This copy is for personal use only - distribution prohibited.

Transkrypt

1 ZESZYTY NAUOWE WSOWL Nr 4 (70 03 ISSN DOI: / WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE SIĘ TRANSPORTERA OPANCERZONEGO W CZASIE HAMOWANIA Premysłw SIMIŃSI Wojsowy Instytut Tehnii Pnernej i Smohodowej e-mil: premysłw.siminsi@witpis.eu Artyuł wpłynął do redji r., Zweryfiowną i poprwioną wersję po reenjh i oreie otrymno w listopdie 03 r. Zesyty Nuowe WSOWL Budow nowoesnyh pltform lądowyh to jeden głównyh priorytetów Sił Zbrojnyh. Artyuł dotyy reliji modelowni i symulji howni trnsporter opneronego w trie hmowni. Pry pomoy budownego modelu ułdu hmulowego, w tórym uwględniono ułdy ABS or EBS wyonno bdni symulyjne. Dotyyły one oreśleni wpływu niesprwnośi ułdu hmulowego n hownie się trnsporter opneronego. Słow luowe: ułd hmulowy, ABS, EBS, hmownie, trnsportery opnerone, modelownie, symulj, bepieeństwo WSTĘP N ogół roptrują pojdy ołowe, w resie bepieeństw, mówi się o dwóh jego obsrh: ynnym or biernym []. W speie pojdów smohodowyh wyróżni się dw podstwowe rodje bepieeństw: ynne i bierne. Bepieeństwo ynne roumie się jo espół tih eh pojdu, tóre umożliwiją ierowy mniejsenie lub uninięie ryy, yli mniejsenie prwdopodobieństw powstni oliji drogowej. Istotą jest pobiegnie wypdom drogowym. W prypdu bepieeństw biernego mówi się o preiwdiłniu obrżeniom w trie oliji drogowej. Jednym mnewrów pods tórego może dojść do niebepienego dreni jest hmownie prostoliniowe. Pojdy wojsowe, włs bojowe, są sególnie nrżone n usodenie ułdu hmulowego, dltego dl nih mnewr hmowni może być sególnie niebepieny.. POPRAWA BEZPIECZEŃSTWA POJAZDU WOJSOWEGO W prypdh bepieeństw pojdów wojsowyh nleży wspomnieć o onienośi preiwdiłni grożeniom bojowym i ohronie łóg tym wiąną. Zpewnienie optymlnej ohrony łode umożliwi wysoi poiom espołu eh pojdu, nleżą do nih: sił ogni (możliwość rżeni preiwni odpowiednio sutenymi środmi ogniowymi, odporność blistyn i ntyminow (wyrżn jośią

2 Premysłw SIMIŃSI opnereni, wyso mobilność (dynmi jdy, poonywnie presód terenowyh, wrotność. Dopiero omplesowy rowój wspomninyh eh powl n osiągnięie dowljąego poiomu bepieeństw. Wselie dysproporje, j np. silne opnerenie pry nisiej dynmie ruhu, są niepożądne i nie gwrntują bepieeństw pojdów wojsowyh, włs opneronyh. Bepieeństwo pojdów wojsowyh nleży roptrywć w sersym speie, np.: odpornośi blistynej, trnsportowlnośi, urądeń spejlnyh, możliwośi poonywni presód wodnyh. W proesie onstruowni pojdów wojsowyh, ęsto n bie podwoi y też pltformy, doonuje się modyfiji i moderniji. W efeie budowne są prtynie nowe pojdy, spełnijąe tulne wymgni ttyno-tehnine, dopsowne do bieżąyh potreb. onieność osiągni i spełnini pre pojd nowyh wymgń brdo ęsto wiąże się wyerpniem tehninyh możliwośi podwoi bowyh. Wobe tego elem ndrędnym stje się onstruownie nowyh typów pojdów, be pogorseni dotyhsowego poiomu bepieeństw. Dotyy to włs ruhu pojdu, w sególnośi jego dynmii, yli howni się pods miny prędośi i toru jdy. O jośi pojdu wojsowego (włs bojowego deydują jego główne ehy, tn.: sił ogni, ruhliwość i opnerenie, tóre w myśl sdy łńuh powinny być ogniwmi o tiej smej wytrymłośi. Pod pojęiem ruhliwośi roumie się espół eh hrteryująyh dolność do dynminej jdy i mnewrowni wou n polu wli. Nleżą do nih: prmetry hrteryująe ruh prostoliniowy, wrotność, dolność poonywni terenu. Potwierdją to informje obsru nliy literturowej, prowdone m. in. pre utor pry [3-0]. Oprowno metodyę postępowni opierjąą się n niebędnyh, e wględów prysłego bepienego użytowni pojdów, bdnih esperymentlnyh or tyh reliownyh n podstwie modeli symulyjnyh rysune. Wruniem onienym do postępowni godnie predmiotową metodyą jest dostęp do weśniej weryfiownyh esperymentlnie modeli symulyjnyh. 80 Rys.. Shemt postępowni w metodye oreślni wpływu wybrnyh min onstruyjnyh n bepieeństwo ruhu wojsowyh pojdów ołowyh

