торсион в танке что такое
Как устроена торсионная подвеска современных танков?
Подвеска большинства современных танков — индивидуальная торсионная. Исключением являются лишь израильская «Меркава», в которой применена индивидуальная пружинная подвеска и английский «Челленджер» с его гидропневматической подвеской. Такие машины, как российский Т-90, американский «Абрамс», и немецкий «Леопард» используют в своей конструкции именно индивидуальную торсионную подвеску.
Для начала необходимо разобраться, что же такое торсион? Это слово имеет французское происхождение и переводится, как скручивание или кручение.
Далее зададим себе вопрос: а зачем вообще нужна подвеска? Правильно — для того, чтобы «сглаживать» неровности поверхности и увеличивать уровень комфорта внутри машины. Любая подвеска основывается на упругой деформации тел: пружин, рессор или торсионов. С пружинами и рессорами, надеюсь, проблем не возникает, а вот о торсионе поподробнее.
Торсион — это металлический стержень, при скручивании которого в нём возникают упругие силы, стремящиеся вернуть тело в первоначальное положение. По-сути, это такой же амортизатор или рессора, только с одним отличием: здесь упругая деформация возникает не при поступательном движении сжатия, а при вращательном движении.
Торсион в военной технике устанавливается следующим образом: один конец с помощью шлицевого соединения неподвижно закрепляется у одного борта машины, а другой — соединяется с рычагом катка, как показано на рисунке выше. В тот момент, когда каток наезжает на неровность, рычаг поднимается вверх, тем самым закручивая торсион, в котором появляется сила упругости, стремящаяся раскрутить торсион обратно. Когда неровность миновала, каток под действием этой силы на рычаг возвращается в исходное положение
К несомненным плюсам торсионной подвески относятся малый занимаемые объем, большая энергоемкость и надежность.
Тише едешь — дальше будешь: танковая подвеска
Когда речь заходит о танках, мы представляем орудие, броню, грохот выстрелов, но точно не ходовую. Однако мало кто знает, что в свое время именно из-за этого агрегата многие экспериментальные модели бронетехники так и не пошли в производство.
До начала XX века надежного шасси для боевых машин попросту не существовало. В 1912 году исключительно для гражданских целей появился трактор Holt на гусеничном ходу. Именно его шасси использовали в качестве образца при создании первых танков. Впрочем, вскоре пути инженерной мысли разных стран разошлись. Британцы поставили ходовую от «Холта» на своего «Маленького Вилии», но остались недовольны проходимостью и в итоге полностью изменили подвеску. Опорные катки жестко закрепили на корпусе, а гусеницу пустили по его периметру. Схема применялась на всех ромбовидных танках и обеспечивала хорошую проходимость. Единственным нюансом было то, что экипаж нещадно трясло, однако это не помешало использовать конструкцию до конца Первой мировой войны. Между тем, конструкторы Renault FT постарались смягчить тряску. Блок подвески этой машины жестко крепился сзади корпуса, а спереди устанавливались амортизаторы. Такую подвеску назвали полужесткой.
Со слегка переделанной ходовой от «Холта» работали также немцы и французы, но к концу 1920-х годов стало окончательно ясно: создать полноценный современный танк на шасси от трактора не получится. Оно уже не могло справиться с требованиями к скорости, проходимости и плавности хода. Вскоре американский инженер У. Кристи придумал свой собственный тип подвески. Она состояла из катков большого диаметра (каждый из которых был подрессорен отдельной спиральной пружиной) и располагалась вертикально в специальной шахте в корпусе танка. Благодаря такому решению танки могли двигаться как на гусеницах, так и на колесном ходу для экономии ресурса. Для этого гусеничные ленты снимали, а мехвод устанавливал руль и ехал практически как обычный водитель.
Подвеска Кристи использовалась и на советском танке Т-34. Для того, чтобы уменьшить высоту его корпуса и повысить живучесть, пружины располагались под углом. Аналогичная ходовая устанавливалась на советский БТ, а также на британские «Крусейдеры», «Кромвели» и «Кометы».
В то же время на французских танках «Сен-Шамон», «Шнайдер» и немецких A7V использовали блокированную подвеску. В ней несколько катков (2,3 или 4) располагались подряд и объединялись в тележку, которая, в свою очередь, соединялась с корпусом общей рессорой. Основными достоинствами такой конструкции была простота изготовления, высокая ремонтопригодность и плавность хода на невысоких скоростях.
Еще один тип подвески — «французские ножницы». Она считается простой и «мягкой», а свое название получила из-за широкого применения на боевых машинах Франции. Рессора в ней пружинная, а в тележке два катка.
Уникальная подвеска и у английского танка «Виккерс 6-тонный». Она отличается 4 катками на одной тележке и листовыми рессорами, которые облегчали жизнь наводчикам. Такой же тип применялся и на советском танке Т-26.
Одна из причин популярности танков на блокированной подвеске — низкая раскачиваемость. Ведь чем больше катков в тележке, тем выше плавность хода. В 1920-х годах конструкторы экспериментировали с машинами и объединяли все катки в одну тележку. Но вскоре от идеи отказались и стали делать выбор в пользу увеличения количества тележек для увеличения максимальной скорости.
Блокированная подвеска была едва ли не самой распространенной во времена Второй мировой войны, однако у нее есть и свои недостатки в виде слишком уязвимых узлов, ленивцев и рессор. Они располагаются снаружи танка, а значит нуждаются в защите. Для этого конструкторы закрывали их броней (например, на танках Matilda и Т-28) или располагали как можно ниже, уводя из зоны обстрела (так устроен Т-26).
Концепция применения танков в советской армии 1930-х годов предусматривала различное использование машин, стоявших на вооружении. Т-28 прорывали оборону противника, Т-35 усиливали их, подавляя узлы обороны и парируя танковые контрудары, Т-26 тем временем помогали пехоте прорывать линию фронта. Взломом обороны врага занимались танки с блокированной подвеской, а уже за ними в прорыв входили БТ. Их задачей было вырваться на оперативный простор и развить успех. Здесь нужна была скорость, которую обеспечивала независимая подвеска. Стоит отметить, танки с такой ходовой сильно раскачивало на ходу.
Чтобы избавить экипаж от тряски, британцы успешно применяли гидравлические амортизаторы. Между тем, производство этих узлов удавалось наладить далеко не каждой стране, поэтому немецкие конструкторы отказались от подвески Кристи и применили сначала индивидуальное подрессоривание катков на своих Pz.Kpfw. II, а затем стали использовать торсионную ходовую. Впрочем, без подводных камней не обошлось. Для ее изготовления нужна была качественная сталь, а если торсион ломался, приходилось проводить сложные ремонтные работы.
Торсионная подвеска была и на советских машинах. Ее применяли как на тяжелых танках КВ, так и на легких Т-50 и плавающих Т-40. Также в те годы использовались комбинированные типы подвесок. Например, на самоходку Ferdinand устанавливалась ходовая Porsche. В ней были и торсионы, и резиновые подушки, а каждые два соседних катка объединялись в тележки (по 3 единицы на каждом борту).
Еще одно значимое изобретение немцев — подвеска с шахматным расположением катков. Ее создал инженер Генрих Книпкамп в начале 1930-х. Большое количество катков снижало нагрузку на каждый из них по отдельности, что обеспечивало плавность хода и повышало точность стрельбы. Такая подвеска была громоздкой, тяжелой, не очень долговечной и крайне сложной в ремонте. В итоге после Второй мировой от нее отказались даже немцы.
Больше подробностей о ходовых боевых машин смотрите в видео от компании Wargaming.
Юрий Пашолок. Шведские «торзионы» для советских танков
Юрий Пашолок. Шведские «торзионы» для советских танков
История появления в советском танкостроении торсионной подвески, имевшей шведско-немецкие корни
Мировое танкостроение, особенно в межвоенный период, развивалось самыми разными путями. Подсмотреть что-то у друзей, а уже тем более у потенциального противника никогда не было чем-то зазорным. То, что друг у друга таскали идеи, не является чем-то удивительным, порой даже подобные вещи патентовали (этим славились американцы, например). В иных случаях закупались единичные образцы бронетанковой техники, либо официально, либо через подставные фирмы. В случае с подставной фирмой отличились, например, немецкие танкостроители. Тягач Vickers-Carden-Loyd, который был закуплен подобным образом, стал источником технологий для немецкого легкого танка La.S., он же Pz.Kpfw.I. А дальше похожая концепция была размножена по другим немецким программам. Некоторые же страны вполне официально и закупали бронетехнику и закупали лицензию на ее производства, лишь в крайних случаях прибегая к откровенному шпионажу и воровству технологий. Это в полной мере относится к советской стороне. Купить лицензию чаще всего оказывалось более продуктивным способом заполучить новые технологии.
Сборка Landsverk L-60. В таком виде машину увидел военинженер 2-го ранга А.М. Сыч, обратив особое внимание на подвеску
Первый зарубежный вояж советских представителей УММ случился весной 1930 года. Он оказался самым результативным: благодаря этой поездке появились такие образцы бронетанковой техники, как легкий танк Т-26, танкетка Т-27 и колесно-гусеничный танк БТ. Повлияли подобные поездки и на другие отечественные бронетанковые разработки. Например, с итальянской Ansaldo удалось договориться о разработке технического проекта сверхтяжелого танка. В чистом виде он не был использован, тем не менее, именно этот проект послужил базой для разработки тяжелого танка Т-39. Лишь чрезмерная стоимость машины заставила отказаться от данной затеи. Отчасти итальянские контакты повлияли и на разработки военного периода. 100-мм морские пушки, которые были приобретены у итальянцев, а позже запущенные в серийное производство у нас, в конце концов стали танковыми и самоходными орудиями семейства Д-10. Имелись и менее известные случаи взаимодействия с зарубежными компаниями. Один из таких вояжей привел к настоящему прорыву в истории отечественного танкостроения.
А.М. Сыч, благодаря его докладу торсионы стали важной темой в отечественном танкостроении
Одной из стран, с которой у Советского Союза довольно активно шли контакты о разработкам военного характера, являлась Швеция. О шведской танковой программе у нас знали более-менее неплохо, как и о том, что на самом деле за Landsverk реально скрывалась немецкая GHH. Благо что с «танками Г.Х.Х.», так именовались колесно-гусеничные Räder-Raupen Kampfwagen m/28, были знакомы по ТЕКО, 4 таких машины там испытывались. В конце 1933 года была получена информация о тех танках, что разрабатывались Landsverk как для шведской армии, так и на экспорт. Один из этих танков, Landsverk L-100, привлек особое внимание. Скоростной танк-разведчик значился и в перспективных планах Красной Армии. После того, как разработка плавающего колесно-гусеничного танка Т-43 зашла в тупик, появилась новая тема — «Замок». Как ближайший аналог там четко указывался L-100, хотя советские Т-116 и Т-101 были крупнее и быстрее (впрочем, они так и не вышли за стадию эскизных проектов). Имелись, впрочем, и более существенные результаты общения со шведами. 37-мм зенитные автоматические пушки 61-К являлись прямыми родственниками 40-мм зениток Bofors, а на советских танках довоенного периода вполне можно встретить подшипники SKF.
