основного гребного винта, который служит также рулем поворота. При этом конструкцией силовой передачи предусмотрено, что в случае выхода из строя первого двигателя для движения на суше может быть включен второй двигатель.
Скорости движения шасси: на шоссе — 62 км/час, на воде — около 12 км/час.
Одна машина «Аллигатор» используется как паром грузоподъемностью 8 т, две машины — как паром грузоподъемностью 30 г и три машины — как паром грузоподъемностью 50 т.
Конструкция шасси обеспечивает при необходимости поднятие колес, опускание или поднятие основного гребного винта.
«Аллигатор» оборудован откачивающими насосами, воздушным компрессором, якорными и буксирными механизмами.
На рис. 63 показана паромно-мостовая маши-н а, МАВ (с секцией дополнительного устройства проезжей части). В качестве базы (отдельного элемента моста) выбрано двухосное шасси, корпус которого изготовлен из алюминиевого сплава.
На машине МАВ установлен двигатель — дизель мощностью 335 л. с. Для уменьшения сопротивления воды движению и обеспечения разворотов на водоемах с малой
112                  ,                                                                   .
глубиной   колеса   шасси   убираются   в   специальные   отсеки.
В качестве движителя на воде применен гребной винт. В отличие от самоходно-паромного понтона «Аллигатор», у которого водоходный движитель расположен в передней части машины, на паромно-мостовой машине МАВ водоходный движитель находится в кормовой части. Такое расположение водоходного движителя облегчает выход машины из воды, так как позволяет одновременно включать
Рис.   63.   Паромно-мостовая   машина  МАВ   с  верхним   строением в рабочем положении
колеса и гребной винт. Для обеспечения необходимого тягового усилия на воде, а также в целях защиты винта при передвижении по суше, винт может опускаться и подниматься с помощью специального гидравлического устройства.
Плавающий трехосный автомобиль «Д а к» (см. рис. 14) в период второй мировой войны использовался для перевозки пехоты, вооружения, боеприпасов и других грузов с десантных барж и судов на берег, а также для эвакуации раненых на десантные суда и баржи.
Автомобиль «Дак» изготовлен на базе грузового автомобиля «Джиемси». Корпус его сварной, из листовой стали толщиной 2 мм. Рама двухлонжеронная. Лонжероны коробчатого сечения. Вес автомобиля с полным снаряжением (без груза) — 6,5 т, грузоподъемность — 2,5 т. Перевозимый десант — 25 человек.
Габаритные    размеры:    длина —9450   мм,    ширина —
113
2515 мм, высота с тентом — 2690 мм. База автомобиля — 4165 мм, колея— 1616—1622 мм.
В автомобиле три отделения: силовое, отделение управления и грузовое.
Силовое отделение находится в передней части корпуса автомобиля. В нем помещаются двигатель и обслуживающие его устройства (вентилятор, радиатор и др.).
Отделение управления расположено за силовым отделением и отделено от него перегородкой. В отделении управления размещаются экипаж автомобиля, а также механизмы и приборы управления: рычаги управления движением на суше и на воде, педали, установленные на щитке контрольные приборы (выключатель зажигания, рукоятка управления системой накачивания шин и др.).
Грузовое отделение располагается за отделением управления и сверху может закрываться тентом.
На автомобиле установлен бензиновый шестицилиндровый двигатель мощностью 90 л. с. Охлаждение двигателя водяное с принудительной циркуляцией. Зажигание батарейное.
Сцепление однодисковое сухое. Коробка передач механическая. Число передач для движения вперед пять, назад— одна. Раздаточная коробка имеет две передачи. Для передачи крутящего момента от коробки передач к раздаточной коробке и от раздаточной коробки к главным передачам ведущих мостов служат карданные валы открытого типа с карданными шарнирами, вращающимися на игольчатых подшипниках.
Ходовая часть (за исключением колес), подвеска, руле-вое управление и тормоза конструктивно не отличаются от обычных автомобильных. Вместо двускатных колес установлены одинарные покрышки размером 11,00—18" из де-сятислойной прорезиненной ткани (корда).
На воде автомобиль передвигается с помощью трехлопастного винта, приводимого в действие карданным валом от дополнительной раздаточной коробки. Машина на воде управляется с помощью руля, расположенного в тоннеле гребного винта непосредственно за винтом и приводимого в действие тросами от вала рулевого механизма.
Для откачивания воды, попавшей в корпус машины, установлены два насоса: шестеренчатый и центробежный, оба приводятся в действие от вала гребного винта.
Бак для горючего расположен в правой задней части грузового отделения.
114
Повышению проходимости автомобиля (особенно при выходе из воды на берег с мягким или с илистым грунтом) способствует центральная система накачки и регулировки давления воздуха в шинах.
На автомобиле установлена лебедка. Привод лебедки осуществляется отдельным карданным валом от механизма отбора мощности в коробке передач. Включается вал лебедки рычагом, расположенным в отделении управления.
Все оси автомобиля ведущие. Передняя ось подвешена на полуэллиптических рессорах, а средняя и задняя оси установлены на балансирной рессорной подвеске.
Балансирная подвеска обеспечивает постоянное распределение веса машины между осями независимо от дорожных условий. Каждая из двух задних рессор представляет собой равноплечую балку, концы которой опираются на среднюю и заднюю оси машины.
Максимальная скорость движения: на суше—• 80,5 км/час, на воде — 9,5 км/час; радиус поворота на суше— 10,5 м. Наибольший угол спуска и подъема — 30°. Размеры десантного отделения: длина — 3780 мм, ширина-— 2080 мм, высота — 710 мм. Высота надводного борта (при нагрузке) в носовой части — 610 мм, в корме — 406 мм.
Для снижения удельного давления на грунт при преодолении труднопроходимых участков местности и при выходе на берег с илистым грунтом автомобиль оборудуется специальным приспособлением для укладки сетчатых покрытий. Сетка состоит из одной полосы, ширина которой примерно равна ширине машины. Для удобства транспортирования сетка свертывается в рулон.
Плавающий автомобиль «Дак» используется также в качестве самоходного парома вместо наплавных мостов, обладающих, по мнению зарубежных специалистов, наибольшей пропускной способностью, но являющихся хорошей целью для современных средств поражения.
При движении на суше звено моста находится на плавающем автомобиле «Дак» в сложенном виде. Соединение нескольких таких машин на воде образует самоходный паром или мост.
Дальнейшим усовершенствованием плавающего автомобиля «Дак» является плавающий трехосный автомобиль «Су пер да к» (рис. 64), изготовленный на базе автомобиля М135. Кабина автомобиля «Супердак» изготовлена из пластмассы; эластичные шины приспособлены
115
для движения в условиях пустыни; система накачивания и регулирования давления воздуха в шинах, гидромеханическая силовая передача и самоблокирующийся дифференциал усовершенствованы. Силовые агрегаты монтируются на раме.
Рис. 64. Плавающий трехосный автомобиль «Супердак»
Вес автомобиля без груза — около 7 т, грузоподъемность— 2,5 г, но она может быть повышена: на суше — до 3,6 г, на воде—-до 4,4 т. Двигатель мощностью 145 л. с., карбюраторный.
Скорость движения автомобиля на суше по шоссе — 80 км/час, на воде — до 11 км/час. Увеличение объема грузового отделения (по сравнению с объемом грузового отделения автомобиля «Дак») с 5,5 до 9,5 м3 обеспечивает транспортировку более емких грузов: на автомобиле «Супердак» можно переправить 27 десантников или 105-лш гаубицу.
Давление воздуха в шинах высокой проходимости пониженное; регулируется оно с помощью центральной системы накачки из отделения управления, что сокращает время, потребное для изменения давления воздуха в шинах при эксплуатации. Воздух для накачки шин подается от компрессора тормозной системы. Для надежного торможения автомобиля установлен клапан ограничения падения давления воздуха в пневматическом приводе тормозов. Вместо водяного руля для управления машиной на воде используется гребной винт, поворачивающийся примерно на 30° в обе стороны.
Обтекаемая форма носовой части автомобиля уменьшает сопротивление движению на воде. Для увеличения безопасности плавания высота надводного борта автомо-
116
биля доведена до 800 мм (вместо 610 мм в носовой части на автомобиле «Дак»). Запас топлива — 454 л.
На рис. 65 показан плавающий трехосный автомобиль «Галл» грузоподъемностью 5 т. От предыдущей модели он отличается обтекаемой формой носовой части (что обеспечивает меньшее сопротивление при движении на воде) и пластмассовым корпусом (что исключает его коррозию в соленой воде).
Рис. 65. Плавающий трехосный  автомобиль «Галл»
Трехосный плавающий автомобиль «С толу орт» (рис. 66) имеет много узлов, общих с узлами бронеавтомобиля «Саладин» и бронетранспортера «Сарацин». Одна из особенностей компоновочной схемы автомобиля— равнорасположенное размещение осей: передняя и задняя оси находятся на одинаковом расстоянии от сред-' ней оси. Все оси ведущие.
Грузоподъемность автомобиля 5000 кГ, длина 6120 мм, ширина 2500 мм, сухой вес 8400 кГ.
На автомобиле установлен восьмицилиндровый рядный карбюраторный двигатель «Роллс-Ройс В-81» мощностью 220 л. с.
Крутящий момент от двигателя передается через пятиступенчатую коробку передач к раздаточной коробке, в которой вмонтирован дифференциал. Далее момент передается к колесам средней оси и от них через конические редукторы и карданные валы раздается по бортам на передние и задние колеса. Для увеличения крутящего мо-
8    М.  Г.  Редькин
117
мента в картере ступицы каждого колеса размещен понижающий планетарный редуктор.
Управляемой является не только передняя пара колес, но и средняя. Это уменьшает радиус поворота автомобиля. Для облегчения вождения автомобиля в рулевое управление введен гидравлический усилитель. Управление на плаву от рулевого колеса.
Рис. 66. Плавающий трехосный автомобиль «Столуорт»
В отличие от других автомобилей на автомобиле «Столуорт» установлены дисковые тормоза фирмы «Данлоп». Диаметр тормозных дисков — 406,4 мм. В качестве движителя на воде применены два водомета, размещаемые в тоннелях корпуса над задними колесами. Для этой же цели могут использоваться и колеса автомобиля.
Максимальная скорость движения автомобиля на суше— 88 км/час, на воде — 9,25 км/час.
«Столуорт» способен преодолевать препятствия: угол подъема до 25°, высоту вертикальной стенки — до 0,457 м и рвы — шириной до 1,75 м.
Усовершенствование узлов и механизмов плавающего автомобиля «Супердак» привело к появлению четырехосного плавающего автомобиля «Д рей к» (рис. 67). Этот автомобиль предназначен для переправы артиллерийских орудий, грузовых автомобилей и других грузов весом до 7—8 т. Автомобиль имеет четырег ведущие оси. Высота его — 3350 мм, длина — 12800 мм, ширина — 3000 мм. Для уменьшения веса автомобиля и предотвраще-
118
ния коррозии в  морской воде корпус его изготовлен  из сварных дюралюминиевых листов.
На автомобиле установлены два двигателя мощностью 155 л. с. каждый и две силовые передачи такой же конструкции, как на автомобиле «Супердак». Один из двигателей приводит в движение первую и третью оси, другой — вторую и четвертую. При выходе из строя одного двига-
Рис. 67. Плавающий четырехосный автомобиль «Дрейк»
теля автомобиль может продолжать движение как на суше, так и на воде. При движении по твердому грунту передние оси могут быть выключены. Автомобиль будет двигаться с помощью двух задних осей, при этом правый двигатель будет вращать четвертую ось, а левый двигатель — третью.
Для движения вперед имеются 12 передач. В качестве движителя на воде используются гребные поворачиваемые винты, каждый из которых приводится в действие одним двигателем. Для лучшей маневренности машины на воде гребные винты могут вращаться в разные стороны. Во избежание поломок при движении на суше гребные винты убираются в тоннель и опускаются с помощью пневмоци-линдров, приводящихся в действие от двигателей.
Обычные листовые рессоры на автомобиле «Дрейк» заменяет пневматическая подвеска, обеспечивающая хорошую амортизацию при движении по плохой дороге. Давление воздуха в подвеске регулируется автоматически в соответствии с полезной нагрузкой. При движении на воде возможен некоторый подъем колес в специальные ниши корпуса. Это уменьшает сопротивление и увеличивает скорость движения машины. В поднятом положении колеса выступают ниже днища корпуса на 380 мм. Высота надводного борта при нагрузке 7257 кГ составляет 812,8 мм,
8*                                                                                             119
а без груза — J066 мм. Запас плавучести автомобиля «Дрейк» 50%. Расход топлива для питания двух двигателей при движении на воде — около 95 л/час. '
Два центробежных водооткачивающих насоса откачивают воду, попавшую внутрь корпуса. Кроме того, на машине установлены лебедка и централизованная система для накачки и регулирования давления воздуха в шинах. Размер шин 14,7 X 20". Колеса одинарные.
Для десантирования пехоты с судов в Англии создан четырехосный плавающий а в т о м о б и л ь- «Т е р-рапин I», все колеса которого ведущие. Корпус автомобиля несущего типа. Вес автомобиля без груза — 10,5 т, максимальная грузоподъемность — 4,5 т; максимальная скорость движения на суше — 30 км/нас, на воде — 9 км/час.
Корпус автомобиля сварной, водонепроницаемый, изготовляется из листовой стали. Носрвая и кормовая части корпуса скошены (для обеспечения необходимых углов въезда и съезда и для достижения требуемой скорости движения на воде).
В средней части корпуса расположены силовое отделение и отделение управления, в котором находится водитель и размещены все органы управления. В задней части корпуса имеется площадка для пассажиров или перевозимого груза.
На автомобиле установлены два карбюраторных двигателя мощностью по 85 л. с., которые раздельно приводят в движение ведущие колеса обеих сторон. Привод к колесам "осуществляется на правый борт от правого двигателя, на левый — от левого двигателя. Крутящий момент от двигателей передается на две коробки передач и далее через карданные валы с универсальными шарнирами поступает к раздаточным коробкам, от которых осуществляется привод к гребным винтам. Гребные винты отключаются с помощью кулачковых муфт. Привод на колеса от раздаточных коробок осуществляется через червячное колесо.
В машине нет упругих элементов подвески колес. Толчки, воспринимаемые колесами на неровностях, смягчаются и поглощаются только пневматически (шинами), поэтому при преодолении препятствий кратковременно перегружаются рама, силовая передача и шины автомобиля. Размер шин— 12,75X24".
Передвижение по воде осуществляется с помощью двух гребных винтов диаметром по 457 мм, приводимых в действие карданными валами от раздаточных коробок.
120
На воде машина управляется с помощью рулевого колеса. Руль расположен непосредственно за гребными винтами по продольной оси машины.
На суше машина управляется изменением числа оборотов двигателей. Для поворота машины нужно увеличить число оборотов двигателя с той стороны, которая является наружной при повороте.
Чтобы уменьшить трение шин при повороте машины на твердом грунте, передние колеса постоянно приподняты.
Для откачивания воды, попадающей в корпус машины, установлены ручные насосы производительностью по 56 л/мин.
На рис. 68 показан четырехосный автомобиль «Т е р р а п и н II» (модификация автомобиля «Терра-пин I»).
Общий вес автомобиля — 16,5 т, в'ес без груза—11,5 т, грузоподъемность — 5 т. Длина машины — 9265 мм, ширина— 2694 мм. Ширина колеи — 2286 мм. Дорожный просвет— 355 мм. Максимальная скорость движения «Терра-пин II» на суше 40 км/час, на воде 10 км/час.
Корпус монтируется на продольных и поперечных балках. Продольные балки служат опорой для кожухов осей, расположенных с левой и правой сторон машины. Концы осей проходят через водонепроницаемые уплотнения корпуса и выходят наружу. На концы осей насаживаются ступицы ведущих колес.
На автомобиле установлены два форсированных двигателя. В отличие от автомобиля «Террапин I» они передвинуты вперед. Это увеличило размеры грузового отделения. Место водителя оборудовано между двумя двигателями.
Крутящий момент от двигателей передается через сцепления коробкам передач, а усилия от коробок передач передаются (посредством карданных валов с универсальными шарнирами) двухступенчатым демультипликаторам, смонтированным в передней части раздаточных коробок. От раздаточных коробок мощность передается на колеса машины, гребные винты и механические насосы. Кроме того, от раздаточной коробки левого борта приводятся в действие компрессор, подающий сжатый воздух для накачки шин, и стеклоочиститель. От раздаточной коробки правого борта приводится в действие лебедка с тяговым усилием 5,4 т.
