Profesor Porsche a jeho Tiger

Příspěvek od **sa58** » 14/1/2009, 00:11

Profesor Porsche a jeho Tiger
německé těžké tanky – díl 3

Obrázek

V druhém díle seriálu věnovaném německým těžkým tankům (no jde vlastně o vývoj tanku Tiger) jsme se podívali na vývoj těžkého tanku u firmy Henschel. Tato firma ale neměla „monopol“ na vývoj nového tanku, jejím soupeřem byl konstrukční tým pod vedením známého rodáka z Vratislavic nad Nisou (německy Maffersdorf). Tímto rodákem rozhodně nebyl Konrad Henlein, byl to známý automobilový konstruktér Prof. Dr. Ing h.c. Ferdinand Porsche. Nemám v úmyslu tu popisovat životopis profesora Porsche, jeho jméno je asi všem dostatečně známé. Mohl bych tu vyvolat diskusi na téma okopírovaní Brouka od Hanse Ledwinky, konstruktéra kopřivnické Tatry. To rozhodně nemám v úmyslu, soustředíme se pouze na vývoj těžkého tanku.

Jak jsem již napsal v předchozím dílu, profesorův konstrukční tým byl jediným konkurentem firmy Henschel při vývoji německých těžkých tanků. Poprvé se tito rivalové střetli u projektu VK 3001 (30.01). Nebyl to jen střet dvou firem, šlo doslova o střet koncepcí. Zatím co doktor Aders (Henschel) prosazoval konvenční přístup v projektu, profesor Porsche byl velkým zastáncem benzínoelektrického pohonu. Tento pohon používal u silničních vozidel již v době WW1, nějaké informace lze získat TADY. Proto asi nikoho nepřekvapilo, že se k němu vrátil i u svých projektů těžkých tanků. Jako výhoda tohoto pohonu se uvádí možnost plynulé regulace otáček motorů bez nutnosti používat složité převodovky. Nevýhodou je samozřejmě nízká účinnost celého soustrojí, jeho složitost a poruchovost. Ale k tomu se ještě dostaneme. Přes všechny tyto nevýhody byl Porsche velkým zastáncem tohoto pohonu.

Obrázek

Ferdinand Porsche

Jak jsem již napsal, první práce na projektu VK 3001 (P) (30.01) začínají v prosinci 1939. V konstrukční kanceláři je tento projekt označován jako Sonderfahrzeug I, výrobní závod Nibelungwerke GmbH St. Valentin přiřadil pozdějším prototypům tovární označení Typ 100 a aby toho nebylo dost, existovalo i bojové jméno, vcelku neobvyklé u německé obrněné techniku – Leopard...

Oproti konkurenci od Henschela měl Porscheho projekt jednodušší podvozek. Pojezdová kola (6 x průměr 700 mm) s gumovou obručí se nepřekrývala, dvě kola měla vždy společný závěs. Nahoře byl pás veden přes dvě podpůrné kladky, přední kolo bylo hnací a zadní napínací. Benzínoelektrický pohon se skládal z dvou vzduchem chlazeným motorů Porsche, šlo o desetiválcové motory Porsche 100, uspořádané do V, objem motorů je 10 000 ccm (válce 105x115), maximální výkon při 2500 ot/min byl 210 HP. Dohromady tedy tank disponoval výkonem 420 HP. Spalovací motory pohánějí dva generátory , ty zase vyrábějí stejnosměrné napětí pro dva motory stejnosměrné motory. Dodavatelem spalovacích motorů byla firma Steyer, Siemens-Schuckert byl dodavatelem elektrovýzbroje, plzeňská škodovka měla na starosti podvozkovou skupinu. Konečná montáž byla prováděna v závodě Nibelungwerke.

závěs VK 3001 P

předpokládaná podoba

Výzbroj měl původně tvořit kanon KwK 37 L/24, osazený ve věži tanku Panzerkampfwagen IV. Další variantou bylo použití 105 mm kanonu 10,5cm KwK L/28. Uvažovalo se i osazení věže Krupp s kanonem ráže 88 mm, ta však byla příliš velká pro tento prototyp. Další variantou bylo osazení 105 mm kanonu L/47.
V zimě 1941-1942 prošel prototyp testy na polygonu, celý projekt byl nakonec ukončen a prototyp(y) skončili někde v propadlišti dějin...

