浅谈坦克悬挂，连接着负重轮和车体，直接影响着坦克的行进速度

坦克悬挂其实就是连接车体和负重轮所有零部件的总称，所有车辆（包括坦克）在行驶过程中，车轮（或负重轮）会因为路面的崎岖不平而承受着强烈的冲击，在车轮和车体刚性连接的车辆上这些冲击则会完全作用于车体，导致内部成员的舒适性极差，时间一长容易引发疲劳降低工作效率，再者巨大的冲击也会伴随着巨大的载荷，对车体的部件仪表等造成损伤，增加维修负担，对于在平整公里上行驶的汽车来说悬挂系统对速度的影响还没有那么大，但是对于常年行驶在野外崎岖路面上的坦克来说，悬挂直接限制着坦克的最大行进速度，如果没有一个好的悬挂，发动机功率再大，传动效率再高，坦克的速度照样提不上去。

坦克悬挂装置的组成

▲M48主战坦克的悬挂系统，1、2、6负重轮平衡轴臂上安装有双向液压减振器，每个负重轮安装有限位器，第6个负重轮和主动轮之间安装有调节履带松紧的调节环

一般来说一辆坦克的悬挂部分通常由弹性元件、减振器、限位器、平衡肘和其它连接部件组成。弹性元件能起到冲击能量的储存和释放，也可以看作是整个悬挂系统的核心元件，弹性元件能够变形吸收冲击动能，这个能量反过来又能变成车体振动的动能，这样一来就能避免平衡轴和车体的刚性冲击，但是弹性元件的形变程度不能太大，不然会造成弹性元件的损伤，于是人们就加了一个限位器，限位器能够限制弹性元件的形变程度从而限制负重轮的行程和车体的摆动幅度，此外为了避免限位器和平衡轴直接刚性冲击，限位器也装有弹性元件来吸收部分的冲击能量。常用的弹性元件有扭杆，弹簧，油气等，下文我在细讲如今最比较常见的扭杆悬挂和油气悬挂。

▲上图为德国豹二坦克的液压限位器、平衡轴和扭杆弹性元件，看不到减振器是因为豹二坦克采用的是同轴摩擦式减振器，该结构在平衡轴轴承里面，这种减振器比较简单，但是对材料要求较高，不适合使用在高速坦克上

值得一提的是扭杆只是能量的一个储存释放装置，能量转化是个可逆过程，所以坦克都安装有减振器，减振器能将一部分冲击动能以热能的形式散发（能量转化是个不可逆过程），从而吸收动能衰减坦克的振动幅度和频率，一般来说减振器大都安装在坦克前后两侧的负重轮处（可参考下图三号坦克的减振器），这是因为坦克前后的俯仰振动最为显著，能极大地影响坦克的射击精度和通过性，而这种振动在前后几个负重轮处最为激烈，此外减振器还能有效地缓解弹性元件的压力，增加弹性元件的寿命。一般来说减振器可分为液压减振器和摩擦减振器：以筒式液压式减振器为例，油液会在缸筒活塞内孔中来回流动，利用节流压降产生阻力来吸收冲击力达到缓冲的作用；摩擦式减振器就是利用外部摩擦来产生阻力吸收冲击力达到缓冲的作用，这就非常的考验材料的耐磨性，导致其性能很不稳定，不过随着材料技术的发展，这种摩擦减振器到近些年以流行开来，德国的豹二和美国的M1均采用摩擦减振器。

▲三号坦克的悬挂，可以看到前后两个大大的筒式减振器，下图是虎式坦克的限位器，该限位器和三号坦克的差不多，只不过该限位器相较于豹二比较简单，缓冲元件是橡胶

最后就是平衡轴，该结构能够连接负重轮和弹性元件或减振器，在整个悬挂过程中起到导向的作用，决定着负重轮的位移轨迹。此外平衡轴的强度极大而且不会发生弹性形变，因为在专业术语中有个“悬挂击穿”，就是指平衡轴和限位器刚性撞击在一起，这时候平衡轴收到的压力极大，而且平衡轴的质量也应该控制在一定范围内，除此之外就是用于各个零部件连接的连接杆了。坦克的悬挂装置发展至今已经逐渐趋于统一了，主要有扭杆悬挂和液气悬挂两种，其基本要求主要有四点：

1. 通过性高且行驶平稳
2. 可靠性和寿命都比较高
3. 结构简便易于日常维护修理
4. 重量轻且不占用坦克较大的内部空间

扭杆悬挂

扭杆悬挂最大的特点就是利用扭杆的扭矩产生弹性形变，扭杆的一端连接在平衡轴上，另一端通过花键（就是多边形或细齿状的卡槽）连接在车体上，当负重轮向上摆动时带动平衡轴转动，从而使扭杆发生扭转将冲击能量转换为成体的振动。常见的扭杆悬挂配制主要有三种：

▲单扭杆式悬挂，这种悬挂每个平衡轴连接着单根扭杆，除了上图三号E坦克这种不同心的结构外（两个负重轮都有自己独立的扭杆），还有一种不常见的同心结构，就是每根扭杆两端直接连接着两个平衡轴（两个负重轮公用一根扭杆），这类悬挂占用的内部空间较少，坦克的振动幅度较小，使得其可操作性较高，缺点就是行程较小，容易载荷过大导致花键损坏

▲双扭杆式悬挂，该悬挂每次都有两根扭杆依次或同时扭转，依次扭转时能提高负重轮行程，同时扭转时能增加扭杆的刚性，上图是黑豹坦克的双扭杆悬挂，其中一根直接连接平衡轴，另一根从对侧返回连接在车体上，两根扭杆依次扭转就相当于将扭杆的长度延长了一倍，所以黑豹坦克的悬挂行程高达惊人的51厘米，但这种悬挂的缺点就是结构复杂，占用的车体内部空间较大，而且底盘距地面必须要高

▲最后不常见的一种就是束状式扭杆悬挂，这种悬挂的扭杆又细又多，一般在三根以上，这类悬挂的行程较大，而且由于蓄能能力强，所以长度没必要横贯整个车宽，著名的T-10重型坦克采用的就是这种悬挂，该悬挂和双扭杆悬挂一样，都存在结构复杂且可靠性差，占用空间多，底盘距地面不宜过低的缺点

此外还有一种复式扭杆悬挂，该悬挂的弹性元件由一根实心的扭杆和数根空心的管状扭杆组成，苏联战后的ASU-57空降坦克歼击车采用的就是这种悬挂，这种扭杆悬挂最大的特点就是他的非线性特征，说到这里就要提一下扭杆悬挂的线性特征，金属扭杆的载荷变化是线性的，悬挂刚性基本不变。举个具体的例子，在崎岖路面上行驶时由于坦克的刚性基本固定，受到的地面冲击较大，车体振动幅度较大，这时候悬挂的刚性应该足够大来吸收冲击力，如果刚性较小则会出现平衡轴直接撞击限位器的情况。按照上述的理论悬挂的刚性应该越大越好，但是在平坦路面上行驶时刚性太大的悬挂振动频率较高，这样一来乘员舒适性极差，就是俗话说的悬挂太硬，乘员容易疲劳，这时候悬挂的刚性就显得过大，于是矛盾就出现了，而具备非线性特征的油气悬挂就能解决这个问题。

油气悬挂

▲常见的筒式油气悬挂装置，此外还有一种叶片式油气悬挂装置，该装置采用的是同轴叶片液压机构，液压系统的液体输送十分的简单，缺点就是很难密封或者说密封结构复杂

油气悬挂最大的特点就是以油气弹簧作为弹性元件，这是一种非常理想的弹性元件，油气悬挂具备非线性特征，也就是说整个悬挂的刚度不是固定的，在平坦路面上行驶时随着负重轮摆动幅度较小，悬挂刚性也会变小，车体振动频率较低，舒适性极佳，在高速行驶的情况下特别的平稳，也就是俗话说的悬挂比较软。在崎岖路面上行驶时随着负重轮的摆动幅度变大，悬挂刚性也会变大，这时候车体的振幅较小，平衡轴和限位器不容易撞击，通过性极强，也就是俗话说的悬挂比较硬。此外油气悬挂能有效的降低车体的振动频率，增加振动幅度，行驶稳定性也会提高，这样一来对火炮稳定系统的性能要求就会降低，而且人员舒适性进一步提升，精密仪器也不容易损坏。此外油气悬挂通过闭锁可以将弹性悬挂变成刚性悬挂，可在此期间消除车体的振动，提高射击精度或者是在紧急制动时防止侧滑，最后一点就是油气悬挂装置能够省去独立的减振器。

▲世界上第一辆采用可调式油气悬挂装置的瑞典S型主战坦克，该坦克就是通过调节纵向的倾角来获得俯仰角

当然油气悬挂也分为可调式（比如S型主战坦克和日本的74式坦克）和不可调式（法国的勒克莱尔主战坦克），可调式的油气悬挂拥有极强的地形适应能力，能够调节底盘高度和姿态，使得坦克具备了战术上的优势。可调式油气悬挂能够改变坦克的三种姿态：

1. 底盘高度（车体向上和向下），车体升高可以提高负重轮行程，增加通过性，降低车体方便战车的装卸，同时还能降低坦克的重心，增加行驶稳定性
2. 纵向倾角（车体前后俯仰），可以提高坦克上坡和下坡时候的稳定性，还能给俯仰角一个补角
3. 侧向倾角（车体左右倾斜），可以提高坦克在斜面等复杂地形下的通过性

▲我国新型坦克在运输过程中就能通过调节车体高度来提升运输便利性

但是可调式油气悬挂缺点也是显然易见，首先就是成本的大幅提升和结构的愈加复杂，可靠性和寿命也会随之下降。而且由于油液有可能发生泄漏或者是容易受温度的影响，有调节装置时还能及时的补正（该过程同样复杂），没有调节装置时坦克的悬挂稳定性和可靠性就会大幅下降，此外油气悬挂一般布置在车体外侧，很容易被击中损毁，而且该悬挂对油压、环境温度也有着要求，特别矫情。但是油气悬挂在提升坦克技术性和使用性能方面还是比较明显的，随着科学技术的发展，说不定在未来的某天，油气悬挂终将取代扭杆悬挂。

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