Охлаждение двигателей водяное. Радиаторов два. Расположены они в передней части автомобиля. Увеличение
121
Рис. 68. Плавающий четырехосный автомобиль «Террапин II»
скорости движения на воде потребовало улучшения системы охлаждения: установлены мощные вентиляторы в плотно подогнанных кожухах с плавными закруглениями. Для дополнительного охлаждения двигателей при движении автомобиля на воде в нишах передней части корпуса под главными радиаторами установлены дополнительные подводные радиаторы.
Колеса от раздаточной коробки приводятся во вращение через червячную пару. Упругих элементов подвески колес в машине нет. Размер шин—14,25X20".
Машина снабжена системой накачки и регулирования давления воздуха в шинах. Система состоит из двухцилиндрового воздушного компрессора производительностью 0,36 м3/сек, резервуара с обеспечивающим постоянное давление в нем (в пределах 5,6—7 кГ/см2) регулятором, кранов и трубопроводов, позволяющих изменять давление воздуха в шинах во время движения автомобиля.
Движение на воде осуществляется посредством двух трехлопастных винтов диаметром по 695 мм. Максимальное число оборотов гребных винтов — 660 в минуту.
На суше автомобиль тормозится смонтированными на четырех колесах тормозами. Привод ножного тормоза гидравлический, ручного — механический.
Машина дифференциала не имеет. На воде она управляется двумя рулями, расположенными в корме. Радиус поворота на воде — 24,3 м.
На машине установлены, кроме ручного насоса для откачивания проникшей в корпус воды, два насоса механического действия производительностью по 190 л/мин. Механические насосы имеют свободный ход, чтобы при обратном ходе не откачивалась вода, которой заполняется насос до начала его работы.
Плавающий четырехосный автомобиль ХМ-521 (рис. 69) предназначен для перевозки личного состава (14 человек) или грузов весом не более 2265 кГ. Все оси автомобиля ведущие, а две передние — еще и управляемые. Собственный вес автомобиля —2061 кГ, длина — 5760 мм, ширина — 2185 мм, высота — 2360 мм.
Дорожный просвет может изменяться в зависимости от дорожных условий. Так, при движении по шоссе он составляет 336 мм, а при движении по пересеченной местности увеличивается до 463 мм.
Кабина расположена в передней части над двигателем, что обеспечивает водителю хороший обзор пути.
123
На автомобиле установлен четырехцилиндровый горизонтальный двигатель воздушного охлаждения мощностью 105 л. с. Блок цилиндров выполнен из алюминиевого сплава. Двигатель охлаждается двумя вентиляторами, установленными с каждой стороны блока цилиндров. Вентиляторы приводятся в движение с помощью ремней. Воздухоочиститель сухой, войлочного типа, расположен под щитком в кабине водителя.
Рис.  69. Плавающий четырехосный  автомобиль ХМ-521
Максимальная скорость движения автомобиля на суше— 88 км/час, на воде — 8 км/час.
Плавучесть автомобиля обеспечивается водоизмещением корпуса и шин. Корпус' несущего типа (см. рис. 26). Коробка передач механическая, четырехступенчатая, с ручным управлением и повышающим редуктором, что дает возможность получить восемь передач вперед и две назад. Для бесшумного и безударного включения шестерен вторая, третья и четвертая передачи синхронизированы.
От коробки передач мощность передается двухступенчатой раздаточной коробке, размещенной в центре автомобиля, а от нее — к двойным главным передачам.
Для предотвращения буксования автомобиля на скользком или мягком грунте дифференциалы, смонтированные в главных передачах, имеют самоблокировку.
Подвеска независимая, комбинированная (пневматическая и пружинная). Тормоза автомобиля колодочные с гидравлическим приводом.
В качестве движителя на воде установлены два гребных винта диаметром 304 мм с приводом от коробки отбора мощности. Винты вращаются в разные стороны.
124
На рис. 70 показан плавающий автомобиль «Нобел» с 20 колесами: 16 ведущими и 4 дополнительными, свободно вращающимися. Расположенные в передней части автомобиля неведущие колеса значительно облегчают преодоление препятствий.
Корпус автомобиля изготовлен из стекловолокна и специальной резины. Вес снаряженного автомобиля—ЮООкГ.
Рис. 70. Плавающий автомобиль «Нобел»
Грузоподъемность —6 человек (или 4 человека и 200 кГ груза).
В автомобиле «Нобел» установлен карбюраторный четырехцилиндровый двигатель «Фольксваген» воздушного охлаждения мощностью 30 л. с. с горизонтально-оппозитным расположением цилиндров.
Подвеска всех колес независимая. Максимальные скорости движения автомобиля на суше — около 70 км/час, на воде — 9,3 км/час.
В целях повышения грузоподъемности и для создания возможности движения по бездорожью в США разрабатываются машины (автопоезда) типа «Гоуэр», предназначенные для перевозки различных военных грузов, топлива и др. Первый из этой серии — автопоезд ХМ-437 — показан на рис. 71.
Автопоезд состоит из двух частей, каждая из которых имеет по одной оси. Передняя часть представляет собой тягач, а задняя — полуприцеп.
125
Основные данные автопоезда ХМ-437 следующие: собственный вес тягача—10,95 т, полуприцепа — 4,73 г. Грузоподъемность автопоезда—13,6 т. Габаритные размеры: длина—11000 мм, ширина — 3000 мм, высота кабины — 3000 мм, высота кузова — 2700 мм. Дорожный просвет — 760 мм. База — 7300 мм.
Рис. 71. Плавающий автопоезд ХМ-437
Особенностью силовой передачи автопоезда является электрическая передача (электропривод) задних колес.
В передней части тягача установлен V-образный восьмицилиндровый двигатель — дизель 8V-71 мощностью 274 л. с. Он приводит во вращение электрогенератор с максимальным напряжением 518 в при частоте 200 гц.
В генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую. Электрический ток питает электродвигатели задних колес и рулевого управления, приводя во вращение их валы. Таким образом, электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.
Привод на передний мост механический. Коробка передач также механическая, пятиступенчатая. Переключается коробка передач посредством пневмопривода. Раздаточная коробка двухступенчатая. Тормоза многодисковые, установлены на всех колесах. Привод тормозов пневматический. Подвески у колес нет.
126
Плавучесть машины обеспечивается водоизмещением герметичного кузова и шин.
На воде при слабом течении машина движется благодаря вращению колес, а при сильном течении буксируется моторной лодкой, вертолетом или лебедкой
Максимальная скорость движения на суше —51 км/час на воде-5,8 км/час. Запас хода-около 500 км.  Шины
Рис. 72. Плавающий автопоезд «Гама-Гоут»
шестнадцатислойные, низкого давления. Диаметр шин — 1,8 м. Давление воздуха в шинах— 1,75 кГ/смг. Автопоезд поворачивается тягачом относительно полуприцепа на угол до 90Э в каждую сторону, что обеспечивает автопоезду достаточную маневренность.
При эксплуатации автопоезда в обычных условиях (на хороших дорогах) ведущей осью служит передняя ось При движении на низшей передаче и задним ходом включаются колеса с электродвигателями задней оси.
Плавающийавтопоезд «Гама-Гоут» (рис 72) состоит из двухосного тягача и одноосного активного прицепа. Равнорасположенные оси, большой дорожный про-
127
свет, блокирующиеся дифференциалы, независимая подвеска и равномерная нагрузка обеспечивают автопоезду высокую проходимость по пересеченной и заболоченной местности.
Прицеп может быть использован для перевозки личного состава, для транспортировки ракет, армейских грузов, раненых и т. д. Сцепное устройство сконструировано так, что прицеп может поворачиваться относительно тягача не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости. Такая конструкция позволяет машине преодолевать завалы и вертикальные стенки высотой до 800 мм. Колеса тягача ведущие, что в сочетании с активными колесами прицепа и шинами низкого давления повышает маневренные качества автопоезда.
На тягаче установлен двигатель воздушного охлаждения мощностью 80 л. с. Коробка передач четырехступенчатая. Максимальная скорость движения на суше — 80 км/час.
Небольшой вес автопоезда (1,4 т) позволяет транспортировать его по воздуху и десантировать с помощью парашюта.
ГЛАВА   IV
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО  И  КОНСТРУКТИВНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ГУСЕНИЧНЫХ ПЛАВАЮЩИХ
МАШИН
На рис. 73 показан общий вид плавающего танка Т-40, у которого движителем на воде служит гребной винт.
Корпус танка сварной. Для обеспечения наилучшей остойчивости на воде верхняя часть корпуса выполнена
Рис. 73. Плавающий танк Т-40
шире нижней. В передней части корпуса размещены главная и бортовые передачи и механизмы управления. В средней части с правой стороны находится силовое отделение. В задней части корпуса по бокам расположены бензиновые баки. Посредине кормы корпуса имеется ниша для установки гребного винта и рулей.
Для удобства монтажа верхние листы корпуса — передний, задний и над силовым отделением — изготовлены съемными. Воздухоприток закрыт колпаком и находится
129
в корме танка справа. Жалюзи расположены на заднем верхнем листе корпуса.
В корпусе имеются три люка: люк в передней части сверху служит для посадки водителя; люк в колпаке воз-духопритока используется для обслуживания двигателя; люк, расположенный в днище корпуса, — аварийный.
Сверху на корпусе установлена башня, имеющая форму усеченного конуса. В передней части башни сделана
Рис. 74. Плавающий танк МКЛ-ЛВТ(А)1
ниша прямоугольного сечения для установки маски и вооружения. Ниша закрыта броневым щитком, укрепленным спереди на маске. В верхней части башни имеется люк с крышкой.
Размещение агрегатов в корпусе танка Т-40 показано на рис. 20.
Изображенный на рис. 74 плавающий танк МК1-ЛВТ(А)1 вооружен 37-мм пушкой и.тремя пулеметами калибра 7,62 мм. Пушка монтируется в башне. С ней спарен один пулемет. Экипаж танка-—3—6 человек. Броневая защита танка противопульная. Толщина брони 6,3— 12,7 мм.
Боевой вес танка — 14 т, длина — 7900 мм, ширина—; 3300 мм, высота — 2570 мм. Максимальная скорость движения на суше—32 км/час, на воде— 12 км/час. Запас хода на суше — 320 км, на воде — около 95 км. Для внешней связи в танке установлена радиостанция.
130
Семицилиндровый звездообразный карбюраторный двигатель «Континенталь 670-9А» размещен в задней части корпуса. Мощность двигателя — 250 л. с. при 2400 об/мин. Охлаждение двигателя воздушное, сцепление многодисковое.
Для увеличения водоизмещения машины и крепления ходовой части по бортам корпуса размещены пустотелые коробки-понтоны, разделенные перегородками на пять секций. В случае образования пробоин вода заполнит не весь
Рис. 75. Плавающий танк >МК4-ЛВТ(А)4
понтон, а только поврежденные секции, плавучесть танка не нарушится.
Сверху на понтоны устанавливаются по два поддерживающих катка, в задней части — направляющие колеса с приспособлениями для натяжения гусениц, а в нижней части — подвеска с опорными катками. Гусеницы мелкозвен-чатые, с зигзагообразными лопатками, обеспечивающими движение танка на воде. Ширина гусеницы — 352 мм.
Плавающий танк МК4-ЛВТ(А)4 (рис. 75) является модификацией танка МК1-ЛВТ(А)1 и отличается от последнего главным образом вооружением, толщиной брони корпуса и количеством экипажа. На танке МК4-ЛВТ(А)4 установлены гаубица калибра 75 мм и один крупнокалиберный пулемет (12,7 мм). Толщина отдельных лобовых листов увеличена до 25 мм, в результате чего возросли боевой вес (до 17,2 т) и осадка танка, а максимальная скорость движения на воде снизилась до 9,5 км/час и
131
на суше — до 30 км/час. Двигатель, силовая передача и ходовая часть такие же, как на танке МК1-ЛВТ(А)1.
Плавающий танк ЛВТН-6 (рис.76) вооружен гаубицей калибра 105 мм и крупнокалиберным (12,7 мм) пулеметом, установленным на крыше башни.
Рис. 76. Плавающий танк ЛВТН-6
На рис. 77 показан опытный образец плавающего разведывательного         танка «Ш е р и д а н»
(ХМ-551). Боевой вес танка 16 т. В качестве основного оружия применены противотанковые управляемые реактивные снаряды (ПТУРС), «Шилейла», запуск которых производится из \52-мм короткоствольного орудия, допускающего также стрельбу обычными снарядами.
Во многих странах уделяется большое внимание созданию плавающих гусеничных бронетранспортеров, предназначенных для транспортировки пехоты, артиллерийских систем и других военных грузов.
Плавающий гусеничный бронетранспортер" МК2-ЛВТ(А)2 отличается от танка МКД-ЛВТ(А) 1 прежде всего тем, что не имеет башни с вооружением. Существенны различия и в бронировании корпуса и в оборудовании десантного отделения: для увеличения грузоподъемности в бронетранспортере оставлены лишь передние броневые листы и листы над отделением управления.
Боевой вес бронетранспортера— 14,8 т. Экипаж — 4 человека, перевозимый десант — 24 человека.
Корпус, представляющий собой жесткую металлическую коробку, в которой расположены все механизмы машины, делится на три отделения: отделение управления и силовой передачи, грузовое (десантное) и силовое.
132
Отделение управления и силовой передачи расположено в передней части корпуса, в нем находится водитель и размещаются механизмы и приборы управления машиной, силовая передача (сцепление, коробка передач, механизмы поворота и бортовые передачи).
Рис.  77.  Плавающий  разведывательный  танк  «Шеридан»
Грузовое отделение располагается в средней части корпуса, а силовое отделение (двигатель, вентилятор и баки с горючим)—в задней части за перегородкой.
Для придания машине плавучести и для монтажа на ней деталей и агрегатов ходовой части к бортам корпуса, как и у танка МК1-ЛВТ(А) 1, привариваются пустотелые сварные понтоны.
На воде и на суше машина движется с помощью мелко-звенчатой гусеницы с лопатками. При движении машины на воде верхняя ветвь гусеницы находится выше ватерлинии. Поворот при движении на воде и на суше осуществляется торможением одной из гусениц.
Отсутствие гребного винта и руля поворота является отличительной особенностью данной машины.
Дальнейшим развитием плавающего бронетранспортера МК2-ЛВТ(А)2 является бронетранспортер МК4-ЛВТ4 (рис. 78). Особенностью этого бронетранспортера является размещение двигателя впереди, а десантного отделения — в задней части машины. Это позволило
133
создать откидывающийся задний борт и значительно облегчить погрузку на бронетранспортер артиллерийских систем и других военных грузов. Откидывающийся борт одновре-
Рис. 78. Плавающий гусеничный бронетранспортер МК4-ЛВТ4
менно служит аппарелью для входа и выхода десанта. Запас хода бронетранспортера на суше увеличен до 400 км, а на воде —до 120 км.
На рис. 79 схематично показан   плавающий  гусеничный   бронетранспортер МКЗ-ЛВТЗ, известный
Рис. 79. Плавающий гусеничный бронетранспортер МКЗ-ЛВТЗ
134
под названием «Нептун». Боевой вес бронетранспортера— 16,3 г. Экипаж — 3 человека, перевозимый десант — 24 человека. Габаритные размеры бронетранспортера: длина— 7350 мм, ширина — 3300 мм, высота — 2580 мм. Броневые листы корпуса съемные. На бронетранспортере установлены два пулемета.
Характерная особенность бронетранспортера — наличие двух автомобильных двигателей «Кадиллак», установленных по бортам. Это позволяет применять на бронетранспортере двигатели и силовые передачи меньших размеров, изготовляемые для обычных автомобилей. Грузовое отде-
Рис. 80. Плавающий гусеничный бронетранспортер ЛВТП-5
ление бронетранспортера размещено вдоль всей машины. Задний борт откидной.
Плавающий гусеничный бронетранспортер ЛВТП-5 (рис. 80) представляет собой полностью бронированную машину, предназначенную для перевозки десанта и грузов. Боевой вес бронетранспортера 31,75 т, грузоподъемность на суше 8,16 т (или 34 человека), на воде— 5,44 т (или 40 человек с полным снаряжением). Габаритные размеры бронетранспортера: длина — 9040 мм, ширина— 3560 мм, высота с установленным пулеметом — 2920 мм. Экипаж 3 человека.
Корпус бронетранспортера выполнен водонепроницаемым из стальной брони. На бронетранспортере установлен V-образный 12-цилиндровый бензиновый двигатель мощ-
135
ностью 812 л. с. и гидромеханическая силовая передача. Емкость топливных баков 1126 л. Топливо расположено в 12 топливных независимых баках, симметрично расположенных под днищем машины, что повышает ее устойчивость на плаву. Питание двигателя происходит одновременно из двух баков.
Для откачивания воды, просочившейся в корпус бронетранспортера, установлено пять водооткачивающих помп. Четыре из них производительностью 1133 л/мин каждая приводятся от двигателя, пятая производительностью 473 л/мин имеет электропривод и при необходимости включается водителем.
В качестве движителя на воде используются гусеницы шириной 508 мм каждая. Для увеличения скорости движения на воде траки снабжены специальными башмаками. Максимальная скорость при движении на суше 48 км/час, на воде 11 км/час.
Бронетранспортер ЛВТП-5 преодолевает ров шириной 3,65 м, стенку высотой 0,9 м, подъем до 35°. Запас хода при движении на суше 305 км, а на воде — 47 км.
На базе бронетранспортера ЛВТП-5 созданы плавающая бронированная ремонтно-эвакуационная машина ЛВТР-1, спаренная зенитная установка, штабная машина (для размещения личного состава штаба) и инженерная машина (для преодоления минных полей и невзрывных заграждений различного типа).
На машине ЛВТР-1 установлены разборный кран с максимальной грузоподъемностью стрелы 3175 кГ, сварочный агрегат и воздушный компрессор. Для буксирования вышедших из строя машин имеются две лебедки. Предельное тяговое усилие основной лебедки 20412 кГ. Для привода лебедок, генератора и воздушного компрессора на машине ЛВТР-1 установлен вспомогательный двигатель.
Ведутся работы по установке в бронетранспортере газотурбинного двигателя модели 720 мощностью около 900 л. с. Замена поршневого двигателя газотурбинным позволит уменьшить вес силовой установки и силовой передачи с 2950 кГ до 1450 кГ и соответственно увеличить полезную нагрузку бронетранспортера на 2,2 т и повысить скорость движения на воде.
Газотурбинный двигатель занимает лишь 0,25 м3, поршневой— в семь с лишним раз больше (1,84 м3).
Сокращение размеров двигателя и размещение его над
136
силовой передачей позволило передвинуть на 1500 мм назад перегородку силового отделения и тем самым увеличить пространство для груза на 5,9 м3. Плавающий бронетранспортер с газотурбинным двигателем сможет разместить 46 человек (вместо 34 на бронетранспортере ЛВТП-5).
Обороты газовой турбины снижаются до 6000 в минуту с помощью редуктора, от которого крутящий момент передается через дополнительную передачу на расположенный под двигателем параллельный вал. Воздух для газотурбинного двигателя засасывается через всасывающую трубу, размещенную на крыше бронетранспортера, и проходит в силовое отделение через самоочищающийся воздушный фильтр. Выпускные газы выходят через аналогичную выпускную трубу, помещенную также на крыше бронетранспортера.
Модификацией бронетранспортера ЛВТП-5 является плавающий гусеничный бронетранспортер ЛВТП-6 (рис. 81). Отличительная особенность его — установка двигателя «Континенталь» с воздушным охлаждением. При движении бронетранспортера на воде поток воздуха, омывающий двигатель, проходит через охлаждаемый забортной водой теплообменник.
Боевой вес бронетранспортера ЛВТП-6—18,6 т, грузоподъемность на суше — 4,5 т, на воде — 3,6 т (или 20 солдат с полным снаряжением). В нем устанавливается двигатель с герметичной и экранированной системой электрооборудования.
Некоторые плавающие машины, в том числе плавающий гусеничный бронетранспортер М-59 (рис. 82), не имеют специального водоходного (водяного) движителя. Для создания тяги на воде в таких машинах используется гусеничный движитель, применяемый и для движения на суше, без каких-либо дополнительных приспособлений, например лопаток, устанавливаемых на машинах ЛВТ.
Использование гусениц в качестве водоходного движителя упрощает конструкцию и снижает вес машин. Однако максимальная скорость движения на воде достигает всего лишь 6—7 км/час, что не полностью отвечает требованиям, предъявляемым к машинам.
Плавающий гусеничный бронетранспортер М-59 предназначен для транспортировки мотопехоты, перевозки раненых, грузов, а также для использования в качестве по-
9    М.  Г.  Редькин                                                                                           137
движного бронированного средства управления артиллерийским огнем. В нем используются агрегаты подвески легкого танка.
Рис. 81. Плавающий гусеничный бронетранспортер ЛВТП-6
Боевой вес бронетранспортера —21000 кГ Его габаритные размеры: длина —5460 мм, ширина —3250 мм, высота— 2500 мм. Дорожный просвет — 450 мм.
Рис.  82.  Плавающий  гусеничный  бронетранспортер М-59
Броня бронетранспортера противопульная,обеспечивает защиту от огня стрелкового оружия и осколков снарядов.
138
Корпус бронетранспортера сварной, герметичный. Отделение управления расположено в передней части, два силовых отделения — в боковых отсеках, десантное (грузовое) отделение — в средней и кормовой частях машины.
На крыше корпуса впереди справа установлена литая командирская башенка с люком и смотровыми приборами, обеспечивающая круговой обзор. В башенке укреплен крупнокалиберный (12,7-мм) зенитный пулемет. Кроме того, в укладке имеется пистолет-пулемет калибра 11,43 мм.
В качестве приборов наблюдения для механика-водителя используются перископы. Для ночного вождения бронетранспортера в крышке люка может устанавливаться ночной смотровой прибор (перископ). В крыше бронетранспортера имеются люки для погрузки и выгрузки грузов и для доступа к двигателям.
Чтобы вода не заливала носовую часть бронетранспортера при движении на плаву, к переднему наклонному броневому листу шарнирно прикреплен волноотражательный щит, который при движении на суше опускается на корпус машины.
Для обеспечения быстрой посадки и высадки десанта кормовая стенка корпуса выполнена откидной. Она поднимается и опускается при помощи гидравлического привода и служит аппарелью для входа и выхода десанта. На случай ее повреждения предусмотрен выход через специальный люк. Бронетранспортер вмещает 12 человек.
Силовая установка состоит из двух автомобильных карбюраторных шестицилиндровых двигателей. Максимальная мощность каждого двигателя—146 л. с. при 3400 об/мин. Охлаждение двигателей жидкостное. Степень сжатия — 7,2.
Две гидромеханические коробки передач (обеспечивающие четыре передачи для движения вперед и одну передачу заднего хода), карданные передачи, блокируемый двойной дифференциал с двухступенчатым редуктором и тормозами и бортовые передачи составляют силовую передачу.
Подвеска бронетранспортера независимая, торсионная. Гусеничный движитель состоит из двух резино-металличе-ских гусеничных цепей, двух расположенных впереди ведущих колес, двух задних направляющих колес, десяти двойных опорных и шести поддерживающих катков.
Движение и повороты бронетранспортера на воде осуществляются при помощи гусениц. Максимальная ско-
9*                                                                                             139
рость движения на воде — 6,9 км/час, на суше — 51 км/час.
Бронетранспортер может преодолевать подъем до 31°, рвы шириной до 1650 мм, стенки высотой 450 мм.
Среднее удельное давление на грунт (при погружении на 7,6 еж)—0,5 кГ/см2, запас хода — около 190 км.
Бронетранспортер М-59 используется как командирская машина и как база для монтажа пусковых установок, может использоваться в качестве шасси самоходного миномета М-84 калибра 106,7 мм.
Рис. 83.  Плавающий гусеничный  бронетранспортер М-113
Боевой вес самоходного миномета М-84 — около 20 т. Экипаж — 6 человек. Максимальная скорость движения самоходного миномета — около 40 км/час.
Для ведения огня с машины крыша корпуса раздвигается. При стрельбе с грунта используется опорная плита, которая перевозится на кормовом листе корпуса машины.
В зарубежной печати сообщается, что самоходный миномет М-84, как не отвечающий современным требованиям по весу и максимальной скорости, подлежит замене самоходным минометом на более легком шасси плавающего гусеничного бронетранспортера М-113.
Дальнейшим усовершенствованием бронетранспортера М-59 является плавающий гусеничный броне-
140
транспортер М-ИЗ (рис. 83). Он предназначен для перевозки отделения пехоты (12 человек), раненых и грузов, а также как база для создания самоходных установок под 81-мм и 106,7-лш минометы, для монтажа радарных установок зенитного вооружения и пусковых установок управляемых снарядов. Бронетранспортер используется также в качестве подвижного командного пункта, пункта связи и управления огнем. Экипаж—1 человек (водитель).
В бронетранспортере М-113 наибольшее применение нашли легкие сплавы. Это не могло не отразиться на весе машины: он уменьшился почти вдвое. Далеко не последнюю роль сыграло в этом и усовершенствование конструкции (прежде всего уменьшение габаритных размеров и более рациональная компоновка агрегатов и механизмов).
Два двигателя, которые вместе с силовой передачей установлены по бортам бронетранспортера М-59, в бронетранспортере М-113 заменяет один. Размещение его вместе с занимающими сравнительно небольшой объем в правой передней части корпуса коробкой передач и механизмом поворота (см. рис. 21) позволило не только уменьшить габаритные размеры машины, но и увеличить площадь для размещения десанта.
Боевой вес бронетранспортера—10 т. Габаритные размеры: длина — 4810 мм, ширина — 2660 мм, высота — 2190 мм.
Относительно малые габаритные размеры и вес бронетранспортера позволяют транспортировать его по воздуху на самолетах и вертолетах и даже сбрасывать на парашюте.
Бронетранспортер М-113 имеет люк для десанта на крыше, командирский люк, люк механика-водителя и люк в кормовой части. Бронетранспортер .вооружен пулеметами калибра 12,7 мм и 7,62 мм. Броневая защита предохраняет экипаж и десант от ружейно-пулеметного огня.
На бронетранспортере установлены V-образный восьмицилиндровый карбюраторный двигатель жидкостного охлаждения мощностью 215 л. с. при 3900 об/мин и силовая передача «Аллисон» ТХ200-2Х, включающая одноступенчатый гидротрансформатор с блокировочным фрикционом. Гусеницы бронетранспортера плоские, бесшумные в работе. Удельное давление на грунт — 0,503 кГ/см2. Емкость баков бронетранспортера — 300 л. В бронетранспортере установлены радиостанция и танко-
141
вое переговорное устройство для связи водителя с командиром машины.
Бронетранспортер приспособлен для эксплуатации как в обычных условиях, так и в условиях Арктики, для чего на нем имеются средства обогрева, позволяющие эксплуатировать его при низкой температуре. Он может преодоле-
Рис.   84.   Плавающая   штабная   машина   ХМ-577   (модификация
М-113)
вать подъем до 31° и крен до 16,5°, ров шириной 1675 мм и вертикальную стенку высотой 610 мм. Запас хода на суше — 320 км.
Плавучесть обеспечивается водоизмещением корпуса. В качестве движителя на воде используются гусеничные ленты.
В системе электрооборудования применены две 12-е аккумуляторные батареи. Система зажигания водонепроницаемая и полностью экранирована. Бронетранспортер М-113 используется как база для создания штабных машин (рис. 84) и пусковых установок для запуска управляемых противотанковых снарядов SS-11. Пусковая установка поворачивается на шарнирах, что позволяет заряжать ее изнутри бронетранспортера. Управляет снарядами командир из командирской башенки, расположенной в центре крыши бронетранспортера.
142
На базе плавающего гусеничного бронетранспортера М-113 создано шасси ХМ-546, на котором разрабатывается войсковой автономный самоходный зенитный ракетный комплекс «М ауле р» (рис. 85), предназначенный для борьбы с низко летящими самолетами и вертолетами, а также с тактическими неуправляемыми снарядами типа «Онест Джон».
Комплекс «Маулер» с расчетом и боевой платформой весит около 11,3 т.
С  бронетранспортера М-113 для шасси ХМ-546 зенитного ракетного комплекса «Маулер»   применяются   V-образный   восьмицилиндровый двигатель «Крейслер» мощностью 215 л. с., силовая передача, гусеничные ленты и подвеска.
Габаритные размеры шасси: длина — 5760 мм, ширина— 2540 мм, высота—1917 мм. База — 2820 мм. Максимальная скорость движения — 64 км/час.
Плавучесть обеспечивается водоизмещением корпуса.
В комплекс входят гусеничное самоходное шасси, комплект зенитных управляемых ракет и поворотная боевая платформа, на которой размещены пусковая установка с механизмами управления ею и антенная система радиолокаторов наведения и слежения.
Система наведения снаряда комплекса «Маулер» полностью автоматизирована. В ней используются радиолокационная аппаратура, а также моделирующие и цифровые устройства.
Для обеспечения возможности ведения огня с ходу боевая платформа имеет систему стабилизации, подобную той, которая применяется для стабилизации орудия в танке.
Рис. 85. Войсковой автономный самоходный зенитный ракетный комплекс «Маулер»:
/ — управляемые ракеты; 2 — радиолокаторная установка;   3 — фара
143
На боевой платформе в кабине размещаются пульт управления, счетно-решающее устройство, аппаратура связи и рабочие места для двух операторов.
В отдельном отсеке установлена газовая турбина.
На самоходном комплексе «Маулер» установлен гидравлический силовой привод для наведения пусковой установки по углу возвышения, для стабилизации и вращения антенны обнаружения цели, для подъема и опускания колонки антенны.
Снаряды размещаются в легких ящиках — контейнерах.
Контейнер состоит из корпуса, крышек (передней и задней) и рукоятки. Он используется так же, как направляющая труба при запуске.
Для облегчения конструкции и создания необходимой жесткости корпус контейнера изготовлен из алюминиевого сплава с двойными стенками; пространство между стенками заполнено пенопластом. Имеется дополнительный вкладыш из пенопласта, поддерживающий снаряд внутри контейнера. Он предохраняет аппаратуру снаряда от резких ударов при движении шасси.
Снаряд «Маулер» состоит из четырех отсеков. В головном (приборном) отсеке снаряда установлены электронная аппаратура и приборы системы наведения. Далее размещен второй отсек с боевой частью. В третьем отсеке размещен реактивный двигатель, работающий на твердом топливе. И, наконец, в четвертом (хвостовом) отсеке установлены две термические батареи для питания снаряда электроэнергией, газогенератор, силовой привод и воздушные рули.
Экипаж машины состоит из трех человек: оператора, механика-водителя (он же радист) и командира. Управляет снарядом один человек.
Машина приспособлена для транспортировки по воздуху, а также для сбрасывания с парашютом.
В качестве транспортных средств предполагается использовать вертолеты и обычные транспортные самолеты.
Взамен неплавающих самоходных установок М-52 и М-44 в США на базе бронетранспортера М-113 разработаны плавающие самоходные установки Т195Е1 (со 105-лш гаубицей) и Т196Е1 (со 155-лш гаубицей). В шасси М-113 внесены изменения — число катков с каждой стороны увеличено до семи, а высота корпуса несколько уменьшена.
Боевой вес новых самоходных установок Т195Е1—около
144
16 г, а установок Т196Е1 —около 18 г, т. е. примерно в полтора раза меньше, чем вес самоходных установок М-52 и М-44 со стальным бронированием.
По сообщениям зарубежной печати, изготовляемые из алюминиевых сплавов агрегаты, узлы и детали по прочности не уступают стальным.
Особенность самоходных гаубиц — большая маневренность огня, достигаемая благодаря установке орудий во вращающейся башне. В зарубежной печати сообщалось,
Рис.  86.  Плавающий гусеничный  бронетранспортер М-114
что самоходная гаубица калибра 105 мм обладает хорошей остойчивостью и может вести огонь на плаву.
Башни новых самоходных установок конической формы имеют большой диаметр погона (2540 мм), что обеспечивает свободное размещение в них экипажа, вооружения и механизмов.
На рис. 86 показан плавающий гусеничный бронетранспортер М-114, предназначаемый для разведки и нередко используемый как командирская машина.
Боевой вес бронетранспортера —6,1 т. Экипаж состоит из трех человек: командира, водителя и радиста. Габаритные размеры: длина —4470 мм, ширина —2336 мм высота — 2290 мм.
Малый вес бронетранспортера достигнут в основном за
145
счет изготовления корпуса и башни из алюминиевых сплавов. Верхний и нижний лобовые листы корпуса расположены наклонно, а бортовые и кормовой — вертикально.
Во вращающуюся башенку конической формы установлен 12,7-мм пулемет. Для ночного вождения машина оборудована инфракрасной аппаратурой ночного видения.
Гусеничный движитель состоит из двух ленточных гусениц, четырех опорных катков на каждой стороне, ведущих и направляющих колес и натяжного устройства. Для улучшения сцепления гусениц с грунтом на них на равном расстоянии одна от другой укреплены облегченные поперечные грунтозацепы из алюминиевого сплава.
Рис. 87. Бронетранспортер FV-432
Верхняя ветвь гусениц ложится непосредственно на опорные катки. Поддерживающих катков в бронетранспортере М-114 нет. Максимальная скорость движения бронетранспортера по суше —56 км/час, на воде —6,1 км/час. Максимальный преодолеваемый угол подъема —31°.
Бронетранспортер приспособлен для сбрасывания с парашютом.
На рис. 87 изображен бронетранспортер FV-432, предназначенный для перевозки пехоты. В отличие от других плавающих бронетранспортеров плавучесть у него создается не объемом корпуса, а с помощью специальных средств, в связи с чем бронетранспортер преодолевает водные преграды не с ходу, а после предварительной подготовки.
146
Бронетранспортер вмещает, включая водителя, 12 человек..
Корпус изготовлен из стальной брони, бортовые и кормовые листы расположены вертикально. Броня защищает экипаж и десант от пуль и осколков мин и снарядов.
Силовое отделение размещено в передней части машины слева. Рядом с двигателем крепится сиденье водителя. Десантное отделение расположено сзади. Десант выходит через дверцу.
В крыше корпуса машины смонтированы три люка: для водителя, командира и десанта. Снаружи на корпусе установлен 7,62-лш пулемет, огонь из которого ведет командир машины.
В передней части корпуса на шарнирах укреплен вол-ноотражательный щит.
Опытные образцы бронетранспортера FV-432 отрабатывались с бензиновым двигателем В81. На серийных машинах устанавливают многотопливные двигатели серии «KN», которые взаимозаменяемы с двигателями В81.
Подвеска машины аналогична подвеске бронетранспортера М-113. Для смягчения ударов в подвеске передних и задних катков установлены телескопические амортизаторы. С каждой стороны машины имеется по два поддерживающих ролика. Для повышения к. п. д. гусеничного движителя на воде поверх гусеницы на близком расстоянии от нее смонтирован резиновый кожух. Гусеничные ленты имеют резиновые втулки и съемные резиновые подушки. Резиновые подушки амортизируют удары при движении машины по каменистому грунту и предохраняют от разрушения дорожные покрытия.
На базе плавающего бронетранспортера М-113 разработан гусеничный транспортер ХМ-474 (рис.88). Этот транспортер используется для транспортировки и запуска баллистической ракеты «Першинг» оперативно-тактического назначения.
Состоящая из снаряда, стартового оборудования, средств связи, системы управления огнем и силового агрегата система и расчет размещаются на четырех таких транспортерах.
Транспортер представляет собой легкую гусеничную машину со сварным алюминиевым корпусом. Детали корпуса штампованные. Вес транспортера в снаряженном состоянии— 5400 кГ. Грузоподъемность его — 5000 кГ, дли-
147
на —5505 мм, ширина —2540 мм, высота—1498 мм Порожный просвет —406 мм.                                              '
Для обеспечения плавучести транспортера устанавливается каркас из прорезиненной ткани.
На^транспортере установлен восьмицилиндровый V-об-разнъга двигатель «Крейслер» 75М мощностью около
?1О Л.   С.
Рис.  88.   Гусеничный   транспортер  ХМ-474  с  установленной  ракетой «Першинг»
Коробка передач шестиступенчатая, автоматическая ТХ-200 фирмы «Аллисон».
Двигатель в сборе с силовой передачей устанавливается в передней части машины справа. Впереди коробки передач размещен дифференциальный механизм поворота, ведомые валы которого через карданные валы и универсальные шарниры передают мощность на бортовые передачи.
Ходовая часть транспортера состоит из десяти сдвоенных опорных катков с торсионной подвеской, двух ведущих колес (расположенных в передней части)', двух задних направляющих колес и резино-металлических гусениц. Для снижения веса транспортера резино-металлические гусеницы предполагается заменить гусеницами из алюминиевого сплава.
Колебания корпуса гасятся установленными на передних и задних катках амортизаторами.
148
Транспортер приспособлен для эксплуатации в различных климатических условиях. Для эксплуатации транспортера в зимних условиях в отделении управления установлен подогреватель.
Легкий вес и небольшие габариты транспортера позволяют перевозить его на самолетах и сбрасывать с парашютом. На воде транспортер приводится в движение и управляется гусеницами. Максимальная скорость движения на суше — 64 км/час, среднее удельное давление на грунт — 0,506 кГ/см2, запас хода — около 320 км. Преодолеваемые препятствия: максимальный угол подъема — 31°, допускаемый угол крена до 15°.
Экспериментальный плавающий гусеничный бронетранспортер ЛВТУХ-2 (рис. 89), известный под названием «Биист», предназначен для перевозки с корабля на берег тяжелых грузов, в том числе тяжелого танка М103-А1 весом 62,5 т.
Рис. 89.  Плавающий гусеничный бронетранспортер  ЛВТУХ-2
Бронетранспортер весит 63 т. Скорость движения на воде—11 км/час, на суше — 20 км/час.
В качестве движителя на воде применены два установленных в корме гребных винта. Бронетранспортер оборудован аппарелью для входа и выхода танка.
На рис. 90 показан плавающий гусеничный бронетранспортер шведской армии, получивший индекс «302». Его боевой вес 13,5 т. Экипаж состоит из 2 человек. Он размещен в передней части бронетранспортера. Перевозимый десант 10 человек (или 2 т груза). Десант размещается вдоль бортов машины. Корпус бронетранспортера броневой, он защищает экипаж десанта от осколков снарядов и
149
пуль. Для быстрой посадки и высадки,десанта в кормовой части машины установлена двухстворчатая дверь.
В передней левой части корпуса смонтирована вращающаяся башня, в которой установлена 20-лш автоматическая пушка. Для стрельбы дымовыми гранатами на машине установлены гранатометы. Для ведения огня в
Рис. 90. Плавающий гусеничный бронетранспортер «302»
крыше корпуса имеются люки с крышками, управляемыми гидравлическим  приводом.
На бронетранспортере установлен двигатель —дизель «Волво» мощностью 270 л. с. Скорость движения бронетранспортера на суше 65 км/час, на воде 7 км/час. Движение и повороты на воде осуществляются при помощи гусениц.
На рис. 91 показан плавающий гусеничный транспортер ГАЗ-47 (ГТС).
Корпус транспортера цельнометаллический, сварной несущего типа. В передней части корпуса размещено силовое отделение, в средней — отделение управления, в задней—грузовое. Силовое отделение отделено от отделения управления перегородкой.
Гусеничный движитель состоит из двух гусениц, двух ведущих колес и десяти опорных катков. Два задних опорных катка одновременно выполняют роль направляющих 150
колес и служат для натяжения гусениц. Передние катки имеют верхние, а задние-—верхние и нижние пружинные ограничители.
Опорные катки с наружным диаметром 700 мм имеют резиновую ошиновку. Подвеска опорных катков индивидуальная, независимая. Торсионные валы цилиндрические, стальные. Верхние ветви гусениц без поддерживающих роликов.
Ведущие колеса двойные, цевочного зацепления, с двенадцатью зубьями, расположены в передней части корпуса. Направляющее колесо отличается от опорного катка усиленными подшипниками и дисками. Гусеницы мелко-звенчатые. Каждая гусеница состоит из 76 литых траков, соединенных стальными пальцами. Натяжение гусениц регулируется перемещением оси направляющего колеса вдоль балансира.
Плавающий гусеничный транспортер М-29С, известный под названием «Ласка», предназначен для эксплуатации в условиях бездорожья, болотистой местности и глубокого снега. Боевой вес транспортера— 2,7 т, грузоподъемность — 540 кГ. Экипаж — два—• четыре человека. Форма корпуса обтекаемая, приспособленная для движения на воде. Длина транспортера — 3194 мм, ширина— 1676 мм, колея— 1143 мм. Длина опорной поверхности гусениц—1980 мм. Дорожный просвет — 265 мм. Ширина трака — 508 мм. Радиус поворота — 3,6 м.
Максимальная скорость движения транспортера на суше— 51 км1час, на воде — 6,5 км/час. Запас хода на суше достигает 280 км. Двигатель («Студебеккер») шестицилиндровый, карбюраторный, водяного охлаждения, мощностью 75 л. с., расположен спереди. Коробка передач механическая с демультипликатором. Механизм ~ поворота — дифференциал.
С левой стороны машины расположено отделение водителя. Задняя половина кузова предназначена для размещения груза и трех пассажиров. Подвеска балансирная, состоит из четырех полуэллиптических поперечных рессор. С каждой стороны имеется по восьми опорных катков, объединенных в четыре тележки. Катки шарнирно соединены с подвеской и жестко скреплены попарно.
В транспортерах более поздних выпусков для увеличения объема добавлены съемные носовой и кормовой отсеки корпуса.
Транспортер М76 «Оттер» — модификация транс-
151
Рис. 91.  Плавающий  гусеничный транспортер  ГАЗ-47
портера М29С, предназначен для транспортировки пехоты и груза при преодолении водных преград и труднопроходимой местности (болото, песок, снег, лед). Этот транспортер используется также в качестве тягача. Основная особенность транспортера М76 состоит в том, что его корпус клепаный, изготовлен из дюралюминиевого сплава.
Рис.  92.  Плавающий  гусеничный  транспортер  Т-116
Вес транспортера без груза — 3,99 г. Грузоподъемность— 1,5 т (или 12 вооруженных солдат), экипаж — два — три человека. Максимальная скорость движения на суше — 45 км/час, на воде — 6,4 км/час.
В транспортере установлен карбюраторный двигатель мощностью 135 л. с. Для обеспечения высокой проходимости по снегу и болотистой местности на транспортере применяют специальные уширенные траки, значительно снижающие удельное давление на грунт. В качестве движителя на воде применены гребные винты.
Взамен плавающего гусеничного транспортера М-29С, созданного в годы второй мировой войны, в США разрабатывается конструкция гусеничного транспортера Т-116 (рис. 92), предназначенного для перевозки десанта и грузов в условиях труднопроходимой местности. Грузоподъемность транспортера Т-116— 10—12 человек (включая водителя), или 1360 кГ груза.
Корпус   транспортера   цельносварной,    изготовлен    из
19    М.  Г. Редькин                                                                                         153
алюминиевого сплава. Кабина выполнена из усиленной стекловолокном пластмассы.
На транспортере установлен восьмицилиндровый двигатель воздушного охлаждения. Гусеничные траки из алюминиевого сплава.
Малый вес транспортера и широкая опорная поверхность гусениц позволяют ему преодолевать пески, заболоченные и обледенелые участки местности, глубокий снег и грязь в период распутицы.
Грузовое отделение, находящееся сзади, во время дождя можно закрывать легким тентом. При эксплуатации транспортера в условиях низких температур может устанавливаться утепленный кузов. Максимальная скорость движения транспортера на суше — 64 км/час. Запас хода— 480 км. Расход алюминиевого сплава на транспортер — 1761 кГ.
Небольшой вес и малые габариты транспортера позволяют перевозить его на военно-транспортных самолетах и вертолетах.
Транспортер может самостоятельно преодолевать внутренние водоемы.
Силовая передача и подвеска транспортера Т-116 такие же, как на плавающем гусеничном бронетранспортере М-И 4.
В последние годы в США и Канаде проводятся большие работы по созданию снегоболотоходов. Эти машины находят широкое применение в различных экспедициях и в армии.
Рассмотрим кинематическую схему плавающего гусеничного транспортера «PAT» или «Аэролл 1». Машина «PAT» состоит из двух гусеничных ведущих звеньев (тягача и прицепа), шарнирно соединенных между собой. От двигателя 1 (рис. 93) мощность через сцепление 2 и коробку передач 3 передается на ведущую звездочку 4, откуда через цепную передачу 5 поступает на ведомую звездочку 6 и разветвляется на два потока. По одному потоку через карданный вал 10 и коническую передачу 11 мощность подается на ведущие колеса 12 гусениц тягача. По другому потоку мощность через карданную передачу 7 и коническую передачу 9 поступает к ведущим колесам 8 прицепа. Управление транспортером осуществляется путем относительного поворота (в плане) тягача и прицепа. Машина весит 2720 кГ.
Особенностью транспортера «PAT» является также на-
154
личие двух развитых гусениц, занимающих почти всю ширину машины. В переднем звене расположены кабина водителя, двигатель, силовая передача и топливные баки. Заднее звено используется для перевозки грузов и людей.
Шаровой шарнир, соединяющий оба звена в единую систему, расположен на продольной оси транспортера ниже уровня пола звеньев.
Поворот осуществляется с помощью троса   и   рулевой
Рис. 93. Кинематическая схема сочлененной гусеничной машины (поезда) PAT:
/ — двигатель;    2 — сцепление;    3 — коробка    передач;    4 — ведущая   звездочка;   5 — цепная   передача;   6—-ведомая   звездочка;   7,   10—•карданные валы;  8— ведущее колесо прицепа; 9,  11 — конические передачи;  12 — ведущее колесо тягача
колонки, в нижней части которой смонтирован барабан. При повороте рулевого колеса барабан поворачивается, и трос, проходящий через систему блоков и закрепленный концами на задней секции машины, перематывается. При вращении барабана трос изменяет угол взаимного расположения звеньев поезда. 80-градусный угол относительного поворота секций в горизонтальной плоскости позволяет получить радиус поворота 2,7 м при общей длине машины 4,35 м.-
Первые машины «PAT» имели двигатели на каждой секции. В дальнейшем стали устанавливать один двигатель «Фольксваген» мощностью 35 л. с. при 3400 об/мин. Двигатель приводит в движение все четыре гусеницы, каждая из которых изготовлена из трех резиновых лент конвейерного типа с металлическими грунтозацепами. Ширина гусеницы примерно 600 мм.
ю*                                                                                       155
Удельное давление машины при полном весе —около 0,035 кГ/см2, что соответствует удельному давлению человека среднего веса, идущего на лыжах.
Расчетная максимальная скорость «PAT» — 40 км/час, однако практически она меньше из-за отсутствия подвески.
«PAT» может плавать со скоростью 4,8 км/час, используя в качестве движителя гусеницы. Платформа заднего звена имеет размеры 1220X1880 мм.
Рис.  94.  Плавающая гусеничная  машина   (снегоболото-ход)  «Аэролл-1»
На рис. 94 показана плавающая гусеничная машина (снегоболотоход) «Аэролл 1», предназначенная для эксплуатации на труднопроходимой местности в пустынных и арктических районах.
Грузоподъемность машины 450 кГ, длина 5000 мм, ширина 2430 мм, высота 2430 мм.
Корпус изготовлен из алюминиевого сплава, сварной. На нем (справа и слева) монтируется по одному пустотелому понтону.
Машина имеет оригинальный движитель, состоящий из резиновых пневматических катков низкого давления, соединенных цепью. Цепь перемещает пневмокатки относительно корпуса, который перекатывается по ним. С каж-
156
дои стороны  машины установлено по   13   пневмокатков.
На машине установлен двигатель мощностью 102 л. с. Скорость на суше составляет 40 км/час, на воде 10 км/час.
Запас хода на суше 120 км, на воде 48 км.
В США разрабатывается экспериментальный образен универсальной гусеничной инженерной машины, предназначенной для инженерных работ, перевозки груза (и людей) и для буксировки неисправных машин.
При использовании машины в качестве скрепера передний борт кузова откидывается вперед гидравлическим приводом. В задней части машины установлен восьмицилиндровый V-образный карбюраторный двигатель мощностью 250 л. с. Охлаждение жидкостное.
Скорость движения машины на воде — 6,5 км/час. Сила тяги на крюке (при загрузке кузова балластом) — 17,5 т.
ГЛАВА V
ПЛАВАЮЩИЕ МАШИНЫ НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ И  НА ВОЗДУШНОЙ  ПОДУШКЕ
Плавающие машины на подводных крыльях
Впервые мысль о возможности движения на машинах с подводными крыльями была высказана в конце 19 в. Нашим соотечественником Ламбертом в 1891 г. изобретение было запатентовано во Франции.
Рис. 95. Теплоход «Ракета»
После этого плавающие машины на подводных крыльях получают все более широкое развитие.
За последнее пятилетие в разных странах было построено большое количество катеров и судов на подводных крыльях. Выдающимся достижением советских кораблестроителей стало детище коллектива завода «Красное Сормово» — крылатый пассажирский теплоход «Ракета» (рис. 95), не имеющий себе равных ни по скорости, ни по маневренности. Летом 1960 г. первый рейс по красавице Волге совершил 150-местный отечественный
158
комфортабельный теплоход «Метеор», скорость движения которого составила 80 км/час.
Прежде чем рассмотреть принцип движения машин на 'подводных крыльях, коротко напомним о глиссирующих (от французского слова «glisseur» — скользящий) судах, впервые появившихся во Франции, скорость которых достаточно высока.
Днище глиссера выполнено в виде площадки, расположенной под некоторым углом к направлению движения судна и приспособленной для скольжения по воде. На малой скорости движения глиссер плавает, как и обычные суда. С повышением скорости давление воды на переднюю часть наклонного днища возрастает, и поэтому корпус приподнимается все выше и выше, пока совсем не выйдет на поверхность воды (т. е. на режим глиссирования). С выходом корпуса на режим глиссирования сопротивление движению глиссера уменьшается, а скорость увеличивается. При максимальной скорости движения глиссера корпус полностью выходит на поверхность воды и скользит, касаясь ее лишь небольшой частью днища — реданом, существенно сокращающим площадь трения глиссера о воду.
Глиссирующие суда могут развивать большие скорости движения (70 км/час и выше), но мореходность их ограничена: даже на незначительных волнах глиссер ударяется днищем о воду и теряет устойчивость. Неприятные физические ощущения, испытываемые экипажем, вынуждают снижать скорость движения глиссера до определенного предела.
Зато суда и плавающие машины на подводных крыльях могут двигаться с высокими скоростями даже при большом волнении водной поверхности.
Подводные крылья представляют собой несущие поверхности, закрепленные на кронштейнах под днищем машины. При малых скоростях движения такие машины преимуществ в скорости перед обычными плавающими машинами не имеют. Более того, погруженные в воду крылья, стойки и гребные валы даже создают дополнительное сопротивление.
Чтобы яснее представить характер нарастания сопротивления, рассмотрим приведенный на рис. 96 график зависимости сопротивления движению от скорости двух катеров (обычного и на подводных крыльях водоизмещением по 80 т).
Сопротивление катера на подводных крыльях в начале
159
движения будет больше, чем сопротивление водоизмещаю-щего катера за счет выступающих частей: крыльев, стоек и гребных валов. Однако возникающая на несущих крыль-
Рис. 96. График составляющих полного сопротивления катера VS-8  на  подводных  крыльях  по  скорости
ях по мере нарастания скорости движения гидродинамическая сила, приподнимает корпус из воды, уменьшая сопротивление воды движению. В результате общее сопротивление начинает уменьшаться. При скорости движения, равной примерно 50 км!час, погруженными остаются только несущие крылья, движитель (гребной винт), руль и частично стойки катера.
Таким образом, подводные крылья при определенной скорости движения поднимают корпус катера из воды. Сопротивление воды заменяется при этом аэродинамическим сопротивлением.
Чтобы уяснить, за счет чего создается подъемная сила крыла, рассмотрим некоторые свойства этого крыла. На рис. 97 показано сечение неподвижного крыла, помещенного в потоке жидкости под некоторым углом атаки а. Рассматривая схему течения потока жидкости, не трудно обнаружить, что на нижней поверхности крыла происходит торможение встречного потока, а на верхней — его ускорение. Согласно закону Бернулли в той части потока, где происходит увеличение местной скорости течения, давление понижается, а там, где скорость уменьшается, давление повышается.
Рис. 97. Возникновение гидродинамической силы Р при   несимметричном обтекании пластины
160
Различные по величине давления на верхней и нижней поверхностях крыла образуют подъемную силу /, пропорциональную коэффициенту подъемной силы Су, плотности р воды, квадрату скорости движения vz и площади 5 крыльев, т., е.
/=cyP.^.s,
yf      2
где Су — коэффициент подъемной силы, зависящий от профиля и угла атаки крыльев; р  — плотность воды, кГ • се/с2/л4; v   — скорость, м/сек; S   — площадь крыльев, ж2.                                       .
Рис. 98. Конструкции подводных крыльев
Подводные крылья должны иметь точно выдержанный профиль, заданные расчетные размеры, гладкую поверхность и необходимую прочность.
Расположение по длине и форма подводных крыльев должны обеспечивать (наряду с минимальным сопротивлением движению) продольную и поперечную остойчивость судна при режиме движения на крыльях.
Для повышения эффективности действия несущих крыльев их продольное сечение выполняется в виде авиационного профиля, установленного под некоторым углом атаки к набегающему потоку (рис. 98). На рис. 98, а показаны крылья, расположенные одно за другим (их называют крылья «тандем»). Такие крылья не выходят на поверхность воды. Угол атаки подводных крыльев должен управляться автоматически в зависимости от высоты подъема корпуса судна над водой или искусственно изменяться за счет их поворота.
Устойчивость судна с V-образными крыльями, пересекающими поверхность воды (рис. 98, б), на ходу обеспечивается уравновешиванием веса судна подъемной силой части оставшихся под водой крыльев.
Равновесие между весом машины и подъемной силой на судах с так называемыми «лестничными» крыльями (так-
161
же пересекающими поверхность воды) обеспечивается той частью крыльев, которая остается под водой (рис. 98,0).
Четвертый тип подводных крыльев — малопогруженные (рис. 98,г), подъемная сила которых может изменяться по мере приближения их к свободной поверхности воды за счет естественного изменения углов атаки крыльев в зависимости от скорости движения.
Чтобы плавающий автомобиль мог двигаться по воде с определенной скоростью, к нему должна быть приложена движущая сила, равная и противоположно направленная силе сопротивления воды.
Рис. 99. Плавающий автомобиль «Флаинг Дак» с подводными крыльями
В качестве движителя на судах с подводными крыльями наиболее часто применяются гребные винты.
При выборе движителя следует помнить, что для отрыва корпуса машины от воды необходимо иметь такой запас тяги винтов, который позволил бы машине преодолеть максимальное сопротивление воды и обеспечить поддерживающую силу, достаточную для полного отрыва корпуса от воды.
На рис. 99 схематично изображена плавающая машина «'Флаинг Дак» с подводными крыльями. Она является модернизацией автомобиля «Дак», в котором изменены носовая часть и шасси, установлен гидропилот для управления носовыми крыльями.
Подводные крылья, полностью погруженные, выполнены по следующей схеме: два передних носовых стреловидных крыла и одно кормовое. Крылья могут быть подняты из воды.
В качестве движителя на воде в автомобиле «Флаинг Дак», как и в автомобиле «Дак», применен гребной винт. Вал для привода гребного винта пропущен через стойку кормового крыла.
162
Рис. 100. Плавающий автомобиль «Гидрофибиан» на подводных крыльях
Автоматически управляемые крылья обеспечивают стабилизацию и управление автомобилем «Флаинг Дак» как в поперечной, так и в продольной плоскости.
Вместо бензинового шестицилиндрового двигателя мощностью 90 л. с. в кормовой части автомобиля установлен газотурбинный двигатель «Лайкоминг» Т-53 мощностью 860 л. с.
По сообщению американской печати, газотурбинный двигатель на плавающем автомобиле «Флаинг Дак» имеет следующие достоинства: соответствие двигателя характеру работы движителей, малый удельный вес, небольшие габариты, надежный запуск в условиях низких температур.
Газовая турбина обеспечивает автомобилю выход на подводные крылья за половину того расстояния, которое требуется для поршневого двигателя.
Однако использование газовой турбины на плавающем автомобиле с подводными крыльями сопряжено с рядом трудностей. Для снижения максимального числа оборотов газовой турбины (с 35000 об/мин] до заданного (1000—1800 об/мин) на плавающем автомобиле «Флаинг Дак» установлены реверс-редуктор и дополнительно к нему ряд цилиндрических и конических передач. Реверс-редук-
163
тор, кроме того, обеспечивает движение автомобиля задним ходом.
Максимальная скорость движения автомобиля «Флаинг Дак» на воде при его весе 13 т составляет 55 км/'час. Без пополнения горючим плавающий автомобиль может работать 5 ч и преодолевать за это время расстояние до 280 км. Размах носовых крыльев — 5,5 м, размах кормового крыла — 3,6 м.
Скорость, при которой обеспечивается выход на крылья, составляет около 22 км/час. Мощность, необходимая для выхода на крылья, — 600 л. с.
На рис. 100 показан опытный образец плавающего автомобиля «Гидрофибиан» на подводных крыльях.
Вес автомобиля в снаряженном состоянии 13,5 т, полезная нагрузка — 5т. Скорость движения на суше — 88 км/час, на воде — 72 км/час.
Машины на воздушной подушке
Проблема движения машин на воздушной подушке еще недостаточно изучена и разработана. В 1927 г. К. Циолковский выдвинул идею о возможности использования аэродинамического поверхностного эффекта для уменьшения сопротивления воды (или земли) движению машин.
В тридцатых годах и позднее в нашей стране под руководством проф. В. Левкова был сконструирован и построен ряд экспериментальных машин на воздушной подушке.
В 1953 г. студент МВТУ Г. Туркин разработал проект, а в 1955 г. построил макетный образец летающего автомобиля на воздушной подушке.
В последующие годы в ряде городов Советского Союза на базе этого принципа были построены и испытаны различные машины.
Центральным технико-конструкторским бюро Министерства речного флота построено судно «Нева» на воздушной подушке.
В США, Англии и других странах также проводятся широкие экспериментальные работы по созданию машин на воздушной подушке.
Принцип движения на воздушной подушке заключается в следующем. Под днищем машины создается уплотненный слой воздуха, который поднимает машину над поверхностью воды (или земли) на небольшую высоту (до 600 мм) и поддерживает ее в движении. Благодаря этому в несколько раз уменьшается сопротивление движению маши-
164
ны и соответственно повышается скорость движения. Машины на воздушной подушке могут передвигаться над различными поверхностями: над водой, снегом, грунтом (грязью, болотом).
Конструктивно машина на воздушной подушке представляет собой несущую платформу, которая поднимается воздушной подушкой, образующейся под днищем вследствие нагнетания воздуха вентилятором. Основная трудность заключается в том, чтобы 'удержать воздух в воздушной подушке.
Сверху воздушная подушка удерживается днищем машины, снизу — опорной поверхностью. Для удержания воздушной подушки с боков применяются так называемые завесы — эластичные юбки, замыкающие воздушную подушку в определенном объеме.
Если для водоизмещающих машин основными компонентами полного сопротивления движению на воде являются сопротивление трения, волновое сопротивление и сопротивление выступающих частей, то для машин на воздушной подушке эти виды сопротивления в общем балансе сопротивлений играют незначительную роль.
Полное сопротивление машины на воздушной подушке при движении над водой состоит из трех составляющих: воздушного сопротивления машины, импульсного сопротивления, обусловленного изменением количества движения массы воздуха, нагнетаемого вентилятором под днище машины, и гидродинамического сопротивления (сопротивления брызгообразования и сопротивления трения части корпуса).
Общая потребная мощность силовой установки машины на воздушной подушке складывается из мощности, затрачиваемой на создание воздушной подушки (мощность подъема), и мощности, затрачиваемой на обеспечение поступательного движения машины.
Для машин камерного типа, имеющих прямоугольную форму платформы в плане, массовый расход QK воздуха определяется его истечением из-под машины:
QK = ^PA|/2ppK,1
где     р — плотность воздуха под машиной; (j,—коэффициент расхода; h — высота висения машины над грунтом;
1 Г.   Ю.   Степанов.    «Гидравлическая    теория     аппаратов   на воздушной подушке». Машгиз, 1963.
165
рк — избыточное   давление   воздуха   под    машиной, равное частному, от деления веса машины  (G) на площадь машины  (F)  в плане; Р — периметр машины по кромкам камеры. Потребную мощность вентилятора   (компрессора)    NK можно определить по формуле
ЛГК = ! .^?QK,
Ч       .?о
где ц
к. п. д. вентиляторной установки, учитывающий все потери (как гидравлические, так и в приводе вентилятора);
Ро — плотность окружающего воздуха, поступающего в вентилятор.
166
Рис. 101. Принципиальные схемы    создания    воздушной    подушки
Известно несколько способов создания воздушной подушки (рис. 101). Укажем наиболее характерные из них. На рис. 101, а показана схема, впервые предложенная проф. В. Левковым, по которой в 1935 г. были построены опытные катера. Воздух компрессором нагнетается под днище, откуда мджет выходить равномерно по всему периметру машины или в определенных местах (в зависимости от конструкции и формы стенок корпуса, от количества подаваемого воздуха). По такой же схеме в США построены опытные образцы автомобилей (рис. 102).
Рис. 102. Опытный автомобиль на воздушной подушке
Схема создания воздушной подушки, показанная на рис. 101, б, применена в моделях SiR-Nl и «Фоллэнд», предназначенных для движения по спокойной водной поверхности. Воздух нагнетается вентилятором в колоколообраз-ную камеру быстрее, чем он может из-под нее уйти. В результате в камере создается избыточное давление, поддерживающее машину на высоте около 600 мм над водой.
На рис. 101, в показана схема создания воздушной подушки нагнетанием воздуха через отверстие под плоское днище машины, а на рис. 101, г — схема создания воздушной подушки с использованием возвратного потока воздуха.
Машины на воздушной подушке с подачей воздуха по первой и второй схемам на воде не остойчивы (при появ-
167
лении крена воздушная подушка не создает восстанавливающего момента). Для обеспечения остойчивости на опытной американской машине XHS-1 подкупольная камера с боков ограничена водоизмещающими лодками, а с носа и кормы — водяными завесами.
Машины, использующие принцип движения на воздушной подушке, кроме высоких характеристик по скорости, нагрузке и проходимости, должны стабильно сохранять заданную высоту подъема, остойчивость во время движения при вертикальной, боковой и килевой качке (и во время движения) и быть достаточно легко управляемыми на всех скоростях.
Следует указать, что машина на воздушной подушке при движении над водой немного погружается в воду, так как воздушная подушка, воздействуя на поверхность жидкости, вытесняет некоторый объем воды из-под днища машины.
Основными элементами машин на воздушной подушке (с сопловой схемой) являются: силовая установка, осевой вентилятор с воздухозаборником, сопловое устройство, движитель, рулевое управление и платформа, расположенная внутри воздушной завесы и воспринимающая равномерно распределенную нагрузку от подушки.
Выбирая конструктивные формы машины на воздушной подушке, необходимо учитывать возможность получения удовлетворительных тактико-технических данных при минимальной мощности ее силовой установки.
По данным зарубежной печати, на машинах с воздушной подушкой наибольшее применение получают двигатели, создающие одновременно требуемую подъемную силу и горизонтальную тягу (поршневые авиационные двигатели, газовые турбины).
В качестве движителей на таких машинах применяются воздушные винты, водометные дв-ижители или гребные винты.
Для повышения проходимости колесного автомобиля со всеми ведущими колесами воздушная подушка может также применена в качестве вспомогательного разгрузочного устройства в сочетании с колесным приводом. С помощью воздушной подушки регулируется давление ведущих колес на грунт и тем самым улучшается проходимость автомобиля на заболоченных участках пути.
На рис. 103 показано судно на воздушной подушке («Нева»), рассчитанное на транспортировку 38 пассажи-
168
ров. Длина его—17 м, ширина — 6 м, скорость движения — 60 км/час.
Корпус «Невы» изготовлен из легких сплавов и пластмасс. Воздушная подушка высотой 50—100 мм создается двумя вентиляторами, установленными в корпусе судна. Вентиляторы приводятся в действие мощным авиационным двигателем. Под платформой образуется воздушная подушка, вместе с которой и двигается судно. Для удержания воздуха под днищем имеются бортовые ограждающие устройства.
