Активная система подрессоривания танка

По просьбе участников форума "Сила России" предлагаю статью сотрудников ВНИИТрансмаш, о активной системе подрессоривания танка, реализуемой на перспективных российских образцах БТТ. Данный материал является логическим продолжением статьи "ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ПОДРЕССОРИВАНИЯ ТАНКОВ И БМПТ С ЦЕЛЬЮПОВЫШЕНИЯ ИХ БОЕВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ", опубликованной нами ранее.

АКТИВНАЯ СИСТЕМА ПОДРЕССОРИВАНИЯ ТАНКА

Б.П. Лаврищев, П.К. Марецкий, Ю.А. Перевозчиков,

С.В.Рождественский, С.В. Федосеев

(ВНИИТрансмаш)

Сборник "Актуальные проблемы защиты и безопасности. Бронетанковая техника и вооружение. Труды девятой Всероссийской научно-практической конференции" Том 3. НПО "Специальных материалов" СПб.2006г., C.151-157

Непрерывное совершенствование систем подрессоривания и ходовой части тан­ка в целом в направлении увеличения динамических ходов подвески при рациональном сочетании жёсткости подвески и усилия сопротивления амортизатора, а также при вы­боре параметров ходовой части в зависимости от формы выступающих частей корпуса и схемы ходовой части позволило достичь такого уровня качества подвески при котором относительное снижение средней скорости но плавности хода не превышает 6% от мак­симально возможной по другим факторам в принятых условиях движения, что практи­чески не ограничивает подвижности танка на маршах и в транспортных режимах по подвеске \1\.

Ситуация качественно меняется при предъявлении к подвеске требований обеспече­ния максимально возможной скорости не только в транспортных, но и в боевых режимах, где от величины динамического воздействия на корпус зависит эффективность использо­вания вооружения и возможность оперативного решения задач экипажем.

Выполненные оценки \2\ показывают, что отличия в частных характеристиках эффективности стрельбы с ходу по сравнению со стрельбой с места составляют:

-по поиску целей типа танк на дальности 2500м:

по командиру и наводчику ≈3,1 раза для оптических приборов наблюдения;

по механику-водителю ≈3,0 раза для оптических приборов наблюдения;

в целом по экипажу (по совокупности типов приборов - оптических, тепловизионных, телевизионных, электронно-оптических) - 2,2 раза

по точности стрельбы (вероятности попадания на предусмотренных TTT дальностях ) - 1,2 раза;

-по времени на поражение (попадание) цели типа танк (с учётом снижения точно­сти стрельбы и увеличения времени подготовки выстрела) - 1,45 раза.

  Указанные отличия в частных характеристиках эффективности вооружения присущи существующим танкам с неуправляемой системой подрессоривания, для которой характерен уровень колебаний при движении по стандартным неровностям высотой 150 мм до 10 градусов.

  Ужесточение функциональных требований к подвеске в боевой ситуации с целью повышения эффективности стрельбы с ходу, возросшая энерговооруженность машин и рост массы стабилизируемого комплекса танкового вооружения при стремлении сохранить низ­кий силуэт машины придаёт актуальность вопросу о полной или частичной стабилизации корпуса танка для улучшения условий работы стабилизаторов вооружения. Это является акту­альным и при разработке тяжёлых БМП и командно-штабных машин с целью снижения дина­мических нагрузок на экипаж до уровня комфортности, а также для шасси комплексов наведе­ния и слежения с целью минимизации колебаний корпуса.

 Экспериментальные исследования, выполненные в ОАО «ВНИИТРАНСМАШ» в пе­риод 1985...1995г.г. с изготовлением ходовых макетов массой 14...45т \3,4\ подтвердили принципиальную возможность уменьшения в 7... 10 раз продольно-угловых колебаний кор­пуса при движении машины но неровностям за счёт активно управляемой подвески.

 Полученные результаты представлены на рис.1, из которого следует, что уровень колебаний корпуса машины при активном управлении подвеской не превышает 2-х градусов при движении по стандартным неровностям высотой 150...180 мм во всем диапазоне рабочих скоростей. Перегрузки на рабочих местах при этом составляют 0,6...0,8g, также исключаются резонансные явления, характерные для серийных изделий. Срединная ошиб­ка стабилизации корпуса при движении машины по трассе, используемой для поверки при­боров танкового вооружения составила 2 градуса.

 Выполненные оценки показывают, что при обеспечении подвеской указанного уров­ня динамического состояния корпуса существенно улучшаются точностные характеристики стабилизаторов вооружения и контуров управления и слежения наводчиков. Так для серийного стабилизатора типа 2Э42 погрешности стабилизации пушки могут быть уменьше­ны в 1,5 раза (с 0,25/0,45 мрад до 0,16/0,30 мрад по BH/ГH соответственно). В этом случае погрешность наведения пушки в момент выстрела, являющаяся одной из основных состав­ляющих суммарной погрешности стрельбы, может быть уменьшена в 1,5...2,0 раза (с 0,35/0,40 мрад до 0,15...0,20 / 0,20...0,25 мрад по BH / ГH соответственно), т.е. доведена до значений, сопоставимых с погрешностями технического рассеивания снарядов и техничес­кой подготовки пушки.    

  Практическое устранение погрешности дополнительного рассеива­ния снарядов по вертикали из-за переносной скорости при вертикальных колебаниях корпу­са танка (0,05 мрад) обеспечит дополнительное повышение точности стрельбы на 200...300м по показателю дальности действительной стрельбы. Это также обеспечит снижение вероят­ности утыкания пушки в грунт в 2...3 раза, уменьшение времени нестабилизированного состояния пушки вследствие ударов об упоры и постановки пушки на гидростопор в 3...4 раза (с 25 до 5...10 %), сокращение перерывов в наблюдении за полем боя и поиска целей и подготовки выстрелов за счёт уменьшения амплитуды и устранения резонансных частот колебаний системы «глаз - прибор», повышение точности стрельбы с ходу. По комплексной оценке выполнение подвеской указанных требований позволит в 1,3 раза повысить эффек­тивность вооружения при стрельбе с ходу.

