MOCOWANIE KTO ROSOMAK NA NACZEPIE

Transkrypt

1 Systemy Logistyczne Wojsk nr 40/2014 MOCOWANIE KTO ROSOMAK NA NACZEPIE Konrad KOBYLIŃSKI 1 Leszek SZCZĘCH Andrzej ŻUCHOWSKI Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny Wojskowa Akademia Techniczna Streszczenie. W artykule przedstawiono metodykę doboru elementów mocujących KTO Rosomak na naczepie. Uwzględniono kilka wariantów rozmieszczenia transportera na naczepie. Ma to wpływ na sposób ułożenia odciągów mocujących pojazd a tym samym na ich wymaganą zdolność mocowania LC (Lashing Capacity). Słowa kluczowe: transport drogowy, mocowanie ładunków, naczepa, KTO Rosomak. Wprowadzenie Środki transportu drogowego charakteryzują się powszechną dostępnością, dużą elastycznością oraz szybkością przewozową. Ze względu na bardzo duże zróżnicowanie ładunków, stosowane środki transportowe i metody mocowania muszą być za każdym razem dostosowane do potrzeb tak, aby zachować maksymalne bezpieczeństwo zarówno przewożonego ładunku, pojazdu, jak i innych uczestników ruchu drogowego. Wyniki kontroli pojazdów pokazują jednak, że część przewożonych ładunków nie jest poprawnie zabezpieczona na pojazdach 1 Dyplomant na Wydziale Mechanicznym WAT.

2 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski drogowych. Szacuje się, że około 25% wypadków z udziałem samochodów ciężarowych wynika właśnie z niewłaściwego zabezpieczenia ładunków 2. Funkcjonowanie Sił Zbrojnych nierozłącznie związane jest z przemieszczaniem sprzętu technicznego do miejsc przeznaczenia. Wiele pojazdów bojowych, chociażby ze względu na koszty lub zachowanie przebiegów obsługowo-remontowych, jest dostarczanych w rejon działania za pomocą środków transportu drogowego stosowanych w transporcie cywilnym. Oddzielnym problemem jest ewakuacja sprzętu uszkodzonego. Pojazdy typu KTO (kołowy transporter opancerzony) po wybuchu improwizowanego ładunku najczęściej zostają całkowicie unieruchomione w wyniku uszkodzenia silnika lub zespołów układu jezdnego. Wówczas jednym ze sposobów szybkiej ewakuacji jest transport na przyczepie niskopodłogowej 3. Ważnym zadaniem podczas organizacji transportu sprzętu wojskowego jest właściwe zamocowanie ładunku. Mocowanie pojazdów bojowych na środkach transportowych musi być na tyle skuteczne, by siły działające na ładunek podczas jazdy nie spowodowały jego przemieszczenia na pojeździe, a w konsekwencji zagrożenia dla ruchu drogowego. Regulacje prawne w Polsce dotyczące mocowania ładunków przez wiele lat były podane dość ogólnie. Źródłem tych przepisów jest Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 roku Prawo o ruchu drogowym, która określa zasady wykonywania przewozu także w odniesieniu do jego zamocowania i rozmieszczenia na pojeździe. Od sierpnia 2004 roku w Polsce obowiązywała norma PN-EN :2004 4, która bardziej szczegółowo określa zasady zabezpieczenia ładunku. Aktualnie obowiązuje wydanie normy z 2011 roku. Wiele praktycznych informacji w zakresie mocowania ładunków podano w instrukcjach Komisji Europejskiej 5, 6. Instrukcje są ogólnodostępne i można je bezpłatnie pobrać ze strony internetowej Dyrekcji Generalnej ds. Energii i Transportu Komisji Europejskiej. 2 Wytyczne europejskiej dobrej praktyki w zakresie mocowania ładunków w transporcie drogowym, Komisja Europejska Dyrekcja Generalna ds. Energii i Transportu, F. Polak, L. Szczęch, J. Walentynowicz, Analiza uszkodzeń silników KTO ROSOMAK spowodowanych wybuchami min, IX Sympozjum Naukowo-Techniczne: Silniki spalinowe w zastosowaniach wojskowych SILWOJ 2012, Puck PN-EN :2004 Elementy mocujące ładunki na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 1: Wyliczanie sił mocujących. 5 Wytyczne europejskiej dobrej praktyki w zakresie mocowania ładunków w transporcie drogowym, op. cit. 6 Mocowanie ładunków w transporcie drogowym Wytyczne odnośnie dobrej praktyki europejskiej, Komisja Europejska Dyrekcja Generalna ds. Energii i Transportu, Urząd Oficjalnych Publikacji Wspólnot Europejskich, Luksemburg

