Баламут Петрович
Гм. Конструкторские будни Завода No37
Самиздат:
[Регистрация]
[Найти]
[Рейтинги]
[Обсуждения]
[Новинки]
[Обзоры]
[Помощь|Техвопросы]
|
|
|
|
Аннотация:
Промежуточный результат, без литературной обработки Здесь только читать, Обсуждать здесь Вопрос, кому заклепко-конструкторское интересно почитать? Или про подводные камни и сложности разработки лучше воспринимать как-то иначе?
|
Конструкторские будни Завода !37
Постановка в ноябре столь срочного задания не могла обрадовать коллектив. Поскольку в работе уже было одно важное задание. И сроки по нему срывались.
В августе 1938 года комиссия АБТУ РККА рассмотрела эскизный проект и макет легкого танка. Проект был одобрен, КБ завода !37 приступило к детальной разработке новой боевой машины. Новый танк получил заводское обозначение 010, а в документах Автобронетанкового управления значился как Т-40. Сроком представления образца Т-40 был назначен январь.
Вброс задания еще более срочного - с представлением ходового образца через месяц, т.е. уже в декабре, был воспринят как удар под дых.
Новый проект получил в Наркомате Обороны обозначение "ТР-38". КБ завода !37 присвоило разработке внутренний индекс "0-14"*.
{* Этот индекс выбран авторским произволом}.
От души поматерившись и мысленно поплевав в сторону начальства, взялись за работу. Из курилки вымели и выбросили старые окурки. Накидали новых. Заточили карандаши. Постучали по кульману.
Приступили к обсуждению расположения мотора с трансмиссией.
Длина МТО
- Можем за основу взять нашу "десятку". По мотоагрегату и трансмиссии совместим отработку танка и транспортера.
- Длина мотоагрегата с трансмиссией три метра без малого.
- Два семьдесят с диффузором вентилятора и радиатором.
- У нас на МТО с отделением управления по эскизу отведено максимум два метра сорок сантиметров, а лучше два ровно.
- Да только мотоагрегаты занимают больше.
- На "десятке" у нас мотор ГАЗ-11 или Додж. А здесь требуется обеспечить совместимость с мотором ЗиС, который длиннее.
- Будем брать габарит самого длинного мотора с коробкой и считать под него.
- Сейчас это мотор ЗиС-5, но потом захотят ЗиС-16.
- ЗиС-16 по габаритам практически тот же ЗиС-5. Разница внутри.
- Значит, если мотор ЗиС-5 с коробкой, длина выходит...
- Мотор метр-десять, коробка сорок пять, трансмиссия с запасом метр-пятнадцать. Грубо два-семьдесят.
- Плюс радиатор еще тридцать сантиметров.
- На радиатор сорок, ему нужен хороший воздушный зазор.
- Три метра десять сантиметров. Надо ужимать.
- Можем переставить радиатор сбоку от мотора, не переставляя вентилятор. В смысле, если его заменить на центробежный, мы можем поток воздуха направить как угодно. И откуда, и куда угодно.
- У нас ширины и так мало.
- Если экипаж посадить тандемом, тогда места хватит.
- У тягача "Комсомолец" трансмиссия скомпонована короче на 15см.
- Если у него выбросить демультипликатор, экономится еще сорок сантиметров.
- Короче восьмидесяти трансмиссия вряд ли выйдет.
- Без демультипликатора выйдет не восемьдесят, а шестьдесят.
- Хорошо. В остатке два пятьдесят пять.
- Без демультипликатора ухудшится проходимость по грязи и потеряется возможность тянуть пушку.
Где менять передаточное отношение
- Серийные агрегаты на меньшую нагрузку рассчитаны. Ломаться будут. Коробка, трансмиссия... В целом, скорость лучше понизить.
- Можем уменьшить максимальную скорость поиграв передаточным соотношением в бортовых передачах.
- И введем промежуточный слабый элемент. Как у "десятки". Там мы винт спасали, чтобы не поломать, если зацепит камень или топляк. А здесь также через шпонку из мягкой стали связь мотора и коробки сделаем.
