Танки и бронетехника

Содержание
Танк "Маус"
Описание конструкции
Сверхтяжелый танк

Для защиты танка от противотанковых мин днище корпуса в передней части имело толщину 105-мм, а остальная часть днища была изготовлена из более тонкого листа брони толщиной 55-мм. Надгусеничные листы и внутренние борта имели толщину брони соответственно 40-мм и 80-мм. Такое распределение толщин основных броневых деталей корпуса указывало на стремление конструкторов создать равнопрочный снарядостойкий корпус. Усиление передней части днища и крыши также существенно повысило жесткость конструкции корпуса в целом. Существовавшие броневые корпуса у ранее созданных немецких танков имели соотношение между толщинами брони лобовых и бортовых деталей, равное 0,5 - 0,6, у данного бронекорпуса это соотношение достигало 0,925, т.е. бортовые броневые листы по своей толщине приближались к лобовым.  Все соединения основных броневых деталей корпуса были выполнены в шип. Для увеличения конструктивной прочности шиповых соединений броневых листов, в стыках соединений устанавливались цилиндрические шпонки, по типу применявшихся в соединениях корпуса САУ "Элефант".

Схема бронирования танка "Маус"

Шпонка представляла собой стальной валик диаметром 50-мм или 80-мм, вставляемый в отверстие, высверливаемое в стыках соединяемых листов после сборки под сварку. Отверстие высверливалось так, чтобы ось сверления располагалась в плоскости граней шипа соединяемых броневых листов. Если без шпонки шиповое соединение (до сварки) являлось разъемным, то после постановки шпонки в высверленное отверстие шиповое соединение в направлении, перпендикулярном оси шпонки, разъединить уже было нельзя. Применение двух перпендикулярно расположенных шпонок делало соединение неразъемным еще до окончательной сварки. Шпонки вставлялись заподлицо с поверхностью соединяемых броневых листов и приваривались к ним по периметру основания.

Кроме соединения верхнего лобового листа корпуса с нижним шпонки использовались также и соединении бортов корпуса с верхними лобовыми, кормовыми листами и днищем. Соединение кормовых листов между собой было выполнено в косой шип без шпонки. Остальные соединения броневых деталей корпуса (часть крыши, днище, надгусеничные листы и др.) выполнялись в четверть впритык или внахлест с применением двухсторонней сварки. Башня танка, так же как и корпус, была сварной, из катаных броневых листов и литых деталей из гомогенной брони средней твердости. Лобовая часть - литая, цилиндрической формы, имела толщину брони 200-мм. Бортовые и кормовой листы - плоские, катаные, толщиной 210-мм. Лист крыши башни имел толщину 65-мм. Таким образом, башня, как и корпус, была сконструирована с учетом равнопрочности всех ее броневых деталей. Соединение деталей башни было выполнено в шип с применением шпонок, несколько отличных от шпонок, использовавшихся в шиповых соединениях корпуса.

Все броневые детали корпуса и башни имели различную твердость. Детали толщиной до 50-мм подвергались термообработке на высокую твердость. Броневые детали толщиной 160-мм обрабатывались на среднюю и пониженную твердость (НВ = 3,7-3,8 кгс/мм²), лишь броня внутренних бортов корпуса, имевшая толщину 80-мм, подвергалась термообработке на низкую твердость. Броневые детали толщиной 185-мм-210-мм имели низкую твердость. Для изготовления броневых деталей корпуса и башни применялось шёсть различных марок стали, основными из которых были хромоникелевая, хромо-марганцевая и хромоникелемолибденовая стали. Необходимо отметить, что во всех применяемых марках сталей содержание углерода было повышено и находилось в пределах 0,3-0,45%. К тому же, как и при производстве брони для других танков, во всех марках прослеживалась тенденция к замене дефицитных легирующих элементов никеля и молибдена другими элементами: хромом, марганцем и кремнием.

