Mechanizm skrętu controlled differential

cd_uklad_napedowy

Rysunek przedstawiający czołg mechanizmem skrętu Controlled Differential. Rysunek pochodzi z radzieckiej książki „Czołg”. Autorzy książki to A. Antonow, B. Artamanow, B. Korobkow i E. Magidowicz.

 

Dziś kolejny wpis o czołgowych mechanizmach skrętu- tym razem na warsztat biorę mechanizm skrętu controlled differential, stosowany między innymi w amerykańskich czołgach z okresu drugiej wojny światowej (czołgi lekkie Stuart, czołgi średnie M3 Lee i M4 Sherman). Na początek jednak pewna uwaga terminologiczna- mechanizm skrętu controlled differential znany jest również pod nazwą Cletrac differential, przy czym termin Cletrack pochodzi of nazwy firmy w której opracowano tego typu mechanizm skrętu (firma Cleveland Tractor Company). W polskiej terminologii, mechanizm skrętu controlled differential występuje pod nazwą podwójny mechanizm różnicowy. Należy zaznaczyć że polska terminologia różni się od anglojęzycznej, stąd też polski termin podwójny mechanizm różnicowy nie jest odpowiednikiem anglojęzycznego terminu double differential. Anglojęzyczny termin double differential tyczy się mechanizmu skrętu stosowanego między innymi w niemieckim czołgu ciężkim Panzer VI Tiger z okresu drugiej wojny światowej- tego typu mechanizm skrętu to w polskiej terminologii złożony mechanizm różnicowy bądź też mechanizm różnicowy z podwójnym doprowadzeniem mocy. Zaznaczę że mechanizm skrętu controlled differential dość istotnie różni się od mechanizmu skrętu double differential.

 

mech_skret_grupa_1Mechanizm skrętu controlled differential jest formą mechanizmu różnicowego, stąd też należy do mechanizmów skrętu pierwszej grupy. Oznacza to że podczas skrętu gąsienica wyprzedzająca porusza się szybciej niż podczas jazdy na wprost, a gąsienica wyprzedzana wolniej niż podczas jazdy wprost- czyli kadłub zachowuje prędkość ruchu prostoliniowego. Mechanizmy skrętu grupy pierwszej mają zarówno wady, jak i zalety. Co do zalet- przy mechanizmie skrętu należącym do grupy pierwszej, podczas wykonywania skrętu, prędkość kadłuba jest większa, niż przy mechanizmie skrętu należącym do grupy drugiej. Natomiast co do wad- zasadniczo przy mechanizmie skrętu należącym do grupy pierwszej występuje większe obciążenie silnika podczas wykonywania skrętu, niż przy mechanizmie należącym do grupy drugiej. Więcej na ten temat tutaj oraz tutaj.

Skoro mechanizm skrętu controlled differential jest swego rodzaju mechanizmem różnicowym, można przyjąć że w jego przypadku mamy do czynienia z jednym urządzeniem, które współpracuje zarówno z lewą gąsienicą, jak i z prawą gąsienicą.

 

Podczas wykonywania skrętu czołgiem z mechanizmem skrętu controlled differential, obie gąsienice poruszają się w tym samym kierunku, tyle że z różną prędkością (obie do przodu bądź też obie do tyłu). Czołg z takim mechanizmem skrętu nie może skręcać na zasadzie „jedna gąsienica jedzie do przodu, druga do tyłu” (neutral steering). Dodatkowo czołg z mechanizmem skrętu controlled differential nie może obracać się wokół całkowicie zahamowanej gąsienicy (jedna gąsienica porusza się, druga jest zahamowana).

Mechanizm skrętu controlled differential należy do rekuperacyjnych mechanizmów skrętu (regenerative steering)- czyli podczas wykonywania skrętu moc z gąsienicy wyprzedzanej przechodzi na gąsienicę wyprzedzającą. Występowanie rekuperacji mocy to istotna zaleta mechanizmu skrętu controlled differential.

dzwignia_mech_skret_cd_m

Na powyższym rysunku mamy jedną z dwóch dźwigni mechanizmu skrętu w czołgu wykorzystującym mechanizm controlled differential. Pozycja pierwsza to przednie położenie dźwigni- w takiej pozycji hamulec sterujący mechanizmem skrętu jest wyłączony. Pozycja druga to tylne położenie dźwigni, czyli całkowite włączenie hamulca sterującego mechanizmem skrętu- przy dźwigni w tylnej pozycji czołg porusza się po głównym promieniu skrętu, co oznacza brak strat mocy wynikających z poślizgu hamulca. Przy dźwigni mechanizmu skrętu ustawionej w pozycji pośredniej (pomiędzy pozycją pierwszą a drugą), mamy niepełne włączenie hamulca, co oznacza skręt bardziej łagodny niż przy wykorzystaniu głównego promienia skrętu. Należy zaznaczyć że przy dźwigni w położeniu pośrednim mamy straty mocy wynikające z poślizgu hamulca.

cd_skret_promienie_m

Na powyższym rysunku linia oznaczona cyfrą 1 to ruch prostoliniowy wozu- czyli obie dźwignie mechanizmu skrętu ustawione w przednim położeniu. Natomiast linia oznaczona cyfrą 2 to skręt w prawo po głównym promieniu skrętu- czyli lewa dźwignia mechanizmu skrętu ustawiona w położeniu przednim, a druga dźwignia ustawiona w położeniu tylnym. Jak widać na rysunku, główny promień skrętu jest jednocześnie promieniem minimalnym- nie da się wykonać bardziej ostrego skrętu niż skręt po promieniu głównym. Obszar zaznaczony kolorem różowym zawiera promienie skrętu oferujące bardziej łagodny skręt w prawo niż przy wykorzystaniu głównego promienia skrętu. Aby uzyskać promień skrętu znajdujący się na obszarze koloru różowego, należy lewą dźwignię mechanizmu skrętu ustawić w położeniu przednim, a prawą w położeniu pośrednim. Jednak jak już wspomniałem, skręt w taki sposób spowoduje dodatkowe straty mocy wynikające z poślizgu hamulca.

 

Jak jest jednak zbudowany w szczegółach mechanizm skrętu controlled differential? Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy spojrzeć na poniższy rysunek- pochodzi on z książki Czołg i przedstawia mechanizm skrętu controlled differential w formie stożkowego mechanizmu różnicowego:

cd_mech_skret_stoz_kolor_strzal_1m

Na powyższym rysunku kolorem żółtym zaznaczyłem koło talerzowe i przymocowaną do niego obudowę mechanizmu różnicowego. Koło talerzowe pobiera napęd od koła atakującego (brak na rysunku), które to otrzymuje moc ze skrzyni biegów. Koło atakujące jest mniejsze niż koło talerzowe- czyli mamy coś co przypomina przekładnię główną w samochodzie. Jeśli założymy że kierowca nie używa dźwigni mechanizmu skrętu, wtedy koło talerzowe wraz z obudową obraca się względem pojazdu (czarna strzałka), a koła zębate mechanizmu różnicowego i półosie napędowe pozostają nieruchome względem obudowy. Czyli jeśli koło talerzowe i przymocowana do niego obudowa mechanizmu różnicowego wykonają jeden obrót do przodu względem pojazdu, to obie półosie napędowe również wykonają jeden obrót do przodu względem pojazdu. Oznacza to że pojazd porusza się do przodu ruchem prostoliniowym.

