УДК 656.13:005.6
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-185-186
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
В.А. Матвеев, Р.С. Загидуллин
В работе проведено экспериментальное исследование динамических нагрузок на контейнер космических аппаратов, зарегистрированных по результатам испытательных автомобильных транспортировок с аэропорта до площадки космодрома. По результатам анализа зарегистрированных данных определены зависимости динамических воздействий от скоростного режима автотранспорта и разработаны мероприятия для повышения качества автомобильной транспортировки контейнеров космических аппаратов.
Ключевые слова: качество, автомобильная транспортировка, динамические нагрузки, ракетно-космическая техника.
Транспортировка изделий ракетно-космической техники (РКТ) является одним из важных этапов жизненного цикла. От правильно разработанной технологии транспортировки зависит не только финансовые и временные ресурсы, но и состояние (сохранность) изделия РКТ на момент доставки и после выгрузки на месте назначения, а значит и успех всей пусковой компании [1-3].
Транспортировка изделий РКТ имеет ряд особенностей по сравнению с транспортировкой изделий гражданского назначения [1-3]:
1) преимущественно большая масса и габаритные размеры изделий РКТ;
2) чувствительность корпуса изделий РКТ к восприятию изгибающих моментов и ударных нагрузок;
3) чувствительность аппаратуры космических аппаратов (КА) и ракет-носителей к перегрузкам;
4) необходимость режима термостатирования (постоянного поддержания температурно-влажностного режима) и чистоты воздуха по концентрации частиц внутри транспортировочных агрегатов изделий РКТ.
После разгрузочных работ в аэропорту изделия РКТ транспортируются на площадки космодромов с помощью автомобильного транспорта. Основными недостатками автомобильной транспортировки являются низкого качества дорожное покрытие и высокий спектр нагружения изделий РКТ. Высокий спектр нагружения изделий РКТ во время автомобильной транспортировки вызван многократными циклами ускорения и торможения автотранспорта [4]. Превышение критических значений нормативно установленных транспортировочных динамических нагрузок на этапе автомобильной транспортировки негативно влияет на сохранность транспортируемых изделий РКТ.
Таким образом, целью работы является повышение качества автомобильной транспортировки изделий РКТ за счет разработки мероприятий на основе анализа зарегистрированных динамических нагрузок.
В соответствии с вышепоставленной целью поставлены следующие задачи:
1) провести испытательные автомобильные транспортировки изделия РКТ с аэропорта до площадки космодрома;
2) определить факторы, приводящие к максимальным динамическим нагрузкам, зарегистрированных при испытательных транспортировках;
3) разработать мероприятия для повышения качества автомобильной транспортировки изделий РКТ.
В качестве изделия РКТ для транспортировки с аэропорта до площадки космодрома принят грузомакет контейнера КА, состоящий из 2-х стандартных 20-ти футовых контейнера с закрепленными внутри них металлическими рамами для имитации массо-центровочных характеристик штатных контейнеров с КА. Общая масса грузома-кета составляет 20 тонн.
Для транспортирования грузомакета использовался полуприцеп с характеристиками, приведенными в
табл. 1.
Таблица 1
Характеристики полуприцепа_
№ п/п Наименование параметра Значение
1 Грузоподъёмность, кг 65000
2 Масса, кг 15600
3 Погрузочная высота опорной поверхности, мм 895±15
4 Длина грузовой платформы, мм 12370±50
5 Ширина грузовой платформы, мм 2500±10
6 Тип подвески Пневматическая
7 Количество осей 5
8 Расстояние между осями, мм 1360
9 Количество колес 20
10 Характеристики автошины с радиальным кордом : ширина, мм / отношение высоты профиля к ширине, %; диаметр диска (обода), дюйм 235/75 R17,5
11 Максимальная допустимая скорость, км/ч 60
Закрепление контейнеров проведено с помощью поворотных фитинговых замков. Для контроля транспортировочных воздействий использовались пять систем СКРУТ 44-01 АМ (Система контроля и регистрации условий транспортирования). Каждая система СКРУТ 44-01 АМ представляет из себя автономный малогабаритный блок-регистратор, обеспечивающий получение, обработку и накопление информации по условиям транспортирования, поступающей от предусмотренных в конструкции блока СКРУТ датчиков ускорения, темпера-
туры и влажности. Четыре системы СКРУТ установлены на угловые нижние фитинги снаружи контейнеров. Пятая система СКРУТ закреплена на металлической раме внутри контейнера в месте расположения центра масс контейнера.
Общий вид транспортировочного агрегата с установленным на него грузомакетом с системами СКРУТ приведен на рис. 1.
Проведены две тренировочные автоперевозки грузомакета контейнеров КА между аэропортом и площадкой космодрома. Транспортировка выполнены в течение двух календарных дней. Применено одинаковое транспортное оборудование: тягач, полуприцеп, грузомакет, системы СКРУТ. Управление автотранспортом проведено одним и тем же водителем. Погодные условия и качество дорожного покрытия для двух случаев транспортировок были идентичные.
Испытательные транспортировки выполнены с разными скоростными режимами на участках маршрута вне территорий населенного пункта и аэропорта. Водитель тягача был проинформирован в части требований по максимальным значениям скоростного режима. При этом в рамках допустимого диапазона фактическая скорость движения выбрана водителем с учётом качества конкретного дорожного покрытия на каждом участке маршрута. После проведения первой транспортировки водитель тягача проинформирован об участках маршрута, на которых были зарегистрированы максимальные значения динамических нагрузок.
В табл. 2 представлены значения скоростного режима на разных участках маршрута.
Таблица 2
Значения скоростного режима на разных участках маршрута_
№ п/п Участок маршрута Установленная максимальная скорость движения, км/ч
Первая транспортировка Вторая транспортировка
1 Аэропорт 5 5
2 Трасса до КПП №5 40 45
3 Проспект Гагарина 40 40
4 Улица Пионерская 40 40
5 Проспект Абая 40 40
6 Улица Янгеля 40 40
7 Улица Сейфуллина 40 40
8 Проспект Королева 40 40
9 Трасса от КПП №1 до КПП №7 40 45
10 Трасса до МИК 40 45
Системами СКРУТ 44-01 АМ зарегистрированы значения динамических нагрузок, превышающие 0,16g в диапазоне частот до 60Гц. Динамические нагрузки регистрировались по трём направлениям: продольном (направление движения), вертикальном, боковом.
Для анализа результатов измерений информация по зарегистрированным ударным воздействиям систематизирована по направлению ударного воздействия в привязке к участку маршрута и представлена в диаграммы столбчатого вида (рис. 2-4).
На рис. 2 представлены значения динамических нагрузок по продольному направлению (направление движения), g.
Ш 1-я [;<-< | ■ ' "."I" ■ 2-я транспортника
Рис. 2. Значения динамических нагрузок по продольному направлению На рис. 3 представлены значения динамических нагрузок по вертикальному направлению, g.
Рис. 3. Значения динамических нагрузок по вертикальному направлению
На рис. 4 представлены значения динамических нагрузок по боковому направлению, g.
■ 1-я транспортировка V 2-я транспортировка
Рис. 4. Значения динамических нагрузок по боковому направлению
Далее по каждому участку проведено сравнение условий по скорости и уровню значений динамических нагрузок (табл. 3).
Таблица 3
Значения скоростного режима на разных участках маршрута_
№п/п Участок маршрута Изменение установленной максимальной скорости транспортировки Существенные изменения уровня ударных воздействий (более 0,1 g)
продольное направление вертикальное направление боковое направление
1 Аэропорт не изменялась не выявлены уменьшился не выявлены
2 Трасса до КПП №5 увеличилась не выявлены не выявлены не выявлены
3 Проспект Гагарина не изменялась уменьшился уменьшился уменьшился
4 Улица Пионерская не изменялась не выявлены не выявлены не выявлены
5 Проспект Абая не изменялась не выявлены уменьшился не выявлены
6 Улица Янгеля не изменялась не выявлены уменьшился не выявлены
7 Улица Сейфуллина не изменялась не выявлены не выявлены не выявлены
8 Проспект Королева не изменялась не выявлены уменьшился не выявлены
9 Трасса от КПП № 1 до МИК увеличилась не выявлены не выявлены увеличился
Из табл. 3 отмечено следующее:
1) на участках маршрута, для которых была сохранена начально установленная максимальная скорость движения, значения динамических нагрузок при второй транспортировки уменьшились или остались на уровне первой транспортировки.
