Автореферат (Повышение ходкости и тягово-скоростных свойств глиссирующих амфибийных машин малого класса)

На правах рукописиФилатов Владимир ВикторовичПОВЫШЕНИЕ ХОДКОСТИ И ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВГЛИССИРУЮЩИХ АМФИБИЙНЫХ МАШИНМАЛОГО КЛАССАСпециальность: 05.05.03 – Колесные и гусеничные машиныАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМ о с к ва  2 0 1 92Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждениивысшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет(МАДИ)» на кафедре «Детали машин и теория механизмов».доктор технических наук, доцентНаучныйруководитель:Борисевич Владимир БорисовичМосковский автомобильно-дорожный государственный технический университетдекан Конструкторско-механического факультета,заведующий кафедрой «Теоретическая механика»ОфициальныеМакаров Владимир Сергеевичоппоненты:доктор технических наук, доцентНижегородский государственный технический университет им. Р.Е.

Алексеевапрофессор кафедры «Автомобили и тракторы»Стадухин Антон Алексеевичкандидат технических наукМосковский государственный технический университет им. Н.Э. Бауманадоцент кафедры «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы»ВедущаяГосударственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственноеорганизация:унитарное предприятие «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»Защита состоится 11 июня 2019 г.

в _____ ч. на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 набазе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу:125319, г. Москва, Ленинградский проспект д. 64, зал заседаний Ученого Совета, ауд. _____.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальном сайте http://www.madi.ru.Автореферат разослан «____» ____________2019 г.Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлятьв диссертационный совет по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект д. 64, ауд. 42. Копиюотзыва просим прислать по e-mail: uchsovet@madi.ru. Справки по телефону: +7(499) 346-01-68 доб.

1324.Ученый секретарьдиссертационного совета,доктор технических наук, доцентГаевский Виталий Валентинович3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования:Согласно Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечениянациональной безопасности на период до 2020 года, утвержденной Президентом РоссийскойФедерации 8 февраля 2013 г., одним из приоритетных направлений развития является разработкаи внедрение в эксплуатацию современных транспортных средств (далее – ТС), обладающихвысокими эксплуатационными свойствами и адаптированных к использованию в арктическихусловиях. В легком, скоростном и проходимом транспортере переднего края нуждаютсяспециальные подразделения силовых структур. Если рассматривать гражданскую сферуприменения, то интерес к разработке подобной техники проявляют специалисты ООО«Транснефть Охрана», которым необходимо быстроходное транспортное средство, способноеперемещаться по воде и по суше вдоль магистральных трубопроводов, расположенных в труднопроходимых регионах России.

В качестве ТС, способных выполнять эти задачи, выступаютглиссирующие амфибийные машины малого класса (далее – ГАММК). Перспективные ГАММКмогут также использоваться для выполнения других актуальных задач народного хозяйства:рыбного и охотничьего промысла, поисково-спасательных операций и береговой охраны.Известные расчетные методы теории амфибийных машин, а также сухопутных ТС ибыстроходных судов не в полной мере применимы к разработке ГАММК ввиду спецификипоследних.

Необходим системный подход к проектированию перспективных амфибийныхмашин, предполагающий разработку специальных методов расчета основных компонентов иприменение оригинальных технических решений в конструкции.Таким образом, тема диссертационной работы, посвященная научному обоснованиюметодов проектирования, обеспечивающих повышенные ходовые и тягово-скоростные свойстваГАММК, является актуальной.Степень разработанности темы исследования:Вопросами проектирования амфибийных машин занимаются специалисты МАДИ, МГТУим. Н.Э. Баумана, НАМИ, НГТУ им.

Р.Е. Алексеева, МАМИ и других профильных организаций.В данной диссертации рассмотрены труды Гладова Г.И., Лактионова К.Н. и Малахова Д.Ю.,Редькина М.Г., Степанова А.П., Тимофеева М.Ю., Gibbs A.T., посвященные разработке амфибий.С точки зрения обеспечения повышенных тягово-скоростных свойств ГАММК представляютинтерес труды в области проектирования сухопутных машин Агейкина Я.С., Афанасьева В.Л.,Баулиной Е.Е., Бахмутова С.В., Белякова В.В., Борисевича В.Б., Бочарова Н.Ф., Вахламова В.К.,Вольской Н.С., Вонга Дж., Гладыша И.А., Златина П.А., Ившина К.С., Котиева Г.О., КувшиноваВ.В., Литвинова А.С., Макарова В.С., Нагайцева М.В., Павлова В.В., Пономарева В.М., Раймпеля4Й., Сарача Е.Б., Смирнова Г.А., Стадухина А.А., Умняшкина В.А., Фещенко А.И., Chan C.C.,Popp K. Методы повышения ходкости малых быстроходных судов, которые применимые кГАММК, представлены в работах Абдулина А.Я., Апухтина П.А., Басина А.М., БлаговещенскогоС.Н., Васильева В.Ф., Войткунского Я.И., Егорова И.Т., Куликова С.В., Папира А.Н., Сизова В.Г.,Хорхордина Е.Г., Clement E.P.

