Автореферат (Разработка научно обоснованных технических решений защиты экипажа автобронетанковой техники при минно-взрывном воздействии)

УДК [623.093]На правах рукописиГАВРИЛОВ ЕВГЕНИЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧРАЗРАБОТКА НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХРЕШЕНИЙ ЗАЩИТЫ ЭКИПАЖА АВТОБРОНЕТАНКОВОЙТЕХНИКИ ПРИ МИННО-ВЗРЫВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИСпециальность 05.05.03 «Колесные и гусеничные машины»Авторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква 2017ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. Несмотря на то, что послеВторой мировой войны не было глобальных военных конфликтов, ссередины ХХ века по сегодняшний день, в мире постоянно возникаютвоенные конфликты, носящие характер гражданских войн, пограничныхконфликтов, войн за независимость, оккупаций, партизанский войн и т.п.Так, начиная с середины прошлого века по настоящее время, произошлопорядка 150 военных конфликтов.

Можно привести наиболее известныепримеры таких конфликтов: война в Корее, Вьетнаме, Ангольскийконфликт, Афганская война, первая и вторая чеченские войны, войны вЮгославии, Ираке, Ливии, Сирии и тому подобные. Во всех войнах ивоенных конфликтах активно участвовала колесная и гусеничнаяавтобронетанковая техника и специальная защищенная автомобильнаятехника. По статистике потери военной техники армии США от мин исамодельных взрывных устройств в конфликтах составляет порядка 5070% от общего числа потерь.Актуальности теме исследования придает новая государственнаяпрограмма перевооружения армии Российской Федерации 2018-2025,согласно программе, приоритет отдается усовершенствованию и созданиюновых образцов техники для сухопутных войск в том числе колесным игусеничным машинам (гусеничный БМП «Курганец-25», колесныйбронетранспортер«Бумеранг»,бронеавтомобильповышеннойзащищённости «Тайфун-У»).В связи с этим работа по поиску научно обоснованных техническихрешений защиты экипажа колесной и гусеничной автобронетанковойтехники при минно-взрывном воздействии является актуальной.Степень разработанности темы исследования.

Известныотечественные и зарубежные научно-технические разработки методов исредств защиты АБТ, которыми занимаются такие организации как ОАО«ВНИИТрансмаш», 3 ЦНИИ МО РФ, ФГУП «НАМИ», ОАО «НИИстали», Харьковский завод транспортного машиностроения, ОАО ГАЗ,ОАО«Муромтепловоз»,АО«Омскийзаводтранспортногомашиностроения», Московский Политех (ранее МГТУ МАМИ), Военнаяакадемия бронетанковых войск имени М.В. Фрунзе, МГТУ им. Н.

Э.Баумана, ПАО КАМАЗ, PLASAN, Centigon Security Group, BAE Systems,General Dynamics Combat Systems, Aurum Security.Цель и задачи работы. Целью исследования является повышениебезопасности экипажа путем научно обоснованных технических решенийзащиты колесной и гусеничной автобронетанковой техники и специальнойзащищенной автомобильной техники при минно-взрывном воздействии, втом числе разработка уточненной методики оценки травмобезопасностиэкипажа автобронетанковой техники при минно-взрывном воздействии с1использованиемантропоморфныхизмерительныхманекеновиантропоморфных макетов ног, а также разработка конструктивныхрешений несущей системы автобронетанковой техники для защиты отдинамической реакции минно-взрывного воздействияи сниженияперегрузок экипажа.Задачи исследования:Для достижения цели в работе последовательно решены следующиенаучные задачи:1.Проведен анализ статистических данных по подрывамколесной и гусеничной АБТ и выявлены основные поражающие факторыпри минно-взрывном воздействии (МВВ);2.Проведен анализ существующих отечественных и зарубежныхисследований по критериям травмобезопасности экипажа АБТ при МВВ, атакже нормативных документов, определяющих уровень стойкостизащиты АБТ при МВВ и уточнены критерии поражения экипажа АБТ;3.Разработана методика проведения испытаний колесной игусеничной АБТ при МВВ с учетом уточненных критериевтравмобезопасности экипажа и сопроводительного программногообеспечения;4.Разработаны математические модели двух различныхантропоморфных макетов ноги (АМН), на основании которых изготовленынатурные модели ног.

Проведена тарировка изделий с помощью копровыхиспытаний на сброс. АМН использованы в натурных испытаниях поподрыву АБТ для определения параметров травмобезопасности;5.Научно обосновано создание конструкции копрового стенда,позволяющего проводить испытания на сброс энергопоглощающих кресел(ЭПК) и АМН, для имитации динамического воздействия, возникающегопри подрыве АБТ на минах;6.Проведен анализ конструкций ЭПК как одного из ключевыхэлементов, снижающих перегрузки, действующие на экипаж колесной игусеничной АБТ при минном подрыве;7.Разработана математическая модель функционирования ЭПКдля расчета основных параметров. На основании расчетов разработана иизготовлена конструкция указанного кресла с регулировкой положения повысоте и выбегу и с преднатяжителями ремней безопасности, а такжепроведены копровые испытания для подтверждения заявленныххарактеристик, идентификации параметров реальной конструкции ирасчетной модели.Проведены испытания подрывом АБТ сустановленными креслами с целью проверки эффективности кресла вреальных условиях эксплуатации.Для оценки травмобезопасностиэкипажа при использовании указанных кресел применялись АИМ дляизмерения параметров травмирования экипажа;28.Научно обоснованы и внедрены конструктивные мероприятияпо доработке кресла фирмы-производителя VSS (Vital Seating & Systems)путем интегрирования в конструкцию энергопоглощающих элементов сустановкой на автомобиле ВПК-39272.