- Или передачи подвинуть, оставив верхнюю как есть для скорого марша при малой нагрузке. На место остальных ставим пониженные. Вместо четвертой - третью, третью меняем второй, вторую первой. Первую меняем на новую пониженную.
- Это вариант. Коробка практически та же, кроме одной новой шестерни. Только совместимость теряется.
- Не совсем теряется. Можно поставить серийную коробку. Будет ехать похуже и тянуть меньше.
- Можем совместить. На случай серийной КПП ставим другую шестерню в бортовую передачу, понижая скорость. На штатную бортовую передачу - пересобранную КПП.
- Можно поиграть соотношением в главной передаче - там одну пару шестерен поменять, а бортовых передач две, и работы вдвое больше.
- Кстати, для проходимости ЗиС гораздо лучше ГАЗа. Старый газовский мотор для большего момента раскручивать надо посильнее. А зисовский мотор - что у трактора, сразу тянет максимум, всего ничего прибавить. Чуть больше холостых - на 1200 об/мин. А ГАЗ до двух тысяч надо раскручивать.
- Главная передача у нас от грузовика, выпускает другой завод по гражданскому наркомату. Пока согласуешь, да полный пакет чертежей, да заказ поставят, выполнят. А бортовые передачи - это наше производство, в цехе по эскизу изготовят. Все быстрее и проще выйдет.
- Может быть корпус бортовой передачи придется переделать, чтобы нужная шестерня влезла.
- Если шестерни переставлять, надо корпус такой, чтоб в передаточной паре вместо одной и вместо второй шестерни можно максимального размера поставить было.
- Тогда идеально будет симметричный корпус.
- Идеально, чтоб один корпус и на правую, и на левую бортовую передачу. Также пробки для слива масла и сверху и снизу.
- Бери ставь-крути как хошь.
Козырев хмыкнул. - Вам дай волю, вы один агрегат на все машины ставить начнете. От броневика до танка прорыва обороны. Нас поджимают сроки. Вместо переделки серийных главной и бортовых передач нам проще изменить диаметр ведущей звездочки.
- Шестерню быстрее сделать, и пару шестерен тоже. В зуборезный станок поставил, и кури. И закаливать быстрее несколько маленьких шестерен, чем здоровую ведущую звездочку.
- Ведущая звездочка - это одна деталь, и точность ее изготовления плюс-минус полсантиметра. А не как минимум пара сопряженных шестерен с допусками 0,1мм и менее. Вот и прикидывай, что дешевле точные станки гонять, или при нужде заготовку напильником ободрать.
- Допустим, если ужали по максимуму, мотор, коробка и сразу главная передача без промежуточного вала, а напрямую муфтой на коробку, радиатор, итого выходим два пятьдесять пять.
- Там еще зазоры.
- И диаметр бортовых фрикционов.
- Нам придется нижней лобовой деталью облизать фрикционы по радиусу, чтобы влезть.
- Это значит усложнение - нужно литье, спецформа для отливки. Не успеем.
- Или передний скос вылезет за габарит.
- Еще бортовая передача.
- И диаметр ведущих звездочек.
- Задвигаем бортовые фрикционы с валом и угловой передачей в самый нос. Почти без зазора, тогда прибавка к длине МТО будет минимальна. Пусть пять сантиметров с запасом.
- Хватит ли пять? Фрикцион - окружность вписанная в прямоугольный треугольник. В точках касания рядиусы перпендикулярны сторонам, образуют квадрат с четвертой вершиной в стыке лобовых листов. Диагональ от центра фрикциона до носового стыка по сумме квадратов катетов это радиус умноженный на корень из двух. Радиус - десять, умножаем на одну целую четыре десятых.
- Т.е. прибавка всего четыре сантиметра, округляем до пяти в запас для круглого счета.
- На погрешности геометрии корпуса нужно добавить.
Астров согласился: - К четырем добавим три на кривизну корпуса. Всего семь округляем до десяти сантиметров.
