МЕТОДОЛОГІЧНІ ПІДХОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОХІДНОСТІ КОЛІСНОЇ ВІЙСЬКОВОЇ АВТОМОБІЛЬНОЇ ТЕХНІКИ ПІД ЧАС РУХУ ЗАСНІЖЕНИМИ ОПОРНИМИ ПОВЕРХНЯМИ

М. Грубель

АНОТАЦІЯ

Проведено порівняльний аналіз відомих досліджень і підходів щодо оцінки прохідності колісної військової автомобільної техніки (ВАТ) під час руху засніженими опорними поверхнями (ОП). За його результатами визначено, що вітчизняні підходи ґрунтуються на традиційних із часів СРСР принципах, які за показниками і критеріями оцінки відрізняються від прийнятих у країнах – членах НАТО. Проведено аналіз дорожньо-кліматичних умов України щодо можливості застосування колісної ВАТ, за результатами якого встановлено, що вони мають свої особливості. Зокрема, за товщиною снігового покрову вони характеризуються неоднорідністю розподілу за різними регіонами, що необхідно враховувати при визначенні параметрів прохідності перспективних зразків колісної ВАТ. За результатами досліджень також встановлено, що рух колісної ВАТ засніженими поверхнями залежить від товщини снігового покрову, глибини утворюваної колії, що є функцією ущільнення снігу і міцності на зсув в залежності від навантаження зразка ВАТ, а базові емпіричні залежності сил опору рухові та зчеплення шин з ОП суттєво відрізняються від звичних для ґрунтових та піщаних ОП. Результати проведеного аналізу будуть використані для формування пропозицій у вітчизняну нормативну базу з оцінки прохідності колісної ВАТ з врахуванням вимог до сумісності вітчизняних підходів з підходами, прийнятими в країнах – членах НАТО.

КЛЮЧОВІ СЛОВА

Засніжена опорна поверхня, товщина снігового покрову, ущільнення снігу, пневматична шина

ПОВНИЙ ТЕКСТ:

PDF  (українська)

ЛІТЕРАТУРА

Рихтер Г.Д.   Снежный покров, его формирование и свойства.   Г.Д.     Рихтер;   [отв.   ред.   А.А. Григорьев]. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1945. 120 с.

Снег: Перевод с англ. Под ред. В.М. Котлярова. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1986. 751 с.

Барахтанов Л.В. (1988) Повышение проходимости гусеничных машин по снегу: Дис. докт. техн. наук: 05.05.03. Горький, 352 с.

Беляков В.В. Вездеходные транспортно-технологические машины: основы теории движения.   В.В. Беляков, И.А. Бескин, В.С. Козлов [и др.] под общ. ред. В.В. Белякова, А.П. Куляшова. Нижний Новгород : Талам, 2004. 960 с.

Малыгин В.А., Рукавишников С.В. (1969) Процессы, протекающие в снеге при сжатии его штампом. Снегоходные машины: ГПИ им. А.А. Жданова. Т. XXV. Вып. 16. С. 88–96.

Harrison W.I. Vehicle performance over snow/ US Army Gold Regions Research and Engineering Laboratory. Technical Report 268., Der1975. 81p.

Барахтанов Л.В., Блохин А.Н., Манянин С.Е., Тропин С.Л. (2016) Характеристики снега как полотна пути [Текст]: монография. Н. Новгород : НИУ РАНХиГС, 250 с.

Макаров В.С. (2016) Статистическая модель снега как полотна пути для транспортных средств: Монография. В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, В.В. Беляков. Нижний Новгород: Научные основы. Palmarium Academic Publishing, 197 с.

Аникин А.А., Барахтанов Л.В., Донато И.О. (2010) Физико-механические свойства снега как полотна пути для движения машин. Электронный журнал Наука и образование №10, 8с. Режим доступу: www: cyberleninka.ru/article/v/fiziko-mehanicheskie-svoystva-snega-kak-polotna-puti-dlya-dvizheniya-mashin.

Макаров В.С., Зезюлин Д.В., Беляков В.В. Снег как полотно пути для транспортных средств. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 4. С. 21–24; Режим доступу: www: applied-research.ru/ru/article/view?id=5062 (дата обращения: 29.07.2019)

Скрыпников, А.В., Козлов, В.Г., Кондрашова, Е.В., Арутюнян, А.Ю. (2016) Проходимость комплексных трелевочно-транспортных систем на трелевочных волоках. Лесной вестник. Forestry bulletin, № 2, С. 152–158. Режим доступу:www.cyberleninka.ru /article/v/prohodimost-kompleksnyh-trelevochno- transportnyh-sistem-na-trelevochnyh-volokah

Донато И.О. (2006) Проходимость колесных машин по снегу. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 321 с.

Беляков В.В. (1999) Взаимодействие со снежным покровом эластичных движителей специальных транспортных машин. Диссертация д-ра техн. наук: 05.05.03 НГТУ, Нижний Новгород. 485 с.

Макаров В.С. (2017) Разработка научно-обоснованных технических решений по созданию подвижных комплексов мониторинга береговых зон/ Диссертация д-ра техн. наук: 05.05.03 НГТУ, Нижний Новгород. 428 с.

Донато И.О. (2007) Теоретическое и экспериментальное обоснование повышения проходимости колёсных машин по снегу. Диссертация д-ра техн. наук: 05.05.03 НГТУ, Нижний Новгород. 306 с.

Петров С.Е. (2012) Аспекты идентификации параметров снежного покрова для математического описания движения транспортно-технологических машин по снегу. Материалы международной научно- технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». С. 258–260. Режим доступу: www: мосполитех.рф/science/ mami145/scientific/article/s01/s01_45.pdf

Lutz J. Mobility of ground vehicles. US military view a overview primer and reference source quide/ Quent systems Inc.,June 2003. 101 p.

Scaled vehicle mobiliity factors (scale model tires in snow) U. S. Army. Transportation research command. Fort Eustis, Virginia, October 1961. 61 p.: www://apps.dtic.mil/dtic/tr/ fulltext/u2/265980.pdf

DOI: https://doi.org/10.21236/ad0265980

Донато И.О. Расчет сопротивления движению колесных машин по снегу. Известия вузов. Машиностроение, №2, 2007.С. 42–46.

Аникин А.А., Беляков В.В., Донато И.О. (2006) Теория передвижения колесных машин по снегу. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,. 240 с.

Ларин В.В. (2013) Анализ зависимостей деформируемости опорной поверхности. Вертикальные деформации/Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 11 с.: www: engjournal.ru/articles/404/404.pdf

Ларин В.В. (2010) Теория движения полноприводных колесных машин. Москва, Изд.. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 391 с.

Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств. Москва. Машиностроение, 1982. 284 с.

Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность-машина: пер. с англ.; под ред. В.В. Гуськова. М.: Машиностроение, 1973. 520 с.

Wong Y.C. Irvin C.J. Measurement and characterization of tire pressure sink age data for snow obtained using a Rammsonde/ Journal of Terramechanics. 1992. pp. 265-280. Режим доступу: www: doi.org/10.1016/1022- 4893(92),90031-E. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-4898(92)90031-e

Аникин А.А., Барахтанов Л.В., Жук В.А., Манянин С.Е. (2010) Расчет проходимости вездеходных машин при движении по снегу. Журнал Ассоциации автомобильных инженеров, №2. С. 28–31.

Аникин А.А. Барахтанов Л.В., Донато И.О. (2006) К вопросу определения сопротивления движению машин по снегу/ А.А. Аникин, Л.В Барахтанов, И.О. Донато. Известия вузов. Машиностроение, №10, С.53–57.

Гончаров К.О. (2010) Оценка влияния эскалационно-бульдозерных эффектов проходимости многоосных колесных машин при криволинейном движении по снегу. Дис. канд. техн. наук, 05.05.03 НГТУ, Нижний Новгород, 232 с.

Барахтанов Л.В., Беляков В.В., Кравець В.Н. (1996) Проходимость автомобиля.   Нижний Новгород, Изд. НГТУ, 200 с.

Макаров В.С., Зезюлин Д.В., Беляков В.В. Многоуровневая модель снега как полотна пути для транспортно-технологических машин на примере территории Российской Федерации. Фундаментальные исследования. 2013. № 10-2. С. 270–276; Режим доступу: www.fundamental- research.ru/ru/article/view?id=32267 (дата звернення: 24.08.2019).

Larminie J.C. (1988). Standard for mobility requirements of military vehicles/Journal of terramechnics, vol. 25, No 3. Р. 171–189

Wong Y.J. (2010). Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering: Terrain Behaviour, Off-Road Vehicle                 Performance         and       Design.      2nd       Edition-2010.  Режим      доступу: www//books.google.com.ua/books?id=s1W9kozKg18C&pg=PA454&lpg=PA454&dq=Wong+Y.J.+terramachani cs+and+off-road+vehicle+engineering&source=bl&ots=oILQFlaadV&sig=ACfU3U1LE0mHjxRsXJv TvCRHytJ6GYne3w&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwiXkt3w6o7kAhXmsIsKHXzXD7AQ6AEwEHoECAkQAQ#v= onepage&q=Wong%20Y.J.%20terramachanics%20and%20off-road%20vehicle%20engineering &f=false. DOI: https://doi.org/10.1016/b978-0-7506-8561-0.00006-3

ISO 22476-1:2012 Geotechnical investigation and testing. - Field testing. – Part 1: Electrical cone and piezocone test. 28 p. DOI: https://doi.org/10.3403/30255332u

Шадрин С.С. Математическое моделирование процесса взаимодействия пневматической шины с опорной поверхностью Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. Электронный научный журнал №2(2),2014, Москва. 12 с. Режим доступа: https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/89/pdf_

Burkhardt M. (1993). Fahrwerktechnik: Radschlupf – Regelsystemen/ Vogel Verlag. Wuerzburg. 273 s.

Maclaurin B. (2018). High Speed Off-Road Vehicles: Suspensions, Tracks, Wheels and Dynamics/ Wiley, London. 249 p. Режим доступу: www.wiley.com/en-ua/High+Speed+Off+Road+Vehicles:+ Suspensions,+Tracks,+Wheels+and+Dynamics-p-9781119258810. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119258827

Rowland, D., Peel, J.W. Soft ground performance prediction and assessment for wheeled and tracked vehicles. Institute of mechanical engineering, 1975, 205, Р.81–92.

Shoop S. (2001). Finite element modelling of tire-terrain interaction. PhD thesis, Michigan State University, Ann Arbor, MI. Tsihlas D.

E. Seta, T. Kamegawa, and Y. Nakajima (2003) Prediction of Snow/Tire Interaction Using Explicit FEM and FVM. Tire Science and Technology: July 2003, Vol. 31, No. 3, Р. 173–188.

DOI: https://doi.org/10.2346/1.2135267

Lee J.H. (2011). Finite element modeling of interfacial forces and contact stresses of pneumatic tire on fresh snow for combined longitudinal and lateral slips/ Journal of Terramechanics// June 2011, vol 48, No 3, p 171-191. Режим доступу: www.researchgate.net/publication/232371978_ Finite_element_modeling_of_ interfacial_forces_and_contact_stresses_of_pneumatic_tire_on_fresh_snow_for_combined_longitudinal_and_late ral_slips. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2010.12.003

Sainlo P. Snow surface model for tyre performance simulation/ 2 International colloquium on vehicle tyre road interaction “Friction potential and safety: Prediction of handling behavior” Florence, February, 2001, 17 p. Режим доступу: www.roads.dicea.unifi.it/proceedings-colloquium/P07.pdf

Ferwers W. Phaenomene von Luftreifen und Gelandeboden – Untersuchungen mit FEM/ Dissertation   Dr. – Ing., Universitaet der Bundeswehr Hamburg. 1999. 212 p.

