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

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ » (МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХ)УДК [623.093]На правах рукописиГАВРИЛОВ ЕВГЕНИЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧРАЗРАБОТКА НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧЗАЩИТЫ ЭКИПАЖА АВТОБРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ ПРИМИННО-ВЗРЫВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИСпециальность 05.05.03 «Колесные и гусеничные машины » ДИССЕРТАЦИЯна соискание учёной степеникандидата технических наукНаучный руководитель:к.ф-м.н, доцентКулаков Николай АлексеевичМ О СК В А − 2 0 172ОГЛАВЛЕНИЕCтр.ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 4ГЛАВА 1.

СОСТОЯНИЕВОПРОСАИПОСТАНОВКАЗАДАЧИССЛЕДОВАНИЯ ........................................................................................................ 131.1. Защищенность автобронетанковой техники в настоящее время ................... 131.2. Основные поражающие факторы при подрыве колесной и гусеничнойавтобронетанковой техники на минах и самодельных взрывных устройствах ... 151.3. Мероприятияпообеспечениютравмобезопасностиэкипажаавтобронетанковой техники при подрыве на минах и самодельных взрывныхустройствах ..................................................................................................................

291.4. Обзор существующих конструкций энергопоглощающих кресел ................. 311.5. Выводы по главе 1 ............................................................................................... 38ГЛАВА 2. КРИТЕРИИ ПОРАЖЕНИЯ ЭКИПАЖА АВТОБРОНЕТАНКОВОЙТЕХНИКИ ПРИ ПОДРЫВЕ НА МИНАХ И САМОДЕЛЬНЫХ ВЗРЫВНЫХУСТРОЙСТВ ................................................................................................................. 402.1. Статистика травм, полученных в ходе ведения боевых действий. ................

402.2. Обзор критериев поражения нижних конечностей. ......................................... 412.3. Обзоркритериевпоражениягрудного и поясничного отделапозвоночника при действии вертикальных перегрузок .......................................... 452.4.

Обзор критериев поражения шейного отдела позвоночника .......................... 492.5. Обзор критериев поражения головы.................................................................. 532.6. Обзор критериев травмобезопасности при действииизбыточногодавления ....................................................................................................................... 642.7. Выводы по главе 2 ...............................................................................................

67ГЛАВА 3. РАСЧЕТ,ИСПЫТАНИЯ,АРАЗРАБОТКА,ТАКЖЕИЗГОТОВЛЕНИЕ,ИСПЫТАНИЯКОПРОВЫЕПОДРЫВОМЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕГО КРЕСЛА. ................................................................... 713Стр.3.1. Исследованиевариантов энергопоглощающихкресел с цельюиспользования их в автобронетанковой технике для защиты экипажа приподрывах на минах. Поиск принципиальной схемы энергопоглощающегокресла ...........................................................................................................................

713.2. Отработка математической модели кресла ....................................................... 763.3. Испытаниянаподрыв энергопоглощающего кресла в составеавтобронетанковой техники....................................................................................... 823.4. Разработка энергопоглощающего кресла с системой регулировки ипреднатяжения ремней безопасности, а также его копровые испытания.............

933.5. Выводы по главе 3 ............................................................................................. 108Глава 4. РАЗРАБОТКАПРОТИВОМИННОЙЛЕГКОБРОНИРОВАННОЙЗАЩИТЫАВТОБРОНЕТАНКОВОЙДЛЯТЕХНИКИ ИСПЕЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИЩЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ......................................... 1104.1.

Постановка задачи ............................................................................................ 1104.2. Разработка противоминной защиты для изделия автобронетанковойтехники ....................................................................................................................... 1104.3. Разработка противоминной защиты для специальной защищеннойавтомобильной техники ........................................................................................... 1244.4. Выводы по главе 4 ............................................................................................ 168Глава 5.

РАЗРАБОТКА АНТРОПОМОРФНОГО МАКЕТА НОГ ....................... 1715.1. Постановка задачи ............................................................................................. 1715.2. Разработка антропоморфного макета ноги с измерением скоростисоударения ................................................................................................................. 1725.3.

Разработка антропоморфного макета ноги с измерением осевого усилияв берцовой кости ....................................................................................................... 1765.4. Выводы по главе 5 .............................................................................................

195ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ........................................197СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………...202СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .............................2174ВВЕДЕНИЕАктуальность проблемыНесмотря на то, что после Второй мировой войны не было глобальныхвоенных конфликтов, с середины ХХ века по сегодняшний день, в мирепостоянно возникают военные конфликты, носящие характер гражданскихвойн,пограничныхконфликтов,войнзанезависимость,оккупаций,партизанский войн и т.п. Так, начиная с середины прошлого века по настоящеевремя, произошло порядка 150 военных конфликтов.

Можно привести наиболееизвестные примеры 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 и военныхконфликтахактивноучаствовалаавтобронетанковаятехника(АБТ)испециальная защищенная автомобильная техника (СЗАТ). По статистикепотери военной техники армии США от мин и самодельных взрывныхустройствах (СВУ) в конфликтах составляет порядка 50-70% от общего числапотерь.Актуальноститемеисследованияпридаетноваягосударственнаяпрограмма перевооружения армии Российской Федерации 2018-2025, согласнопрограмме, приоритет отдается усовершенствованию и созданию новыхобразцов техники для сухопутных войск в том числе колесным и гусеничныммашинам (гусеничный БМП «Курганец-25 » , колесный бронетранспортер«Бумеранг » , бронеавтомобиль повышенной защищённости «Тайфун-У » ).В связи с этим работа по поиску научно обоснованных решений задачзащиты экипажа автобронетанковой техники при минно-взрывном воздействииявляется актуальной.5Степень разработанности темы исследованияИзвестны отечественные и зарубежные научно-технические разработкиметодов и средств защиты АБТ, которыми занимаются такие организации какОАО «ВНИИТрансмаш » , 3ЦНИИ МО РФ, ФГУП «НАМИ » , ОАО «НИИстали » , Харьковский завод транспортного машиностроения, ОАО ГАЗ, ОАО«Муромтепловоз » , АО «Омский завод транспортного машиностроения » ,Московский Политех (ранее МГТУ МАМИ), Военная академия бронетанковыхвойск имени М.В.

Фрунзе, МГТУ им. Н. Э. Баумана, ПАО КАМАЗ, PLASAN,Centigon Security Group, BAE Systems, General Dynamics Combat Systems,Aurum Security.Цели и задачи исследованияЦелью исследования является повышение безопасности экипажа путемнаучно обоснованных технических решений защиты колесной и гусеничнойавтобронетанковой техники и специальной защищенной автомобильнойтехники при минно-взрывном воздействии, в том числе разработка уточненнойметодики оценки травмобезопасности экипажа автобронетанковой техники приминно-взрывномвоздействиисиспользованиемантропоморфныхизмерительных манекенов и антропоморфных макетов ног, а также разработкаконструктивных решений несущей системы автобронетанковой техники длязащиты от динамической реакции минно-взрывного воздействия и сниженияперегрузок экипажа.Задачи исследования:Для достижения цели в работе последовательно решены следующиенаучные задачи:1.Проведен анализ статистических данных по подрывам колесной игусеничной АБТ и выявлены основные поражающие факторы при минновзрывном воздействии (МВВ);62.Проведен анализ существующих отечественных и зарубежныхисследований по критериям травмобезопасности экипажа АБТ при МВВ, атакже нормативных документов, определяющих уровень стойкости защитыАБТ при МВВ и уточнены критерии поражения экипажа АБТ;3.Разработанаметодикапроведенияиспытанийколеснойигусеничной АБТ при МВВ с учетом уточненных критериев травмобезопасностиэкипажа и сопроводительного программного обеспечения;4.Разработаныматематическиемоделидвухразличныхантропоморфных макетов ноги (АМН), на основании которых изготовленынатурные модели ног.

Проведена тарировка изделий с помощью копровыхиспытаний на сброс. АМН использованы в натурных испытаниях по подрывуАБТ 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, возникающего приподрыве 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 ЭПК длярасчета 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 заявленных характеристик,идентификации параметров реальной конструкции и расчетной модели.Проведены испытания подрывом АБТ с установленными креслами с цельюпроверки эффективности кресла в реальных условиях эксплуатации.Дляоценки травмобезопасности экипажа при использовании указанных креселприменялись АИМ для измерения параметров травмирования экипажа;78.Научно обоснованы и внедрены конструктивные мероприятия подоработке кресла фирмы-производителя VSS (Vital Seating & Systems) путеминтегрирования в конструкцию энергопоглощающих элементов с установкойна автомобиле ВПК-39272.