Автореферат (1026059), страница 3
Текст из файла (страница 3)
3.4 – 3.7, Рис. 3.11диссертации).Аналогичное по принципу работы ЭПК было спроектировано,изготовлено и испытано с АИМ на копровом стенде и установлено напрототипе автомобиля «Тайфун-У». Было проведено два испытания сцелью проверки эффективности кресла при подрыве в составе макетногообразца АБТ. Первый подрыв был осуществлен под кабиной автомобиля,второй под функциональным модулем. Для оценки травмобезопасностиэкипажа использовался АИМ Гибрид 2 с информационно-измерительнойсистемой «ВИТА» (Рис. 2).Рис. 2.
а). Схема расположения АИМ в кабине б). АИМ Гибрид 2 послеподрыва в кабине в). Расположение АИМ Гибрид 2 в функциональноммодуле г). Просадка кресла д). Сила в позвоночнике (нефильтрованныеданные) е). Сила в позвоночнике (фильтр 1000 Гц)Представленная на Рис. 2, д, е экспериментальная зависимостьпоказывает, что измеренная сила в нижнем отделе позвоночника (2,2 кН)меньше предельно допустимой (6,67 кН).В виду необходимости регулировки расположения кресла,используемого для АБТ в горизонтальном и вертикальном направлении,10была разработана, изготовлена и успешно испытана конструкция,позволяющая производить указанные регулировки.В четвертой главе представлены результаты разработкипротивоминной защиты для легкобронированной гусеничной АБТ и СЗАТ.По заказу ОАО «НИИ стали» были разработаны различныевариантные исполнения противоминного днища для новой боевой машиныпехоты. Путем расчетов на прочность обоснован выбор трех наиболееоптимальных с точки зрения минимума массы вариантов конструкции.Путем проведения и анализа натурных испытаний выбранных вариантовконструкции днища получены данные о реальной противоминнойстойкости и возможном варианте исполнения конструкции корпусаизделия, соответствующего требованиям по противоминной стойкостипредъявляемых в техническом задании (см.
Рис. 4.1 – 4.17 в диссертации).Для предварительной оценки травмобезопасности экипажа СЗАТпри МВВ была разработана математическая модель, моделирующаядинамическое поведение автомобиля и пассажира при подрывевзрывчатого вещества (ВВ) на земле под местом расположения пассажираи сбоку от автомобиля. Краткая визуализация результатов расчетовпредставлена на Рис. 3.б)г)а)в)Рис. 3. а). Результаты расчёта математической модели при различныхвариантах: без моделирования крыши б). С моделированием крыши в). Сремнями безопасности г).
Боковой подрывДля СЗАТ расчетно-экспериментальным методом научно обоснованаоптимизированная по весу конструкция противоминной защиты днищаРазработана и реализована методика проектирования, основанная нарасчетных методах, последовательной экспериментальной проверке иуточнении результатов расчетов сначала на макетных образцах элементовзащиты, затем на полномасштабных макетных образцах днища иокончательно на макетном образце автомобиля. Эффективность защитыднища была подтверждена при проведении натурных испытанийавтомобиля с использованием разработанной в диссертации методикиоценки травмобезопасности экипажа при подрывах на минах и АМН.
При11испытаниях эффективности противоминной защиты и оценкитравмобезопасности экипажа на макетном образце автомобиля былиустановлены 2 АИМ (Гибрид 2 и Гибрид 3) и 2 образца АМН. Результатырасчетов и результаты экспериментов см. на Рис. 4.24 – 4.32, 4.36 – 4.50 вдиссертации.В пятой главе представлены результаты разработки АМН.На основе анализа полученных повреждений экипажа АБТ при МВВбыло выявлено, что ноги являются одной из самых уязвимых частей телапри МВВ со стороны днища. В качестве критерия травмобезопасоностииспользуется критерий пиковой осевой силы, возникающей в голени ногиАИМ Гибрид 3. При использовании стандартной ноги манекена Гибрид 3пороговое значение силы, измеренное в нижнем тензодатчике, составляет5,4 кН.
При использовании «военной» ноги Mil-Lx сила измеряется вверхнем тензодатчике, а пороговое значение силы – 2,6 кН. Другойкритерий травмобезопасности основан на многолетней практикеиспользования парашютных систем. Критическая скорость приземления назапасном парашюте не превышает 8,5 м/с.
Для оценки травмобезопасностиног экипажа необходимо устанавливать манекен Гибрид 3 с военныминогами или АМН, разработанные в диссертационном исследовании.Для реализации конструкции первого макетного образца АМН быларазработана математическая модель сброса, а также проведены копровыеиспытания на сброс для отладки модели. В результате был подобраналюминиевый профиль, который существенно деформируется прискорости соударения равной 8,5 м/с.Для более точных измерений был разработан АМН с реальнымиантропоморфными данными для чего для моделирования стопы былвыбран протез ноги (модель 723/8).Рис. 4. АМН на испытательном стендеПротез был дооборудован дополнительной массой, имитирующейголень и часть бедра, упругим элементом, моделирующим жесткость ногии системой измерения вертикального усилия (Рис.