Teraz spójrzmy na rysunek który pokazuje jak działa mechanizm skrętu controlled differential przy skręcie w prawo podczas jazdy do przodu:

cd_mech_skret_stoz_kolor_strzal_2m

Na powyższym rysunku koło zębate koloru różowego jest zahamowane względem pojazdu- czyli kierowca przestawił prawą dźwignię mechanizmu skrętu w tylne położenie. Ciemnozielone koła zębata zaczynają się obracać wokół różowego koła zębatego. Jeśli założymy że koło ciemnozielone ma tyle samo zębów co koło różowe, wtedy na jeden obrót żółtego koła talerzowego, będzie przypadać jeden obrót koła ciemnozielonego. Do koła ciemnozielonego przymocowane jest koło jasnozielone- czyli jeden obrót koła ciemnozielonego to dokładnie jeden obrót koła jasnozielonego w tym samym kierunku. Jasnozielone koło zębate napędza koło jasnoniebieskie. Teraz załóżmy że koło jasnozielone ma mniej zębów niż koło jasnoniebieskie- ot, przyjmijmy że koło jasnozielone ma zębów 20, a koło jasnoniebieskie 40. Oznacza to że na jeden obrót koła jasnozielonego, będzie przypadać raptem pół obrotu koła jasnoniebieskiego. Czyli na jeden obrót żółtego koła talerzowego do przodu, jasnoniebieskie koło zębate dokona pół obrotu do tyłu (koło jasnoniebieskie obraca się do tyłu względem obudowy mechanizmu różnicowego). Skoro na jeden obrót żółtego koła talerzowego do przodu (co oznacza jeden obrót obudowy mechanizmu różnicowego do przodu), jasnoniebieskie koło zębate obraca się o pół obrotu do tyłu względem obudowy mechanizmu różnicowego, to ostatecznie na jeden obrót koła talerzowego do przodu (względem pojazdu), jasnoniebieskie koło zębate obróci się do przodu o pół obrotu względem pojazdu. Ot, przy włączonym prawym hamulcu, jasnoniebieskie koło zębate obraca się do tyłu względem obudowy mechanizmu różnicowego, ale do przodu względem pojazdu- tyle że względem pojazdu obraca się z mniejszą prędkością niż przy ruchu prostoliniowym. Jasnoniebieskie koło zębate połączone jest z jasnoniebieską półosią napędową- czyli przy włączonym prawym hamulcu prawa gąsienica (napędzana poprzez jasnonienieską półoś napędową), będzie poruszać się do przodu, lecz wolniej niż podczas ruchu prostoliniowego.

Lecz pozostaje jeszcze ciemnoniebieskie koło zębate i przymocowana do niego ciemnoniebieska półoś napędowa. Jak już wspomniałem, użycie prawego hamulca to zahamowanie różowego koła zębatego, a tym samym obracanie się ciemnozielonych kół zębatych względem obudowy mechanizmu różnicowego (czyli obracanie się również kół jasnozielonych, bowiem do koła ciemnozielonego przymocowane jest koło jasnozielone). Jeśli założymy że jasnozielone koło zębate ma 20 zębów, a ciemnoniebieskie 40, to wtedy na jeden obrót żółtego koła talerzowego do przodu względem pojazdu (a tym samym na jeden obrót obudowy mechanizmu różnicowego), ciemnoniebieskie koło zębate obróci się do przodu o pół obrotu względem obudowy mechanizmu różnicowego. Czyli na jeden obrót żółtego koła talerzowego do przodu względem pojazdu, koło ciemnoniebieskie wykona 1,5 obrotu do przodu względem pojazdu. Oznacza to że użycie prawego hamulca (przestawienie prawej dźwigni mechanizmu skrętu w tylne położenie), powoduje nie tylko spadek prędkości prawej gąsienicy, lecz również wzrost prędkości lewej gąsienicy (lewa gąsienica napędzana jest poprzez ciemnoniebieską półoś przymocowaną do ciemnoniebieskiego koła zębatego).

Nadmienię że na dwóch powyższych rysunkach kolory i strzałki są mojego autorstwa (oryginalny rysunek z książki Czołg nie jest kolorowy i nie ma strzałek).

 

Tutaj pewna ciekawostka- dobierając rozmiary kół zębatych mechanizmu skrętu controlled differential, trzeba pójść na kompromis pomiędzy zwrotnością czołgu a małymi stratami mocy podczas wykonywania skrętu. Ale najpierw pewna dawka terminologii tyczącej się promienia skrętu- zgodnie ze stosowaną w Polsce terminologią, promień skrętu czołgu określa się przy pomocy litery B. Litera B to odległość pomiędzy koleinami gąsienic. Czyli skręt o promieniu 0,5B to skręt na zasadzie „jedna gąsienica jedzie do przodu, druga do tyłu” (neutral steering). Skręt o promieniu 1B to skręt na zasadzie „jedna gąsienica porusza się, druga jest zahamowana”.

Tak więc zgodnie z książką Czołg, jeśli mamy mechanizm skrętu controlled differential o głównym promieniu skrętu wynoszącym 2B, wtedy przy wykonywaniu skrętu o promieniu 10B (skręt poprzez niepełne włączenie hamulca), strata mocy w hamulcu będzie 2 razy mniejsza niż przy mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne i 4-5 razy mniejsza niż przy pojedynczym mechanizmie różnicowym. Natomiast przy mechanizmie skrętu controlled differential o głównym promieniu skrętu wynoszącym 5B, przy wykonywaniu skrętu o promieniu 10B (niepełne włączenie hamulca), strata mocy w hamulcu będzie 5 razy mniejsza niż przy mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne i 20 razy mniejsza niż przy pojedynczym mechanizmie różnicowym.

W praktyce główny promień skrętu w pojazdach z mechanizmem skrętu controlled differential wynosi od 2B do 5B (w zależności od modelu pojazdu).

 

Nadmienię że wspomniany powyżej pojedynczy mechanizm różnicowy to rozwiązanie stosowane między innym w polskich tankietkach TK i TKS, czyli rozwiązanie gdzie rolę mechanizmu skrętu pełni zwykły mechanizm różnicowy rodem z samochodu.

Tutaj muszę coś dodać- wcześniej pisałem że przy mechanizmie skrętu controlled differential nie można obracać czołgu wokół całkowicie unieruchomionej gąsienicy (skręt o promieniu 1B), bowiem obie gąsienice muszą poruszać się w tym samym kierunku. To nie do końca tak. Projektując mechanizm skrętu controlled differential można dobrać koła zębate tak, aby dało się wykonywać skręt o promieniu 1B, jest jednak pewien istotny problem- jeśli coś takiego zrobić, wtedy mechanizm skrętu controlled differential zacznie działać praktycznie tak samo jak pojedynczy mechanizm różnicowy. Czyli straty mocy podczas wykonywania skrętu będą większe nawet względem mechanizmu skrętu typu sprzęgła boczne. Dodatkowo przy wykonywaniu skrętu po głównym promieniu przestanie występować rekuperacja mocy. Ot, mieli byśmy urządzenie bardziej zaawansowane (controlled differential), mające takie same wady jak urządzenie mniej zaawansowane (pojedynczy mechanizm różnicowy).

 

Wcześniejsze rysunki przedstawiały mechanizm skrętu controlled differential w formie stożkowego mechanizmu różnicowego. Mechanizm skrętu controlled differential może mieć jednak równie dobrze formę równoległego mechanizmu różnicowego (mechanizm różnicowy wykorzystujący walcowe koła zębate). Przykładowo, z tego co wiem amerykańskie czołgi z okresu drugiej wojny światowej miały mechanizm skrętu controlled differential występujący właśnie pod postacią równoległego mechanizmu różnicowego. Mechanizm skrętu controlled differential działa praktycznie tak samo, niezależnie od tego czy ma formą stożkowego, czy może równoległego mechanizmu różnicowego. Poniżej rysunek z książki Czołg przedstawiający mechanizm controlled differential w formie równoległego mechanizmu różnicowego:

cd_mech_skret_rown_m

 

Jak już wspominałem, w mechanizmie skrętu controlled differential, skręt dokonujemy poprzez włączenie hamulca, który z kolei hamuje jedno z kół zębatych urządzenia. Nadmienię że w pojazdach z mechanizmem skręt controlled differential, hamulce które służą do skręcania, wykorzystywane są również do hamowania pojazdu podczas ruchu prostoliniowego. Ot, jeśli jedną z dźwigni mechanizmu skrętu przestawimy z położenia przedniego w tylne, a drugą pozostawimy w położeniu przednim, pojazd zacznie skręcać. Jeśli natomiast obie dźwignie przestawimy w położenie tylne, wtedy pojazd zahamuje. Biorąc pod uwagę że dźwignie mechanizmu skrętu mogą służyć do hamowania podczas ruchu prostoliniowego, w niektórych pojazdach z mechanizmem skrętu controlled differential nie ma pedału hamulca (tak jest między innymi w czołgu M4 Sherman).

