2. Конструкция ходовой части танка Т-64

Конструция ходовой части харьковского танка Т-64, в отличии от нижнетагильского Т-72, широко известного за рубежом, практически не знакома зарубежным специалистам. По высказываниям бывшего директора харьковского 115 БТРЗ В. Ткачука, только после распада СССР танковые эксперты США, через подставные фирмы, смогли приобрести шесть образцов танка Т-64 и провести его полномасштабные исследования [7].

Появление первой версии данной статьи на сайте www.btvt.narod.ru показало: повышенный интерес к танку Т-64 проявлен в странах Южной Америки, Афрки и Юго-Восточной Азии. Это обстоятельство заставило авторов статьи ее переработать с уклоном в описание конструктивных особенностей харьковской машины.

Ходовая часть танка Т-64 и его модификаций была разработана в конце 50-х годов прошлого века для изделия «430» и экспериментально проверена на ходовом макете в 1960-61 гг. Как и все, что имело отношение к «430», ходовая часть обладала новизной. «Нельзя создать новый танк из старых узлов»,- сделал запись в своем дневние А.А. Морозов [5]. К сожалению, смысл сказанного так и не осознали ни руководители, ни конструкторы «Уралвагонзавода», детища харьковского завода №183 военного времени.

Конструкция основных элементов ходовой части Т-64 постоянно совершенствовалась в процессе многолетнего серийного производства и проверялась в ходе длительной войсковой эксплуатации. Это позволило использовать полученные результаты как для глубокой модернизации существующих танков (БМ Булат), так и для разработки боевых машин на их базе.

2.1. Гусеница

Гусеница танка Т-64 рис. 5 имеет параллельный резино-металлический шарнир (РМШ) рис. 6, металлическую беговую дорожку, цельно-штампованные звенья с хорошей ажурностью, что обеспечивает достаточную очищаемость ее от грунта, снижает коэффициент трения качения опорного катка по беговой дорожке.

Трак (рис. 7) включает: два звена, гребень, башмак, скобы, пальцы и элементы крепления. Количество траков 78 – 79 шт.

Рис. 5. Гусеница Т-64 в сборе

Рис. 6. Резино-металлический шарнир гусеницы Т-64

Рис. 7. Трак гусеницы Т-64. Вид со стороны беговой дорожки и со стороны грунтозацепов.

Рис. 8. Гребень и башмак гусеницы Т-64 в сборе. Отчетливо видны полость, повышающая сцепные качества гусеницы , и два болта крепления.

Трак гусеницы танка Т-80 (рис. 9) имеет обрезиненную беговую дорожку, соединительные скобы, гребни и башмаки (рис. 10).

Рис. 9. Трак гусеницы Т-80. Вид со стороны беговой дорожки и со стороны грунтозацепов

Рис. 10. Гребень и башмак гусеницы Т-80 в сборе.

Соединение гребня с башмаком осуществляется одним болтом. Форма опорной поверхности башмака плоская, что существенно ухудшает сцепные качества гусеницы с грунтом.

К преимуществам гусеницы танка Т-64 можно отнести высокие сцепные качества, низкий вес, хорошую очищаемость, высокую надежность, достаточный ресурс (10 – 11 тыс. км), зачастую танки уходили в капитальный ремонт на «родных» гусеницах, низкие холостые потери мощности в гусеничном обводе при перематывании, что обусловлено относительно незначительными силами инерции и гистерезисными потерями в РМШ.

Высокие сцепные качества гусеницы танка Т-64 объясняются формой опорной поверхности и конструкцией опорного катка. Все, за что критиковали ходовую часть Т-64 некоторые теоретики-ходовики ВНИИТрансмаша, и реализовывали в металле конструкторы ЛКЗ и «Уралвагонзавода», по меткому выражению А.А. Морозова было «бредом сивой кобылы».

Физика, школьный курс: кулоновская сила трения равна произведению нормального давления на коэффициент трения. Чем выше сила трения, тем лучше сцепление. Коэффициент трения в системе «сталь-грунт» значительно меньше коэффициента трения в системе «грунт-грунт».

Террамеханика: сила трения между слоями грунта зависит от нормального давления, свойств несущего основания и взаимного перемещения слоев грунта.

