Транспорт на службе армии: всё об артиллерийских тягачах

Изучая историю военного дела, в первую очередь историю ВОВ, многие люди почти не уделяют внимания транспорту. То ли дело – танки, истребители, орудия, на худой конец. Однако без транспорта все эти вещи воевать не смогут. В частности, орудия должны быть как-то доставлены к полю боя. И если с грузовиками всё более-менее понятно – вот машина, вот грузоподъемность, то с тягачами постоянно возникает куча вопросов. Давайте разберемся с базовыми принципами.

Итак, начнем с тяги на крюке. Многим непонятно, что это такое и как соотносится с массой прицепа. Неоднократно мне встречалось мнение, что немецкий тягач для однотонных прицепов – это вот тягач с тягой на крюке в одну тонну. Ну типа чтобы тянуть прицеп в одну тонну, надо иметь тягу в одну тонну. Тонну же тянешь. В реальности там всё сильно иначе. Собственно, здоровый и крепкий человек может по ровной твердой дороге тянуть за собой автомобиль Жигули. Хотя тот весит тонну. Значит ли это, что человек создает тяговое усилие в тонну? Едва ли.


Всё дело в том, что для буксирования прицепа на колесах не требуется колоссальных усилий. Особенно если дорога ровная, твердая, а колеса прицепа обуты в пневматические шины с осью на смазываемых подшипниках. Потребная сила тяги для этого будет в разы меньше массы прицепа. Обычная лошадь, имея в среднем силу тяги (длительную) порядка 70 кг, вполне утянет за собой повозку в 500 кг весом. По ровной сухой и твердой дороге. Да и человек может долго везти за собой в тележке груз, который даже не поднимет.

Но если всё так просто, то зачем тогда тягачам такие неимоверные тяговые усилия? Вон у немецкого тягача для прицепов массой 1500 кг максимальная тяга на крюке – 2700 кгс (килограмм-сил). Он с такой тягой пушку просто в воздух поднять может. Зачем? С одной стороны, дело в том, чем хуже дорожные условия, тем больше требуется тяга – ведь сопротивление движению растет! А если прицеп застрял в грязи как-то уж совсем жестко, то иногда необходимая сила тяги для приведения его в движение будет даже превышать его массу. Но не только в этом дело, и это даже не главное.


Мы же понимаем, как устроен тягач? У него есть двигатель, который развивает определенную силу тяги (крутящий момент), есть КПП, которая позволяет за счет подбора передаточных соотношений выдавать либо больше скорость, либо больше тягу. Ну и шасси, которое позволяет эту тягу реализовать. Разберемся сперва с самой тягой и ролью КПП в этом. Возьмем тягач Demag Sd.Kfz 10 для полуторатонных прицепов, ну просто для примера.

2.7 тонн-силы — это максимальное тяговое усилие этого тягача. Он его, что характерно, развивает на пониженной передаче (возможно не на первой, но не будем вдаваться в нюансы, а то объяснение займет неделю). Но сама по себе физика использования пониженных передач подразумевает, что в них разменивается скорость на тягу при равной мощности – мощность же мы берем от двигателя. Мы понижаем передачу, количество оборотов уменьшается, а тяга растет. Поэтому с самой высокой тягой этот тягач скорее всего не разовьет более 5 км/ч. Максимальная скорость на первой передаче у него 5,5 км/ч, однако обороты максимальной тяги обычно ниже, чем обороты максимальной мощности. Условно предположим, что он будет ехать 5 км/ч, просто так считать будет удобнее.

Зачем это нужно? Например, это нужно чтобы вытянуть орудие из грязи, куда оно может втянуться в плохих дорожных условиях, например, в распутицу, особенно при езде в горку. Сам полугус обладает высокой проходимостью за счет длинной гусеницы и конструкции ходовой части. А вот прицеп (например, пушка) - он на колесах, довольно узких, и может прилично засесть. Хотя я, честно говоря, сомневаюсь, что это 2.7 тс можно будет реализовать в таких суровых условиях, скорее всего тягач начнет буксовать, слишком уж адская грязь. Но для удобства будем отталкиваться от этой цифры.

Но ведь скоростной тягач нужен не только чтобы ездить 5 км/ч по адской грязи. Надо еще и от танков не отставать в куче условий, когда грязь не такая прям бездонная, но всё ещё не трасса Формулы 1. Поэтому водитель тягача будет разгоняться и переключать передачи. С каждой следующей повышенной передачей тяга будет уменьшаться, а скорость – расти. Дальше мы будем очень условно рассчитывать, потому что под рукой у меня нет точных передаточных соотношений. Но едва ли нам нужен прям точный расчет.

