Решил сделать эту тему отдельной чтобы рассмотреть конструкции Шерманов поглубже и чтобы потом при разных спорах можно было ссылаться на инфу отсюда. Я здесь приведу некоторую информацию из англоязычных источников, которой, пожалуй, нет в русскоязычных источниках. Хотя цитаты из русских авторов тоже приветствуются. Что касается сравнений с другими танками, то они могут быть вполне уместны, но только в техническом плане, а не в плане боевого применения. Об этом и в других топиках споров полно.
Итак, я начинаю с двигателей. Материал я перевел и собрал из разных источников. Если кто захочет точный источник, "будем посмотреть".
В связи с отсутствием выделяемых средств, между двумя мировыми войнами в США не было создано ни одного танкового двигателя. (Что кстати очень хорошо иллюстрирует «агрессивные устремления американского империализма».)
Поэтому, когда почувствовали приближение войны и решили начать массовое производство танков, то выбрали 9-цилиндровый радиальный авиадвигатель воздушного охлаждения R975 фирмы Райт (Wright Whirlwind), использовавшийся для легких самолетов. Адаптация авиадвигателя для танков потребовала значительной модификации конструкции. Так, танку требовалось больше разных передач, по сравнению с самолетом, у которого скорости более постоянны. Необходимо было также увеличить крутящий момент при малых оборотах, уменьшить количество масла, улучшить фильтрацию воздуха. Были также модифицированы магнето, карбюратор и кулачковые механизмы клапанов всасывания и выброса в системе питания воздухом. Приспособленный таким образом для использования на танках двигатель показал себя в работе удовлетворительным. 26 августа 1940 г на полигоне в Абердине, штат Мэриленд, были проведены испытания танка М2, который был еще перед М3 Ли/Грант, предшественником М4 Шермана. Участвовали также британские танки. На ходу, британские машины казались вялыми рядом с М2 и работа мотора R 975 произвела хорошее впечатление.
Общая мощность мотора в танке составила 340 л.с., тогда как на стенде она достигала все 400 л.с. (это как на стенде у Т-34 было 500 л.с.). Полезная мощность мотора в танке равнялась 294 л.с. Мотор весил 515 кг. В качестве топлива использовался авиационный бензин с октановым числом 92. Степень сжатия равнялась 6,3 : 1.
Танк М2 весил 19 тонн (при полной боевой загрузке), его удельная мощность была 15,5 л.с./т (полезная мощность, деленная на боевой вес танка), максимальная скорость при 2400 об/мин достигала 53 км/час.
Однако, следующая модель танка, М3 Ли/Грант, весила уже 27 тонн и мощность мотора стала недостаточной. Охлаждение уже не справлялось и мотор грелся.
Вследствие высокой температуры воздуха в карбюраторе, плотность воздушно-топливной смеси, поступающей в цилиндры, уменьшилась и в результате уменьшилась мощность двигателя. Измерения в поле показали, что полезная мощность уменьшилась до 280 л.с. и жизнь мотора сократилась до 100 часов перед капитальным ремонтом.
Было решено передать производство мотора более крупной компании Континентал с плановым выпуском 1000 моторов в месяц. На тот момент фирма Райт изготовила всего 750 моторов.
Начался следующий этап в улучшении двигателя. Была улучшена система охлаждения. Был сделан более эффективный воздушный фильтр. Были назначены более жесткие допуски для деталей и узлов чтобы улучшить их работу.
Тогда же министерство обороны приняло решение, что все армейские бензиновые моторы, в отличие от дизельных флотских и высокооктановых авиационных, должны работать на низкооктановом бензине «80». До того, R975 работал на бензине с октановым числом 92. После определенного экспериментирования, оптимальной степенью сжатия для «танкового» R975 было признано 5,7 : 1.
Новая модель двигателя получила наименование Continental R975EC2 и имела следующие характеристики:
Общая мощность: 400 л.с. Полезная мощность: 340 л.с.
Обе величены - при 2400 об/мин.
Крутящий момент: Общий – 890 фут-фунтов (120 кг-м). Полезный – 800 фут-фунтов (108 кг-м). Обе величины при 1800 об/мин. Вес мотора – 515 кг.