4). Была разработанаматематическая модель для описания поведения АМН при копровых и12взрывных испытания. Путем многочисленных экспериментальных ирасчетных исследований были подобраны характеристики элементовАМН, позволяющие адекватно оценивать при экспериментах какмаксимально допустимую силу сжатия, так и предельную скорость удара.В основных результатах и выводах по работе содержатся выводыпо всей работе, результаты и предложения.1.Проведен анализ открытых статистических данных по результатампоражения личного состава колесной и гусеничной АБТ при подрывах наминах и самодельных взрывных устройствах. Установлены основныепоражающие факторы, а также части тела экипажа, подвергаемыеопасности получения травм при МВВ;2.Проведен анализ существующих отечественных и зарубежныхисследований по критериям травмобезопасности экипажа АБТ при МВВ, атакженормативныхдокументов,устанавливающихпроцедуруопределения уровня стойкости защиты АБТ при МВВ.
Уточнены критериипоражения экипажа АБТ. В том числе, предложено использоватьрезультаты экспериментальных исследований университета Уэйн-Стейт,дополненные опытными данными Л.М. Патрика для оценкитравмобезопасности головы совместно с общепринятым критериемтяжести повреждения головы HIC (Head Injury Criteria). Для оценкитравмобезопасности позвоночника рекомендовано в качестве критерияиспользовать величину сжимающей силы в нижнем отделе позвоночникаАИМ типа Гибрид 2, 3 вместо критерия DRI (Dynamic Response Index);3.Была разработана методика проведения испытаний колесной игусеничной АБТ при МВВ и сопроводительное программное обеспечение,которые в отличие от известных используют в качестве критериятравмобезопасности головы кривую Уэйн-Стейта, а в качестве критериятравмобезопасности позвоночника – максимальную сжимающую силу внижнем отделе позвоночника АИМ типа Гибрид 2, 3;4.Разработаны математические модели двух различных АМН наосновании которых были изготовлены натурные изделия.
Первый АМНоснован на измерении скорости соударения днища с ногой (критическоезначение 8,5 м/с). Принцип определения травмобезопасности второгоАМН основан на измерении осевой силы в голени (критическое значениесоставляет 5,4 кН). Характеристики элементов АМН были подобраны спомощью копровых испытаний и соответствующих расчетов и вдальнейшем использованы в натурных испытаниях по подрыву СЗАТ дляопределения параметров травмобезопасности ног экипажа. Адекватностьмоделей была доказана путем сравнения расчетных и экспериментальныхданных (погрешность не превышала 27,5%);5.Разработан копровый стенд, позволяющий проводить испытанияпутем автоматического сброса противоминных ЭПК с АИМ и сбросаАМН.
Стенд позволяет имитировать различную динамическую нагрузку от13подрыва АБТ на минах на человека, расположенного на кресле и на ногиэкипажа расположенные на полу изделия. Стенд позволяет оцениватьэффективность и надежность ЭПК и тарировать показания измерительнойсистемы АМН;6.Проведен анализ конструкций ЭПК, снижающих перегрузки,действующие на экипаж АБТ. Выявлены основные типы используемыхэнергопоглощающих элементов и типов конструкции подвеса и крепленияк корпусу техники. Расчетно-экспериментальным путем отобрананаилучшая конструкция вертолетного травмобезопасного кресла ипроведены работы по его модернизации для использования в АБТ.
Врезультате расчётов и экспериментов установлено, что конструкциякрепления ЭПК должна быть выполнена по принципу маятниковойподвескиккрышеилибоковинекорпуса.Конструкцияэнергопоглощающих элементов для подвески кресла была выбрана путемсравнительных экспериментальных исследований и основана на принципепрокатки проволоки.
Указанная конструкция адекватно работает прилюбой интенсивности нарастания перегрузки и позволяет обеспечитьпреднатяжение привязной системы;7.Разработана математическая модель функционирования ЭПК,предназначенная для определения основных параметров кресла, таких какугол наклона направляющих, механическая характеристика проволоки вэнергопоглощающем элементе, а также количество проволок и их диаметр.На основании расчетов с использованием указанной математическоймодели была разработана и изготовлена конструкция противоминногокресла.Были проведены копровые испытания с целью проверкиэффективности кресла. Для определения параметров травмированияэкипажа был использован АИМ Гибрид-2 оснащенный необходимойизмерительной аппаратурой.
Путем натурных копровых испытанийподтверждена эффективность разработанного ЭПК в части снижениявертикальных перегрузок. Перегрузка на копре для разных высот сбросасоставляла до 230g. В результате испытаний максимальная сила сжатиянижнего отдела позвоночника АИМ не превышала – 3,95-4,50 кН припредельно допустимом значении 6,65 кН;8.При помощи математического моделирования обоснованамодификация серийной конструкции кресла фирмы-производителя VSS(Vital Seating & Systems) путем интегрирования в конструкциюэнергопоглощающих элементов. Доработанные противоминные креслаустановлены на автомобиле ВПК-39272.
Для оценки эффективностипротивоминных мероприятий были проведены копровые испытания креселVSS с АИМ. В ходе испытаний установлено снижение вертикальныхперегрузок, действующих на экипаж до уровня ниже предельнодопустимых значений. Перегрузка на копре, который имитирует корпусавтомобиля, составила 200-230g, что соответствует перегрузке на кузове14транспортного средства при МВВ. При этом максимальная сила сжатия внижнем отделе позвоночника была зарегистрирована на уровне 4,0-4,3 кН,что показало высокую эффективность противоминного кресла;9.Проведена оценка эффективности конструкций ЭПК на макетномобразце колесной АБТ семейства «Тайфун-У». С этой целью былапроведена доработка кресел для установки их на месте водителя идесантном отделении. Были проведены измерения параметровтравмирования экипажа при помощи АИМ во время натурных испытанийна полигоне.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