- Многовато округляем.
- Зато не промахнемся. Точно считать будем позже. - отрезал Астров. Все погрешности берем с перебором. Все лишнее ужмется, что-то компенсируется. Будет обидно из-за какой мелочи все с нуля компоновать.
- Два шестьдесят пять на МТО и два двадцать на ДО - четыре восемьдесят пять.
Расположение Бортовых передач
- Бортовые передачи еще двадцать сантиметров между валами, или сорок сантиметров от оси вала до переднего края коробки бортовой передачи.
- В длине трансмиссии мы уже учли радиус бортовых фрикционов, который двадцать сантиметров, лишку выходит только остальное.
- Повернем бортовую передачу на девяносто градусов, сместим на двадцать сантиметров вверх и назад валы ведущих звездочек и полностью компенсируем разницу.
- Под прямым углом не выйдет, у нас лобовые листы под сорок пять градусов.
- Значит развернем на девяносто плюс сорок пять.
- Ведущее колесо сильно назад уходит, а мы еще хотим его диаметр уменьшить. Нос будет торчать перед гусеницами.
- Между валами бортового редуктора двадцать сантиметров.
- Да, нос будет торчать и упираться в препятствие.
- Будет сложно въехать на подъем
- Может быть наоборот, носом как лыжей скользнет и заедет.
- Если развернуть гитару не назад и вверх под сорок пять градусов, а назад и вниз?
- Ведущая звездочка окажется слишком низко.
- Тогда бортовой редуктор просто вынести наружу. Раз это грузовик, то не столь критично.
- Все-равно звездочка и гусеница спереди и сбоку прикрывают. А с другого бока при нужде плоской бронепластиной закроем.
- Тогда можем ведущую звездочку поставить там, где нужно.
- Вариант принимается.
- Cтавим повыше, машина сможет преодолевать препятствия наравне с танками.
- Чем выше звездочка, тем больше высота преодолеваемой стенки/насыпи. И форсирование рвов лучше.
- Теоретически так. Практически не всегда угадаешь, где и как машина свесом упрется.
- На "десятке" свес и ведущее колесо почти вровень, но на разной высоте.
- Транспортеру проходимость важнее возможности таранить что-то носом.
- При столкновении лучше удар на корпус принять, чем на гусеницы. Ведущие звездочки не столь прочные, как скос.
- Лучше протаранить носом, чем разбить звездочку.
Приподнять гусеницу на водой
- Если приподнять гусеницу над ватерлинией, то машина верно сможет плыть.
- С чего она вдруг сможет плыть?
- Нижня половина гусеницы гребет воду в одну сторону, а верхняя в другую. То есть противодействует. Но если верхняя станет грести воздух, тогда противодействие резко уменьшается. Появится несбалансированная равнодействующая сил в одну сторону.
- Это очень сильно надо поднимать, прямо до ушей.
- Осадка будет метр - метр двадцать, не меньше. Стоит ли так высоко задирать гусянку?
- У Т-20 ведущее колесо полметра в диаметре. Да двадцать между валами шестерен бортовой передачи. Тогда максимум на который можем поднять это сорок сантиметров от до вала дна и сорок пять до кромки ведущей звездочки, выходит восемьдесят пять сантиметров. Нечего даже и думать.
- Можем скос поднять.
- Тогда поползет геометрия. На этот скос по эскизу завязан смотровой прибор водителя, соответственно, и расположение сиденья.
- У нас ориентиром не габарит машины, а габарит корпуса, поскольку он определяет основную массу. Нам надо вписаться в массу без груза 4,3 тонны.
- И не обязательно всю верхнюю половину гусеницы из воды вытаскивать. Достаточно переднего края, где у нас ведущая зездочка.
- Не нужно будет рисковать с никому неизвестными водоходными решетками.
Астров поднял вверх указательный палец: - Кстати, водоходные решетки надо обязательно испытать. Интересно. Вдруг что получится.
Перенос радиатора
- Можем перенести радиатор, отыграем сразу тридцать сантиметров.