Судно SR-N1 «Ховеркрафт» (рис. 104), построенное в Англии в 1959 г., представляет собой плоскодонную эллиптическую (в плане) платформу весом 3,85 т. Длина судна— 9,2 м, ширина — 7,3 м. В средней части платформы имеется вертикальная цилиндрическая шахта, в которой размещен осевой вентилятор / (рис. 104,6), предназначенный для создания воздушной подушки и одновременно для движения судна в горизонтальной плоскости.
Воздушная подушка под судном «Ховеркрафт», ограниченная сверху нижней плоскостью днища 4 судна, а снизу— поверхностью воды, образуется при нагнетании воздуха под днище через два ряда концентрично расположенных по периметру платформы сопел 3. Создаваемые при этом две кольцевые струи воздуха направляются под днище судна под углом около 30° к горизонтальной поверхности и образуют две открытые воздушные завесы.
Движение судна вперед и назад в горизонтальной плоскости осуществляется за счет тяги, создаваемой реактивной струей воздуха, истекающего через специальные каналы, отходящие от вертикальной цилиндрической шахты в горизонтальные сопла. Вентилятор приводится в действие от двигателя мощностью 450 л. с. 70 процентов этой мощности расходуется на создание подушки, а остальные 30 процентов — на создание тяги в горизонтальной плоскости.
Над опорной поверхностью воды судно поднимается на 300 мм. Для обеспечения плавучести судна при неработающем двигателе днище выполнено в виде понтона.
В зарубежной печати сообщалось, что судно «Ховеркрафт» несколько раз пересекало Ла-Манш со средней скоростью 24 км/час.
Для уменьшения мощности двигателей и увеличения высоты воздушной подушки на некоторых машинах объем
П    М. Г. Редькин                                                                                         jgg
Рис. 103. Судно «Нева» на воздушной подушке
Рис. 104. Судно «Ховеркрафт» SR-N1:
а — на  переходе через  Ла-Манш;   б — схема  судна:   / -
вентилятор-   2 — главный   воздушный   канал;   3 — сопла
4 — днище; 5 — кабина
воздушной подушки ограничивается применением боковых вертикальных стенок, называемых «скегами».
Большая плотность воды (в 300—1000 раз превышающая плотность воздуха) делает возможным применение при создании вертикальных стенок подушки водяных завес.
На рис. 105 показан опытный образец судна «Хайд-ростр и к» (США) на воздушной подушке, в ко-
Рис.  105. Опытный образец судна «Хайдрострик» на воздушной подушке:
1 — двигатель; 2 — вентилятор; 3 — люк для всасывания воздуха; 4 — двигатель для вентилятора и водяного насоса; 5—водяная стенка (завеса); 6 — приемный водяной патрубок; 7 — патрубок, обеспечивающий устойчивость водяной стенки; 8 — водяной насос; 9 — водяной коллектор; 10 — сопло
тором применена полузакрытая система завесы. В этой системе сжатый воздух удерживается в воздушной подушке как конструктивными элементами («скегами»), так и искусственно создаваемой водяной завесой (в носовой и кормовой частях), ограничивающими воздушную подушку в определенном объеме.
Водяная завеса образуется следующим образом. Насос забирает забортную воду через водоприемники и подает ее в кольцевой коллектор, из которого вода выбрасывается через находящиеся в днище сопла, создавая сплошную водяную завесу определенной толщины.
Габаритные размеры «Хайдрострик»: длина — 6,1 м, ширина — 3,35 м,
11*                                                                                       171
На судне установлены три двигателя мощностью по 80 л. с. каждый, вентилятор и водяной насос, приводимые в действие от одного из двигателей.
В качестве движителя применены гребные винты, которые приводятся в движение от двух подвесных двигателей.
Высота подъема судна — 600 мм. Воды касаются лишь боковые стенки и гребные винты.
ГЛАВА   VI
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ  ИЗ  ПРАВИЛ  ПЛАВАНИЯ. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ
Правила плавания по рекам обязан знать каждый водитель плавающей машины.
Для обеспечения безопасности движения по рекам применяются специальные (обстановочные) знаки и сигналы. Обстановочные знаки бывают двух видов — плавучие и береговые, а также разделяются на дневные и ночные.
Плавучие знаки указывают безопасное направление фарватера, обставляют мели, камни и затонувшие предметы, предупреждают о глубинах и перекатах. К таким знакам относятся бакены и вехи. Бакены, обозначающие правую границу (по течению реки) фарватера, окрашены в красный цвет, а обозначающие левую границу — в белый. Ночью на бакенах зажигаются фонари: на красном бакене— красный, на белом — белый.
Вехи вместо бакенов устанавливают только для пользования днем.
Береговые обстановочные знаки состоят из указательных (перевальных и створных) и сигнальных (глубинных) вывесок.
Сигнальные мачты устанавливаются в 500 м выше и ниже переката или порога. На верхней части сигнальной мачты имеется перекладина (рея), на концы которой подвешены на веревках сигнальные знаки с указанием глубины и ширины судового хода, причем знаки глубины располагаются на верхнем по течению конце реи, а знаки ширины — на нижнем.
Сигнальными знаками служат: прямоугольные доски, окрашенные в черный цвет (каждая сигнальная доска условно обозначает глубину 100 см); большие шары, окрашенные в красный цвет (каждый большой шар обозначает
173
глубину 20 еж); маленькие шары, окрашенные (на светлом фоне) в черный цвет (каждый маленький шар обозначает глубину 5 см).
Во время движения машины на воде должны соблюдаться следующие водоходные правила:
1.  При встрече двух машин или судов на реке право выбора направления предоставляется машине, идущей по течению (сверху).
2.  При встрече с несамоходными судами и плотами направление движения выбирает самоходное судно.
3.  При встрече машина, идущая по течению   (сверху), обязана дать один продолжительный звуковой сигнал и отмашкой указать машине, идущей против течения  (снизу), борт, с которого разрешается  проход.  Отмашка  производится: днем — белым флагом, ночью — белым огнем от переносной электрической лампы или фонаря. Отмашка повторяется  до  получения  ответного  сигнала   от  встречной или обгоняемой машины.
При обгоне нагоняющая машина дает два коротких звуковых сигнала и один продолжительный и отмашкой указывает обгоняемой машине, с какого борта будет совершаться обгон.
При встрече машин повороты производятся только за кормой. Поворачивать перед встречной машиной запрещается.
При подходе к узким местам рек и к шлюзам следует давать один продолжительный звуковой сигнал.
Скорость течения воды в реке
Для плавания по реке очень важно знать скорость течения воды. Эта величина изменяется в разных реках (и даже в разных местах одной и той же реки) от 2 до 10 км/час.
Течение равнинных рек условно разделяют на слабое (до 0,5 м/сек), среднее (до 1 м/сек), быстрое (до 2 м/сек) и весьма быстрое (более 2 м/сек). Скорость же движения судов и плавающих машин чаще измеряют не в метрах в секунду (м,/сек), а в километрах в час (км/час).
Скорость и направление течения в реке зависят от уклона реки, горизонта и некоторых других условий.
Более быстрое течение воды наблюдается преимущественно в узком прямолинейном месте русла. В половодье течение воды быстрее, чем в межень.
174
Наибольшая скорость течения бывает на наиболее глубокой части русла реки, называемой фарватером. Это судоходная полоса участка водного пути, в пределах которой при низких горизонтах сохраняются судоходные горизонты, не всегда совпадает с серединой реки: на перекатах фарватер приближается к середине реки, а на плесах проходит ближе к размываемому берегу,
У отмелого берега скорость течения воды меньше, чем у обрезного берега. У вогнутых берегов скорость течения наибольшая, у выпуклых'—наименьшая.
Ширину реки измеряют по урезу воды.
Подготовка плавающей машины к преодолению водной преграды
Срок службы машины зависит от того, как соблюдаются правила ее эксплуатации. Машину необходимо содержать в постоянной технической исправности. Для этого следует проводить техническое обслуживание в указанном объеме ив точно установленные сроки.
Кроме осмотра двигателя, силовой передачи и ходовой части, следует тщательно проверить укладку всего имущества и груза. Имущество и груз должны быть равномерно распределены внутри машины и укреплены так, чтобы они не могли произвольно перемещаться. Бочки и бидоны, наполненные жидкими грузами, должны укладываться пробками или горловинами вверх.
Необходимо проверить, не перегружена ли машина, а также наличие и состояние спасательных средств, состояние корпуса машины (отсутствие на нем трещин и не полностью завернутых болтов), сальников, пробок, заглушек и прокладок сливных отверстий.
Следует также проверить состояние механизма включения движителя и работу рулевых устройств, смотровых люков и заслонок воздухопритоков. Если необходимо, подтянуть гусеницы (у гусеничных машин), проверить состояние шлангов и работу водооткачивающего насоса, чистоту входного и выходного отверстий для забортной воды и пр. В плавающих автомобилях следует, кроме того, проверить давление воздуха во всех шинах и создать необходимое давление в зависимости от грунта, по которому предполагается движение. Не рекомендуется двигаться на шинах с пониженным давлением, так как это резко сокращает срок службы шин.
175
Вход в воду
Для входа плавающей машины в воду наиболее подходящим местом является отлогий берег с твердым грунтом (гравий, песок). Не следует входить в воду по мягким, сильно заросшим водорослями, заболоченным и обрывистым берегам.
Входить в воду необходимо под прямым углом к берегу, на малой скорости и желательно без крена. Водитель обязан вести машину так, чтобы не наехать на подводные камни, пни и сваи, не выходящие на поверхность. Входить в воду надо с включенным винтом и с поднятым волноот-ражательным щитом. После того как машина войдет на достаточную глубину и всплывет, следует выключить гусеницы (колеса).
При всплытии машины нужно обязательно проверить дифферент и крен, а также убедиться в отсутствии течи и в исправности откачивающего насоса. При большом поступлении воды в корпус машины течь должна быть устранена.
В случае входа в реку с сильным течением машину необходимо направлять на течение под некоторым углом, чтобы ее не развернуло течением.
Особенности вождения машины на плаву
Режим движения на плаву следует выбирать в зависимости от глубины и ширины водного препятствия.
При достаточной глубине (когда гусеницы или колеса не касаются грунта) и большой протяженности водной преграды плавать следует при включенном только водоходном движителе.
Если водное препятствие имеет небольшую протяженность и неглубокие места или прерывается мелями, на которых машина касается грунта гусеницами или колесами, то, преодолевая его, нужно одновременно включать наземный и водоходный движители. Следует учитывать, что в движении на воде осадка машины увеличивается по сравнению с осадкой на стоянке. Изменение осадки машины зависит от глубины реки, скорости движения, характеристики подводного очертания корпуса и рода движителя.
Практикой установлено, что с изменением режима волнообразования на участках рек с небольшими глубинами осадка машины при движении увеличивается значительно
176
больше, чем на участках с большими глубинами. Осадка машины на мелких участках реки при повышенных скоростях движения увеличивается значительно больше, чем при меньших скоростях движения.
На плаву необходимо избегать резких и крутых поворотов. Уменьшать и увеличивать подачу горючего при движении на воде рекомендуется плавно и постепенно (во избежание продольных колебаний машины).
При плавании водитель обязан вести машину так, чтобы своевременно обходить возникающие препятствия.
Для достижения максимальной скорости движения на воде обороты двигателя необходимо выдерживать такими, чтобы при поднятом волноотражательном щите вода через него не переливалась и не заливала передний лист.
При наличии волн на открытой машине следует установить тент. Не рекомендуется ставить машину бортом под удар волны.
Во время плавания не рекомендуется опускать волно-отражательный щит. Если возникнет необходимость, опустить волноотражательный щит, следует уменьшить обороты двигателя.
Во время плавания машины необходимо внимательно следить за количеством воды, проникшей в корпус, и, если количество воды в корпусе превысит норму, принимать меры для ее удаления и устранения течи.
При наезде машины на какое-нибудь препятствие (мель, перекат), вызывающее остановку или резкий крен на корму или на борт, следует немедленно уменьшить скорость движения, осторожно подать машину назад и объехать препятствие.
Выход машины из воды
При подходе к берегу следует опустить волноотражательный щит, включить гусеницы (ведущие колеса). Приближаясь к намеченному месту выхода, необходимо направить машину перпендикулярно к берегу. Выводить машину из воды нужно на таких оборотах двигателя, которые обеспечивают выход на берег без переключения передач.
Если берег крутой и машина не преодолевает подъема, необходимо съехать в воду задним ходом и, взяв другое направление (также перпендикулярное к берегу), попытаться снова преодолеть подъем (на повышенных оборотах двигателя).
177
Буксирование машины на плаву и при выходе на берег
Буксирование машины на воде является сложным процессом, так как на машину действуют одновременно гидродинамические силы и сила натяжения троса. В результате одновременного действия этих сил машина может занять наиболее опасное положение, при котором трос будет направлен почти перпендикулярно к диаметральной плоскости буксира. При таком положении возможна даже авария.
Для буксирования тягач должен обладать определенными технико-эксплуатационными качествами, обеспечивающими безопасность плавания.
Буксирование осуществляется как однотипными машинами, так и катерами.
Буксирование на спокойной воде осуществляется с помощью двух коротких буксирных тросов, одинаковых по диаметру и длине. Накладывать трос на крюк нужно так, чтобы при ослаблении натяжения он не соскакивал с крюка.
При наличии буксирных крюков на правом и левом бортах машины трос на буксируемой, как и на буксирующей машине, цепляется крест-накрест.
На некоторых машинах применен двойной ролик, могущий при изменении направления движения буксира перемещаться от одного борта к другому по тросу, концы которого закреплены на корме. Такое расположение буксирного устройства повышает устойчивость на курсе буксируемых машин, обеспечивает их лучшую маневренность и облегчает управление ими. Расстояние между буксирующей и буксируемой машинами должно быть не меньше протяженности реактивного потока воды, отбрасываемого движителем буксира. Трогаться с буксиром нужно на малом ходу и как можно плавнее.
При трогании с места, когда возможны рывки, экипажу не следует стоять у кормовой части буксирующей машины (тягача) и у носа буксируемой машины.
Эксплуатационную скорость движения можно давать только при полностью натянутых тросах и при движении буксируемой машины точно по следу тягача. Превышение допустимой скорости движения ведет к серьезной аварии.
Буксирующая машина (тягач) должна двигаться прямо, без резких изменений принятого направления, особенно при прохождении перекатов и откосов.
178
Во избежание столкновения не следует резко изменять скорость движения тягача и (это особенно опасно) внезапно останавливать его.
Выходить на берег с буксируемой машиной следует на минимальной скорости под прямым углом к берегу.
Крутых подъемов при выходе на берег надо избегать. Особенно важно, чтобы тягач при выходе на берег имел хорошее сцепление с грунтом.
Безопасность плавания зависит от совокупности предопределяемых конструктором водоходных качеств (плавучести, остойчивости, непотопляемости, управляемости и др.), а также от того, насколько правильно и грамотно эксплуатируется машина.
Рассмотрим взаимосвязь между навигационными качествами плавающих машин и безопасностью их плавания.
Известно, что основное требование, предъявляемое к плавающим машинам, — их способность плавать на воде при определенной осадке, т. е. обладать запасом плавучести.                                                                                       ,
Если бы машина не имела запаса плавучести, эксплуатация ее была бы невозможна: при малейшей случайной перегрузке   (например, посадке одного лишнего человека или незначительном попадании воды внутрь корпуса)  ма-, шина начинала бы тонуть.
При эксплуатации на плаву машина может по тем или иным причинам получить дополнительную (сверх установленной) нагрузку, например при поступлении воды через пробоину .внутрь корпуса и др. Поэтому для безопасности плавания машины весьма важно знать ее запас плавучести, т. е. ту дополнительную нагрузку, которую машина может принять сверх установленной, оставаясь при этом на плаву.
Мы уже знаем, что запас плавучести машины будет тем больше, чем больше высота ее надводного борта. Поэтому следует помнить, что с увеличением количества груза, принимаемого машиной, объем водонепроницаемой надводной части корпуса уменьшается, однако до определенного предела он остается достаточным для обеспечения безопасности плавания.