3 WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE Predstwin metody, polegją n wyorystniu oprownego, weryfiownego modelu or wyonniu pry jego pomoy bdń symulyjnyh, w sersym resie umożliwi oenę wpływu wprowdonyh min onstruyjnyh niż prowdenie wyłąnie bdń esperymentlnyh ierowlnośi i sttenośi. Bdni nie uwględniły, w sposób segółowy, stosowni wieseni hydropneumtynego. Jest to brdo tuln tendenj rowojow w onstruji wieseń pojdów opneronyh włs teroosiowyh średnih i iężih, o potwierd onieność uwględnieni w bdnih modeli tego typu wieseni.. MODEL MATEMATYCZNY CZTEROOSIOWEGO ŚREDNIEGO POJAZ- DU OPANCERZONEGO Z UWZGLĘDNIENIEM MODELU ZAWIESZENIA HYDROPNEUMATYCZNEGO Równni ruhu modelu pojdu pisno w treh prostoątnyh, prwosrętnyh ułdh współrędnyh Oxy, Oxy, Oxy. Poniżej predstwiono podstwowe równni deydująe o wrtośi dynminyh sił pionowyh diłjąyh n ndwoie pojdu []. Równnie ruhu pionowego ndwoi (w ułdie Oxy: Zwiesenie mehnine: ( F F F 3 F 4 m g ( m m R ( R ( b A ( A ( b 0, ( gdie: m ms pojdu; Fi rej pionow ół olejnyh osi; Ri współynni sprężystośi elementu wieseni; Ai współynni tłumieni elementu wieseni;,b odległośi od środ msy pojdu, -premiesenie pionowe środ msy oł; ugięie wieseni; ϑ premiesenie ątowe wględem osi wdłużnej pojdu. Zwiesenie hydropneumtyne: gdie: m F HP F 0, (3 HP F f,,,, HP (4, F f,,,, HP (5, FHPi sił w tłoysu olumny hydrulinej Równnie ruhu pionowego wó predniej osi (w ułdie Oxy: 8

4 Premysłw SIMIŃSI 8 Zwiesenie mehnine: 0 ( ( m A R (6 Zwiesenie hydropneumtyne: 0 F m HP (7 Równnie ruhu pionowego wó tylnej osi (w ułdie Oxy: Zwiesenie mehnine: 0 ( ( b b m A R (8 Zwiesenie hydropneumtyne: 0 F m HP (9 Równnie ruhu obrotowego ndwoi (w ułdie Oxy wględem osi y: Zwiesenie mehnine: 0 ( ( ( ( W W H H A A R R Y h X h X M M b b b I (0 Zwiesenie hydropneumtyne: 0, W W H H HP HP Y h X h X M M b F F I ( gdie: Xi rej wdłużn; hwi odległość od podłoż. 3. BADANIA CZTEROOSIOWYCH ŚREDNICH POJAZDÓW OPANCERZO- NYCH Z WYORZYSTANIEM MODELU ZAWIESZENIA HYDROPNEU- MATYCZNEGO Oprowny model pojdu wieseniem hydropneumtynym i ułdem hmulowym EBS/ABS umożliwi preprowdenie oblień symulyjnyh wg różnyh wrintów onfigurji modelu. W rmh ylu bdń oreślno wpływ wybrnyh min onstruyjnyh n hownie pojdu w ruhu []: prędośi poątowej jdy (dowoln wrtość prediłu <0,00> [m/h], domyśln wrtość 60 m/h; rodju wieseni: hydropneumtyne, mehnine (n resorh piórowyh; su nrstni wymuseni pohodąego od ułdu sterowni hmulmi: sybo s nrstni 0,; umirownie s nrstni 0,5 s, wolno s nrstni 0,8 s; mplitudy wymuseni pohodąego od ułdu sterowni hmulmi (premiesenie pedłu hmul od do 7 m; współynni pryepnośi ół do nwierhni: 0,; 0,5; 0,7; 0,9; iśnieni powietr w biorniu;

5 WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE wymuseni pohodąego od nierównośi drogi; onfigurji ułdu ABS modultorem ABS, włąonym ułdem sterowni ABS, wyłąonym ułdem sterowni ABS: wyłąonym ułdem sterowni ABS dl posególnyh ół: oł prednie - oś i, oł tylne - oś 3 i 4; pominięiem modultor ABS. liby hmownyh ół: wsystie oł (ustwienie domyślne; oł prednie prwe - oś i ; oł prednie lewe - oś i ; oł tylne prwe - oś 3 i 4; oł tylne lewe - oś 3 i 4. W elu poysni informji n temt włsnośi teroosiowego średniego pojdu opneronego w ruhu rywoliniowym preprowdono bdni symulyjne według normliownego testu hmowni wryjnego w ruhu rywoliniowym. W teśie symulowno prebieg proesu hmowni wryjnego od prędośi poątowej 80 m/h n nwierhnih: beton (µ0=0,9, mory sflt (µ0=0,5, lód (µ0=0,, odpowiednio pry jeźdie n wprost or w ruhu rywoliniowym. Prebieg hmowni rowżno dl ułdu hmulowego włąonym lub wyłąonym ułdem ABS i EBS or be tyh urądeń tże dl dwóh stnów sprwnośi ułdu hmulowego: sprwny, tj. 8 ół hmownyh; ęśiowo niesprwny, tj. 4 oł tylne hmowne (ułd hmulowy ół pierwsej i drugiej osi jednej niesprwny, ułd hmulowy ół treiej i wrtej osi jednej sprwny. Nominlne wrtośi prmetrów modelu odpowidją pojdowi Rosom i ostły predstwione w tbeli. Zres wprowdnyh min onstruyjnyh predstwi tlog min wrtośi prmetrów modelu omwiny w pry []. W tbeli wrto res prmetrów, tóre ostły mienione pod wpływem min onstruyjnyh w pojeźdie. Tbel. tlog min wrtośi prmetrów modelu Nw prmetru Ms łowit pojdu Główny entrlny moment bewłdnośi bryły ndwoi ( łduniem wględem osi wdłużnej wględem osi poprenej wględem osi pionowej Jednost g Ix g m Iy g m I g m Wrtość prmetru Zmin wględem wrtośi nominlnej

6 Premysłw SIMIŃSI 84 Odległość środ msy pojdu od osi predniej Wysoość środ msy bryły ndwoi nd podłożem [m] h S[m],05-0,,5-0,,35 +0,,45 +0, 0,956 0,5,56 0,3,756 +0,3,956 +0,5 4. ZAWIESZENIE HYDROPNEUMATYCZNE NA TLE ZBUDOWANEGO MODEL POJAZDU AFV 4.. Złożeni ogólne W modelu pojdu wyesponowno te włśiwośi, tóre unno sególnie wżne w bdnih symulyjnyh wieseni osi jednyh, minowiie []: prmetry msowe pojdu, w tym msy wóów posególnyh osi; msowy moment bewłdnośi ół jednyh Ii or moment bewłdnośi ndwoi pojdu wględem jego osi poprenej (Iy; położenie środ iężośi pojdu (, b, hw; prmetry fiyne modelu wieseni osi ół jednyh (stywność, tłumienie; prmetry fiyne modelu sprężystośi promieniowej ogumieni or tłumieni (i, i. Pods budowy modelu pojdu pryjęto nstępująe łożeni: rowż się model dysretny, deterministyny, płsi pojdu teroosiowego o dwóh wóh jednyh (żdy wóe obejmuje dwie osie jedne; model posid try nieodstłlne bryły (ndwoie, wóe osi predniej ołmi, wóe osi tylnej ołmi; w wieseniu wóów osi jednyh występują hydropneumtyne elementy sprężyste or elementy tłumiąe; ogumienie ół jednyh modelu prenosi, w ierunu pionowym, reje od podłoż n ułd jedny wó jo nieliniowy element sprężysty, w płsyźnie poiomej siłę styną; ruh modelu pojdu odbyw się po poiomej nwierhni drogi o dnym profilu nierównośi. 4.. Model fiyny Ruh posególnyh brył modelu opisują równni dl diesięiu stopni swobody (seść dl ndwoi, po jednym dl osi wóów ół jednyh or dw stopnie swobody ół jednyh obrjąyh się woół swoih osi. Wielośią wejśiową do modelu pojdu jest prebieg wrtośi momentu tri MHi oł posególnyh osi jednyh. Wyjśiem modelu jest biór wielośi fiynyh opisująyh inemtyę (P-opóźnienie hmowni, vi-prędośi obrotowe ół jednyh or dynmię (Zi - siły nisu ół jednyh n podłoże jego ruhu [].