3 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie Wymagania w zakresie mocowania pojazdów wojskowych na środkach transportu zawiera także Instrukcja o przewozach wojsk transportem kolejowym 7, w której podano przykłady mocowania pojazdów kołowych i gąsienicowych na wagonach kolejowych. Celem pracy jest przedstawienie metodyki doboru elementów mocujących do zabezpieczenia KTO Rosomak na naczepie. Przeanalizowano czynniki, które wpływają na wyniki doboru elementów mocujących, m.in. miejsce ustawienia transportera na naczepie. 1. Charakterystyka ładunku i naczepy Do przewozu na dalsze odległości ciężkiego sprzętu wojskowego są stosowane naczepy niskopodłogowe lub najazdowe, dostosowane do specyficznych wymagań Ministerstwa Obrony Narodowej pod kątem np. wytrzymałości, możliwości naprawy w warunkach polowych 8. W pracy założono, że KTO Rosomak będzie przewożony na naczepie najazdowej NS300 W, firmy Auto-Hit, która znajduje się na wyposażeniu Sił Zbrojnych RP 9. Kołowy transporter opancerzony Rosomak produkowany jest w kilku wersjach, różniących się wyposażeniem, a tym samym przeznaczeniem. Do obliczeń wykorzystano pojazd w wersji bazowej. Jego wybrane parametry, w tym ogólne wymiary, rozmieszczenie uchwytów holowniczych, położenie środka masy pokazano na rysunku 1 i w tabeli 1. Rys. 1. KTO Rosomak w wersji bazowej (widok z lewej strony) Źródło: Kołowy Transporter Opancerzony 8 8 Rosomak. Instrukcja eksploatacji. Opis i użytkowanie, Wojskowe Zakłady Mechaniczne S.A., Siemianowice Śląskie, Instrukcja o przewozach wojsk transportem kolejowym, DD/4.4.1(A), MON, Szef. Kom. 171/ M. Multarzyński, Naczepy do wojskowych nadgabarytów, Transport Technika Motoryzacyjna, nr 11/ J. Brach, Militarne naczepy Auto-Hit, Nowa Technika Wojskowa, nr 9/

4 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski Tabela 1 Dane pojazdu KTO Rosomak Nazwa Oznaczenie Wartość Jednostka Masa pojazdu m Ł kg Długość L ł 7,88 m Szerokość B ł 2,83 m Wysokość po obniżeniu zawieszenia H ł 2,14 m Rozstaw kół - 2,45 m Wysokość przednich uchwytów holowniczych h 1 1,24 m Wysokość tylnych uchwytów holowniczych h 2 0,9 m Rozstaw uchwytów holowniczych (przednich i tylnych) R ł 1,69 m Odległość między uchwytami L u 7,06 m Odległość do środka masy* SC ł 3,76 m * wg własnych badań wersji KTO z modułem wieżowym HITROLE 12,7 mm Źródło: Kołowy Transporter Opancerzony 8 8 Rosomak. Instrukcja eksploatacji. Opis i użytkowanie, Wojskowe Zakłady Mechaniczne S.A., Siemianowice Śląskie, 2006 Naczepa najazdowa NS300 W (rys. 2) służy do przewozu oraz ewakuacji ciężkiego sprzętu wojskowego o masie do 30 ton. Jest to naczepa trzyosiowa, wyposażona w koła z ogumieniem bliźniaczym. Dostosowana jest do współpracy z ciągnikami Iveco Eurotrakker MP720E47 WT 6 6 oraz Iveco Trakker AT720T48 WT lub z każdym innym ciągnikiem siodłowym o wysokości siodła 1630±50 mm oraz gniazdem siodła dostosowanym do sprzęgnięcia ze sworzniem zaczepowym o średnicy 3,5 cala. Zasady doboru ciągnika siodłowego do danej naczepy pominięto w tej pracy. Dane techniczne naczepy, które zostaną wykorzystane do obliczeń w dalszej części pracy, przedstawiono w tabeli 2. Platforma ładunkowa naczepy pokryta jest blachą ryflowaną, na której usytuowano boczne płozy oporowe, naprowadzające koła podczas załadunku pojazdu. W tylnej części naczepa wyposażona jest w pomosty najazdowe. Ich szerokość jest odpowiednia do tego, by transporter samodzielnie wjechał na naczepę. 152

