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我为坦克穿“胶鞋”
————亲历中国研发挂胶履带
时间:2012-11-14   来源:   作者:马占通

履带式装甲车辆都穿一双“铁鞋”在地上跑,这双“铁鞋”就是车辆的两条金属履带。它们在两侧主动轮轮齿的拨动下,牵动车辆滚滚向前。当发动机的动力传到主动轮上时,主动轮按顺时针方向拨动履带,于是接地履带和地面之间生产了相互作用力。根据力的作用与反作用的原理,履带沿水平方向给地面一个作用力,而地面给履带一个反作用力,这个反作用力从而使坦克运动,被称为坦克的牵引力。发动机的动力不断地由主动轮传出来,主动轮就不断地拨动履带卷绕运动。于是坦克在推进过程中,一方面从诱导轮卷下去的履带被铺在地上,并压在前进滚动的负重轮下面;另一方面则把最后一个负重轮滚过的履带由主动轮卷上来,如此周而复始。
履带是坦克和地面直接接触的部件,由于它接地面积较大,降低了车辆的下陷量,而履带板上的特殊结构花纹,又使接地履带牢牢抓住地面,所以履带可以显著提高车辆在松软地面上的通过性。车辆的重量除以两条履带的着地面积之和,被称为履带的平均单位压力,它是衡量车辆通过性的重要指标。尤其在沼泽、泥泞等通行条件下,车辆有履带“帮忙”,实在是太重要了。履带的接地压力较低,利于车辆通过沙漠、沼泽、泥地等松软地面。
                                                   “铁鞋”和“胶鞋”
履带有金属履带和挂胶履带两类,相当于给车辆穿的“铁鞋”和“胶鞋”。金属履带的履带板接地面铸有花纹,以提高履带与地面之间的附着性能。金属履带的结构简单,但在行驶时会严重破坏路面,这就使坦克的行动受到了很大的限制。另外,金属履带在绕过主动轮、负重轮和诱导轮时,由于相互作用而产生振动和噪声。这种噪声如果太大,会使乘员降低工作效率,还会对车内通讯产生不利影响,在一定车速条件下会使乘员听觉遭到损伤。噪声在车外传播,也会使装甲车辆暴露目标。而在通过泥泞路等路况时,泥水进入铰链,还加速履带销孔、销的磨损,甚至于销孔被磨成椭圆状,而销被磨成锯齿状,由此造成履带变长,这时就要用履带调整器调整履带环的松紧度。金属履带环的寿命就取决于铰链的磨损程度,一般为6 000千米左右。而且,这种磨损要消耗功率,引起履带传动效率的降低。因此,金属履带具有损坏路面、效率低、噪音大等缺点。
挂胶履带是在履带板的负重轮滚道面或接地面挂有橡胶的履带。通常在履带板的销耳孔或履带销上装有橡胶衬套,以减小销耳孔和履带销的磨损和减低噪声。这种履带在与地面接触的部位挂上一层橡胶,对路面的破坏作用小,且噪声小。挂胶履带有整体式和可更换衬垫式两种。由于着地部位易于磨损和损坏,可更换衬垫式挂胶履带能提高履带板的使用寿命。采用这种挂胶履带的坦克在和平时期可在公路上行驶。
以我国的59式坦克为例,我国科研人员为其研制的“胶鞋”是当时赶超世界先进水平的项目。这双“胶鞋”是组合式履带板,由金属板体、履带销总成、端联器、中联器、着地胶块总成、固定装置等组成。在每块金属板体的前后有两个经过机械加工的销孔,过盈压入两根在其上粘结了许多橡胶环(糖葫芦状)的金属履带销。销的两端和中间用两个端联器和一个中联器把相邻两块履带板连接起来,这种连接方法被称为双销式连接,照此逐块连接组成履带环,两侧端联器与主动轮齿啮合。着地胶块总成插入金属板体上两侧的导槽,它可以保护路面,而且损坏了可以单独更换。这种双销可拆式挂胶履带板中技术难度最大的是销耳挂胶,它改变了履带铰链的工作介质,把履带板在主动轮、负重轮、诱导轮上的折转角度由原来金属对金属的摩擦,改变为通过销耳挂胶的橡胶环扭转变形来完成。这样便消除了噪音,提高了履带的传动效率,减少了调整履带环松紧度的工作量。
销耳挂胶的关键技术是橡胶环材料、橡胶环粘结在销上的粘结剂和压入销孔过盈配合量(橡胶的变形量)。我国研制成功销耳挂胶履带以后,履带式装甲车辆可以在水泥、沥青路面上行驶而不损坏路面。在国庆大阅兵时,我国的履带式装甲车辆穿着各自的“胶鞋”驶过长安街时,对路面没有丝毫的损坏。可见,这双“胶鞋”多么重要!
挂胶履带研发任务的提出
1978年5月30日,军委装甲兵以“关于解决坦克部队行动问题”的报告上报总参:根据部队反映,随着沥青和水泥路面的不断增加,部队走不出去的问题越来越突出,使坦克装甲车辆的调动、补充、送修和外出训练、射击、演习、拉练等行动十分困难,直接影响到部队的训练和战备的落实,这是装甲兵亟待解决的一个问题。
1979年7月23日,国家计委、总参、国务院国防工办批复装甲兵、五机部、化工部:“为克服金属履带破坏路面、噪音大、传动效率低的缺点,解决当前坦克部队战备、训练使用公路的矛盾,同意研制现装备的四种坦克装甲车辆的挂胶履带。其研制工作可分为两步进行,第一步解决底板挂胶,第二步解决销耳挂胶。请五机部同装甲兵、化工部进行‘三结合’论证,联合提出战技指标要求和研制方案报批”。当时五机部科研局坦克处领导决定该项目由笔者主管,组织实施。
1980年7月4日,五机部、装甲兵、化工部经“三结合”论证后,联合上报了挂胶履带的研制方案及战技指标。当时装备的5种车辆需研制挂胶履带:59式中型坦克、62式轻型坦克、63式水陆坦克、A531、B531装甲输送车。
为赶超世界先进水平和适应以后装备体制的变化,决定在59式坦克、B531装甲输送车上基本采用国外先进的挂胶履带方案。59式坦克着地胶块用插板式连接;B531装甲输送车着地胶块用螺栓固定连接。两车均为双销式销耳和底板可拆式挂胶履带。并决定成立研制小组,由坦克厂、车辆厂、部属非金属所及化工部上海橡胶制品研究所组成。坦克厂为总设计师单位,车辆厂为副总设计师单位。销耳和底板胶所用的粘结剂由非金属所研究提供。销耳和底板胶的配方由上海橡胶制品研究所研究提供。要求1980年底以前,各车试制一台,装车试验,考核结构、工艺及粘结剂性能。1981年各车再试制1~2台进行第二轮装车寿命考核。1982年在前两次试验的基础上各试制2~3台,用于定型试验。
62式轻型坦克、63式水陆坦克及A531装甲输送车采用整体底板挂胶不可拆式挂胶履带。其节距与金属履带相同,可与金属履带互换。1981年初要进行3 000~4 000千米冬季摸底试验。由于A531装甲输送车的金属履带与63式水陆坦克的金属履带可互换,因此,待63式水陆坦克挂胶履带定型后,A531装甲输送车移植即可。三种车的挂胶履带打算在1981年底设计定型。
挂胶履带的具体战技指标如附表所示。各车挂胶履带试验路面分配比例为:起伏地土路,25%;砂石公路,15%;柏油路,50%;其他路面,10%。另外,研制目标还包括以下几个方面:金属履带板挂胶后,其爬坡、越野及通过障碍的性能力争与原金属履带相当;考虑到63式水陆坦克水上性能的要求,要严格控制63式水陆坦克、A531装甲输送车履带板重量的增加;各车型挂胶履带在寿命终了前,车辆仍可在柏油路上行驶而不损坏路面,履带总成的损坏率不大于5%;各车型挂胶履带应具有冰雪冻土防滑装置,该装置应结构简单,使用可靠,更换、维修简便;挂胶金属履带使用的环境温度为-40~+50摄氏度;挂胶履带防老化时间暂定四年。
1980年8月15日,计委、总参、国防工办批复了上述请示报告。挂胶履带的研制工作正式展开。
                                                          “胶鞋”研制情况
1981年8月25~27日,五机部科研局在京召开了挂胶履带研制工作会议,做出以下决定:(1)5种车型统一组织设计定型试验。要求各挂胶履带于1982年4月15日以前发往定型试验单位。(2)抓好定型前的技术攻关工作。59式坦克抓紧进行2台车的寿命考核,解决胶块分层粘结质量的问题;62式轻型坦克解决金属板体裂纹的问题;确保63式水陆坦克挂胶履带一次设计定型;B531的外协件质量及进度应保证定型试车。(3)非金属所的粘结剂基本满足使用要求。上海橡胶制品研究所携带配方去生产厂利用其硫化模具和设备挂胶并试验。        
1983年3月16日,国防科工委召开研制情况汇报会。1982年6月,由装甲兵成立了挂胶履带定型试车队,对五种车辆8台车(59式坦克2台,62式轻型坦克2台,63式水陆坦克1台,A531装甲输送车1台,B531装甲车1台,采用B531底盘的122毫米自行榴弾炮1台)进行了定型试验(含寒区试验),试验状况良好,其中62式轻型坦克胶块行驶2 500千米无更换,金属履带板侧齿损坏6%;63式水陆坦克、A531装甲车行驶3 000千米胶块更换率没超过5%,在柏油、水泥路面上转向,对路面无损坏;59式坦克2台车试验两轮,第一轮行驶934千米胶块更换率10.06%;700千米更换率6.17%。第二轮行驶1 846千米更换率14.94%;1 822千米更换率7.14%。因此均超过5%。挂胶损坏的形式主要是撕裂、掉块。而B531、122榴弹炮仍在试验之中。会议决定,59式坦克挂胶履带要重做定型试验,指标不变。会上还提出,501履带式步兵战车也要装备挂胶履带。
1984年1月28日,经定型试验、补充定型试验考核及定型技术审查组的审查,59式中型坦克挂胶履带基本上达到了战术技术指标,装定委批准该挂胶履带板设计定型,命名为59式中型坦克挂胶履带板,亦可用于59-1和69改等坦克上。不过,该履带板尚存在销耳胶损坏较严重和着地胶块的损坏率略超过指标两大问题。于是,要求工厂按技术审查组的要求和提出的评定办法,采取有效办法切实解决。
鉴于销耳胶环损坏状况尚无准确可靠的检测方法,根据定型试验的实际情况,销耳胶环的损坏在2 500千米时一侧履带需去掉一块履带板才能调整到正常位置;4 000千米时需去掉两块履带板才能调整到正常位置。因此商定了评定减少销耳胶环损坏率的办法:(1)2 500千米之前只允许用履带调整器调整到正常位置;(2)2 500~4 000千米内,允许每侧拆卸一块履带板,用履带调整器调整到正常位置。
1984年5月19日,装定委批准63-1(B531)装甲输送车双销式销耳和底板可拆式挂胶履带设计定型。该挂胶履带板底胶块寿命按2 000千米损坏率不超过5%,可通用于70-1式122毫米自行榴弹炮。目前,该挂胶履带板已被我国二代装甲输送车及其变型车采用。
装定委还于1984年3月22日批准了63式水陆坦克挂胶履带板的设计定型,亦可通用于63式(A531)装甲输送车,命名为63式水陆坦克挂胶履带板。1985年12月26日,批准了62式轻型坦克挂胶履带设计定型,命名为62式轻型坦克挂胶履带板。
                                                            结语
我国履带式装甲车辆挂胶履带的研制成功解决了当时全军装甲兵部队亟待解决的训练、送修和战备走不出去的问题。这使我国履带式装甲车辆行业首次通过统筹安排、长远规划,规范了行业挂胶履带的系列化、规格化,为进一步发展奠定了基础。
当59式坦克、701装甲车、130毫米自行火箭炮、122自行榴弹炮和其他履带式装甲车辆穿着各自的“胶鞋”,在国庆35周年阅兵圣典上威武雄壮地驶过天安门时,为研制这些产品曾付出过辛勤劳动的部内外领导、科技人员、工人师傅都感到无比的兴奋和自豪!
 
 
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