Работа над двигателем продолжалась.
По-прежнему наблюдался повышенный расход масла. После доработки конструкции, удалось значительно улучшить этот показатель. Полезная мощность мотора увеличилась на 10 л.с. и составила 350 л.с., хотя общая мощность осталась по-прежнему 400 л.с. Новый мотор получил наименование R975C1. Именно он устанавливался вначале на первые Шерманы и обеспечивал им скорость около 35 км/час.
Несмотря на определенные успехи в совершенствовании двигателя, сразу же после начала производства R975C1, началась широкая исследовательская работа по дальнейшему улучшению характеристик этого мотора. Особенно важным было признано добиться увеличения его крутящего момента на малых оборотах. Типичной жалобой танкистов было то, что максимальный крутящий момент развивался этим мотором на слишком большой скорости. У дизелей проблема была прямо противоположной, т.к. их крутящий момент имел наибольшую величину на низкой скорости. При интенсивном маневрировании с R975C1, водителю приходилось переключать передачи слишком часто. И если водитель давал полный газ на малой скорости, двигатель начинал быстро перегреваться. Инженеры взялись за крутящий момент этого мотора всерьез. Постепенно, кардинальные изменения вносились в конструкцию двигателя и величина момента стала возрастать.
Был внедрён новый карбюратор и увеличено давление нагнетания воздуха. Была значительно увеличена поверхность охлаждения головок цилиндров. В сочетании с новыми алюминиевыми втулками и измененной формой рёбер охлаждения большей площади, это дало возможность добиться гораздо более быстрого отвода тепла от цилиндров и позволило двигателю работать при меньшей температуре.
Благодаря всем внесенным изменениям в конструкцию, общая мощность достигла 460 л.с. при 2400 об/мин, а полезная мощность возросла до 400 л.с. Величина общего крутящего момента увеличилась на четверть и составила 1025 фут-фунтов (138 кг-м), а величина полезного момента достигла 940 фут-фунтов (127 кг-м) при 1800 об/мин. Это в огромной степени улучшило мобильные качества танка.
Расход масла уменьшился на 35%, мощность возросла на 10%, температура головок цилиндров понизилась на 50 градусов, поршневые кольца стали намного выносливей и весь двигатель в целом стал значительно долговечней.
При сухом весе 555 кг, новый R975C4 мотор имел общую удельную мощность 0,83 л.с./кг, что было существенно лучше, чем у фордовского мотора GAA, устанавливавшегося на М4А3, у которого эта цифра составляла 0,71 л.с./кг и который считался лучшим двигателем из всех, которыми оснащались Шерманы. При этом максимальный полезный крутящий момент был практически равен моменту у GAA, но достигался на гораздо более низких оборотах в 1700 об/мин по сравнению с 2200 об/мин у конкурента. Это было также лучше, чем 0,80 л.с./кг у британского двигателя Метеор, который стоял на танках Кромвель, Комета и Центурион. И R975C4 далеко опередил немецкий Maybach HL230 на танках Тигр и Пантера, с его 0,58 л.с./кг.
В июне 1943 г Комитет вооружений принял решение заменить на R975C4 все предыдущие модели этого двигателя на ранее произведенных танках. И именно этой моделью были оснащены танки, высадившиеся в Нормандии и имевшие радиальные моторы. Всего, в 18000 Шерманах стояли С4. Эта модель так хорошо показала себя, что уже в октябре 1943 г, англичане попросили американцев заменить им двигатели во всех ранее полученных ими танках с радиальными моторами.
В то же время, R975 был заметно сложнее, чем фордовский движок, и в результате менее надежный и более дорогой. Поэтому, 13 апреля 1944 г Танковый Департмент постановил, что отныне R975C4 будет рассматриваться только в качестве дополнительного двигателя, а основным будет Ford GAA, который был изначально сконструирован для танка. В течение предыдущих шести лет R975 считался основным мотором для средних танков.
Двигатель Ford GAA
В 1941 г компания Форд Мотор разработала бензиновый V-образный восьмицилиндровый двигатель жидкостного охлаждения. Это был компактный 500-сильный мотор с отличной удельной мощностью.