  В развитие указанного направления в 2001...2002г.г. были проведены расчётные исследования и конструкторские проработки новых технических решений в обеспечение мини­мизации колебаний корпуса применительно к основному танку.

  Выполненными расчётными исследованиями установлено, что уменьшение продоль­но угловых колебаний корпуса до 2-х градусов может быть достигнуто на машине с серийной системой подрессоривания на базе торсионной подвески за счёт активно управляемого гид­роэлемента, в качестве которого может быть использован серийный лопастной гидроамор­тизатор повышенной энергоёмкости. В этом случае в боевом режиме, где скорости движе­ния ограничиваются эффективностью совместного функционирования вооружения и эки­пажа, управляемая система подрессоривания придаёт танку дополнительные свойства, по­зволяющие обеспечить эффективное совместное функционирование всего комплекса воо­ружения и экипажа на более высоких скоростных режимах.

  На рис.2 представлена принципиальная схема активного управления подвеской. Сигналы датчиков колебаний корпуса обрабатываются в информационно-измерительном комплексе, команда от которого поступает на исполнительные элементы системы, формирующих с помощью силовых агрегатов стабилизирующее воздействие на корпус. В управляемый режим переводятся все три гидроамортизатора каждого борта. Для предотвращения пробо­ев подвески на первых и шестых подвесках дополнительно устанавливаются гидроупоры. При этом следует предусмотреть возможность сохранения параметров плавности хода при выходе из строя управления на уровне неуправляемой системы подрессоривания.

  Выполненные оценки показывают, что для танка массой 45...50 т затраты мощности на привод активной подвески составляют 65...70 кВт при массе системы 500...550 кг.

  Конструкция силового гидроагрегата на базе серийного лопастного амортизатора танка Т-72 для стендового варианта управляемой подвески приведена на рис.3, общий вид подвески на стенде - на рис.4.

   В конструкции лопастного амортизатора все подвижные и неподвижные посадоч­ные места герметизированы фторопластовыми и бронзовыми уплотнениями, гидроусили­тель установлен на задней стенке корпуса амортизатора, при этом кулаки перегородки стянуты с задней стенкой корпуса двумя стяжками, что увеличило жёсткость конструкции.

 Проведенные стендовые испытания показали, что эти мероприятия позволили пол­ностью исключить внутренние перетечки в амортизаторе и обеспечить при работе в управ­ляемом режиме требуемое для стабилизации корпуса усилие 5...6 т при быстродействии системы совместно с гидроусилителем типа УЭГС 0,1...0,5 с.

  С целью экспериментальной оценки всего комплекса технических решений, позволяющих максимальным образом увеличить боевую эффективность танка, целесообразно раз­работать, изготовить и установить на машину управляемую систему подрессоривания. Проведение всесторонних испытаний макета на базе танка позволит: -получить экспериментальное подтверждение в реальных условиях эксплуатации возможности повышения в 1,3...1,5 раза эффективности применения вооружения при стрельбе с ходу за счет управляемой подвески и проверить достаточность принятых величин оценки качества управляемых систем подрессоривания \5\;

-провести экспериментальную проверку разработанных технических решений по реализации управляемой системы подрессоривания на базе серийной подвески основного тан­ка, обеспечивающей в управляемом режиме снижение колебаний корпуса до 1,5...2,0 граду­сов при движении по пересеченной местности, а в неуправляемом режиме обеспечиваю­щей качество подрессоривания на уровне серийного изделия;

-выполнить экспериментальную оценку рациональных энергетических и силовых параметров системы и узлов управляемой подвески с целью выработки технических требований к приводу управляемой подвески при компоновке его в едином энергоблоке машины.

   Создание ходового макета с управляемой системой подрессоривания даст возможность реализовать и отработать весь комплекс технических решений по управляемой под­веске, позволяющий максимальным образом увеличить боевую эффективность машины.

   Таким образом, совершенствование системы подрессоривания танка следует проводить в направлении обеспечения функционирования подвески в неуправляемом (стацио­нарном) и управляемом режимах. Первый из них, при совершенной стационарной системе подрессоривания, позволит исключить ограничение скорости по подвеске в транспортном (маршевом) режиме движения, а второй обеспечит требуемый уровень минимизации колебаний корпуса в боевом режиме с целью возможности эффективного применения воору­жения на более высоких скоростях.

Литература

1.Ф.П.Шпак. Оценка формирования показателей подвижности танков по ограничивающим факторам - ВБТ, 1986, №3.

2.Кошелев В.В., Лаврищев Б. П., Потёмкин Э.К., Соколов В.Я. Точность комплексов танкового вооружения по данным войсковых испытаний - ВБТ, 1985, № 4.

3.М.В.Богданов, Л.Е.Бродский, П.К.Марецкий, С.В.Рождественский, В.А.Селивановских. Исследование статических характеристик активно управляемой сис­темы танка - Вестник транспортного машиностроения, 1992, №4.

4.Богданов М.В., Брагин Ю.И., Доленко А.Н., Марецкий П.К., Рождественский С.В., Селивановских В.А. Исследование ходового макета танка с активно управляемой системой подрессоривания - Вестник транспортного машиностроения , 1993, №1.

5.Ю.С. Голованов, П.А. Зенькович, С.В. Рождественский, С.В.Федосеев. Крите­рии оценки управляемых систем подрессоривания транспортных средств -ВНИИТРАНСМАШ, 2001.