 

Na zamieszczonych wcześniej rysunkach przedstawiających mechanizm skrętu controlled differential, widać że do obudowy mechanizmu różnicowego przymocowane jest koło talerzowe. Pisałem również że koło talerzowe pobiera moc z wyraźnie mniejszego koła atakującego- czyli mamy przekładnię która powoduje wzrost momentu obrotowego, niczym przekładnia główna w samochodzie. Jednak mimo zastosowania czegoś w rodzaju przekładnie głównej, czołgi z mechanizmem skrętu controlled differential mają również typowo czołgowe przekładnie boczne umieszczone po bokach pojazdu. Ot, najpierw następuje wzrost momentu obrotowego dzięki działaniu przekładni głównej (mniejsze koło atakujące współpracujące z większym kołem talerzowym przymocowanym do obudowy mechanizmu różnicowego), a następnie następuje dalszy wzrost momentu obrotowego dzięki przekładniom bocznym.

 

Przy mechanizmie skrętu controlled differential straty mocy podczas skrętu są wyraźnie mniejsze niż przy mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne. Dodatkowo mechanizm skrętu controlled differential nie wymaga częstej regulacji. Jednak zastosowanie mechanizmu skrętu controlled differential oznacza w praktyce brak możliwości obracania czołgu wokół unieruchomionej gąsienicy. Dodatkowo mechanizm skrętu controlled differential charakteryzuje się słabą statecznością ruchu prostolinionego- czołg podczas jazdy w terenie zacznie samoczynnie skręcać, jeśli jedna gąsienica będzie poruszać się po podłożu stawiającym mniejszy opór względem podłoża po którym porusza się druga gąsienica. Również przy czołgu przechylonym na bok nastąpi samoczynne skręcanie pojazdu.

Czy brak możliwości obracania czołgu wokół unieruchomionej gąsienicy (skręt po promieniu 1B) to istotna wada? Cóż, można dyskutować. Być może nie miało to istotnego znaczenia. Jednak istnieją dokumentu w których czołgi z mechanizmem skrętu controlled differential krytykowane są za słabą zwrotność. Oto fragment polskiego dokumentu zatytułowanego Sprawozdanie z prób czołga R-35:

Promień skrętu 4 m sprawia, że czołg jest mało zwrotny. W wypadku najechania pod katem nie prostym na rów, zachodzi konieczność cofania czołga, by uzyskać później ten kąt prosty.

 

Jak już wspominałem, mechanizm skrętu controlled differential stosowany był w amerykańskich czołgach z okresu drugiej wojny światowej- nie były to jednak jedyne pojazdy z tego typu mechanizmem skrętu. Również niektóre francuskie czołgi z okresu międzywojennego miały taki mechanizm skrętu (między innymi wspomniany już Renault R-35). W pojazdach powojennych mechanizm skrętu controlled differential również był stosowany (między innymi w bardzo popularnym transporterze opancerzonym M113).

 

 

 

Mechanizm skrętu controlled differential

Sterowanie sprzęgłami bocznymi

Mój poprzedni wpis był o mechanizmie sprzęgłu typu sprzęgła boczne, który to mechanizm skrętu stosowany był kiedyś w pojazdach gąsienicowych. Dziś natomiast wpis o układzie sterowanie sprzęgłami bocznymi. Ale do rzeczy, spójrzmy najpierw na poniższy rysunek:

dzwignia_mech_skret_kierowca_m

Na powyższym rysunku widzimy dźwignię mechanizmu skrętu i jej trzy główne pozycje. W mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne pozycja pierwsza oznacza włączone sprzęgło boczne i wyłączony hamulec (gąsienica napędzana), pozycja druga to wyłączone sprzęgło boczne i wyłączony hamulec (gąsienica wysprzęglona, lecz nie zahamowana), natomiast przy dźwigni w pozycji trzeciej mamy wyłączone sprzęgło boczne i włączony hamulec (gąsienica wysprzęglona i dodatkowo zahamowana).

Można więc przyjąć że przestawienie dźwigni mechanizmu skrętu z pozycji pierwszej na pozycję drugą, powoduje wyłączenie sprzęgła bocznego, co skutkuje wysprzęgleniem gąsienicy. Natomiast przestawienie dźwigni z pozycji drugiej na trzecią powoduje dodatkowo włączenie hamulca, co skutkuje zahamowaniem wysprzęglonej wcześniej gąsienicy. Jednak jakiś czas temu zastanawiałem się czy kierowca, przestawiając dźwignię z pozycji drugiej na trzecią, oddziałuje na sprzęgło boczne. To znaczy, sprzęgło boczne zostaje wysprzęglone już przy dźwigni mechanizmu skrętu na pozycji drugiej, jednak doszedłem do wniosku że jeśli zastosować stosunkowo prosty układ cięgieł sterujących mechanizmem skrętu, to wtedy przy przestawieniu dźwigni z pozycji drugiej na trzecią, nie tylko nastąpi włączenie hamulca, lecz również nastąpi oddziaływanie na sprzęgło boczne. Z drugiej jednak strony, doszedłem do wniosku że siła potrzebna do kierowania czołgiem, będzie przy tego typu układzie cięgieł większa, niż gdyby poprzez bardziej skomplikowany układ cięgieł zlikwidować oddziaływanie na sprzęgło boczne przy przestawianiu dźwigni z pozycji drugiej na trzecią. Niestety, podczas owego zastanawiania się, nie wiedziałem jak był zbudowany układ cięgieł w prawdziwych czołgach z mechanizmem skrętu typu sprzęgła boczne.

Na szczęście z pomocą przyszła książka Czołg, napisana przez Antonowa, Artamanowa, Magidowicza i Korobkowa. Otóż zgodnie ze wspomnianą książką, w prawdziwych czołgach ze sprzęgłami bocznymi, stosowano zarówno prosty układ cięgieł, który powodował że kierowca oddziaływał na sprzęgło boczne podczas przestawiania dźwigni mechanizmu skrętu z pozycji drugiej na trzecią, jak i układ cięgieł bardziej zaawansowany, który eliminował owe niepotrzebne oddziaływanie na sprzęgło boczne (niepotrzebne przy przestawianiu dźwigni z pozycji nr 2 na pozycję nr 3). Dzięki układowi bardziej zaawansowanemu, potrzebna była mniejsza siła do kierowania czołgiem. Zgodnie z książką Czołg, prosty układ stosowany był jedynie w czołgach lekkich (najpewniej idzie o radzieckie czołgi lekkie T-26, BT i T-70). Poniżej rysunki z książki Czołg, wraz z moim komentarzem:

 

sprzegla_boczne_ster_1

Prosty układ cięgieł sterujących mechanizmem typu sprzęgła boczne. W tego typu układzie, przy przestawianiu dźwigni mechanizmu skrętu z pozycji nr 2 na pozycję nr 3, kierowca niepotrzebnie oddziałuje na sprzęgło boczne.

 

 

sprzegla_boczne_ster_2

Bardziej zaawansowany układ przeznaczony do sterowania sprzęgłami bocznymi. Na rysunku widać nowy element, zwany rozdzielaczem, dzięki któremu kierowca przy przestawianiu dźwigni mechanizmu skrętu z pozycji nr 2 na pozycję nr 3, nie oddziałuje na sprzęgło boczne.

