История и прожекты сочлененных танков и автомобилей

Статья полковника-фантаста http://mikle1.livejournal.com/6877002.html#t135443018 заставила меня написать о сочлененных танках и прочей подбной технике. Просто автор идеи "ЧПОК" (танко-пехотного огневого комплекса) упомянул о необходимости выноса движка и топлива за пределы корпуса, чтобы - не падайте с кресел - освободить место под генератор электромагнитой пушки. Полковнику почему-то не пришло в голову, что проще и дешевле вынести как раз сам генератор, соединив его кабелем, а не сложнейшей системой передачи движения на гусеницы. Ну да бог с ним, может он получил гонорар и уже пишет о глубоководных гиперзвуковых перехватчиках.

Неудачный проект Twister  компании Lockheed

Идея сочлененных (двух- и более звенных машин) родилась из желания повысить за счет гибкости их проходимость. Забегая вперед скажу, что успешно и "на поток" идея была реализована разве что в США, СССР- России и Швеции, оставаясь в остальном мире разве что малосерийными опытными машинами. Впрочем, я мог что-то и пропустить. Правда в США М561 давно уже списан, выработав ресурс - от них начали избавляться в конце 70-х.



В общем, пока одни увеличивали диаметр колес и делали "ширше" гусеницы, другие мастерили сначала "ломающиеся" рамы, а потом и реально сочлененнку в металле реализовали (об этом ниже).


Рожденный в эпоху экспериментов: Gama-Goat/M561 (1962)



Еще в конце 50-х гг. в результате реализации специальной программы разработок сочлененных полноприводных машин, принятой военным ведомством США, мир познакомился с целой серией экспериментальных автомобилей, которые состояли из двух и более соединенных между собой специальными шарнирами секций. Эти шарниры позволяли секциям независимо одна от другой отклоняться в вертикальной плоскости, что давало возможность дольше сохранять контакт колес с поверхностью земли.



Лишь немногим из них суждено будет пойти в серию. Среди них, в частности, окажется сочлененный автомобиль M520 Goer, разработанный компанией Caterpillar (на рисунке вверху). Огромная машина весом в 18 с лишком тонн, считавшаяся самым тяжелым грузовиком в американской армии, была способна плавать и имела всего две оси, а отсутствие всякой подвески было компенсировано огромными колесами. К числу счастливчиков, поставленных на конвейер был также и многоцелевой автомобиль Gama-Goat компании LTV (Ling-Temco-Vought). О нем и пойдет далее речь.

Итак Gama-Goat. Чем же интересна данная конструкция? Главная особенность машины — составная рама: автомобиль получился как бы разбитым на две секции, первая из которых была двух-, а вторая одноосной. Колеса машины являлись ведущими, а передние и задние еще и управляемыми. Что же касается шарнирного сочленения секций, то, во-первых, оно предусматривало возможность быстрого разъединения (передняя четырехколесная секция могла выполнять функцию сменного тягача), а во-вторых, допускало их взаимное перемещение в продольной и поперечной плоскостях на довольно значительный угол. Последнее обстоятельство было особенно важно, поскольку, сводя к минимуму напряжения в обоих корпусах машины, позволяло сделать несущую систему достаточно легкой.



Но заказчик внедорожника, Армия США, рассчитывал на получение транспортного средства, не только с легкостью преодолевающего рвы и окопы, но и способного к достаточно быстрому передвижению по воде. Выполняя это требование, конструкторы установили в задней части двухсекционного несущего кузова винт, обеспечивающий скорость машины на плаву (при вращении всех колес) до 8 км/ч.

Вначале в целях облегчения автомобиля подвеску колес решили просто проигнорировать. Благо большие колеса с достаточно мягкими шинами размером 12,4х16,0 гарантировали машине с полной массой две с половиной тонны очень малое давление на грунт — всего 0,31 кг/кв.см, что вполне обеспечивало заданные параметры проходимости. Но вскоре от идеи бесподвесочного экипажа пришлось отказаться. Двигаться по хорошим дорогам с высокой скоростью подобная машина не могла, поскольку образец едва-едва достигал порога 40 км/ч. И лишь введение в конструкцию независимой торсионной подвески всех колес легко позволило добиться заданных 80 км/ч; одновременно заметно улучшилась и проходимость автомобиля...



