本帖最后由 漆室葵憂 于 2016-8-26 17:02 編輯 第二次世界大戰(zhàn)中德軍坦克的懸掛系統(tǒng),尤其是虎豹系列的懸掛系統(tǒng)一直是大家的槽點(diǎn)之一。下面本菜將聊聊虎豹的懸掛系統(tǒng),并從事后諸葛亮的角度談?wù)劦诙问澜绱髴?zhàn)中德軍坦克懸掛系統(tǒng)的最佳選擇。
虎、豹、獵豹、虎王、獵虎乃至未能面世的E系列戰(zhàn)場(chǎng)都采用了帶交錯(cuò)式負(fù)重輪的扭桿懸掛,所謂扭桿懸掛就是依靠扭力彈簧(又稱扭力桿)的彈性支撐車體并吸收沖擊和振動(dòng)的一種懸掛形式,其結(jié)構(gòu)如上圖,扭桿一端固定在車體上,一端和擺臂的固定端相連 ,擺臂固定端連著車體,活動(dòng)端連著負(fù)重輪。
當(dāng)負(fù)重輪受力上行就會(huì)帶動(dòng)擺臂繞著固定端旋轉(zhuǎn),并把扭桿擰緊,扭桿擰緊時(shí)產(chǎn)生的彈力反作用于擺臂并傳到負(fù)重輪就產(chǎn)生了支撐力。
我們知道,扭桿懸掛由于在重量、體積、活動(dòng)行程、可靠性、成本等方面得到了較好的平衡成為后世履帶式戰(zhàn)車運(yùn)用最普遍的懸掛形式,但為什么到了德三這里就變坑爹了呢?其原因既有客觀的,也有主觀的。大致歸納起來(lái)大致有三條:
一是德軍對(duì)車輛在復(fù)雜地形上行駛平順性的追求。
二是高質(zhì)量的扭桿制造需要大量德軍所缺乏的釩、鉻等稀有金屬,為了降低對(duì)稀有金屬的需求,必須通過(guò)增加扭桿數(shù)量的方法降低每根扭桿的負(fù)擔(dān)。
三是為了在車體長(zhǎng)度有限的條件下支撐沉重的車體,寬履帶+交錯(cuò)式負(fù)重輪能夠在一定程度是解決這個(gè)矛盾
先看虎式的懸掛系統(tǒng):
老虎共有8對(duì)負(fù)重輪,每一只負(fù)重輪有三個(gè)輪緣,這些負(fù)重輪交錯(cuò)排列,以支撐寬達(dá)720mm的履帶。
老虎的扭桿在車體內(nèi)的排列方式。
每一只負(fù)重輪都和一根扭桿相連,值得注意的是,老虎懸掛系統(tǒng)右側(cè)擺臂全部向后,左側(cè)擺臂向前。使得兩側(cè)負(fù)重輪排列完全對(duì)稱,而大部分采用扭桿懸掛的車輛兩側(cè)的擺臂都是向后的,因?yàn)橐粚?duì)負(fù)重輪的兩根扭桿前后排列,所以兩側(cè)負(fù)重輪并不完全對(duì)稱。
復(fù)雜交錯(cuò)的負(fù)重輪使得老虎在較短的長(zhǎng)度內(nèi)能夠布置更多的扭桿,增加了行駛的平順性,但有利也有弊,即使在條件良好的車間里,給老虎更換負(fù)重輪也是一項(xiàng)讓人抓狂的工作,里面的負(fù)重輪壞了,得把外面的負(fù)重輪拆下,如果是在野外搶修,難度可想而知,另外泥濘、礫石、凍土也常常成為這種負(fù)重輪的大敵。因?yàn)獒肆四_而被遺棄的老虎不在少數(shù)。
再來(lái)談黑豹的懸掛
如果說(shuō)老虎的懸掛系統(tǒng)已經(jīng)是非常復(fù)雜的存在,那么采用并列雙扭桿的黑豹在懸掛的復(fù)雜程度上還要加一個(gè)“更”字。
黑豹的負(fù)重輪采用另一種交錯(cuò)結(jié)構(gòu),其負(fù)重輪采用的是雙輪緣,但輪緣的間距有大小兩種,輪緣間距大的將輪緣間距小的夾在中間,負(fù)重輪的對(duì)數(shù)同樣是8對(duì)。
然而負(fù)重輪的排列方式不是關(guān)鍵,關(guān)鍵是并列雙扭桿,也就是說(shuō)每對(duì)負(fù)重輪連接并列的兩根扭桿。整輛黑豹的扭桿數(shù)量達(dá)到驚人的32根。于是乎,黑豹的懸掛在老虎的基礎(chǔ)上又多了換扭桿麻煩和負(fù)重輪脆弱(甚至可能因?yàn)槠葥襞诘臎_擊波損壞)的槽點(diǎn)。
不過(guò)槽點(diǎn)歸槽點(diǎn),單就性能而言黑豹的懸掛還是沒(méi)的說(shuō)的。并列雙扭桿驚人的運(yùn)動(dòng)行程碾壓同時(shí)代的其他坦克,甚至和現(xiàn)代坦克不相上下(如下表)。
獵豹、虎王、獵虎用的也是并列雙扭桿,結(jié)構(gòu)和黑豹大體相同,這里就不贅言了。
扭桿懸掛代表著日后履帶式戰(zhàn)場(chǎng)懸掛發(fā)展的主流方向,但個(gè)人認(rèn)為并不適合第二次世界大戰(zhàn)時(shí)的德國(guó)。其原因就在于高質(zhì)量扭桿對(duì)稀有金屬的需求與德國(guó)稀有金屬資源匱乏之間的矛盾不可調(diào)和,德國(guó)追求的單車戰(zhàn)斗力優(yōu)勢(shì)所帶來(lái)的戰(zhàn)斗全重上升則讓這一矛盾更加激化。想要提高整個(gè)裝甲部隊(duì)的戰(zhàn)斗力,選擇更合理的懸掛裝置勢(shì)在必行。
彈性元件是懸掛系統(tǒng)的核心部分,按照彈性元件的類型分,坦克懸掛系統(tǒng)可分為液氣懸掛、扭桿懸掛、板簧懸掛、螺旋彈簧懸掛等。二戰(zhàn)時(shí)期液氣懸掛顯然不靠譜,扭桿懸掛雖然性能優(yōu)異,但因?yàn)樯衔乃f(shuō)的原因也不適合德三,板簧和螺旋彈簧反倒是最適合德三的懸掛彈性元件。
板簧懸掛在二戰(zhàn)的德軍中也算應(yīng)用普遍了,主要有二號(hào)坦克的獨(dú)立式板簧懸掛(如上圖),和四號(hào)、38t/追獵者的平衡式板簧懸掛。雖然板簧懸掛存在支撐過(guò)硬,行程過(guò)小的問(wèn)題,但由于其最易維護(hù)、最易生產(chǎn)、可靠性高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),個(gè)人認(rèn)為在德三懸掛系統(tǒng)選擇中板簧懸掛還是應(yīng)該占有一席之地的。
四號(hào)和38T的懸掛系統(tǒng)在實(shí)戰(zhàn)中可靠性可以說(shuō)是有目共睹,下面就說(shuō)說(shuō)這兩種經(jīng)典的懸掛系統(tǒng)。
先看四號(hào)坦克的懸掛:
這是一種平衡式板簧懸掛,前后兩個(gè)擺臂通過(guò)各自獨(dú)立的軸固定在同一支架上,并通過(guò)一組板簧片相連,擺臂受力向上運(yùn)動(dòng)時(shí)板簧彎曲就產(chǎn)生了支撐力。這套懸掛系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單,又便宜又容易生產(chǎn),而且可靠性極佳。當(dāng)然缺點(diǎn)也很明顯,負(fù)重輪直徑小,運(yùn)動(dòng)行程短,支撐偏硬,單組懸掛系統(tǒng)的承載力也過(guò)小。
再看更為經(jīng)典的38T/追獵者的懸掛,個(gè)人認(rèn)為追獵者的懸掛是平衡式板簧懸掛中綜合性能最好的一種構(gòu)型。
