Автореферат (Разработка научно обоснованных технических решений защиты экипажа автобронетанковой техники при минно-взрывном воздействии), страница 2

между ООО «ВИЦ» и МГТУ МАМИ;– в разработанной конструкции энергопоглощающего кресла спреднатяжением ремней безопасности и регулировкой по высоте и выбегу;– практическую значимость представляет копровый стенд дляиспытаний сбросом новых моделей энергопоглощающих кресел иантропоморфных макетов ног, для оценки их эффективности иработоспособности.Методология и методы исследования. Исследования проводилисьс использованием расчётных программных комплексов Euler, Abaqus,Matlab. Полученные расчётные данные сравнивались с результатаминатурных испытаний, проведенных на разработанном копровом стенде, атакже с результатами подрыва макетных образцов противоминной защитыи реальных образцов колесной и гусеничной АБТ на специализированныхполигонах.

Сравнение результатов расчетов и экспериментальных данныхполигонных испытаний на макетных образцах и реальных конструкцияхАБТ позволило отработать математические модели и понять механикувзаимодействия взрывного воздействия, несущих систем конструкции иэкипажа.Положения, выносимые на защиту:• методика оценки защищенности личного состава колесной игусеничной АБТ и СЗАТ при воздействии поражающих фактороввзрывных устройств с уточненными критериями травмобезопасности исопроводительным программным обеспечением;• научно обоснованное техническое решение по созданиюконструкции противоминного ЭПК с регулировкой по высоте и выбегу ипреднатяжителями ремней безопасности;• научно обоснованное техническое решение по созданиюконструкции стенда для проведения копровых испытаний на сброс ЭПК иантропоморфного макета ноги;• научно обоснованное техническое решение по созданиюконструкции АМН, позволяющие оценивать травмобезопасность ногэкипажа АБТ при МВВ;• математическая модель подрыва СЗАТ, позволяющая произвестиоценку степени тяжести повреждения пассажира при МВВ, направленномкак со стороны днища, так и со стороны боковины;5• научно обоснованное техническое решение по созданиюконструкции противоминной защиты СЗАТ;• научно обоснованное техническое решение по конструкциипротивоминной защиты новой боевой машины пехоты.Апробация работы.Основные положения и результаты диссертационной работызаслушивались и обсуждались:На 85-ой международной научно-технической конференции ААИ«Будущее автомобилестроения в России».

М., 2014;На 89-ой международной научно-технической конференция ААИ«Автомобилестроение России: новые вызовы». М., 2015;На 7-ой всероссийской конференции молодых ученных испециалистов «Будущее машиностроения России». М., 2014;На заседании рабочей группы при Президенте РАН по анализу рискаи проблем безопасности РГ РАН «Риск и безопасность». М., 2017.По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, из нихпо перечню ВАК РФ – 3 общим объемом 1,85 п.л./ 1,25 п.л.Результаты работы внедрены в ФГУП «НАМИ», МосковскийПолитех, ОАО «НИИ «СТАЛИ», ООО «ВИЦ», ФКП «НИИ «Геодезия»,НИИЦ АТ 3 ЦНИИ МО РФ.Диссертация состоит из Введения, 5 Глав, Основных результатов ивыводов по работе, 217 страниц, 140 рисунков, 23 таблиц, списоклитературы состоит из 148 наименований.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы исследования,приведенократкоесодержаниевыполненныхисследований,сформулированы цель и задачи работы, описана научная новизна, а такжеотражены основные положения, которые выносятся на защиту.В первой главе диссертации проведен анализ состояния вопросазащищенности колесной и гусеничной АБТ при МВВ и сформулированызадачи исследования.

Выявлены основные факторы, которые могутвызвать поражение экипажа при подрыве АБТ на минах и СВУ.Во второй главе представлена статистика травм, полученных в ходеведения боевых действий, выявлены основные части тела, подверженныетравмированию, а также произведен подробный обзор критериевтравмобезопасности экипажа АБТ при МВВ.По результатам анализа нормативных документов и литературы попредельно допустимым воздействиям на человека были выбраныотдельные критерии для каждой части тела.В работе впервые предложено использовать кривую Патрика (УэйнСтейта) вместо критерия HIC (которая являлась первоисточником для6разработки критерия HIC) для оценки травмобезопасности головы приМВВ на АБТ.Кривая в координатах «время-перегрузка» и в координатах «ΔV – ń»,где ∆ = ∫ – скорость, потерянная при ударе (т.е.