Тот самый доклад Сыча, в нем впервые проскакивает слово «торзион». До конца 1938 года торсионная подвеска будет именоваться именно так
В 1937 году Швецию посетила группа советских военных специалистов. Среди них оказался и военинженер 2-го ранга А.М. Сыч. Человек этот оказался далеко не последним в истории отечественного танкостроения. Один из выпускников ВАММ, Александр Максимович работал в танковом отделе НТУ АБТУ КА. Со стороны АБТУ КА он занимался ведением разработки танков, одним словом, за границу направили профильного специалиста. Так вот, среди заводов, где Сыч побывал, оказался и Landsverk. Как раз в это время там собирался Landsverk L-60Ö, предназначенный для Австрии, причем ему было сказано, что это немецкий заказ. Одновременно там собирали и два образца L-60 для шведской армии, один из них (шасси №61) он видел на ходу. Несмотря на то, что Сыч пробыл на заводе всего час, этого хватило, чтобы оценить конструкцию танка. Особенно его поразила подвеска L-60. Он ее назвал «торзионной», особенно понравилась простота конструкции и плавность ее работы.
Торсионная подвеска тягача «Пионер», разработка И.С. Арцыбушева из НАТИ. Это первая отечественная гусеничная машина с подвеской такого типа
О том, что Сыч увидел на заводе Landsverk, он подготовил подробный отчет. Случилось это весной 1937 года, но еще раньше, в феврале 1937 года, заявка на изобретение аналогичной подвески поступила из НАТИ. Первопроходцем в разработке отечественной торсионной подвески стал инженер И.С. Арцыбушев. По его инициативе сначала был переоборудован артиллерийский тягач «Пионер», случилось это в конце 1937 года. В том же 1937 году на БТРЗ №1 (г. Москва) был переоборудован разведывательный танк-амфибия Т-38. Арцыбушев указывал в авторах торсионной подвески себя, БТРЗ №1 считал иначе. По данным завода, эта разработка была проведена по инициативе инженера И.А. Бескурникова. В данном случае скорее следует согласиться с данными завода, поскольку конструкция торсионной подвески «Пионера» и Т-38 имела ряд отличий.
В 1944 году Арцыбушев пытался оформить на себя патент. Но его заявку отклонили, причем по вполне справедливому поводу. Во-первых, в НАТИ ее он делал не один, во-вторых, торсионная подвеска на танках не имела к его работе отношения
В течение 1937-38 годов обе машины испытывались на НИБТ Полигоне, а далее их направили в Ленинград, на опытный завод №185. Там проводились дополнительные испытания. Отмечалось, что конструкция подвески «Пионера» более удачная, поскольку она была индивидуальной, в отличие от блокированной на Т-38. Впрочем, и конструкция торсионной подвески НАТИ также имела некоторые недостатки. Уже сильно позже, в 1944 году, Арцыбушев пытался закончить оформление патента на торсионную подвеску, но безрезультатно. Дело дошло даже до письма Поскребышеву, а через него к Сталину. Участие Арцыбушева в работе над торсионной подвеской подтвердили, но именно его, как автора, не указали. Причина прозаичная: разработку этой подвески посчитали коллективным трудом. И если разобраться в вопросе, то выяснится, что это действительно так. Кроме того, подвеска Арцыбушева как-то подозрительно напоминает шведскую, а кое-какая информация была известна еще до поездки Сыча в Швецию. Самое же главное, что Арцыбушев был далеко не один, кто в 1937 году занимался торсионной подвеской. Опечатка Сыча, где он называет подвеску «торзионной», является своеобразным почерком, благодаря которому можно легко вычислить, откуда, так сказать, ветер дует. Поэтому в 1944 году многочисленные письма Арцыбушева «завернули». Не умаляя его заслуг, стоит отметить, что не его подвеска пошла на танки.
