Проведен анализ необходимой величины коэффициента блокировки межколесного дифференциала для получения максимальной силы тяги машины по сцеплению в зависимости от возможного сочетания коэффициентов сцепления под бортами. Обоснован переход от коэффициента блокировки к блокировочному моменту дифференциала для машин, рассчитанных на движение при возможном полном вывешивании одного или нескольких колес. Предлагается алгоритм построения зависимости необходимого блокировочного момента межколесного дифференциала от частоты относительного вращения полуоси и корпуса дифференциала на примере колесного бронетранспортера БТР-4. ; The analysis of existing technical solutions for lockable and self-locking differentials wheeled vehicles intended for off-road. Were evaluated the required value of lock ratio of cross-axle differential for maximum traction force of the machine depending on the possible combinations of coefficients of adhesion under the wheels. Substantiated transition from lock ratio to the locking torque of differential for machines designed for movement with the possible full hanging one or more wheels. An algorithm for plotting the necessary locking torque of cross-axle differential from the frequency the relative rotation of axis and the differential case on the example of a wheeled armored personnel carrier BTR-4 is proposed. This could be relevant for the development of an electronic system of automatic control lock ratio and for generating performance requirements of gerotor differential.
The article examines a historical development of armoured personnel carriers who haveundergone a huge journey from trucks, or cars with armoured bridles and hand-held machineguns, which they have accumulated in training equipment to modern technology. APC is aformidable weapon, which can withstand not only infantry and similar pieces of armouredvehicles, but also heavier, well-armoured contemporary tanks. In the current condition ofconducting military operations, requirements for armament, the security and manoeuvrability ofarmoured personnel carriers and other armoured vehicles are certainly rising. In spite of thischallenging situation, our domestic constructors manage to create pieces of technology that fullysatisfy these demands.The armoured vehicles sector is one of the main branches of the Ukrainian militaryindustrial complex. Studying light armoured vehicles is a necessary part of military historybecause they are used in almost every military conflict.APCs have not lost their significance even today. Ukrainian as well as foreign armiespossess a large number of APCs and new forms of this machine continue to be developed.Therefore, examining APCs is essential in the study of military affairs and other instancesrelated to military vehicles. The end of 20th century marked a noticeable development of thearmoured cars. Application of them during the military conflicts shows the importance andprofitability of this kind of military equipment in the territory of modern Europe. In 21st centuryAPC gets a second wind as an independent military unit and continues its self-improvement. Theuse of APCs and their gradual modification (BTR-3, BTR-4, BTR-70 Kobra K, BTR-80 UP etc.)demonstrates the need to develop new components for armoured personnel carriers. The latestdevelopments are introduced into military technology too, which over time becomes a decisivefactor in achieving strategic goals and tasks during the execution of one's immediate militaryresponsibilities. ; У статті розглядається історичний розвиток бронетранспортерів які пройшливеличезний шлях вiд вaнтaжiвок aбо легкових мaшин з привaреними бронелиcтaми iнaкопичених нa них ручних кулеметiв до cучacної технiки. БТР-и є грiзною зброєю, якaможе протиcтояти не тiльки пiхотi i aнaлогiчним зрaзкaм бронетехнiки, a й бiльшвaжким, добре броньовaним cучacним тaнкaм. В сучасних умовах проведення бойових дій,вимоги до озброєння, зaхиcту i мaневреноcтi бронетрaнcпортерiв тa iншої бронетехнiкипоcтiйно зроcтaють. Aле вiтчизнянi конcтруктори, незвaжaючи нa cкрутне cтaновище,cтворюють зрaзки технiки, якi повнicтю зaдовольняють цi умови.Гaлузь броньовикiв є однiєю з оcновних гaлузей укрaїнcького вiйcьковопромиcлового комплекcу. Вивчення легких броньових мaшин є доcить необхiдною детaллювiйcькової icторiї через те, що вони зacтоcовуютьcя прaктично у кожному вiйcьковомуконфлiктi.БТР не втрaтили cвого знaчення досьогодні. У вiйcькaх як української, тaк iбaгaтьох зaрубiжних крaїн нa озброєннi є великa кiлькicть БТР, i продовжуєтьcярозробкa нових зрaзкiв цього виду мaшин. Caме тому доcлiдження БТР необхiдне прививченнi вiйcькової cпрaви, a тaкож при рiзних iнших випaдкaх, пов'язaних iз вiйcьковимимaшинaми. У кінці ХХ cтолiттi помiтно проcтежуєтьcя хaрaктерний розвиток у гaлузiброньовикiв. Їх використання пiд чac вiйcькових конфлiктiв покaзує вaжливicть тaрентaбельнicть дaного виду вiйcькової технiки нa теренaх cучacної Європи. У ХХIcтолiттi БТР як caмоcтiйнa бойовa одиниця отримує новий ковток повiтря тaпродовжує cвоє caмовдоcконaлення. Зacтоcувaння БТР-iв в ХXI cт. тa їх поcтуповaмодифiкaцiя («БТР-3», «БТР-4», «БТР-70 Кобрa-К», «БТР-80-УП» тa iн.) нaочнопокaзують необхiднicть у розробцi нових компонентiв для бронетрaнcпортерiв. Новiтнiтехнологiї впровaджуютьcя i у вiйcькову технiку, що згодом cтaє вирiшaльним чинникому доcягненнях cтрaтегiчних зaвдaнь тa цiлей пiд чac виконaння cвоїх безпоcереднiхвійськових обов'язкiв.
Investigations of energy losses in hydraulic shock absorbers (HSA) of the BTR-4 armored personnel carrier while driving along three sections of unpaved roads and rough terrain, which met light, moderate and heavy road conditions, are presented. The speed range that was considered (20.64 km/h) covered the pre-resonant, resonant and non-resonant modes of motion. The studies were carried out by a numerical experiment using an experimentally verified mathematical model of the motion of a military wheeled vehicle along roughnesses, which was implemented in the DELPHI environment. The power was calculated, the HSA of the suspension of each wheel were absorbed, the instantaneous maximum values of these powers and the maximum vertical accelerations at the driver's seat and at the center, indicating the efficiency of the HSA and the level of ensuring the necessary smoothness. The total maximum power absorbed by the HSA of all suspensions, depending on the speed and road conditions, amounted to 2,1.19,5 kW or 0,57 . 5,3 % of the maximum engine power, which indicates significant losses energy in the suspension vehicle BTR-4 and the feasibility of using its recovery system. HSAs of 1 suspension, which absorbed power from 1,2 kW (light road conditions, pre-resonance mode), 7,6 kW (heavy road conditions, resonance mode) and up to 6,8 kW (heavy road conditions, out-of-resonance mode), were the most loaded in all road conditions and driving modes, which amounted to 57,14 %, 42,22 % and 34,87 % of the total power, which was absorbed by the HSA of all suspensions. Thus, the energy recovery system can be used only on 1 suspension, since it is on them that on average accounts for half the energy that is absorbed by all HSAs. This will reduce the cost of this system, its weight and increase the reliability and performance of the suspension as a whole. Even taking into account the efficiency, such a recovery system will allow producing an amount of energy comparable to the energy of a regular brand 6301.3701 generator with a rated power of 4,2 kW. Studies have shown that the required smoothness of travel (maximum vertical accelerations at the driver's place and, in particular, less than 3 g) in the entire speed range is provided only when driving in light road conditions, and, with the exception of the resonance mode (37,2.46,7 km/h) when driving in moderate traffic conditions. When driving in difficult road conditions, the required ride smoothness is not provided in the entire speed range, which indicates the need for a significant improvement of the BTR-4 suspension, including a significant, several-fold increase in the power absorbed by the HSA. In this case, the efficiency of the recovery system will also significantly increase, which, in turn, will solve another acute problem, namely, overheating and failure of the HSA. As a result of the studies carried out using the BTR-4 armored personnel carrier as an example, the feasibility of developing and using an energy recovery system of one type or another in the suspension of a military wheeled vehicle is substantiated, which, provided the suspension is comprehensively improved, can return up to 15.20 % of maximum power for future use engine. This will significantly improve such indicators of mobility as dynamism, smoothness and autonomy (power reserve), which is especially important in the case of using a hybrid power plant and electric transmission. ; Представлено дослідження втрат енергії у гідроамортизаторах (ГА) підвіски бронетранспортера БТР-4 при його русі по трьох ділянках ґрунтових доріг та пересіченої місцевості, які відповідали легким, середньої важкості та важким дорожнім умовам. Діапазон швидкостей, що розглядався, охоплював дорезонансний, резонансний і зарезонансний режими руху. Дослідження проводилися шляхом чисельного експерименту за допомогою математичної моделі у середовищі DELPHI. Розраховувалися потужності, що поглиналися ГА підвіски кожного колеса, миттєві максимальні значення даних потужностей та максимальні вертикальні пришвидшення на місці водія і у ц.в. Сумарна максимальна потужність, яка поглиналася ГА усіх підвісок, склала 2,1…19,5 кВт або 0,57…5,3 % від максимальної потужності двигуна, що свідчить про значні втрати енергії у ГА підвіски БТР-4 та доцільність застосування системи її рекуперації. Дослідження показали, що необхідна плавність ходу в усьому діапазоні швидкостей забезпечується лише при русі у легких дорожніх умовах та, за винятком резонансного режиму, при русі у дорожніх умовах середньої важкості. При русі у важких дорожніх умовах необхідна плавність ходу не забезпечується в усьому діапазоні швидкостей, що говорить про необхідність суттєвого удосконалення підвіски БТР-4, у тому числі значного, у декілька разів, підвищення потужностей, які поглинаються ГА. Зважаючи на це, значно підвищиться і ефективність системи рекуперації, яка, у свою чергу, дозволить вирішити іншу гостру проблему, а саме – перегрів та вихід з ладу ГА. В результаті проведених досліджень, на прикладі бронетранспортера БТР-4, обґрунтовано доцільність розробки та застосування у підвісці військових колісних машин (ВКМ) системи рекуперації енергії того чи іншого типу, яка за умови комплексного удосконалення підвіски зможе повертати для подальшого використання до 15…20 % від максимальної потужності двигуна. Це дозволить суттєво покращити такі показники рухливості, як динамічність, плавність ходу та автономність (запас ходу), що особливо актуально у разі застосування гібридної силової установки та електротрансмісії.
Investigations of energy losses in hydraulic shock absorbers (HSA) of the BTR-4 armored personnel carrier while driving along three sections of unpaved roads and rough terrain, which met light, moderate and heavy road conditions, are presented. The speed range that was considered (20.64 km/h) covered the pre-resonant, resonant and non-resonant modes of motion. The studies were carried out by a numerical experiment using an experimentally verified mathematical model of the motion of a military wheeled vehicle along roughnesses, which was implemented in the DELPHI environment. The power was calculated, the HSA of the suspension of each wheel were absorbed, the instantaneous maximum values of these powers and the maximum vertical accelerations at the driver's seat and at the center, indicating the efficiency of the HSA and the level of ensuring the necessary smoothness. The total maximum power absorbed by the HSA of all suspensions, depending on the speed and road conditions, amounted to 2,1.19,5 kW or 0,57 . 5,3 % of the maximum engine power, which indicates significant losses energy in the suspension vehicle BTR-4 and the feasibility of using its recovery system. HSAs of 1 suspension, which absorbed power from 1,2 kW (light road conditions, pre-resonance mode), 7,6 kW (heavy road conditions, resonance mode) and up to 6,8 kW (heavy road conditions, out-of-resonance mode), were the most loaded in all road conditions and driving modes, which amounted to 57,14 %, 42,22 % and 34,87 % of the total power, which was absorbed by the HSA of all suspensions. Thus, the energy recovery system can be used only on 1 suspension, since it is on them that on average accounts for half the energy that is absorbed by all HSAs. This will reduce the cost of this system, its weight and increase the reliability and performance of the suspension as a whole. Even taking into account the efficiency, such a recovery system will allow producing an amount of energy comparable to the energy of a regular brand 6301.3701 generator with a rated power of 4,2 kW. Studies have shown that the required smoothness of travel (maximum vertical accelerations at the driver's place and, in particular, less than 3 g) in the entire speed range is provided only when driving in light road conditions, and, with the exception of the resonance mode (37,2.46,7 km/h) when driving in moderate traffic conditions. When driving in difficult road conditions, the required ride smoothness is not provided in the entire speed range, which indicates the need for a significant improvement of the BTR-4 suspension, including a significant, several-fold increase in the power absorbed by the HSA. In this case, the efficiency of the recovery system will also significantly increase, which, in turn, will solve another acute problem, namely, overheating and failure of the HSA. As a result of the studies carried out using the BTR-4 armored personnel carrier as an example, the feasibility of developing and using an energy recovery system of one type or another in the suspension of a military wheeled vehicle is substantiated, which, provided the suspension is comprehensively improved, can return up to 15.20 % of maximum power for future use engine. This will significantly improve such indicators of mobility as dynamism, smoothness and autonomy (power reserve), which is especially important in the case of using a hybrid power plant and electric transmission. ; Представлено дослідження втрат енергії у гідроамортизаторах (ГА) підвіски бронетранспортера БТР-4 при його русі по трьох ділянках ґрунтових доріг та пересіченої місцевості, які відповідали легким, середньої важкості та важким дорожнім умовам. Діапазон швидкостей, що розглядався, охоплював дорезонансний, резонансний і зарезонансний режими руху. Дослідження проводилися шляхом чисельного експерименту за допомогою математичної моделі у середовищі DELPHI. Розраховувалися потужності, що поглиналися ГА підвіски кожного колеса, миттєві максимальні значення даних потужностей та максимальні вертикальні пришвидшення на місці водія і у ц.в. Сумарна максимальна потужність, яка поглиналася ГА усіх підвісок, склала 2,1…19,5 кВт або 0,57…5,3 % від максимальної потужності двигуна, що свідчить про значні втрати енергії у ГА підвіски БТР-4 та доцільність застосування системи її рекуперації. Дослідження показали, що необхідна плавність ходу в усьому діапазоні швидкостей забезпечується лише при русі у легких дорожніх умовах та, за винятком резонансного режиму, при русі у дорожніх умовах середньої важкості. При русі у важких дорожніх умовах необхідна плавність ходу не забезпечується в усьому діапазоні швидкостей, що говорить про необхідність суттєвого удосконалення підвіски БТР-4, у тому числі значного, у декілька разів, підвищення потужностей, які поглинаються ГА. Зважаючи на це, значно підвищиться і ефективність системи рекуперації, яка, у свою чергу, дозволить вирішити іншу гостру проблему, а саме – перегрів та вихід з ладу ГА. В результаті проведених досліджень, на прикладі бронетранспортера БТР-4, обґрунтовано доцільність розробки та застосування у підвісці військових колісних машин (ВКМ) системи рекуперації енергії того чи іншого типу, яка за умови комплексного удосконалення підвіски зможе повертати для подальшого використання до 15…20 % від максимальної потужності двигуна. Це дозволить суттєво покращити такі показники рухливості, як динамічність, плавність ходу та автономність (запас ходу), що особливо актуально у разі застосування гібридної силової установки та електротрансмісії.
One of the areas for improving military tracked and wheeled vehicles is considered, nmely the use a hybrid power plant. A problem is determining the effectiveness of using a hybrid power plant in military vehicles. An analysis of foreign samples the military tracked and wheeled vehicles with an integrated hybrid power plant and their technical characteristics is carried out. A selection of traction electrical equipment for the construction a hybrid power plant for a tank and an armored personnel carrier was made. The technical characteristics of traction electric motors are considered: SUMO HD HV3500-9P company DANA (Canada), EMRAX 348 company Enstroj (Slovenia); traction Li-ion battery company WB Electronic (Poland), SUMO HP HV900-3P motor generator (LSG130 generator) DANA company (Canada).A study was done on the composing а components of the hybrid power plant in engine and transmission compartment and the hull of the T-72 tank, BMT-72 heavy infantry fighting vehicle and BTR-4MV1 armored personnel carrier. The study was conducted by modeling and comparative analysis. The simulation was carried out in a computer-aided design system Creo Parametric 2.0.As a result of the study, the technical characteristics of the BMT-72 and BTR-4MV1 products were determined with the introduction of a hybrid power plant on them. It was found that the use of a hybrid power plant on the BMT-72 product did not lead to improvement in speed characteristics and increase the power reserve, in addition to ensuring movement on traction batteries up to21 kmon a dry dirt road. The use of a hybrid power plant on armored personnel carrier BTR-4MV1 improves its maneuverability when applying a power transmission scheme from a traction motor to each wheel separately, provides movement on traction batteries up to53 kmon a dry dirt road. The total power reserve will be no less than the base product, since the capacity of the fuel system did not decrease. The estimated maximum speed of an armored personnel carrier with a hybrid power plant corresponds to the maximum speed of the base product and is110 km/h.The introduction a hybrid power plant on military tracked vehicles weighing 40-50 tons is not advisable due to insufficient electric power, large overall dimensions a traction batteries and large mass of the product. A promising direction is the introduction a hybrid power plant on military wheeled vehicles weighing up to 30 tons. To implement a hybrid power plant on armored personnel carrier according to the scheme of transferring power from the traction electric motor to the wheel, it is necessary to develop a gearbox design with two gears. ; Розглянуто питання ефективності застосування гібридної силової установки на військових машинах. Проведено аналіз закордонних зразків військових гусеничних і колісних машин з впровадженою гібридною силовою установкою та їх технічних характеристик. Виконано вибір тягового електроустаткування для побудови гібридної силової установки для танка та бронетранспортера. Здійснено дослідження компонування складових гібридної силової установки у моторно-трансмісійному відділенні і корпусі танка Т-72, важкої бойової машини піхоти БМТ-72 та бронетранспортера БТР-4МВ1. Визначено технічні характеристики виробів БМТ-72 та БТР-4МВ1 при впровадженні у них гібридної силової установки.
У статті на підґрунті аналізу світового досвіду та закордонних розробок ударно-розвідувальних наземних роботизованих комплексів важкого класу запропоновано підхід та основні заходи щодо створення вітчизняних аналогів на шасі екіпажних зразків бронетанкового озброєння та військової техніки. Наведено підхід щодо вибору базової моделі зразка та зміст етапів створення роботизованих комплексів важкого класу. Проведено аналіз основних систем та складових окремих зразків даного класу. ; In the article, based on the analysis of the world experience and foreign developments of heavy reconnaissance ground-based robotic complexes, the approach and basic measures for the creation of domestic analogues on the chassis of the armored samples of military armament and military equipment are proposed. The approach to the choice of the basic model of the sample and the content of the stages of creation of robotic complexes of heavy class are presented. The analysis of the main systems and constituents of individual samples of this class is carried out. ; В статье на основе анализа мирового опыта и зарубежных разработок ударно-разведывательных наземных роботизированных комплексов тяжелого класса предложен подход и основные мероприятия по созданию отечественных аналогов на шасси экипажных образцов бронетанкового вооружения и военной техники. Приведены подход к выбору базовой модели образца и содержание этапов создания роботизированных комплексов тяжелого класса. Проведен анализ основных систем и составляющих отдельных образцов данного класса.
In the article, based on the analysis of the world experience and foreign developments of heavy reconnaissance ground-based robotic complexes, the approach and basic measures for the creation of domestic analogues on the chassis of the armored samples of military armament and military equipment are proposed. The approach to the choice of the basic model of the sample and the content of the stages of creation of robotic complexes of heavy class are presented. The analysis of the main systems and constituents of individual samples of this class is carried out. ; В статье на основе анализа мирового опыта и зарубежных разработок ударно-разведывательных наземных роботизированных комплексов тяжелого класса предложен подход и основные мероприятия по созданию отечественных аналогов на шасси экипажных образцов бронетанкового вооружения и военной техники. Приведены подход к выбору базовой модели образца и содержание этапов создания роботизированных комплексов тяжелого класса. Проведен анализ основных систем и составляющих отдельных образцов данного класса. ; У статті на підґрунті аналізу світового досвіду та закордонних розробок ударно-розвідувальних наземних роботизованих комплексів важкого класу запропоновано підхід та основні заходи щодо створення вітчизняних аналогів на шасі екіпажних зразків бронетанкового озброєння та військової техніки. Наведено підхід щодо вибору базової моделі зразка та зміст етапів створення роботизованих комплексів важкого класу. Проведено аналіз основних систем та складових окремих зразків даного класу.