- Если переносим радиатор, то и вентилятор вместе с ним. Еще минус пять сантиметров.
- Убирая вентилятор, выиграем совсем немного, там вал далеко выступает и шкивы. Зато всегда проблемы c перегревом. Лучше крыльчатку оставить, как дополнительное охлаждение.
- К радиатору нужен свой вентилятор, а к нему привод. Сейчас вентилятор непосредственно на валу мотора сидит. Если переносить в другое место, то чем крутить?
- Технически можем поставить электромотор. Но это дополнительный не столь дешевый узел и усложнение. А хуже того, он будет съедать мощность двигателя.
- Много ли он там съест?
- Десять процентов запросто.
>- С чего бы так много? ...
- Может потребоваться замена генератора, если штатного от Т-20 не хватит на электромотор.
- Можно радиатор без зазора, чтобы прямо в десант выдувал.
- Зимой будет хорошо. Летом не очень.
- Летом очень не хорошо.
- Можем переставить радиатор сбоку от мотора, не переставляя вентилятор. В смысле, если его заменить на центробежный, мы можем поток воздуха направить как угодно. И откуда, и куда.
- Для центробежного вентилятора нужны кожухи. И над ними надо хорошо подумать. Они потребуют времени.
- Оставим перенос радиатора как запасное решение, - решил Козырев.
Развесовка
- Нужно рассмотреть общую развесовку. Может быть придется все менять.
- Когда мотор по центру все идеально балансируется. Вопрос когда мотор сбоку.
- При нашей длине МТО сомнительно, что по центру получится.
- Когда мотоагрегат с одного борта, не выйдет ли так, что будем плавать лежа на боку?
-Давайте посчитаем. С газовским мотором все не так страшно. Мотор Додж он же Газ-11 двести пятьдесят кило, а с коробкой передач будет триста, с трансмиссией четыреста. Два человека экипажа, если считать по восемьдесят - сто шестьдесять килограмм, уже близко к полумассе агрегата. Чтобы проще и быстрее считать, ширину мотора принимаем за шестьдесят сантиметров. Если мотор сдвинуть на двадцать сантиметров от продольной оси, от полуширины корпуса экипажа он отъест десять сантиметров, и на отсек управления останется шестьдесят сантиметров. То есть экипаж вполне влезает.
- Один человек из экипажа влезает.
- Значит второй сядет позади. Всего делов.
- Да. Отсек управления относительно диаметральной плоскости оказывается смещен на эти десять сантиметров в другую сторону от мотора. Центр масс экипажа в середине отделения управления. Длина рычага - полуширина ОУ с добавкой десяти сантиметров, вместе сорок сантиметров. Рычаг оказывается вдвое больше при вдвое меньшей массе. Значит, отлично балансируется.
- Но тогда у нас будет перекос в обратную сторону, ведь часть мотора давит на борт экипажа.
- Так это же отлично. Значит мы можем мотор сдвинуть еще немножко больше к борту. Это нужно отчертить и смакетировать. Тогда будем точно представлять.
- Может быть нам не сдвигать мотор так сильно? Можем просто пулемет поставить второму члену экипажа, чтобы делом занимался.
- Он не второй, а первый - потому, что командир.
- Если командиру стрелять придется, хорошо ему щиток добавить. Будет дополнительный противовес. Башню нам вряд ли вписать по массе выйдет.
-Смех один с такого противовеса, десяти кило не будет. А зазря массу добавлять тоже не след.
-С пулеметом уже за двадцать.
- Сперва нам рацию надо вписать, про нее есть в техзадании, а про башню нет.
- А как же мы предусмотрим установку мотора ЗиС вместо ГАЗовского, он же почти на триста кило перевешивает?
- Нормальная задачка. Значит надо ось так выбрать, чтобы газовский чуть в одну сторону перевешивал, а зисовский чуть в другую. Т.е. выбираем баланс для средней массы мотоагрегата с трансмиссией в пятьсот пятьдесят килограмм.