Technické data tanku VK 3001 (P)
délka – 6,58 m
šířka – 3,80 m
výška – 3,08 m
hmotnost – 30 t
pancéřovaní – 30-50 mm
výkon motoru – 300 HP
maximální rychlost – 35 km/h
osádka – 5

Po zkušenostech s nasazením německých tanků na východní frontě a hlavně po zjištění, že Wehrmacht nemá na východě co postavit proti skvělému T-34 a těžkému KV-1, začíná horečná snaha vyzbrojit armádu novým těžkým tankem, tentokrát o hmotnostní třídě +45 tun. Do soutěže se opět zapojí stejné firmy, Henschel se svým prototypem VK 4501 (H) (45.01), pozadu samozřejmě nemůže zůstat ani tým profesora Porsche. Opět se na scéně objevuje prototyp tanku s benzinoelektrickým pohonem, armádní označení projektu je VK 4501 (P) (45.01), firemní Sonderfahrzeug II a výrobní závod Nibelungwerke jej označuje jako Typ 101.
Impulsem pro vývoj tohoto tanku bylo zadání přímo od vůdce (květen 1941), tank měl mít čelní pancéřování o síle 100 mm, boční mělo mít sílu 60 mm. Věž s kanonem 8,8cm měl dodat koncern Krupp. Práce na projektu začínají v srpnu, s představením prototypu se počítá již na narozeniny vůdce (20.4.1942).

Podvozek se oproti předchozímu projektu změnil, stále ho sice tvoří tři dvojice pojezdových kol (vždy dvě na jednom závěsu), ty jsou však větší a pás tak nepotřebuje nahoře podpěrné kladky. Mění se i pohon, přední kolo je napínací a zadní hnací. Pohání jej opět dvojice elektromotorů Siemens D1495 o výkonu 230 kW, ty jsou napájeny dvěma generátory Siemens-Schuckert aGV 275/24 o výkonu 275 kW. Pohon generátorů zajišťují dva benzínové, vzduchem chlazené desetiválce do V Porsche 101 o objemu 15000 ccm, při 2500 ot/min byl maximální výkon 310 (320) HP. Tank je řízen regulací otáček obou motorů, každý z nich pohání jeden pás – viz. obrázek. Pás byl široký 600 mm, pro převoz se počítalo s přepravními pásy o šířce 500 mm. Zásoba PHM byla 520 litrů, to ale stačilo pouze na ujetí 80 (105?)km...

Síla pancéřovaní odpovídala zadání, pouze boční partie byly opatřeny pancířem o síle 80 mm. V přední části trupu myla umístěna věž Krupp, osazená kanonem 8,8cm KwK 36 L/56. Popis věže a výzbroje bude upřesněn v příštím díle.
Osádku tvořila pětice mužů, jejich rozmístění a úkoly se nelišily od klasického německého schématu pro osádku – řidič, radista/střelec, nabíječ, střelec a velitel. Tank byl vybaven radiostanicemi FuG 2 a FuG 5.

První prototyp je podle všeho dokončen v závodě Nibelungwerke 18.4.1942, společně s prototypem VK 4501 (H) se prý skutečně objevili v Rastenburgu 20.4.1942. Tam byly před Hitlerem a dalšími funkcionáři tyto prototypy předvedeny, otázkou je, co se mohlo před AH testovat, vypadá to pouze na rychlostní testy. Další prototyp je v červnu 1942 odeslán do testovacího prostoru Kummersdorf. Do října 1942 je zkompletováno ještě dalších osm strojů, podvozků je do listopadu 1942 vyrobeno 91 (90).

Obrázek

I přes náklonnost k profesoru Porsche schvaluje Adolf Hitler do sériové výroby prototyp V 4501 (H). Oproti benzínoelektrické verzi je jednodušší, lehčí a má lepší manévrovací schopnosti. Zajímavé je dosažení vyšší rychlosti při prvních testech, přitom další testy ukazují na rychlostní převahu Henschelova tanku.
Dokončené podvozky odmítla armáda převzít, byly proto použity jako základ stíhačů tanků SdKfz 184 Ferdinand/Elefant.

