Исследовательская работа на тему "Почему танки на гусеницах?" (3 класс)

                                                          «Мы построим закрытые колесницы,

                                                          которые проникнут в неприятельские 

                                                          линии и не смогут быть уничтожены

                                                          толпой вооруженных людей, а позади

                                                          них может следовать пехота без особого

                                                          риска и всякого багажа»

                                                                  Леонардо да Винчи XV век 

1.     Введение

     С древних времен человечество постоянно изобретало и совершенствовало оружие, с помощью которого можно было защитить себя и уничтожить врага. Однако ни одно оружие не было столь эффективным, как танк, совершенно новая боевая машина, родословная которой восходит отчасти к боевой колеснице, отчасти к защищенному доспехами боевому слону, а отчасти к механической боевой машине, порожденной умом Леонардо да Винчи.

Как и большинству мальчишек, мне очень интересна техника и особенно военная. С детства у меня было много машинок, кораблей, самолетов, но больше всего меня интересовали танки. Однажды, мне стало мало просто играть, и я захотел узнать о них подробнее. Так у меня появились мои первые энциклопедии про танки. Из них я узнал, что существует большое количество видов танков: легкие, тяжелые, средние, САУ, ПТ-САУ и т.д. Все они различаются своими характеристиками, но объединяет их одно - гусеничная тяга. Почему те или иные виды вооружения выполнены в том виде, в котором мы их привыкли видеть, а другие не прижились?

Целью моей работы является изучение свойств гусениц и их разновидностей.

Задачи:

-       изучить литературу по данной теме;

-       узнать историю возникновения гусениц;

-       разобраться почему танки на гусеницах, а не на колесах;

-       выяснить чем траки наших танков отличаются от западных?

Я предположил, что гусеничная тяга необходима для лучшей проходимости танка по пересеченной местности.

Объект исследования — гусеницы и их разновидности.

Предмет исследования — выяснить значение гусениц для военной промышленности

Методы исследования:

- теоретические: анализ, систематизация, обобщение

- практические: изучение и анализ литературы;

При выполнении исследовательской работы сначала я нашел источники, из которых можно было узнать все об объекте моего исследования. В этом мне помогли справочники, энциклопедии, источники Интернета. В ходе своего исследования мне пришлось изучить и проанализировать научную литературу о

танках, разобраться, почему танки на гусеницах, а не на колесах, собрать модель Т – 34, сделать выводы.

2. Основная часть

2.1. Кем и когда были придуманы гусеницы?

   Прообраз современного гусеничного движителя впервые был предложен французским инженером д’Эрманом, который в 1713 году направил во французскую Академию наук проект «четок из катков» — грузовая платформа ставилась на раму с подобием моногусеницы в виде набора широких деревянных катков, соединенных в цепь и обкатывающихся вокруг рамы снизу платформы. Идея д'Эрмана получила одобрение, но не нашла практического применения. (Приложение 1 рис. 1)

   Годом создания гусеничного движителя можно считать 1818-й, когда француз Дюбоше получил привилегию на способ устройства экипажей с подвижными рельсовыми путями.

   Первым создателем гусеницы, от которой пошли тракторы, танки, считается Фёдор Абрамович Блинов. В 1877 году он изобретает "особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам". Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Через год испытатель успешно испытал гусеничный движитель для этой машины. (Приложение 1 рисунок 2).

2.2. Где изначально применялись гусеницы?

Первые проекты гусеничного движителя предполагали облегчить передвижение по слабым грунтам повозок, которые по-прежнему тянули бы лошади или люди. Позже они стали применяться на паровых машинах. В 1832 г. англичанин Дж. Гиткот для освоения болотистой местности в Ланкашире ставит паровой локомобиль на моногусеницу — его машину с колесами большого диаметра целиком охватывает широкая полотняная гусеница с наклеенными на нее поперечными деревянными рейками.

   В 1884-1887 годах Фёдор Абрамович Блинов построил гусеничный трактор с двумя паровыми двигателями, приводившими в движение гусеничные ленты, который был испытан в 1888 году. В 1896 г. на Нижегородской промышленной выставке Блинов заслужил похвальный отзыв «за паровоз … для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам и за трудолюбие по его изготовлении». На это раз трактор имел гусеницы с грунтозацепами на траках.
   В нижней части рамы крепились на рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре опорных колеса и четыре ведущие звёздочки. В 1878 году купец Канунников, рассчитывая на прибыли от внедрения гусеничного хода, вошёл с ходатайством в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче Блинову привилегии, каковая за № 2245 и была получена год спустя. Вводная часть гласила: «Привилегия, выданная из Департамента торговли и мануфактур в 1879 году крестьянину Фёдору Блинову, на особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам…» (Приложение 1 рисунок 3)