- К слову, каждому мотору придется свой подрамник делать для установки. Универсальный верно не выйдет.
- А может не привязываться строго к оси вала? Тяжелый сдвигаем максимально к центру. Легкий двигаем больше к борту. Ось главной передачи посередине между осями валов. Дальше кардан к валу ведущих колес и плевать на погрешности.
- Можно смещение валов шестеренками компенсировать, но кардан проще.
- Мы только что сокращали трансмиссию, а ты кардан хочешь вставить.
- Кардан нам добавит не менее пятнадцати сантиметров.
- Может и больше.
- О чем вы говорите, у нас под фрикционы и главную передачу шестьдесят сантиметров. Вал ГП волне можно с карданом сделать.
- Нам нужно точно просчитать вес, а лучше смакетировать машину с каждым двигателем. Иначе мы не можем утверждать наверное, что какой ширины требуется МТО.
Компоновка
МТО посередине
- Рассмотрим компоновку с рассадкой экипажа рядом бок-о-бок.
- Если взять почти голый мотор, округляем до семидесяти, нам не хватает как минимум тридцати сантиметров ширины. Тогда на каждого по полметра, для работы очень тесно.
- Лучше еще по десять, всего метр-девяносто.
- Если сдвинуть мотагрегат чуть назад, тогда КПП влезет между экипажем даже в узком корпусе.
- Как же она влезет?
- Коробка узкая и низкая. Мотор широкий и высокий. Экипаж будет в него плечами упираться. А в коробку нет.
- Мотор сдвигаем, место появляется.
- Тогда сиденья надо поднимать, чтобы коробка под них влезла. По танковому уже не посадишь.
- По ширине вполне влезает. Сиденья тридцать пять сантиметров - нормально. В танкетке на них не жаловались. У мужиков плечи шире задницы. Если место для плеч есть, задница влезет.
- С газовской коробкой такое пройдет. А с зисовской нет. У нее привода сцепления и тормоза сбоку КПП. А с другого бока рычаг центрального тормоза.
- А ведь все нормально влезет, здесь же не требуется обязательно сажать по-танковому на пол. Приподняли как на табуретке, и коробка не мешает. Внизу только для ног место требуется.
- Годится. И привода нормально уходят под сиденье.
- Если нам не придется высоту борта понизить.
- Приподнять достаточно совсем немного, не проблема.
- Посадить экипаж рядом по всему лучше. Нормальный обзор вперед всему экипажу. Можно управление продублировать. Как на "Комсомольце" - военным понравилось. Считай два водителя. Второй может перехватить управление и помочь, если какая проблема.
- Мотоагрегат также в диаметральной плоскости идеально для баланса наплаву. Не надо той возни с уравновешиванием, что с танкетками.
- Да и то, башни нет, пушки нет.
- Товарищи, вы увлекаетесь. Если мотор сразу за спиной экипажа, на десантное отделение мало что останется.
- Если коробка между экипажем, а мотор позади, тогда длина выйдет метр-сорок на экипаж, и метр сорок - метр пятьдесят на мотор с радиатором.
- Итого два девяносто. Еще больше, чем раньше.
- Разумеется, а как вы хотели. Иначе и быть не могло.
- Если увеличить ширину до метр-девяносто, мы получаем два дополнительных места позади экипажа.
- Мы получаем по три посадочных места с каждого борта.
- Десант по бокам от МТО.
- Скамьи десанта начинаются сразу за спиной экипажа.
- Метр-сорок отделение управления и и метр-пятьдесят на троих, итого при длине корпуса два девяносто.
- Только МТО заузить до семидесяти. По шестьдесят для десанта.
- Добавляем длины полметра и получаем три посадочных места. Два по бортам и одно по середине у кормы.
- Длина корпуса три сорок.
- Пусть три с половиной метра. Это перспективно. Надо посчитать массу.
- Можем идеально уравновесить машину.
- Какая ширина корпуса потребуется?
- Сто девяносто, значит два метра с запасом.
- Это вариант
- Надо считать, что у нас с массой. Какая высота борта уложится в ограничения.
