Диссертация (1026060), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В таких случаях противоминный поддон выполняется изплоского листа. Рекомендации по выбору материала остаются те же, что и дляV-образного днища. Противоминный поддон крепится на энергопоглощающихэлементах, которые за счет деформации снижают перегрузки на основном полу.1.4.Обзор существующих конструкций энергопоглощающихкреселПроблема критических вертикальных перегрузок космонавтов припосадочном ударе спускаемого аппарата о грунт, при катапультировании изсамолетов, при аварийных посадках вертолетов и легкой авиации, а также приподрыве на минах и СВУ АБТ решается путем установки энергопоглощающихкресел.
Космонавты при взлете, входе в атмосферу, а также при приземленииподвергаются действию вертикальных перегрузок. При ударе о грунтперегрузка на корпусе спускаемого аппарата может достигать 50-100 g [14].32Безопасностьэкипажаобеспечиваетсязасчетиспользованиясистемамортизации кресла.Б.А.
Рабинович в своей книге «Безопасность космонавта при посадочномударе спускаемого аппарата о грунт» [14] приводит расчетные случаиприменения таких кресел, особенности кинематической схемы, возможныеамортизаторы удара.При катапультировании и аварийном приземлении вертолётов исамолетов на экипаж действует большие вертикальные перегрузки (14-30 g) приотносительно малом времени действия (60-180 мс) [15-22], которые приводят ктравмам экипажа. Одной из самых уязвимых частей тела при вертикальныхперегрузках является позвоночный столб.
Позвоночник не выдерживаетперегрузок и в результате происходит перелом позвонков. Для предотвращенияподобных травм были разработаны энергопоглощающие кресла, которые засчёт деформации энергопоглощающих элементов и соответственно просадкикресла, увеличивают время действия удара, тем самым снижая перегрузки.Подобные перегрузки действуют и при подрыве АБТ на мине, однако, сбольшей амплитудой (до 100-10000 g на полу [10, 23] и 50-300 g на местахкрепления кресел) и меньшим временем действия (порядка 5-20 мс на полу и50-70 мс на кресле [5–9]). Корпус автобронетанковой техники при подрывепрактически мгновенно (0,46-4,9 мс) приобретает вертикальную скорость и безсоответствующей защиты экипаж получает серьёзные травмы позвоночника.Начало разработки энергопоглощающих кресел относится к 60 годампрошлого века.
Они применялись для защиты экипажа вертолёта от большихвертикальных перегрузок при падении или аварийной посадке вертолётов.Эволюция таких кресел за рубежом достаточно полно описана в статье [24]. Впроцессеразвитияэнергопоглощающихустройствбылиразработанымногочисленные варианты энергопоглощающих элементов (Рис. 1.15):а) деформирующийся столб;б) прокатка валиков;в) выворачивающаяся труба;33г) резка или срез;д) труба и пуансон;е) прокатка или сплющивание трубы;ж) прокатка проволоки, ленты или стержня;з) деформирующееся звено цепи и др.Существуют 3 поколения энергопоглощающих кресел, используемых ввертолётах.
Первое поколение кресел было оснащено энергопоглощающимиэлементами с фиксированной силой срабатывания.а)г)ж)б)д)в)е)з)Рис. 1.15. Варианты исполнения энергопоглощающих элементовВторое поколение вертолётных кресел было оснащено механизмомручной регулировки силы срабатывания энергопоглощающей системы, придальнейшем развитии были разработаны кресла с автоматической настройкойсилы срабатывания. Кресло, оснащенное такой системой, автоматически34определяет вес человека и по весу выбирает необходимую силу срабатывания[25].Третье поколение кресел оборудовано энергопоглощающими элементам сзаданной характеристикой просадка-усилие. В 1970 году Карр и Филлипсопубликовали результаты исследования, которое указывало, что можно былобы реализовать более эффективную просадку кресла экипажа вертолёта,используя более сложную, непостоянную характеристику просадка-усилие [26].Энергопоглощающие кресла вертолётов первого поколения.
Существуютмножество организаций по всему миру, которые занимаются разработкойвертолётных кресел, основные из них это: Simula (США), Skyline (США),Martin Backer (Великобритания), Fischer (Германия), IAI (Израиль), ОАО НПП«Звезда». На Рис. 1.16 показаны различные варианты энергопоглощающихкресел, кругами обозначены места установки энергпоглощающих элементов,стрелками ход кресла при просадке.а)г)в)б)д)е)Рис.
1.16. Кресло компании Simula (а, б), Martin Backer (в), IAI (г), Памир (ОАОНПП «Звезда) (д) и АК 2000 (ОАО НПП «Звезда) (е)Энергопоглощающие кресла вертолётов второго поколения. Работыпо созданию вертолётных энергопоглощающих кресел с изменяемой силойсрабатывания были начаты компанией Simula в соответствии с договором сВМС США в начале 80-ых годов [27, 28].
Такие кресла были созданы с35использованием двух типов энергопоглощающих элементов: с прокаткойпроволоки и с выворачиванием трубы. При прокатке проволоки силасрабатывания зависит от относительного расположения роликов (Рис. 1.17, а).Такимобразом,энергопоглощающиеэлементысизменяемойсилойсрабатывания были разработаны, с возможностью регулировки силы путемвыборочного изменения расположения центрального ролика. Ручка управления,используемая для регулировки нагрузки, расположена на корпусе.
