РПЗ (Сборник неизвестных вариантов), страница 2

М = 55000 (кг) – оценочная масса машины;

V_max = 50 (км/ч) – максимальная скорость;

α_max = 35º - максимальный угол подъема;

f_min = 0,05 – минимальный коэффициент сопротивления движению;

F = 4.8 (м²) – площадь лобовой проекции машины;

η_тр = 0,95 – КПД трансмиссии;

φ = 0,85 – коэффициент тяги по сцеплению;

k = 0,005 – коэффициент обтекаемости

Расчет:

1. Сила сопротивления воздуха:

;

1. КПД гусениц:

;

1. Общее КПД:

;

1. Потребная сила тяги:

;

1. Свободная мощность двигателя:

1. Эффективная мощность:

Проверка по сцеплению:

Преодоление максимального угла α = 35º:

Для того чтобы определить способность машины двигаться под вышеуказанным углом к горизонту, необходимо произвести проверку по сцеплению.

Таким образом, получаем, что эффективная максимальная мощность двигателя равна л.с., что меньше эффективной мощности – 1000 л.с. – двигателя В-92С2. Следовательно, выберем этот двигатель для нашей машины.

Моторно-трансмиссионное отделение включает в себя (рис. 2):

1 – двигатель;

2 – гитара;

3 – вентилятор системы охлаждения;

4 - соединительный вал между гитарой и коробкой передач;

5 – основной масляный бак;

6 – пополнительный масляный бак;

7 – расширительный бачок системы охлаждения;

8 – водяной насос;

9 – входные жалюзи;

10 – выходные жалюзи;

11 – радиатор системы смазки;

12 – радиатор системы охлаждения;

13 – стартер-генератор;

14 – воздухоочиститель;

15 – бортовая коробка передач (правая);

16 – распределительный механизм коробки передач;

17 – масляный бак системы смазки и гидроуправления силовой передачей;

Рис. 2. Моторно-трансмиссионное отделение

1. Расчет защищающих броневых толщин.

Рис. 3. Геометрическая схема встречи снаряда с броневой плитой

где ОА – нормаль к плоскости детали;

ОВ – проекция нормали на горизонтальную плоскость (поднормаль);

ОС – линия вектора скорости подлетающего снаряда V_с;

b – угол наклона детали по отношению к вертикали;

g – угол подворота детали – угол между поднормалью и продольной осью машины (ОВ и осью x’);

a – угол встречи – угол между нормалью детали и вектором скорости (ОА и ОС);

q – курсовой угол обстрела – угол между вектором скорости и продольной осью машины (ОС и осью х’).

Допущение: вектор скорости снаряда всегда лежит в горизонтальной плоскости (выбор толщин осуществляется в горизонтальной опорной плоскости).

Основным параметром для расчёта защищающих броневых толщин (ЗБТ) является угол a. Для нахождения этого угла выразим отрезок ОС через углы a, b, g и q. Т.к. плоскость, в которой лежит треугольник АВС перпендикулярна вектору скорости (V_с). Получаем следующее равенство:

АО·cos α = AO·cos β·cos(q – γ)

cos α = cos β·cos(q – γ)

α = arccos (cos β·cos[q – γ])

Для расчёта ЗБТ в пределах заданных углов безопасного маневрирования (q_бм) определяются наиболее опасные курсовые углы обстрела – расчётные курсовые углы обстрела (q_р).

если g < q_бм , то q_р = g

если g > q_бм , то q_р = q_бм

Таким образом определив q_р, определяем a_р

α_р = arccos(cos β·cos[q_р – γ])

Рис. 4. Схема проникания ОБПС в броневую плиту

где L – глубина проникания снаряда в полубесконечную преграду (глубина каверны)

d – добавка вызванная явлением подпора (откола тыльной части в виде пробки)

h_п – величина подпора для ОБПС, h_п = 35 ¸ 40 мм

δ = h_п / cos α_р

При увеличении α_р увеличивается величина подпора (d). Поэтому увеличение угла наклона требует увеличения толщины броневой плиты (b_x).

Из рисунка видно, что толщина брони обеспечивающая непробитие будет равна

b_x = L_D + δ

где L_D – глубина пробития получаемая при стрельбе с заданной дистанции.

Заданная величина ожидаемого бронепробития является ни чем иным как математическим ожиданием глубины бронепробития. Следовательно реальная величина глубины бронепробития будет лежать в некотором диапазоне. Для обеспечения вероятности непробития в 95% этот диапазон будет равен 2s_L , в 99% – 3s_L .Таким образом максимально возможная глубина бронепробития на дистанции D=2000м будет равна:

L₂₀₀₀ = m_L2000 + (2¸3)s_L

где m_L – математическое ожидание бронепробиваемости ПТС противника.

s_L – среднеквадратическое отклонение от математического ожидания

глубины бронепробития, для современных боеприпасов 5% от m_L.