площадьдиаграммы n(t)), ń-скорость нарастания перегрузки, представлена наРис. 1.Рис. 1. а). Кривая Патрика (Уэйн-Стейта) в координатах «времяперегрузка» б). Кривая Патрика (Уэйн-Стейта) в координатах «перегрузкапотерянная скорость»Все обоснованные критерии как обязательные, так ирекомендованные представлены в Таблице 1.Таблица 1.Критерии уязвимости экипажа легкобронированной техникиОбознаПредельноеЧасть АИМКритерийчениезначение1234Обязательные критерииСкорость нарастания̇перегрузкиОпределяется поГоловаПотерянная скоростькривой Патрикаg∫ при удареОпределяется поОсевая сила сжатияFzкривой травмОпределяется поОсевая сила растяженияFz+кривой травмШеяFx+- /Определяется поCдвигающая силаFy+кривой травмИзгибающий моментMOCy +190 Нм(сгибание)712Изгибающий момент(разгибание)Осевая силаMOCy -77 НмFy1,4 кНСжатиеRDCбок28 ммTCCперед30 ммVCперед0,70 м/с, 0,58 м/с*Сила в брюшнойполостиFtotal1,8 кНСилаFy2,6 кНСжимающая сила междутазом и поясничнойчастью позвоночникаFz-6,67 кН (680 кг)ГоленьОсевая сила сжатияFz-СлуховыеорганыИзбыточное давлениеPmaxСкорость стенкигрудной клеткиCWVP3,6 м/сИзбыточное давлениеPmax1 атм приτмакс ≤ 7 мсF7,8 кН (794 кг)F8,9 кН (907 кг)F6,9 кН (700 кг)Плечо*Ребра(верхнее,среднее,нижнее)*ГруднаяклеткаБрюшнаяполость(передняя,боковая,задняя часть)*Лонноесращение*ПозвоночникНе слуховыеорганыРемнибезопасности8Таблица 1 – продолжение34Критерий сжатиягрудной клеткиКритерий поражениямягких тканейСила в одном плечевомремнеСуммарная сила в двухплечевых ремняхСила в поясномпривязном ремне2,6 кН (Mil-LX,верхнийтензодатчик)5,4 кН (Гибрид-3,нижнийтензодатчик)0,3 атм приτмакс ≤ 7 мс1ГоловаПозвоночникБедреннаякостьТаблица 1 – продолжение234Рекомендуемые критерииКритерий поврежденияголовы (HIC)HIC15250Угловые ускоренияAωx, Aωy,Aωz4500 рад/с2DRIz17,7Fz-6,9 кНДинамическая реакцияпозвоночникаОсевая сила сжатияСкорость соударенияV8,5 м/сног с полом* Для АИМ EuroSID-2re при боковом подрывеВ качестве основного критерия травмобезопасности поясничногоотдела позвоночника, который не зависит от ограничений математическихмоделей, принят критерий максимальной сжимающей силы в нижнемотделе позвоночника АИМ типа Гибрид 2, 3.

Эта сила определяется вмакете позвоночника непосредственно в процессе испытаний. Жесткостьмакета позвоночника подобрана по результатам натурных испытанийагрегатов нижнего отдела позвоночника. В своде федеральныхнормативных актов США раздел 14, части 23, 25, 27, 29, а также вроссийских аналогах: федеральных авиационных правилах АП-23, АП-25АП-27, АП-29 установлено максимально допустимая сила между тазом ипозвоночным столбом АИМ равная 1500 фунтов, 6,67 кН (680 кг).НогиВ третьей главе содержатся результаты разработок противоминных ЭПК.Представлены аналитические зависимости, позволяющие рассчитыватьосновные конструктивные параметры противоминных кресел, а такжеуточненные математические модели для оптимального проектирования.Для проведения копровых испытаний ЭПК был разработан иизготовлен копровый стенд для проведения автоматизированного сброса.Также стенд использовался для проведения тарировки сбросом АМН (см.Рис.

3.28, Рис. 5.13 в диссертации).По заказу ООО «Военно-инженерный центр» корпорации «Военнопромышленная компания» была произведена доработка штатных креселVSS для специального автомобиля ВПК-39272. Для доработкиконструкции использовался принцип маятниковой подвески в верхнейчасти корпуса с энергопоглощающими элементами, основанными напрокатке проволоки с системой подтяжки ремней безопасности.

В томчисле,разработанаматематическаямодельфункционирования9противоминного кресла, c помощью которой подобраны характеристикиэнергопоглощающих элементов. Были изготовлены противоминные креслаи проведены копровые испытания для имитации динамическоговоздействия при подрыве. Для оценки перегрузки и эффективностипротивоминных мероприятий в копровых испытаниях был использованАИМ Гибрид 2 с информационно-измерительной системой «ВИТА». Порезультатамсбросовбылсделанвыводобобеспечениитравмобезопасности экипажа, размещенного в модифицированных креслахпри подрыве изделия на минах мощностью до 6 кг ТНТ. Кресла былиустановлены на автомобиле ВПК-39272 (см. Рис.