Technické data tanku VK 4501 (P)
délka – 9,54 m
šířka – 3,20 m
výška – 2,90 m
hmotnost – 60 t
pancéřovaní – 80-100 mm
výkon motoru – 2x320 HP
zásoba PHM – 520 l
dojezd silnice – 80 (105) km
dojezd terén – 48 km
maximální rychlost – 35 km/h
osádka – 5

Příště se podíváme na VK 4501 (H) alias Panzerkampfwagen VI Tiger

zdroje:
Ivo Pejčoch – Obrněná technika 1
Janusz Ledwoch - PzKpfw VI „Tiger“ vol.1
Thomas L. Jenz, Hilary L. Doyle – Panzerkampfwagen VI P
http://www.achtungpanzer.com

Marvin · Příspěvek od **Marvin** » 14/1/2009, 08:58

Jako vždy skvělé. Jen k těm důvodům zamítnutí bych dodal značnou spotřebu tehdy deficitní mědi pro výrobu generátorů a elektromotorů

Příspěvek od **kacermiroslav** » 14/1/2009, 09:06

Jaké výhody a nevýhody poskytoval podvozek s překrávajícímy koly? Prakticky jej využívaly pouze Němci a koukám, že Porsche zvolil i pro těžký tank kola za sebou. Není náhodou podvozek s koly za sebou i výrobně jednodušší? Proč tedy Němci dali přednost jinému podvozku?

Příspěvek od **sa58** » 14/1/2009, 10:20

kacermiroslav píše:Jaké výhody a nevýhody poskytoval podvozek s překrávajícímy koly? Prakticky jej využívaly pouze Němci a koukám, že Porsche zvolil i pro těžký tank kola za sebou. Není náhodou podvozek s koly za sebou i výrobně jednodušší? Proč tedy Němci dali přednost jinému podvozku?

Podle mě oni nedali přednost podvozku, celkově byl prostě 4501 od Henschela jednodušší. I když podvozek nebyl zrovna to pravé ořechové... V příštím díle to bude právě o Henschelovi, tam bude místo i pro zdrbnutí podvozku...

Rosomak · Příspěvek od **Rosomak** » 14/1/2009, 10:42

Myslím že bylo pro vývoj války dobré, že upřednostňovali německé vývojové týmy a opakovali stejné konstrukční chyby, např. sklon pancíře, podvozek...

Příspěvek od **kacermiroslav** » 14/1/2009, 13:01

Rosomak píše:Myslím že bylo pro vývoj války dobré, že upřednostňovali německé vývojové týmy a opakovali stejné konstrukční chyby, např. sklon pancíře, podvozek...

Jak se to vezme. Německá a Ruská tanková konstrukční škola byla v každém případě o něčem úplně jiném. Zatímco Rusove vyráběly vše v maximálních sériích, co nejvíce výrobně jednoduché, tak Němci dávali přednost bezpečnosti osádek a většímu vnitřnímu prostoru. Ostatně poměr ztrát na východní frontě je dokladem taktické vyspělosti Němců, ale i kvalit obrněné techniky. On i sklon pancíře jaký měl Tiger I, (kolmý), ve skutečnosti mohl působit jako skloněný (záleželo na naklonění tanků a na úhlu dopadu střely). Takže třaba s tím podvozkem dávali Němci přednost krytým kolům, pro jejich větší průchodnost a lepší rozložení hmotnosti...Ovšem pozdější vývoj dal za pravdu ruské konstrukční škole co se vnéjší podoby tanku týče a pohonné jednotce (diesel) a německé, co se vnitřního uspořádání, prostoru, posádky, a vybavení týče (optika, intercom, vysilačka, infra...atd).

Tristan · Příspěvek od **Tristan** » 14/1/2009, 15:04

Je to myslím kvůli rozložení hmotnosti na větší počet kol a zároveň udržení rozumně dlouhé korby