 

 

sprzegla_boczne_ster_rozdz

Zasada działania rozdzielacza, dzięki któremu nie występuje oddziaływanie na sprzęgło boczne, podczas przestawiania dźwigni mechanizmu skrętu z pozycji drugiej na pozycję trzecią.

 

Sterowanie sprzęgłami bocznymi

Czołgowe mechanizmy skrętu: sprzęgła boczne

sprzegla_boczne_1m

Rysunek przedstawiający mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne. Rysunek pochodzi z radzieckiej książki „Czołg”. Autorzy książki to A. Antonow, B. Artamanow, B. Korobkow i E. Magidowicz.

 

Dziś wpis o broni pancernej, a konkretnie o mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne. Ale do rzeczy- jak wiadomo czołg to pojazd gąsienicowy. Aby wykonać skręt pojazdem gąsienicowym, należy doprowadzić do sytuacji w której to jedna gąsienica będzie poruszać się z inną prędkością od drugiej. Różna prędkość obu gąsienic spowoduje skręt w kierunku gąsienicy jadącej z mniejszą prędkością- jeśli prawa gąsienica będzie poruszać się wolniej od lewej, wtedy pojazd skręci w prawo. Aby w pojeździe gąsienicowy uzyskać różną prędkość obu gąsienic, stosowane jest urządzenie zwane mechanizmem skrętu. Istnieją różne mechanizmy skrętu, wśród nich występuje rozwiązanie zwane sprzęgłami bocznymi.

Sprzęgła boczne to mechanizm skrętu spotykany prawie wyłącznie w pojazdach gąsienicowych zaprojektowanych wiele lat temu. Tego typu mechanizm skrętu występował przykładowo we francuskim czołgu lekkim Renault FT z okresu pierwszej wojny światowej. Również polski czołg 7TP z okresu międzywojennego miał mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne. Sprzęgła boczne to jednocześnie rozwiązanie bardzo popularne w radzieckich czołgach z okresu drugiej wojny światowej (BT, T-26, T-70, T-34, KW-1).

Mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne długo stosowany był w czołgach radzieckich, przy czym u Sowietów czołgi ciężkie wcześniej dorobiły się bardziej nowoczesnego mechanizmu skrętu od sprzęgieł bocznych, względem czołgów średnich i lekkich. Otóż radziecki czołg ciężki IS-2 z okresu drugiej wojny światowej miał dwustopniowy planetarny mechanizm skrętu, czyli rozwiązanie bardziej nowoczesne od sprzęgieł bocznych. Natomiast czołg średni T-44 zaprojektowany pod koniec drugiej wojny światowej nadal skręcał dzięki sprzęgłom bocznym. Jeśli idzie o czołgi lekkie, radziecki powojenny czołg pływający PT-76 miał mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne.

 

Spójrzmy teraz na poniższy rysunek, który przedstawia układ napędowy czołgu z mechanizmem skrętu typu sprzęgła boczne:

sprzegla_boczne_napis_kolor_m

Jak widać na powyższym rysunku, pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów znajduje się element oznaczony cyfrą 1. Jest to sprzęgło główne, wyłączane poprzez wciśnięcie pedału sprzęgła (tak jak w samochodzie z ręczną skrzynią biegów). Za skrzynią biegów widać element oznaczony cyfrą 2- jest to przekładnia stożkowa. Teraz dochodzimy do clou– kolorem jasnoczerwonym zaznaczono sprzęgła boczne, a kolorem ciemnoczerwonym hamulce. Pojazd ma dwa sprzęgła boczne, jedno umożliwiające wysprzęglenie lewej gąsienicy, drugie służące do wysprzęglania prawej gąsienicy. To samo tyczy się hamulców- mamy zarówno hamulec przeznaczony do hamowania lewej gąsienicy, jak i hamulec służący do hamowania prawej gąsienicy. Dodam że cyfra 3 oznacza przekładnię boczną (urządzenie zwiększające moment obrotowy), a cyfra 4 koło napędowe pojazdu.

Można powiedzieć że mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne ma postać dwóch oddzielnych urządzeń, przy czym jedno urządzenie współpracuje z lewą gąsienicą, a drugie z prawą gąsienicą. W pojeździe gąsienicowym wykorzystującym sprzęgła boczne zazwyczaj interfejs kierowcy zawiera dwie dźwignie mechanizmu skrętu- lewa dźwignia służy do sterowania lewym sprzęgłem bocznym i lewym hamulcem, a prawa dźwignia do sterowania prawym sprzęgłem bocznym i prawym hamulcem. Teraz przyjrzyjmy się takiej dźwigni mechanizmu skrętu:

dzwignia_mech_skret_kierowca_m

Jak widać powyżej, mamy trzy główne pozycje dźwigni mechanizmu skrętu. Pozycja pierwsza (przednia pozycja) oznacza włączone sprzęgło boczne i wyłączony hamulec. Przy dźwigni w tej pozycji gąsienica jest napędzana. Pozycja druga (środkowa) to wyłączone sprzęgło boczne i wyłączony hamulec. Przy dźwigni w pozycji drugiej gąsienica jest wysprzęglona, lecz nie jest zahamowana. Pozycja trzecia (tylna) to wyłączone sprzęgło boczne i włączony hamulec. Dźwignia mechanizmu skrętu w pozycji trzeciej powoduje wysprzęglenie i zahamowanie gąsienicy.

Teraz przyjmijmy że prowadzimy czołg mający mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne. Jeśli obie dźwignie mechanizmu skrętu będą ustawione na pozycji pierwszej, wtedy czołg będzie jechać do przodu. Jeśli (przykładowo) prawą dźwignię przestawimy na pozycję drugą, wtedy czołg będzie skręcać w prawo poruszając się po swobodnym promieniu skrętu. Natomiast jeśli prawą dźwignię przestawimy na pozycję trzecią, wtedy czołg będzie skręcać w prawo poruszając się po głównym promieniu skrętu (zakładam że w obu przypadkach lewa dźwignia mechanizmu skrętu pozostaje cały czas na pozycji pierwszej). W czołgu który ma mechanizm skrętu bazujący na sprzęgłach bocznych, główny promień skrętu oznacza skręt wokół unieruchomionej gąsienicy.

sprzegla_boczne_skret_m

Na rysunku zamieszczonym powyżej, linia oznaczona cyfrą 1 przedstawia ruch prostoliniowy. Linia oznaczona cyfrą 2 to skręt w prawo po promieniu swobodnym- lewa gąsienica napędzana, prawa wysprzęglona. Podczas skrętu po promieniu swobodnym, gąsienica wyprzedzana (ta jadąca wolniej) porusza się, bowiem napędza ją ruch kadłuba. Linia oznaczona cyfrą 3 to skręt w prawo po promieniu głównym- lewa gąsienica napędzana, prawa wysprzęglona i zahamowana, czołg obraca się wokół prawej unieruchomionej gąsienicy.

Zarówno przy skręcie po promieniu swobodnym, jak i przy skręcie po promieniu głównym, nie ma strat mocy wynikających z poślizgu elementów ciernych mechanizmu skrętu. Wymiar swobodnego promienia skrętu nie jest stały, lecz zależy od oporów ruchu (które z kolei zależą od podłoża). Zgodnie z książką Teoria ruchu pojazdu gąsienicowego (autor: Zbigniew Brudziński), skręt po promieniu swobodnym wykorzystywany jest głównie do dokonywania korekt toru jazdy podczas poruszania się pojazdu po drodze.