Проведены копровые испытаниякресел фирмы-производителя VSS с АИМ для оценки эффективностипротивоминных мероприятий;9.Проведена оценка эффективности конструкций ЭПК намакетном образце автомобиля семейства «Тайфун-У» (проведениеиспытаний в объектовых условиях показателей противоминной защитыэкипажа);10. Проведен расчёт с выдачей технических предложений поструктуре защиты днища от минного подрыва, новой боевой машиныпехоты, оценена эффективность вариантов противоминного днища путемпроведения натурных испытаний на подрыв;11. Разработана математическая модель и рассчитаны перегрузкипассажира СЗАТ при подрыве под днищем и боковом подрыве фугасногозаряда с целью оценки травмобезопасности экипажа.12. Разработана, рассчитана и оценена эффективность: макетныхобразцов днища; полномасштабных образцов днища; прототипа СЗАТ спротивоминной защитой днища с измерением основных поражающихфакторов с использованием АИМ и АМН.Научная новизна результатов диссертационного исследования,выносимых на защиту заключается:1.В уточнении критериев поражения экипажа АБТ при МВВ.Отличительной чертой является, то, что впервые использованы исходныеданные университета Уэйн-Стейт (дополненные исследованиями Л.М.Патрика) вместо критерия HIC для оценки травмобезопасности головы.Также предлагается использовать критическое значение сжимающей силынижнего отдела позвоночника АИМ вместо критерия DRI, для оценкитравмобезопасности позвоночника.2.В разработке методики и сопроводительного программногообеспечения проведения и обработки результатов испытаний колесной игусеничной АБТ при МВВ.

Основной особенностью являетсяиспользование уточненных критериев травмобезопасности экипажа.3.В разработке математических моделей, описывающих процесссброса двух вариантов АМН и противоминного ЭПК. Особенностьмоделей АМН заключается в математическом описании динамикидвижения вновь разработанных макетов ног. Математическая модель ЭПКописывает динамику движения кресла отличающегося кинематикойподвеса (реализован маятниковый подвес), а также характеристикойдемпфирующих элементов.4.В разработке математической модели и расчете перегрузокпассажира СЗАТ при МВВ, направленном как со стороны днища, так и со3стороны боковины. Особенности модели состоят в том, что модельописывает движение вновь разрабатываемой СЗАТ и позволяет оценитьтравмобезопасность экипажа при различных вариантах минно-взрывноговоздействия.5.В разработке и внедрении расчетной-экспериментальнойметодики проектирования, изготовления и испытаний элементовпротивоминной защиты днища колесной и гусеничной АБТ и СЗАТ.Отличие методики заключается в полном описании и практическойреализации цикла разработки новой колесной и гусеничной АБТ и СЗАТ,от входного контроля закупаемого материала для образцов защиты, доприемочных испытаний серийного образца.Теоретическая и практическая значимость:Теоретическая значимость исследования заключается:– в уточнении критериев травмобезопасности экипажа АБТ, а такжеразработке соответствующей методики проведения испытания АБТ исопроводительного программного обеспечения при МВВ с учетомуказанных критериев и с использованием оригинальных АМН;– в разработке, расчетном и экспериментальном обоснованиивозможности использования оригинальныхАМН для оценкитравмобезопасности экипажа АБТ при МВВ.Практическая значимость заключается:– в использовании разработанной уточненной методики,сопроводительного программного обеспечения и АМН в качествесоставной части технического проекта ОКР «Разработка технологии икомплекта технологического оборудования для полигонных испытанийбронированной техники и типовых укрытий на уязвимость личногосостава к воздействию поражающих факторов боеприпасов»,выполненного в рамках федеральной целевой программы № 1,Государственный контракт от «24» апреля 2015 г.

№ 15411.169999.16.018«Уязвимость», заключенного между Минпромторгом России и ФКП «НИИ«Геодезия». Московский Политех является соисполнителем в частиразработки программ и методик испытания колесной и гусеничной АБТ;– в разработанной противоминной защите СЗАТ с последующимсерийном производстве (в настоящее время проведены успешныезаводские испытания), в рамках НИОКР «Разработка оптимизированнойпо весу конструкции …», договор № 2110.Р.Б.НИР.0314.588 от 01.04.2014г. между ФГУП «НАМИ» и Университетом машиностроения;– в разработанном и научно обоснованном техническом решении поконструкции противоминной защиты новой боевой машины пехоты врамках ОКР «Расчет и выдача технических предложений по структурезащиты днища от минного подрыва. Определение перегрузок на точкахкрепления сидений десанта и внутреннего оборудования, расположенного4на бортах корпуса» договор № 01/10/11 НОЦ «АТДиСН» от 01.10.2011 г.между ОАО «НИИ стали» и МГТУ МАМИ;– во внедрении доработанных кресел фирмы-производителя VSS сэнергопоглощающими элементами на автомобиле ВПК-39272 в рамкахОКР «Подготовка автомобиля ВПК-39272 к испытаниям подрывом ипроведение специальных измерений» договор №14/01/11 НОЦ «АТДиСН»от 14.02.11 г.