lkala · Příspěvek od **lkala** » 14/1/2009, 16:59

Dobrý článek, přidám pár poznámek.
Ideální průběh momentové charakteristiky při použití benzíno-elektrického pohonu je dán použitím elektromotoru, jako trakčního motoru. Ten má ideální, jestli si správně pamatuji tak hyperbolický, průběh momentové charakteristiky, což přesně koresponduje s požadavky vozidla (narozdíl od spalovacího motoru). Proto se nemusí řadit, ale to je dáno elektromotorem, ne přímo benzíno-elektrickým pohonem.
Hlavní důvody použití tohoto systému jsou jinde. Je to dáno hlavně tím, že v minulosti byly velké problémy s třecími spojkami a převodovkami, pokud museli přenášet velké točivé momenty. To se týkalo hlavně rozjezdu, kde zejména třecí spojka dělala velké problémy. Bylo to dáno hlavně materiály, které byly k dispozici, viz. např T-34 a jeho převodovka, ale i další tanky. Zde se stačí podívat na lokomotivy, které tento systém běžně používají. U velkých lokomotivních motorů by stavba vhodné převodovky a spojky byla velký problém i v současné době. Spalovací motory s třecí spojkou se zde používají pouze asi do výkonu 200 kW.
Porsche se evidentně chtěl těmto problémům vyhnout, proto navrhoval benzíno-elektrický pohon. S tou nižší účinností to nebude zase tak špatné. Nízká účinnost je u sériových hybridních pohonů dnešních konceptů vozidel, které jsou v podstatě totéž ale zdokonalené. Zde je také spalovací motor jako motor-generátor, ale v toku energie jsou ještě řazeny akumulátory. To je hlavní problém, protože jejich účinnost je nízká a proto celková účinnost přenosové soustavy spalovací motor - kolo, je tak asi kolem 50%. U benzíno-elektrického pohonu z článku to tak špatné nebude, protože v tom schématu jsou žádné akumulátory nenašel, tok bude přímo z generátoru k elektromotorům.
Otázka vhodnosti použití tohoto pohonu je složitá. Komplikovanost řešení je velká a vzhledem k době vzniku bych je asi nedoporučoval.

jumpman · Příspěvek od **jumpman** » 14/1/2009, 18:43

Ostatně poměr ztrát na východní frontě je dokladem taktické vyspělosti Němců, ale i kvalit obrněné techniky. On i sklon pancíře jaký měl Tiger I, (kolmý), ve skutečnosti mohl působit jako skloněný (záleželo na naklonění tanků a na úhlu dopadu střely).

Upřímně řečeno, poměr ztrát byl dán především použitou taktikou, kdy RA absolutně nebrala ohledy na ztráty.
Myšlenka, že i kolmý pancíř může působit jako skloněný je sice pravdivá, ale ve své podstatě platí i pro pancíř "skloněný z výroby" kdy jiný úhel dopadu střely zvyšuje pravděpodobnost odrazu střely (a i sílu pancíře kterou musí střela probít)

YAMATO · Příspěvek od **YAMATO** » 14/1/2009, 22:31

No o nevýrobě mohly do určité míry rozhodnout i srovnávací testy s VK 4501 (H), respektive událost ještě před jejich započetím, kdy VK 4501 (P) hned po vyvagónování zapadl a nebyl svhopen se vlastními silami vyprostit...a musel ho vytáhnout konkurent

Hektor · Příspěvek od **Hektor** » 15/1/2009, 13:50

Vývoj Porscheho podvozku už ďalej nepokračoval?

hydrostar · Příspěvek od **hydrostar** » 15/1/2009, 19:22

Abych řekl pravdu, tak ten princip pořád nechápu. Mně se to druhé kolo zdá volné, nevím teda jak to bylo odpružené, ale to zadní vypadá, že ani nijak. Neměl bys prosím tě lepší popis principu? Předpokládám, že to bylo odpružené torzní tyčí, ale to je tak všecko, co tak chápu.

Příspěvek od **sa58** » 15/1/2009, 19:54

Podle mě použil Porsche stejný systém i u tanku Maus. A od toho máme lepší obrázky podvozku.

Tunac · Příspěvek od **Tunac** » 16/1/2009, 23:29

hydrostar píše:
Abych řekl pravdu, tak ten princip pořád nechápu. Mně se to druhé kolo zdá volné, nevím teda jak to bylo odpružené, ale to zadní vypadá, že ani nijak. Neměl bys prosím tě lepší popis principu? Předpokládám, že to bylo odpružené torzní tyčí, ale to je tak všecko, co tak chápu.

Osobně si myslím, že odpružení nebylo, protože přední kolo a zadní kolo se podle nerovnosti otáčely okolo horního závěsu (dohromady tvořily trojúhelník, který se otáčel okolo horního rohu), takže pokud přední kolo najelo na hrb, tak se zvedlo, zadní zůstávalo v rovině. Horní závěs se zvedl asi jen o 1/2 zdvihu předního kola (odhad).

Tento způsob pohonu se objěvoval ještě v 70 rocích minulého století u východoněmeckých autograderů (bez odpružení) a nerovnosti v terénu nebyly v kabině moc cítit. Řekl bych, že jízda v terénu byla příjemnější jak v autě.