    В США изобретатели Бэст и Холт (основавший фирму Caterpillar, что и переводится как "гусеница") в 1890 году создали гусеничный трактор с навешенным на него бульдозерным оборудованием — он и стал прообразом современного бульдозера. (Приложение 1 рисунок 4)

   По одной из версий 12 марта 1837 года штабс-капитан русской армии Дмитрий Андреевич Загряжский подал в Министерство финансов ходатайство о выдаче ему патента на экипаж с плоскозвенчатой металлической гусеницей. В протоколе комиссии, рассматривавшей предложение изобретателя, говорится: «из представленных Загряжским описания и чертежей его изобретения видно, что около каждого обыкновенного колеса, на которых катится экипаж, обводится железная цепь, натягиваемая шестиугольными колесами, находящимися впереди обыкновенного. Бока шестиугольных колес равняются звеньям цепи, цепи сии заменяют до некоторой степени железную дорогу, представляя колесу всегда гладкую и твердую поверхность». В октябре 1837 года патент был выдан. Промышленники не заинтересовались и не оценили преимуществ гусеничного хода, а Д. А. Загряжский, не имея средств, не смог реализовать свое изобретение и в 1839 году патент был аннулирован.
   И все-таки, спустя некоторое время, гусеничная тяга нашла широкое применение в танкостроение.

2.3. Так почему же все-таки гусеницы?

   Гусеничный движитель— движитель самоходных машин, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания гусеничных лент. Гусеничный движитель обладает более высокой проходимостью, особенно при движении на болотистом грунте и по снегу, а также при преодолении различных препятствий местности, позволяет обеспечить минимальный радиус поворота, повышенную проходимость. Он призван обеспечить танку неуязвимость на поле боя, удобства обслуживания и замены отдельных частей движителя Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое среднее давление на грунт, то есть меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от глубокого погружения в грунт. Однако, применение гусениц снижает максимальную скорость танка на шоссе.
   К сожалению, гусеница до сих пор остается самым уязвимым местом танка.

Она непосредственно контактирует с грунтом и первой воспринимает ударные нагрузки. Чрезмерное усиление её деталей ведёт к увеличению веса, что отрицательно влияет на устойчивость гусеницы в обводе и снижению скорости движения танка.

2.4. Виды гусениц.

   В настоящее время существуем большое множество видов гусениц.

Они различаются по типу траков (литые, штампованные, сварные);

по материалу изготовления — (металлические, резинометаллические, резиновые); по типу используемого шарнира и по типу его смазки.

В зависимости от типа, гусеницы имеют разную сложность изготовления, ресурс и ремонтопригодность.

   Гусеничная цепь – это звенчатая конструкция, представляющая собой замкнутую (непрерывную) сплошную ленту или цепь из шарнирно-соединенных звеньев (траков), применяемую в гусеничном движителе.
Современные литые гусеницы состоят из траков, в проушины которых запрессованы обрезиненные металлические втулки. Между собой траки соединены посредством пальцев и гаек.
   Штампованные гусеницы состоят из звеньев траков, в которые запрессованы обрезиненные пальцы. В средней части траки соединены между собой гребнями и подгребневыми башмаками, а на концах – скобами. Скобы крепятся на пальцах при помощи болтов и шайб (при цанговом соединении) или при помощи болтов и клиньев.

2.5. «Рисунки» гусениц.

   У гусениц разных танков разные «рисунки», как у автомобильных покрышек.
Это отпечаток на поверхности гусеницы. Его создают грунтозацепы — выступы на звеньях траков, которые обеспечивают сцепление с грунтом. На гусеницах разных типов эти грунтозацепы имеют разную форму и разное размещение. На литых траках они расположены по периметру плицы и на проушинах, на штампованных траках — вдоль оси пальцев. (Приложение 1 рисунок 5)

   В зависимости от вида танка, применяются те или иные гусеницы.

   Первоначально на танках применялись литые гусеницы, которые более технологичны и просты в изготовлении. Но с ростом массы танка и его скорости перешли на штампованные из-за более надёжной работы шарнира. Например, гусеницы танка Т-90 имеют металлическую беговую дорожку, позволяющую снизить потери мощности двигателя на перекатывание по ней опорных катков. Гусеницы танка Т-80, имеющего большую тяговооруженность, изготавливаются с обрезиненной беговой дорожкой, позволяющую компенсировать большие нагрузки на шину опорных катков.

(Приложение 1 рисунок 6)

   На "Западе" масса танков значительно превышает массу российских танков, поэтому размеры гусениц больше, чем в России.
В США используются гусеницы с резинометаллическим шарниром и резиновыми башмаками. Ширина гусениц — 635мм. Пробег оригинальных гусениц для Абрамса модели Т156 с несъёмными резиновыми башмаками составляет 1100-1300 км. Новые гусеницы модели Т158 со съёмными резиновыми башмаками и обрезиненной беговой дорожкой имеют гарантированный пробег в 3360 км. (Приложение 1 рисунок 7)

   В Германии гусеницы танка "Леопарда 2" изготавливаются с резинометаллическими шарнирами и обрезиненной беговой дорожкой, шаг гусеницы 184мм. Для уменьшения давления на грунт фирма Диль разработала новые траки шириной 635 мм; в пазах трака крепятся пружинными защелками по две асфальтоходные подушки. Для увеличения сцепления при движении по снегу, льду или скользкому грунту часть подушек (до 10 на гусеницу) может заменяться съемными стальными грунтозацепами Х-образной формы.                 (Приложение 1 рисунок 8)

   Во Франции гусеница "Леклерка" — цевочного зацепления, шириной 635мм, с резинометаллическим шарниром, обрезиненной беговой дорожкой и съёмными резиновыми башмаками для передвижения по дорогам с твёрдым покрытием. (Приложение 1 рисунок 9)

   В настоящее время, вместе с разработкой новой военной техники идет и разработка новых гусениц.
   При разработке учитываются масса машины, требования к асфальтоходности, проходимости машины, ресурсу гусеницы, габаритам машины и гусеницы.    Гусеница должна быть максимально технологичной и позволять осуществлять массовое производство.

   При разработке учитываются возможности промышленности и производства. Так, применение термомеханической обработки арматуры пальцев позволило на порядок увеличить их циклическую стойкость, применение современных ингредиентов резиновых смесей — увеличить ходимость асфальтоходных башмаков и стойкость резинового шарнира при высоких температурах окружающей среды, применение современных станков — повысить точность размеров и чистоту поверхности при механической обработке штампованных деталей гусениц, что так же увеличивает срок их службы.
   В связи с принятой в Российской армии направленности на взаимозаменяемость, гусеницы типа гусениц танка Т-90, но большей длины, могут применяться на танке "Армата". Для штатной арматовской гусеницы предложены несколько новых решений.

2.6. Практическая часть.

   После изучения конструктивных особенностей танков и их гусениц я решил своими руками собрать модель танка.

Для этого мне подарили модель для склеивания самого известного советского танка, которого называют «танком победы»   Т-34. ( Приложение 2 рисунок 1). Оказалось, что сборка модели танка не так проста, как это может показаться с первого взгляда( Приложение 2 рисунок 2,3). В модели были отражены отличительные черты именно данного танка, что делает особенным по сравнению с другими( Приложение 2 рисунок 4,5,6)

Однако, после долгих усилий, теперь наравне с другими игрушками на полке у меня красуется « ТАНК ПОБЕДЫ» , танк — Т-34 ( Приложение 2 рисунок7)

3.     Заключение

    Проделав работу, я понял, что история создания гусениц гораздо длиннее, чем я предполагал.

    Я выяснил, что родиной создания гусениц является наша страна.

    В ходе работы подтвердилась моя гипотеза о том, что гусеничный движитель обладает более высокой проходимостью, особенно при движении на болотистом грунте и по снегу, а также при преодолении различных препятствий местности, позволяет обеспечить минимальный радиус поворота, повышенную проходимость.

    При изучении литературы я выяснил, что гусеницы различаются в зависимости от типа танка и разрабатываются с учетом характеристик каждой модели.

    Итак, с учетом всего вышесказанного можно сделать вывод, что изобретение гусениц является важным шагом в развитии военной промышленности.

4.     Литература

1.Танки/В.В. Ликсо,-Москва: Издательство АСТ, 2016

2.Танки/И.П. Шмелев.-М. : РОСМЭН, 2017

3.“Энциклопедия Терра”, раздел Танки мира.

4. slavikap.livejournal.com

5. ru.wikipedia.org

ПРИЛОЖЕНИЕ  1

Рисунок 1

 

рисунок 2

 

рисунок 3

Вагон Блинова
  

рисунок 4

Гусеничный трактор Бэста и Холта

  

рисунок 5

Гусеница танка Т-80

  

рисунок 6

Резиновые накладки на гусеницы танка Т-80

   

рисунок 7

Основной боевой танк США M1A1 "Abrams"

  

рисунок8

Основной боевой танк ФРГ "Leopard-2"

 

рисунок 9

Основной боевой танк Франции "Lecrlerc"    

Краткое описание документа:

Существует большое количество видов танков. Все они различаются своими характеристиками, но объединяет их одно - гусеничная тяга. Почему те или иные виды вооружения выполнены в том виде, в котором мы их привыкли видеть, а другие не прижились?

В работе исследуется вопрос:Почему танки на гусеницах, а не на колесах?