1879 году русский механик Ф.Блинов получил привилегию № 2245, которая подтверждала его права на изобретение грузового вагона, оснащенного «бесконечными рельсами» для движения по любой грунтовой дороге. Спустя девять лет жители города Балакова стали свидетелями испытаний иной его новинки - самодвижущего экипажа, оборудованного двумя паровыми машинами и двумя же металлическими гусеницами. В 1896 году изобретение талантливого волгаря с успехом демонстрировалось на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде. Так началась история машин, которым не страшно бездорожье – ведь тракторы, танки и гусеничные транспортеры, образно говоря, возят дорогу на себе.
Заслуга Ф.Блинова состоит в том, что он первым сумел создать действующий образец машины высокой проходимости, обладающей двигателем достаточной мощности и гусеничным ходом. Над конструкцией же такого хода инженеры и самодеятельные изобретатели трудились уже давно.
Немногие знают, что наши соотечественники Д.Загряжский еще в 1837 году, а спустя два года В.Тертер предложили один из первых гусеничных движителей. Но наиболее перспективным оказалось созданное в 1876 году С.Маевским устройство, которое содержало практически все узлы – ведущее колесо, катки, подвеску, - словом, то, что позже применяли все конструкторы боевых и транспортных машин. Разумеется, их разработки были различны, нередко оригинальны.
Траки первых тракторов и танков представляли собой массивные гладкие металлические пластины с большой опорной поверхностью, благодаря которым тяжелые машины уверенно, не застревая, проходили по глубокому снегу, грязи и болотам. Однако вскоре выяснилось, что гусеницы с гладкими траками годятся лишь при езде на сравнительно небольших скоростях и только по… бездорожью. Стоило водителю вывести свою машину на хорошую дорогу и дать «газ», как машина становилась трудноуправляемой. Дело в том, что в движители возникали значительные центробежные силы, а сцепление с грунтом уменьшалось.
Поэтому с появлением в начале 20-х годов быстроходных танков конструкторам пришлось срочно взяться за разработку легких, мелкозвенчатых гусениц, состоявших из сравнительно небольших траков с развитыми грунтозацепами, которые обеспечивали надежное сцепление с почвой. Заодно инженеры попробовали использовать и рулевое устройство, подобное автомобильному, - обычно водители разворачивали свои машины, притормаживая одну гусеницу. В частности, американские специалисты изготовили так называемую «змеевую цепь». При повороте руля вправо или влево смещалась в стороны и передняя пара катков, через которые проходили гибкие гусеницы.
Надо сказать, что задолго до американцев, ещё в 1909 году, облегчённую гусеницу изобрел инженер А.Кегресс, работавший в Петербурге. Задумав повысить проходимость многоосных автомобилей, он предложил надевать на две пары задних колёс резиновые бесконечные ленты. Бестраковые «кегрессы» охотно применяли водители броневиков, грузовых автомашин, но для тяжелых танков и тракторов они оказались недостаточно прочными. Поэтому на смену им в 20 – 30-х годах пришли комбинированные резинометаллические гусеницы типа «оверолл», которые также натягивались на задние пары колёс армейских и коммерческих грузовиков и трехосных бронеавтомобилей. А специалисты германской фирмы «Хеншель» в 1934 году улучшили проходимость одного из своих грузовиков ещё и металлическими изогнутыми грунтозацепами, напоминавшими шпоры.
А что же прочие детали гусеничного движителя?
Напомним, что гусеничная лента обычно натягивается на катки, которые подразделяются на ведущие, направляющие, опорные и поддерживающие.
Ведущие катки, как видно из их названия, непосредственно связаны приводом с двигателем и заставляют гусеницу перематываться вперёд или назад. Сцепление ведущего катка с самой гусеницей бывает трёх видов. При цёвочном сцеплении зубцы ведущего катка захватывают цевку – цилиндрическую деталь, находящуюся на каждом траке или между траками.
При гребневом зацеплении ведущий каток оснащается роликами, которые захватывают гребни, возвышающиеся над внутренней поверхностью траков, и, наконец, зубовое зацепление представляет собой своего рода компромиссный вариант: на ведущем катке имеются зубцы, а на траках – гребни.
На танках ведущие катки размещают в зависимости от компоновки боевых машин. Скажем, на советском танке Т-70, отделение управления, трансмиссия и бортовые фрикционы располагались впереди. Тут же находились и ведущие катки. А на знаменитом среднем танке Т-34, тяжелом КВ, дизельные двигатели стояли сзади в кормовой части корпуса. Там же устанавливались и ведущие катки, которым, кстати, меньше угрожала опасность выйти из строя при артобстреле.
Направляющие катки, как видно из названия, заставляют гусеницу перематываться без отклонений по обводу. Устанавливают их с противоположной стороны от ведущих катков. Например, на Т-70 направляющие катки стояли в кормовой части корпуса, а на тридцатьчетвёрке – в передней. Добавим, что с помощью направляющих катков танкисты добивались нужного натяжения гусеницы – для этого достаточно слегка передвинуть их вперёд или назад.
Опорные катки располагают только в нижней части движителя. Танк или трактор словно катятся на них по бесконечной металлической дороге, которую сами же постоянно носят на себе. Одновременно опорные катки направляют нижнюю часть гусеницы, что особенно важно при движении по сильно пересечённой местности.
Так, многочисленные опорные катки малого диаметра, подобно установленным на советском танке Т-26 обеспечивают равномерное удельное давление гусеницы на грунт. Опорные катки большого диаметра, как на советском вездеходе ГаЗ-71, значительно улучшают работу эластичных гусениц и позволяют заметно уменьшить высоту движителя.
Надеясь совместить достоинства обеих конструктивных схем, инженеры вермахта попытались увеличить число опорных катков большого диаметра и тем самым уменьшить удельное давление машины на грунт. С этой целью они расположили катки полугусеничного бронетранспортера «Ганомаг» в два ряда, в шахматном порядке, а в 1942 году применили подобную систему на танке «Тигр», а в дальнейшем и на «Пантере». Однако в ходе боевых действий эти танки и бронетранспортеры нередко теряли подвижность – узкие промежутки между катками плотно забивались грязью, которая в холодное время еще и смерзалась.
Любопытное инженерное решение опробовали в 1940 году создатели итальянского танка L6/40, превратив его задний каток сразу в ведущий и опорный. Каток опустили до земли, что должно было увеличить «полезную площадь» гусеницы. Это и произошло, только за счёт… ухудшения маневренности боевой машины, особенно на заднем ходу. В том же году англичане оснастили свой средний танк «Валентайн» хитроумным набором опорных катков. Крайние, воспринимающие наибольшие нагрузки, были гораздо крупнее средних, размещённых вплотную. Можно добавить, что в разное время и в тех или иных странах испытывались сдвоенные и даже строенные опорные катки, удерживающие расширенную гусеницу, но особого распространения так и не получили.
На многих танках и тракторах применялись опорные катки среднего диаметра, которые дополнялись поддерживающими каткими, размещёнными под верхней ветвью гусеницы. Пожалуй, только итальянские инженеры однажды, в начале 30-х годов, попробовали обойтись без них, поставив на танкетке CV3/33 стальные желоба, по которым скользила гусеница.
При движении по пересечённой местности любая машина неизбежно испытывает весьма ощутимые толчки, что, конечно же, отрицательно сказывается на боевой работе экипажа. Особенно это чувствовали экипажи первых танков. Поэтому конструкторам гусеничных боевых машин пришлось срочно заняться оснащением их упругой подвеской катков к корпусу.
Например, на легком танке, выпущенном французской фирмой «Гочкис» в 1935 году, опорные катки были объединены в несколько тележек, каждая из которых соединялась с корпусом через горизонтальный пружинный амортизатор, а нагрузки, испытываемые одним катком, передавались на спаренный с ним. Применялась на танках и независимая подвеска, когда каждый опорный каток «индивидуально» соединялся с корпусом.. такая система оказалась пригодной для скоростных танков. Итальянские инженеры оснастили ходовую часть среднего танка М13/40, выпускавшегося с 1940 года массовой серией, двумя парами тележек, на которых монтировалось по четыре сблокированных опорных катка и полуэллиптические листовые рессоры автомобильного типа.
Применялись в подвесках гусеничных машин и спиральные пружины, расположенные горизонтально, как на французском легком танке «Рено» F-35; с наклоном, как на британском пехотном танке «Валентайн», или вертикально. Последний вариант так называемой свечной подвески использовали советские конструкторы на довоенном артиллерийском тягаче «Ворошиловец».
Но на основании боевого опыта второй мировой войны конструкторы пришли к выводу, что наиболее перспективна индивидуальная торсионная подвеска. В ней роль упругого элемента отведена стержням – торсионам, работающим на скручивание. Главным достоинством такой подвески является простота в устройстве и обслуживании, надёжность, и, что весьма важно в боевой обстановке, малая уязвимость.
В последние же годы на гусеничных машинах все чаще применяют гидропневматическую подвеску, в которой в качестве упругого элемента выступает газ, уплотняемый маслом. Оно же, перетекая при движении машины, по системе каналов и клапанов, одновременно создает и амортизирующий эффект.
Такой подвеской оснащена и боевая машина российских десантников БМД. Она способна не только стремительно передвигаться по пересечённой местности, но и при необходимости «залечь», быстро уменьшив клиренс практически до нуля.