Модель «торзионной» подвески, которую подготовил Н.Ф, Шашмурин
В июне 1937 года информация по «торзионной» подвеске, как и о танках Landsverk в целом, была предоставлена заводу №185, а оттуда просочилась дальше. Надо сказать, что на заводе №185 вообще никак не отреагировали на информацию по «торзионной» подвеске. Их больше интересовал сам танк, поскольку как раз в это время шла работа по теме «Замок». Дальнейшие проекты завода №185 оснащались любой подвеской, кроме как торсионной. Совсем иначе дела обстояли на Кировском Заводе. В 1937 году завод переживал непростые времена: программа выпуска танков Т-28 оказалась полностью сорванной (все 101 выпущенных танков забраковали), по заводу прошла волна репрессий. По предложению Ворошилова начальником СКБ-2, вместо репрессированного О.М. Иванова, был назначен начальник научно-исследовательского отдела ВАММ Ж.Я. Котин. При Жозефе Яковлевиче СКБ-2 ждали кардинальные перемены. Вместо «придатка» опытного завода №185 заводское «танковое» КБ превратилось в ведущего разработчика тяжелых танков. В течение 1937 года СКБ-2 пополнилось за счет новых выпускников профильных ВУЗ-ов. Одним из них стал Н.Ф. Шашмурин, только что окончивший ЛБТКУКС (Ленинградские бронетанковые курсы усовершенствования командного состава РККА). В июне 1937 года Николай Федорович поступил на работу в СКБ-2 Кировского Завода, где его первым заданием как раз и стала «торзионная» подвеска.
Т-29ЦН с торсионной подвеской, август 1937 года
Летом 1937 года на Кировском Заводе шли работы по глубокой модернизации колесно-гусеничного танка Т-29. Сначала появился проект танка Т-29Ц с наклонными бортами подбашенной коробки и башен, а далее он послужил основной для более глубокой модернизации. Ей стал проект Т-29ЦН, который также получил усиленную броневую защиту. Так вот, как раз для него Шашмурин и создал торсионную подвеску. При этом его разработка отличалась и от шведской, и от того, что создал Арцыбушев. Во-первых, никаких амортизаторов на подвеске Шашмурина не подразумевалось, для гашения колебаний использовались отбойники. Во-вторых, сама по себе подвеска имела немного иной тип построения. Тем не менее, сама идея имела однозначно шведские корни.
Финальный вариант СМК-1 получил торсионы, это решение далось Шашмурину непросто
Разработка торсионной подвески для Т-29ЦН оказалась скорее запасным вариантом. Документация по ней была подготовлена в августе 1937 года, но дальше в работу не пошла. Финальный вариант Т-29ЦН имел вполне традиционную свечную подвеску, правда, и он не был изготовлен в металле. Время Т-29 прошло, в начале 1938 года начались разговоры о принципиально новом танке прорыва, который заменял и Т-28, и Т-29, и Т-35. Требования на этот танк были сформированы в апреле 1938 года. Завод №185 начал разработку машины «100» (позже Т-100), а СКБ-2 Кировского Завода запустила работы по тяжелому танку СМК-1. Общее руководство работами по СМК-1 вел Котин, и он решил подстраховаться. На танк изначально предполагалась подвеска по типу Т-35, также известная как «подвеска Крупп». Вела она родословную с проекта «улучшенного ТГ», насколько при этом данная подвеска имела отношение к Krupp, неизвестно, но без немецких специалистов не обошлось. Тем не менее, Шашмурин смог продавить идею торсионной подвески. По этому поводу имелось противодействие со стороны Котина. Нельзя сказать, что Жозеф Яковлевич противился новой подвески просто так. Дело в том, что СМК-1 с блокированной подвеской имел массу 55 тон, а с торсионной подвеской — 57 тонн. Лишняя пара тонн массы была совсем не лишней. На фоне этого спора между Котиным и Шашмуриным случился первый конфликт.
