ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГУСЕНИЧНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ ВОЕННЫХ НАУК

№ 3(24)/2008 (спецвыпуск)

УДК.531.66(075)

В.Н. ТАРАСОВ,

доктор технических наук, профессор;

В.Р. ЭДИГАРОВ,

кандидат технических наук;

С.Э. ДАДАЯН

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГУСЕНИЧНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Гусеничный движитель транспортных машин, являясь наиболее нагруженной сборочной единицей ходовой части, работает в условиях высокой динамической нагруженности, тепловой и механической напряженности. При этом для современных транспортных машин и танков в частности, в связи с возрастающими максимальными скоростями движения и тенденцией уменьшения диаметров опорных катков эти условия будут еще больше ужесточаться.

Отличие танков от гусеничных тракторов состоит в реализации высокоскоростных динамических режимов работы, в то время как тракторы общего назначения работают на тяговых режимах при малых скоростях движения.

В статье рассматриваются танки, относящиеся к классу гусеничных транспортных машин. Отличие танков от гусеничных тракторов состоит в реализации высокоскоростных динамических режимов работы, в то время как тракторы общего назначения работают на тяговых режимах при малых скоростях движения.

Качество гусеничного транспортного средства определяется совокупностью свойств, обеспечивающих его пригодность к движению, транспортированию грузов и людей. Эффективность эксплуатации танка как гусеничного транспортного средства зависит от тягово-скоростных качеств, топливной экономичности, управляемости, маневренности, плавности хода, проходимости и многих других качеств. Многие виды транспортных средств возникли в разное время и имеют свою историю эволюционного развития. Главная особенность танков заключается в наличии большой массы, в которой основную долю составляет масса металла, используемого для создания устройств бронезащиты людей, двигателя, трансмиссии, боекомплекта и др. Основными параметрами танка, определяющими его качество, являются мощность двигателя, масса танка, скорость движения.

На рис. 1 представлена совокупность точек, отражающих зависимость мощности двигателя N от скорости движения V no твердому шоссе для танков, разработанных в разных странах в период с 1940 по 2006 г. [1, 2]. Зона графика ABC заполнена параметрами, отражающими реальные конструкции танков.

Вершина области ЛВС графика - точка А соответствует начальному историческому периоду развития танков, обладавших скоростями до 40 км/ч и мощностью двигателя до 500 кВт. Диапазон изменения скорости танков от 40 - 72,5 км/ч хорошо коррелируется с указанным историческим периодом. Если в окрестности точки А выделить горизонтальную полоску высотой ΔN ≈ 50 кВт длина которой соответствует диапазону скоростей 40 - 72,5 км/ч, то для семейства танков этой площадки за рассмотренный период времени практически при постоянной мощности двигателя скорость танков увеличилась с 40 до 72,5 км/ч.

В зоне графика ABC можно условно выделить вертикальную полоску шириной ΔV = 65 - 72,5 км/ч имеющую высоту ВС. В этой зоне оказались реально существующие в мире танки, снабженные двигателями мощностью от 350 до 1100 кВт, имеющие различную массу. Внизу расположены легкие танки с двигателями малой мощности до 400 кВт, а выше расположены танки большой массы, имеющие двигатели большой мощности. Из анализа ситуации для выделенной вертикальной полоски видно, что увеличение мощности как легких, так и тяжелых танков не привело к увеличению скорости движения танков более 72,5 км/ч. При этом танки, имеющие скорость движения V=75 км/ч в настоящее время отсутствуют.

На рис. 2 представлена совокупность точек, отражающих зависимость мощности двигателя N от общей массы т танка. На графике выделен линейный участок KLM и зона LME для реально существующих в мире конструкций танков. На этом графике мощности N в определенной мере кореллируется с изменением скорости движения. Поэтому линия КМ соответствует семейству танков, обладающих соответствующими массами и максимальной скоростью движения. Если в зоне LME выделить горизонтальную полоску ограниченной изменением мощности ΔN = 500,...,620 кВт ограничив ее справа максимальной массой т = 55 т, то в этой зоне оказываются реальные конструкции танков, обладающие разными массами и скоростями при практически постоянной мощности двигателя.

На рис. 3 показано семейство точек и приведена линейная зависимость удельной мощности Nу от скорости движения V для существующих в мире конструкций танков.

Диапазон скоростей движения танков от 40 до 72,5 км/ч соответствует историческому периоду, в течение которого созданы конструкции танков с повышенными скоростями движения. Из графика видно, что тенденция увеличения скорости движения танка в диапазоне изменения скорости 60 до 72,5 км/ч приводит к резкому увеличению удельной мощности по сравнению с показанной линейной зависимостью Nу=f(V). Эффективную мощность двигателя, реализуемую на преодоление всех видов сопротивления движению, можно выразить по формуле:

На рис. 4 представлена зависимость θf =f(V). В диапазоне скоростей движения 50,...,72,5 км/ч зависимость обобщенного коэффициента θf от скорости движения может быть аппроксимирована эмпирическим уравнением θf = 0,290 - 0,00805V + 10-4 • 0,77V2 (6)

где V- скорость движения танка, км/ч.

В диапазоне скоростей 0,.. .,50 км/ч обобщенный коэффициент сопротивления движению танка является примерно постоянной величиной u f ~0.08

На рис. 5 по формуле (4) для танка массой m =46,5 т построена зависимость мощности двигателя от скорости движения.

Представленная зависимость свидетельствует о наличии в конструкции танка механических причин, которые приводят к интенсивному увеличению мощности двигателя с увеличением скорости движения.

ВЫВОДЫ

1. Основными параметрами танков являются мощность двигателя, масса и скорость движения.

2. Для оценки влияния особенностей конструкций танка на его параметры введен обобщенный коэффициент сопротивления движению θf обеспечивающий приведение всех сил сопротивления при движении танка к движителю.

ЛИТЕРАТУРА

1. Брилев О.Н., Балицкий В.Г., Бардиян А.А. Бронетанковая техника мира. Справочник/Под ред. Н.Н. Новичкова.-М.: Изд-во информационное агентство АРМС-ТАСС, 2006.-368 с.

2. Буров С.С. Конструкция и расчет танков.-М.: Изд-во Академии, 1973.- 602 с.