国内外装甲挂胶履带板发展现状探析

■ 张东起

国内外装甲挂胶履带板发展现状探析

■ 张东起

在研制履带使它现代化的过程中,提高履带板的功能特性应该与它的高可靠性、长的使用寿命和减小它们的相对尺寸-质量指标结合起来。本文介绍了国内及国外履带板挂胶的经典结构,提出履带板挂胶结构发展前景,通过对各国履带板挂胶技术进行总结分析,归纳提炼出适应我军应用的履带板挂胶技术。

履带板是履带的主要组件,由于它的重量分布在大的支承面上,所以履带板的功用是保证车辆在松软地面上的通过性,降低行驶阻力和对地面有着良好的附着力。同时,通过履带板和地面的相互作用,实现履带推进装置的牵引力。

1.履带板分类概述

履带板是履带的主要组件,由于它的重量分布在大的支承面上,所以履带板的功用是保证车辆在松软地面上的通过性,降低行驶阻力和对地面有着良好的附着力。同时,通过履带板和地面的相互作用,实现履带推进装置的牵引力。

按制造时所用材料及功能,履带板通常分为全金属、着地面挂胶、滚道面挂胶、着地面及滚道面均挂胶。

板体挂胶履带具有以下特点:

（1）着地面挂胶的履带板,可避免破坏公路路面,且可减小履带与地面接触时的撞击噪音；

（2）滚道挂胶的履带板,能减缓冲击,降低对负重轮外胶圈的压力,减小它的变形和发热,但同时使负重轮在挂胶履带上的滚动阻力增大（25～50）%；

（3）滚道和底面都挂胶的履带板:兼具滚道和底面挂胶的优缺点。

2.世界主要国家装甲装备履带板挂胶情况

挂胶履带其实早在1937年的时候就已经投入使用了,当时美国的M1战斗车率先采用了挂胶履带,后来美国的坦克也多使用这种挂胶履带,其目的就是为了保护路面,同时起到减震、降低噪音的作用。此外,挂胶履带还被应用于训练中。但是这种履带的好处在当时并非轻易就能被各国所接受的,以至于在1945年二战结束后,获胜的英美盟军与苏联红军,在德国 柏林的勃兰登堡广场上,举行了一次盛大的阅兵仪式,当时的M4、T-34等盟军的主力坦克也纷纷亮相在此次阅兵仪式上。这次阅兵式可以说是非常成功的,但是当阅兵仪式结束后,却发生了一件尴尬的事情:柏林勃兰登堡广场的路面,因为无法承受众多坦克的重量,而变得面目全非——由于坦克本身的重量,加上其坚固的履带,使得广场上的大部分路面都被压碎了,有的地方甚至被坦克车压塌了整整三十多厘米。于是,一道难题摆在了世界各国的军事 科学家面前,那就是该如何解决坦克车履带对路面的伤害。于是乎,各国开始关注橡胶履带板。

早期的履带板由大而平的金属板和简单的履带销铰接在一起,第二次世界大战以来,履带的结构出现了众多形式:按结构形式履带可分为单销式和多销式；按铰接结构可分为金属铰接和橡胶铰接；按板体结构可分为金属的和挂胶的,挂胶履带板又可分为着地面挂胶履带、滚道面挂胶履带及两个面都挂胶的履带。表1列出了履带分类及其装备的代表性战车。

2.1德国

德国迪尔公司履带技术雄踞世界最高水平,其多种型号履带广泛应用于德国及其北约盟国装甲车辆。

针对着地胶块快速更换和有效装夹是影响部队维护时间和成本的两个主要因素,迪尔公司专门开发了着地胶块快速更换系统Quick-Fit,并将其应用到迪尔公司的履带产品系列。Quick-Fit代表了世界坦克履带着地胶块可维护性的最高水平,具体见图1。

表1 履带分类及其装备的代表性战车

图1 迪尔履带板

2.2美国

在履带研制方面,美国的经验非常丰富。与欧洲国家不同的是,美国选择了双板双销、滚道面和着地面挂胶履带。距1984年发布的技术文 献《T-156 Track with Removed Pad》称,最初的T-156履带滚道面胶和着地面胶是一次性硫化到履带基体上,不仅重量大,而且胶体损坏的履带只能送回到FMC公司重新进行硫化处理,整个修复过程时间长、费用高,返厂修复囤积的过多履带还导致了严重的费用浪费,为此美国研制了可更换式胶块,不仅降低了使用费用,还提高了20%以上的寿命。美国M1A1履带着地胶块更换前后见图2。

图2 美国M1A1履带着地胶块更换前后

2.3俄罗斯

俄罗斯是传统的坦克强国,曾经研制了众多影响世界坦克历史进程的产品,如T-62、T-72、T-80、T-90等。俄罗斯采用螺栓固定着地胶块,并采取巧妙结构将螺栓固定部位避开负重轮滚道,拆下着地胶块后,履带直接可作为金属履带使用,具体见图3。

2.4英国

ASTRUM防务系统公司是英国坦

图3俄罗斯挂胶履带着地面

克装甲车辆履带的唯一供应商,也是世界上最大的民用履带供应商,客户有卡特彼勒、小松、日立等公司。履带板结构仍然是着地面挂胶,但受专利授权限制,ASTRUM无法采用迪尔公司的Quick-Fit着地胶块的安装方式,只能使用1500MPa级高强度自紧螺栓双面固定着地胶块,这种方式对负重轮胶和滚道面胶的性能提出了很高的要求。

图3 俄罗斯挂胶履带着地面

3.我国装甲装备履带板挂胶现状

挂胶履带中对于履带本身的要求非常高,橡胶太薄,起不到缓冲的作用,橡胶太厚,又会影响坦克车的行进,如何把小小的橡胶和钢铁履带紧密的“撮合”在一起,让科研人员们伤透了脑子。

给坦克车穿上“胶鞋”,究竟难在什么地方呢？,任何一种挂胶履带,首先要符合一个特点,那就是“全疆域”上。举个简单的例子,坦克车要在布满鹅卵石的戈壁上行驶,那么那些密密麻麻遍布戈壁的鹅卵石就是对挂胶履带的一种“考验”,因此履带上的橡胶一定要有足够的抗穿刺性,以免对履带造成损伤；再比如说在寒冷的东北三省,行进中的坦克将面对零下十几度的低温,如果橡胶不耐低温,就会造成变形导致脱落；在潮湿的南方,挂胶履带还要有强大的抓地力,以便于在泥泞的山路上行驶。除此之外,挂胶履带还要求橡胶具有“低生热”的特点,橡胶的寿命往往取决于其自身产生的温度,比如说开车,夏天的路面由于温度高,有时候就会发生爆胎,所以挂胶履带还要低生热,别的橡胶在路面上可以高速行驶十分钟,我们的橡胶就要能行驶二十分钟,三十分钟。每当团队通过实验制作出合格的挂胶履带后,还要负责样品的试用情况。每当此时,研究人员就会带着复杂的测试仪器前往全国各地,测试挂胶履带的使用性能。

冬天的时候,他们要带着样品前往寒冷的东北三省,跟随装有挂胶履带的坦克车进行训练,只要车一停,研究人员会用最快的速度冲下车,使用仪器对履带上的橡胶进行检测,由于机器操控起来比较复杂,因此他们只能不戴手套在零下十几度甚至几十度的低温下进行检测；夏天的时候,他们会前往戈壁滩,跟着战车一跑就是好几天,有时候车体温度达到六七十度,研究人员也必须顶着酷暑下车检测。

综合考虑履带板挂胶的优缺点、路面条件发展和路面使用要求,A型履带板采用着地面可更换胶块。采用双销履带的B型履带装甲输送车履带板为铸造履带板,结构复杂,可设计着地胶块的更换拆卸结构。见图4

因铸造板体塑性比锻造板体差,重量大,无法满足车辆轻量化设计的苛刻要求。锻造履带具有高性能和轻量化的优点,自C型履带步兵战车起,履带采用锻造板体,滚道面挂胶,金属或挂胶着地面两种。D型履带装甲输送车挂胶履带见图5

受限于我国基础工业和材料发展,橡胶性能提升面临很大的困难,橡胶的寿命成为履带寿命的主要限制因素。某厂在多个外贸科研型号中采用锻造板体、滚道面挂胶、可拆卸着地胶块履带。经试验考核,使用过程中更换着地胶块,大大延长了履带的整体寿命。着地胶块可更换履带板结构见图6

图4 B型履带装甲输送车履带及着地胶块

图5 D型履带装甲输送车挂胶履带

3.1履带试验情况

挂胶履带的损坏未有标准性判据,在《5008工程可靠性、维修性、保障性、测试性大纲》中附录D（5008工程耐久性损坏判断准则）规定:

图6 着地胶块可更换履带板

D10履带板和履带

a.销耳橡胶套全部损坏（即相邻两条履带板销耳之间的间隙沿铰链全长均大于规定值）；

b.金属板基体有一条宽度大于1mm,长度大于20mm的横向暴露裂纹或一条以上的纵向贯穿裂纹；

c.金属履带板防滑筋上有3条以上横向暴露裂纹,且这些裂纹已延至履齿或销耳上,其长度大于20mm,宽度大于1mm（沿履带齿或销耳）；

d.金属履带板所有中部加强筋有宽度大于1mm的暴露裂纹或履带板边缘加强筋上有任何尺寸的裂纹；

e.履带销或端联器、诱导齿断裂；

f.胶块剥离或掉块面积大于胶块着地面积的四分之三；

g.胶块厚度减少大于规定值；

h.诱导齿严重变形,影响功能；

i.履带板驱动孔板筋断裂；

j.每条履带有5%的履带板寿命终结,则判定整条履带寿命终结。

D型履带式装甲式输送车研制总要求中“第2.2.3.2款采用销耳挂胶金属履带,备有挂胶履带。第2.2.3.3可靠性维修性中规定:金属履带使用寿命≥3000公里。”在定型试验报告中未对挂胶履带的寿命给出结论。

挂胶履带在车辆科研试验中未有明确的指标要求,在试验过程中对着地胶块磨损进行测量,具体见图7。

图7 着地胶块厚度测量

3.2部队使用情况

挂胶履带具有噪音小,对路面破坏轻等诸多优点,但因实际使用路面情况复杂,暴露出诸多问题,总结如下,2014年走访部队时,履带胶块损坏统计见表2。

行驶路面主要为碎石路,胶块被碎石割裂,成块剥落,而不是因磨损导致消耗。为适应部队多样的使用路况,充分应用挂胶履带的优点,急需总结经验技术,研制多路况,高寿命着地挂胶履带。

表2 某自行迫榴炮挂胶履带板磨损统计

4.结论

结合国内实际情况及国际技术发展,未来轻型履带装甲车辆履带采用锻造板体；滚道面挂胶,能减缓冲击,降低对负重轮外胶圈的压力,减小它的变形和发热；着地面采用可更换胶块,设计胶块的快速更换结构,提高履带的整体寿命,使挂胶履带可高寿命的应用于多种路况。

1.履带车辆的设计与计算,北京理工大学出版社,1997

张东起,总装驻某企业军事代表室总军事代表)