?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
Опыт реконструкции VK 16.02
Стальной пердак
kedoki
Оригинал взят у kedoki в Опыт реконструкции VK 16.02
Наверное, многие из вас уже знают о том, что RUS_Rainbow_Dash делает модель разведчика боем VK 16.02, он же Leopard. Хотя танк бумажный, на фоне Tiger B с двигателем Sla.16, Panther II и прочих Королевских тигров со 105-мм пушкой образца 46 года (всё как Серб завещал!) его вполне можно ввести в игру.

[КДПВ]



Недавно RUS_Rainbow_Dash обратился ко мне из-за затруднений, связаных с трансмиссией VK 16.02. Ранее Fu_Manchu прислал фотографии некоторых оригинальных немецких документов, за что ему большое спасибо, но действительно ценной информации в них не оказалось. По сведениям из Panzer Tracts и книги Вальтера Шпильбергера Die Panzer-Kampfwagen I und II und ihre Abarten невозможно было сделать адекватную и точную модель VK 16.02.

Вот в чём заключается трудность. Есть точные проекции VK 16.02 от Хилари Дойла, по ним можно сверить внешний вид модели танка. Есть сведения по массе и бронированию разных вариантов, известны вооружение и тип двигателя (Maybach HL 157, 550 л.с. при 3600 об/мин). Однако по трансмиссии танка почти нет информации, а без этого невозможно точно смоделировать подвижность. Тем не менее я смог реконструировать таблицу максимальных скоростей на разных передачах. Ход рассуждений мне показался интересным и я решил его подробно описать.


По Panzer Tracts, Шпильбергеру и архивным сведениям нам известно следующее. На VK 16.02 применялась коробка передач Maybach OG 55 11 17 с восемью передачами переднего хода и двухпоточный механизм поворота с двумя радиусами на каждой передаче. Максимальная скорость составляла 60 км/ч. Как это ни удивительно звучит, по этим данным можно составить таблицу скоростей танка на разных передачах, и сделать это довольно точно, а не от балды.

С чем мы имеем дело?
Начнём с рассмотрения коробки передач, о которой мы знаем только название и число передач вперёд. Само название говорит о многом:

  • OG - это Olvar Getriebe, то есть коробка передач типа Olvar. Olvar - это сокращение от Öl Variorex. Само же название Variorex обозначает безвальные коробки передач фирмы Maybach, в которых передачи включаются полуавтоматическим устройством за счёт разницы давлений воздуха. Öl Variorex использует те же принципы, но передачи включаются гидравлической системой, а вместо разности давления воздуха используется разность давлений масла (Öl).

  • 55 - коробка передач рассчитана под двигатель мощностью 550 л.с. Собственно, такая мощность у HL 157 и была.

  • 11 - коробка передач рассчитана под крутящий момент 110 mkg.

  • 17 - диапазон скоростей, то есть максимальная скорость на последней передаче, делённая на максимальную скорость на первой передаче. Это же число можно получить если разделить передаточное число первой передачи на передаточное число последней передачи.

Для сравнения, коробка передач Тигра называется OG 40 12 16, то есть она рассчитана под двигатель мощностью 400 л.с., крутящий момент 120 mkg и диапазон скоростей 16. На первый взгляд это очень странно: какие-такие 400 л.с. на Тигре? Но не нужно забывать, что OG 40 12 16 делалась для VK 36.01 (H) с двигателем мощностью 450 л.с. и Тигру перешла в наследство. Обращаю внимание и на то, что здесь крутящий момент больше (120 mkg против 110 mkg) так как двигатель работает на меньших оборотах (3000 об/мин против 3600 об/мин).

Выходит, коробки передач VK 16.02 и Тигра похожи друг на друга. Это безвальные полуавтоматические коробки передач с 8 передачами переднего хода, с примерно одинаковыми диапазонами скоростей (16 и 17) и с одинаковым принципом полуавтоматического механизма. Работы над этими коробками передач велись примерно в одно и то же время одной и той же фирмой. Раз эти КПП безвальные, то 8 передач вперёд означают 4 пары шестерён + пару шестерён заднего хода. Мы точно знаем, что на Тигре так и есть, логично предположить это и для Леопарда. Похожи по описанию и механизмы поворота: многорадиусные, с гидравлически включаемыми сцеплениями.

В этих статьях я описывал суть:Имея такие описания сути устройства мы можем по аналогии восстановить таблицу скоростей для VK 16.02. Именно восстановить, а не придумать от балды.

Разбивка скоростей
В коробках передач передаточные числа взяты не от балды, а определённым образом, то есть с определённой разбивкой. Давайте для примера рассмотрим передачи в КПП Пантеры Zahnradfabrik AK 7-200:



Мы не будем смотреть на сию таблицу как баран на новые ворота, а возьмём в руки калькулятор и посчитаем. Максимальная скорость на первой передаче (здесь и далее слово "максимальная" я буду опускать) - 4,1 км/ч, на второй - 8,2 км/ч. Если мы разделим одно число на другое, то получим следующее: q1-2 = 8,2 / 4,1 = 2. Теперь возьмём вторую и третью скорости: q2-3 = 13,1 / 8,2 = 1,6. Проделаем это и с остальными скоростями, получив таблицу.

Вот пример такой таблицы с коэффициентами коробок Пантеры и некой САУ. Для Пантеры числа немного другие, поскольку вышеприведённая таблица скоростей не такая точная.


Обратите внимание: расстояние между первой и второй передачами очень большое, около двух. Расстояние между второй и третьей передачами меньше и далее оно всё уменьшается. Это называется рациональной разбивкой. Первая скорость нужна лишь иногда для особо трудных условий, где требуется значительная сила тяги, поэтому её как бы "отодвинули" от остальных скоростей. Графически это выглядит так:


Если первая передача нужна не так часто и её "отодвинули" от остальных, то некоторые передачи используются часто и их как бы "придвинули" друг к другу в самую используемую часть диапазона чтобы мехвод мог точнее подбирать скорость и силу тяги меньше насилуя двигатель. Многие КПП построены похожим образом, например, КПП Шермана, Pz.Kpfw.IV или Т-44.

Но есть и коробки передач с нерациональной разбивкой, именно такие КПП использовались на КВ-1С, Тигре и Pz.III Ausf.E-G. Вот как выглядит таблица скоростей "троек" с майбаховской коробкой передач, которую я уже подробно разбирал:



10 скоростей, диапазон 14,55. Обратите внимание: первая передача не отодвинута от остальных. Вообще все соседние передачи находятся на примерно одинаковых расстояниях друг от друга. q не увеличается и не уменьшается, а болтается в диапазоне 1,33-1,36.

Причина этого такова. В коробке передач, например, Т-44 каждая передача реализована своей парой шестерён. Мы можем изменить числа зубьев шестерён и скорректировать скорость на конкретной передаче, при этом не затронув другие передачи. Стало быть, мы можем и первую передачу отодвинуть, и остальные придвинуть, вообщем, сделать разбивку рациональной и практичной. В коробке передач Пантеры некоторые передачи реализованы не двумя шестернями, а тремя, но суть не меняется.

Коробки передач таких танков, как КВ-1С и Тигр, устроены таким образом, что мы не можем изменить одну скорость не тронув другие. Скажем, так выглядит четвёртая передача Тигра:


А вот вторая передача:

Предположим, нас не устраивает четвёртая передача. Но если мы её изменим, то изменится и вторая передача, так как пара шестерён z7 и z8 используется и в четвёртой, и во второй передачах. Хуже того, нам придётся затронуть первую и третью передачи, они тоже используют эту пару шестерён. Выходит, мы не можем отдельно корректировать скорости, если мы попытаемся это сделать, у нас чуть ли не половина коробки "поползёт".

