История артиллерии. Вооружение. Тактика. Крупнейшие сражения. Начало XIV века — начало XX

Лафеты на колесах стали применяться в самом конце XV века. Конечно, они были грубо изготовлены по современным понятиям, но по своим принципам они вполне соответствовали практике современного применения. Основные его составляющие – это хобот лафета, колесный вал и колеса. Хобот лафета представлял собой сплошной деревянный брус, поддерживаемый спереди на грубо отесанном колесном валу твердого дерева, на концах которого крепились грубо сколоченные колеса, напоминающие сегодняшние колеса деревенских телег. Пушка укладывалась на деревянную опорную раму (люльку), которая крепилась на подкладке хобота лафета сразу над колесным валом. Для изменения угла подъема люлька оснащалась цапфой. Угол подъема устанавливался либо с помощью деревянной арки, положение которой фиксировалось штырем, пропускаемым между аркой и люлькой, либо удержанием люльки в требуемом положении с помощью клина или клиновой заключки, помещаемой под конец казенника.

Сейчас необходимо рассмотреть вопрос конструкции колеса, поскольку его размер определялся некоторыми факторами, особенно если это транспортное средство рассчитывалось на бездорожье. В общих чертах понятно: чем больше диаметр колеса, тем выше его тяговая способность, но существуют практические ограничения на размер колес, основным из которых является вес, необходимый для обеспечения требуемой прочности. Если тележка движется только по прямой, ровной горизонтальной дороге, реакция на землю будет вертикальна при правильной форме колеса в виде простого диска. Но на практике такие идеальные условия встречаются крайне редко, и колесам тележки в движении приходится противостоять значительным боковым напряжениям. При повороте центробежная сила оказывает боковое давление, действующее на ось колеса, преодолеваемое трением о землю. Эти силы тянут центр наружного колеса наружу, а внутреннего колеса – внутрь. Сила, действующая на внутреннее колесо, меньше, так как центробежная сила действует в сторону внешнего круга, увеличивая давление внешнего колеса на землю. Поэтому желательно, чтобы форма колес помогала сопротивлению давления, переворачивающего повозку на внешнюю сторону поворота. Аналогично, если дорога горизонтально не ровная, колеса, находящиеся внизу, подвержены дополнительной нагрузке на их ось, «выталкивающей» их из-под повозки, а несколько меньшая дополнительная нагрузка на стоящие выше колеса (поскольку увеличивающаяся вертикальная нагрузка увеличивает силу их трения о землю) толкает их под повозку. Эти силы могут быть настолько значительны, что смогут сломать спицы колес. Однако если спицы установлены с некоторым наклоном в сторону возникающих нагрузок, то нагрузки распределятся вдоль спиц, а не поперек, при радиальном их положении. Таким образом, блюдцеобразные колеса более устойчивы к поперечным нагрузкам.

Однако это означает, что спицы нижнего колеса в контакте с землей более не вертикальны. Соответственно, при контакте с землей они подвергаются поперечным нагрузкам. Чтобы компенсировать это, ось колесного вала изогнута вниз таким образом, чтобы выставить нижние спицы в вертикальное положение. Если выполнить все эти условия, то колесо принимает форму усеченного конуса, а не круга и если его не ограничить, то будет вращаться вокруг оси этого конуса. Шплинт и прокладка ограничивают вращение колеса при движении вперед, и, чтобы снизить давление и трение, колесный вал слегка выгнут вперед. Колеса такой формы называют «тарельчатыми», наклон спиц нижнего колеса называется «подкос», наклон колесного вала вниз называется «понижение», а наклон вперед – «укосина». Понижение и укосина вместе называется «посадка» оси.

С тех самых пор, как в XV веке венецианцы, как говорят, изобрели «колесную повозку для артиллерии», наших предшественников беспокоил вопрос колес. С начала XVI века столяры и колесных дел мастера вели спор о том, являются ли тарельчатые колеса лучшими для тяги. Луис Колладо (Luis Collado) говорил: «Одни заявляют, что тарельчатые колеса никогда не дадут перекоса на марше. Другие говорят, что колеса со спицами, свыше бочкообразного изгиба, под действием большого веса будут испытывать сильное вращающее напряжение, что значительно сократит срок их службы. Я разделяю это мнение, конечно, прямые колеса выдержат больший вес, чем колеса какой-либо иной формы. А вращающая нагрузка под большим весом на марше может быть компенсирована увеличением ширины, обычно принятой для тележек».

Однако приверженцы тарельчатых колес, очевидно, выиграли спор, поскольку колеса лафетов ранних пушек изготовлялись по описанным выше принципам.

В моторном транспорте этот вопрос решается дифференциалом.