Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана

Факультет «Специального машиностроения»

Кафедра «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ

ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Разработка общей компоновки основного танка»

Студент (Кадомцев С.И.) Группа СМ 9-72

Руководитель проекта (Морозов А.В.)

Москва, 2012 г.

Содержание

1. Техническое задание……………………………………………..…………...3

2. Основные этапы проектирования………………………….…..…………..5

2.1. Предполагаемая компоновка……………………………….……………5

2.2. Общие габариты машины…………………….………………………….5

2.3. Броневая защита……………………………………………………….....5

2.4. Компоновка………………………………………………….……………6

2.5. Автомат заряжания……………………………………………………….7

3. Тяговый расчёт…………………………………………………....…………..9

4. Расчёт защищающих броневых толщин……………….............................12

4.1. Расчёт брони корпуса……………………………………………….........15

4.1.1. Расчёт верхнего лобового листа (№1)…………………………….15

4.1.2. Расчёт нижнего лобового листа (№2)……………………………..17

4.1.3. Расчёт бортового листа (№3)……………………………..……….17

4.1.4. Расчёт крыши корпуса (№4)…………………………..…………...18

4.1.5. Расчёт кормового листа (№5)…………..…….………….………...19

4.1.6. Расчёт днища корпуса (№6)………………………….….………...19

4.1.7. Расчёт перегородки (№7)………………………………..….……...19

4.2. Расчёт брони башни……………………………………………………...20

4.2.1. Расчёт маски башни………………………………………………..20

4.2.2. Расчёт лобового листа башни (№3)…………………………….…21

4.2.3. Расчёт бокового листа башни (№4)…………..……..….……..…..23

4.2.4. Расчёт крыши башни (№5)……………………………….………..24

4.2.5. Расчёт заднего листа башни (№6)…………………..…...………...25

5. Расчёт массы забронированного корпуса………………………………...25

5.1. Верхний лобовой лист …………………………………………………..25

5.2. Передний нижний лобовой лист ………………………………………..25

5.3. Бортовой бронелист……………………………………………………...25

5.4. Днище ………………………………………………..…………………...25

5.5. Крыша корпуса ………..…………………………………………………26

5.6. Кормовой лист……………………………………………………………26

5.7. Масса перегородки……………………...…………………………….….26

5.8. Маска башни……………...………………………………………………26

5.9. Башня ……………………………………………………………………..26

5.10. Суммарная масса корпуса машины……………………………….…...27

6. Масса остальных частей……………………….…………………………...27

6.1. Масса боекомплекта и автомата заряжания…………………………….27

6.2. Масса вооружения………………………………………………………..28

6.3. Масса экипажа……………………………………………………………28

6.4. Масса двигателя…………………………………………………………..28

6.5. Масса трансмиссии………………………………………………………28

6.6. Масса ходовой части……………………………………………………..28

6.7. Масса дополнительного оборудования…….………………………..….28

7. Расчёт количества топлива проектируемой машины………………….28

8. Расчёт потребного количества топлива……………….…………….…....29

9. Расчёт координаты центра масс машины…………………………..……30

9.1. Определение центра масс внутренних элементов компоновки……….30

9.2. Определение центра масс забронированного корпуса………………...31

9.3. Определение центра масс всей машины………………………………..32

10. Среднее удельное давление на грунт………………………………….…32

11. Уточненный тяговый расчет......................................................................33

12. Расчёт элементов башни……………………………..…………….……...34

12.1. Расчёт усилия отката…………………………………………….…….34

12.2. Расчёт шариковой опоры башни……………………………….……..35

13. Вывод………...………………………………………………………………42

14. Список используемой литературы…………..……………………….…..43

1. Техническое задание.

Цель проекта – определение технического облика и основных конструкторских решений ВГМ для перспективной (современной) системы вооружения.

Спроектировать машину, используя современные достижения в области разработки военных гусеничных машин (ВГМ).

Необходимо разработать конструкторско-компоновочную схему военной гусеничной машины в соответствии с выбранными ограничениями.

Для проектируемой машины устанавливаются следующие ограничения:

Заданные параметры:

• экипаж машины – 3 человека;

• МТО располагается в кормовой части машины;

• предельная масса 60 тонн;

• экипаж расположен в башне

а) При проектировании рабочих мест членов экипажа стоит помнить о необходимости размещения органов управления в информационном и моторном полях. (Необходимо оставить место для размещения вышеуказанных приборов).

б) Проектируемая машина должна быть оборудована комплексом вооружения для борьбы с танками (пушка Д-81). Автомат заряжания пушки – кормового типа. Боекомплект находится в механизированной боеукладке. Угол склонения орудия -5°…+15° относительно горизонта.

в) Характеристики подвижности:

• обеспечить подвижность на уровне основного боевого танка;

• запас хода на основной заправке топливом – 500 км;

• среднее давление на грунт, q_гр ≤ 0,8 – 1,0 МПа

д) Характеристики живучести:

• обеспечить защиту ВГМ в пределах безопасного угла маневрирования для наиболее поражаемых частей корпуса q_бмк= ± 15 ÷ 20º и башни q_бмб = ± 25 ÷ 35º от оперенного бронебойного подкалиберного и кумулятивного снарядов с ожидаемой вероятностью непоражения равной 95% стального эквивалента на дистанции 1200 м;

• для обеспечения необходимых пределов по массе использовать комбинированное бронирование;

• принять толщину крыши b_к =30÷40 мм, толщину днища b_д =20÷40 мм;

е) Транспортабельность – обеспечить перевозку по железным дорогам РФ без ограничений В_max = 3450 мм.

