多功能陆军全地形车M561
多功能陆军全地形车M561
在现代战争中，军队的机动能力和战场地形利用能力是决定胜利的关键因素之一。美国陆军多功能全地形车M561正是在这种背景下诞生的创新之作。本文将为您详细介绍这款独特车辆的设计理念、技术特点及其历史发展。
设计理念与背景
现代战争的胜利，不仅取决于军队和手段上的优势，还取决于军队的机动能力和战场利用地形的能力。现代作战的机动性是技术进步和军队配备特殊装备的结果，这使得主力部队的行动能够迅速地从一个方向转移到另一个方向。
M. G. 拉泽布尼科夫，1958 年
认为可以基于公路型车辆创建出一种可在完全越野条件下运行的有效车辆设计的想法是错误的。全地形车必须从头开始制造，放弃许多普遍接受的设计。美国设计师非常了解这一点。
1960年，美国底特律兵工厂项目决定开发一种新型军用客货运车，该车具有很强的越野能力，旨在扩大军用车辆的范围。美国军队。美国 Ling-Temco-Vought 公司的工程师参与了该机器的设计。有趣的是，该公司从未生产过汽车，而是从事航空航天技术的开发。尽管如此，该公司的才华横溢的工程师们还是设计并制造了一款出色的三轴全地形车 Gama-Goat，该车采用全轮驱动，旨在在恶劣的越野条件下运输人员和货物。
在此基础上，为了满足军事客户（美国陆军）的要求，设计了一个原型，其编号为XM561。该车长 5620 毫米，宽 2135 毫米，高 2700 毫米（去掉遮阳篷后高 1585 毫米），重 2650 公斤，可搭载 10 名全副武装的士兵或满载重量可达1350公斤。为了尽量减轻自身重量，该全地形车最大限度地利用了铝合金，并采用了承重车身。同时，工程师们还设法使支撑系统足够坚固，使得 XM561 即使在携带 1140 公斤的有效载荷进行跳伞后仍能保持其功能。
380毫米的离地间隙以及胎面宽度为300毫米、外径（高度）约1010毫米的大型低压轮胎的使用，赋予了该车出色的越野能力。此外，设计师能够实现车辆重量与车轮支撑面面积之间的这种比率，此时地面上的比压（根据我的计算）仅为 0,6 千克/平方英寸。看到了。这甚至比许多履带式车辆的特定压力值还要小，比一些轮式车辆的特定压力值还要小十倍（！！！）。作为比较：GAZ-63卡车（前/后）轮胎的特定地面压力为5,14/6,28； ZIL-151 – 6,24/5,22 千克/平方米但该设计的主要亮点是全地形车由两部分组成。
第一辆是 4x4 牵引拖车，发动机安装在驾驶室后面。第二种是拖车，其车轴上连接着动力驱动器（所谓的“主动拖车”）。当在良好路面上以较小的负载行驶时，可以将前桥和后桥的动力传动脱开，而汽车则依靠中桥车轮的牵引力行驶。
拖车通过原创设计的铰链连接到拖拉机，允许绕纵轴在每个方向上的相对旋转角度最大为 30 度（扭转），绕横轴在每个方向上的相对旋转角度最大为 40 度（弯曲）。除此之外，车辆的中间轴（拖拉机的后轴）还可以相对于底盘的纵轴从中间位置向各个方向旋转 15 度。该技术方案一下子带来了几个优点：
a) 即使在最困难的条件下，全地形车的所有 6 个车轮都能不断跟踪地形变化，在不平坦的路面上行驶，无论地形如何都能保持与地面的接触，从而能够发挥最大的在粘附于支撑表面的条件下可能产生的牵引力；
b) 确保了良好的平稳行驶，从而提高了越野时的最大速度并减少了驾驶员和机组人员的疲劳；
c)越过山脊障碍物时作用于车体的扭转应力明显减小；
d) 提高了门槛越野能力，全地形车可以越过高达0,66米的门槛障碍物（栏杆）。
但是，这种巧妙的铰链不允许拖拉机在水平面上改变其相对于拖车的位置，因为这会导致中间万向轴（从拖拉机向拖车车轮提供扭矩）发生故障。一方面，这甚至是好的，因为它消除了拖车在刹车和倒车时在湿滑路面上“折叠”的可能性。但它确实降低了车辆的机动性，因为汽车无法像铰接式车辆那样正常转弯。
工程师解决这个问题的方法是将转向作用于前轴和后轴，使最小转弯半径为 8,9 米。后轮转向角为前轮转向角的 50%。
同时，这种解决方案提高了越野能力，因为外轴上有可转向轮，确保了汽车在陡峭的爬坡时能稳定行驶，而在传统汽车中，由于重量重新分配到不可转向轮上，后轴可能会失去控制力。并且为了提高车辆在高速公路高速转弯时的横向稳定性，后轮方向盘被锁定在直行位置，只有前轮转动。
必要时，后部可快速拆卸，从而得到一辆长度为4毫米、轴距为4毫米的小型双座3135x2010车辆，该车辆具有出色的越野性能参数，可用作侦察、巡逻、通讯车或拖拉机等各种用途。
XM561 动力传动系统配备了一个带有 1,8 倍增器的分动箱，设计师放弃了全地形车强制锁定轮间差速器的做法，在所有车轴上都使用了限滑差速器（自锁），他们正确地决定采用所选的设计类型，车轮挂住的可能性不大。如果是这种情况，那么完全锁定差速器就没有什么特别的意义了。桥梁被分开，动力通过带有等速万向节的车轴供给车轮。
XM561 悬架为独立双叉臂悬架。前、后桥车轮的弹性元件为弹簧，中桥车轮悬挂在单片横向弹簧上。
请注意第一轴和第三轴下臂的巨大尺寸。
独立悬架相对于非独立悬架在对车辆越野能力的影响上具有以下优势：
在不提高车辆重心的情况下获得更软的悬架和更大的车轮行程的可能性；
非悬挂质量较低，因此发生高频共振的可能性较低；
车轮对不平坦路面的适应性更好；
消除转向轮自振和不自主旋转的能力；
获得没有突出部分的光滑底部的可能性。
独立悬架的缺点是其复杂性较大，并且存在大量需要频繁更换的橡胶金属连接。
在独立悬架车辆中，将旋转传输至车轮的轴位于外侧，而不是像实心轴中的车轴那样位于内侧，这增加了损坏的风险并缩短了其使用寿命。还应记住，独立悬架必须比非独立悬架具有更高的离地间隙，因为车身振动和有效载荷的增加会显著降低独立悬架的离地间隙。
因此，大多数量产的、设计用于长期在越野条件下使用的增强型越野军用车辆以及所有具有正常越野能力的卡车都采用实心车轴。但是在专用的全地形车中，例如XM561，独立悬架的存在是完全合理的。
拖车的内部空间也经过了深思熟虑。车轮拱门之间的车身自由宽度为 1320 毫米，可以放置两个标准集装箱，其长度为 2350 毫米，是根据陆军救护车的要求而选择的。
为了能够自行救援，车辆配备了固定绞盘。
该车的技术规格中没有包含“最大涉水深度”部分，这并非没有道理。事实是，XM561 不是涉水，而是游泳！
车辆露出水面部分的高度至少有23厘米，并且车辆的驱动力来自于车轮，因此车辆的漂浮速度较低，仅为3,2公里/小时。但如有必要，也可以通过在船尾安装一对螺旋桨（形式为普通的、易于拆卸的船用马达），显著提高水上移动速度。
设计师非常正确地判断，XM561 是一种陆地车辆，而不是两栖车辆；它的任务不是从船上降落或在宽阔的水域中游动，因此不需要在水上高速行驶。如果是这样的话，那么就没有必要用额外的固定螺旋桨（及其驱动装置）来使机器的设计复杂化，这些螺旋桨在大部分运行时间内都不会使用，只会增加重量（从而减少升力）容量)，使设计复杂化并增加成本。
XM561 配备三缸二冲程柴油发动机，功率为 103 马力。在 297 rpm 转速下产生 1500 Nm 的扭矩。还计划安装一台功率为 310 马力的多燃料莱康明 AVM 103 发动机。
在坚硬的道路上，该车的行驶速度最高可达 93 公里/小时。
1963 年，这款出色的全地形车与其他实验和生产车辆一起接受了长期的军事测试。事实证明，它是八辆汽车中唯一一辆成功完成整个测试计划的汽车。
结果，实验性的 XM561 被美国陆军接受服役，因为它满足了此类车辆的所有要求。
开发
但当在测试中表现出色的 M561 投入生产并服役时，美国士兵在操作这些车辆时遇到了与 1941 年的德军士兵相同的问题，他们已经受够了在东线战斗期间，标准全地形乘用车所遭受的痛苦。
事实上，在战斗条件下，可靠性和可维护性至关重要，而这由设计的简单性保证。技术上过于复杂的 M561 经常出现故障，而且机组人员通常不可能在现场进行修理。这抵消了使用承重船体、独立悬架和铰接式设计所实现的越野能力方面的所有优势。由于车辆在越野条件下的运行效率是通过一组操作特性来评估的，因此，稍微提高一种操作特性（越野能力），同时降低其他几种操作特性（故障安全性和易于维修），是通常是没有道理的。
该汽车的设计师将众多故障归咎于第三方零部件制造商，因为他们认为这些制造商无法确保所供应部件的质量。
目前无法确定谁应该为此负责，只知道这些车辆一直在美国陆军服役，直到1983年才被新推出的通用军用车辆“M998”（缩写为“MXNUMX”）取代。悍马多用途战车。
发现
众所周知，要大幅提高复杂结构的可靠性，就需要使用高耐用性的材料，而这会大幅增加车辆的成本。这也解释了为什么尽管技术取得了进步，但大多数现代量产的公路车和越野车仍然采用许多 20 世纪初的设计方案。
然而，早在上世纪 60 年代中期，设计师们就分析了当时世界汽车工业积累的经验，得出结论：只要汽车是按照传统的设计制造的，它们的交叉国家能力没有超越一定的限度。只有抛弃传统的设计方案，才能大幅提高轮式车辆的越野能力。
还应考虑到，最佳设计方案不可能具有普遍性，也就是说，适用于某些特定操作条件的最有利解决方案在其他条件下可能会被证明是错误的。
接受操作边界条件有时也会导致不经济的、因而是错误的决策。人们认为最经济可行的解决方案是制造专为特定的、相对较窄的操作条件范围而设计的专用车辆。
而且有时候，在大众运输的情况下，不开发生产新的专用车辆，而是修建一条公路，用普通公路车辆运输货物，在经济上更有利。
这些显而易见的结论至今仍然具有现实意义。
参考文献
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