5 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie Rys. 2. Naczepa najazdowa Auto-Hit NS300 W Źródło: Materiały informacyjne firmy Auto-Hit Tabela 2 Dane techniczne naczepy NS300 W Wielkość Oznaczenie Wartość Jednostka Masa własna naczepy m N kg Maksymalna ładowność naczepy m ŁN kg Maksymalny nacisk na siodło N 1max 137,3 kn Maksymalny nacisk osi wielokrotnej N 2max 294,3 kn Nacisk na siodło w naczepie bez ładunku* Z 1N 41,2 kn Nacisk na tylną oś potrójną w naczepie bez ładunku* Z 2N 76,5 kn Długość płaskiej części platformy ładunkowej L n 9,0 m Szerokość B n 3,3 m Wysokość podłogi względem podłoża H n 0,96±0,1 m Odległość od sworznia naczepy do osi środkowej L 9,0 m Odległość od drugiej osi do końca platformy L T 2,7 m Rozstaw najazdów - 2,52 m * przyjęto na podstawie masy własnej Źródło: Materiały informacyjne firmy Auto-Hit 153

6 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski Masa KTO Rosomak jest mniejsza od maksymalnej ładowności naczepy, a wymiary platformy ładunkowej naczepy (L n = 9 m i B n = 3,3 m) są wystarczające do umieszczenia na niej pojazdu o długości L Ł = 7,88 m i szerokości B Ł = 2,83 m. Uwzględniono, że transporter został przygotowany do transportu zgodnie z zaleceniami producenta, m.in. obniżono jego wysokość o 250 mm do wysokości transportowej, zmniejszając wysokość zawieszenia za pomocą amortyzatorów hydrauliczno-gazowych. Zestawienie dopuszczalnych i rzeczywistych parametrów zestawu członowego (ciągnik siodłowy Iveco Trakker AT720T48 WT z naczepą NS300 W) podano w tabeli 3. Zestaw taki nie może poruszać się po drodze na ogólnych warunkach, bowiem przekracza dopuszczalne wymiary (długość i szerokość) oraz masę. Podczas transportu będą miały zastosowanie przepisy dotyczące ruchu pojazdów nienormatywnych po drogach publicznych 10. Tabela 3 Zestawienie dopuszczalnych i rzeczywistych parametrów zestawu członowego z KTO Rosomak Parametr Wartość dopuszczalna* Wartość rzeczywista Długość 16,5 m 18,4 m Wysokość 4,0 m 3,35 m Szerokość 2,55 m 3,3 m Masa całkowita 40 t 47 t * Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 31 grudnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposażenia. Załącznik do obwieszczenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 czerwca 2013 r., poz Rozmieszczenie transportera na naczepie Położenie KTO Rosomak na naczepie przedstawiono na rysunku 3. Transporter umieszczono przodem do kierunku jazdy zestawu, tak by znajdował się on symetrycznie względem osi podłużnej naczepy. Takie ustawienie pojazdu ułatwiają boczne płozy oporowe naczepy. Ładunek na naczepie powinien być umieszczony w taki sposób, aby nie powodował przekroczenia maksymalnego nacisku osi wielokrotnej naczepy oraz maksymalnego nacisku na siodło: Z Z Z N 1 1N 1 L max1 Z Z Z N 2 2N 2 L max 2 (1) 10 Ustawa z dnia 18 sierpnia 2011r. o zmianie Ustawy Prawo o ruchu drogowym oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2011 r., nr 222, poz. 1321). 154

7 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie gdzie: Z 1N nacisk wywierany przez nieobciążoną naczepę na siodło ciągnika, Z 2N nacisk osi potrójnej naczepy w stanie bez ładunku, Z 1Ł nacisk na siodło ciągnika wynikający z masy transportera, Z 2Ł nacisk osi potrójnej naczepy wynikający z masy transportera, N 1max maksymalny nacisk na siodło, N 2max maksymalny nacisk osi wielokrotnej naczepy. Rys. 3. Siły działające na naczepę (opis w tekście) Q N siła ciężkości naczepy, Q Ł siła ciężkości KTO Rosomak, A punkt określający początek podłogi naczepy, x odległość od punktu A do środka masy pojazdu KTO Rosomak Źródło: Opracowanie własne na podstawie [4] i [5] Wartości sił Z 1N i Z 2N podano wcześniej w tabeli 2. Wartości reakcji Z 1Ł i Z 2ł można wyznaczyć z równań równowagi sił i momentów względem punktu A (por. rys. 3): Z1 Q Z2 0 (2) Z ( L L ) Q x Z L 0 1 T 2 T gdzie: Q Ł ciężar KTO Rosomak, L, L T, x wymiary podane na rysunku 3. Uwzględniając zależności (1) i (2), wyznaczono odległość od punktu A na naczepie, w jakiej powinien znaleźć się środek masy transportera: ( Nmax1 Z1N ) L x LT Q (3) ( Nmax 2 Z2N ) L x L LT Q 155

