CC BY
14
The results of the study of transverse dynamic bends of elastic elements of rod shock absorbers by falling moving mass on the basis of the created experimental installation are presented. The obtained experimental results are compared with the results of physical and numerical modeling of the depreciation process using the author's software package.
Key words: elastic element, rod, bending, dynamics, experiment.
Baranov Viktor Leopoldovich, doctor of technical sciences, professor, ivts-spv1411 @yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Levin Artem Sergeevich, postgraduate, Russia, Tula, Tula State University,
Ter-Danilov Roman Arustamovich, candidate of technical sciences, docent, Russia, Tula State
University
УДК 629.37
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-43-47
АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ПРОИЗВОДСТВА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ГРУЗОВЫХ МОТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
П.С. Подколзин
В статье рассмотрены грузовые малогабаритные транспортные средства (ТС) российского производства, а также проведен сравнительный анализ отечественных малогабаритных ТС с зарубежными аналогами. Описаны варианты организации производства рассматриваемых ТС на территории Российской Федерации. Приведены перспективы развития отечественных мототранспортных средств.
Ключевые слова: малогабаритные транспортные средства, мотомашины, импортозамеще-ние, модульность.
Автомобильный транспорт давно стал неотъомлемой частью в жизни человека. По данным аналитического агенства «АВТОСТАТ» [1] на 1 января 2022 года в Росийской Федерации насчитывалось 59,6 млн. единиц транспортных средств. Значительную долю занимают легковые автомобили - 45,5 млн. ед. На втором месте легкая коммерческая техника - 4,22 млн. ед.Оставшийся прцент занимают грузовые автомобили-3,77 млн. ед.; прицепы и полуприцепы - 3,4 млн. ед.; мототехника - 2,27 млн. ед. и автобусы - 410 тыс. ед. (рис.1).
• Легковые автомобили 1 Легкая коммерческая техника ■ Грузовые автомобили Прицелы и полуприцепы ■ Мототехника ■ Автобусы
Рис. 1. Состав автомобильного парка России на 1 января 2022
43
На данный момент, приведенная статистика меняется. Согласно маркетинговым исследованиям в России растет спрос на мотоехнику. Связаны такие изменения с дефицитом новых легковых автомобилей. Объем российского рынка новых легковых автомобилей по итогам сентября 2022 года составил 44398 единиц, что на 60,4% меньше, чем за тот же месяц прошлого года [1]. При этом, спрос на мототехнику за последний год, вырос на 13,6 % [2]. В настоящее время в РФ мототехника относится к малогабаритным транспортным средствам (ТС) [3-4].
Актуальность работы обусловлена ежегодным увеличеним автотранспортных средств (в среднем на 1 млн. ед.), Согласно данным ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» [5] это обостряет проблемы городского транспортного потока: приводит к образованию заторов на дорогах, увеличеснию неблагоприятного воздействия на окружающую среду, снижению эффективности грузо- и пассажироперевозок (увеличению временных и ресурных затрат). Одним из решений рассматриваемых проблем, является использование и развитие отечественных малогабаритных транспортных средств в качестве наиболее перспективного сегмента транспорта РФ, что соответсвует приоритетному проекту «импортозамещения товаров и услуг», утвержденным Приказом Минпромторга России от 06.07.2021 г. № 2468[6].
В данной статье будут рассмотрены грузовые малогабаритные ТС российского производства, а также проведен сравнительный анализ отечественных ТС с зарубежными аналогами.
В настоящее время в качестве средств доставки наибольшим спросом пользуются грузовые транспортные средства малой грузоподъемности до 3,5 тонн. [7], что иллюстрирует рис. 2.
27К
в до 3,5т (выше 3,5гдо 12т всвыше 12т
Рис. 2. Распределение грузовых транспортных средств по грузоподъемности
Спрос на технику малой грузоподъёмности связан с тем, что при выполнении услуг по грузоперевозкам, в городах и густонаселенных районах, важны такие показатели как маневренность и малога-баритность. Для выполнения такой задачи отлично подходят грузовые мотороллеры, трициклы и квадрициклы, которые пользовались популярностью во времена СССР. Сейчас такую технику активно продолжают эксплуатировать в Азии, Латинской Америке, Африке и на Ближнем Востоке. Лидерами по производству техники данного класса являются: Китай, Япония и Корея.