和四號(hào)一樣,追獵者的懸掛也是前后兩個(gè)擺臂通過(guò)各自獨(dú)立的軸固定在同一支架上,上方是一組月牙形板簧,四組這套懸掛系統(tǒng)就撐起了18噸重的追獵者。
個(gè)人認(rèn)為德三30噸以下的戰(zhàn)車應(yīng)該全部統(tǒng)一為追獵者式的平衡式板簧懸掛,20噸級(jí)的每側(cè)兩組,30噸級(jí)的每側(cè)三組。如此即可在保證基本性能的前提下大幅度減少生產(chǎn)成本和維護(hù)工作量。
下面再說(shuō)螺旋彈簧懸掛。
說(shuō)到螺旋彈簧懸掛,大家首先想打的大約是T-34和克倫威爾上的克里斯蒂懸掛,克里斯蒂懸掛是一種典型的獨(dú)立式螺旋彈簧懸掛,在克里斯蒂的信徒中,T-34和克倫威爾的懸掛確實(shí)最為典型,T-34是內(nèi)置垂直彈簧,克倫威爾是外置水平彈簧,T-34是壓縮式(靠壓縮彈簧獲得支撐力),克倫威爾是拉伸式(靠拉伸彈簧獲得支撐力)。
不過(guò)由于彈簧直徑的限制,克里斯蒂懸掛并不很適合重型戰(zhàn)車,為了支撐虎豹這樣40-50噸級(jí)的大家伙,還得請(qǐng)出螺旋彈簧懸掛的終極發(fā)展型:梅卡瓦和丘吉爾的雙層/多層獨(dú)立式垂直螺旋彈簧懸掛系統(tǒng),上圖為丘吉爾的懸掛系統(tǒng),由擺臂和四層彈簧構(gòu)成(中間一層為限位彈簧),8對(duì)負(fù)重輪,和3對(duì)輔助輪支撐起龐大的丘吉爾,不過(guò)這種懸掛系統(tǒng)的行程太小了,結(jié)構(gòu)太復(fù)雜了,在丘吉爾這種龜速坦克上還湊合,放在虎豹上很容易因?yàn)閯傂宰矒舳鴵p壞,于是偉大的梅卡瓦的懸掛系統(tǒng)登場(chǎng)了。
圖為梅卡瓦3的懸掛系統(tǒng),和梅卡瓦1、2的懸掛每?jī)山M懸掛共用支架不同,從梅卡瓦3開始,每組懸掛都有獨(dú)立支架。該懸掛的彈性元件是雙層彈簧,,彈簧一端連接車體,一端連接擺臂,該懸掛系統(tǒng)擁有604mm的驚人總行程,配合790mm大直徑負(fù)重輪,讓擁有超重身材的梅卡瓦3/4擁有一雙可靠的鐵腳板。梅卡瓦3的懸掛系統(tǒng)行程大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于更換,且不占用車內(nèi)空間,厚重的大直徑雙緣負(fù)重輪還有輔助防護(hù)的功能,雖然螺旋彈簧懸掛偏軟,但對(duì)德三的重型車輛來(lái)說(shuō)是個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的選擇
綜上所述,個(gè)人認(rèn)為德三履帶戰(zhàn)車懸掛系統(tǒng)安排應(yīng)當(dāng)如下:
30噸級(jí)以下車輛采用類似追獵者的板簧平衡式懸掛,20噸級(jí)每側(cè)兩組懸掛,四個(gè)負(fù)重輪;30噸級(jí)每側(cè)三組,六個(gè)負(fù)重輪。
30噸級(jí)以上采用類似梅卡瓦3的獨(dú)立式雙層垂直螺旋彈簧懸掛,40噸級(jí)每側(cè)5只負(fù)重輪,50噸級(jí)每側(cè)6對(duì)負(fù)重輪。60-70噸級(jí)怎么辦?你覺(jué)得這種恐龍有存在的必要?
通過(guò)以上整合,德三坦克的懸掛系統(tǒng)將簡(jiǎn)化為兩種,可靠性、可生產(chǎn)性、可維護(hù)性將會(huì)達(dá)到極高的水平,虎豹的阿喀琉斯之踵也將在很大程度上被治愈,上述觀點(diǎn)均屬個(gè)人簡(jiǎn)介,歡迎壇友指正和補(bǔ)充。