Успешно пройдя сравнительные испытания в паре с обычным внедорожником типа М38А ("Виллис") и показав значительные преимущества по проходимости и скорости передвижения по бездорожью, в 1963 году Gama-Goat был рекомендован к производству. А между тем аппетиты военных все росли. Во-первых, было решено заменить новыми сочлененными машинами армейский парк устаревших М37 (наш старый знакомый "Додж три-четверти"). Это означало, что по сравнению с образцами Gama-Goat новые внедорожники должны стать ощутимо крупнее. Во-вторых, конструкцию шарнира, соединяющего рамы, было решено упростить, для чего отказались от подвижности в горизонтальной плоскости. К этому подтолкнуло и крайне неприятное явление: во время торможения задняя часть образцов Gama-Goat ощутимо повиливала. Но по большому счету концепция Gama-Goat в новой конструкции все же сохранилась.



Армии требовался шестиколесный вездеход, который мог бы транспортировать грузы и людей в самых трудных дорожных условиях. А значит, машина должна была иметь предельно возможный дорожный просвет и малое удельное давление на грунт. Вместо бензинового двигателя на М561 решено было устанавливать малогабаритный трехцилиндровый двухтактный дизель GM353 с рабочим объемом 2,6 л, который развивал мощность 103 л.с. при 2800 об/мин (впоследствии на машину стали по заказу устанавливать многотопливный силовой агрегат Lycoming AVM310 аналогичной мощностью). Двигатель, коробка передач, раздаточная коробка и механизмы управления располагались в передней секции, а задняя выполняла роль грузопассажирского отсека.


Крутящий момент от мотора передавался через 4-ступенчатую механическую коробку передач на 2-ступенчатую раздатку к переднему и среднему ведущим мостам. В свою очередь от среднего моста усилие через двойной универсальный кардан и промежуточный карданный шарнир поворотного устройства передавалось на задний ведущий мост. При движении по хорошей дороге привод к передним колесам тягача и колесам прицепа необходимо было отключать, таким образом на шоссе автомобиль имел колесную формулу 6х2 (при этом ведущими были только задние колеса тягача). Шарнир между тягачом и прицепом допускал относительный угол поворота до 30 градусов в каждую сторону вокруг продольной и до 40о вокруг поперечной осей. Кроме того, задний мост тягача (средняя ось автомобиля) мог дополнительно поворачиваться относительно продольной оси шасси на угол 15 градусов в каждую сторону от среднего положения. Это позволяло добиться того, что даже в самых тяжелых условиях все шесть колес внедорожника имели постоянный плотный контакт с грунтом, обеспечивая тем самым максимально возможную силу тяги. Ко всему прочему автомобиль отличила высокая плавность хода, что в свою очередь позволяло легко достигнуть заданной нормативной скорости 90 км/ч по хорошим дорогам.



В бывшей Восточной Германии



Управление внедорожником М561 осуществлялось поворотом передних колес тягача и колес прицепа с помощью обычного рулевого привода. При этом угол поворота задних колес был наполовину меньше угла поворота передних. Подвеска всех колес была независимой, на двух поперечных вильчатых рычагах с цилиндрическими пружинами в качестве упругих элементов и телескопическими амортизаторами. Часть машин первой серии имела в роли упругого элемента подвески средних колес однолистовую поперечную рессору. Все ведущие мосты снабжались дифференциалами повышенного трения. Оригинальная ходовая часть позволяла вездеходу легко преодолевать вертикальный уступ высотой 0,66 м.



В целях максимального снижения массы обе несущие секции машины изготовлялись из алюминиевого сплава. В кузове прицепа размещались до восьми солдат с полной выкладкой (в кабине передней секции два человека, включая водителя). Собственная масса вездехода составляла 2650 кг, полезная грузоподъемность 1350 кг, полная допустимая масса 4060 кг. Распределение массы по осям: на переднюю 1100 кг, на среднюю 1475 кг, на заднюю 1485 кг. Габаритные размеры М561 были таковы: длина 5620 мм, ширина 2135, высота по тенту задней секции 2310 мм. Колея передних и задних колес 1810 мм, дорожный просвет 380 мм.

Всего же, предприятием концерна LTV, расположенным в г. Шарлотт (штат Северная Каролина), было выпущено около 15 тысяч автомобилей М561. В ходе различных военных действий последних десятилетий, находящиеся на вооружении армии США, эти машины многократно сбрасывались на парашютах с самолетов, имея на борту полезный груз массой до 1140 кг. Отмечу, что в отличие от своего предсерийного прототипа Gama-Goat, автомобиль М561 не имел винта. Движителем на плаву служили вращающиеся колеса, обеспечивавшие скорость на воде до 3,2 км/ч.


Во второй половине 70-х гг. Пентагон начал всерьез подумывать о замене этих необычных автомобилей. Решающую роль в этом сыграл выстраданный кровью опыт войны во Вьетнаме, который показал, что разномастный автомобильный парк трудно обслуживать. К тому же, молодые неопытные солдаты, привыкшие "на гражданке" к машинам с автоматической коробкой передач, частенько путались в управлении армейской техникой. Грядущему секвестру подлежали не только такие экзотические образцы, как Gama-Goat, но и такой неприхотливый джип, как М151 Mutt — прямой потомок знаменитого "Виллиса". Итог генеральских исканий хорошо известен — им стал High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle, он же M998, он же искомый "Хаммер".

Тем не менее, 561-е еще долго находились на вооружении US Army, пока техника окончательно не выработала свой ресурс. И ныне, многие списанные машины — частые участники и победители всевозможных джип-триалов в Европе и Америке.

Сочлененная боевая техника на гусеничном ходу

Сочлененная система (ее еще называют двухзвенной или спаркой) успешно внедрилась как вездеходная транспортная с гусеничным движителем. Известны шведские машины BV206 и отечественная ДТ-10П Ишимбаевского завода. Имели место попытки создать и боевую машину. К ним относится легкий шведский танк UDEX XX20, не развившийся далее опытных образцов.



В начале 1980-х годов шведскими специалистами были созданы и испытаны опытные образцы легкого сочлененного танка (также назывался истребителем танков), получившего обозначение UDEX XX20. Его основное вооружение – германская 120-мм гладкоствольная пушка с дульным тормозом фирмы «Бофорс». Она вынесена над корпусом передней гусеничной машины, в которой также размещаются 3 человека экипажа. Во второй машине находятся дизельный двигатель (600 л.с.), боеприпасы и топливо. При общей боевой массе чуть более 20 тонн этот танк во время испытаний на заснеженной местности развивал скорость до 60 км/ч.



Между собой секции танка связаны двумя телескопическими гидравлическими цилиндрами, с помощью которых взаимное положение секций может меняться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях в пределах сектора, равного 34 градусам. Благодаря такому конструктивному решению танк способен преодолевать различные препятствия, в том числе и высокие (до 1,7 м) вертикальные стенки. Это достигнуто прежде всего возможностью подъема носовой части передней секции.
При переброске танка по воздуху либо другими видами транспорта секции рассоединяются, на что затрачивается немного времени.

Русский гусеничный проект

В Бронетанковой академии им.Малиновского велись работы по обоснованию сочлененной боевой гусеничной машины. Но далее составления научного отчета дело не пошло.



В начале 1999 года с целью выявления новых ходовых качеств сочлененного гусеничного шасси автором была изготовлена и испытана действующая модель в 1/7 натуральной величины.

Существенную моральную и организационную работу по исследованию модели оказали члены военно-технической секции при культурном центре Вооруженных сил РФ, кафедры тягачей и амфибийных машин и кафедры №18 общевойсковой Академии ВС РФ.

По результатам испытаний выявлено: в предельно сближенном друг к другу связанным шаровым шарниром тоннельной конструкции корпуса и гусеницы сочлененной машины, обеспечивают при повороте на 16" достаточную поворачиваемость при движении с наименьшим радиусом поворота до 40 м при кинематическом способе поворота. Управяемое с места водителя изменение длины опорной базы с отношением База/Колея =4 до величны 1,8 позволяет выполнять повороты с радиусом 6,0-6,5 м. Это соответствует параметрам моноблочной короткобазной гусеничной машины, выполняемой по бортовому способу.



Для сочлененной гусеничной машины, являющейся, как правило, длиннобазной, возможности производить повороты двумя способами, избавляют ее от существенного недостатка – поворачиваемости на большом радиусе и малой поворотливости. Испытания модели показали реальную возможность сочлененной гусеничной машины выполнять шаговое (лаговое) перемещение. В ходе испытаний подтвердилась высокая живучесть ходовой части, обеспечивающей движение и управляемость при поломке или потере до трех гусениц. Результаты по самоокапыванию оказались по ряду причин незавершенными.

В начале 60-х годов со всей очевидностью встала задача по созданию СГМ, так как одиночные гусеничные снегоболотоходы не способны перевозить груз более 5 т. Для этих целей было создано специальное конструкторское бюро.

В феврале 1971 года первые отечественные СГМ ДТ-ЛП и ДТ-Л были представлены на государственные испытания. Современные СГМ ДТ-10П, ДТ-20П и ДТ-20 приняты на вооружение в 1980 году. К 1982 году Ишимбайский завод транспортного машиностроения освоил серийное производство и выпустил первую партию ДТ-10П. В конце 1981 года закончились испытания двухзвенников ДТ-30П и ДТ-30.



Проведенные в дорожно-климатических условиях ряда военных округов, они показали, что двухзвенные гусеничные транспортеры, обладая высокой проходимостью и большой грузоподъемностью, могут эффективно использоваться для транспортировки вооружения, военной и гражданской техники, военно-технического имущества в особо тяжелых дорожных и климатических условиях Севера, Сибири, Дальнего Востока и Аравийской пустыни. К 1985 году большой цикл НИОКР по созданию унифицированного семейства двухзвенных транспортеров "Витязь" был завершен.

Транспортеры ДТ-10П и ДТ-30П нашли широкое применение как в войсках, дислоцирующихся в округах с труднопроходимой местностью и на островных территориях (для перевозки армейских подразделений, боеприпасов, техники, ГСМ, монтажа вооружения), так и в различных отраслях народного хозяйства, в районах с тяжелыми дорожно-климатическими условиями (для перевозки возможных грузов, размещения землеройного, лесопромышленного, энергетического.



Опыт эксплуатации подтвердил правильность и надежность конструктивно-компоновочной схемы. Это прежде всего нетрадиционная схема с четырьмя активными гусеничными обводами, обеспечивающая большую опорную поверхность и постоянство контакта с грунтом. Это и кинематический способ поворота сочлененной машины за счет принудительного складывания звеньев с помощью впервые примененного на этих машинах трехстепенного поворотно-сцепного устройства. Кинематический способ поворота обеспечил положительную силу тяги на всех гусеницах как при прямолинейном движении, так и при повороте.



Сочетание кинематического способа поворота с использованием мощного многотопливного танкового дизеля, гидромеханической трансмиссии, оригинальной ходовой части с широкими ленточными гусеницами и опорными катками с губчатыми камерами и гидроцилиндров вертикального складывания позволило на машинах с полной массой до 60 т получить более высокие качества проходимости по болотам, снежной целине, сыпучим пескам и грунтам с низкой несущей способностью, чем на любых одиночных снегоболотоходных машинах.

Немногочисленная семья собратьев

В данное время существуют сочлененные вездеходы, на гусеничном ходу и на колесном. Но это весьма немногочисленные экземпляры.



Шведский гусеничный вездеход "Haegglunds Bv 206s" в странах СНГ имеет прозвище "Лось". В 1974 году шведская фирма "Haegglunds" выиграла государственный тендер на право разработки и серийного производства легкого сочлененного вездехода с прицепом, полезным для нужд армии, для патрульных подразделений и для спасательных служб. Вездеход получился удачным и быстро стал популярным в Скандинавии, а чуть позже и в США, Канаде и даже — в Китае.



Кузов "Лося" — из нержавеющего, морозоустойчивого материала "фиберглас". Головная часть вездехода — четырехдверная, прицеп — с одной "калиткой", со стороны заднего борта. Размеры "Лося" с виду скромные, но в него вмещается до 17 пассажиров, либо 2 тонны груза, он способен ездить по любому типу поверхности, включая так называемые "слабонесущие грунты". Это достигается благодаря широким резиновым гусеницам (620 мм) с кевларовым кордом, снабженным "зубастыми" грунтозацепами и надетым на сдвоенные опорные катки с торсионной подвеской. Благодаря таким "лыжам" машина обладает очень малым удельным давлением на грунт, всего около 0,12кг/м2.

В головной секции продольно установлена бензиновая V-образная "шестерка" Ford объемом 2,8 л и мощностью 136 л.с. Сзади к мотору Ford пристыкован четырехступенчатый "автомат" от "Mersedes" и раздаточная коробка.

Машина проста в управлении. Конструкция тщательно продумана, обладает отличной проходимостью: извивающаяся в двух плоскостях и прокладывающая себе дорогу четырьмя постоянно гребущими гусеницами, совершенно бесстрашно проходит через канавы, ловко и гибко взбирается на вершины холмов. Мало того, "Лось" еще и умеет плавать!

В настоящее время в России выпускаются несколько моделей сочлененных вездеходов.

"Атака", на шинах сверхнизкого давления. "Атака" — один из самых маленьких, выпускаемых сегодня в России вездеходов.



Две секции рамы соединены между собой поворотно-сцепным устройством, позволяющим звеньям вездехода складываться относительно друг друга, причем в разных направлениях. Благодаря гибкому "излому" в горизонтальной плоскости машина поворачивает. Закручивание "винтом" обеспечивает ей постоянный контакт колес с поверхностью грунта. В приводе этого вездехода участвует гидравлика, а команды поступают от рулевого колеса, управляющего перепускными клапанами.

Сегодня в России выпускаются и более крупногабаритные вездеходы такого типа. Так, например, "Мамонтенок". Линия его рамы проходит почти перед глазами, а шины сверхнизкого давления (0,2 — 0,5 атм.) имеют 1 метр 70 см в диаметре. В его кабину надо взбираться почти как на трактор "К-700", поднявшись на пару ступеней вверх.



Жаль, что Мамонтенок не умеет плавать! Конструктивное отличие только в отсутствии под кузовом и на колесных дисках дополнительных воздушных емкостей (суммарным объемом около 1200 л), обеспечивающих положительную плавучесть.

Двухзвенная транспортно-технологическая машина ТТМ-4901 «Руслан» была разработана ЗАО «Транспорт» по заказу Акционерной компании «Транснефть» и предназначена для обслуживания трубопроводов.



Особенностью машины является уникальная проходимость за счет складывания звеньев и раздельной блокировки межбортовых и межзвеньевых дифференциалов. Машина способна передвигаться по любым болотам, в отличие от обычных вездеходов «Руслан» может взбираться на крутой берег, сплавины, преодолевать рвы, овраги и другие сложные участки на пересеченной местности.