Глубина пробития на интересующей дальности будет определяться следующим выражением:

L_D = L₂₀₀₀ ± dL ,

где dL – приращение обусловленное дальностью стрельбы. Глубина пробития увеличивается при стрельбе с дистанции менее 2000м (знак «+») и уменьшается при стрельбе с дистанции более 2000м (знак «-»).

dL = k_D · dD,

где k_D = 25·10^-3 мм/м

dD – изменение дальности произведения выстрела

dD = D - D_р

где D_р – реальная дистанция выстрела.

Таким образом, толщина броневой детали по нормали будет равна

b = b_x · cos α_р

Масса брони будет рассчитываться исходя из плотности броневой стали:

r_м– плотность монолитной брони (r_м = 7,85 г/см³).

Расчёт габаритных характеристик брони

Выше была рассчитана необходимая величина защищающих броневых толщин (b). Эта величина была рассчитана с учётом использования монолитной брони, состоящей из гомогенной стали. В случае использования комбинированной брони толщина броневой детали может быть уменьшена.

Комбинированная броня используется в том случае, когда требуемая толщина брони превышает 100мм (при осуществлении некоторых дополнительных мероприятий комбинированная броня может использоваться при требуемой толщине в 50мм).

Толщина броневой детали с использованием комбинированной брони будет равна

b_г = k_г · b

где k_г – габаритный коэффициент

b_г – габаритная толщина брони

если b > 100мм, то k_г = 0,8 ¸ 0,9

если b < 100мм, то k_г = 1,0

1. Расчет брони корпуса.

1. Расчет верхнего лобового листа (№1).

Исходные данные:

• угол подворота:

• угол безопасного маневрирования корпуса:

т.к.

• угол наклона детали:

• расчетный угол встречи:

• величина откола тыльной части в виде пробки:

• ожидаемая пробиваемость стального эквивалента с дистанции 2000 метров:

Для БОПСа:

Для кумулятивного снаряда:

(так как пробиваемость на любых расстояниях одинакова для кумулятивного снаряда)

• ожидаемая пробиваемость стального эквивалента с дистанции 1200 метров (наиболее опасная дистанция):

• Для БОПСа:

Для кумулятивного снаряда:

(так как пробиваемость на любых расстояниях одинакова для кумулятивного снаряда )

• толщина монолитной брони по оси Х (продольной оси машины):

• толщина монолитной брони по нормали:

• габаритная толщина комбинированной брони по нормали:

Окончательно принимаем толщину броневого листа b=340 (мм).

1. Расчет нижнего лобового листа (№2):

Так как он находится в нижней части лобовой проекции, а вероятность попадания в крайние участки значительно меньше, то нет необходимости производить расчет габаритных характеристик броневой защиты. Поэтому толщину монолитной броневой защиты следует принять .

1. Расчет бортового листа (№3):

Исходные данные:

• угол подворота:

• угол безопасного маневрирования корпуса:

т.к.

• угол наклона детали:

• расчетный угол встречи:

• величина откола тыльной части в виде пробки:

• ожидаемая пробиваемость стального эквивалента с дистанции 2000 метров:

Для БОПСа:

Для кумулятивного снаряда:

(так как пробиваемость на любых расстояниях одинакова для кумулятивного снаряда )

• ожидаемая пробиваемость стального эквивалента с дистанции 1200 метров (наиболее опасная дистанция):

Для БОПСа:

Для кумулятивного снаряда:

(так как пробиваемость на любых расстояниях одинакова для кумулятивного снаряда )

• толщина монолитной брони по оси Х (продольной оси машины):

• толщина монолитной брони по нормали:

• габаритная толщина комбинированной брони по нормали:

Так как при проектировании машины мы имеем жесткие ограничения по массе, к увеличению которой приводит увеличение толщины брони, то дополнительную защиту мы обеспечим использованием динамической защиты. Толщину монолитной броневой защиты принимаем

1. Расчет крыши корпуса (№4):

Исходные данные:

• угол подворота:

• угол безопасного маневрирования корпуса:

т.к.

• угол наклона детали:

• расчетный угол встречи:

Так как лист расположен горизонтально, следовательно, нет необходимости производить расчет габаритных характеристик броневой защиты. Поэтому толщину монолитной броневой защиты следует принять .

1. Расчет кормового листа (№5):

Так как данный лист находится в кормовой части машины, а в ходе ведения боя лобовая проекция является наиболее поражаемой, следовательно, нет необходимости обеспечивать защищенность в соответствии с приведенным выше расчетом. Принимаем толщину листа из монолитной броневой стали .

1. Расчет днища корпуса (№6):

Исходные данные:

• угол подворота:

• угол безопасного маневрирования корпуса:

т.к.

• угол наклона детали:

• расчетный угол встречи: