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本文寫于6年前，以現在的水平看是幾乎需要重寫，那就不妨重寫吧，然后就當給尼伯龍根工廠攢一篇稿子了（6年前的東西都好意思來湊數）——瑞鶴 序： 德國二戰期間的戰車之所以在二戰之后那么多年還在被人討論，其設計的獨到之處是蠻重要的看點，在這其中，非常有個性的懸掛系統（Suspension）是一個頗值得展開來講的話題——對于筆者本人來說，“交錯負重輪”這么個非常獨特的設計是自己掉進模型大坑的重要因素。  一輛德軍二戰時期的黑豹坦克，注意其交錯負重輪的設計，這種負重輪布局是前無古人，后無來者，非常具有二戰德國特點的一種標志性設計 首先講一下懸掛的意義，對于戰車而言，越野性能是很重要的，那么，懸掛通俗點說，是不斷運動的負重輪連接到車體剛性結構的方式，懸掛必須足夠靈活保證負重輪有足夠的行程，也必須足夠堅固以適應越野的需要。 二戰時，德國戰車的懸掛大體分為兩類，一類是板簧懸掛，一類是扭桿懸掛（包括保時捷博士開發出的縱向扭桿懸掛）。而出現交錯負重輪的車輛基本都是后者。 板簧懸掛：板簧懸掛的結構其實不復雜，戰車上出現的板簧懸掛和鐵路車輛以及大貨車所用的懸掛是非常類似的結構，事實上這類懸掛本來應用最廣的領域也是輪式車輛，最早運用板簧懸掛的車輛其實是中世紀的一些馬車了。  板簧懸掛的實物，這些東西在當代的很多大貨車上都非常常見  一輛典型的歐式馬車，注意前后輪軸的板簧懸掛。當年英國馬嘎爾尼使團來見乾隆皇帝時帶來的歐式馬車讓清朝高官驚訝不已——怎么如履平地呢？  火車上的板簧懸掛案例，這是來自北京的鐵道博物館，蒸汽機車的煤水車  當代越野車上的板簧懸掛，這種形制從二戰到現在變化不大 經過幾百年的不斷改進，板簧懸掛在軍事和民用當中的運用已經非常成熟。 其優點在于結構簡單，工作可靠，成本低廉，維修方便，但其缺點是重量較重，剛度大，舒適性差，縱向尺寸較長，與車架連接處的鋼板彈簧銷容易磨損等。 德軍的板簧懸掛應用在幾款產量很大的戰車底盤上，比如38t底盤的戰車（包括38t戰車，基于38t底盤的Gepard自行高射炮，黃鼠狼自行火炮，蟋蟀自行火炮，追獵者坦克殲擊車等），再比如四號戰車及其改型車（四號戰車；家具搬運車，旋風，東風，球形閃電自行高射炮；四號殲擊戰車L48, L70V，L70A；四號突擊炮；灰熊自行榴彈炮等），另外，犀角和野蜂這樣使用了“III / IV號混合底盤的自行火炮”，其懸掛系統和四號車族完全一樣，也是板簧懸掛。  基于38t底盤的追獵者懸掛實物，一組板簧控制兩個主動輪軸的俯仰動作，圖片來自弗吉尼亞軍事博物館的整修工作  追獵者主動輪軸和板簧連接處的細節——所謂德國在戰爭后期軸承難以為繼是不對的，事實上施韋因富特的軸承廠被轟炸后德國馬上想到別的辦法（比如從中立第三國進口之類）解決了軸承問題  來自1945年初國防軍每日公報的紀錄片，第502重裝甲營換裝的追獵者正在跨越鐵路，注意板簧控制下的主動輪行程  四號坦克板簧懸掛的結構  3D復原的四號坦克板簧懸掛結構  一張四號坦克的結構圖，板簧懸掛可以不擠占車內空間，這對于四號戰車這么個“內部空間不那么充裕”的中型戰車，意義還是很大的 一輛留存至今的四號坦克殘骸，可以看到它的懸掛是兩個輪子一組地被一個板簧結構所控制 