Вот таблица скоростей Тигра (передаточные числа очень точны, скорости примерны):


Как и в случае с Pz.III Ausf.E-G, расстояния между соседними передачами примерно одинаковы, q в диапазоне 1,45-1,53. Это нерационально, так как первая передача не отодвинута от остальных, да и самые используемые передачи не сближены, но исправить это мы не можем: стоит тронуть одну скорость и поменяются остальные. Если мы попробуем отодвинуть первую передачу от второй, то у нас седьмая передача отодвинется от восьмой, а это нам вообще не нужно.

В результате в коробке передач с нерациональной разбивкой скорости выстраиваются в геометрическую прогрессию. Именно это и позволило мне составить таблицу скоростей VK 16.02.

К слову, с этим связано то, что у Pz.III Ausf.E-G и у Тигра неадекватные максимальные скорости (71 км/ч и 45 км/ч) с учётом мощности двигателя. Да, их следовало подкорректировать в сторону уменьшения, но из-за нерациональной разбивки это невозможно.

Разбивка OG 55 11 17
Раз коробка передач VK 16.02 похожа на коробку Тигра, то у неё тоже нерациональная разбивка. Мы знаем максимальную скорость на восьмой передаче - 60 км/ч. Раз диапазон скоростей 17, то максимальная скорость на первой передаче 60 / 17 = 3,5 км/ч. Теперь нам нужно между ними расположить ещё шесть скоростей примерно на одинаковых расстояниях.

У Тигра q в среднем равно 1,49. Раз у Леопарда диапазон больше, а скоростей то же число, то расстояние между ними должно быть больше. Сперва я наобум попробовал q = 1,6 и q = 1,55, но это слишком много, на восьмой передаче получалось ощутимо больше 60 км/ч. Я прямо так в лоб и пошёл: беру 3,5 км/ч, умножаю на 1,55, получаю скорость на второй передаче, затем её умножаю на 1,55 и получаю скорость на третьей передаче. В конце концов я дохожу до восьмой передачи и понимаю, что переборщил.

В третий раз я попал в цель: q = 1,5. Это мне позволило составить примерную таблицу скоростей, но в дело она не пошла. В реальных безвальных КПП q не одинакова, а всё-таки немного плавает туда-сюда. Я попробовал менять q по аналогии с коробкой Тигра где-то увеличивая, а где-то уменьшая. В конце концов я подобрал q в диапазоне 1,46-1,54, проверил скорости и всё сошлось.

Получилась вот такая таблица:


В КПП Тигра есть чёткая зависимость между скоростями, о которой я уже писал выше. Например, если умножить скорости на четвёртой и пятой передачах, а затем разделить на скорость седьмой передачи, то мы получим скорость на второй передаче. Аналогичные зависимости есть также для первой, третей и шестой передач.

Я использовал эти зависимости для того, чтобы убедиться в реальности такой КПП, в том, что её действительно можно было построить такой и что она действительно могла быть такой. Сами понимаете, нафантазировать-то можно что угодно.

Умножим скорости на пятой и восьмой передачах, а затем разделим на скорость седьмой передачи, должна получиться скорость на шестой передаче. Попробуем: 18 * 60 / 39,74 = 27,18, у нас же в таблице 27,22 км/ч. С учётом грубости моих прикидок почти идеально сошлось! Аналогично я проверил и другие передачи, на них сошлось ещё точнее.