Зацепляясь одной из четырех гусениц за самый небольшой участок твердой опоры, машина может выходить из самой затруднительной ситуации бездорожья.
Высокая проходимость «Руслана» дополняется плавучестью – машина легко переплывает речки и озера со скоростью 5 км/час. В корпусе установлены трюмные насосы для откачки воды.

И еще одно чудо ВАЗ-2346 "Капрал"



Внешне автомобиль тщательно скрывает свою уникальность – нужно преклонить колени, чтобы убедиться в отсутствии непрерывной рамы и увидеть шарнир, соединяюший две половины машины. Он, кстати, позаимствован создателями у станков-роботов, в которых используется как поворотно-опорное устройство.



Тут же бросается в глаза и необычное решение системы выпуска, которая, как у американских дальнобойщиков, располагается на задней стенке кабины. Все дело в том, что она могла бы стать совершенно ненужным соединяющим звеном, которое подвергалось бы повреждениям при скручивании кузова.



А так – дешево, надежно и практично. И эстетично, кстати. Забегая вперед, скажем, что топливный бак следовало бы тоже разместить где-нибудь, но только не на "сейсмически активной" территории – каждый раз при смещении задней части индикатор уровня топлива на приборной доске начинает тихо сходить с ума, показывая новые и интересные данные по количеству топлива.



А так – с виду ничем не приметная "Нива"-пикап, ну разве что раскраска веселая...
Интерьер тоже ничем не обнаруживает свою принадлежность интересному автомобилю. Двухместная кабина с багажным отделением, достаточным для нескольких сумок, стандартно-аскетичная, родом из Тольятти.



Единственная необычная деталь – тройной ручник, корягой торчащий меж кресел. Средний рычаг выполняет здесь роль стопора для шарнира, а два дополнительных, нефиксируемых, тормозят правое и левое колеса по отдельности. Такой вот "трекшн-контроль по-русски" – за неимением средств для создания современных систем стабилизации русские инженеры вынуждены придумывать самобытные конструкции, которые на примитивном механическом уровне заменяли бы дорогостоящую электронику.

Дальнейшие перспективы развития

Теперь более конкретно о том, как может выглядеть в рамках данной концепции 2-хзвеных бронемашин тяжелая универсальная БМП.



Перспективная сочлененная БМП состоит из двух шарнирно соединенных секций. В первой секции расположено МТО, места механика-водителя, командира и/или наводчика-оператора, а также платформа с вооружением. Во второй секции находится десантное отделение. Экипаж 2-3 челове-
ка, десант 8 человек, основное вооружение – 76,2-мм автоматическая пушка в выне-
сенной установке.



Машина оборудована встроенной тандемной динамической защитой, компьютерной СУО, средствами связи и пассивной защиты. Модульная компоновка позволяет десантное отделение заменить на какое-нибудь другое: с дополнительным боекомплектом, зенитными ракетами, средствами разминирования или РСЗО.

Двухзвенная машина имеет право на жизнь, и поэтому эта концепция не дает покоя конструкторам.



Предлагается компоновочная схема бронированной гусеничной машины, имеющей центральную и две соединенные с ней транспортно-эвакуационные секции. При этом секции могут отцепляться друг от друга и применяться раздельно.



Таким образом, предлагаемая сочлененная конструкция боевой гусеничной машины позволит повысить практически все основные боевые свойства образца, увеличить коэффициент использования экипажем этих свойств, а также создать на ее основе семейство боевых, обеспечивающих и вспомогательных машин, что даст возможность разработки принципиально новых способов применения танковых подразделений сухопутных войск.

Все это позволяет сделать вывод, что гусеничные бронированные сочлененные машины могут явиться основой для разработки образцов бронетанкового вооружения нового поколения.

В публикации использованы материалы из ресурсов:
otvaga2004.narod.ru
vezdehody.ru

Отдельная благодарность relistal за идею публикации.

Источники
https://topwar.ru/68742-proekt-lockheed-twister-gibkie-bronemashiny-iz-ssha.html
http://www.liveinternet.ru/community/3629085/post120433527/