Приведённая эквивалентная колебательная модель платформы под ЗРПК на базе СГМ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 629.114

В.В. Зеленов, сов. ген. директора, 8-903-840-51-69, [email protected],

Ю.А. Савенков, зам. ген. директора, 8-910-556-53-30, [email protected],

В.А. Кисляк, нач. отдела, (4872) 46-94-03, [email protected] (Россия, Тула, ГУП «КБП»)

ПРИВЕДЁННАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ПЛАТФОРМЫ ПОД ЗРПК НА БАЗЕ СГМ

Для слабюнесущих и мягких грунтов предложен вид подвески для гусеничного шасси с установленным вооружением, который будет обеспечивать выравнивание эпюры нормальных нагрузок с минимизацией колебаний во всём частотном диапазоне как в режиме движения, так и в процессе стрельбы.

Ключевые слова: система подрессоривання, коэффициент демпфирования, сочленённая гусеничная машина.

В процессе охраны воздушных рубежей РФ в районах Заполярья и Дальнего Востока имеют место преимущества использования сочленённой гусеничной машины (СГМ) в качестве подвижной универсальной платформы для зенитных комплексов и артиллерийских систем. С учётом профиля местности и низкой несущей возможности грунта необходимо создать систему подрессоривания, способную обеспечить: заданную эпюру нормальных нагрузок; параметры плавности хода с возможностью вести огонь на ходу; мощность, потенциальную энергию стрельбы с возможностью своеобразного «перекачивания» энергии (несущая способность), амортизировать между звеньями СГМ и внутри звена, передавая импульс с борта на борт. Система подрессоривания должна обеспечивать минимальные среднеквадратичные ускорения на местах водителя и расчета

= (0,7 — 0,8)^^ и редкие максимальные gmax = (1,5 - 2,0^; а также мак-

симально допустимые на корпус gmaxдon. = 2,5^.

Существующие уравнения колебаний для СГМ, используемых в качестве транспортно-тяговых машин, учитывают, как правило, вертикальные (по координате г) и продольные угловые (<р) колебания соответственно:

тг + каг + С.г = Р.Ц); ^

/>.ф + ^ФФ + СфФ = ^ф(0, и не учитывают поперечные угловые колебания (у — угол колебаний) относительно осиХ, особенно при повороте башни в сторону:

1хУ + ка^ + СуУ = Р1{ 0, (2)

где 2,2,2 - амплитуды всех производных вертикальных колебаний; <р,ф,ф - амплитуды всех продольных колебаний (галопирование); у, у, у -амплитуда, скорость, ускорение угловых поперечных колебаний (покачи-

вание); т - масса; 1У - моменты инерции относительно оси У; С2, С9 - жёсткость подвески, линейная и угловая; ка 2, ка (р - коэффициенты сопротивления амортизаторов, линейный и угловой; Р(0 - внешнее линейное воздействие СР=<7, высота неровности); Р^) - угловое воздействие.

Труднее решается вопрос, когда учитываются сложные упруго деформирующие связи С г , кау между звеньями и бортами (рис. 1).

С2ї \ І2 Сг -ШАг К,у / \

у ". -л— —с А ъ

т.

сЕ

ЬЛЛЛЛг

а б

Рис. 1. Приведённая (эквивалентная) колебательная модель СГМ (б) со схемой упругих С и демпфирующих к связей (а)

Известны методы определения приведённых жёсткостей [4], коэффициентов демпфирования, в том числе и при различных коэффициентах амортизаторов касж и каотб, в частности:

. сгс2

с

— С±С с

пр\ ^1 т ^пр ^ ^ ■> "а пр ’ "аир

1 + с2 2

Ъ~ _1_ Ь'

^ а сж а отб

а пр

(3)

сг + с2

где СЬС2, - упругие связи; Спр- приведённая жёсткость; капр-приведённый коэффициент сопротивления амортизаторов (касж- при ходе сжатия, каот6 - при ходе отбоя); ка, - коэффициент сопротивления /-го амортизатора.

Таким образом, требования для СГМ по плавности хода должны обеспечивать одновременное снижение негативных последствий стрельбы: вдоль, поперёк и под углом к продольной оси корпуса (рис. 2), воспринимая энергию выстрелов.

ч

У

Ч

X-

45°

? 4 і

т.0

4

р

реакт

N / ч/

X

і ■= —

"а\

С

о

о

У

Г

х

а б в

Рис. 2. Формирование поперечных колебаний корпуса в процессе

стрельбы при курсовом угле 45°'

Учитывается, что башня с вооружением массой тб и соответствую-тттим моментом инерции I = тр , где р - радиус инерции (рис. 2, в), поворачивается относительно вертикальной оси 2, а вектор стрельбы и отдачи может быть отклонен вверх-вниз до 45°, перераспределяя нагрузки на задние и передние катки. В точке опоры башни будут действовать и активные, и реактивные силы (реактивный момент отброшенной связи).

Так как корпуса (звенья) СГМ одновременно находятся в условиях кинематического и силового нагружений, при проектировании системы подрессоривания и упругодеформирующей связи звеньев (рис. 1) следует искать решение, удовлетворяющее этим условиям.

Необходимо учитывать, что СГМ должна обладать высокими скоростными (Утах = 60-70 км/ч) и разгонными качествами, так как противник через 1-5 мин сумеет засечь её координаты и уничтожить. Время для стрельбы может составлять 1-6 мин. Первые 200 м ЗРПК должен преодолеть за 20-25 с с тем, чтобы выйти из зоны поражения. Этому могут препятствовать не только недостаточные динамические характеристики, но и неприспособленная система подрессоривания.