При погружении же машины сверх этого предела объем надводной части корпуса окажется недостаточным для безопасного плавания. Всякая перегрузка машины во время эксплуатации, уменьшая ее запас плавучести и высоту
179
надводного борта, ухудшает водоходные качества машины и может привести к аварии.
Вот почему для обеспечения безопасности плавания следует строго соблюдать определенные нормы грузоподъемности, превышение которых не допускается.
Груз в машине должен быть размещен равномерно по всей площади грузового отделения, закреплен или огражден так, чтобы при входе в воду или выходе из воды он не мог сдвинуться.
Это особенно важно при погрузке тяжеловесных грузов. Неправильная их погрузка может стать причиной катастрофы или аварии.
Не менее важно и предъявляемое к плавающим машинам требование остойчивости.
Одна и та же машина в различных условиях может быть и остойчивой и неостойчивой. Если тяжеловесный груз находится внизу (в десантном отделении), то остойчивость машины увеличивается, и наоборот, если груз находится наверху, машина может потерять остойчивость.
Зависимость между остойчивостью машины и безопасностью ее плавания определяется условием, при котором машина не опрокидывается при всех возможных условиях эксплуатации. Эти условия характеризуются изменением нагрузки по величине и расположения ее по высоте, действием сил при повороте машины, неравномерностью расходования грузов (с какого-либо одного борта больше, чем с другого), натяжением буксирного троса и др.
На больших углах крена остойчивость машины зависит от запаса ее плавучести: чем меньше запас плавучести (а следовательно, ниже надводный борт машины), тем хуже ее остойчивость.
Таким образом, высота водонепроницаемого надводного борта определяет не только запас плавучести, но и запас остойчивости машины. Поэтому следить за сохранением водонепроницаемости бортов, люков и лючков нужно особенно тщательно.
Рассмотрим вопрос о непотопляемости машин. Под непотопляемостью будем подразумевать способность машины сохранять водоходные (навигационные) качества (в первую очередь плавучесть и остойчивость) при попадании внутрь машины некоторой массы воды. Оговоримся, что термин непотопляемость нужно понимать как условное определение, так как степень ее неодинакова для различных плавающих машин.
180
Известно, что непотопляемость у судов обеспечивается разделением всего водонепроницаемого объема на изолированные отсеки поперечными и продольными переборками, двойным дном, палубами и платформами. Количество поперечных водонепроницаемых переборок устанавливается в зависимости от рода судна, перевозимых грузов и от района плавания. Непотопляемость же у плавающих машин обеспечивается конструктивными и техническими мероприятиями (установкой водооткачивающих насосов, герметизацией корпуса и др.).
Однако конструктивные и технические мероприятия не могут полностью обеспечить непотопляемость без умелого их применения. Только обученный и натренированный личный состав и отработанная организация его действий ведут к успеху в борьбе за непотопляемость.
При появлении пробоины в корпусе машины прежде всего нужно прекратить поступление воды в него. Для этого следует быстро закрыть пробоину деревянной пробкой, тряпками или досками, затем поставить распорки, которые упирались бы одним концом в доски, а другим —• в какой-либо постамент или переборку.
Количество воды, поступившее в корпус машины, зависит от площади отверстия (пробоины) и от расположения пробоины по отношению к ватерлинии. Количество воды, поступившей в корпус, подсчитывают по формуле
д-=цсо y^gh,
где Q — количество воды, л;
ц — 'коэффициент  расхода,   определяемый   опытным
путем;
со — площадь отверстия в свету, м2; h — расстояние от пробоины до ватерлинии, м. Так, например, через пробоину площадью 0,01 м2, расположенную на 1 м ниже ватерлинии, внутрь машины поступит за одну минуту примерно 2400 л воды.
Очевидно, водооткачивающие средства, имеющиеся на машинах, не могут откачивать такое количество воды. Поэтому вначале следует заделать пробоину, прекратить поступление воды, а затем удалить ее из корпуса.
Безопасность плавания зависит и от технических факторов. Поэтому, чтобы в опасные моменты умело вывести машину из тяжелого положения, экипаж обязан хорошо уметь пользоваться всеми техническими средствами.
181
К техническим факторам, существенно влияющим на безопасность плавания, относятся прочность корпуса, надежность средств управления машиной и противопожарного оборудования, обеспеченность водооткачивающими средствами, средствами связи и сигнализации.
Прочность корпуса существенно влияет на безопасность плавания. При тонкой обшивке корпуса необходимо' опасаться столкновения машины с маши-ной, прохождения камней, величина которых больше дорожного просвета, утерянных >с судов якорей и т. п.
Очень опасны для плавающих машин, имеющих тонкое днище, торчащие топляки (намокшие бревна) и сваи. При задевании за них днищем машине могут быть причинены значительные повреждения. Поэтому за состоянием корпуса машины следует тщательно наблюдать, а при прохождении машины через камни необходимо проверять, нет ли воды в корпусе машины.
Известно, что потеря управляемости 'машины очень опасна и может привести к аварии. Поэтому на многих плавающих машинах устанавливают два движителя и два механизма поворота.
Пожар—одна из наиболее опасных аварий. Экипаж должен уметь, пользуясь установленными на машине противопожарными средствами, изолировать очаг пожара, затушить пламя и сохранить боеспособность машины.
Для борьбы с пожаром в плавающих машинах применяется углекислый газ, обладающий многими положительными качествами: он не портит при тушении агрегаты и механизмы, не проводит электрический ток, хорошо проникает во все скрытые пространства и стабилен при хранении. Однако следует помнить, что длительное пребывание в нижней части корпуса машины, из которой не удален углекислый газ, может привести к обморочному состоянию.
Углекислый газ в качестве средства тушения 'пожаров широко применяется как в ручных огнетушителях, так и в стационарных установках.
Ручной утлекислотный огнетушитель ОУ-2 находится в машине обычно в вертикальном положении. Он действует кратковременно — в течение 25—28 сек.
При работе огнетушителем следует действовать быстро и решительно: как (можно ближе подойти к очагу огня, открыть вентиль и, повернув раструб в сторону горящего 'предмета, направить струю на пламя. Держать
182
баллон горизонтально не рекомендуется; в этом положении он работает хуже.
Во избежание разбрызгивания горящей жидкости не допускается направлять струю снега и газа в упор на поверхность этой жидкости.
Углекиелотные огнетушители необходимо оберегать от вышкой температуры, так как под (воздействием температуры углекислый газ расширяется, увеличивая давление в баллоне. Так, IB летние месяцы давление углекислоты в баллоне достигает 60—70 кГ/см2. Хранить баллон с углекислотой можно только при температуреневыше45—50° С, Для проверки исправности баллоны с углекислотой и огнетушители один раз в три 'месяца взвешивают. При уменьшении веса баллонов их дозаряжают.
Безопасность плавания во многом зависит от качества вождения. Водитель должен хорошо знать реку, по которой ведет машину. Следует отметить, что условия плавания на реке в различные периоды года различны, а условия плавания в ночное время резко отличаются от условий плавания днем.
При плавании ночью встречаются дополнительные затруднения вследствие полного или частичного отсутствия видимости берегов. Береги его очертания ночью не видны уже с расстояния 1—2 км, а в особенно темные ночи—даже с 50—100 м.
Не менее затруднительным становится плавание во время половодья, когда затопляется пойма. Вид берега реки в половодье совершенно иной, чем в межень. Во время высокого подъема весенней воды (большая вода) берегами реки являются края ее долины (меженные берега скрываются под водой).
На мелких илистых реках возможна «посадка» машины на наносный ил. При наезде на наносный ил машина может сесть на днище. Тяга водоходного движителя окажется недостаточной, чтобы сдвинуть машину с места. Включение наземного движителя также может оказаться безрезультатным (из-за малого сцепления его с илистым грунтом). Во избежание этого участки с илистым наносом следует обходить или преодолевать с ходу.
Очень важно предупредить возможность столкновения машин. Избежать столкновения поможет строгое соблюдение необходимого расстояния между бортами встречающихся или обходящих одна другую машин. При движении машин лараллельным курсом необходимо всегда
183
помнить, что увеличение скорости потока воды между двумя машинами ведет к понижению давления в нем. Следовательно, скорость воды между двумя рядом 'идущими машинами возрастает, а давление уменьшается. Давление же воды с внешней стороны машин остается -постоянным. Значит, чем больше скорость движения машин, тем больше вероятность их сближения и даже столкновения.
При буксировании на воде могут быть случаи потери остойчивости буксиром при рывке буксирного троса. Наиболее опасен случай, когда буксирный трос перпендикулярен к диаметральной плоскости буксира.
Для предупреждения потери остойчивости буксирующей машиной необходимо:
—  применять буксирные тросы, по прочности соответствующие условиям буксирования; трос должен, иметь соответствующую   длину   и   хорошо   амортизировать;   чем короче буксирный трос, тем легче   буксируемая   машина может занять опасное положение;
•— увеличить безопасный угол крена, закрыв люки, лючки и другие отверстия в машине;
—  перед буксировкой согласовать действия экипажей буксируемой и буксирующей машин заранее установленными сигналами.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАВАЮЩИХ ТАНКОВ США
	Марки танков		
Основные данные	МК1-ЛВТ (А) 1	МК4-ЛВТ (А) 4	ЛВТН-6
Год выпуска .........	1943	1944	1955
Боевой вес, г   ........	14	17,2	Около 36
Экипаж, чел .........	3—6	3—6	6
Габаритные размеры, мм:			
длина ..........	7900	7900	8840
ширина   .......   .   .	3300	3300	3560
высота    .........	2570	2800	3200
Броневая защита, мм   ....	12,7—6,3	25—12, 7 — 6,3	Максимальная около 38
Вооружение .........	Пушка '37-мм— 1, пулеметы 7,62-иш — 3	Гаубица 75 -мм— 1, пулемет 12,7-лш— 1, пулемет 7,62-л« — 1	Гаубица 105-лш— - 1, пулемет 7,62-лш— 1, пулемет 12,7-мм— 1
Марка и тип двигателя   .   .   .	„Континен-таль" 670-9А звездообразный семицилиндровый	„Континен-таль" 670-9А звездообразный семицилиндровый	„Континен-таль"
Максимальная мощность двигателя, л. с .........	250	250	810
Максимальная  скорость  движения на воде, км/час    .   .	12	9,5	12
Максимальная  скорость движения на суше, км/час .	32	30	48
Максимально преодолеваемый угол подъема, град   ....	25	25	____
Запас хода на суше, км .   .  .	320	240	Около 200
Запас хода на воде, км .   .   .	95	160	—
Удельное давление, кГ/см? .   .	1,2	1,2	—
Тип движителя на воде   .   .   .	Гусеничный	Гусеничный	Гусеничный
12    М. Г. Редькин
185
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАВАЮЩИХ
	Марки		
Основные данные	МК2-ЛВТ2	МК2-ЛВТ (А) 2	
Год выпуска   .............	1942	1943	
Вес без нагрузки, т    .........	И	12,4	
Грузоподъемность    (включая    экипаж и десант), т    ............	2,9	2,3	
Боевой вес, т .............	13,9	14,7	
Экипаж, чел ..............	3—6	4	
Перевозимый десант, чел ........	—	24	
Габаритные размеры, мм:			
длина    ........   ......	7900	7900	
ширина     .............	3300	3300	
высота ..............	2430	2430	
Броневая  защита ...........	Съемные листы	6,3 мм (только в лобовой части корпуса)	
Вооружение    .............		Пулемет \2,7-мм~- 1, пулеметы 7,62-мм — 3	
Марка и тип двигателя ........	„Континен-таль" 670-9А звездообразный семицилиндровый	„Континен-таль" 670-9А звездообразный семицилиндровый	
Максимальная    мощность    двигателя, л. с .................	250	250	
Максимальная   скорость  движения на воде, км/час   ............	12	12	
Максимальная   скорость   движения на суше, км/час ............	32	32	
Максимально     преодолеваемый     угол подъема, град ............	32	32	
Запас хода на суше, км   .......	—	320	
Запас хода на воде, км    .......	—	96	
Удельное давление, кГ/см%   ......	0,62	0,64	
Тип движителя на воде ........		Гу	
186
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ГУСЕНИЧНЫХ БРОНЕТРАНСПОРТЕРОВ США
бронетранспортеров				
МК4-ЛВТ4	МКЗ-ЛВТЗ	М59	ЛВТП-5	М-113
1944	1943	1953	1954	1960
11,4	12,7	—	—	—
4	3,6	1,2	На суше — 8,2, на воде — 5,4	—
15,4	16,3	Около 21	31,8	10,06
4—6	3	1	3	1
24	24	11	30	12
7900	7350	5460	9000	4810
3300	3300	3250	3560	2660
2430	2580	2500	2700	2190
Съемные листы	Съемные листы	9,5—25,4	Максимальная около 38	Противо-пульная
Пулеметы 7,62-жж — 4	Пулемет 12,7-лш — 1, пулемет 7, 82- мм — 1	Пулемет 12,7-жж— 1, пулемет 11,43-лш— 1	Пулеметы 7,62-лш — 2	Пулемет 12,7-лш — 1, пулемет 7,62-лш — 1
„Континен-таль" 670-9А звездообразный семицилиндровый	„Кадиллак"	„Дженерал моторе"	„Континен-таль"	V-образный карбюраторный
250	2X125	2X146	810	215
12	—	6.9	11,2	5,6
32	—	51	48	64
27	__	31	35	31
400	270	190	290	320
120	135	—	80	—
0,57	—	0,5	—	0,5
сеничный				
12*
187
00 00
ПРИЛОЖЕНИЕ S КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАВАЮЩИХ ГУСЕНИЧНЫХ ТРАНСПОРТЕРОВ И ТЯГАЧЕЙ
Основные данные	США				Германия	Франция
	МК1-ЛВТ1 «Аллигатор»	М29С  «Ласка»	М-76 «Оттерт-	ХМ-474	тягач	«Габриэль Вуазен»
Тип  .............	Открытый	—	Закрытый	Открытый	—	—
Вес   в   снаряженном   состоянии, т ..........   .	14,4	2,7	3,99	5,4	15	2,86
Экипаж, чел .........	4	2—4	2—3	—	3	—
Перевозимый десант, чел.   .  .	24	—	12 (или 1500 кг)	—	—	6
Габаритные размеры, мм:						
длина ..........	6550	3194	—	5505	9000	—
ширина   .........	4000	1676	—	2540	3000	—
высота    .........	2475	1798	—	1498	3150	—
Марка и тип двигателя   .   .   .	„Геркулес" карбюраторный	„Студебеккер" карбюраторный	Карбюраторный	„Крайслер 75М" карбюраторный		Карбюраторный
00
СО
Основные данные	США				Германия	Франция
	МК-1-ЛВТ1 «Аллигатор»	М29С «Ласка»	М-76 «Оттер»	ХМ-474	тягач	«Габриэль Вуазен»
Максимальная мощность двигателя, л. с ........	146	75	135	215	300	85
Максимальная  скорость  движения на воде, км/час .  .  .	10	6,5	6,4	—	12,5	—
Максимальная  скорость  движения на суше, км/час   .   .	20	51	45	64,3	40	65
Максимальный    преодолеваемый угол подъема, град. .   .	20	—	—	31	—	—
Запас хода на суше, км .   .   .	360	280	—	320	—	—
Удельное давление   на грунт, кГ /см? ...........	0,8	0,135	—	0,5	—	0,12
Тип движителя на воде   .   .   .	Гусеничный	Гусеничный	Гребной винт	Гусеничный	Гребной винт	Гребной винт
Дорожный просвет, мм   .   .  .		265		406		
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОВЕТСКИХ
И КОЛЕСНЫХ
	СССР	США				
Основные данные	БАВ	«Фокс»	«Мае-крет»	«Гоу-Девл» (Дьявол)	«Дак»	«Супер-дак»
Колесная формула ........	6X6	4X4	4X4	4X4	6X6	6X6
Вес в снаряженном состоянии, т	7,15	0,54	—	3,3	6,5	Около 7
Грузоподъемность, т  ......	2,5	0,45 0,22	0,68	'	2,5	2,5
Габаритные размеры, мм:						
длина    ............	9540		3760	6900	9450	9750
ширина ............	2485		2080	2115	2515	2490
высота ............	2660		1090 (до крыла)	I—	2690	2900
Дорожный просвет, мм  .....	280		330	—	285	—
Максимальная   скорость движения на :суше, км/час ......	60	80,4	96	—	80,5	80
Максимальная  скорость движения на воде, км/час  ......	10	10	4,8	-	9,5	11,0
Наибольший   угол  преодолеваемого подъема, град ......	_	_	30	__	30	31
Минимальный радиус поворота, м ................	_	5,18	. —	10,8	10,5	_-
Двигатель: тип ..............	Карбюраторный	Карбюраторный	-	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный
максимальная         мощность, л. с .............	110	40	129	__ ,	90	145
Емкость топливных баков, л  .  .	240				150	454
Лебедка    .............	Имеет	Нет	—	—	Имеет	Имеет
Размер шин, дюйм ........	11,00—18"	-	—		11,00—18"	—
Тип движителя на воде .....	Гребной винт	Гребной винт	-	Гребной винт	Гребной винт	Гребной винт
Диаметр винта, мм   .......	635				458	
190
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
И ЗАРУБЕЖНЫХ ПЛАВАЮЩИХ АВТОМОБИЛЕЙ ТРАНСПОРТЕРОВ
						Англия			
«Галл»	«Барк»	«Дрейк»	Ларк-5	Ларк-15	ХМ-521	«Столу-орт» Р. V. 2	«Терра-пин 1»	«Терра-пин II»	«Нобел»
6X6	4X4	8X8	4X4	4X4	8X8	6X6	8X8	8X8	20X16
10	89	15	—	15,9	2,06	8,3	10,5	16,5	1
5	54 (или 203 человека)	7-8	5	13,6	2,26	5	4,5	5	0,6
10670	Около 19000	12800	10000	13500	5760	6254	-	9265	-
3050	8250	3000	2700	3600	2185	•—	—	2694	—
3050	4800	3350	3000	4000	2360	2465	—	2008	—
406	710	-	-		336—463	457	-	355	-
80	20	70	48	32	88	88	30	40	70
14,4	10—11	14,4	Около 16	18,5	8	9,2	9	10	9,3
31	26°35'	-	-	31	-	25	-	-	-
-	22,8	—	—	—	—	-	-	-	—
—	Дизельный	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный	Карбюраторный
_	4X165	2X155	270	2X270	105	220	2X85	_	30
—	—	912	—	—	—	380	—	—	—
—	Имеет	—	—	—	—	—	—	Имеет	—
14,00—20"	Около 3 ж	14, 7Х Х20"	—	—	—	—	12.75Х Х24"	14.25Х Х20"	.—
Гребной винт	Гребные винты	Гребные винты	Гребные винты	Гребной винт	Гребные винты	Водомет	Гребные винты	Гребные винты	
				625	304		457	695	
191
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 РЕЧНЫЕ   ТЕРМИНЫ
Река — естественный открытый поток, текущий с повышенных точек земной поверхности в пониженные. По своей величине реки подразделяются на большие, средние и малые. Река, впадающая в озеро или море, называется главной рекой, а ручьи и речки, впадающие в нее, — притоками. Начало реки называется истоком, место впадения реки в море или другую реку — устьем.