и Blaunt D.L.Цельюдиссертационнойработыявляетсянаучноеобоснованиеметодовпроектирования, обеспечивающих повышенные ходовые и тягово-скоростные свойстваглиссирующих амфибийных машин малого класса.Основные задачи исследования:1. Оценить преимущества и недостатки известных общих компоновок быстроходныхамфибий. Разработать общую модульную компоновку с симметричной посадкой и обосноватьэффективность ее применения для ГАММК;2.

Проанализировать существующие варианты подвесок, подходящих для ГАММК.Разработать схемы и математические модели конфигурации подвесок, оснащенных системойскладывания. Определить влияние параметров основных элементов на характеристики такихподвесок;3. Изучить гидродинамические свойства ГАММК с различными корпусными обводами идополнительным оборудованием. Оценить влияние конструктивных мероприятий на ходкостьрассматриваемых машин;4. Разработать схему, принцип работы комбинированной энергетической установки,предназначенной для ГАММК, а также метод оценки ходкости и тягово-скоростных свойствамфибийных машин с таким типом привода;5.

Сформировать технический облик ГАММК.Объектамиисследованияявляютсятранспортныесредствамалогокласса:быстроходные амфибийные машины, мотовездеходы и глиссирующие суда.Предметом исследований являются методы оценки ходкости и тягово-скоростныхсвойств амфибийных машин, компоновочные и конструктивные решения, направленные наповышение данных эксплуатационных характеристик.Методология и методы исследования:Теоретической основой диссертационной работы являются методы теории движенияназемного транспортного средства, теории корабля, системного проектирования, компьютерногомоделирования, численного расчета и другие.Научная новизна работы заключается в:- научном обосновании применения общей модульной компоновки ГАММК ссимметричной посадкой, обеспечивающей высокую ходкость амфибий;5- разработке математических моделей конфигурации двухрычажных подвесок с системойскладывания, позволяющих выбрать размеры и взаимное расположение составных элементовданных подвесок;- исследовании гидродинамических свойств ГАММК с различной конфигурацией, врезультате которого получены графики зависимости основных показателей ходкости от числаФруда для рассмотренных амфибий;- формировании метода оценки тягово-скоростных свойств и ходкости ГАММК скомбинированнойэнергетическойустановкой,позволяющегооценитьданныеэксплуатационные характеристики в основных режимах движения, а также выбрать параметрыэлементов силового привода и электросистемы машин.Теоретическую и практическую значимость работы составляют:- обобщение требований по эксплуатации и особенностей ГАММК, которые могут бытьиспользованы специалистами при разработке перспективных машин;- формирование схемы общей модульной компоновки ГАММК с симметричной посадкой,обеспечивающей повышенные сухопутные и водоходные эксплуатационные свойства машины;- выработка рекомендаций по выбору параметров основных элементов двухрычажныхподвесок с системой складывания;- разработка конструктивных мероприятий, улучшающих ходкость ГАММК;- определение схемы и принципа работы комбинированной энергетической установки,расширяющей функциональные возможности ГАММК;- формирование технического облика ГАММК, обладающей повышенными ходовыми итягово-скоростными эксплуатационными свойствами.Положения, выносимые на защиту:- научное обоснование применения общей модульной компоновки с симметричнойпосадкой для ГАММК;- математические модели конфигурации подвесок с системой складывания;- результаты численного эксперимента по определению гидродинамических свойствГАММК различной конфигурации;- метод оценки ходкости и тягово-скоростных свойств ГАММК с комбинированнойэнергетической установкой.Степень достоверности и апробация работы:Проверка аналитических результатов математических моделей конфигурации подвесок ссистемойскладыванияэкспериментамоделирования.производитсяосуществляетсяДостоверностьграфическимсопоставлениемтеоретическихспособом.данныхВалидациякомпьютерногоположений,рекомендацийчисленногоинатурногоивыводов,6изложенных в работе, определяется корректным использованием современных математическихметодов, средств автоматизированного проектирования и численного расчета.Эффективность результатов работы подтверждена актами о внедрении:- в НПО «СПЕЦМАШ» при разработке методов расчета, технических решений ирекомендаций к проектированию ГАММК;- в учебный процесс ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственныйтехнический университет (МАДИ)» при подготовке студентов, обучающихся по программеспециалитета по специальности 23.05.02 «Транспортные средства специального назначения» ипрограмме магистратуры по направлению подготовки 15.04.02 «Технологические машины иоборудование».Основные положения работы докладывались на научно-методических и научноисследовательских конференциях МАДИ с 2014 по 2019 гг.; на заседании военных экспертовВДВ и ведущих специалистов МАДИ в рамках выставки вооружений «АРМИЯ», г.