8 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski Po podstawieniu danych do zależności (3) obliczono, że środek masy transportera może być umieszczony w odległości x = 2,19 6,90 m od punktu A na naczepie. Uwzględniając wymiary transportera i położenie środka jego masy, ustalono, że może on być ustawiony w dowolnym miejscu platformy ładunkowej naczepy. W skrajnych położeniach transportera na naczepie, jego środek masy będzie znajdował się w odległości od 4,12 do 5,24 m względem punktu A. Uwzględniając kształt transportera i naczepy, transporter może być bardziej przesunięty do przodu lub tyłu, niż wynika to z podanych wyżej odległości (rys. 4). Rys. 4. Skrajne położenia transportera na naczepie (rysunek poglądowy) Źródło: Opracowanie własne na podstawie [4] i [5] 3. Obciążenia działające na przewożony ładunek Podczas transportu ładunki są narażone na różnego typu oddziaływania zewnętrzne zwane narażeniami transportowymi, które dzieli się najczęściej na mechaniczne, klimatyczne i biologiczne. Narażenia mechaniczne występują w formie różnego rodzaju obciążeń, które mogą być przyczyną uszkodzeń ładunku. Ze względu na charakter oddziaływania, obciążenia te dzieli się na 11 : statyczne, czyli takie, które mogą powstawać np. przy spiętrzaniu ładunków dynamiczne, związane ze zmianą prędkości pojazdu lub ze zmianą kierunku ruchu krótkotrwałe (udary) szybkozmienne (drgania). Wrażliwość ładunków na działanie narażeń mechanicznych można zmniejszyć poprzez odpowiednie ich ustawienie oraz unieruchomienie, za pomocą elementów mocujących (pasy mocujące, odciągi łańcuchowe, elementy blokujące). 11 L. Prochowski, A. Żuchowski, Pojazdy samochodowe. Technika transportu ładunków, WKŁ, Warszawa

9 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie Podczas mocowania ładunku na pojeździe istotne jest uwzględnienie sił bezwładności, działających na ładunek podczas jazdy. Opis tych sił zawiera norma PN-EN , w której podano także opis sił pochodzących od elementów mocujących, stosowanych w różnych metodach mocowania ładunków (m.in. opasanie, kotwiczenie, blokowanie). W kierunku wzdłużnym działa na ładunek siła F Bx, która występuje podczas hamowania oraz przyspieszania pojazdu. Podczas jazdy po krzywoliniowym torze powstaje siła boczna (odśrodkowa) F By. Natomiast nierówna nawierzchnia jest źródłem siły bezwładności F Bz, działającej pionowo. Wartości sił bezwładności obliczane są jako iloczyn współczynnika przyśpieszenia C oraz ciężaru ładunku Q Ł 12 : F C Q Bxyz,, xyz,, L Wartości współczynników przyspieszenia są znormalizowane dla poszczególnych kierunków działania siły bezwładności 13 : dla kierunku wzdłużnego do przodu C xp = 0,8 oraz do tyłu C xt = 0,5; dla kierunku poprzecznego dla ładunków statecznych C y = 0,5 oraz niestatecznych C y =0,7; dla kierunku pionowego C z = 1,0. 4. Dobór odciągów mocujących KTO Rosomak na naczepie Ładunek na pojeździe powinien być zabezpieczony przed przesuwaniem się podczas jazdy, aby zapewnić bezpieczeństwo kierowcy, uczestnikom ruchu oraz zabezpieczyć ładunek przed ewentualnym uszkodzeniem. W transporcie drogowym stosowane są różne metody mocowania ładunków na pojeździe. Podstawowe z nich to 14 : blokowanie, kotwiczenie za pomocą odciągów, zwiększenie wartości siły tarcia ładunku o podłogę nadwozia. W praktyce często używane są kombinacje wyżej wymienionych metod. Ma to na celu poprawienie skuteczności zamocowania ładunku. Do zamocowania transportera KTO Rosomak wykorzystano metodę kotwiczenia krzyżowego. Metoda ta pozwala mocować ładunki o znacznej masie przy wykorzystaniu tylko czterech odciągów, które zabezpieczają ładunek przed przemieszczeniem zarówno w kierunku poprzecznym, jak i wzdłużnym. Warunkiem (4) 12 PN-EN :2004 Elementy mocujące ładunki na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 1: Wyliczanie sił mocujących. 13 Ibidem. 14 L. Prochowski, A. Żuchowski, Pojazdy samochodowe, op. cit. 157