Долина реки — пониженная часть земной поверхности между горами и холмами, по которой протекает река.
Пойма — часть долины, затопляемая весной при разливе реки.
Фарватер — глубокий, свободный от подводных препятствий путь в реке.
Старица — старое, обмелевшее русло реки, иногда образующее проток или озеро.
Перекат — отрезок русла реки с подводными отмелями (косами, застругами).
Песчаная коса — песчаная отмель, вдающаяся узким длинным клином в русло реки.
Осередок — песчаная отмель, расположенная посредине русла.
Межень — период года, когда питание рек происходит в основном за счет грунтовых вод.
Гряда — скопление камней по ширине реки.
Карчи — деревья, свалившиеся в воду вследствие подмыва берега. Карчи бывают плавучие и лежащие на дне реки.
Лука — длинная извилина реки, у которой расстояние по прямой между началом и концом значительно меньше ее длины.
Майдан — место в реке, где течение неправильное и имеет вращательный характер.
Огрудки — камни, расположенные вдоль русла.
Одинец-—камень больших размеров, лежащий отдельно в русле реки.
Перевал — место перехода фарватера от одного берега к другому.
Яр — обрывистый пойменный берег. Заструга — песчаная подводная коса небольших размеров, идущая от берега к фарватеру под острым углом.
192
Заманиха — выдвинувшаяся далеко в русло большая подводная песчаная заструга с крутым обрывом.
Галька — камешки размером до 4 см.
Половодье — период весеннего разлива рек.
Паводок — быстрое, но относительно кратковременное поднятие уровня и увеличение расхода воды в реке в период после спада весеннего половодья.
Полынья—пространство чистой воды во льду.
Шуга — мелкий рыхлый (в виде кусочков) лед белесоватого цвета.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ТЕРМИНЫ  ГИДРОМЕХАНИКИ,  ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ  В  КНИГЕ*
Гидромеханика — раздел механики, изучающий законы движения и относительного покоя жидкости, а также законы взаимодействия между жидкостью и твердыми телами, полностью или частично погруженными в нее.
Гидростатика — раздел гидромеханики, изучающий законы равновесия жидкости и равновесие твердых тел, полностью или частично погруженных в жидкость.
Гидродинамика — раздел гидромеханики, изучающий движение жидкости, а также взаимодействие между жидкостью и твердыми телами при их относительном движении.
Жидкость — тело, обладающее свойством текучести, т. е. способное сильно изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил, но в отличие от газа весьма мало изменяющее свою плотность при изменении давления.
Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению  (сдвигу) частиц жидкости. Плотность — отношение массы тела к его объему. Объемный вес — отношение веса тела к его объему, или вес единицы объема тела.
Кинематический коэффициент вязкости — отношение динамического коэффициента вязкости к плотности жидкости. Динамический коэффициент вязкости, или коэффициент вязкости,—'характеристика вязкости жидкости, выражаемая отношением касательного напряжения в точке поверхности соприкосновения слоев жидкости к градиенту скорости в данной точке по нормали к поверхности соприкосновения при движении жидкости параллельными слоями.
Свободная поверхность — поверхность раздела между жидкостью и газообразной средой с постоянным давлением.
Вихревое движение — движение жидкости с вращением ее частиц вокруг своих центров.
Невихревое движение (потенциальное движение) —движение жидкости без вращения ее частиц вокруг своих центров.
Расход — объем жидкости, протекающий в единицу времени через поперечное сечение потока.
Средняя скорость потока — скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через живое се-
194
чение потока так, чтобы расход жидкости был равен расходу, проходящему через это сечение при действительном распределении скоростей.
Гидродинамическая сила — сила взаимодействия между жидкостью и твердым телом, вызванная их относительным движением.
Критерий гравитационного подобия (число Фруда)— безразмерная величина, представляющая собой, отношение квадрата характерной для данной задачи скорости (и2) к произведению характерной для нее длины (/) на ускорение силы тяжести (g).
Критерий режима движения (число Рейнольдса) — безразмерная величина, представляющая собой отношение произведения характерных для данной задачи скорости (и) и длины (/) к кинематическому коэффициенту вязкости (v), характеризующая режим движения жидкости и являющаяся одним из критериев динамического подобия.
Сила сопротивления — составляющая гидродинамической силы, направленная противоположно относительной скорости.
Сопротивление трения — сопротивление, вызванное касательными напряжениями, возникающими при движении вязкой жидкости.
Вихревое сопротивление — сопротивление, возникающее вследствие потери энергии на образование вихрей в потоке.
Волновое сопротивление — сопротивление, возникающее вследствие потери энергии на образование волн в жидкости.
Гидравлический удар — изменение давления в жидкости при напорном движении, вызываемое резким изменением скорости за весьма малый промежуток времени.
Сопротивление по длине — сопротивление движению жидкости на участке потока определенной длины (без учета влияния местных сопротивлений).
Местные потери энергии — потери удельной энергии потока на преодоление местных потерь.
Потери энергии по длине — потери удельной энергии на преодоление сопротивления по длине.
Ватерлиния — линия пересечения плавающего тела со свободной спокойной поверхностью воды.
Статическая остойчивость — способность тела плавать в нормальном положении и в случае статического нарушения нормального положения вследствие крена возвращать-
195
ся в прежнее положение, как только силы, вызвавшие крен, прекратят свое действие.
Динамическая остойчивость — способность плавающего тела колебаться под действием сил, создающих кренящие моменты, в пределах заданных углов крена.
Плоскость плавания — плоскость сечения плавающего тела, совпадающая со свободной поверхностью жидкости.
Метацентрическая высота — расстояние между метацентром и центром тяжести плавающего тела.
Начальная метацентрическая высота — метацентриче-ская высота, вычисленная для малых углов крена.
Метацентрический радиус — расстояние между метацентром и центром водоизмещения при равновесии плавающего тела.
Диаметр циркуляции — диаметр круга установившейся циркуляции. Установившаяся циркуляция представляет собой правильную окружность с общим центром, который называется центром циркуляции.
Контур плавания (ватерлиния) —линия пересечения плавающего тела со свободной поверхностью жидкости.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 ШКАЛА СТЕПЕНИ ВОЛНЕНИЯ (ГУГМС, 1954 г.)
	А. Шкала степени волнения		Б. Шкала состояния поверхности
Баллы волнения	высота волн, и, (от —до)	словесная характеристика волнения	признаки для определения состояния поверхности
0	0	Волнение отсутствует	Зеркально-гладкая поверхность
I	0—0,25	Слабое	Рябь, появляются небольшие гребни волн
II	0,25—0,75	Умеренное	Небольшие гребни волн начинают опрокидываться, но пена не белая, а стекловидная
III	0,75—1,25	Значительное	Хорошо заметные небольшие волны; гребни некоторых из них опрокидываются, образуя местами белую клубящуюся пену — „барашки"
IV	1,25—2		Волны принимают хорошо выраженную форму; повсюду образуются „барашки"
V	2—3,5  ]	Сильное	Появляются гребни большой высоты; их пенящиеся вершины занимают большие площади; ветер начинает срывать пену с гребней волн
VI	3,5—6		Гребни очерчивают длинные валы ветровых волн; пена, срываемая с гребней ветром, начинает вытягиваться полосами по склонам волн
VII	6,0—8,5  ]	Очень сильное	Длинные полосы пены, срываемой ветром, покрывают склоны волн, местами сливаясь, достигают их подошв
VIII	8,5—11,0 )		Пена широкими плотными сливающимися полосами покрывает склоны волн, отчего поверхность становится белой только местами; во впадинах волн видны свободные от пены участки
IX	11,0 и более	Исключительное	Поверхность моря покрыта плотным слоем пены: воздух наполнен водяной пылью и брызгами; видимость значительно уменьшена
197
ЛИТЕРАТУРА
1.  Академик А. Н. Крылов. Собрание трудов, том IX, часть 1. Изд-во Акад. наук СССР, 1948.
2.  Академик В. Л. П о з д ю н и н. Энциклопедия судостроения. М., Изд-во «Морской транспорт», .1951.
3.  Профессор М. Я. А л ф е р ь е в. Судовые движители. Изд-во Министерства речного флота СССР, 1947.
4.  А. А. Лукашевич, А. Д. Пер ни к, Г. А. Фирсов. Теория корабля. Государственное издательство   судостроительной   литературы, 1950.
5.  В. В. Звонков, член-корреспондент Академии наук СССР. Судовые тяговые расчеты (теория, расчеты, испытания). М., Изд-во «Речной транспорт», 1956.
6.   Машиностроение. Энциклопедический справочник, том II.  Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1948.
7.   Г. Е.  Павленко.  Сопротивление воды движению судов. М., Государственное издательство водного транспорта, i!953.
8.   И.  А.  Быховский.  Как  создавался  водометный  движитель. Государственное союзное издательство  судостроительной   промышленности, 1956.
9.  В. М. Л а в р е н т ь е в. Судовые движители. М., Изд-во «Морской транспорт»,  1949.
10.  «Armee-Motor». 1959, Marz, № 3.
11.  «Buships Amphibions     Vehicles,    Bureau of ships Journal», 1957, май, стр. 2—6.
12.  Н.  3.   Френкель.   Гидравлика.   Государственное  энергетическое издательство, 1956.
13.  Н. Е. Жуковский. К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды, 1908.
14.  А. Н. П а п и р. Некоторые вопросы расчета водометного движителя. Труды Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина, 1956, № 187.
15.   Проходимость  автомобиля.  Учебное   пособие.  М.,   Воениздат, 1959.
16.   Реактивное оружие капиталистических   стран.   Обзор    1957— 1959 гг. М., Воениздат, 1959.
17.  В. И. Марксов, И. К. К у ч е р о в. Управляемые снаряды. М., Воениздат, 1959.
18.  М. Уорли. Новое в армии США. М., Воениздат, 1959.
19.   С.  П.  Павлов.  Большой плавающий  автомобиль. М.,  Воениздат, 1961.
20.  «Армор», сентябрь — октябрь 1961 г.
21.  Bureau of ships Journal, 1960, № 2.
22.  SAE Journal, 1961, № 3.
23.  Wehr und Wirtschaft, 1961, № 4.
24.  А. М. Б а с и н, В. Н. А н ф и м о в. Гидродинамика судна. М., Изд-во «Речной транспорт», 1961.
25.  С. Ф. К о м и с с а р и к, Н. А. Ивановский. Гидравлические объемные трансмиссии. М., Машгиз, 1963.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие..........................      3
Введение............................      5
Глава  I.   Основы теории плавания машин...........       7
Плавучесть.........................     7
Остойчивость........................     13
Скорость движения на воде (ходкость)...........     23
Основные свойства воды..................     24
Два закона гидродинамики.................     25
Сопротивление воды движению плавающей машины.....     27
Определение мощности двигателя..............     32
Поворотливость машины на воде..............     32
Качка...........................     34
Глава   II.   Общее   устройство   и   конструктивные   особенности важнейших агрегатов и механизмов плавающих машин   ....     38
Корпус...........................     50
Силовая установка  .....................     53
Охлаждение двигателя...................     61
Запуск двигателя при низких температурах ....   .....     65
Силовая передача    ............   .........     65
Водоходный движитель...................     70
Ходовая часть.......................     83
Централизованная   система    накачивания   и   регулирования давления воздуха в шинах................     86
Бескамерные шины.....................     89
Арочные шины.......................     90
Пулестойкие пневматические шины.............     90
Рулевое управление    ...............   .....     92
Тормоза..........................     95
Водооткачивающие средства................     97
Волноотражательный щит..................     97
Лебедка..........................     98
Глава   III.   Общее   устройство   и   конструктивные  особенности колесных плавающих машин.................    100
Глава   IV.   Общее   устройство   и   конструктивные   особенности гусеничных плавающих машин................    129
Глава   V.   Плавающие   машины   на   подводных  крыльях  и   на воздушной подушке......................   158
Плавающие машины на подводных крыльях.........     158
Машины на воздушной подушке..............   164
Глава   VI.   Основные сведения   из   правил   плавания.   Вопросы безопасности плавания..................    173
Скорость течения воды в реке...............   174
Подготовка плавающей машины к преодолению водной   преграды    ..........................   175
Вход в воду........................   176
Особенности вождения машины на плаву..........     176
Выход машины из воды...................   177
Буксирование машины на плаву и при выходе на берег .   .   .    178
Приложения:
1.  Краткая характеристика плавающих танков США    ....   185
2.  Краткая   характеристика   плавающих   гусеничных   бронетранспортеров США...................   187
3.  Краткая характеристика плавающих гусеничных транспортеров и тягачей.....................   188
4.  Техническая характеристика советских и зарубежных плавающих автомобилей и колесных транспортеров.....   190
5.  Речные термины.....................   192
6.  Термины гидромеханики, встречающиеся в книге.....   194
7.  Шкала степени волнения.................   197
Литература     ..........................   198
М.   Г.   Редькин — ПЛАВАЮЩИЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ
М., Воениздат 1966, 200 с.
Редактор    Голощапов И. М.
Технический редактор Соколова Г. Ф.
Корректор Мельникова Л. Е.
Сдано в набор 17.7.65'г.                                             Подписано к печати 25.12.65 г.
Формат бумаги 84X108V32 — 6'/4 печ. л. = 10,25 усл. печ. л. 10,391 уч.-изд. л. Г-20591                                                                                                  Тираж 5500 экз.
Изд. № 5/4404.                                     Цена 51 коп.                                       Зак. 283.
1-я типография
Военного издательства Министерства обороны СССР Москва, К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3