Чтобы ехать вдвое быстрее - 10 км/ч, водителю нужно переключиться на третью ступень (потому что на второй ступени максималка у него 9 км/ч). Это уронит передаточное соотношение примерно в два раза (на самом деле чуть больше, но это не так важно). Что произойдет? При тех же оборотах мотора скорость вырастет, а вот тяга уменьшится. Двигатель-то те же параметры выдает, просто мы подбираем передаточными соотношениями то, будет у нас больше скорости или больше тяги.


Итого, условно, едем мы 10 км/ч, а тяга у нас 1,35 тс. Пора переключаться на пятую ступень (а всего их семь у этого тягача), потому что ехать-то нам надо не 10 км/ч, а минимум 20, а лучше 25 (маршевая скорость колонны полугусеничной техники в Вермахте). К чему это приведет? Еще раза в два упадет тяга - будет теперь 675 кгс (0,675 тс). Это очень условный расчет, потому что я не знаю точно на каких оборотах какая тяга и какая скорость.

Это всё равно очень приличная тяга даже для полуторатонной пушки. Зачем она такая нужна? Чтобы с этой скоростью (25 км/ч) ехать не только по трэку для Формулы 1, но и по неровной грунтовке, в том числе с грязью, и так далее. Чем дорожная ситуация хуже, тем обычно больше требуется сила тяги для того же прицепа. А ведь дорога еще и в горку может идти! А еще чтобы тягач с этим прицепом мог ехать и на шестой передаче, уже не 25 км/ч, а 30, 35, 40 км/ч – конструкция лафета для механизированной буксировки у некоторых пушек тех времен такие скорости допускает. Максимальная скорость на шестой передаче у Демага 48 км/ч, а всего передач 7, максималка 65 км/ч, так что 40 км/ч он с пушкой должен осилить. Причем всё ещё по не очень ровной грунтовой так себе дороге.

Нет, не по адсчайшим ухабам, не надо себе сразу представлять утрированную кроссовую трассу. По совсем плохой дороге он 40 не поедет, пушку можно попортить. Но по обычной грунтовке – почему нет. Зачем такие скорости? Это тягач для противотанковых орудий. Их иногда нужно перекидывать БЫСТРО, танки противника ждать не будут. В истории ВОВ имелись случаи, когда ПТ подразделения маршем обгоняли прорвавшиеся танки параллельным маршрутом, чтобы успеть развернуться к бою на их пути. Не обязательно прям именно 40 км/ч, но даже 30 – 35 км/ч – это не то, что легко разовьет любой тягач с пушкой на прицепе. Нужен именно скоростной!


Вот и выходит (очень условно и приближенно), что лошадка свои 500 кг прицепа тянет со скоростью 5 км/ч, имея 70 кг тягового усилия. И этого хватает на нормальную сухую довольно ровную дорогу, пусть и не гоночный трэк. А скоростной тягач, который имеет тяговое усилие в 2,7 тонны, может тянуть полуторатонную пушку со скоростью 25 км/ч по довольно неприятной дороге, а то и быстрее.

А если мы возьмем лошадку и поставим ее тянуть прицеп, который едет ПО РЕЛЬСАМ, то там она со своими 70 кг тягового усилия потянет еще более тяжелую нагрузку. Потому что тянуть она ее будет по ОЧЕНЬ РОВНОЙ и ТВЕРДОЙ дороге. В этом, кстати, суть железнодорожного транспорта, во многом. Но наша статья не об этом.

Теперь перейдем к мощности и моменту. Это тоже важная тема, потому что крайне распространено мнение, что-де мощность не важна, а важен момент. И-де тянет момент, а мощность – это для гонок. Так вот, это мнение полностью ошибочно по нескольким причинам. Одна из них – физика. Остальные – тоже. Так вот, всё дело в том, что, если мы ведем речь о тягачах или любых иных транспортных средствах с бензиновыми, газовыми, там, или дизельными – какими угодно двигателями внутреннего сгорания, в которых энергия отбирается с вращающегося вала, мы в этих двигателях не можем полностью отделить момент от мощности. Они не существуют раздельно.

Почему так? Потому что крутящий момент в таком двигателе возможен только при вращающемся вале. Если вал не вращается, момента не будет, двигатель стоит. А если вал вращается и есть крутящий момент, значит есть и мощность. Мощность включает в себя момент: это произведение крутящего момента на обороты. Поэтому на каких бы оборотах ни был крутящий момент, он неразрывно связан с мощностью.


Вторая же особенность – это наличие на машинах коробки передач и возможность передвигаться со скоростью больше минимальной. Так вот, условно говоря, если у нас передача единственная – самая низкая, ниже которой никакой нет, там самый большой момент действительно будет на оборотах максимального момента. На оборотах максимальной мощности мотор будет тянуть хуже. Но всё меняется, когда приходят они: скорости и передачи. Как только мы движемся со скоростями, отличными от минимальных, и у нас есть ряд передач в КПП, то мы начинаем их переключать вверх. Сила тяги уменьшается, скорость увеличивается. И причем здесь мощность?

А при том, что мощность, условно, в 100 лс, может быть достигнута как высокими оборотами при низком моменте, так и высоким моментом при низких оборотах. Так вот, если мы раскрутим двигатель до оборотов максимальной мощности, но передачу врубим пониженную (например, третью, вместо четвертой), то мы тем самым разменяем скорость вращения на … крутящий момент. И крутящий момент, поступающий на колесо, получит мультипликатор – тяга увеличится кратно разнице в передаточном соотношении между четвертой и третьей ступенью. Таким образом мы разменяем обороты на момент. В самом двигателе все будет как и было – обороты высокие, момент – так себе, мощность максимальная. Но вот на колесо это пойдет уже в виде прибавки именно в крутящем моменте.

Таким образом, если мы перестанем исключать обороты из нашего уравнения, мы поймем, что мощность можно превращать в тягу, и показатель максимальной мощности скажет нам, насколько реально эффективен будет двигатель. Если есть возможность переключать передачи. Конечно, кто-нибудь тут начнет утрировать эту тему до бесконечности, но мы же говорим не о крайних случаях, а о моторах для тягачей. На них не будут ставить мотор от гоночного мотоцикла в 250 кубов, в котором те же 100 лс, но они где-то в районе 20 000 оборотов (в 1969-м году был мотоцикл Хонда с 250 кубовым шестицилиндровым мотором мощностью че-то типа 69 лс при порядка 18 000 оборотов в минуту).


Но это не единственный фактор. Буквально недавно я столкнулся с упоминанием способности легковушки ГАЗ-67 тянуть за собой чуть ли не орудие весом в тонну с лишним. Казалось бы, а почему современная малолитражка с мощностью мотора в 100 лс будет тянуть орудие хуже, чем огромный тягач времен ВОВ с такой же мощностью мотора? Кто-то скажет, мол, это «другая мощность», и моторы раньше были более тяговитые? Ну понижайку включи (да, есть маленькие машины с понижающим рядом в КПП и даже с дизелем), с помощью подбора передаточных соотношений можно запросто переводить мощность в тягу, тут физические принципы для всех одни, как мы уже рассмотрели. А все равно плохо поедет. Почему?

Потому что очень большую роль играет вес и конструкция тягача. Взять тот же Демаг – ну что, как обычно, немцы дураки, раз у них тягач для пушки в 1500 кг весит в несколько раз больше, чем эта пушка. У него снаряженная масса за три тонны уходит, а с нагрузкой вообще порядка пяти тонн выходит. Ну, в него ж садится расчет орудия, как минимум, а еще технически можно и боеприпасы загрузить, ЗИП, вот это вот всё. И этот вес идет не во вред, а на пользу!

Всё дело в том, что чтобы создать тягу на крюке, мало иметь мощный двигатель и хороший подбор передач. Надо еще эту тягу как-то реализовать – передать на поверхность. Например, для увеличения тяги в колесных тракторах прикрепляют балласт – просто дополнительный вес. Много ли утянет буксующий колесный грузовик? Поэтому для тягача важен вес и конструкция ходовой части. Вес в данном случае позволяет создать достаточную прижимную силу для колес или гусеницы тягача, чтобы он не буксовал. Ведь надо чтобы он ехал, а не рвал дорогу. Конструкция же ходовой части немецкого полугусеничного тягача позволяет реализовать большой сцепной вес за счет малой площади давления фрикционных накладок на твердое покрытие. Едет-то он не на плоской гусенице, а на деталях довольно сложной формы, в которых непосредственно контакт с твердым покрытием обеспечивают специальные резиновые подушки. Довольно небольшие относительно размеров гусеницы в целом. Это позволяет не буксовать на твердом покрытии (да, там важно повысить давление на поверхность).


Если же покрытие у нас нетвердое – грязь, то подушки начнут в ней утопать, позволяя гусенице погрузиться дальше, постепенно увеличивая площадь опоры. А выступы с подушками теперь станут грунтозацепами, создавая большое количество точек приложения усилий к грунту малой несущей способности. Таким образом мощная тяга всё ещё может быть передана на грунт за счет большого количества точек приложения усилий.

При этом вес тягача играет и еще одну, довольно простую, роль. Чем тяжелее сам тягач (опять же, в разумных пределах), тем меньшую роль в уменьшении его подвижности будет играть прицеп. Он просто будет составлять невеликую долю от массы автопоезда (тягача с прицепом, в смысле). Для пятитонного тягача полуторатонный прицеп – это довольно легкая повозка. Тягач для трехтонных прицепов весил полной массой порядка семи тонн. Тягач-восьмитонник весил уже 11,5 тонн. Он, кстати, тоже был довольно скоростной, раз летом 1939-го вышло постановление, что не надо на них гонять быстрее 40 км/ч. Массивный и тяговитый тягач меньше потеряет подвижность от небольшого относительно его массы прицепа.