Изначально торсионная подвеска на заводе 337 также именовалась «торзионной». Впервые она появилась в начале 1938 года, а в металле ее изготовили в 1939 году
Несмотря ни на что, торсионная подвеска продолжала пробивать себе путь в перспективных программах. На заводе №37 она впервые появилась в апреле 1938 года, причем также изначально именовалась как «торзионная». При этом отдел «22» завода №37 также пошел своим путем. Их подвеска конструктивно отличалась от разработки Шашмурина, но при этом также не предполагалось использовать амортизаторы на первом и последнем балансире для гашения продольных колебаний. Решался этот вопрос путем отбойников с резиновыми подушками, примерно ту же схему можно увидеть и на подвеске СКБ-2 Кировского Завода. Требование на «торзионную» подвеску явно спустили сверху, то есть инициатором являлось АБТУ КА. Случилось это осенью 1937 года, примерно тогда же «торзионная» подвеска появилась и в требованиях на колесно-гусеничный танк БТ-20. Правда, на заводе №183 требования АБТУ КА проигнорировали. В результате использовали свечную подвеску. Перейти на торсионы завод №183 пытались заставить несколько раз, в 1941 году это даже почти получилось, но война помешала. Поэтому на серийных советских средних танках торсионы появились только в конце 1944 года, когда началось производство Т-44. Поначалу, на Т-44 обошлись без амортизаторов, но позже они всё же появились — на Т-54.
Т-28 с торсионной подвеской, начало 1939 года
Совсем иначе дела обстояли с легкими, тяжелыми и малыми танками. В случае с Т-40, наследнике Т-39, сторонникам (точнее, стороннику — И.П. Шитикову) блокированной подвески удалось продавить изготовление Т-40 с подвеской по типу тягача «Комсомолец». Но испытания однозначно показали, что торсионная подвеска имеет несомненные преимущества. Поэтому Т-40 приняли на вооружение с торсионной подвеской. Еще проще оказалась история с тяжелыми танками. В начале 1939 года на испытания вышел Т-28, переделанный под торсионную подвеску. К тому моменту слово «торзион» исчезло из переписки, случилось это ближе к концу 1938 года. С того времени появилось привычное слуху слово «торсион». Переделка Т-28 под торсионную подвеску совсем не было тем, что думает «секта свидетелей лучшего советского среднего танка». Спешу их огорчить: данная машина была тестовой лабораторией для обкатки ходовой части СМК-1, не более того. В ходе испытаний было сломано 4 торсионных вала, но проблема оказалась не в них, а в вышедших из строя отбойниках. В ходе езды по пресеченной местности происходил пробой подвески, а итого становилась поломка амортизатора. Также испытывалось два варианта опорных катков.
На данном образце подвеска крепилась под днищем корпуса, но сразу оговаривалась, что далее торсионы будут размещаться внутри танка
По итогам испытаний торсионную подвеску признали оптимальным вариантом для СМК-1, так что окончательный вариант танка строился уже с ней. То же самое было и с тяжелым танком КВ, который разработали на базе СМК-1. Больше того, и Т-100, изначально имевший крайне сложную подвеску, решили переделать под торсионы. Их поставили на второй образец танка, причем наработки по подвеске передали с Кировского Завода. В дальнейшем этот самый «торсионный» Т-100 переделали в САУ Т-100Y. Ну а торсионная подвеска пошла в серию вместе с КВ. Ее же использовали на всех тяжелых танков военной разработке, а также танках сопровождения, включая и Т-50. Так что поездка Сыча в Швецию оказалась очень своевременной. Сам он попал под репрессии (это явно было связано с чистками в АБТУ КА), но в 1939 его восстановили в Красной Армии. Далее Александр Максимович оказался на НИБТ Полигоне, где занял одну из руководящих должностей. Его росписи можно увидеть практически во всех документах, связанных с испытаниями танков. По иронии судьбы, торсионную подвеску Landsverk ему довелось видеть еще раз. Она стояла на трофейных легких венгерских танках Toldi и ЗСУ Nimrod, которые в начале 1943 года доставили с фронта. Принимал он участие и в альбоме торсионных подвесок, который подготовили на НИБТ Полигоне в 1945 году. Впрочем, о том, что именно этот человек стал ключевой фигурой в создании советских торсионных подвесок, ни слова. Как и о том, что торсионная подвеска советских тяжелых танков — это детище Шашмурина. Которое еще и стало результатом серьёзного противоборства.