В России есть несколько производителей подобных мотомашин: «ЯШпкеКа^о», Саранский ЗАКТ (трицикл «Шмель»), «Ка^агооЕ1еС:ш». Все эти компании выпускают свою продукцию с применением части комплектующих из других стран, преимущественно из Китая. Современные грузовые трициклы, квадрициклы сохранили достоинства своих предшественников и даже приумножили их. Во-первых, выросла грузоподъемность. Во-вторых, стало меньше проблем с пуском двигателя: появилось электронное зажигание. В-третьих, двигатели стали экономичнее: реальностью является расход топлива в объеме 3 л/100 км, появилась возможность установки тяговых электродвигателей в качестве силовой установки [8].
В таблице представлены основные характеристики мотомашин, производимых в России, и их популярных зарубежных аналогов.
Рассмотрим варианты организации производства рассматриваемых ТС представлены на территории Российской Федерации.
Первый вариант - производство по лицензии, т.е. организация сборочного процесса, практически, из готовых импортных комплектующих, с минимальной локализацией. Такой способ производства использует Акционерное общество «КТС» в Калужской области. Данное предприятие занимается сборкой электрических мототранспортных средств категории L7 «Ка^агаоЕ1еС:го». Уровень локализации 30% [9], большая часть комплектующих импортируется из Китая.
Второй вариант - организация собственного производства с применением импортных комплектующих. Например, Саранский завод альтернативной коммерческой техники (ЗАКТ) выпускает трицикл «Шмель». Мотомашина на 95 % выполнена из деталей российского производства [8], импортными являются двигатель и коробка переключения передач фирмы <^^ап», а также передняя вилка.
44
Третий способ - собственное производство из полностью отечественных комплектующих, является наиболее предпочтительным согласно проекту «импортозамещения товаров и услуг». Однако на данный момент, отечественных производителей, осуществляющих производство рассматриваемых транспортных средств таким способом, не существует.
Основные характеристики технические и стоимостные характеристики __рассматриваемых мотомашин__
Технические характеристики Габаритные размеры, мм Снаряженная масса, кг Грузоподъемность, кг Максимальная скорость, км/ч Максимальная мощность, кВт Стоимость, тыс. руб.
Модель мотомашины
Rutrike КАРГО 1500 60V1000W (Россия) 2900x1260x1050 295 600 25 1 от 300
«Шмель» (Россия) 3865х1285х1874;2 159 430-490 1000 60 12,5 250-300
Kangaroo Electro (Россия) 3600x1345x1765 587 600 52 4;5 от 1000
Zanella Z-max 200 Truck (Аргентина) 3600x1350x1780 550 250 70 11 300-370
LifanLF 800zn-P (Китай) 3490x1420x1850 592 350 50 27 от 200
Foton Wuxing FT 200ZH-7E (Китай) 3490x1450x1890 590 590 65 11 от 230
Piaggio APE 50 (Италия) - 510 175-205 38 1,8 357-428
В настоящее время производство отечестенных электрических мотомашин по сценарию последнего варианта невозможно, так как в Российской Федерации отсутствует или не освоена в массовом производстве подавляющая доля электронных компонентов 2-го и 3-го уровней. [10]. Данная проблема может быть решена согласно проекту Минпромторга России «Об утверждении стратегии развития автомобильной промышленности Российской Федерации до 2035 года». Реализация стратегии обеспечит конкурентоспособность российской автомобильной промышленности и возможность экспорта технологий на глобальном уровне за счет создания производств инновационного транспорта - электрических и гибридных автомобилей, включая автомобили на водородных топливных элементах, автономных автомобилей. В частности, планируется появление линейки высоколокализованных электрических автомобилей со значительными темпами роста продаж (65-70% в год с достижением доли электротранспортных средств в размере 15 % от совокупного объема автомобильного рынка в натуральном выражении к 2030 году), создание новых производств компонентов и материалов для электрического и гибридного транспорта с наращиваем их экспорта, включая тяговые батареи, ячейки к ним, катодные и анодные материалы, другие компоненты и материалы [10].
К перспективам отечественных мототранспортных средств также можно отнести использование модульной конструкции. Идея заключается в построении подвижного состава из функциональных блоков (модулей) в зависимости от поставленных задач, которые, в свою очередь, соединяются между собой путем применения быстроразъемных соединений, обеспечивая тем самым большое количество связей между элементами конструкции внутри функциональных блоков и минимальное между самими блоками [11]. Согласно проведенному анализу [12-17], данное решение является востребованным. В сфере грузовых доставок мототранспортными средствами, модульность, например, даст возможность применять различные модификации кузовов (тент, открытая платформа, рефрижератор и др.), это позволит перевозки грузов любого типа.
Таким образом, в современных условиях в Российской Федерации имеется существенная потребность в недорогих мототранспортных средствах, выпускаемых в рамках проекта «импортозамещения товаров и услуг». Для решения различных задач в сфере грузоперевозок целесообразно ввести модульную конструкцию рассматриваемых транспортных средств. Производство и выпуск транспортных средств данного класса сможет удовлетворить появившейся спрос на рынке.
Список литературы
1. АВТОСТАТ - Аналитическое агентство. Статистика автомобильного рынка в России. [Электронный ресурс] URL: https://www.autostat.ru (дата обращения: 10.011.2022).
45
2. Автомобильный портал. [Электронный ресурс] URL: https://www.drom.ru (дата обращения: 10.011.2022).
3. ГОСТ Р 52051-2003. Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения: государственный стандарт Российской федерации: дата введения 2004-01-01 / Разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). Москва,15 с.
4. Гост Р 51815-2001. Квадрициклы. Общие технические требования: государственный стандарт Российской федерации: дата введения 2001-10-08 / Разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). -Москва,11 с.
5. Ившин К.С. Теоретические и методологические основы дизайна малогбаритных транспортных средств: специальность 17.00.06 «Техническая эстетика и дизайн»: дис. на соискание ученой степени доктора технических наук/ Ившин Константин Сергеевич; Удмурсткий государственный университет. Москва, 2016. 432 с.
6. Приказ Минпромторга России от 06.07.2021 г. № 2468 «Об утверждении мероприятий по импортозамещению в автомобильной промышленности Российской федерации на период до 2024 года».
7. Федеральное дорожное агентство «РОСАВТОДОР». [Электронный ресурс] URL: https://rosavtodor.gov.ru (дата обращения: 10.011.2022).
8. Журнал «СпецТехника и коммерческий транспорт». [Электронный ресурс] URL: https://st-kt.ru (дата обращения: 10.011.2022).
9. Kangaroo electro - официальный сайт. [Электронный ресурс] URL: https://kangarooelectro.ru (дата обращения: 10.011.2022).
10. Проект Минпромторга России от 18 августа 2022 N б/н «Об утверждении Стратегии развития автомобильной промышленности Российской Федерации до 2035 года».
11. Модульность в конструкции автомобилей / О.В. Виноградов, Р.Н. Егоров, А.Н. Журилин // Международный технико-экономический журнал. Процессы и машины агроинженерных систем. 2018. С. 96-102.
12. Пат. RU 2705863 C1 МПКB60L50/00 B62D21/12 A61G3/00 B60K7/00 Модульныйэлектро-мобиль / Вагнер В.О., Щуровский Д.В.; патентообладатели Вагнер В.О., Щуровский Д.В. № 2018129444, 2018-08-13; заявл. 13.08.2018; опубл. 12.11.2019.
13. Пат. RU 2042564 C1; МПК B62L3/04 Трехколесное мототранспортное средство / Балахтар А.И., Титов П.А., Чибисова М.В., Трунов А.Н.; патентообладатель Акционерная компания Туламашза-вод. - № 93007153/11, 1993-02-04; заявл. 04.02.1993; опубл. 27.08.1995.
14. Пат. RU 2043221 C1; МПК B60P7/08 B62D61/02 Трехколесное транспортное средство с прицепом / Балахтар А.И., Титов П.А., Трунов А.Н., Чибисова М.В., Дубленский В.Д.; патентообладатель Акционерная компания Туламашзавод. № 5059811/11, 1992-07-01; заявл. 1.07.1992; опубл. 10.09.1995.
15. Пат. RU 2038251 C1; МПК B62K11/00 Одноколейное моторизованное транспортное средство с прицепным грузовым модулем / Балахтар А.И., Титов П.А., Липатова Л.И., Игнатов В.Д., Тунегова Л.А.; патентообладатель Акционерная компания Туламашзавод. № 5061264/11, 1992-09-02; заявл. 02.09.1992; опубл. 27.06.1995.
16. Пат. RU 2038250 C1; МПК B62K27/10 B62K13/04 Транспортное модульное средство / Ку-желев В.В., Ефанов А.В.; патентообладатель Научно-Производственное Предприятие «Дельта». № 5047940/11, 1992-06-15; заявл. 15.06.1992; опубл. 27.06.1995.
17. Пат. RU 2031041 C1, МПК B622K11/00 B62K11/02 Модульная конструкция транспортного средства / Балахтар А.И., Титов П.А., Дронов Е.А., Липатова Л.И., Чибисова М.В.; патентообладатель Акционерная компания Туламашзавод. № 5042050/11, 1992-05-14; заявл. 14.05.1992; опубл. 20.03.1995.
