【坦克为什么能在荒野疾驶如飞?】塞尔达传说荒野之息pc

　　[开场白]虎年伊始，一个新的栏目――《坦克ABc》和广大读者朋友见面了。开办这个栏目的目的是，用通俗的笔法介绍一些坦克方面的基础知识，特别侧重将坦克的基础知识和中学的数理化知识相结合，强调趣味性和知识的准确性，使读者朋友既能活学活用中学的数理化知识，又能对坦克这种兵器有更深入的了解，使发烧友级的兵器迷能成为兵器的达人。由于坦克构造方面的一些知识，以前在本刊《教育讲座》栏目中已经做过介绍，故这里侧重于原理方面的知识。办好这个栏目有相当难度，还望广大读者朋友大力支持，献计献策。
　　
　　坦克和汽车，谁跑的快?
　　
　　先来讲一个小故事。
　　有一天，“小轿车”请“坦克”吃饭。席间，谈到了坦克和汽车谁跑的快的话题。小轿车傲慢地说：“老兄，我能跑160迈，你行吗?”坦克不紧不慢地说：“老弟，咱俩拉到郊外没路的地方去遛遛，我能跑上60迈，你行吗?”……小轿车脸红无语。
　　这当然是一个虚构的故事。如果用一句行话来说，那就是――汽车(包括小轿车)的公路机动性要优于坦克，而坦克的越野机动性要远远优于汽车。到底谁跑的快，要看路面的情况。越野行驶、在没路的地方行驶，是坦克的拿手好戏。
　　顺便说一句，有车族常用行话“迈”来表示汽车的速度，意思是“每小时跑多少公里”。其实，这是不准确的。因为“迈”是英文mile的音译，意思是“英里”，而一英里等于1.6公里(千米)，160“迈”应该是256千米／时，那不赶上赛车了?不过，大家都习惯这样用“迈”，那就只好将错就错了。
　　
　　履带――一个伟大的发明
　　
　　车子的发明，是人类文明史上的重大事件。圆形的、可一直滚动的车轮，使得人类第一次不用步行、不用骑马就能征服距离上的障碍。车轮，使得车辆在地球陆地表面(二维平面)的机动由滑动摩擦变为滚动摩擦，节约了能量，提高了速度。这和一个人骑自行车比他走路或跑步要快得多，是一个道理。
　　履带的出现，比车轮要晚得多，但它同样是一个伟大的发明。如果说车轮是一个无限滚动的圆形体，带动车辆做平面运动的话，那么，履带便是“随车携带”的围绕着车轮绕转的“无限的道路”。可以毫不夸张地说，没有履带，就没有坦克。坦克诞生已近百年，但是，坦克离不开履带，这一点至今没有变化。
　　履带，这个“无限的道路”的奥妙在于，它能使车辆的重量平均压到每一块下支履带上，从而大大减轻了坦克的单位压力，就像滑雪者能利用雪橇滑雪一样。从左上图中可以看出，坦克的单位压力比起小轿车、骑兵和4×4装甲车要小得多，这就使得五六十吨的“铁家伙”能通过松软路面，而灵巧的小轿车即使是碰上一个小水坑，如果冲不过去也要“抛锚”。
　　
　　坦克的受力分析
　　
　　要想分析坦克的运动，那可要用上牛顿三大定律了。
　　从右上图中可以看出，一辆行驶中的坦克大体上受以下几种力的作用：坦克的重力、地面的支撑力、滚动阻力、牵引力、空气阻力等。其中，坦克的重力和地面的支撑力大小相等、方向相反，达到平衡状态，使得坦克既不会被提起来，也不会陷到地面下面。这个方向(纵向)的作用力我们不去管它，只研究水平方向上的作用力。
　　看一看坦克是怎样从发动发动机到起步行驶这一过程吧!坦克驾驶员一打电马达(即按动起动按钮)，扑扑扑……，发动机便欢快地工作起来，挂上低速档，松开离合器踏板的同时，缓缓加油，发动机的动力通过传动装置带动主动轮旋转，主动轮的爬齿便拨动下支履带有一个向后运动的趋势。下支履带与地面摩擦，产生一个摩擦力，它的方向与下支履带的运动趋势相反，是一个向前的力，使得主动轮拨不动下支履带向后，只能推动上支履带向前运动，使坦克向前行驶。
　　换句话说，根据牛顿第三定律，发动机的动力转化为下支履带对地面的一个向后的作用力，地面的反作用力(即牵引力)转化到主动轮上，就形成推动坦克前进的推动力(51页右上图中的虚线)。简而言之，推动坦克前进的动力，正是地球表面提供的牵引力，是有内力转化成的外力!
　　内力不能推动坦克前进!就像“力拔山兮”的西楚霸王也不可能揪着自己的头发把自己提起来一样。假如没有地面，或者用一根很粗的绳索把坦克悬吊起来，使内力不能转化成为外力，那么，尽管履带哗哗直转，坦克也不会前进一步。
　　坦克能跑，还有一个必要的条件，那就是履带和地面的摩擦力必须足够大。换句话说，如果地面太滑(摩擦力太小)，像坦克在冰面上行驶一样，如果不采取特殊措施，恐怕即使是履带使劲地转，坦克也只能是原地不动。看来，这地面的摩擦力也有两重性，太大了不行，太小了也不行。为了能使坦克在冰面上行驶，人们想出了各种办法，如在履带上加防滑板、履刺等，就跟运动员穿钉鞋一样。二战期间，苏军的坦克兵还有一个土办法，他们把带突起的一部分“公履带”反过来装，这样，“公履带”的突起就像冰镐一样刺入冰中，坦克的履带自然不会再打滑了。
　　
　　坦克行驶的几种情况
　　
　　上面谈到的是最简单的情况，即坦克在平坦的路面上等速前进的情况。当坦克在上下坡行驶时，或者坦克在加速、减速行驶时，情况就要稍微复杂些。
　　以坦克在坡度为α角的坡道上行驶时为例，重力G与坡道垂直的分力为G・Cos α，坦克与地面的摩擦力为u・G・Cos α，在这里，μ为坦克与地面的摩擦系数。看得出来，这个数值已经比平地行驶时的摩擦力“G要小。而此时的坦克的重力G还有一个与坡道平行的分力G・Sin α，这个力将拉动坦克向下滑，我们称之为上坡阻力。很明显，上坡时的坦克必须加大油门，使地面提供更大的牵引力(牵引力=滚动阻力+上坡阻力)，坦克才能爬上坡。当坡度较大时，往往会出现坦克一边打滑、一边往上爬的情况。为什么会出现这种情况?留给读者朋友自己去思考。
　　当坦克下坡行驶时，重力的水平分力G・Sin就变成牵引力了，它会拉动坦克向下滑。此时就要加上一个制动力来平衡它，也就是驾驶员要踩刹车或拉手刹车来产生一个制动力。
　　在这里，还有一个未提及的力，即空气阻力。它的数值和坦克的运动速度的平方成正比。开车在高速公路上飙车的朋友都知道，当小轿车开到120“迈”以上时，会感到前挡风玻璃风呼呼作响，阻力明显增加。不过，当坦克的运动速度在40千米／时以下时，空气阻力微乎其微，可以忽略不计。
　　在本文的最后，再来谈一谈滚动阻力的事。其实，坦克行驶中的滚动阻力，是坦克运动中的各种阻力之和，它既包括坦克和地面之间的摩擦力，也包括坦克因履带下陷等造成的阻力，显然，滚动阻力既跟地面有关，也和坦克的战斗全重、单位压力以及其行动部分的构造等有关。每一种坦克的滚动阻力各不相同，同一种坦克在不同路面上的滚动阻力也不相同。各种坦克的滚动阻力可以通过试验的方法来得出。滚动阻力除以坦克的战斗全重，便是滚动阻力系数f。一般说，主战坦克在硬路面上的滚动阻力系数值f=0.04－0.05。