Маленький стальной (жесткий) опорный каток обеспечивает высокие контактные давления на стальную беговую дорожку трака. Под их воздействием гибкий (с параллельным шарниром) трак, лежащий на податливом несущем основании, деформируется с переменным радиусом кривизны. Жесткий цельный трак, с последовательным шарниром танка Т-72, этим свойством не обладает. Максимальные давления в системе «гусеница-грунт» возникают в центре трака, в зоне башмака, а там полость, которая забивается грунтом и удерживает его шпорами. Именно она обеспечивает высокий коэффициент трения в системе «гусеница-грунт» и высокие тягово-сцепные качества гусеничного движителя. 20… 25 % тяговых (сцепных) качеств гусеницы танка Т-64 реализуется БАШМАКОМ.

Форма опорной поверхности звена и отверстия в нем не только уменьшают вес (снижают холостые потери на перематывание), повышают очищаемость гусеницы, но и повышают ее сцепные свойства: работают внутренние связи (усилия) между частицами грунта, находящимися под и над гусеницей. За счет этого реализуется еще 15… 25 % тягового усилия. Остальные 50…65% реализуются грунтозацепами (шпорами) трака. Гениальность ходовой части морозовского Т-64 в ее простоте и эффективности. «В танке мелочей не бывает», – любил повторять А.А. Морозов [5] и ходовая часть Т-64 этому подтверждение.

Авторы статьи рекомендуют разработчикам ходовых систем «Уралвагонзавода» и ЛКЗ, при мытье резиновых сапог, после рыбалки или охоты, обращать внимание на различие рисунка протектора на подошве и каблуках, на которых реализуется максимальное давление на грунт…

Законы изменения радиальной и угловой жесткости РМШ в режимах нагружения и восстановления позволяют определить мощность гистерезисных потерь, затрачиваемую на нагрев резины за один цикл. Данная характеристика, совместно с экспериментально получаемой циклограммой нагружения трака в гусеничном обводе, позволяет минимизировать холостые потери в гусеничном обводе, обеспечить устойчивость верхней ветви гусениы при движении танка и требуемый ресурс гусеницы по РМШ.

Рис. 11. Очищаемость гусеницы танка Т-64 при его движении

Гусеница Т-64 показала лучшую, из всех существующих, сцепляемость с грунтом. В дополнении с ажурностью и самоочищаемостью траков танк Т-64 превосходил Т-72 и Т-80 по показателям проходимости при движении на снежной целин и заболоченным участкам.

Для танка Т-72, по сравнению с Т-64, была характерна низкая проходимость в условиях весенне-осенней распутицы и по болоту. Так, например, в КВО учебном центре (г. Бердычев) обучение экипажей вождению в указанных условиях проводились на Т-64, т.к. танки Т-72 застревали и буксовали из-за забиваемости траков грунтом и подклинки опорных катков грязью.

Рис. 12. Проходимость танка Т-64 на заболоченном участке и предельная забиваемость ходовой части, при которой теряется его подвижность.

Рис. 13. Предельная забиваемость ходовой части танка Т-80, при которой теряется его подвижность.

Рис. 14. Холостые потери мощности в гусеничном обводе танков Т-64 и Т-72

Анализ потерь мощности в гусеничном обводе (рис. 13.) показывает: повышение мощности двигателя В-46 и его модификаций до 840…1000 л.с. только выравнивает свободную мощность, затрачиваемую на колееобразование и движение танка Т-72, с аналогичным показателем Т-64.

По-видимому, это обстоятельство заставило разработчиков «Уралвагонзавода» отказаться от гусениц с последовательным шарниром, применяемых на ранних образцах Т-72, и использовать в своих более поздних разработках трак с параллельным шарниром без отверстий в звеньях, изменив в худшую сторону, от непонимания протекающих физических процессов, конструкцию башмака. Он как был плоским, таким и остался рис. 15.

Рис. 15. Гусеница танка Т-90С

Система подрессоревания танка включает в себя следующие узлы и детали:

– опорные катки и балансиры;

– подшипниковые узлы подвески;

– гидроамортизаторы;

– торсионы;

– ограничительные упоры балансиров.

Отличительной особенностью системы подрессоревания танка Т-64 является соосность торсионов. Если мы не ошибаемся, ни один существующий в мире танк не обладает данной особенностью…

Боевое использование ЗСУ-23-4 “Шилка” в операции “Жало пустыни” показало высокую эффективность применения артиллерии малого калибра для борьбы с элементами высокоточного оружия. Так, 13.01.1993 года, батарея ПВО, имевшая на вооружении подвижные комплексы ЗСУ-23-4, уничтожила 8 КР «Tomahavk». Общее число КР, сбитых войсками ПВО Ирака составило 16 – 18 единиц.

Полученные материалы явились основанием для украинских военных и разработчиков систем вооружения поставить вопрос о модернизации ЗСУ-23-4 «Шилка» и доведения ее технического уровня до требований современного боя.

В середине 90-х годов, НЦ ВВС и ПВО при Харьковском военном университете выступил инициатором модернизации ЗСУ-23-4 «Шилка» (тема «Донец»), к которой были привлечены «Хартрон» (системы наведения и управления), ИМИС (разработка конструкторской документации) и «Завод имени Малышева» (изготовитель).

В качестве возможных вариантов шасси рассматривались:

– многоцелевой тяжелый тягач МТ-Т;

– танк Т-80УД, серийно выпускаемый «Заводом имени Малышева»;

– танк Т-64А, снятый с производства, но находящийся на хранении и подлежащий уничтожению, в соответствии с Договором об ограничении войск в Европе.

При обосновании путей модернизации ПЗРАК «Донец», НЦ ВВС и ПВО использовал информационную технологию «Gill» [8].

В результате проделанной работы были сделаны следующие выводы:

Математическое моделирование боевого применения ЗСУ-23-4 «Шилка» показало: несмотря на несоосность торсионов, но за счет изменения расположения опорных катков правого и левого бортов (они смешены относительно оси ведущих колес почти на межкатковое расстояние) удалось свести к минимуму влияние несоосности торсионов на точность стрельбы.

Тягач МТ-Т не обеспечивает требуемую защиту экипажа и содержит двигатель В-46, изготавливаемый в России.

Шасси танка Т-80УД (гибрид харьковского МТО с двигателем 6ТД и ходовой части танка Т-80), по сравнению с Т-64А, имеет больший вес и завышенную мощность дизеля. Торсионы системы подрессоревания правого и левого бортов танка Т-80УД смещены относительно друг друга на 112 мм. При работе систем наведения и стрельбе с максимальными угловыми скоростями башни по горизонтали 70 град/сек, по вертикали – 60 град/сек, за счет неуравновешенности башни возникают дополнительные продольно-поперечные колебания корпуса, приводящие к увеличению погрешности стрельбы на 10-12%.

4. Соосность торсионов танка Т-64 обеспечивает не только высокие показатели подвижности и плавности хода, но и оказывает существенное влияние на точность стрельбы.

Некоторые промежуточные результаты по теме «Донец» были доложены на международной конференции [9] и нашли полное понимание и одобрение у присутсвующего David W. Pride (Armor Systems R amp;D), представляющего U.S.Army Materiel Command Science and Technology Center – Europe.

Спустя 10 лет, в декабре 2007 года идея модернизации ЗСУ-23-4 «Шилка» будет объявлена «золотой» идеей России [10]…

Морозовская идеология танка Т-64 заключалась в том, что все составные системы, обеспечивающие подвижность, защиту и огневую мощь, должны дополнять друг друга.

2.2.1. Опорный каток и балансир

Опорный каток танка Т-64 – двухскатный, обод стальной с внутренней амортизацией (рис. 16). Диск и ступица выполнены из алюминиевого сплава.

Конструкция катка выполнена в лучших традициях морозовской конструкторской школы. Обратите внивание на два буртика на ступице в зоне нижней части стального обода – это ограничители радиального перемещения обода. Изящно, просто и надежно…

Случаев разрушения внутренней амортизации при эксплуатации на типовых танковых трассах не было. Исключение составляет бетонная трасса – наблюдался перегрев резины и возникали высокочастотные вибрации, обусловленные звенчатостью гусеницы. Сторонники Т-80 говорили о повышенных вибрациях Т-64 за счет жесткого контакта «гусеница-каток». Да, это имело место, но они не превышали допустимых. Опорные катки Т-64 обладали повышенной надежностью по сравнению с катками танков Т-62, Т-72 и Т-80, обеспечивали высокую проходимость и имели более низкую стоимость (раздел 3).

Рис. 16. Опорный каток и балансир Т-64 в сборе Рис. 17. Опорый каток и балансир Т-80 в сборе

Рис. 18. Балансир подвески танка Т-72

Балансир танка Т-72 (рис. 18) стальной, штампованный, выполнен вместе с осями катка и балансира. В оси балансира нарезаны шлицы для его соединения с торсионом. К балансиру приварены лабиринтные кольца и скребок с износостойкой наваркой.

В балансиры первых, вторых и шестых подвесок запресованы пальцы, обеспечивающие их соединение с лопастными амортизаторами.

Балансир центруется во втулке и в обойме с помощью игольчатых подшипников. Осевое перемещение балансира исключается с помощью шариков.

Балансиры правого и левого бортов отличаются установкой скребков.

Балансиры первых, вторых и шестых подвесок отличаются от балансиров третьих, четвертых и пятых подвесок наличием пальцев для амортизаторов и шириной шейки под роликовый подшипник на оси катка.

2.2.2. Подшипниковый узел

Все рабочие и сборочные чертежи, на которых стоит подпись А.А. Морозова, отличаются рационализмом, целенаправленостью и неповторимым изяществом. Это было видно на конструкции опорных катков и балансиров (рис. 16), это повторяется в подшипниковом узеле подвески Т-64 (рис. 19). Ни одной лишней детали, максимальное использование пространства, плавность линий и законченная композиция – вот морозовская школа конструирования. Любая попытка представителей более низкого конструкторского уровня внести сюда свои «дополнения» и «улучшения», как любят говорить его оппоненты из Питера и Нижнего Тагила, лишенные чувства скромности, приводит к топорности конструкции, снижению ее эффективности, увеличению веса и стоимости…

Талант конструктора, как и талант художника, – объективная реальность. Можно присвоить чужую разработку, выдавая за свою, но превзойти в будущем САМОГО СЕБЯ – это под силу только ТАЛАНТУ. Конструкторский талант А.А. Морозова проявился при создании Т-34, Т-44, Т-54. Это повторилось и с танком Т-64…

Простого конструкторского таланта не хватило кадровым военным, выпускникам АБТВ им. Р.Я. Малиновского Л.Н. Карцеву и В.Н. Вендиктову – главным конструкторам Т-72. Одного «местечкового патриотизма» оказалось недостаточно для удержания лидирующего места в мировом танкостроении…

Не явился исключением и их однокашник по академии кадровый генерал Н.А. Шомин – главный конструктор харьковского танка Т-80УД, установив на него ходовую часть Т-80…

Рис. 19. Подшипниковый узел подвески танка Т-64

Рис.20. Подшипниковый узел подвески танка Т-80

2.2.3. Гидроамортизатор

На танке Т-64 применяется телескопический гидроамортизатор, одноступенчатый двустороннего действия рис. 21. В качестве рабочей жидкости используется 7-50-СЗ. Ее применение повысило надежность гидроамортизаторов. Величина усилия отсечки на прямом ходе равна 9000 кг. Гидроамортизатор работает очень эффективно. Расплатой за эффективность стал перегрев рабочей жидкости. Выходом из сложившейся ситуации явилось установка термоклапана. При интенсивной работе амортизатора и нагреве масла биметаллическая пластинка, под воздействием тепла, вследствии разных коэффициентов расширения составляющих пластин, будет деформироваться и больше откроет отверстие, через которое легче и больше пойдет поток масла. Жидкость охладиться, пластинка возвратится в исходное положение, и амортизатор снова будет работать в своем режиме. Это простое решение было предложено главным конструктором А. А. Морозовым [5].

На первых порах, из-за износа, часто разрушались шток и уплотнения гидроамортизатора. В последствии установили резиновый кожух и проблема исчезла.

Рис. 21. Гидроамортизатор танка Т-64 Рис. 22. Лопастной гидроамортизатор танка Т-72

На каждом борту танка Т-72, на первых, вторых и шестых подвесках, установлено три рычажно-лопастных амортизатора рис. 22. Угол поворота рычага составляет 87 ⁰. Диаметр камеры 250 мм, объем рабочей жидкоси 2550 см ³. Площадь охлаждения 3800 см ³.

К достоинствам лопастного гидроамортизатора следует отнести отсутствие свободных ходов, что имеет место у амортизатора Т-64. Среди недостатков следует отметить: ослабление защиты корпуса, дополнительное техническое обслуживание, более высокую материалоемкость конструкции.

2.2.4. Торсион

«Изюминкой» системы подрессоревания танка Т-64 явились укороченные в два раза торсионы; именно это конструкторское решение обеспечиваех их соосность. Для сохранения требуемого динамического хода, который определяется углом закручивания, пришлось в два раза повысить допускаемые касательные напряжения кручения.

Технология изготовления торсионов танка Т-64 позволяет достичь допускаемые касательные напряжения 1500 Мпа (на «Леопард-1» – только 1050 Мпа, на Т-72 – 1300 Мпа). Данная технология была разработана к.т.н. Екатериной Дмитриевной Цыпиной (ВНИИСталей), которая в последствии получила название: упрочнение рабочей поверхности деформационным старением мартенсита путем продольной раскатки стержня торсиона.

На первых порах эксплуатации танков Т-64 имели место случаи поломок торсионов, но это вызывалось отступлением от технологии изготовления и микроповреждениями поверхностного слоя. Его защита, путем обматывания изоляционной лентой, оказалось предельно простой и достаточно эффективной. В последствии, конструкция была доведена до требуемого уровня, замечаний по их работе не возникало. Укороченный в два раза торсион сохранил требуемый угол закручивания 62 ⁰.

Оригинальность конструкторского мышления морозовской школы проектирования проявилась при создании и этого узла ходовой части танка Т-64. Обычный опорный каток с внутренней амортизацией, с незначительными, невидимыми внешне изменениями был превращен в важный узел ходовой части – направляющее колесо рис. 23. Это была не просто прихоть конструктора: уменьшить объем возложенной на него работы, решалась принципиально новая задача – обеспечение подвижности танка при выходе из строя направляющего колеса за счет опорного катка первой подвески, повернутой на требуемый угол. Передняя подвеска танка Т-64 недогружена (масса танка в основном распределена между оставшимися опорными катками), что позволяет перераспределить действующую на нее нагрузку на оставшиеся опорные катки, не превышая допустимые нагрузки.

Рис. 23. Направляющее колесо танка Т-64

Рис. 24. Направляющее колесо танка Т-72

Рис. 25. Направляющее колесо танка Т-80

При анализе конструкции направляющих колес танков Т-72 (рис. 24) и Т-80 (рис. 25), авторы статьи обратили внимание на их внешнюю схожесть с аналогичными узлами танков Т-34 и Т-55. Может быть, стремление не обременять свои головы поиском новых конструкторских решений и является причиной длительного застоя в отечественном танкостроении…

Отличительной особенностью ведущего колеса танка Т-64 является наличие грязеочистителя, находящегося между венцами рис. 26, а на ведущем колесе Т-80 установлен ограничительный диск, препятствующий сбросу гусеницы рис. 27.

Рис. 26. Ведущее колесо танка Т-64

Рис. 27. Ведущее колесо Т-80

Венец каждого из них имеет 12 зубьев, а радиус равен 0.315 м, что определяется шагом гусеницы 164 мм, но геометрические размеры ведущих колес отличаются друг от друга, поскольку ширина гусениц танков Т-64 и Т-80 различные: соответственно 540 мм и 580 мм.

Рис. 28. Поддерживающий каток танка Т-64

Рис.29. Поддерживающий каток танка Т-80

Поддерживающие катки танков Т-64 и Т-80 полностью отражают идеологию опорных катков: металлический обод и внутренняя амортизация в первом случае и наружный резиновый бандаж во втором. В принципе каждый из них свою функцию выполнил.

Появление Т-64, первого танка второго послевоенного поколения, стерло грань между средними и тяжелыми машинами, открыло новую страницу в мировом танкостроении, введя понятие – основной боевой танк.

Морозовский принцип: «Нельзя создать новый танк из старых узлов» нашел достойное подтверждение в XXI веке. Только новые элементная база и технологии способны обеспечить развитие техники, ее качественный скачек. Именно эти качества позволили странам Юго-Восточной Азии, во второй половине ХХ века, сделать прорыв в радиоэлектроние, системах связи и передачи информации, занять лидирующие позиции на мировом рынке.

Провалив собственные разработки по перспективному танку 60-х годов, «Уралвагонзавод» (изд. 140) и ЛКЗ (изд. 287), используя «детские болезни» Т-64, предприняли попытку «удержаться на плаву», предложив «улучшение» и «доработку» харьковской конструкции, используя свои старые наработки, при этом полностью игнорируя идеологию развития танка, заложенную А.А. Морозовым – все системы должны дополнять друг друга и иметь перспективу развития.

Высшее руководство СССР, включая оборонный отдел ЦК КПСС, ВПК, МО и МОП, стремясь подстраховать себя, открыло «зеленую улицу» для «доводки» Т-64, не понимая, что уровень конструкторских работ в Ленинграде и Нижнем Тагиле уступает харьковской школе танкостроения. Итог плачевный – в СССР появилось три танка, с близкими ТТХ, но совершенно различными конструкциями, что внесло серьезные проблемы в обучении личного состава и материально-техническом обеспечении бронетанковых войск Советской Армии.

Каждая совершенная ошибка порождает следующую. Принятие на вооружение Т-72 и Т-80 потребовало «научного» обоснования целесообразности данного шага, которое проявилось в последующих пятнадцатилетних совместных испытаниях трех машин в различных регионах страны, в поиске ответа на вопрос: «Какой же танк лучше?»