18. Проблемы стратегии развития автомобильной промышленности и пути их решения / Д.А. Акимкина // Журнал «Экономический анализ: теория и практика». 2013. С. 27-37.
19. Comparing the Use of Small Sized Electric Vehicles with Diesel Vans on City Logistics / Sandra Melo, Patricia Baptista, Alvaro Costa // Procedia - Social and Behavioral Sciences, Volume 111, 5 February 2014. P. 1265-1274.
Подколзин Павел Сергеевич, студент, pavel2001serseevich@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF PROSPECTS FOR THE PRODUCTION OF DOMESTIC CARGO MOTOR VEHICLES
P.S. Podkolzin
The article considers small-sized cargo vehicles (TS) of Russian production, as well as a comparative analysis of domestic small-sized vehicles with foreign analogues. The variants of the organization of the produc-
tion of the considered vehicles on the territory of the Russian Federation are described. The prospects for the development of domestic motor vehicles are given.
Key words: small-sized vehicles, motor vehicles, import substitution, modularity.
Podkolzin Pavel Sergeevich, student, pavel2001sergeevich@;yandex. ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 004.032.26
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-47-52
ПРИМЕНЕНИЕ СЕТЕЙ РАДИАЛЬНО-БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ В БЕСПОИСКОВЫХ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМАХ
Н.А. Беззубов, С.В. Феофилов
В статье рассматриваются виды структур беспоисковых адаптивных систем управления с использованием нейронных сетей радиально-базисных функций, обучаемых по методу градиентного спуска. Представлено математическое описание нейросетевой адаптивной системы самонастройки с эталонной моделью и адаптивной системы с идентификатором на базе радиально-базисных нейронных сетей. Приведены примеры моделирования каждой структуры.
Ключевые слова: нейросетевое управление, градиентный спуск, адаптивное управление, самонастраивающаяся система, управление с эталонной моделью, сети радиально-базисных функций.
С момента появления в 1940-х годах идеи о вычислительных возможностях сетей, состоящих из простых моделей нейронов, нейросетевые методы претерпели значительные изменения и успешно применяются во многих инженерно-технических направлениях [1]. Основным преимуществом нейронных сетей, обуславливающим их активное исследование в части создания систем нейроуправления, является способность адаптироваться к изменению свойств объекта управления и внешней среды [2].
Во многих реальных технических системах существуют нелинейности, немоделируемая динамика, не поддающийся измерению шум, многоконтурность и другие явления, создающие трудности при синтезе регулятора динамической системы. Классическая и современная теория автоматического управления, включающая в себя методы адаптивного и оптимального управления, предполагает заранее определенную математическую модель управляемой системы, что как правило на практике невозможно в силу вышеперечисленного. Адаптивность нейросетевых структур позволяет корректировать в реальном времени функцию управления при неконтролируемых изменениях статических и динамических характеристик объекта, используя текущую измерительную информацию в системе.
Рассмотрим два вида беспоисковых систем адаптивного управления динамическим объектом с применением нейронных сетей радиально-базисных функций.
Типы адаптивных систем управления. Адаптивные системы управления включают в себя объект, регулятор и адаптор. Объект и регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие на объект, образуют основной контур. Регулятор содержит варьируемые параметры. Адаптор на основе обработки доступной ему информации вырабатывает управляющий сигнал, производящий поднастройку варьируемых параметров. Регулятор совместно с адаптером образуют адаптивный регулятор. Адаптор выполняет две функции: изучение объекта и настройку регулятора [3].
Адаптивные системы делятся на самоорганизующиеся (системы с переменной структурой регулятора) и самонастраивающиеся системы (СНС). СНС бывают поисковые (системы, использующие специальные поисковые сигналы для поиска решения) и беспоисковые. Беспоисковые СНС в свою очередь делятся на системы с эталонной моделью, содержащие в своем составе в том или ином виде математическую модель с эталонными характеристиками и системы с идентификатором, содержащие в своем составе идентификатор для построения математической модели объекта управления в реальном времени.
Сети радиально-базисных функций. Нейронные сети радиально-базисных функций (Radial Basis Function Neural Network - RBFNN) были впервые предложены в работе [4]. Свое название сети получили из-за отличительной особенности в виде использования в качестве функций активации нейронов радиально-базисных функций вместо S-образных функций (гиперболический тангенс, сигмоида).
Классическим вариантом радиально-базисной функции является функция Гаусса:
2
х - cj
hj = exp(--2—), j=1,2,..., m'
j 2bj