Giessler M., Gauterin C., Wies K., Influence of friction heat on tire traction on ice and snow/ Tire Science and Technology, 38(1), 2010. Р. 4–23. DOI: https://doi.org/10.2346/1.3298679

Carsten Harnisch, Bjoern Lach, Roland Jakobs, Markos Troulis & Oliver Nehls (2005) A new tyre–soil interaction model for vehicle simulation on deformable ground, Vehicle System Dynamics, 43: sup1, Р. 384-394. Режим доступу: www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/ 00423110500139981.

Navin F., Macnabb M., Nicoletti, C. (2014).Vehicle traction experiments on snow and ice. Society of Automotive Engineers Inc., SAE Paper 960652. 26 p. DOI: https://doi.org/10.4271/960652

Lee, J., Liu, Q., and Zhang, T.,(2005). "Predictive Semi-Analytical Model for Tire-Snow Interaction," SAE Technical Paper 2005-01-0932. https://doi.org/10.4271/2005-01-0932.

DOI: https://doi.org/10.4271/2005-01-0932

Li L., Sandu C., Lee J., Liu B. Stochastic modeling of tire-snow interaction using a polynomial chaos approach/ Journal of Terramechanics. No. 46 (4), 2009. Р. 165–188.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2009.06.006

Lacombe J Tire model for simulation of vehicle motion on high and low friction road suafaces / US Army ERDC. Procedings of the 2000 winter simulation conference. Р. 1025–1034.

DOI: https://doi.org/10.1109/wsc.2000.899907

Zhang, Y.C., Gao, J.W. and Li, Q. (2018) Experimental Study on Friction Coefficients between Tiretread Rubber and Ice. AIP Advances, 8, Р. 1-9.

DOI: https://doi.org/10.1063/1.5041049

Wu Yeun-Chung. Hadling of multiaxle all wheel drive off-toad vehicles / Dissert. PhD on Mechanical Engineering, Carleton University, Ottawa, Ontario, Canada, 2000. 248 p.

Wong J.Y., Huang Wei. (2006). Wheels vs. track – A fundamental evalution from the traction perspective/ Journal of Terramechanics. Vol. 43. Р. 27–42.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2004.08.003

Crolla D.A. (1991). Off-road vehicle dynamics/ Dr. tech. Thesis, Lough- borough University of technolodgy, UK.1991. 38 p.

El-Gawwad K.A., Crolla D.A., Soliman A.M., El-Saed F.M. (1999). Off-road tire modelling: I The multi- spoke tire model modified to include the effect of straight hugs/ Journal of Terramechanics. Vol. 36 No 1. p. 3-24. II/ Effect of comber on tire performance. p 25-39; III. Effect of angles lugs on tire performance. – Р. 63-76; IV. Extended treatment of tire-terrain interaction for the multi-spouke model. Р. 77–90.

DOI: https://doi.org/10.1016/s0022-4898(98)00031-7

Ruff K. Fahrzeugbewegung im Gelaende mit dem Simulationssystem ORIS/ Diss. Dr.-Ing., Universitaet der Bundeswehr. Hamburg, 1997. 191 p.

Harnisch C. Dynamische Echtzeitsimulation der Gelaendefahr mehrachsiger Radfahrzeuge/ Diss. Dr.- Ing., Universitaet der Bundeswehr. Hamburg, 2001. 273 p.

Reid A.A., Shoop S., ones R., Hunez P. (2007). Hight-fidelity ground platform and terrain mechanics modelling for military applications involving vehicle dynamics and mobility analysis/ISTVS conference, Fairbanka, Alaska.

Aubel Th. Interaction between the rolling tires and the soft soil FEM simulationby VENUS and validation/ 6^th European Conference of the ISTVS, Vienna, 1994. P. 169–189

Lee J. H. (2009). A new indentation model for snow. /Journal of Terramechanics. No. 46. P. 1–13.