另一個保存至今的四號坦克板簧懸掛組件，這是負重輪軸，中間方形的孔洞是板簧的位置 來自于國外模友制作的四號坦克模型，負重輪的行程在板簧控制下的體現 1945年春在匈牙利被德軍放棄的灰熊自行火炮，注意兩個一組的負重輪被板簧控制下的行程 需要注意的是，板簧懸掛系統中承重和承受應力的結構是簧片，在戰爭后期德軍在38t底盤和四號底盤上加裝較重的火炮時，車體前端的板簧懸掛承重會非常大，在這種情況下為了避免前部板簧過快磨損，德軍會對車體前部的板簧進行特別設計，加厚簧片或者增加承重的簧片數量，以此達到負重前行的效果。 博物館中的灰熊自行火炮懸掛，由于火炮導致的重量上升，不但板簧懸掛要特別加強，連負重輪都要換成鋼輪式樣減少磨損 扭桿懸掛： 扭桿懸掛的原理大概是這樣的， 扭桿一側安裝在車體側壁上，另外一側通過車體的孔洞穿出，連接到擺臂上，輪子上的重量載荷通過擺臂使扭桿產生扭轉，獲得的彈性力用于支撐車體。其優點在于車輛越野時負重輪經過起伏的地面只會讓扭桿以接車體的軸為圓心轉動，減輕機械損耗 動行程很大，理論上行程總長是可以接近兩倍擺臂的長度（從擺臂向下無限接近豎直，可以一直扭轉到擺臂向上無限接近豎直），完全不存在其他懸掛需要考慮彈簧的長度等問題 ；其缺點在于車輛底部被扭桿占據，空間被擠了很大一部分。這樣一來，戰車的高度就勢必被扭桿擠占一部分空間，無法妥協，除此之外，一旦扭桿損壞，其維修并非簡易的戰地工坊可以完成，必須后送大型維修站。 Sd.Kfz.250半履帶車的扭桿懸掛示意圖，剛性的一側連接在車體內側壁上，扭桿足夠長以獲取足夠的扭轉張力，然后這根扭桿從車體另一側穿出連接搖臂，最后搖臂末端連接負重輪 使用扭桿懸掛的車輛和使用克里斯蒂懸掛（Cristie Suspension）的車輛從外表上看是類似的，但其內部結構有頗多不同。扭桿懸掛的車輛底盤上一定是橫向設置的扭桿系統，但克里斯蒂懸掛的承力系統被放在車輛側壁上，這是從結構看最大的不同點。 采用扭桿懸掛的虎式坦克，其底盤上橫置著扭桿懸掛系統 采用克里斯蒂懸掛的克倫威爾坦克底盤，注意看垂直放置的懸掛系統。這種懸掛系統維修起來非常不便，甚至要把側裝甲拿下來才能進行徹底維護和保養 一個非常直觀的克里斯蒂懸掛原理示意圖 德軍的三號坦克經歷了許多懸掛系統失敗的實驗，從克里斯蒂懸掛到板簧懸掛，最終定型為扭桿懸掛 扭桿懸掛是德國二戰時履帶車輛懸掛的主流。不完全統計如下——全部的半履帶車及其改型（數量太多此處從略），一號戰車及其改型（野牛自行火炮），三號戰車及其改型（三號突擊炮），豹式戰車及其改型（獵豹坦克殲擊車和維修豹），虎式戰車及其改型（突擊虎自行火炮），虎王戰車及其改型（亨舍爾公司的獵虎）等。 在當代被復原的一輛Sd.Kfz.251半履帶車底盤，注意其扭桿系統 博物館館藏的三號坦克的扭桿 在亨舍爾工廠安裝扭桿的虎式坦克 在MNH車間的獵豹坦克殲擊車，注意車體側面的扭桿 生產線上的虎王坦克，扭桿已經裝好 扭桿懸掛一個很重要的設計問題是位置干涉。具體來講，左側的負重輪連接的扭桿最終是要固定在右側車體上，但右側車體也需要開出扭桿所需的孔洞來連接右側的負重輪。這樣的位置干涉是扭桿懸掛必須考慮的問題，一般來講，有兩種解決方案，第一種就是兩側的扭桿統一朝前或者朝后布置，這樣的話車體左右兩側的負重輪就不可能完全對稱，會有個交錯的角度，三號坦克和Sd.Kfz.251半履帶車是這方面的典型代表。 三號坦克的懸掛示意，注意兩側扭桿都向后布置 三號坦克N型的側視圖，注意左右兩側負重輪并非對稱布置，左側的稍微靠后一些避免發生空間干涉 另一種解決方案就是兩側的扭桿朝向不同，左側扭桿朝前，右側扭桿朝后，虎式，豹式和虎王的底盤都是這樣的布置。 一輛在諾曼底翻車的虎王坦克被盟軍統帥艾森豪威爾圍觀，其撕裂的底盤裝甲內露出的復雜的扭桿系統，注意虎王坦克的左右兩側扭桿的不對稱性，車體左側扭桿朝前，車體右側扭桿朝后，以避免位置上的干涉 除了這些正常的扭桿，保時捷博士在其虎P坦克原型車（后繼車型為費迪南/象式坦克殲擊車），虎王坦克原型車（只是個設計稿，都沒來得及生產出原型車就被否決了）和獵虎坦克殲擊車的設計中采用了縱置扭桿（Torsion Bar Tube），這種扭桿系統不需要占用車體底部的寶貴空間，且從戰時留下的記錄看可靠性并非那么不堪。不過這個設計和保時捷博士的其他設計一樣，過于精巧復雜以至于會給后勤系統帶來極大的壓力，所以最終沒能大規模投入使用。 保時捷博士的縱向扭桿，這個是裝在費迪南/象式坦克殲擊車上的 1944年英軍駐莫斯科大使向國內發回的關于保時捷縱向扭桿的草圖，具體來源是這個——http://tankarchives./2017/04/porsche-suspension.html 象式坦克殲擊車上的縱向扭桿實物 保時捷底盤的獵虎坦克殲擊車被擊毀后引來美軍圍觀，注意看兩個一組的負重輪被縱向扭桿固定 另外，德軍的二號坦克側面的五對負重輪中，D，E使用扭桿懸掛，其余的都使用板簧懸掛。 德軍的二號坦克，側面的板簧清晰可見 交錯負重輪（Interleaves Road wheel）： 在扭桿懸掛系統中，負重輪直徑不得大于兩根相鄰扭桿的距離。這就限制了負重輪的大小。在戰斗中，大直徑負重輪有一些優勢，比如越野性能好，停車瞬間震動小（二戰期間尚不具備“行進時射擊”的技術，那么停車瞬間震動小對于首發命中非常重要），在這種情況下，既要考慮承重（盡可能多的負重輪），又要考慮停車瞬間的震動（盡可能大的負重輪），那么交錯負重輪是一種自然的選擇。里圈輪子和外圈輪子交錯布置，這也是德國二戰時期坦克的特點。 而且交錯負重輪的另一個好處，是履帶在接地面的壓強分布很平均，這有助于延長履帶的壽命。這也是德軍的半履帶車都在使用交錯負重輪的原因。 非常直觀的一張圖，交錯負重輪和一般的大直徑負重輪比較，兩者對履帶的壓強分布 隆美爾的指揮車，Sd.Kfz.250 Greif，這種輕型半履帶車已經在采用交錯負重輪了 黑豹坦克的負重輪系統，從內到外的四排輪子交錯布置 早期的虎式坦克有六排交錯布置的負重輪 而對于虎式坦克和虎王坦克，其巨大的重量（虎式56噸，虎王72噸）使其不得不使用寬履帶，這種履帶的寬度使得鐵路運輸時車輛超出了正常橋梁隧道的容許寬度，因此，虎式和虎王戰車在鐵路運輸時要把履帶卸了換專用的鐵路運輸窄履帶，對于虎式前期和中期型，最外面一排負重輪還要卸掉。當然，內側負重輪的維護也不是那么輕松的事情——這也可以解釋為什么二戰之后這種交錯負重輪就沒有設計采用了。 虎式坦克的戰地維護，想要更換內側的負重輪對后勤來說是非常痛苦的過程，得先把外面的輪子都卸掉 維護黑豹坦克的負重輪 由于戰后材料技術的發展，交錯負重輪帶來的“平均履帶壓強”的特點愈發不突出，而其維護時的不便使得這樣的設計被放棄，只有瑞典的一款運兵車（PBV302）和一款法國坦克（AMX50/120）采用了這個設計。 瑞典運兵車PBV302，采用交錯負重輪的戰后設計 法國坦克AMX50/120，采用交錯負重輪設計的戰后坦克 鋼輪（Steel Wheel）: 在大戰后期，出于各種原因（增加承重，或者節約橡膠材料）的考慮，德軍的一些戰車上出現了全鋼負重輪的設計（取消了橡膠輪緣）。使用過這種全鋼負重輪的戰車有四號坦克的某些變形車，黑豹坦克，虎式坦克后期型（1944年1月之后生產型）和全部的虎王坦克。 隨著戰爭的進行，四號坦克的底盤上需要加上更重的反坦克火炮，前裝甲也要加厚。基于這個原則開發的四號坦克殲擊車（裝載Kwk42型L70倍徑炮）和灰熊自行火炮的前部就會過重，嚴重影響戰車的操控，四號坦克殲擊車還被乘員戲稱為“古德里安的鴨子”。在這種情況下，將前部的幾個路輪換成鋼緣負重輪就成為了一個自然的選擇。標準的做法是四號殲擊車L70V型的前部兩個負重輪換成鋼輪，四號殲擊車L70的前部四個負重輪換成鋼輪，灰熊的前面四個負重輪，或者全部的負重輪換成鋼輪。當然從現存的照片來看，例外還是很不少的。 四號坦克的鋼輪（左）相較于普通的四號坦克路輪（右）結構還是很不同的，此圖來自港龍的考證資料 1945年向英軍投降的一輛L70V型四號坦克殲擊車，注意前面的兩對路輪換成了鋼輪 但這輛L70V型四號坦克殲擊車上，換裝鋼輪的只有前面的一對路輪 一輛被美軍繳獲的四號坦克殲擊車L70A型，注意前面的四組路輪都換裝了鋼輪 另一輛被美軍繳獲的L70A型四號坦克殲擊車，注意其鋼輪裝設樣式不同于標準 這輛灰熊自行火炮的前面四對路輪換裝了鋼輪 而這輛新出廠的灰熊自行火炮索性把全部的路輪都換成了鋼輪 一張非常有趣的照片，接受博物館復原的四號坦克，前兩個路輪換裝了鋼輪，這并非原裝，而是博物館東拼西湊的結果，看博物館車的時候這點尤其需要注意 黑豹坦克于1944年9月開始試驗了全部路輪換裝鋼輪的設計，但事實證明這并非成功，全鋼輪會加劇履帶誘導齒的磨損，所以這個改進很快就被叫停了。即使如此，在戰場上使用普通路輪和鋼輪混裝的豹式坦克還是能夠見到，并且在大戰的最后期，MAN公司生產的豹式坦克最后一對路輪都換成了鋼輪，原因未知。 虎式坦克和黑豹坦克的鋼輪結構（右側），注意鋼輪并非不要橡膠，而是把橡膠襯墊放在路輪內部 另一張全鋼負重輪的解剖圖 裝設全鋼輪的黑豹坦克，1944年12月在阿登地區的La Gleize被乘員放棄 阿登戰役期間，混合裝設鋼輪和普通膠緣負重輪的黑豹坦克 1945年4月，在慕尼黑被美軍繳獲的黑豹坦克，該坦克屬于MAN最后生產型，注意最后一對全鋼負重輪 虎式坦克后期型和虎王坦克用的也是全鋼制負重輪，因為這兩種坦克的履帶誘導齒足夠粗大，所以全鋼制負重輪并未造成嚴重的后果。 虎式坦克后期型使用的全鋼制負重輪，這張照片中的虎式坦克來自大德意志裝甲擲彈兵師 需要說明的是，費迪南/象式坦克殲擊車，以及保時捷獵虎的負重輪還是膠緣的，只是膠緣被做成內嵌式的樣子而已 英國Bovington坦克博物館的虎王重型坦克的全鋼制負重輪，由于虎王坦克的誘導齒足夠粗大，所以這種全鋼制負重輪在虎王坦克上的使用未見困擾 |
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