ж) Конструктивные требования:

• обеспечить наблюдение в пределах заданных углов обзора;

• обеспечить удобство посадки и высадки экипажа, доступа к сборочным единицам для их обслуживания и ремонта, погрузки (выгрузки) боеприпасов;

1. Основные этапы проектирования.

1. Предполагаемая компоновка.

Компоновка танка выбрана на основе анализа танков МВТ-70, Т-72, Т-80, Т-90СМ.

1. Общие габариты машины.

В качестве предельной ширины машины без съёмных элементов был взят размер 3450 мм, исходя из не превышения железнодорожного габарита. Длина опорной ветви гусеницы была найдена из соотношения:

где В =2980мм – ширина колеи машины (т.е. ширина между серединными линиями гусениц);

L=4720 мм – длина опорной ветви гусеницы.

Остальные габариты машины были получены при размещении экипажа, МТО, проектировании башни, размещении автомата заряжания и размещении дополнительной боеукладки в корпусе танка, расчете брони:

- общая длина машины: 7440 мм;

- ширина корпуса: 3450 мм;

- высота машины: 2260 мм;

- клиренс: 450 мм.

1. Броневая защита

В качестве основного материала для бронирования используется сталь с плотностью . В данном проекте при разработке бронирования были учтены следующие факторы:

• обеспечение достаточного для размещения членов экипажа и систем внутреннего объема машины;

• обеспечение ремонтопригодности машины;

• обеспечение работоспособности двигателя и трансмиссии;

• обеспечение достаточной обзорности с места механика-водителя;

• обеспечение возможности загрузки и выгрузки членов экипажа в машину.

Для решения этих задач были приняты следующие решения:

Для удобства установки двигателя и трансмиссии в МТО, лист над МТО спроектирован съёмным.

Для лучшей защищенности ходовой части, с учетом особенностей использования машины, применена «разнесенная» броня. То есть верхняя часть гусеничного обвода, амортизаторы, часть катков и место крепления балансира и торсиона прикрыты листами брони.

1. Компоновка.

При разработке учитывались особенности использования машины, ее цели и задачи и требования к ее характеристикам. В соответствии с этими требованиями были приняты следующие решения:

Моторно-трансмиссионное отделение расположено в задней части корпуса. Это обеспечивает более высокую защищенность МТО и более удобно при размещении остальных механизмов, приборов и узлов. Данное размещение МТО не ослабляет лобовую броню, как бы это было при расположении двигателя спереди.

Экипаж расположен в башне. Слева от казённика располагается механик-водитель на специальном механизме противовращения, что обеспечивает положение механика-водителя по ходу движения машины. Наводчик и командир расположены справа от казённика друг за другом. Данная концепция позволяет уменьшить высоту корпуса и танка в целом, делая его менее уязвимым на поле боя.

Для обеспечения высокой степени обзорности и для управления системами вооружения, место механика – водителя оборудовано электронной системой наблюдения, командир танка имеет круговой обзор через перископы и панорамный прицел. Вход в машину и выход из нее экипаж осуществляет через люки, расположенные в крыше башни.

Предлагаемая конструкция предусматривает установку на машину 125 мм орудия марки Д81-ТМ. Также для поражения живой силы противника, будет установлена дистанционно управляемая установка с пулеметом  ПКТМ калибра 7,62-мм с двухстепенной стабилизацией.

В соответствии с этими решениями была разработана конструкция и компоновка машины и рассчитаны основные ее параметры.

1. Автомат заряжания.

Автомат заряжания электромеханического типа с постоянным углом заряжания размещен в кормовой части танка ниже башенной опоры и выполнен в виде кольцевого конвейера типа «карусель» с механизмом подачи выстрелов и досылателем. Автомат заряжания обеспечивает заряжание орудия из основного боекомплекта и пополнение «горячей» боеукладки снарядами, находящимися в стеллажах. Заряжание боекомплекта осуществляется с помощью манипулятора, пополнение осуществляется вручную членами экипажа. Основной боекомплект состоит из 22 снарядов размещенных в транспортере типа «карусель», тем самым обеспечивается выбор нужного тира снаряда путем прокрутки этой «карусели». В стеллаже находится 2 снаряда, выбор нужного снаряда осуществляется экипажем.

Устройство автомата заряжания:

Автомат заряжания (АЗ) включает в себя боеукладку в виде транспортера (1), управляющую электрическую систему и механизмы: подъема, досылания, улавливания и удаления поддона после выстрела. Боеукладка транспортера, представляет собой 22 кассеты (2), в каждой из которой снаряд (3) и заряд (4) размещены параллельно друг над другом. Транспортер установлен на центрально расположенном опорном подшипнике, смонтированном на днище танка. Механизм подъема (5) подает боеприпас на линию досылания. Механизм досылания (6), размешенный в корме башни, обеспечивает раздельное досылание снаряда и заряда в орудие, установленное на угол заряжания и зафиксированное. После выстрела экстрактированный поддон улавливается механизмом улавливания (7), снабженным приводом (8) и выбрасывается через люк (9) в крыше башни. Последовательность операций АЗ обеспечивается блоком управления, приводы исполнительных органов - электромеханические.

Вращающийся транспортер имеет электромеханический привод (10) предназначенный для вращения транспортера, механизм закрывания окна выдачи боеприпаса со створками (11), предназначенный для предохранения транспортера от попадания в него посторонних предметов.

Рис. 1. Устройство автомата заряжания

1. Тяговый расчет.

Рассчитаем необходимую мощность для гусеничной машины массой 55 тонн.

Исходные данные: