Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский Государственный Технический Университет

им. Н.Э.Баумана»

Рождественский Ю.Л., Морозов А.В.

«Разработка конструктивно – компоновочной схемы основного танка

(на базе прототипа)»

Методическое пособие для выполнения курсового проекта

Москва, 2005 г.

©Рождественский Ю.Л., Морозов А.В., 2005

Содержание

Содержание 1

1. ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТ 2

1.1 Задание на проект 2

1.2 Тактико-техническое задние на проектируемую ВГМ 3

2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 7

2.1 Последовательность проектирования 7

3. ПРОВЕДЕНИЕ РАСЧЁТОВ 9

3.1 Расчёт основных характеристик броневой защиты 9

3.1.1 Расчёт защищающих броневых толщин 9

3.1.2 Расчёт массогабаритных характеристик брони 13

3.3 Расчёт потребного количества топлива 14

3.4 Расчёт координаты ЦМ ВГМ 16

3.4.1 Определение центра масс башни 16

3.4.2 Определение центра масс корпуса 17

3.4.3 Определение общего центра масс 17

3.5 Расчёт элементов башни 18

3.5.1 Расчёт шариковой опоры башни 18

3.5.2 Расчёт цапфы пушки 23

Список используемой литературы 23

1. ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТ

1.1 Задание на проект

Спроектировать танк (БМП, БМПТ) усовершенствованной компоновки, используя современные достижения в области разработки военных гусеничных машин (ВГМ). Обеспечить защиту ВГМ от оперённого бронебойного подкалиберного снаряда (ОБПС) с ожидаемой бронепробиваемостью 700мм стального эквивалента на дистанции 2000м с вероятностью непоражения равной 95%. В качестве основного вооружения для танков использовать отечественное орудие типа Д-81ТМ (см. Приложение) с соответствующим автоматом заряжания (АЗ). Для танков на базе отечественных прототипов использовать (спроектировать) АЗ в кормовой нише. Размеры МТО – не изменять. При необходимости длина корпуса может быть изменена в пределах обеспечения условия поворотливости (L/B). Количество членов экипажа может претерпевать изменения. При проектировании рабочих мест членов экипажа стоит помнить о необходимости размещения органов управления в информационном и моторном полях.

Более полные требования к проектируемой ВГМ см. в тактико-техническим заданием (ТТЗ). Основной частью тактико-технического задания к ВГМ являются тактико-технические требования (ТТТ). Кроме ТТТ в тактико-техническое задание также входит: обоснование и цели проводимой работы (проведения проектирования или научного исследования), требования к выполняемой работе (такие как оформление документации, изготовление ходового макета и т.п.), этапы и сроки выполнения работ, требования к разрабатываемой документации, порядок приёмки этапов, требования по обеспечению режима секретности, материально-техническое обеспечение проводимых работ, а также другие уточнения необходимые для проводимой работы.

1.2 Тактико-техническое задние на проектируемую ВГМ

1.Цель

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

2.Требование к выполнению проекта

Разработать конструкторско-компоновочную схему военной гусеничной машины в соответствии с выбранным направлением:

• БМПТ на базе Т-72;

• БМПТ на базе Т-80;

• БМПТ на базе М1 Абрамс;

• БМПТ на базе L2 Леопард;

• Танк усовершенствованной компоновки на базе Т-72;

• Танк усовершенствованной компоновки на базе Т-80;

• Танк усовершенствованной компоновки на базе М1 Абрамс;

• Танк усовершенствованной компоновки на базе L2 Леопард;

• Разработка танка оригинальной конструкции – спец проект.

3.Тактико-технические требования к разрабатываемой ВГМ:

Перечень боевых задач, решаемых танком, и его место в системе вооружения Сухопутных войск – формулируется в задании на проект или непосредственно самим студентом

Полная масса – отклонение от массы прототипа не более ±20%.

Экипаж:

• 3 человека;

• возможно изменение количества членов экипажа (от 2 до 4), с обязательным обоснованием;

Характеристики огневой мощи:

• назначение комплекса вооружения (номенклатура выполняемых боевых задач) зависит от тактики применения;

• вид и калибр основного оружия - отечественная пушка Д-81 (2А46) (всегда, для отечественных и зарубежных прототипов);

• угол склонения, угол возвышения – зависит от тактики применения ВГМ (базовый угол см. в характеристиках прототипов);

• боекомплект – 40 штук ±10% , боеприпасы раздельного заряжания (конфигурацию каждого боеприпаса следует прорисовывать).

Характеристики живучести:

• защита корпуса и башни от ОБПС с ожидаемой бронепробиваемостью L=700мм стальной брони на дистанции D=2000м в пределах безопасного угла маневрирования для наиболее поражаемых частей корпуса q_бмк=±15¸20° и башни q_бмб=±25¸35°;

• для обеспечения необходимых пределов по массе использовать дифференцированное бронирование. Вероятность распределения попаданий по контуру ГМ см. в книге ВГМ том 1, книга 1, раздел «Системы обеспечения живучести ВГМ» (стр. 342, табл. 8.1);

• принять толщину крыши b_к=45¸50мм, толщину днища b_д=25¸30мм;

Характеристики подвижности:

• максимальная скорость танка при движении по шоссе – 60¸80 км/ч;

• средняя скорость движения танка по сухой грунтовой дороге или среднепересеченной местности, рассчитывается студентом, км/ч;

• запас хода на основной заправке топливом –500 км;

• мощность двигателя в соответствии с прототипом в пределах ±10% , кВт (см. Приложение);

• среднее давление на грунт, q_гр £ 0.8 – 1.1 МПа;

Эргономические требования – рабочие места экипажа следует проектировать исходя из расчёта на 50-ый перцентиль.

Транспортабельность – обеспечить перевозку по железным дорогам РФ без ограничений B_max=3414мм.

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;

Специфические требования к проведению проектирования

• автомат заряжания может устанавливаться любой, как уже используемый на прототипах Т-72 и Т-80, так и оригинальных конструкций;

• в связи с тем, что масса борта, при обеспечении требуемой защищённости по всей длине, как правило, превышает допустимые пределы, следует применять дифференцированное бронирование борта (в том числе используя бортовые экраны). Кормовая часть борта при этом должна иметь толщину в 50мм.

• положение топливных баков – возможны изменения;

• МТО прототипа, его схема и габариты, следует оставлять без изменения;

• ходовая часть прототипа, при необходимости, может удлиняться (данное изменение габаритов ходовой части должно быть в обязательном порядке обосновано студентом).

Кроме перечисленных выше в ТТТ могут входить следующие требования: Характеристики надёжности, Характеристики стандартизации и унификации и т.п. С более полным перечнем ТТТ для основного танка можно ознакомится в книге ВГМ том 1, книга 1, раздел «Тактико-Технические Требования к ВГМ».

4.Требования к разрабатываемой документации

1. Выполнение эскизной части на миллиметровке, вручную.

2. Выполнение графической части допускается как электронным так и ручным способом.

3. Выполнение пояснительной записки в рукописном виде!

2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

2.1 Последовательность проектирования

Проектирование можно проводить в следующей последовательности:

1. Вычертить внутренний заброневой объём корпуса в трёх проекциях, используя схемы прототипов приведённые в приложении (см. Приложение).

2. Вычертить орудие и разместить его по отношению к корпусу, учитывая величину радиуса ометания казённой части пушки.

Радиус ометания казённой части пушки в вертикальной плоскости – это сектор, который очерчивает казённая часть пушки при возвышении и склонении орудия. Величина этого сектора, соответственно, зависит от угла склонения и возвышения орудия (см. Рис.2.1).

На позиционирование (размещении) орудия может повлиять тип автомата заряжания (АЗ), поэтому следует подумать о том, какой тип АЗ будет выбран.

Рис.2.1 Пояснение понятия «Радиуса ометания»

1. Разместить в корпусе или башне выбранный тип АЗ.

2. Разместить членов экипажа во внутреннем заброневом пространстве на всех трёх проекциях, полученных в результате выполнения пунктов 1-3.

3. Рассчитать (см. раздел 3.3 Расчёт потребного количества топлива) и разместить во внутреннем заброневом объёме необходимое количество топлива и оставшееся количество боеприпасов.

4. Спроектировать конфигурацию внутреннего объёма башни и маску пушки, согласно находящимся в ней агрегатам.

Основная часть проекта выполнена, теперь следует переходить к его расчётной части.

3. ПРОВЕДЕНИЕ РАСЧЁТОВ

Примечание. Все упоминаемые в пособии величины имеют размерности в системе СИ! При проведении расчётов, также все величины следует указывать в системе СИ!

3.1 Расчёт основных характеристик броневой защиты

3.1.1 Расчёт защищающих броневых толщин

Примечание. Расчёт брони производится условно на воздействие ОБПС. Воздействие КС не рассматривается, подразумевается защита от КС динамической бронёй (защитой).

Рисунок 3.1 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·cosα = 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])

Параллельно с проводимыми расчетами следует заполнять таблицу 3.1.