На нейнанесена шкала для регулировки по массе, чтобы обеспечить оптимальнуюзащиту пассажира при столкновении.Для энергопоглощающего элемента с регулируемой силой срабатыванияс использованием выворачивания трубы ручная настройка была сделана также,как и для предыдущего типа, с рукоятью, позволяющей регулировать силусрабатывания, сидя в кресле. Сама регулировка была сделана с помощьюмеханизма, который добавлял усилие к основному усилию, получаемому путемвыворачивания трубы (Рис.
1.17, б).б)а)в)Рис. 1.17. Вертолётные кресла с регулируемой силой срабатывания: Simulaвертолёт V-22 (а) и вертолёт UH-1Y (б), ОАО НПП «Звезда» АК 2000А (в)Энергопоглощающиекреславертолётовтретьегопоколения.Энергопоглощающие элементы с переменной характеристикой усилие –просадка уменьшают ход кресла при падении вертолётов, одновременно неувеличивая нагрузку на экипаж. Кресла с такими энергопоглощающимиэлементами были разработаны компаниями Fischer и Skyline.Компания Fischer использует в своих креслах изгиб металлической лентыдля поглощения энергии удара. Переменное усилие достигается непостоянной36шириной ленты.
Таким образом, удалось достичь уменьшения просадки креслас 6 до 2 дюймов (с 152,4 мм до 50,8 мм) при значении усилия, измеренном внижнем отделе позвоночника манекена 50-го перцентиля, меньшим, чем 680 кг,что соответствует стандарту безопасности для гражданских вертолётов [15-22].Компания Skyline разработала свои кресла с заданной характеристикойпросадки от усилия для десантных кресел вертолёта UH-1Y и кресла операторавоздушно-десантного командования армии США. Для задания переменнойхарактеристики усилие – просадка в энергопоглощающем элементе спрокатываниемпроволокииспользоваласьпроволокаспеременнымпрямоугольным сечением. Конструкция таких кресел запатентована [29]. НаРис. 1.18 энергопоглощающее устройство показано в разобранном виде.Рис.
1.18. Энергопоглощающий элемент с заданной характеристикой просадкаусилиеСуществует большое количество производителей энергопоглощающихкресел, которые предназначены для установки в образцах автобронетанковойтехники. Основные компании – это Autoflug (Германия), Alen Vanguard(Канада), Takata (Япония) Jankel, Creation UK (оба Великобритания), StratosSeating (Австралия), Global Seating Solutions (США).В кандидатской диссертации Рябова [30] «Метод расчета сиденийэнергопоглощающих конструкций бронированных колесных машин» былразработан метод расчета сидений энергопоглощающих конструкций на основечисленного моделирования процессов подрыва, а также математическая модель37энергопоглощающегокресла.
Энергопоглощающее кресло, рассчитанноесогласно разработанному методу, успешно прошло натурные испытанияподрывом.1.5. Выводы по главе 1Локальный характер военных действий устанавливает обязательныехарактеристики колесной и гусеничной АБТ, среди которых маневренность иобязательная противоминная защита. В последних военных конфликтах болееполовины потерь АБТ составляет потери от мин и СВУ.
Мины и СВУ чащевсегоприводятсявдействиерадиоуправляемымииликонтактнымивзрывателями, при этом самая распространенная масса ВВ составляет 6-8 кг втротиловом эквиваленте (53,5 % от общего числа подрывов). Ввидувозрастания минной угрозы появился класс автомобилей с усиленнойпротивоминной защитой (MRAP). На рынке в настоящее время представленыболее 20 производителей АБТ с усиленной противоминной защитой.Основными факторами, которые могут вызвать поражение экипажа приподрыве колесной и гусеничной АБТ на минах и СВУ являются:•разрушение целостности несущей конструкции;•взрывные газы и взрывная волна, давление затекания, вторичноеизбыточное давление;•динамическая упругая или упруго-пластичная деформация пола;•ускорение конструкции как жесткого целого;•перемещение незакрепленных предметов;•осколки;•динамическая отдача люков, дверей, окон.Воздействие на экипаж будет сильно зависеть: от заряда ВВ, егорасположения (под колесом (гусеницей), под днищем или сбоку), клиренса имассы АБТ.
Зная эти параметры можно аналитически с допустимойпогрешностью вычислить вертикальную скорость и подброс АБТ.38Основными средствами для обеспечения травмобезопасности экипажаявляются:•использование энергопоглощающих кресел;•применение подножек для экипажа, не взаимодействующего с органамиуправления расположенными на полу (педали и т.д.)•использование самоподтягивающихся ремней безопасности•изготовление V-образного днища для АБТ с высоким клиренсом;•изготовлениеплоскойзащитыднищаскреплениемчерезэнергопоглощающие элементы к днищу для АБТ с низким клиренсом;•изготовление фальшпола;•надежная фиксация предметов, расположенных в обитаемом модуле.Энергопоглощающие кресла являются основным средством по снижениювертикальных перегрузок действующих на экипаж летательных аппаратов, втом числе винтокрылых, а также колесной и гусеничной АБТ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