Оценивая броневую защиту танка "Маус", в целом можно сделать вывод, что конструктивное исполнение корпуса не предусматривало максимального использования преимущества больших конструктивных углов, а применение вертикально расположенных бортовых листов резко снижало их противоснарядную стойкость и делало танк в определенных условиях уязвимым при обстреле снарядами отечественной 100-мм пушки. Большие размеры корпуса и башни, их значительная масса, отрицательно сказывались на подвижности танка.

Опытные образцы танка "Маус" имели два варианта силовой установки. Один из вариантов представлял собой 12-цилиндровый V-образный опытный форкамерный танковый дизель водяного охлаждения фирмы "Даймлер-Бенц". Это был модернизированный вариант двигателя MB507, мощностью 720 л.с. (530 кВт), разработанного в 1942 году для установки на опытный образец танка Pz.Kpfw.V Ausf.D "Пантера". В серийное производство двигатели приняты не были.

В 1944 году для установки в опытный сверхтяжелый танк "Маус" этот двигатель был модернизирован. Путем наддува мощность двигателя была повышена до 1100-1200 л.с. (812-884 кВт). Танк с такой силовой установкой был обнаружен в мае 1945 года советскими войсками на территории Штаммлагеря Кумерсдорфского полигона. Танк был сильно разрушен, двигатель разобран, а оставшаяся часть деталей была разбросана вокруг танка. Поэтому удалось собрать только часть его основных узлов: головку блока, рубашку блока с цилиндрами, картер и некоторые другие детали. Никакой технической документации по этой модификации опытного танкового дизеля обнаружено не было.

Второй образец танка "Маус" был оснащен авиационным карбюраторным двигателем DB603 А2, приспособленным для работы в танке. С этой целью в авиационном двигателе DB603 А2 были произведены некоторые изменения. Топливные баки (основные) устанавливались в моторном отделении по бортам, а так же занимали часть объема отделения управления. Общая емкость топливных баков составляла 1560 л. Кроме того, на кормовой части корпуса мог устанавливаться дополнительный топливный бак, который подключался к системе питания топливом. При необходимости он мог быть сброшен с танка без выхода экипажа из машины.

Очистка воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, осуществлялась в комбинированном воздухоочистителе, располагавшемся в непосредственной близости от входного патрубка нагнетателя. Воздухоочиститель обеспечивал предварительную сухую, инерционную очистку и имел пылесборный бункер. Тонкая очистка воздуха происходила в масляной ванне и в фильтрующих элементах воздухоочистителя. Система охлаждения двигателя - жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией, была выполнена отдельно от системы охлаждения выпускных коллекторов. Емкость системы охлаждения двигателя составляла 110 л. В качестве охлаждающей жидкости использовалась смесь этиленгликоля с водой в равных пропорциях. В систему охлаждения двигателя входило два радиатора, два пароотделителя, водяной насос, компенсационный бачок с паровым клапаном, трубопроводы и четыре вентилятора с приводом.

Циркуляция масла в системе смазки двигателя обеспечивалась работой десяти насосов: основного нагнетающего, трех насосов повышенного давления и шести откачивающих насосов различной производительности. Часть масла шла на смазку трущихся поверхностей деталей, а часть - на питание гидравлической муфты и сервоустройства управления двигателем. Большинство трущихся деталей получали смазку периодически под пониженным давлением при помощи золотниковых распределителей. Для охлаждения масла применялся проволочно-щелевой радиатор с механической очисткой поверхности. Масляный фильтр был установлен в нагнетающей магистрали за насосом. В систему зажигания двигателя входило магнето фирмы "Bosh" и по две запальные свечи на каждый цилиндр. Опережение зажигания - механическое, в зависимости от нагрузки. Механизм опережения имел приспособление, управляемое с места механика-водителя и позволявшее производить периодическую очистку свечей при работающем двигателе.

Управление двигателем механик-водитель осуществлял при помощи педали, рычагом и кнопкой. Компоновка силовой установки танка являлась дальнейшим развитием компоновки, использованной на самоходной установке "Элефант". Хороший доступ к агрегатам двигателя обеспечивался размещением их на крышке картера. Применение перевернутого положения двигателя создавало более выгодные условия для охлаждения головок блоков цилиндров и исключало возможность образования в них воздушных и паровых пробок. Однако наряду с положительными моментами такое положение двигателя имело и недостатки.

Одной из наиболее характерных особенностей сверхтяжелого танка "Маус" была электромеханическая трансмиссия, позволившая значительно облегчить управление движением танка и повысить долговечность работы поршневого двигателя благодаря отсутствию жесткой кинематической связи с ведущими колесами. Электромеханическая трансмиссия танка состояла из узла главных генераторов в блоке с вспомогательным генератором и вентилятором, двух тяговых электродвигателей, генератора возбуждения, аппаратуры управления и аккумуляторной батареи. Два главных генератора, питавших током тяговые электродвигатели, размещались в специальном генераторном отделении сзади поршневого двигателя. Они устанавливались на едином основании и благодаря непосредственному жесткому соединению валов якорей образовывали генераторный блок. В блоке с главными генераторами находился третий вспомогательный генератор, якорь которого был смонтирован на одном валу с задним генератором. Обмотка независимого возбуждения, в которой сила тока могла быть изменена механиком-водителем в пределах от 0 до максимальной величины, позволяла изменять величину напряжения, снимаемого с генератора, в пределах от 0 до номинального и, следовательно, регулировать скорость вращения тягового двигателя и скорость движения танка.

Вспомогательный генератор постоянного тока при работающем поршневом двигателе питал обмотки независимого возбуждения обоих главных генераторов и обоих тяговых электродвигателей, а также заряжал аккумуляторную батарею. В момент пуска поршневого двигателя он использовался как обычный электрический стартер. В этом случае питание его электрической энергией производилось от аккумуляторной батареи. Обмотка независимого возбуждения вспомогательного генератора питалась от специального генератора-возбудителя, приводимого во вращение поршневым двигателем.

Регулирование скорости вращения тяговых электродвигателей обоих гусениц осуществлялось по схеме Леонардо, что давало следующие преимущества:

• широкое и плавное регулирование скорости вращения электродвигателя производилось без потерь в пусковых реостатах;
• легкость управления пуском и торможением обеспечивалась реверсированием электродвигателя.

Подобная схема электропривода наиболее полно удовлетворяла требованиям, предъявляемым к электромеханическим трансмиссиям танков того времени. Для электротрансмиссии танка были характерны следующие режимы работы:

• пуск двигателя,
• движение по прямой вперед и назад,
• повороты,
• торможение и
• особые случаи использования электротрансмиссии.

Пуск первичного двигателя осуществлялся электрическим способом с использованием вспомогательного генератора как стартера. После пуска двигателя при помощи переключателя вспомогательный генератор переводился на генераторный режим. Движение по прямой вперед производилось следующим образом: рукоятки обоих контроллеров одновременно перемещались от нейтрального положения вперед, увеличивая тем самым напряжение на зажимах. Тяговые электродвигатели обеих гусениц получали напряжение и начинали вращаться. Танк плавно трогался с места. Повышение скорости танка достигалось увеличением напряжения главных генераторов, для чего рукоятки обоих контроллеров передвигались дальше от нейтрального положения вперед. В этом положении тяговые электродвигатели развивали мощность, пропорциональную своим оборотам. Когда напряжение главных генераторов достигало максимальной величины, из их обмоток независимого возбуждения выводили все сопротивления.

При наличии плохой дороги или подъема в гору, т.е. с увеличением нагрузки на электродвигатели включение сопротивления в цепи возбуждения электродвигателей могло вызвать их перегрузку. При недопустимой перегрузке срабатывало реле защиты с одновременной подачей светового сигнала механику-водителю. Поворот танка при его движении осуществлялся с большим радиусом, для чего выключали тот тяговый двигатель, в сторону которого собирались совершить поворот. Для уменьшения радиуса поворота необходимо было электродвигатель отстающей гусеницы подтормаживать, т.е. отбирать от него электроэнергию, которую он производил, перейдя в генераторный режим. Для этого, уменьшая ток возбуждения того главного генератора, который питал данный электродвигатель, переводили его в режим электродвигателя.

Тяговый электродвигатель, работая в генераторном режиме, питал генератор, который работал в режиме электродвигателя. Крутящий момент этого электродвигателя был противоположным по направлению, и к гусенице прикладывалось нормальное усилие. Вместе с этим генератор, работая в режиме электродвигателя,облегчал работу поршневого двигателя, и поворот танка мог производиться при неполном отборе мощности от поршневого двигателя. Для поворота танка вокруг своей оси обоим тяговым электродвигателям подавалась команда на противоположное вращение. В этом случае рукоятки одного контроллера находились от нейтрали в положении "вперед", другого - в положении "назад". Чем дальше от нейтрали стояли рукоятки контроллеров, тем круче был поворот.

Электрическое торможение танка производилось за счет отдачи электроэнергии, вырабатываемой тяговыми электродвигателями, работающими в этом случае как генераторы, главным генераторам, которые при этом, становясь электромоторами, вращали коленчатый вал двигателя. Для перевода тяговых электродвигателей на тормозной режим достаточно было уменьшить напряжение главных генераторов, сделав его меньше напряжения, вырабатываемого электродвигателями, и сбросить газ педалью подачи топлива поршневого двигателя. Однако эта тормозная мощность, развиваемая электродвигателями, была относительно невелика, и для более эффективного торможения необходимо было пользоваться обычными механическими тормозами.

Схема электромеханической трансмиссии танка "Маус" позволяла использовать электроэнергию генераторов танка не только для питания своих электродвигателей, но так же в случае необходимости и электродвигателей другого танка (например, при подводном вождении). Передача электроэнергии от генераторов одного танка к тяговым электродвигателям другого производилась с помощью кабеля. Управление движением танка, принимавшего энергию, производилось из танка, подававшего ее, и ограничивалось изменением, скорости движения. Значительная мощность поршневого двигателя затрудняла выполнение схемы аналогично примененной на САУ "Элефант", т.е. с автоматическим использованием мощности поршневого двигателя во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий. И хотя данная схема была не автоматической, при определенной квалификации механика-водителя танк можно было вести с достаточно полным использованием мощности поршневого двигателя.

Применение промежуточного редуктора между валом электродвигателя и бортовым редуктором облегчило работу электрооборудования, и позволил уменьшить его массу и габариты. Следует отметить удачную конструкцию электрических машин трансмиссии и особенно систему их вентиляции. Электромеханическая трансмиссия танка, помимо электрической части, имела на каждый борт и по два механических агрегата -  промежуточный редуктор с бортовым тормозом и бортовой редуктор. В силовую цепь они были включены последовательно за тяговыми электродвигателями. Кроме того, в картере двигателя был смонтирован одноступенчатый редуктор с передаточным отношением 1,05, введенный из соображений компоновки.

Для расширения диапазона передаточных отношений, реализуемых в электротрансмиссии, промежуточный редуктор, устанавливавшийся между электродвигателем и бортовым редуктором, был выполнен в виде гитары, состоявшей из цилиндрических шестерен и имевшей две передачи. Управление переключением передач было гидравлическим. Бортовые редукторы размещались внутри корпусов ведущих колес. Основные элементы трансмиссии были конструктивно отработаны и тщательно доведены. Особенно заметно стремление конструкторов повысить надежность работы агрегатов, облегчив условия работы основных деталей, также им удалось достигнуть значительной компактности агрегатов.

Все узлы ходовой части танка размещались между основными бортовыми листами корпуса и фальшбортами. Фальшборты являлись броневой защитой ходовой части и второй опорой для крепления узлов и агрегатов гусеничного движителя и подвески. Каждая гусеница танка состояла из 56 цельных и 56 составных траков, чередующихся между собой. Цельный трак представлял собой фасонную отливку с гладкой внутренней беговой дорожкой, на которой имелся направляющий гребень. С каждой стороны трака было отлито по семь симметрично расположенных проушин. Составной трак состоял из трех литых частей, причем две крайние части были взаимозаменяемые. Применение составных траков, чередующихся с цельными траками, помимо уменьшения массы гусеницы обеспечивало меньший износ трущихся поверхностей за счет увеличения числа шарниров.

Соединение траков осуществлялось пальцами, которые удерживались от осевого смещения пружинными кольцами, входящих в выточки, располагавшихся на обоих концах пальца. Отлитые из марганцовистой стали траки, были подвергнуты термической обработке - закалке и отпуску. Палец трака изготавливался из катаной среднеуглеродистой стали с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты. Масса цельного и составного трака с пальцем составляла 127,7 кг, общая масса гусениц танка - 14302 кг. Зацепление с ведущими колесами - цевочное. При перематывании гусеницы зуб ведущего колеса входил в цевочное окно, выполненное в теле основного трака. Ведущие колеса танка монтировались между двумя ступенями планетарного бортового редуктора. Корпус ведущего колеса состоял из двух половин, соединенных между собой четырьмя болтами. Разъемная конструкция корпуса значительно облегчала монтаж ведущего колеса. Съемные зубчатые венцы крепились к фланцам корпуса ведущего колеса болтами. Каждый венец имел по 17 зубьев. Уплотнение корпуса ведущего колеса осуществлялось двумя лабиринтными войлочными сальниками.

Корпус направляющего колеса представлял собой полую фасонную отливку, выполненную за одно целое с двумя ободами. На концах оси направляющего колеса были срезаны плоскости и выполнены сквозные радиальные сверления с полукруглой нарезкой, в которую вворачивались винты механизма натяжения. При вращении винтов, плоскости оси перемещались в направляющих бортового листа корпуса и фальшборта, благодаря чему происходило натяжение гусеницы. Подрессоривание корпуса танка осуществлялось при помощи 24 тележек одинаковой конструкции, размещенных в два ряда по его бортам. Тележки обоих рядов попарно крепились к одному, общему для них, литому кронштейну, который крепился с одной стороны к бортовому листу корпуса, а с другой - к фальшборту. Двухрядное расположение тележек было обусловлено стремлением конструкторов увеличить число опорных катков и тем самым уменьшить нагрузку на них. Упругими элементами каждой тележки являлись одна коническая буферная пружина прямоугольного сечения и резиновая подушка.

Принципиальная схема и конструкция отдельных узлов были частично заимствованы у САУ "Элефант". Проектируя танк "Маус", конструкторы были вынуждены отказаться от торсионной подвески, применявшейся на всех других типах тяжелых немецких танков. Документы немецкого "Исследовательского института подвески и амортизации гусеничных машин" свидетельствуют о том, что сборочные заводы Германии при монтаже танков испытывали значительные затруднения с торсионными подвесками, так как применение этого типа подвески требовало большого числа отверстий в корпусе танка. Эти затруднения особенно усугубились после того, как специальный завод по обработке корпусов танков был выведен из строя бомбардировочной авиацией союзников. В связи с этим указанный институт проводил, начиная с 1943 года, проектирование и испытания других типов подвесок, в частности подвесок с буферными пружинами и листовыми рессорами. Несмотря на то, что при испытаниях подвески танка "Маус" были получены более низкие результаты, чем у торсионных подвесок других тяжелых танков, все же в качестве упругих элементов были применены буферные пружины.

Каждая тележка имела два опорных катка, соединенных между собой нижним балансиром. Конструкция всех опорных катков была одинакова. Крепление опорного катка на ступице с помощью шпонки и гайки, помимо простоты конструкции, обеспечивало легкость монтажно-демонтажных работ. Внутренняя амортизация опорного катка обеспечивалась двумя резиновыми кольцами размером 436x36x30-мм, зажатыми между литым ободом Т-образного сечения и двумя стальными дисками. Масса каждого опорного катка составляла 110 кг. При наезде на препятствие обод катка перемещался вверх, вызывая деформацию резиновых колец и гася тем самым колебания, идущие на корпус. Резина при данной конструкции опорного катка работала на сдвиг. Применение внутренней амортизации опорных катков для 180-тонной тихоходной машины явилось рациональным решением, так как наружные шины в условиях больших удельных давлений не обеспечивали их надежной работы. Применение катков малого диаметра позволило немецким конструкторам установить большое число тележек, однако это повлекло за собой перенапряжение резиновых колец опорных катков.

Значительная масса танка создавала определенные трудности при преодолении водных преград. Трезво оценивая низкую вероятность сохранности мостов, способных выдержать массу танка, и тем более их сохранность в условиях войны, немецкие специалисты сразу заложили в конструкцию танка возможность его подводного вождения. Конструктивные решения, выполненные при разработке танка "Маус", обеспечивали ему преодоление по дну водных преград глубиной до 8 м с продолжительностью пребывания под водой до 45 мин. С целью обеспечения надежной герметичности танка при движении на глубине до 10 м все отверстия, заслонки, стыки, лючки имели прокладки особой конструкции, способные выдержать давление воды до 1 кгс/см². Герметичность стыка между качающейся маской спаренных пушек и башней осуществлялась за счет дополнительной затяжки семи болтов крепления бронировки и резиновой прокладкой, устанавливавшейся по периметру ее внутренней стороны. При отворачивании болтов, бронировка маски за счет двух цилиндрических пружин, надетых на стволы пушек между люльками и маской, возвращалась в исходное положение.

Герметичность стыка корпуса и башни танка осуществлялась за счет оригинальной конструкции опоры башни. Вместо традиционной шариковой опоры использовалось две системы тележек. Три вертикальные тележки обеспечивали опору башни на горизонтальную беговую дорожку, а шесть горизонтальных - центровку башни в горизонтальной плоскости. При преодолении водной преграды башня танка при помощи червячных приводов, поднимавших вертикальные тележки, опускалась на погон и за счет своей большой массы плотно прижимала установленную по периметру погона резиновую прокладку, чем и достигалась достаточная герметичность стыка. Металлическая воздухопитающая труба, предназначавшаяся для обеспечения работы экипажа и силовой установки под водой, устанавливалась на люк механика-водителя и дополнительно крепилась стальными растяжками. Составная конструкция воздухопитающей трубы позволяла преодолевать водные преграды различной глубины. Отработанные выхлопные газы через установленные на выхлопных трубах обратные клапаны выбрасывались в воду. Для преодоления глубокого брода была предусмотрена возможность передачи по кабелю электрической энергии танку, движущемуся под водой, от танка, находящегося на берегу, силовая установка которого работала в более благоприятных условиях.

По мнению советских танкостроителей, несмотря на ряд принципиальных недостатков, основным из которых была недостаточная огневая мощь при больших габаритах и массе, танк "Маус" представлял интерес, как первый практический опыт создания сверхтяжелого танка. В его конструкции были применены интересные технические решения, которые при оценке танка советскими экспертами рекомендовались к использованию в практике отечественного танкостроения.

Источники:

• Максим Коломиец. Последние танки Гитлера. Панцерваффе 1945;
• М. Барятинский. ''Маус'' и другие. Сверхтяжелые танки Второй Мировой;
• Павлов Михаил и Павлов Иван. Сверхтяжелый танк "МАУС";
• Walter J. Spielberger: Spezial-Panzer-Fahrzeuge des deutschen Heeres;
• Michael Sawodny, Kai Bracher: Panzerkampfwagen Maus und andere deutsche Panzerprojekte;
• Lothar Boschen, Jürgen Barth: Das große Buch der Porsche-Sondertypen und -Konstruktionen von 1931 bis heute;
• Robert Dale Arndt Jr. Strange Vehicles of Pre-War Germany & the Third Reich (1928-1945);
• Ferdinand M. von Senger und Etterlin, Franz Kosar, Walter J. Spielberger: Die deutschen Panzer 1926-1945;
• Spielberger Walter J, Milsom John. Elefant and Maus (+E-100).

< Назад