- Не понимаю, как изобретатель планировал все это втиснуть в корпус на полметра более узкий.
МТО сбоку
- Вот сейчас и попробуем с этим разобраться, - Астров направил обсуждение дальше.
- Предварительная прикидка показала, что сбалансировать машину при минимальной ширине возможно. Прорабатываем компоновку в узком корпусе, МТО сбоку.
- При ширине корпуса метр сорок на экипаж останется всей ширины шестьдесят сантиметров.
- Как уже говорили, командира сажаем позади водителя.
- Ширина МТО должна позволять ставить моторы разной массы в точки равновестия. Как уже прикидывали, может потребоваться смещение мотора ЗиС на десять сантиметров от диаметральной плоскости. Смещать больше не желательно.
- Принимаем ширину МТО как полуширину корпуса и еще десять сантиметров, итого восемьдесят.
- Если размещать смотровой прибор водителя на стыке верхней лобовой детали и крыши, тогда по горизонтали метр от носового свеса до прибора, и пятьдесят сантиметров на сиденье. Позади него еще семьдесят сантиметров для командира. Выходит длина отделения управления два метра двадцать сантиметров.
- Есть резерв для уменьшения.
- При длине МТО два шестьдесят пять, МТО и ОУ отличаются на сорок пять сантиметров.
- С одного борта народу влезает меньше.
- МТО откусывает кусок от десанта.
- Может и хорошо, нам нужно рассадить девять бойцов, нечетное число.
- Со стороны МТО сажаем четверых, со стороны экипажа пятерых.
- Заложим на посадочное место минимум ширины в пятьдесят сантиметров.
- Со стороны мотора длина десанта два метра. Со стороны экипажа - два с половиной метра.
- Длина борта МТО два шестьдесят пять и два, в сумме четыре шестьдесят пять. Длина борта ОУ два двадцать и два с половиной, в сумме четыре семьдесят.
- Перебор на оба борта
- Два лишних пассажира.
- Если по каждому борту придеться убрать полметра на посадочное место, выйдет длина бортов четыре метра двадцать сантиметров по самому длинному.
- Четыре двадцать - отличный габарит.
- С другого борта нам придется рассадить шестерых десантников и экипаж.
- А влезет только четверо.
- Значит вдоль одного борта сидят трое, вдоль другого четверо. Куда сажать еще двоих?
- Мы без проблем можем подвинуть водителя на десять сантиметров, не затригивая геометрию лобовых листов.. На "Комсомольце" от носового стыка до спинки водителя метр сорок.
- И можно еще на пять сдвинуть командира.
- Но этого мало. Чтобы добавить только одного десантника надо еще тридцать пять сантиметров.
- Нужно детально прочерчивать носовую оконечность с агрегатами и местом водителя, насколько удастся его сдвинуть навскидку не понять.
- Корпус можем спокойно удлинить на двадцать сантиметров и довести до длины в четыре-сорок.
- Значит достаточно водителя сдвинуть на пятнадцать сантиметров. Хотя бы на десять
- На девятого места все-равно не хватит.
- Надо или длину добавлять, рассаживать в ширину.
- Или сократить длину МТО. Иначе мы не вписываемся в габариты и получаем провес.
- Есть резерв - перенести радиатор.
- Да, мы держим его в уме.
Разворот мотора
- А если попробовать развернуть мотор поперек?
- До спинки водителя метр сорок. С мотором поперек и позади, длина выходит два-двадцать.
- Это число мы уже слышали.
- Зато возникает вопрос, как мы трансмиссию проведем? Еще одну угловую передачу? Или, товарищи, может быть цепь предложите?
Цепь
- По мощности можно и цепь, но вряд ли нужно. Там заморока с биениями будет. Цепь на колеса от моста вместо кардана - норма для тяжелых грузовиков ПМВ. А так-то - вон у танка привод на колеса цепью
- В смысле, у какого из танков?
- Так у любого. Цепью, которая гусеница.
- А-ха-ха...
- Ну-да.