Jak już wspominałem, przy mechanizmie skrętu bazującym na sprzęgłach bocznych, dźwignie mechanizmu skrętu mają 3 główne pozycje. Jednak co się stanie jeśli (przykładowo) prawą dźwignię mechanizmu skrętu ustawimy w położeniu pomiędzy pozycją pierwszą a drugą? Cóż, wtedy nastąpi niepełne włączenie prawego sprzęgła bocznego. Czyli jeśli lewa dźwignia ustawiona jest na pozycji pierwszej (lewe sprzęgło włączone), a prawa ustawiona jest w położeniu pomiędzy pozycją pierwszą a drugą (niepełne włączenie prawego sprzęgła), wtedy czołg zacznie skręcać w prawo, przy czym skręt będzie dokonywany po promieniu większym (bardziej łagodnym) względem promienia swobodnego. Trzeba jednak pamiętać że niepełne włączenie sprzęgła bocznego oznacza dodatkowe straty mocy wynikające z poślizgu sprzęgła bocznego i szybsze zużywanie się owego sprzęgła. Tak więc skręcanie poprzez niepełne włączenie sprzęgła bocznego to nie jest dobry pomysł. Dodam że na rysunku zamieszczonym powyżej, obszar o brzoskwiniowym kolorze znajdujący się pomiędzy linią wyznaczającą ruch prostoliniowy (linia 1), a linią wyznaczającą skręt po promieniu swobodnym (linia 2), to właśnie obszar który zawiera promienie skrętu które można zrealizować poprzez niepełne włączenie prawego sprzęgła bocznego- czyli skręt na zasadzie lewa dźwignia na pozycji pierwszej, prawa dźwignia pomiędzy pozycją pierwszą a drugą.

Oczywiście, dźwignię mechanizmu skrętu można ustawić nie tylko w położeniu pomiędzy pozycją pierwszą a drugą, lecz również w położeniu pomiędzy pozycją drugą a trzecią. W takim położeniu mamy całkowicie wyłączone sprzęgło boczne i jedynie częściowo włączony hamulec. Jeśli lewa dźwignia mechanizmu skrętu ustawiona jest na pozycji pierwszej (lewe sprzęgło włączone), a prawa ustawiona jest w położeniu pomiędzy pozycją drugą a trzecią (prawe sprzęgło wyłączone, prawy hamulec częściowo włączony), wtedy czołg będzie skręcać w prawo. Przy czym skręt będzie dokonywany po promieniu mniejszym (ciaśniejszym) niż promień swobodny, lecz jednocześnie po promieniu większym (łagodniejszym) niż wynosi promień główny skrętu. Należy jednak zaznaczyć że wykonywanie skrętu poprzez częściowe włączenie jednego z hamulców oznacza dodatkowe straty mocy wynikające z poślizgu na hamulcu i jednocześnie szybsze zużywanie się hamulca. Stąd też skręcanie w taki sposób nie jest zalecane. Dodam że na rysunku zamieszczonym powyżej, różowy obszar znajdujący się pomiędzy linią numer 2, a linią numer 3, to właśnie skręt poprzez niepełne włączenie prawego hamulca- czyli skręt na zasadzie lewa dźwignia na pozycji pierwszej, prawa dźwignia pomiędzy pozycją drugą a trzecią.

 

mech_skret_grupa_2

Mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne należy do drugiej grupy mechanizmów skrętu. Oznacza to że podczas wykonywania skrętu gąsienica wyprzedzająca porusza się tak samo szybko jak podczas jazdy na wprost, a gąsienica wyprzedzana porusza się wolniej niż podczas jazdy na wprost. Stąd też kadłub podczas skrętu porusza się wolniej niż podczas jazdy na wprost. Mechanizmy skrętu należące do grupy drugiej mają zarówno wady (owa mniejsza prędkość kadłuba podczas skrętu niż podczas jazdy na wprost), jak i zalety (zasadniczo przy mechanizmie skrętu grupy drugiej występuje mniejsze obciążenie silnika podczas skrętu niż w przypadku mechanizmu skrętu należącego do grupy pierwszej). Więcej na ten temat tutaj oraz tutaj.

 

Przy mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne, podczas wykonywania skrętu, gąsienica wyprzedzana zasadniczo pozostaje wysprzęglona. Oznacza to że przy mechanizmie skrętu typu sprzęgła boczne nie występuje zjawisko zwane rekuperacją mocy. Tutaj dodam że rekuperacja mocy oznacza sytuację w której to podczas skrętu moc z gąsienicy wyprzedzanej przekazywana jest na gąsienicę wyprzedzającą. Mechanizmy skrętu charakteryzujące się rekuperacją mocy zwane są rekuperacyjnymi mechanizmami skrętu (regenerative steering). Brak rekuperacji mocy to oczywiście wada mechanizmu skrętu bazującego na sprzęgłach bocznych.

 

Jak już napisałem, mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne zawiera nie tylko sprzęgła, lecz również hamulce. Przy czym w mechanizmie skrętu bazującym na sprzęgłach bocznych, hamulce służące do wykonywania skrętów, służą również do hamowania podczas ruchu prostoliniowego. Stąd też aby zahamować czołgiem z mechanizmem skrętu bazującym na sprzęgłach bocznych, można po prostu obie dźwignie mechanizmu skrętu przestawić w pozycję trzecią (gąsienica wysprzęglona i zahamowana). Jest jednak pewne ale– przy takim sposobie hamowania, nastąpi wysprzęglenie obu gąsienic poprzez wyłączenie sprzęgieł bocznych. Tym samym jeśli kierowca chce hamować bez wysprzęglania gąsienic, musi wcisnąć pedał hamulca- wciśnięcie pedału hamulca powoduje włączenie tych samych hamulców, które to można włączyć poprzez użycie dźwigni mechanizmu skrętu, ale jednocześnie pedał hamulca nie oddziałuje na sprzęgła boczne. Oczywiście, tutaj zakładam że czołg ma pedał hamulca (tak było między innymi w radzieckim czołgu średnim T-34). Istniały jednak czołgi z mechanizmem skrętu typu sprzęgła boczne, gdzie interfejs kierowcy nie zawierał pedału hamulca- taka sytuacja występowała między innymi w radzieckim czołgu ciężkim KW-1. W takich wozach hamować można było jedynie poprzez użycie dźwigni mechanizmu skrętu. Oznaczało to brak możliwości hamowania bez wysprzęglania gąsienic. Więcej na ten temat tutaj.

 

Jeśli idzie o szczegóły techniczne, w znanych mi czołgach sprzęgła boczne mają postać sprzęgieł wielotarczowych suchych. Jednocześnie znane mi czołgi wykorzystujące mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne mają hamulce taśmowe.

 

Tutaj pewna ciekawostka związana z hamowaniem silnikiem. Otóż przyjmijmy że podczas prowadzenia czołgu z mechanizmem skrętu typu sprzęgła boczne, mamy sytuację w której to hamujemy silnikiem. Przyjmijmy też że podczas hamowania silnikiem przestawiamy prawą dźwignią mechanizmu skrętu z pozycji pierwszej na pozycję drugą (zakładam że lewa dźwignia pozostaje na pozycji pierwszej). Skoro pociągnęliśmy do siebie prawą dźwignię mechanizmu skrętu, to wydawać by się mogło że czołg powinien zacząć skręcać w prawo. Jednak podczas hamowania silnikiem czołg zacznie skręcać… w lewo. Aby temu zaradzić należy prawą dźwignię mechanizmu skrętu pociągnąć jeszcze bardziej do siebie (przestawić prawą dźwignię na pozycję trzecią)- wtedy nawet podczas hamowania silnikiem czołg będzie skręcać w prawo.

 

Chyba największą wadą mechanizmu skrętu typu sprzęgła boczne są duże straty mocy podczas wykonywania skrętów. Znane mi dane wskazują że mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne generuje podczas skrętu mniejsze straty mocy niż pojedynczy mechanizm różnicowy (rozwiązanie występujące w polskich tankietkach TK i TKS), lecz jednocześnie większe straty mocy niż mechanizm skrętu zwany Controlled Differential (bazujące na mechanizmie różnicowym urządzenie stosowane między innymi w amerykańskim czołgu średnim M4 Sherman). Dodatkowo spotkałem się z tezą że mechanizm skrętu bazujący na sprzęgłach bocznych wymaga częstej regulacji.

Mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne ma jednak pewne zalety. Przede wszystkim jest to urządzenie charakteryzujące się prostą konstrukcją. Mechanizm skrętu bazujący na sprzęgłach bocznych zapewnia dobrą stateczność podczas ruchu prostoliniowego- czyli podczas jazdy w terenie pojazd powinien jechać mniej więcej prosto, jeśli kierowca nie używa dźwigni mechanizmu skrętu (nie jest to takie oczywiste w tych pojazdach gąsienicowych, których to mechanizm skrętu bazuje na mechanizmie różnicowym). Pojazdy mające mechanizm skrętu typu sprzęgła boczne nie mogą co prawda skręcać na zasadzie jedna gąsienica jedzie do przodu, druga do tyłu (neutral steering), lecz przynajmniej mogą obracać się wokół całkowicie zahamowanej gąsienicy (istnieją mechanizmy skrętu które nie dają takiej możliwości, czego przykładem mechanizm skrętu Controlled Differential). Sprzęgła boczne zapewniają dwa promienie skrętu które nie dają strat mocy spowodowanych poślizgiem elementów ciernych mechanizmu skrętu (promień swobodny i promień główny)- dla porównania, istnieją takie mechanizmy skrętu, gdzie występuje jedynie jeden promień skrętu, który to nie daje strat mocy tego typu.

 

Na zakończenie, rysunek i cytat z pracy zatytułowanej Czołgi. Podręcznik mechanika-kierowcy III-ej klasy. Rysunek i cytat tyczą się kierowania czołgiem średnim T-34, czyli czołgiem z mechanizmem skrętu typu sprzęgła boczne:

skret_czolgu

Gdy trzeba skręcić płynnie dużym łukiem, rys 319 (I), przesuwamy w środkowe położenie ten lewar, w którą stronę należy skręcić. Gdy wypadnie wykonać skręt mniejszym łukiem, hamujemy jedną gąsienicę na twardym gruncie przy włączonych niższych biegach, obracając dłuższym hamowaniem czołg w miejscu (II). Na miękkim gruncie taki skręt nawet na niższych obrotach wywołałby zbyt duże obciążenie silnika. Dlatego w tym wypadku skręcamy, krótko hamując kilkukrotnie gąsienicę i dając tym mniejsze skręty im bardziej miękki jest teren…

…Gdy poruszając się szybko na wyższym biegu chcemy obrócić czołg, nie tracąc szybkości, skręcamy kilkokrotnymi krótkimi ostrymi hamowaniami z przerwami (III).

 

 

 

 

 

 

 

 

Czołgowe mechanizmy skrętu: sprzęgła boczne

Porządne książki o czołgach

Dziś wpis o broni pancernej, a konkretnie o tym jakie książki o czołgach polecam. Dzisiejszy wpis pod względem koncepcji przypomina mój wpis o literaturze tyczącej się broni strzeleckiej (link). Dodam że książki które wymieniam w dzisiejszym wpisie, tyczą się nie tyle konkretnych modeli czołgów, co raczej rozwiązań konstrukcyjnych w czołgach stosowanych. Tak więc przyjrzyjmy się polecanym przeze mnie książkom- zacznijmy od książek napisanych w języku polskim:

 

Pozycja pierwsza- książka zatytułowana… Czołg. Jest to wydana w języku polskim książka radziecka, której tytuł oryginalny brzmi Tank (Танк). Polska wersja książki wydana została w 1957 roku przez Wydawnictwo MON, natomiast wersja radziecka pochodzi z 1954 roku. Autorzy książki to A. Antonow, B. Artamanow, B. Korobkow i E. Magidowicz. W mojej ocenie książka ta jest po prostu świetna- nie dość że umożliwia dogłębne poznanie konstrukcji czołgu, to jeszcze została napisana przystępnym językiem. Gdybym miał wskazać najlepszą książkę o budowie czołgów, jaką czytałem w języku polskim, wskazał bym właśnie książkę Czołg.

Pozycja druga- Uzbrojenie wozów bojowych. Książka ta została wydana przez Wydawnictwo MON w 1987 roku. Autor książki to Zygmunt Pankowski. Jak wskazuje tytuł, jest to książka o uzbrojeniu wozów bojowych. Książka została napisana przystępnym językiem.

Pozycja trzecia- Budowa pojazdów gąsienicowych. Jest to skrypt akademicki napisany przez Tadeusza Koszyckiego i Józefa Wysockiego. Skrypt wydany został w 1989 roku przez Wojskową Akademią Techniczną. Choć Budowa pojazdów gąsienicowych ma formułę skryptu akademickiego, jest to mimo wszystko praca dość przystępnie napisana.

Pozycja czwarta- Konstrukcja pojazdów gąsienicowych. Układy przeniesienia mocy. Oto kolejny skrypt akademicki z Wojskowej Akademii Technicznej, tym razem tyczący się jedynie układów przeniesienia mocy stosowanych w pojazdach gąsienicowych. Skrypt wydany został w 1975 roku. Autorzy skryptu to Tadeusz Koszycki, Eugeniusz Kraszewski, Józef Czerwonka i Kazimierz Malicki. Mam wrażenie że skrypt ten jest mniej przystępny dla przeciętnego hobbysty bądź pasjonata względem skryptu Budowa pojazdów gąsienicowych.

Pozycja piąta- Konstrukcja i obliczanie szybkobieżnych pojazdów gąsienicowych. Autor książki to Antoni Wiktor Chodkiewicz. Książka została wydana w 1990 roku przez Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Jest to książka wartościowa, lecz napisana mało przystępnym językiem.

Pozycja szósta- Teoria ruchu pojazdu gąsienicowego. Autor: Zbigniew Brudziński. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Rok wydania: 1972. Kolejna wartościowa, lecz mało przystępna książka.

Pozycja siódma- Czołgi. Podręcznik mechanika-kierowcy III-ej klasy. Praca z 1945 roku, wydana przez Państwowy Instytut Naukowo-Wydawniczy. Autorzy pracy to J. Faszyński, K. Węcławski oraz F. Bilicki. Bardzo dobra, przystępna pozycja, tycząca się układu napędowego radzieckiego czołgu średniego T-34 oraz radzieckiego czołgu ciężkiego IS-2.

 

Powyżej wymienione zostały książki napisane w języku polskim. Teraz czas na książki napisane w języku angielskim:

Technology of Tanks. Jest to książka z 1991 roku, napisana przez Richarda M. Ogorkiewicza. Jeśli dla kogoś nazwisko autora brzmi swojsko, ma rację- autor przed wyjazdem do Wielkiej Brytanii znany był jako Ryszard Marian Ogórkiewicz. Innymi słowy, autor urodził się w Polsce. Jeśli idzie o książkę, uważam że jest ona zbliżona do radzieckiej książki Czołg. To znaczy, Technology of Tanks umożliwia dogłębne poznanie budowy czołgu, a jednocześnie jest to książka napisana przystępnym językiem. W mojej ocenie Technology of Tanks to książka bardzo wartościowa.

World War II Ballistics: Armor and Gunnery. Książka z 2001 roku, autorzy książki to Lorrin Rexford Bird oraz Robert D. Livingston. Książka tyczy się drugowojennych armat czołgowych i pancerzy. W mojej ocenie jest to bardzo dobra pozycja, napisana do tego przystępnym językiem.

Porządne książki o czołgach

Pistolety- kształt kabłąka spustu

pistolet_kablakPo lewej pistolet z zaokrąglonym kabłąkiem spustu (kabłąk w starym stylu). Po prawej pistolet z kanciastym kabłąkiem o pionowej ściance przedniej.

 

Dziś wpis o broni krótkiej, a konkretnie o tym jak ukształtowany jest kabłąk spustu w pistoletach samopowtarzalnych. Wydawać być się mogło że trudno o jakieś niuanse w przypadku kabłąka spustu- ot, kabłąk to kabłąk, osłona spustu i tyle. Okazuje się jednak że nawet w przypadku czegoś tak nieskomplikowanego jak kabłąk spustu, występują swego rodzaju mody i tendencje.

Ale do rzeczy, stare pistolety miały zaokrąglony kabłąk spustu. Jednak w latach 80. pojawiła się moda na kanciaste kabłąki charakteryzujące się pionową ścianką przednią (bądź prawie pionową). Skąd wzięła się moda na kanciaste kabłąki o pionowej przedniej ściance? Otóż przy tego typu kabłąku, podczas strzelania oburącz, strzelec może oprzeć palec wskazujący ręki niestrzelającej, na przedniej ściance kabłąka. Czyli strzelec praworęczny może oprzeć na przedniej ściance kabłąka palec wskazujący swojej lewej ręki. Niektóre pistolety mają wręcz rowki antypoślizgowe umieszczone na przedniej ściance kabłąka spustu.

Tutaj warto zauważyć że niektóre pistolety dorobiły się kanciastego kabłąka dopiero po pewnym czasie. Przykładowo, czechosłowacki pistolet CZ 75 zaprojektowany w latach 70. początkowo miał zaokrąglony kabłąk spustu w starym stylu, dopiero po pewnym czasie dorobił się kanciastego kabłąka. To samo tyczy się włoskiego pistoletu Beretta 92.

Na zakończenie dodam że czasami spotykam się z krytyką kanciastego kabłąka spustu o pionowej przedniej ściance. Otóż podobno badania przeprowadzone przy wykorzystaniu superszybkiej fotografii wykazały, że podczas strzelania oburącz, opierania palca wskazującego ręki niestrzelającej na przedniej ściance kabłąka, nie ma tak naprawdę sensu. Z taką tezą zdarzało mi się spotkać między innymi czytając magazyn Strzał.

 

Pistolety- kształt kabłąka spustu

Nie trzymaj palca na spuście!

Dziś wpis o pewnej zasadzie, która to zwiększa bezpieczeństwo obsługi broni palnej. Ujmując sprawę bardziej konkretnie, wpis jest o zasadzie, zgodnie z którą należy unikać trzymania palca na spuście. Ale do rzeczy, otóż obecnie zasada aby unikać trzymania palca na spuście, jest bardzo mocno spopularyzowana. Według mnie to dobrze- jestem zdania że trzymanie się tej zasady wyraźnie zwiększa bezpieczeństwo obsługi broni. Jednak już jakiś czas temu doszedłem do pewnego interesującego wniosku- otóż jestem zdania że duża popularność zasady, aby unikać trzymania palca na spuście, to tendencja stosunkowo młoda! Ot, kiedyś byłem przekonany że przynajmniej na zachodzie od zawsze unikano trzymania palca na spuście, a tutaj okazuje się że istotna popularność tej zasady to chyba dopiero lata 80.

Poniżej dowód na prawdziwość mojej tezy, zgodnie z którą wiele lat temu, nie trzymano się zasady, aby unikać trzymania palca na spuście. Jest to kadr z amerykańskiego filmu szkoleniowego, zatytułowanego Combat Firing with Hand Guns. Film tyczy się strzelania z broni krótkiej, a konkretnie z pistoletu M1911. Film powstał w 1944 roku.

palec_spust_m

Na powyższym kadrze, po jego lewej stronie, widzimy kursanta.  Natomiast po prawej stronie kadru znajduje się instruktor. Jak widać na załączonym obrazku, nie dość że kursant trzyma palec na spuście, to jeszcze celuje w instruktora! Czyli nie dość że nie została tutaj zastosowana zasada, aby unikać trzymania palca na spuście, to jeszcze nie zastosowano zasady, aby nie celować do czegoś, czego nie chcemy zniszczyć.

Ergo, okazuje się że stosowane współcześnie zasady, mające zmniejszać ryzyko wypadku podczas obsługi broni palnej, nie są odwieczne. Pisałem o tym między innymi we wpisie o podręcznikach strzeleckich porucznika Jerzego Podoskiego. Aby było jasne- nie namawiam nikogo do lekceważenie współcześnie stosowanych zasad. Dzisiejszy wpis to jedynie swego rodzaju ciekawostka historyczna. Dodam że dyskusja o zasadzie, aby unikać trzymania palca na spuście, toczyła się między innymi na forum strzelecka.net.

Nie trzymaj palca na spuście!

Mechanizm skrętu czołgu T-72

Dziś wpis o radzieckim zimnowojennym czołgu podstawowym T-72, a konkretnie o jego mechanizmie skrętu. W sumie to mam pewne wątpliwości czy termin mechanizm skrętu powinien być tutaj stosowany, ale o tym za chwilę. Spójrzmy najpierw na rysunek przedstawiający jak zbudowany jest układ napędowy czołgu T-72:

T-72_mech_skret_diagram

Na powyższym rysunku widzimy że czołg T-72 ma dwie planetarne skrzynie biegów, występujące pod oznaczeniami SB1 oraz SB2 (litery SB to oczywiście skrótowiec od terminu skrzynia biegów). Na rysunku skrzynia biegów SB1 współpracuje z prawą gąsienicą, a skrzynia biegów SB2 współpracuje z gąsienicą lewą. Oczywiście, pomiędzy skrzynią biegów a kołem napędowym, znajduje się przekładnia boczna. Czołg T-72 ma dwie przekładnie boczne,  PB1 oraz PB2. Przekładnia boczna PB1 współpracuje z prawym kołem napędowym, natomiast przekładnia boczna PB2 współpracuje z lewym kołem napędowym. Obie przekładnie boczne mają za zadanie zwiększać moment obrotowy (tak jak przekładnia główna w samochodzie). Pomiędzy skrzyniami biegów a silnikiem, znajduje się przekładnia pośrednia (oznaczona jako PP).

Jak więc widzimy na powyższym rysunku, T-72 nie ma typowego mechanizmu skrętu. Czołg ten ma dwie planetarne skrzynie biegów, które pełnią rolę zarówno zwykłej skrzyni biegów, jak i mechanizmu skrętu. To znaczy, jeśli kierowca zmieni pozycję dźwigni zmiany biegów, to w obu skrzyniach biegów zmieni się przełożenie. Ujmując to inaczej, jeśli kierowca zmieni pozycję dźwigni zmiany biegów z pozycji bieg drugi na bieg trzeci, to obie skrzynie biegów przejdą z biegu drugiego, na bieg trzeci. Według posiadanych przeze mnie informacji, w czołgu T-72, przed zmianą biegu, należy wcisnąć pedał sprzęgła (który to wcale nie steruje sprzęgłem głównym, ale o tym w dalszej części wpisu).

Jednak jak już wspomniałem, planetarne skrzynie biegów czołgu T-72, pełnią nie tylko rolę zwykłej skrzyni biegów, lecz również rolę mechanizmu skrętu. W czołgu T-72, do skręcania wozem, służą dwie dźwignie. Jeśli chcemy skręcić w lewo, pociągamy do siebie dźwignię lewą. Analogicznie, skręt w prawo wymaga pociągnięcia do siebie dźwigni prawej. Co się stanie po pociągnięciu do siebie dźwigni (przykładowo) lewej? Otóż wtedy lewa skrzynia biegów przejdzie o jeden bieg niżej, co da nam mniejszą prędkość lewej gąsienicy, a tym samym skręt w lewo. Przykładowo, jeśli mamy dźwignię zmiany biegów ustawioną na pozycję bieg trzeci, to wtedy pociągnięcie do siebie lewej dźwigni mechanizmu skrętu, spowoduje że lewa skrzynia biegów przejdzie na bieg drugi. Tym samym lewa skrzynia biegów będzie miała włączony bieg drugi, prawa skrzynia biegów będzie nadal pracować na biegu trzecim, co da nam skręt w lewo.