7 WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE 4.3. Możliwośi wrintowni oblień symulyjnyh Oprowny model pojdu wieseniem hydropneumtynym i ułdem hmulowym EBS/ABS umożliwi preprowdenie oblień symulyjnyh wg różnyh wrintów onfigurji modelu. Do wstępnyh oblień symulyjnyh stosowno: dne dotyąe ułdu hmulowego ABS, EBS wg litertury resu budowy, diłni i modelowni ułdów pneumtynyh, budowy, diłni ułdu ABS, EBS. Dne ułdu hmulowego ABS, EBS dobrno t, by włśiwośi, ułdu (s włoi, s nrstni iśnieni w siłowniu hmul były bliżone do włśiwośi jie posidją współesne smohody iężrowe ABS, EBS; dne pojdu; dne ogumieni; dne wieseni hydropneumtynego dobrno t by pewniły prmetry (tj. ugięie sttyne, msymln sił w wieseniu, so wieseni, prebieg hrterystyi sprężystośi bliżone do wieseni mehninego n resorh piórowyh. 5. WYNII BADAŃ N rysunu, predstwiono hrterystyi sowe prędośi linowej ół n posególnyh 4 osih pojdu pods hmowni prostoliniowego dl treh wrintów: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS (rys. ; sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS (rys. b; niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS (rys. b. Rys.. Chrterystyi sowe prędośi liniowej n ołh posególnyh osi pods hmowni prostoliniowego nwierhni betonow: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS 85

8 Premysłw SIMIŃSI Dl tożsmyh wrintów n rysunu 3, predstwiono hrterystyi sowe pryspieseni wdłużnego or poprenego. Mnewr hmowni ropoęto pry prędośi poątowej 80 m/h n nwierhni betonowej. N olejnyh rysunh (4-5 preentowno wynii dl wrintów j powyżej dl nwierhni oblodonej. 86 x 6 y [m] t [s].0 sręt oł 0.9 ierow. 0.8 [deg] Rys. 3. Chrterystyi sowe pryspieseni wdłużnego or poprenego, lin erwon w środu msy pojdu pods hmowni prostoliniowego nwierhni betonow: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS Rys. 4. Chrterystyi sowe prędośi liniowej n ołh posególnyh osi pods hmowni prostoliniowego nwierhni oblodon: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS

9 WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE Rys. 5. Chrterystyi sowe pryspieseni wdłużnego or poprenego, lin erwon w środu msy pojdu pods hmowni prostoliniowego nwierhni oblodon: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS olejny test obejmowł hownie pojdu pods wryjnego hmowni n łuu drogi. Rys. 6. Chrterystyi sowe prędośi liniowej n ołh posególnyh osi pods hmowni n łuu drogi nwierhni betonow: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS 87

10 Premysłw SIMIŃSI N rysunh 6-7 predstwiono hrterystyi sowe prędośi linowej ół n posególnyh 4 osih pojdu pods hmowni prostoliniowego dl treh Rys. 7. Chrterystyi sowe pryspieseni wdłużnego or poprenego, lin erwon w środu msy pojdu pods hmowni n łuu drogi nwierhni betonow: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS 88 Rys. 8. Chrterystyi sowe prędośi liniowej n ołh posególnyh osi pods hmowni n łuu drogi nwierhni oblodon: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS

11 WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE wrintów: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS (rys. 6; sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS (rys. 6b; niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS (rys. 6. Dl tożsmyh wrintów n rysunu 7 predstwiono hrterystyi sowe pryspieseni wdłużnego or poprenego. Mnewr hmowni ropoęto pry prędośi poątowej 80 m/h n nwierhni betonowej. N olejnyh rysunh (8-9 preentowno wynii dl wrintów j powyżej dl nwierhni oblodonej. Rys. 9. Chrterystyi sowe pryspieseni wdłużnego or poprenego, lin erwon w środu msy pojdu pods hmowni n łuu drogi nwierhni oblodon: sprwny ułd hmulowy or włąony ABS, b sprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS, niesprwny ułd hmulowy or wyłąony ABS PODSUMOWANIE Pods hmowni prostoliniowego n nwierhni betonowej, dl estwu dnyh dewtnyh dl pojdu lsy trnsporter opnerony 8x8, dje się uwżyć, że njwięse opóźnienie, rem njrótsy s hmowni uysuje się dl pojdu e sprwnym ułdem hmulowym i wyłąonym ABS. Dohodi wóws do bloowni ół tylnej osi. Pods hmowni prostoliniowego n nwierhni oblodonej pojd wyłąonym ABS i sprwnym ułdem hmulowym uysuje niennie (, s dłużsy s hmowni. Opóźnienie posid liniowy prebieg, inej niż pods pry modultor ABS. Jedn w prypdu niesprwnego ułdu wyłąonym ułdem ABS wystąpiło 7-metrowe odhylenie od prostoliniowego toru jdy. W prypdu rytynej sytuji ją jest hmownie n łuu drogi, równo dl nwierhni betonowej j i oblodonej njorystniejs sytują jest wrint prująym ABS i sprwnym ułdem hmulowym. Nie dohodi wóws do bloowni ół osi IV i III, o powl n hownie ierowlnośi. Dl wrintu wyłąonym ułdem ABS i niesprwnym ułdem hmulowym or dl wrintu 89