10 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski koniecznym do zastosowania kotwiczenia krzyżowego jest to, by ładunek posiadał uchwyty do zamocowania odciągów. Dobór odciągów do kotwiczenia krzyżowego polega na wyznaczeniu minimalnej wartości zdolności mocowania LC dla każdego z odciągów umieszczonych z przodu (LC P ) i z tyłu (LC T ) naczepy. Na rysunku 5 pokazano kąty 1 i 2, zawarte pomiędzy odciągami a płaszczyzną podłogi naczepy. Natomiast na rysunku 6 pokazano kąty β x1, β x2, β y1 i β y2 opisujące ułożenie odciągów w płaszczyźnie Oxy. Zaznaczono tu także wektory sił bezwładności przyłożone w środku masy Rosomaka oraz reakcje w punktach mocowania odciągów do transportera: P, R, M, N. Zwrot wektorów sił reakcji w odciągach jest przeciwny do zwrotu siły bezwładności. Siła bezwładności F BxT skierowana jest do przodu, a jej działanie jest przenoszone na odciągi tylne. Siła bezwładności F BxP skierowana jest do tyłu i napina odciągi przednie. Siła bezwładności F By działa poprzecznie do kierunku jazdy, a jej działanie przenoszone jest na jeden z odciągów przednich i jeden z odciągów tylnych (mocowanych w punktach P i R). Przy zmianie zwrotu siły bezwładności F By reakcje wystąpią w punktach M i N. Rys. 5. Kąty nachylenia odciągów przednich i tylnych Źródło: Opracowanie własne na podstawie [4] i [5] Na rysunku 7 pokazano układ sił działających na punkty P i R, w których odciągi mocowane są do ładunku w sposób pokazany na rysunku 6. Przyjęto następujące oznaczenia: F P, F R siły rozciągające w odciągach mocowanych do transportera w punktach P i R; F Px, F Rx, F Pz, F Rz, F Py, F Ry, F pd, F rs składowe sił F P i F r, działające odpowiednio w kierunkach osi Ox, Oz i Oy i odcinków PD i RS; δ 1, δ 2 kąty zawarte pomiędzy odciągami a płaszczyzną podłogi; β x1, β x2 kąty zawarte pomiędzy osią Ox a rzutem odciągów na płaszczyznę podłogi; β y1, β y2 kąty zawarte pomiędzy osią Oy a rzutem odciągów na płaszczyznę podłogi. 158

11 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie Rys. 6. Siła bezwładności działająca na przewożony pojazd KTO Rosomak : a) w kierunku wzdłużnym do przodu oraz reakcje w odciągach w punktach P i M; b) w kierunku wzdłużnym do tyłu oraz reakcje w odciągach w punktach R i N; c) w kierunku poprzecznym oraz reakcje w odciągach w punktach R i P Źródło: Opracowanie własne na podstawie [4] i [5] Ułożenie odciągów przednich i tylnych względem podłogi naczepy zależy od miejsca ustawienia transportera na naczepie. Wysokość przednich i tylnych uchwytów holowniczych w transporterze także jest różna (wymiary h 1 i h 2 na rysunku 1 i w tabeli 1). Uwzględniając oznaczenia z rysunków 5 i 6, mamy: δ 1 δ 2, β x 1 β x2, β y1 β y2 159

12 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski Rys. 7. Układ sił działających na punkty P i R, w których odciągi mocowane są do transportera ( x y 90 ) Źródło: Opracowanie własne na podstawie [10] Rozważono reakcje w punktach P i M, czyli stan obciążenia, gdy na przewożony na naczepie transporter działa siła bezwładności skierowana do przodu (F BxT ). Reakcje w punktach P i M mają takie same wartości (F p = F M ), ponieważ tylne odciągi są ułożone symetrycznie, a siła bezwładności działa w pionowej płaszczyźnie symetrii transportera. Uwzględniając oznaczenia z rysunku 7, siłę F P rozłożono na składowe, działające w kierunkach O x, O y oraz O z : FPx FPD cos x2 FP cos 2 cos (5) x2 F F cos F cos cos (6) Py PD y2 P 2 y2 F Pz F sin (7) Siły F Px oraz F Py utrzymują ładunek w równowadze, gdy siła bezwładności działa odpowiednio w kierunku wzdłużnym lub poprzecznym, natomiast siła F Pz dociska ładunek do podłogi naczepy. Ładunek pozostaje w równowadze, jeżeli: FPx FMx T F (8) BxT gdzie: F Mx siła działająca w punkcie M, w kierunku osi O x. Siły FPz i F Mz dociskają ładunek do podłoża, co korzystnie zwiększa siłę tarcia kół transportera o podłogę naczepy. Zakładając, że współczynnik tarcia kół transportera o podłogę naczepy jest, siłę tarcia opisano zależnością: D P 2 T ( Q F F ) (9) D L Pz Mz Po uwzględnieniu (7) oraz FPz FMz otrzymano: Wówczas warunek (8) zapisano w postaci T ( m g 2F sin ) (10) D L P 2 160

13 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie 2F cos cos ( m g 2F sin ) C Q (11) P 2 x2 D L P 2 xp skąd wyznaczono minimalną wartość siły F P, która powinna być przeniesiona przez pojedynczy odciąg. Maksymalna wartość siły F P ograniczona jest zdolnością mocowania odciągu tylnego LC T, której wartość można obliczyć z zależności: m g ( Cxp D) LCT FP FM 2(cos cos sin ) 2 x2 D 2 L (12) W analogiczny sposób wyznacza się wymaganą wartość zdolności mocowania odciągów przednich LC P. Uwzględniając, że F = C Q, mamy: BxT xt L m g ( Cxt D) LCP FR FN 2(cos cos sin ) 1 x1 D 1 (13) Podczas działania na ładunek siły bezwładności w kierunku poprzecznym, napinane są odciągi zamocowane w punktach P i R (rys. 6). W celu sprawdzenia, czy odciągi o zdolności mocowania LC P i LC T zabezpieczą ładunek również w kierunku poprzecznym, konieczne jest rozważenie następujących warunków równowagi: F F T F Py Ry By M Ai 0 (14) Równanie równowagi momentów sił można pominąć, przyjmując założenie upraszczające obliczenia, że siła F By przyłożona jest w połowie odległości między punktami P i R (odległość L U na rysunku 1). Wówczas F Py = F Ry, a na podstawie zależności (6) i (7) oraz FRy FR cos 1 cos y1 (15) T ( Q F F ) (16) D L Rz Pz warunek (14) ma postać FP cos 2 cos y2 FR cos 1 cos y1 D ( QL FR sin 1 FP sin 2) Cy QL (17) Jeżeli δ δ 2 oraz β β y2 (podobne ułożenie odciągów przednich i tylnych), to wartości sił F P i F R będą sobie równe, a wymagana zdolność mocowania odciągów przy działaniu siły bocznej opisana jest zależnością podaną w normie [7] m g ( Cy D) LCy FR FP 2(cos cos sin ) 1 y1 D 1 (18) 161

14 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski 5. Analiza czynników wpływających na dobór elementów mocujących Z zależności (12), (13) i (18) wynika, że wymagana zdolność mocowania odciągów do zabezpieczenia transportera na naczepie zależy od jego masy, wartości współczynnika tarcia kół o podłogę naczepy oraz od sposobu ułożenia odciągów (kąty δ 1, δ 2, β x1, β x2, β y1, β y2 ). Wartości tych kątów zależą od względnego rozmieszczenia punktów mocowania w transporterze (uchwyty holownicze) i w podłodze naczepy, co z kolei wynika z miejsca ustawienia Rosomaka na naczepie. Poniżej rozważono wpływ miejsca ustawienia transportera na wymaganą zdolność mocowania odciągów. Wcześniej ustalono, że pojazd może być umieszczony w dowolnym miejscu na naczepie (por. rys. 4). Ogólne zalecenia dotyczące metody kotwiczenia krzyżowego podają, że wartości kąta powinny być w zakresie 20 65, a kąta β x w zakresie [10]. Na rysunku 8 przedstawiono wykresy ilustrujące wpływ położenia środka masy Rosomaka (odległość x na rysunku 3) na wartości kątów nachylenia odciągów przednich (δ 1, β x1 ) i tylnych (δ 2, β x2 ). Widoczne tu jest, że przy każdej wartości x, wartość jednego z kątów β x1 lub β x2 jest większa niż zalecana, co może niekorzystnie wpływać na zwiększenie wymaganej zdolności mocowania odciągów. Odległość x [m] Odległość x [m] Rys. 8. Wpływ miejsca ustawienia KTO Rosomak na naczepie (położenia środka masy x) na wartości kątów nachylenia odciągów Źródło: Opracowanie własne Podczas oceny wpływu położenia pojazdu KTO Rosomak na platformie ładunkowej naczepy na wymaganą zdolność mocowania odciągów rozpatrzono trzy warianty ustawienia transportera na naczepie: wariant I x = 4,0 m; wariant II x = 4,5 m; wariant III x = 5,0 m. 162

15 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie Do obliczeń przyjęto trzy wartości współczynnika tarcia pomiędzy podłogą naczepy (blacha ryflowana) a ogumieniem kół transportera (μ D = 0,2; 0,4 i 0,6). Tym samym uwzględniono możliwość różnego stanu skojarzenia opona-podłoga, który może wynikać z zanieczyszczenia podłogi i opon (zabłocenie, oblodzenie, zaolejenie itp.). Gdy podłoga naczepy i opony transportera są czyste i suche, to współczynnik tarcia μ D ma dużą wartość. W praktyce jest to jest jednak trudne do osiągnięcia, chociażby dlatego, że naczepa jest odkryta i podatna na wpływ czynników atmosferycznych. Wyniki obliczeń zdolności mocowania odciągów LC P i LC T, które wykonano na podstawie zależności (12) i (13), zestawiono w tabeli 4. Podano tu także wartości kątów i. x Tabela 4 Wyniki obliczeń wymaganej zdolności mocowania LC P i LC T odciągów, przy trzech wartościach współczynnika tarcia μd μ D LC p [kn] LC t [kn] Wariant I δ 1 = 31,0 β x1 = 54,8 0,2 51,8 194,3 x = 4,0 m δ 2 = 47,1 β x2 = 75,4 0,4 14,7 88,7 0,6 0 33,7 μ D LC p [kn] LC t [kn] Wariant II δ 1 = 40,9 β x1 = 63,8 0,2 66,5 131,2 x = 4,5 m δ 2 = 30,5 β x2 = 64,6 0,4 17,3 72,0 0,6 0 30,6 μ D LC p [kn] LC t [kn] Wariant III δ 1 = 56,9 β x1 = 74,5 0,2 98,6 102,8 x = 5,0 m δ 2 = 22,1 β x2 = 55,4 0,4 21,4 60,9 0,6 0 27,4 W każdym wariancie wymagana zdolność mocowania odciągów tylnych LC T jest większa niż przednich LC P, ponieważ siła bezwładności F BxT ma większą wartość niż F BxP (por. pkt 3). W wariancie III wymagane zdolności mocowania odciągów przednich i tylnych przy μ D = 0,2 są podobne, przy czym LC T ma najmniejszą wartość właśnie w tym wariancie, a LC P największą. Przy umieszczeniu transportera z tyłu naczepy (wariant I) wymagana zdolność mocowania odciągów tylnych jest prawie dwukrotnie większa niż w wariancie III (transporter z przodu naczepy). Różnice te maleją wraz ze wzrostem wartości współczynnika tarcia. W wariancie II ułożenie odciągów przednich i tylnych jest podobne, co pozwala na skorzystanie z zależności (18) podczas sprawdzenia stanu równowagi transportera 163

16 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski przy działaniu siły bocznej. Wymagana zdolność mocowania LC y jest tu prawie dwa razy mniejsza niż LC P. Wyniki obliczeń LC P i LC T w szerszym zakresie zmian odległości x, niż to wynika z wariantów opisanych w tabeli 4, pokazano na rysunku 9. Wynika z niego, że decydujące znaczenie w doborze odciągów ma wartość współczynnika tarcia. Rys. 9. Zależność wymaganej zdolności mocowania odciągów przednich LC P i tylnych LC T od położenia pojazdu KTO Rosomak na naczepie (odległość x), przy różnych wartościach współczynnika tarcia Ze względu na znaczne wartości wymaganej zdolności mocowania LC, do zamocowania transportera należy wykorzystać odciągi łańcuchowe, które mają większą zdolność mocowania niż pasy mocujące. Ponadto odciągi łańcuchowe są zalecane przez producenta KTO Rosomak [3]. Przykładowo mogą to być odciągi łańcuchowe firmy Pewag 15 : ZRS13G10 o zdolności mocowania LC = 134 kn, które można wykorzystać na odciągi tylne oraz odciągi ZRS13G8 o zdolności mocowania LC = 100 kn, które można wykorzystać na odciągi przednie. W ofercie producenta nie ma odciągów o zdolności mocowania 134 kn > LC > 100 kn. Dobrane odciągi łańcuchowe mają zastosowanie w wariantach II i III. Wariant I ustawienia transportera na naczepie nie jest korzystny, ze względu na zbyt dużą wartość kąta β x2, co obniża skuteczność kotwiczenia krzyżowego ładunku, a wymagana zdolność mocowania LC T jest znaczna. Podsumowanie Dobór elementów mocujących wymaga znajomości wielu danych technicznych nie tylko przewożonego ładunku, ale także wykorzystywanego środka transportowego oraz urządzeń mocujących. Decydujące znaczenie w doborze odciągów ma wartość współczynnika tarcia. Ustalenie jego rzeczywistej wartości przez przewoźnika nie jest 15 Materiały informacyjne firmy Pewag. 164

17 Mocowanie KTO Rosomak na naczepie łatwe, natomiast powinno dążyć się do zapewnienia jak największej jego wartości. W rozważanych wariantach mocowania transportera na naczepie zwiększenie wartości współczynnika tarcia z 0,2 na 0,4 powoduje około 2-krotne zmniejszenie wymaganej zdolności mocowania odciągów tylnych i 3-4-krotne dla odciągów przednich. Miejsce ustawienia transportera na naczepie wpływa na ułożenie odciągów. Wynikające stąd wartości kątów δ i β mają istotny wpływ na wyniki obliczeń zdolności mocowania odciągów, szczególnie wówczas, gdy mamy małe wartości siły tarcia ładunku o podłogę naczepy. Literatura [1] Brach J., Militarne naczepy Auto-Hit, Nowa Technika Wojskowa, nr 9/2008. [2] Instrukcja o przewozach wojsk transportem kolejowym, DD/4.4.1(A), MON, Szef. Kom. 171/2007. [3] Kołowy Transporter Opancerzony 8 8 Rosomak. Instrukcja eksploatacji. Opis i użytkowanie, Wojskowe Zakłady Mechaniczne S.A., Siemianowice Śląskie, [4] Materiały informacyjne firmy Auto-Hit. [5] Materiały informacyjne firmy Pewag. [6] Mocowanie ładunków w transporcie drogowym Wytyczne odnośnie dobrej praktyki europejskiej, Komisja Europejska Dyrekcja Generalna ds. Energii i Transportu, Urząd Oficjalnych Publikacji Wspólnot Europejskich, Luksemburg, [7] PN-EN :2004 Elementy mocujące ładunki na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 1: Wyliczanie sił mocujących. [8] PN-EN :2011 Zestawy do utwierdzania ładunków na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 1: Obliczanie sił mocowania [9] Polak F., Szczęch L., Walentynowicz J., Analiza uszkodzeń silników KTO ROSO- MAK spowodowanych wybuchami min, IX Sympozjum Naukowo-Techniczne: Silniki spalinowe w zastosowaniach wojskowych SILWOJ 2012, Puck, [10] Prochowski L., Żuchowski A., Pojazdy samochodowe. Technika transportu ładunków, WKŁ, Warszawa [11] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 31 grudnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposażenia, Załącznik do obwieszczenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 czerwca 2013 r., poz [12] Ustawa z dnia 18 sierpnia 2011 r. o zmianie Ustawy Prawo o ruchu drogowym oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2011 r., nr 222, poz. 1321). [13] Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 r. Prawo o ruchu drogowym. [14] Wytyczne europejskiej dobrej praktyki w zakresie mocowania ładunków w transporcie drogowym, Komisja Europejska Dyrekcja Generalna ds. Energii i Transportu,

18 K. Kobyliński, L. Szczęch, A. Żuchowski THE AMV ROSOMAK RESTRAINT ON A SEMI-TRAILER Abstract. Methodology of lashing elements selection to the AMV Rosomak securing on a semi-trailer is presented in the paper. Few variants of the vehicle positioning were taken under consideration. It influences on a lashing position which attached the vehicle and at the same time on a required lashing capacity (LC). Keywords: road transport, load restraint, semi-trailer, AMV Rosomak. 166