Передаточные числа я не знаю и в отличие от скоростей не могу так точно прикинуть. Но для того, чтобы модель VK 16.02 в War Thunder двигалась как надо, нужно задать передаточные числа. Такими они были до моей реконструкции:

[спискота под спойлером]

engine{
    horsePowers:r=550.0
    maxRPM:r=3600.0
    minRPM:r=800.0
  }

mechanics{
    maxBrakeForce:r=104000.0
    driveGearRadius:r=0.406
    mainGearRatio:r=11.1605
    sideGearRatio:r=1
    neutralGearRatio:r=12.0

gearRatios{
      ratio:r=-5.0
      ratio:r=0.0
      ratio:r=9.21
      ratio:r=4.56
      ratio:r=2.87
      ratio:r=1.83
      ratio:r=1.27
      ratio:r=1.1
      ratio:r=0.95
      ratio:r=0.8
    }
  }

suspension{
    suspensionOffsets:p3=-0.13, -0.2, 0.15
    defaultGearRadius:r=0.48
    frontBackGearRadius:r=0.34
    defaultDampeningForce:p2=200000.0, 200000.0
    dampeningRelaxationRatio:r=0.4
    dampeningCompressionRatio:r=0.2
  }



Числа были взяты почти от балды, например, диапазон коробки передач составлял 9,21 / 0,8 = 11,52 вместо 17, то есть настроен танк вообще не так, как надо. Но для того, чтобы исправить модель, нужно задать новые передаточные числа, а их нет. Тогда я заметил следующее: у Тигра передаточное число на 7 передаче равно 1,025. Тогда я произвольно дал передаточное число 1 на седьмой передаче. На восьмой передаче передаточное число такое: 1 / 1,51 = 0,66. Стало быть, на первой передаче передаточное число равно 0,66 * 17 = 11,22. Ну а далее я умножил его на 1,51, получил передаточное число на второй скорости, затем умножил полученное число на 1,46 и так далее.

Всё, передаточные числа есть. Теперь нужно чтобы танк разогнался до 60 км/ч, не так ли? Раньше передаточное число на 8 передаче было 0,8, а передаточное число главной передачи (mainGearRatio) было 11,1605. Раз теперь на восьмой передаче стало 0,66, то mainGearRatio нужно поменять на 13,53. После этих правок танк наконец-то поехал как надо.

А что задний ход?
Как я уже показывал ранее, в безвальных КПП максимально возможное число передач заднего хода составляет половину от передач переднего хода. Например, у Тигра 8 передач вперёд и 4 назад.

Скорости заднего хода получаются почти так же, как первые четыре скорости переднего хода, но включаются две шестерни заднего хода. Поэтому коробка передач управляется двумя рычагами: первый выбирает одну из восьми передач, а второй направление хода (вперёд, нейтраль, назад). Один из участников Википедии написал в обсуждении по этому поводу:
"Later versions put control of all eight ratios on the steering wheel so that the floor-mounted lever just controlled forward, reverse and neutral. Which gave the driver eight speeds in both directions. Who says the Germans have no sense of humour?"

Если бы я знал хотя бы одну скорость зданего хода, я бы без труда восстановил все остальные скорости, но никаких данных по этому нет. Я заметил, что на немецких танковых безвальных КПП (VG 102 128 на Pz.Kpfw.II Ausf.E-D, VG 328 145 на Pz.Kpfw.III Ausf.E-G и OG 40 12 16 на Tiger H1) скорости заднего хода или точно такие же, как переднего (Pz.Kpfw.II Ausf.E-D), или они немного выше, как на Тигре и "тройках". У Тигра скорости заднего хода примерно в 1,31 раза быстрее, чем переднего. Для VK 16.02 я взял коэффициент 1,3. Да, это моя вольность, но лучше я ничего не придумал. Зато VK 16.02 задом разгоняется до 15 км/ч, что не может не радовать. Для того, чтобы получить передаточные числа скоростей заднего хода, нужно было всего лишь разделить соответствующие передаточные числа переднего хода на 1,3.

На этом я разобрался с коробкой передач. С механизмом поворота разбираться смысла нет. Во-первых, из-за недостатка данных, во-вторых, из-за кривой реализации в War Thunder всех механизмов поворота через одно место. Нет, не через такое, какое вы подумали, а через однорадиусные независимые механизмы поворота.

Ну а на этом всё. Ждём ввода очередной бумаги в игру, продаём лишние почки, донатим автору модели и, конечно же, мне.