Сочлененное многозвенное транспортное средство двойного назначения

СОЧЛЕНЁННОЕ МНОГОЗВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Введение

сочлененное многозвенное транспортное средство Назначение. Сочленённое транспортное средство (СТС) предназначено для перевозки грузов, личного состава и размещения вооружения при эксплуатации в условиях бездорожья на слабонесущих грунтах и снежном покрове в условиях низких температур.

Основные принципы проектирования:

— модульность (возможность создания ансамбля машин на основе модулей, несущих различное функциональное назначение: энергетического и технологических модулей специального назначения);

— единая платформа (одинаковое конструктивное исполнение шасси, на котором монтируется силовое или технологическое оборудование, размещается вооружение).

Варианты исполнения.

По типу трансмиссии:

— механический;

— гидромеханический;

— электромеханический.

Применение СТС в условиях территорий с низкой несущей способностью грунтов, бездорожья и снежного покрова, в условиях низких температур целесообразно с электромеханической трансмиссией.

По компоновке силового агрегата:

— единая 2-х корпусная не разъединяемая;

— разъединяемая с силовой установкой на энергетической секции;

— разъединяемая с обособленными секциями (силовыми установками на каждой секции).

По назначению:

— транспортно-технологическая СТС (перевозка личного состава и грузов, размещение на прицепной секции различного технологического оборудования);

— боевая СТС (размещение на секциях вооружения).

1. Модульный принцип формирования СТС Принципиально новый облик платформы двойного назначения предполагает создание комплекса транспортных систем, позволяющего размещать на нем технологическое оборудование и различные виды вооружения.

Наиболее рациональным и перспективным является использование платформы с одной силовой установкой и одним экипажем. Такое решение предполагает создание конструкции, представленной на рис. 1. Для примера используется самоходное артиллерийское орудие на базе СТС. Управление процессом движения и заряжания осуществляется экипажем, находящимся в энергетическом модуле машины (он находится сзади СТС, справа на рисунке).

Рисунок 1 — Принципиально новая платформа САО на базе СТС В энергетическом модуле располагается силовая установка, обеспечивающая достаточную удельную мощность (не менее 30 лс/т), часть боекомплекта, запас расходных материалов и экипаж. На боевом модуле силовая установка отсутствует, всё свободное пространство занимают боекомплект и автомат заряжания, располагается метательная установка.

В качестве источника энергии используется дизель-генераторная силовая установка (с возможностью когенерации).

Привод на ведущие звёздочки или колёса — электромеханический. Электромеханический привод позволяет уменьшить количество элементов трансмиссии и освободить внутреннее пространство. Использование электромеханического привода позволяет обеспечивать рациональное распределение силовых потоков между секциями ССАО в различных условиях движения, бесступенчатую тягово-скоростную характеристику, существенно увеличить динамику СТС при трогании с места.

Дизель-генераторная установка может использоваться как источник электроэнергии при базировании подразделения САО вне боевых действий.

В качестве дизель-генераторной установки может использоваться изделие ДГ-1300 БМ Уральского дизель-моторного завода.

Установка имеет следующие характеристики:

· мощность — 1 400 кВт;

· напряжение — 400 В;

· частота тока — 100 Гц;

· часовой расход топлива — 295,4 кг/ч;

· часовой расход масла — 2,52 кг/ч;

· габаритные размеры — 4 986×1 720×2 300;

· вес 14 500 кг;

· ДВС — 12ДМ-21АМ, мощность 1 765 кВт.

Модульный принцип формирования боевой техники заключается в следующем.

Установка, обеспечивающая выполнение какой-либо задачи, располагается в боевом (технологическом, транспортном) модуле, то есть секции, не имеющей силовой установки, но имеющей привод на движители. Одновременно с этим существует управляющая (энергетическая, силовая) секция, то есть модуль, где располагается силовая установка и экипаж. Модули имеют возможность соединяться при помощи узла сочленения. Узел сочленения позволяет передавать силовой поток от энергетического модуля к технологическому, изменяет взаимное положение модулей для поворота системы и обеспечивает взаимное перемещение модулей как минимум в трех степенях свободы.

Модульный принцип построения платформы не ограничивается применением двух секций — боевого модуля и модуля управления, а позволяет создать ансамбль машин, обеспечивающий очень высокую автономность боевого подразделения (рис.2).

Рисунок 2 — Модульный принцип построения ансамбля машин Применение многокомплектного или многосекционного принципа даёт возможность создавать комплексы с большим боекомплектом, имеющим большую живучесть и подвижность (рис.3). На одном из модулей располагается ЗРК или ПРК, обеспечивающие защиту подразделения от вертолётов противника.

Модульный принцип формирования ансамбля машин позволяет использовать многосекционные схемы, имеющие очень высокую автономность при патрулировании и ведении боевых действий в районах с неразвитой или полностью отсутствующей инфраструктурой.

Рисунок 3 — Облик многокомплектного ССАО модуль управления — расположение экипажа и силовой установки;

машина заряжания — дополнительный боекомплект + установка ЗРК или ПРК; боевое отделение — метательная установка, основной боекомплект.

Создание машин многокомплектной компоновки подразумевает одновременные исследования, позволяющие с достаточной степенью точности моделировать процессы движения корпусов машин при перемещении по местности, при производстве выстрела, прогнозировать проходимость, управляемость и устойчивость машины. Такие исследования значительно уменьшат период разработки машины за счёт сокращения доводочных испытаний.

2. Создание облика СТС двойного назначения Исходные данные.

Вес — 25 т.

Удельная мощность — 30 лс/т (22 кВт/т).