12 Premysłw SIMIŃSI włąonym ABS i sprwnym ułdem hmulowym pry oblodonej nwierhni dohodi do utrty sttenośi poprenej. Brdo ęsto dr się, że hmule pojdów spejlnyh pobwionyh ułdu ABS nie są dolne do osiągnięie wysoih wrtośi sutenego opóźnieni (powyżej 4,5 m/s e wględu n bloownie ół. Bloownie ół pryyni się tże do więseni tendenji do utrty prostoliniowego toru jdy. Wynii bdń symulyjnyh mogą stnowić podstwę do podjęi deyji o stosowniu ABS, regulji jego modultor, y też doboru oretor siły hmowni pomiędy osimi. W opriu o wynii możn budowć progrmy soleniowe (senriuse dl ierowów pojdów spejlnyh, tóryh solnie nie wier elementów tehnii jdy w sytujh rytynyh. LITERATURA. Simińsi P., Metody oreślni wpływu wybrnyh min onstruyjnyh n bepieeństwo ruhu wojsowyh pojdów ołowyh, [w;] Roprwy, nr 5/0, Wydwnitwo Uniwersytetu Tehnologino-Pryrodniego, Bydgos 0.. Wiher J., Bepieeństwo smohodów i ruhu drogowego, WiŁ, Wrsw Bdnie prydtnośi smohodu Jeep Wrngler TJL do stosowni jo środe trnsportowy dl ptrolów spersih w Wojsu Polsim, Oprownie niepubliowne, Sulejówe Mlurin, B., Progress in British Tred Vehile Suspension Systems, [in:] SAE Tehnil Pper, Pper no 83044, 983, doi:0.47/ Miller, L. nd Nobles, C., The Design nd Development of Semi-tive Suspension for Militry Tn, [in:] SAE Tehnil Pper, Pper no 8833, 988, doi:0.47/ Modelownie i symulj dynmii pltformy lądowej uierunown n budowę prysłego, europejsiego bojowego wou opneronego (Armour Fighting Vehile. Niepubliowne sprwodnie projetu rowojowego Simińsi P., Zwrotność pojdów, Wydwnitwo Bel-Studio, Wrsw Simińsi P Bdni esperymentlne pojdu 8x8 w ruhu po oręgu or dl mnewru podwójnej miny ps ruhu, [w:] Csopismo Tehnine Mehni. 6-M/008 Zesyt Simińsi P., Stryje P., Influene of dynmi lod on militry vehiles onstrution, [in:] Journl of ones no. / FAILURE BRAING EFFECT ON BEHAVIOUR OF ARMORED VEHICLE DURING BRAING Summry The onstrution of modern lnd-bsed pltforms is one of the min priorities of the Armed Fores. The rtile onerns the implementtion of the modeling nd simultion of the behvior of n rmored personnel rrier during bring. With the help of the onstruted model of the

13 WPŁYW NIESPRAWNOŚCI UŁADU HAMULCOWEGO NA ZACHOWANIE bring system, whih inorportes the ABS nd EBS systems, simultion tests were performed. The study relted to the effet of the bre system filure on the behviour of the rmoured personnel rrier. eywords: bring system, ABS, EBS, bring, rmored personnel rriers, modeling, simultion, sfety NOTA BIOGRAFICZNA pł dr hb. inż. Premysłw SIMIŃSI jest bsolwentem WAT (998. Ropoął służbę n stnowisu dowódy plutonu ołgów, nstępnie dowodił ompnią. Od 00 rou służy w Wojsowym Instytuie Tehnii Pnernej i Smohodowej, tulnie jest stępą dyretor instytutu bdwego. Zinteresowni nuowe obejmują bepieeństwo pojdów i ih łóg, trnsport or logistyę. 9