浅谈坦克悬挂系统

坦克悬挂系统及其发展坦克用悬挂装置是为防止由地形引起，车载武器射击引起的车体振动，而把弹性元件和减振元件配合起来，被动地吸收振动和冲击的装置。一．坦克悬挂系统的发展史世界上最早的坦克——英国小游民坦克的车体与履带间近乎刚性结合，但是由于此时的坦克主要用来突破战壕撕开对手防线，行驶里程和越野速度均不高，故坦克上没有专门的悬挂系统。随着坦克速度和越野行程的提升，行走系统对崎岖路面的缓冲显得越来越重要，简单方便的外置式弹簧被大量应用于坦克上。二战期间的很多坦克任然使用此类悬挂，德国的Ⅳ号，苏联的T-26，美国的谢尔曼，这种悬挂都是将小直径负重轮成组分布，共用一个弹簧减震器。优点是结构简单、维修方便、且不占用车内空间，因此，即使在几十年后的以色列“梅卡瓦”系列坦克上仍然能见到此种悬挂系统的存在，只不过每个负重轮都有各自独立的弹簧减振器而已。但随着坦克重量的增大，特别是对速度要求的进一步提升，此类悬挂渐渐不堪复用（“梅卡瓦”系列仍旧使用弹簧悬挂除了弹簧悬挂自身成本低，易于维护的优点之外，和以色列坦克设计中将机动力放在末位，仅要求够用就行的特色有很大关系）。美国人沃尔特·克里斯蒂于1919年设计出一种独立式大负重轮弹簧悬挂系统，有效的解决了坦克高速行驶时的缓冲减震问题，此种弹簧悬挂系统后来被成为“克里斯蒂”悬挂系统，后来被苏联BT系列快速坦克和鼎鼎大名的T-34坦克所使用。“克里斯蒂”悬挂系统的最终进化版便是一直使用至今的扭杆悬挂系统。它用一根横贯车体的扭力杆代替了螺旋弹簧，1934年瑞典人将独立式扭杆弹簧悬挂应用到L-100“兰茨沃克”轻型坦克上，开创了坦克扭杆弹簧悬挂装置的先河。坦克底盘扭杆弹簧特写液气悬挂装置在重型卡车上应用相当广泛。在坦克上，是1967年研制成功的、无炮塔型的S坦克上，率先采用了可调式液气悬挂装置。由于火炮是固连在车体上的，所以，要靠液气悬挂来控制车体前后俯仰，实现火炮的高低瞄准。火炮的高低射界达到-10～＋12度。为保证发射平台稳定，射击时，液气悬挂装置要实行闭锁。日本于1974年研制成功的74式主战坦克，是世界上首次在炮塔式坦克上采用液气悬挂装置的坦克。目前，在世界范围内，坦克仍在使用的主要悬挂装置有：扭杆悬挂装置（德国，苏系坦克，中国）和液气悬挂装置（美，英，法，日）以及以色列“梅卡瓦”系列所使用的螺旋弹簧悬挂装置。二．现代坦克悬挂系统的技术特点1.扭杆悬挂系统：当前，世界上许多主战坦克采用扭杆悬挂。扭杆式独立悬挂系统的原理在于管状材料表面形变来获得弹性行程，扭杆一头刻有花键用于固定，另一头接平衡肘，实现上下的位移。扭杆的优点在于体积小，动行程大（特别是扭杆表面实施了喷丸处理后），平时基本免维护，但更换很麻烦。现代战车绝大多数采用扭杆式独立悬挂。扭杆悬挂具有结构简单、安装空间小、成本低等优点。但是，存在以下难以克服的缺陷:①动行程小。在路面状况恶劣条件下，平衡肘经常撞击限制器，导致车辆质心和驾驶员处的振动加速度较大，限制了越野速度的提高。②在车辆俯仰振动时，阻尼力明显不足，当车辆受到一个或多个冲击时，或者由于路面不平度的激励时，将会在某种速度下出现俯仰共振的危险工况。此时，平衡肘撞击弹性限制器，并以较1．大力发展液气悬挂增大坦克车辆悬挂动行程以改善其越野机动性能，已经成为改进车辆被动悬挂性能的一种趋势。与扭杆悬挂相比，液气悬挂具有以下优点:①具有大的负重轮动行程和车体距地高。②非线性弹簧特性，此特点使得车辆负重轮动行程范围内的刚性系数得到优化。在大部分动行程范围内用小的刚性系数，得到令人满意的乘坐舒适性;在动行程接近结束时，刚性系数迅速增加，避免悬挂装置撞击限制器。③改善了车辆的振动环境。④改善了减振器的散热条件，增大散热面积，提高散热功率。⑤液气悬挂相当一个动态履带调整器，改善了履带的诱导性能。⑥减小了车体外廓和车辆总质量。2．采用智能悬挂技术智能悬挂技术主要包括主动和半主动悬挂技术。它们采用先进的控制策略和执行机构，实现车辆悬挂特性的最优化或次优化，最大限度降低车体振动，改善了车辆平顺性和安全性。但是，在坦克车辆上采用主动悬挂技术目前还不是很成熟，主要是受一些技术瓶颈的限制，例