2) на участках маршрута, для которых была увеличена максимальная скорость движения, существенного изменения значений динамических нагрузок по продольной и вертикальной осям не зарегистрировано. Однако для самого продолжительного трассового участка «КПП №1-МИК» имеется значительное увеличение значения динамических нагрузок по боковому направлению - на 0,3 g.
Для более детального анализа результатов измерений для участка маршрута КПП №1- МИК построены диаграммы точечного вида, на которых отражены зафиксированные в центре масс грузомакета контейнера значения отдельных ударных динамических воздействий во время 1-ой и 2-ой транспортировки. За нулевое значение динамических нагрузок на горизонтальной оси графика принят момент отъезда от КПП №1.
На рис. 5 представлены значения отдельных ударных динамических воздействий по продольному направлению на участке маршрута КПП №1- МИК.
На рис. 6 представлены значения отдельных ударных динамических воздействий по вертикальному направлению на участке маршрута КПП №1- МИК.
На рис. 7 представлены значения отдельных ударных динамических воздействий по боковому направлению на участке маршрута КПП №1- МИК.
♦
I 0,2 :
-я—а ♦ ♦
m *
| 0,15
к
-■
: ;
*
♦ ♦
* 2-я транспортировка
■ 1 -я транспортировка
0:?1:ЗС а :23:4В
Время транспортировки
Рис. 5. Значения отдельных ударных динамических воздействий по продольному направлению на участке
маршрута КПП №1- МИК
По графикам на рис. 5 и 6 и по табл. 3 отмечено следующее:
1) увеличение максимально установленной скорости движения на 5 км/ч на прямолинейном трассовом участке не повлекло существенного увеличения отдельных ударных воздействий по продольной и вертикальной осям.
2) ударные воздействия в боковом направлении после увеличения скорости значительно возрастают.
188
0,35
II 1
| 0,15
■ ♦
♦ ♦
♦ ♦
♦ ♦ ♦
♦ ■ ■ ♦
+ 2-й транспорт ироцкэ ■ 1-я транспортировка
♦ ♦
1 0,1 а. £
о,аь
о
о:оосоо 0:07:12 0:14:24 0:21:36 0:28:4в о:зеоо 0:43:12 0:ис24
Эрвтли транспортировки
Рис. 6. Значения отдельных ударных динамических воздействий по вертикальному направлению
на участке маршрута КПП №1- МИК
0,7
0,1
О
000:00 0:07:12 0:14:24 0:21:36 0:2&№ 0:36:00 0:43:12 0:50:24
Время транспортирования
♦ 2 ■ к тр.1 не пс :)1 ироана .. 1-д транспортировка
Рис. 7. Значения отдельных ударных динамических воздействий по боковому направлению на участке маршрута КПП №1- МИК
На основе анализа тренировочных автоперевозок грузомакета контейнеров КА между аэропортом и площадкой космодрома сформулированы следующие выводы:
1) снижение ударных транспортировочных воздействий возможно достигнуть за счёт предварительного тренировочного прохождения маршрута тем же водителем. Это обуславливается появлением у водителя опыта проезда маршрута и информации по результатам измерений ударных воздействий предшествующей поездки, позволяющими водителю выбирать локальную траекторию и скорость движения в рамках установленного скоростного диапазона на определенных уже знакомых водителю неровных участках.
2) увеличение максимально установленной скорости движения на прямолинейном трассовом участке «КПП №1-МИК» не повлекло существенного увеличения отдельных ударных воздействий по продольной и вертикальной оси, но привело к существенному увеличению ударных воздействий в боковом направлении, обусловленных раскачиванием прицепа на близких к максимально установленным скоростям. Решение по дальнейшему повышению скорости транспортирования изделий РКТ в подобных конфигурациях должно приниматься, в первую очередь, с учётом наличия достаточного запаса по допустимым боковым динамическим воздействиям.
Для повышения качества автомобильной транспортировки изделий РКТ авторами на основе результатов испытательных транспортировок разработаны следующие рекомендации:
1) предусматривать специальные «тренировочные» проезды накануне штатных транспортировок;
2) выбор скоростного режима транспортировки проводить с учетом наличия достаточного запаса по допустимым боковым динамическим нагрузкам на изделие.