Скорость — 60 км/ч.

Удельное давление на грунт — 0,2 — 0,25 кг/см2.

Ширина — 3,2 м.

Высота — 2,1 м.

Длина — 12 м.

Дорожный просвет — 0,6 м.

Выбор двигателя.

При указанной удельной мощности и заданном весе СТС двигатель должен иметь мощность 600 кВт. Для реализации электромеханического привода мощность ДВС должна быть на 20% выше.

Поэтому потребная мощность ДВС составляет 720 кВт.

Выбираем двигатель В-92С2 Челябинского тракторного завода:

— мощность — 735 кВт;

— вес — 1 050 кг;

— габаритные размеры — 1 460×896×902.

Возможны другие варианты двигателей: 12ЧН 15/6 ЧТЗ, два двигателя 6ЧН 15/6 ЧТЗ и т. п. (характеристики в приложении).

Определение геометрических параметров гусеничного движителя.

Для обеспечения заданного удельного давления на грунт при существующих массо-габаритных ограничениях параметры опорной поверхности движителя могут иметь характеристики, представленные на рис. 4.

Рисунок 4 — Параметры гусеничного движителя

Облик СТС.

СТС состоит из двух секций (модулей), соединённых между собой узлом сочленения (УС), обеспечивающим взаимную подвижность в 3-х степенях свободы. В продольной плоскости по оси СТС установлен механизм стабилизации — гидроцилиндр, позволяющий блокировать взаимное угловое перемещение секций в вертикальной плоскости или принудительно менять угол между секциями в продольной вертикальной плоскости.

УС устанавливается на энергетическую секцию. Крепление к технологическим секциям — быстросъёмное. УС может быть установлен с любой стороны (спереди или сзади) технологического модуля. Это позволяет формировать поезда из модулей значительной длины, при условии достаточной мощности силовой установки и соответствующих дорожных условиях.

Энергетический модуль.

Трансмиссия — электромеханическая. Распределение силовых потоков между модулями активное, в зависимости от дорожных условий.

Ведущие звёздочки — заднее расположение, цевочное зацепление.

Передние звёздочки — для натяжения гусеничных лент, имеют механизм автоматической компенсации натяжения при высоких скоростях движения.

Опорные катки — гусматик (у СТС транспортного назначения) или резинометаллические катки (у СТС боевого назначения).

Гусеничная лента — легкосплавная, мелкозвенчатая, либо резинометаллическая армированная металлом.

Подвеска — независимая, торсионная, с активным газожидкостным демпфирующим элементом (у транспортной СТС) или повышенными упругодемпфирующими свойствами (у боевого модуля СТС).

Механизм поворота — за счёт взаимного складывания секций. Осуществляется двумя гидроцилиндрами, расположенными между секциями в одной горизонтальной плоскости. Одновременно гидроцилиндры поворота могут блокировать взаимное перемещение секций в горизонтальной плоскости.

При обособленном движении энергетической секции её поворот осуществляется бортовыми фрикционами либо бортовыми вариаторами.

Экипаж — 2 человека: командир и механик водитель.

Обзорность с мест экипажа — через люки или оптические приборы панорамного обзора. В боевых условиях (при расположении энергетического модуля вторым номером) — через электронную систему видеонаблюдения.

Корпус — имеет клиновидную форму передней части. Это уменьшает сопротивление воды при преодолении водных преград, облегчает преодоление локальных и множественных препятствий и ледяных торосов. Оснащён фильтровентиляционной установкой.

Плавучесть — за счёт герметичности корпуса. Передвижение по воде либо за счёт перематывания гусениц либо водомётного движителя, установленного на технологическом модуле.

Облик энергетического модуля представлен на рис. 5.

Рисунок 5 — Облик энергетического модуля:

внизу слева — вид на модуль спереди, внизу справа — габаритные размеры ДВС Технологический модуль.

Привод ведущих звёздочек — электромеханический.

Корпус — герметичный. Имеет возможность присоединения к энергетическому модулю с любой стороны (передней и задней). Вход в модуль через боковые двери или верхние люки. Оснащён фильтровентиляционной установкой. Возможно размещение водомётного движителя от с приводом от электромотора.

На базовом шасси технологического модуля возможно размещение вооружения (ПРК, ЗРК и др.).

Облик технологического модуля представлен на рис. 6.

Рисунок 6 — Облик технологического модуля

(на рисунке на показан тоннель водомётного движителя) Узел сочленения и механизм поворота.

Обеспечивает взаимное перемещение модулей в трёх степенях свободы.

Состоит из шарниров (сферических или вилочных с крестовиной) и двух узлов крепления, которые устанавливаются на энергетическом и технологическом (боевом) модуле. Установка узла крепления на технологическом модуле не должна быть трудоёмкой и занимать не более 0,25 часа.

К узлам крепления через шаровые шарниры крепятся гидроцилиндры поворота и стабилизации. При соединении с энергетическим модулем гидроцилиндры позволяют упростить процесс крепления за счёт подвижности узла крепления.

Включение гидроцилиндра стабилизации (создание в нём замкнутого объёма) позволяет исключить взаимное перемещение секций. В таком режиме СТС становится единым целым, что позволяет преодолевать рвы, траншеи, трещины во льду.

Соединение электрической части — кабельные разъёмы со стороны энергетического и технологического модуля.

Облик УС — на рис. 7.

Рисунок 7 — Узел сочленения с гидроцилиндрами поворота и стабилизации У боевой СТС узел сочленения должен быть упругодемпфирующим и активным (т.е. менять свои свойства).

У авторов предложения есть патент на такой узел сочленения.