Dodam że przy dźwigni zmiany biegów ustawionej na pozycji bieg pierwszy, pociągnięcie do siebie lewej dźwigni mechanizmu skrętu, spowoduje wysprzęglenie i przyhamowanie lewej gąsienicy- czyli czołg będzie się obracać wokół lewej gąsienicy (unieruchomionej). Tak samo w przypadku dźwigni zmiany biegów ustawionej na pozycji bieg wsteczny– wtedy też pociągnięcie do siebie lewej dźwigni mechanizmu skrętu spowoduje że czołg będzie się obracać wokół lewej gąsienicy (unieruchomionej). Spotkałem się z tezą że skręt czołgu wokół unieruchomionej gąsienicy powinien zwać się z angielska pivot turn.

Czołg T-72 nie może skręcać na zasadzie jedna gąsienica jedzie do przodu, druga do tyłu. Jeśli idzie o terminologię anglojęzyczną, możliwość skręcania w taki sposób zwie się neutral steering.

 

Układ z dwiema planetarnymi skrzyniami biegów, zastosowany w czołgu T-72, można uznać za mechanizm skrętu grupy drugiej. To znaczy, w T-72, podczas skrętu, gąsienica wyprzedzająca (ta jadąca szybciej) ma taką samą prędkość, jaką miała podczas ruchu prostoliniowego. Jednocześnie, podczas wykonywania skrętu, środkowa część kadłuba porusza się wolniej, względem prędkości jaką miała podczas ruchu prostoliniowego.

Rozwiązanie zastosowane w czołgu T-72 można wrzucić do wora z napisem rekuperacyjne mechanizmy skrętu– w czołgu T-72 podczas skrętu moc z gąsienicy wyprzedzanej przechodzi na gąsienicę wyprzedzającą (rekuperacja mocy).  Występowanie rekuperacji mocy to oczywiście zaleta. Wyjątek stanowi wykonywanie skrętu przy dźwigni zmiany biegów ustawionej na pozycji bieg pierwszy bądź bieg wsteczny– wtedy czołg obraca się wokół wysprzęglonej i zahamowanej gąsienicy, stąd też rekuperacja mocy nie występuje.

 

W czołgu T-72 promień skrętu zależy od wybranego biegu. Najmniejszy promień skrętu jest na biegu pierwszym i wstecznym- jak już wspominałem, czołg skręca wtedy wokół unieruchomionej gąsienicy. Poniżej zamieszczam tabelkę z książki Budowa pojazdów gąsienicowych (autorzy książki: Tadeusz Koszycki i Józef Wysocki), która to tyczy się zależności pomiędzy wybranym biegiem, a minimalnym promieniem skrętu czołgu T-72 (minimalny promień skrętu jest jednocześnie głównym promieniem skrętu). Aby wyjaśnić poniższą tabelę, informuję że przy wybraniu pierwszego biegu, czołg wykonuje skręt o promieni 1B, co oznacza obracanie się wokół unieruchomionej gąsienicy (litera B oznacza odległość pomiędzy koleinami gąsienic). Jednocześnie, przy skręcie o promieni 1B, promień skrętu wyrażony w metrach wynosi 2,79.

T-72_mech_skret_prom_skret

 

Poniżej cytat z książki Budowa pojazdów gąsienicowych, tyczący się tego, jak wypada układ bazujący na dwóch planetarnych skrzyniach biegów (rozwiązanie zastosowane w czołgu T-72), na tle dwustopniowego planetarnego mechanizmu skrętu (rozwiązanie znane z czołgów T-54/T-55):

Działanie UPM [Układu Przeniesienia Mocy- przypis autora bloga] i przebiegi strumieni mocy w czasie skrętu wozu z dwoma planetarnymi skrzyniami biegów jest analogiczne jak z UPM posiadającego dwustopniowy PMS [Planetarny Mechanizm skrętu- przypis autora bloga]. W porównaniu z dwustopniowym PMS układ ten zapewnia nieco gorszą zwrotność, gdyż na każdym biegu można uzyskać tylko jeden główny promień skrętu.

 

Tutaj zamieszczam kolejny cytat z książki Budowa pojazdów gąsienicowych, tyczący się układu napędowego czołgu T-72:

Zastosowane dwie skrzynie biegów, połączone równolegle z przekładnią pośrednią, służą one nie tylko do zmiany prędkości i sił napędowych na gąsienicach, ale również do wykonywania skrętów, hamowania pojazdu oraz do odłączania silnika od kół napędzających gąsienice. Wszystkie te rodzaju pracy uzyskuje się przez włączenie odpowiednich mechanizmów ciernych (sprzęgieł i hamulców) skrzyni biegów. Do włączania odpowiednich mechanizmów ciernych i zapewnienia sterowania pojazdem, układ przeniesienia mocy wyposażono w mechaniczno-hydrauliczny układ sterowania.

 

Warto zauważyć że obie skrzynie biegów czołgu T-72, to nie są zwykłe skrzynie biegów z kołami zębatymi o osiach nieruchomym. Czołg T-72 ma planetarne skrzynie biegów, czyli takie skrzynie biegów, gdzie przynajmniej niektóre koła zębate mają osie przemieszczające się w przestrzeni. Czym charakteryzuje się urządzenie zwane przekładnią planetarną? Jedną z cech przekładni planetarnej jest to, że nie trzeba zaprzestawać doprowadzania do niej mocy, przed zmianą przełożenia. Dodatkowo przekładnia planetarna może być skonstruowana tak, aby pełnić rolę sprzęgła.

Co ciekawe, czołg T-72 nie ma sprzęgła głównego! Czyli czołg T-72 nie ma sprzęgła umieszczonego pomiędzy silnikiem a skrzyniami biegów, sterowanego przy pomocy pedału sprzęgła. Jednocześnie stanowisko kierowcy czołgu T-72 ma pedał sprzęgła! Czym więc steruje pedał sprzęgła w czołgu T-72? Aby odpowiedzieć na to pytanie, zamieszczam kolejny cytat z książki Budowa pojazdów gąsienicowych:

Ruszanie pojazdu z miejsca i przełączenie biegów dokonuje się za pomocą pedału odłączania skrzyni biegów, który spełnia rolę pedału sprzęgła głównego. Przez wciśnięcie pedału odłączenia następuje spadek ciśnienia w siłownikach wszystkich sprzęgieł i hamulców (siłowniki zostają połączone ze zlewem), a ponowne zwolnienie pedału powoduje włączenie wcześniej wybranego biegu.

 

Poniżej zamieszczam tabelkę z książki Budowa pojazdów gąsienicowych. Tabelka ta pokazuje jakim przełożeniem charakteryzują się skrzynie biegów czołgu T-72, na poszczególnych biegach. Największe przełożenie jest na biegu wstecznym:

T-72_skrzynia_przelozenia

 

 

Poniżej zbliżona tabela, lecz pochodząca z bloga Tankograd. Poniższa tabela pokazuje nie tylko przełożenie skrzyń biegów na poszczególnych biegach, lecz również maksymalną prędkość jaką da się uzyskać na poszczególnych biegach:

Maksymalna prędkość na poszczególnych biegach (km/h) Przełożenie na poszczególnych biegach
1 bieg: 7.32
2 bieg: 13:59
3 bieg: 17.16
4 bieg: 21.47
5 bieg: 29.51
6 bieg: 40.81
7 bieg: 60
Wsteczny: 4.18
1 bieg: 8.173
2 bieg: 4.40
3 bieg: 3.485
4 bieg: 2.787
5 bieg: 2.027
6 bieg: 1.467
7 bieg: 1.0
Wsteczny: 14.3

Mechanizm skrętu czołgu T-72