В январе 1942 г Армия США приняла этот двигатель для оснащения им танков Шерман. Танк с этим двигателем получил наименование М4А3. В GAA было применено много новых конструктивных решений, включая широкое использование алюминиевых отливок для уменьшения веса.
Одной из важнейших конструктивных особенностей этого двигателя было то, что он состоял из пяти узлов. Каждый узел представлял собой отдельный интегральный элемент, что обеспечивало простоту технического обслуживания, включая лёгкую замену всего узла. В противоположность этому, конкурирующий радиальный R975 двигатель был построен таким образом, что смена некоторых, даже второстепенных, деталей требовала демонтажа всего мотора. GAA стал любимым двигателем американских танкистов. Если бы в то время имелись достаточные производственные мощности, армия оснастила бы все Шерманы этим мотором. Всего было выпущено 4800 М4А3 Шерманов.
Фордовский GAA был гораздо компактнее, чем R975 и занимал намного меньше места. Охлаждение не представляло собой проблемы в М4А3 благодаря большим решетчатым люкам моторного отделения, через которые вентиляторы всасывали воздух. Затем воздух шел под давлением через радиаторы и выбрасывался наружу позади танка. Воздух передвигался по трубопроводам в нужном направлении, повышая эффективность охлаждения и не циркулируя в горячем моторном отделении. Это тоже увеличивало долговечность мотора.
Ford GAА имел общую мощность 500 л.с. и полезную мощность 450 л.с. при 2600 об/мин. Его общий максимальный крутящий момент равнялся 1040 фут-фунтов (140 кг-м), а полезный крутящий момент был 950 фут-фунтов (128 кг-м) при 2200 об/мин. Топливом служил бензин с октановым числом 80, а степень сжатия была 7,5 : 1. Скорость – 42 км/час.
Сравнивая Continental R975C4 и Ford GAA, надо сказать следующее:
Радиальный Континентал больше, чем V-образный Форд и занимает гораздо больше места. Будучи воздушного охлаждения, он требует постоянного притока воздуха и очень важно, чтобы изоляция стыков трубопроводов была в полном порядке. Иначе двигатель начнет перегреваться. Двигатель воздушного охлаждения работает при более высоких температурах, чем при жидкостном охлаждении. Поэтому детали, в холодном состоянии, имеют между собой зазоры побольше, чтобы у них было больше пространства для увеличения при нагревании до расчетных размеров.
Двигатель жидкостного охлаждения работает при более низких температурах и его деталям требуется меньше пространства для увеличения. Поэтому R975 немножко более капризный, а GAA немного легче заводится. Это не означает, что радиальный трудно завести. Хороший радиальный тоже сразу заводится и в работе очень надежен. С точки зрения вождения, радиальный был сконструирован, конечно, для самолета, у которого скорость в полете более-менее постоянна. У танка всё наоборот. У вас пятискоростная коробка передач и частые изменения скорости требуют постоянной смены передач.
Максимальная мощность у радиалки достигается на самых высоких оборотах. На низких оборотах, этот мотор не обладает большой силой. С Фордовским движком, начать движение со второй передачи не представляет никакой проблемы. Попытка сделать это с радиалкой скорее всего убила бы мотор. Радиалка просто не имела достаточно мощности чтобы привести в движение 28-тонную махину на второй передаче. Когда танк разгоняется в грязи и переходит с первой на вторую передачу, то чтобы затем перейти на более высокую передачу в условиях очень большого сопротивления, для ускорения водитель дает полный газ во второй передаче. Но к тому моменту, когда сцепление выжато и третья передача включена, танк теряет скорость. И тогда процесс переключения передач приходится начинать сначала. Поэтому при двигателе, имеющем большую мощность во всём диапазоне оборотов, такой тяжелой машиной как танк намного легче управлять. В вышеописанном случае, с GAA гораздо проще. Хотя танк замедлил движение в грязи, он тем не менее может переключиться на третью передачу и продолжать ускоряться. Поэтому набор скорости Шерманом на трудном грунте с GAA происходит заметно быстрее, чем с R975.
Это сообщение редактировалось 04.07.2005 в 02:18