Ну и последнее, что я хотел бы рассмотреть, это дополнительные конструктивные особенности тягача. Что в том числе делает тягач тягачом, кроме тяги. Так вот, тягач конструктивно сделан так, чтобы тянуть тяжелые грузы ЗА собой. На прицепе. Поэтому у него может быть не очень-то большая допустимая нагрузка сверху, но вот ЗА собой он тянет очень прилично. Очень грубо говоря, если мы будем ориентироваться только на тягу, то что мешает нам прицепить к тягачу полуторатоннику трехтонный прицеп? С тягой в 2,7 тонны он его утянет. Даже на пятой передаче (из семи) скорее всего еще будет вполне тянуть. Беда будет в том, что конструкция тягача не рассчитана на такие нагрузки. В частности, такая деталь: изначально тягач этот был для однотонных прицепов. Но затем модель была усилена, а именно – несущую «ванну» (тягач имел не рамную конструкцию) стали делать из стали толщиной не 2 мм, а 4 мм. Такие тягачи уже штатно могли тянуть пушки весом в 1425 кг (Pak-40) и даже в 1800 кг (150-мм sIG 33). Разумеется, это изменение было не единственным, но, скажем так, основополагающим. Так вот, без усиления конструкции тягач просто быстро выйдет из строя, если начать им тягать вдвое более тяжелые прицепы.


Из дополнительных изменений – тягач адаптировали к использованию пневматических тормозов прицепов. Дело в том, что чем тяжелее прицеп, тем более важно для него иметь свои собственные тормоза. А для тормозов должен быть привод, который на пушке сам по себе ниоткуда не возьмется. Поэтому для таких орудий должен быть привод от систем тягача. Но на тягачах, которые возят легкие прицепы – не имеющие своих тормозов – по понятным причинам может не быть оборудования для подключения тормозной системы прицепа. Вот на полуторатонном тягаче Демаг и стали устанавливать пневматическую систему для подключения тормозов орудия Pak-40, например. Это особенно важно, когда несешься 40 км/ч с полуторатонной пушкой на прицепе (или 35 км/ч – данные по допустимой скорости буксировки 75-мм ПТО разнятся).

Тем не менее, многие путают способность в принципе потянуть за собой пушку и способность быть для нее полноценным скоростным тягачом. Высказываются даже идеи, что ЗиС-5 может быть нормальным тягачом для дивизионной гаубицы. (Да что ЗиС-5, некоторые считают, что и полуторка справится). Причем М-30, которая еще и больше немецкой весит. Идея, конечно, интересная, но давайте сравним. Трехтонный полугусеничный тягач весит семь тонн (загруженный), имеет мотор мощностью 100 лс и длинную гусеницу. То есть он и тягу создает большую (мощность переводится в тягу посредством КПП), и возможности ее передать на грунт у него больше, чем у обычного моноприводного грузовика.


Если б речь шла о движении по ровному асфальту или сухому грейдеру, там, даже просто хорошей сухой грунтовке, то тут спору нет – ЗиС-5 справится, пока не будет слишком крутых подъемов. Но стоит просто пойти дождю… Как только дороги начинает «развозить», обычные моноприводные грузовики вполне «встают» даже без тяжелых прицепов. А с прицепами и подавно. А уж если боевая группа танкового соединения устремляется в объезд по третьестепенным дорогам или вообще по местности, то тут – ну какие грузовики в качестве тягачей… Как резервный вариант, на крайний случай, если ничего другого нет, для движения по дорогам в сухое время – да, в принципе можно. Лучше, чем ничего. Но как штатный вариант, под соусом «да мне этот ваш крутой тягач не нужон», - нет. С полноприводным мощным грузовиком 6х6, конечно, будет лучше.

Все эти детали обычно не рассматриваются, считается, что всё само по себе ездит, главное, сколько брони пробивает. Но в реальности есть куча нюансов, которые и определяют, будет ли транспортное средство тягачом, и насколько хорошим. Поэтому фраза, что некая легкая колесная машина может буксировать прицеп массой почти что с себя может значить совсем не то же самое, что подразумевает под собой буксировка полугусеничным тягачом. Дорожные условия бывают разные, далеко не со всеми справится легкая колесная техника. По ровному сухому шоссе легковушка может и справится. Немецкие тягачи были сложными в производстве, в обслуживании (особенно по гусенице с этими подушками и индивидуальной смазкой сочленений), дорогими, на худой конец. Но они при этом были сконструированы так, чтобы обеспечивать высокие способности к буксировке, как по скорости, так и по проходимости. Ну а мы с вами на их примере рассмотрели, в чем же отличие тягача от просто машины с прицепом.