Таким образом, в плане решаемой задачи проблемными направлениями являются: фактическое утяжеление существующих СГМ (ДТ-ЗОПМ) после установки ЗРПК; бронирование; разработка упруго-демпфирующей подвески, работающая и в маршевом режиме и во время стрельбы; разработка элеваторной системы подачи боеприпасов с одного звена (как с транспортно-заряжающей машины) на другое звено. Поэтому предлагается на штатные СГМ установить гидроамортизаторы [3] достаточной мощности, включенные в общую систему подрессоривания.

Поэтому два спектра внешних воздействий на обычную систему подрессоривания: от местности и энергии выстрелов (с учётом вида и курсового угла стрельбы), суммируются. Рассчитывается передаточная функция систем Шподрес как отношение реакций системы подрессоривания на внешние воздействия. Алгоритм расчета системы подрессоривания в самом общем виде представляется следующим образом:

1. Назначается с учётом опыта в танкостроении величина относительного коэффициента затухания колебаний = 0,2 - 0,3. При этом 'Ро = р / (о, р = к(

а пр

т или р капр / 1у или р =капр / 1Х с учётом вида колебаний курсового угла стрельбы, где р - коэффициент затухания (2-3 с1), со - частота свободных (собственных) колебаний, равная для линейных угловых колебаний соответственно:

со

\

2ІС,

т

і.

СО

ад

тир.

(4)

где ру - радиус инерции относительно оси У.

2. Рассчитывается декремент затухания:

Б = ер\

В = е27№\

(5)

который должен обеспечивать заданную интенсивность затухания колебаний; ¥0 - относительный коэффициент затухания (0,2 - 0,3).

3. Определяются значения потенциальной и удельной потенциальной энергии системы подрессоривания и сравниваются с допускаемыми значениями (0,4 - 0,5 м) соответственно:

Я

77

2

к

О

Оп тгм§■>

(6)

п

где щ - число катков; - масса, приходящаяся на каток;- ход катка; g -ускорение силы тяжести; т1М~ масса гусеничной машины; Си - сила тяжести машины.

4. В целом на марше система подрессоривания должна быть «мяг-

кой», с периодом колебаний СГМ п

эи «галопировании»:

\

Г

(7)

2/и* Е/,.2

где /, - расстояние между катками и частотой колебаний 0,9 - 0,67 Гц.

5. Связывают полученные значения капр, С„р ,^0 ,Ро в ходе расчетов с компоновочными решениями.

6. Выбирают амортизаторы из существующих (рис. 3). Например, наиболее подходящими характеристиками обладает амортизатор ГМ-569.

Рис. 3. Схемы гидроамортизатора ГМ-569 (а) и пнеемогидраелической рессоры (б)

Перспективными являются подвески с регулируемыми величинами ка или отключаемая двухуровневая релаксационная система с последовательным соединением (рис. 4).

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ОТКЛЮЧАЕМОЙ СИСТЕМЫ ПОДПРЕССОВАНИЯ '

L1

■И и )(. )( и У Мл и )( )( И )(.

L L2

Рис. 4. Последовательное соединение отключаемой системы

Такой вид подвески будет обеспечивать минимизацию колебаний во всём частотном диапазоне в «маршрутном» режиме движения и при

стрельбе и выравнивание эпюры нормальных нагрузок (см. рис. 1, а), что важно для мягких грунтов, включая грунты Арктики.

Список литературы

1. Тенденции развития зарубежной военной автомобильной техники: отчёт /21 НИИИ (АТ) МО РФ, Бронницы. 2005.

2. Котиев Г.О. Комплексное подрессоривание высокоподвижных

двухзвенных гусеничных машин. М.: Издательство МГТУ им.

Н.Э.Баумана, 2010. 184 с.

3. Бадамшин А.И. Двухзвенные транспортёры ДТ - 10П и ДТ - 10: учеб. пособие. М.: Военное изд-во, 1988. 271 с.

4. Васильченков В.Ф. Автомобильные и гусеничные машины. Теория эксплуатационных свойств. Рыбинск: Издание АООТ «РДП» АРП, 1996. 432 с.

V. V. Zelenov, Yu.A. Savenkov, V.A. Kislyak

REDUCED EQUIVALENT VIBRATORY MODEL OF THE AIR DEFENCE MISSILE-GUN PLATFORM BASED ON ARTICULATED TRUCK CHASSIS.

For soft ground it is suggested to use such type of suspension for trucked chassis with armament installed to provide alignment of the distribution diagram of normal stress minimizing vibrations through full frequency range both on the move and while firing.

Key words: Cushioning system, damping coefficient, articulated truck(ed) chassis.

УДК 623.618:623.462.122

Ю.Б. Подчуфаров, д-р техн. наук, проф., нач. отдела (4872) 46-98-56, [email protected] (Россия, Тула, ГУП «КБП»)

А.С. Моисеев, асп., 8-920-276-88-28, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)

КРИТЕРИИ ДЛЯ ВЫБОРА СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотрена структура носимого комплекса автоматизированного управления противотанковыми подразделениями. Выбран критерий, в соответствии с которым происходит поиск предпочтительного варианта исполнения комплекса для последующей модернизации.

Ключевые слова: противотанковое подразделение, техническое средство, автоматизация управления, критерий оценки, формализация, проектирование.

Опыт последних военных конфликтов выявил проблемы в части организации управления и координации действий войсковых подразделений. В свете этой проблемы исследование в области автоматизации управления подразделением актуально. Данная статья посвящена обоснованию путей модернизации существующего комплекса автоматизированного управления боевыми действиями (КАУ БД), разработанного в государственном унитарном предприятии «Конструкторское бюро приборо-