CC BY
53
Баннов Вадим Владимирович
Bannov Vadim Vladimirovich Омский филиал Военной академии тыла и транспорта Omsk branch of the Military Academy of logistics and transport доцент кафедры / associate Professor of the Department
E-Mail: wwb2@list.ru
05.00.00 - Технические науки
Повышение проходимости малогабаритных транспортных средств
специального назначения
Increase passability of small-sized special vehicles destination
Аннотация: В статье изложены результаты возможности достижения необходимой профильной проходимости малогабаритных транспортных средств на стадии проектирования применением метода изменения дорожного просвета и разработанного средства.
The Abstract: The article describes the possibilities of achieving the necessary profile crosscountry ability of small-sized vehicles at the design stage using the method changes the clearance and developed tools.
Ключевые слова: Транспортное средство, дистанционное управление, проходимость автомобилей, подвижность.
Keywords: Vehicle, remote control, cross-car mobility.
***
Начиная с 90 годов прошлого века, постоянно расширяется сфера применения малогабаритных транспортных средств с дистанционным управлением (МТСДУ), в частности при мониторинге окружающей среды с повышенным уровнем загрязнения, в ходе ликвидации последствий природных и техногенных катастроф [2]. Колесные МТСДУ начинают использоваться в условиях резко-пересеченной местности с естественными и искусственными преградами в виде кюветов, рвов, стенок, пней, валунов и т.д. при средних скоростях движения до 15-20 км/час [2]. Это обуславливает необходимость совершенствования их конструкции для обеспечения важного эксплуатационного свойства -проходимости, т.е. возможности движения в этих условиях без застревания.
В теории автомобиля хорошо изучены особенности взаимодействия колеса с различными грунтами, разработаны методы оценки проходимости, соответствующие показатели и критерии [1,3]. Проходимость делится на опорную и профильную [3]. Опорная проходимость определяет возможность движения в ухудшенных дорожных условиях по деформируемым грунтам. Известны методы достижения необходимой опорной проходимости на стадии проектирования, применимые и для МТСДУ, в частности повышающие сцепление колес с грунтом и обеспечивающие соответствие тяговой мощности сопротивления движению [1,3], особенно для увеличения до 50-60 % угла преодолеваемого подъема.
Однако известные методы достижения необходимой профильной проходимости автомобилей на стадии проектирования не вполне применимы для МТСДУ, в силу существенно меньших конструктивных размеров, в первую очередь диаметра колес и дорожного просвета. Анализ показывает обязательность выполнения для МТСДУ известных рекомендаций для повышения проходимости, например максимальное увеличение углов свеса
и поперечного радиуса проходимости, что позволяет преодолевать преграды повышенной крутизны [1,3]. В тоже время применение других известных методов не может дать желаемого результата для транспортных средств с базой до 1000 мм. Известно, что для колесных транспортных средств высота преодолеваемой преграды или ширина рва зависят от радиуса колес и колесной формулы машины. Так, высота преодолеваемой вертикальной преграды не может превышать 2/3 радиуса колеса, а ширина преграды (рва) 1/2 размера базы. Для МТСДУ эти размеры преград соответственно равны: высота не более 50-70 мм, ширина не более 500 мм. По размерам преодолеваемых преград гусеничные машины не имеют существенных преимуществ. Недостаточная профильная проходимость анализируемых транспортных средств существенно ограничивает эффективность их применения.
Это указывает на актуальность разрешения проблемы достижения необходимой профильной проходимости МТСДУ на стадии проектирования. Безусловно, в технике существуют различные средства обеспечения подвижности наземных объектов, например применением движителей на основе рычажных многозвенников, воздушной подушки и т.д. Однако в данном случае их применимость должно быть обусловлена экономической целесообразностью. Повышение проходимости МТСДУ не должно сопровождаться существенным увеличением их стоимости. Это указывает на необходимость разработки нетрадиционных методов и соответствующих средств.
Применение алгоритма решения изобретательских задач [4] позволило обосновать эффективность для решения проблемы известного метода изменения дорожного просвета [1] и разработать систему вертикального подъема корпуса при наезде на преграду на основе серийно выпускаемых подушек безопасности, рис. 1.
Система состоит из расположенного в корпусе машины 1 пневматического или пиротехнического патрона 2 и подушки 3. При приближении к преграде на определенной скорости У1 по команде оператора заряд срабатывает, что приводит к наполнению воздухом и раскрытию подушки 3. За счет подъемной силы Р корпус 1 поднимается вверх со скоростью У2, дорожный просвет увеличивается и МТСДУ преодолевает преграду по траектории определяемой результирующей скоростью У2.
Рис. 1. Схема действия системы вертикального подъема корпуса
1 - корпус машины; 2 - пиропатрон; 3 - подушка; Н- высота преграды (стенки); Ь - ширина преграды (рва); Р - подъемная сила подушки; VI - скорость машины; ¥2 - скорость вертикального подъема; ¥3 - результирующая скорость перемещения.
Моделирование процесса показывает, что транспортное средство массой до 120 кг, базой 900 мм и колесной формулой 4 х 4 может на скорости 20 км/ч преодолеть преграду высотой до 500 мм и шириной до 800 мм.
Система имеет ряд существенных технико- экономических преимуществ:
• рациональное сочетание цены и качества; при значительном повышении
проходимости (до 8-10 раз по высоте и до 1,5 по ширине преграды) стоимость транспортного средства возрастает всего на 12-15%, так как компоновка системы в корпусе машины не требует значительных конструктивных изменений, а стоимость системы при наличии серийного производства подушек невелика;
• высота преодолеваемой преграды практически не зависит от радиуса колес;
• ширина преодолеваемой преграды (рва) в основном зависит от скорости движения машины, а не от размера её базы.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности достижения необходимой профильной проходимости малогабаритных транспортных средств на стадии проектирования применением метода изменения дорожного просвета и разработанного средства. Это существенно повышает эффективность применения МТСДУ в экстремальных условиях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агейкин Я.С. Проходимость автомобиля.- М.: Машиностроение, 1981.-232 с.
2. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач.-Новосибирск: Наука, 1986.-200 с.
3. Кутьков Г.М. Технологические основы и тяговая динамика мобильных энергетических средств. - М: МГАУ, 1992. - 154 с.
4. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств.-М.: Машиностроение,1989.-240 с.
Рецензент: Чернявский Дмитрий Иванович, заведующий кафедрой «Менеджмент», доктор технических наук, доцент. Омский государственный технический университет.
