Диссертация (1173095)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования«Московский автомобильно-дорожный государственный техническийуниверситет (МАДИ)»На правах рукописиФилатов Владимир ВикторовичПОВЫШЕНИЕ ХОДКОСТИ И ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХСВОЙСТВ ГЛИССИРУЮЩИХ АМФИБИЙНЫХ МАШИНМАЛОГО КЛАССА05.05.03 – Колесные и гусеничные машиныДиссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук, доцентБорисевич Владимир БорисовичМ о с к ва 2 0 1 92ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 4ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА ................................... 91.1. Характеристика мотовездеходов и быстроходных катеров малого класса .......
91.2. Особенности глиссирующих амфибийных машин малого класса.................... 131.3. Анализ научных работ по исследованию ходкости и тягово-скоростных свойствглиссирующих амфибийных машин малого класса .................................................. 171.4. Постановка цели и задач исследования ............................................................... 36ГЛАВА 2. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВКИГЛИССИРУЮЩИХ МАШИН МАЛОГО КЛАССА ...........................................
372.1. Общая модульная компоновка с симметричной посадкой ................................ 372.2. Математические модели конфигурации двухрычажных подвесок, оснащенныхсистемой складывания .................................................................................................. 432.3. Компоновка и принцип работы дополнительного оборудования .....................
572.4. Описание комбинированной энергетической установки, предназначенной дляамфибийных машин ...................................................................................................... 592.5. Выводы по главе 2 .................................................................................................. 63ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВГЛИССИРУЮЩИХ АМФИБИЙНЫХ МАШИН МАЛОГО КЛАССА ......... 663.1.
Теория определения сопротивления движению глиссирующего объекта ....... 663.2. Формирование расчетной модели ........................................................................ 683.3. Описание исследуемых моделей .......................................................................... 723.4. Анализ результатов, полученных в ходе численного эксперимента ................ 753.5. Выводы по главе 3 .................................................................................................. 85ГЛАВА 4. МЕТОД ОЦЕНКИ ХОДКОСТИ И ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХСВОЙСТВ ГЛИССИРУЮЩИХ АМФИБИЙНЫХ МАШИН МАЛОГОКЛАССА С КОМБИНИРОВАННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ.........................................................................................................................................
884.1. Общие положения .................................................................................................. 884.2. Режим сухопутного движения за счет задних обратимых электромашин ....... 9034.3. Режимы водоходного движения за счет двигателя внутреннего сгорания ицентральной обратимой электромашины ................................................................. 1024.4.
Режимы сухопутного движения за счет совместной работы двигателявнутреннего сгорания и задних обратимых электромашин ................................... 1124.5. Выводы по главе 4 ................................................................................................ 118ГЛАВА 5. ТЕХНИЧЕСКИЙ ОБЛИК ГЛИССИРУЮЩЕЙ АМФИБИЙНОЙМАШИНЫ МАЛОГО КЛАССА ............................................................................ 1195.1.
Общая компоновка ............................................................................................... 1195.2. Частные компоновки основных элементов ....................................................... 1215.3. Технико-экономическое обоснование создания разработанного прототипа . 1285.4. Выводы по главе 5 ................................................................................................ 131ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 132СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .......................................................................................
134Приложение А (Справочное). Копии справки об актуальности и актоввнедрения результатов диссертационной работы .............................................. 145Приложение Б (Обязательное). Классификатор мотовездеходов ................... 148Приложение В (Обязательное). Определение координат центра тяжестиглиссирующей амфибийной машины малого класса ........................................ 151Приложение Г (Обязательное). Влияние параметров составных элементовпередней и задней подвесок на их кинематику ...................................................
152Приложение Д (Обязательное). Данные численного эксперимента ............... 165Приложение Е (Обязательное). Расчет ходкости и тягово-скоростных свойствпрототипа глиссирующей амфибийной машины малого класса .................... 1744ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования:Согласно Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации иобеспечения национальной безопасности на период до 2020 года, утвержденнойПрезидентом Российской Федерации 8 февраля 2013 г.
[83], одним изприоритетных направлений развития является разработка и внедрение вэксплуатацию современных транспортных средств (далее – ТС), обладающихвысокими эксплуатационными свойствами и адаптированных к использованию варктических условиях [60]. В легком, скоростном и проходимом транспортерепереднего края нуждаются специальные подразделения силовых структур [22, 25,41, 42, 58]. Если рассматривать гражданскую сферу применения, то интерес кразработке подобной техники проявляют специалисты ООО «Транснефть Охрана»,которымнеобходимобыстроходноетранспортноесредство,способноеперемещаться по воде и по суше вдоль магистральных трубопроводов,расположенных в труднопроходимых регионах России.
В качестве ТС, способныхвыполнять эти задачи, выступают глиссирующие амфибийные машины малогокласса (далее – ГАММК). Перспективные ГАММК могут также использоваться длявыполнения других актуальных задач народного хозяйства: рыбного и охотничьегопромысла, поисково-спасательных операций и береговой охраны.Известные расчетные методы теории амфибийных машин, а такжесухопутных ТС и быстроходных судов не в полной мере применимы к разработкеГАММК ввиду специфики последних. Необходим системный подход кпроектированиюперспективныхамфибийныхмашин,предполагающийразработку специальных методов расчета основных компонентов и применениеоригинальных технических решений в конструкции.Таким образом, тема диссертационной работы, посвященная научномуобоснованию методов проектирования, обеспечивающих повышенные ходовые итягово-скоростные свойства ГАММК, является актуальной.5Степень разработанности темы исследования:Вопросами проектирования амфибийных машин занимаются специалистыМАДИ, МГТУ им.
Баумана, НАМИ, МАМИ и других профильных организаций. Вданной диссертации рассмотрены труды Гладова Г.И. [33, 34], Лактионова К.Н. иМалахова Д.Ю. [55], Редькина М.Г. [73], Степанова А.П. [81, 82], Тимофеева М.Ю.[90], Gibbs A.T. [4, 8, 91, 92], посвященные разработке амфибий. С точки зренияобеспечения повышенных тягово-скоростных свойств ГАММК представляютинтерес труды в области проектирования сухопутных машин Агейкина Я.С. [6, 7],Афанасьева В.Л.[10], Баулиной Е.Е.[13, 14, 15], Бахмутова С.В.
[16, 48],Борисевича В.Б. [19, 20], Бочарова Н.Ф. [21], Вахламова В.К. [24], Вольской Н.С.[29], Вонга Дж. [30], Гладыша И.А. [32], Златина П.А. [44], Ившина К.С. [45],Котиева Г.О. [51, 52], Литвинова А.С. [56], Нагайцева М.В., [59], Павлова В.В. иКувшинова В.В. [64, 65], Пономарева В.М. [69], Раймпеля Й. [71, 72], СмирноваГ.А. [80], Умняшкина В.А. [93, 94, 95], Фещенко А.И. [96], Chan C.C.
[105], Popp K.[111]. Методы повышения ходкости малых быстроходных судов, которые могутбыть применены к ГАММК, представлены в работах Абдулина А.Я. [1, 2],Апухтина П.А. [9], Басина А.М. [12], Благовещенского С.Н. [17], Васильева В.Ф.[23], Войткунского Я.И. [28], Егорова И.Т. [38, 39], Куликова С.В. [54], Папира А.Н.[66], Сизова В.Г.
[77], Хорхордина Е.Г. [99], Clement E.P. и Blaunt D.L. [106].Целью диссертационной работы является научное обоснование методовпроектирования, обеспечивающих повышенные ходовые и тягово-скоростныесвойства глиссирующих амфибийных машин малого класса.Основные задачи исследования:1. Оценить преимущества и недостатки известных общих компоновокбыстроходныхамфибий.Разработатьобщуюмодульнуюкомпоновкуссимметричной посадкой и обосновать эффективность ее применения для ГАММК;2.
Проанализировать существующие варианты подвесок, подходящих дляГАММК. Разработать схемы и математические модели конфигурации подвесок,оснащенных системой складывания. Определить влияние параметров основныхэлементов на характеристики таких подвесок;63. Изучить гидродинамические свойства ГАММК с различными корпуснымиобводами и дополнительным оборудованием. Оценить влияние конструктивныхмероприятий на ходкость рассматриваемых машин;4. Разработать схему, принцип работы комбинированной энергетическойустановки, предназначенной для ГАММК, а также метод оценки ходкости и тяговоскоростных свойств амфибийных машин с таким типом привода;5.
Сформировать технический облик ГАММК.Объектами исследования являются транспортные средства малого класса:быстроходные амфибийные машины, мотовездеходы и глиссирующие суда.Предметом исследований являются методы оценки ходкости и тяговоскоростных свойств амфибийных машин, компоновочные и конструктивныерешения, направленные на повышение данных эксплуатационных характеристик.Методология и методы исследования:Теоретической основой диссертационной работы являются методы теориидвижения наземного транспортного средства, теории корабля, системногопроектирования, компьютерного моделирования, численного расчета и другие.Научная новизна работы заключается в:- научном обосновании применения общей модульной компоновки ГАММКс симметричной посадкой, обеспечивающей высокую ходкость амфибий;- разработке математических моделей конфигурации двухрычажныхподвесок с системой складывания, позволяющих выбрать размеры и взаимноерасположение составных элементов данных подвесок;-исследованиигидродинамическихсвойствГАММКсразличнойконфигурацией, в результате которого получены графики зависимости основныхпоказателей ходкости от числа Фруда для рассмотренных амфибий;- формировании метода оценки тягово-скоростных свойств и ходкостиГАММК с комбинированной энергетической установкой, позволяющего оценитьданные эксплуатационные характеристики в основных режимах движения, а такжевыбрать параметры элементов силового привода и электросистемы машин.7Теоретическую и практическую значимость работы составляют:- обобщение требований по эксплуатации и особенностей ГАММК, которыемогут быть использованы специалистами при разработке перспективных машин;- формирование схемы общей модульной компоновки ГАММК ссимметричной посадкой, обеспечивающей повышенные сухопутные и водоходныеэксплуатационные свойства машины;-выработка рекомендаций по выбору параметров основных элементовдвухрычажных подвесок с системой складывания;- разработка конструктивных мероприятий, улучшающих ходкость ГАММК;- определение схемы и принципа работы комбинированной энергетическойустановки, расширяющей функциональные возможности ГАММК;- формирование технического облика ГАММК, обладающей повышеннымиходовыми и тягово-скоростными эксплуатационными свойствами.Положения, выносимые на защиту:- научное обоснование применения общей модульной компоновки ссимметричной посадкой для ГАММК;- математические модели конфигурации подвесок с системой складывания;- результаты численного эксперимента по определению гидродинамическихсвойств ГАММК различной конфигурации;- метод оценки ходкости и тягово-скоростных свойств ГАММК скомбинированной энергетической установкой.Степень достоверности и апробация работы:Проверкааналитическихрезультатовматематическихмоделейконфигурации подвесок с системой складывания производится графическимспособом.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