Дальнейшие исследования направлены на повышение качества автомобильной транспортировки крупногабаритных изделий ракетно-космической техники - полублоков и блоков ракет-носителей.
Дальнейшие исследования направлены на повышение качества автомобильной транспортировки крупногабаритных изделий ракетно-космической техники - полублоков и блоков ракет-носителей.
Список литературы
1. Загидуллин Р.С., Митрошкина Т.А., Вырыпаев Е.А., Антропов А.М. Анализ рисков и выбор вида транспорта для доставки изделий ракетно-космической техники на примере АО «РКЦ «Прогресс» // Молодежь. Техника. Космос: труды двенадцатой общерос. молодежн. науч.-техн. конф. В 4 т. Т. 1. С. 108-113.
2. Загидуллин Р.С. Анализ и повышение качества технологии автомобильной транспортировки изделий ракетно-космической техники // Исследования и перспективные разработки в машиностроении: материалы VII науч.-практ. конференции молодых ученых и специалистов, Комсомольск-на-Амуре, 22-23 сентября 2022 г. / отв. ред. Р.А. Физулаков. Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВО «КнАГУ», 2023. С. 33-42.
3. Rozhok A., Sushchev S., Tatarinov V., Revetria R. Risk analysis technique for emergency situations of man-made character during the transportation of dangerous goods by road transport to the cosmodrome // AIP Conference Proceedings. Vol. 2171. No. 1. AIP Publishing LLC, 2019. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5133226.
4. Матвеев В.А., Малышев В.Ю., Загидуллин Р.С. Анализ динамических нагрузок на грузомакет контейнера космических аппаратов // IV Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении» 18-20 апреля 2023 г.: сборник докладов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2023. С. 132-134.
Матвеев Виталий Александрович, начальник конструкторского отдела наземного оборудования, matveyev@inbox.ru, Россия, Самара, АО «Ракетно-космический центр «Прогресс»,
Загидуллин Радмир Салимьянович, ассистент, ведущий инженер-конструктор, Zagidullin Radmir@mail.ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва, АО «Ракетно-космический центр «Прогресс»
STUDY OF DYNAMIC LOADS DURING AUTOMOBILE TRANSPORTATION OF PRODUCTS OF ROCKET AND SPACE TECHNOLOGY
V.A. Matveev, R.S. Zagidullin
In this paper, an experimental study of dynamic loads on the container of spacecraft, registered according to the results of test road transportation from the airport to the cosmodrome site, was carried out. Based on the results of the analysis of the recorded data, the dependences of dynamic effects on the speed of vehicles were determined and measures were developed to improve the quality of automobile transportation of spacecraft containers.
Key words: quality, automobile transportation, dynamic loads, rocket and space technology.
Matveev Vitaly Aleksandrovich, head of the ground equipment design department, matveyev@inbox.ru, Russia, Samara, Joint Stock Company Space Rocket Centre Progress,
Zagidullin Radmir Salimyanovich, postgraduate, principal design engineer, Zagidullin Radmir@mail.ru, Russia, Samara, Samara National Research University, Joint Stock Company Space Rocket Centre Progress
УДК 658.5
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-190-191
АНАЛИЗ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРУДОВЫМИ РЕСУРСАМИ КАК НЕОТЪЕМЛЕМАЯ ЧАСТЬ ОПЕРАТИВНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЛАНИРОВАНИЯ СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ВООРУЖЕНИЯ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ В МЕСТАХ БАЗИРОВАНИЯ
С.А. Васин, М.Е. Дьячков
В статье раскрывается важность анализа обеспечения трудовыми ресурсами при оперативно-производственном планировании работ по сервисному обслуживанию вооружения и военной техники в местах базирования. Определен механизм расчета минимальной численности основных производственных рабочих, требующихся для выполнения работ, с учетом специфики производственного процесса.
Ключевые слова: сервисное обслуживание, оперативно-производственное планирование, трудовые ресурсы, вооружение и военная техника.
Важнейшей составляющей жизненного цикла изделия вооружения и военной техники (далее - ВВТ) на этапе эксплуатации является сервисное обслуживание. Согласно ГОСТ РВ 0101-001-2007 оно проводится как в заводских, так и в войсковых условиях и при этом включает в себя работы по техническому диагностированию
190