Испытания САУ
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Ракетное оружие
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 196
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-9729-1240-7
Артикул: 814795.01.99
Изложены вопросы, связанные с испытанием самоходных артиллерийских установок (САУ) с целью решения проблемы повышения качества систем ракетно-артиллерийского вооружения в процессе его создания и отработки с использованием существующих и вновь разрабатываемых технологий. Для студентов направления подготовки 17.05.02 «Стрелково- пушечное, артиллерийское и ракетное оружие» (специализация: «Самоходное артиллерийское и танковое оружие»). Может быть полезно для преподавателей и аспирантов машиностроительных вузов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Специалитет
- 17.05.02: Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
И. В. КОВШОВ, В. В. НОВИКОВ ИСПЫТАНИЯ САУ Учебное пособие 2-е издание, исправленное и дополненное Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023 1
УДК 623.42 ББК 68.515 К56 Р е ц е н з е н т ы : кафедра эксплуатации и технического сервиса в АПК ВолгГАУ (зав. каф. д-р техн. наук, доц. Д. С. Гапич); главный конструктор по направлению АО «ФНПЦ ÄТитан-Баррикады´» канд. техн. наук А. А. Богатов Ковшов, И. В. К56 Испытания САУ : учебное пособие / И. В. Ковшов, В. В. Нови- ков. - 2-е изд., испр. и доп. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 196 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-1240-7 Изложены вопросы, связанные с испытанием самоходных артиллерийских установок (САУ) с целью решения проблемы повышения качества систем ракетно-артиллерийского вооружения в процессе его создания и отработки с использованием существующих и вновь разрабатываемых технологий. Для студентов направления подготовки 17.05.02 «Стрелковопушечное, артиллерийское и ракетное оружие» (специализация: «Самоходное артиллерийское и танковое оружие»).Может быть полезно для преподавателей и аспирантов машиностроительных вузов. УДК 623.42 ББК 68.515 ISBN 978-5-9729-1240-7 Волгоградский государственный технический университет, 2023 Ковшов И. В., Новиков В. В., 2023 Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 2
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................... 5 ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕДМЕТА И ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АРТИЛЛЕРИЙСКИМ ОРУДИЯМ ........................... 7 1.1. Процессы создания и отработки артиллерийского вооружения. Основные термины и определения ......................................................................................... 7 1.2. Задачи повышения качества и алгоритм процесса создания артиллерийских комплексов ................................................................................................. 10 1.3. Основные тактико-технические требования, предъявляемые к артиллерийским орудиям ........................................................................ 14 1.3.1. Могущество боевого действия ................................................................................... 15 1.3.2. Маневренность ............................................................................................................. 25 1.3.3. Надежность и долговечность ...................................................................................... 26 1.3.4. Физиологические нагрузки на орудийный расчет .................................................... 28 ГЛАВА 2. ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ КОМПЛЕКСОВ ..................... 35 2.1. Этапы разработки артиллерийских комплексов ................................................................. 35 2.2. Анализ проблемных вопросов создания артиллерийских систем в период 2010-2020 годов ........................................................................................ 37 2.3. Алгоритм проектирования артиллерийского орудия ......................................................... 42 ГЛАВА 3. ИСПЫТАНИЯ РАКЕТНО-АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ВООРУЖЕНИЯ ................... 47 3.1. Испытания как часть процесса разработки образца ........................................................... 47 3.2. Виды испытаний и их классификация ................................................................................. 51 ГЛАВА 4. ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ .................. 58 4.1. Элементы теории планирования эксперимента .................................................................. 58 4.2. Основные принципы планирования эксперимента ............................................................ 62 4.3. Формирование полных факторных планов ......................................................................... 63 ГЛАВА 5. МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ ТЕХНИКЕ ......................................................................... 69 5.1. Моделирование как метод исследования при создании артиллерийских систем ........... 69 5.2. Классификация моделей и стендов для отработки конструкции артиллерийского орудия ................................................................................. 72 5.3. Разработка виртуальных (компьютерных) моделей ........................................................... 73 ГЛАВА 6. ТИПЫ МОДЕЛЕЙ И ТЕОРИЯ ПОДОБИЯ ............................................................. 79 6.1. Имитационное моделирование ............................................................................................. 79 6.2. Теория подобия ...................................................................................................................... 83 3
6.2.1. Основные положения теории подобия ....................................................................... 83 6.2.2. Баллистическое подобие орудий ................................................................................ 94 ГЛАВА 7. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ...................................................................... 96 7.1. Разработка физической модели боевой гусеничной машины при выстреле из артиллерийского орудия ........................................................................... 96 7.2. Разработка полномасштабных моделей и полунатурных образцов ................................ 101 7.3. Отработка механизмов орудия на стендах. Искусственный откат ................................. 104 ГЛАВА 8. ИСПЫТАНИЯ СТРЕЛЬБОЙ .................................................................................. 117 8.1. Состав испытательно-измерительного комплекса ............................................................ 117 8.2. Испытания артиллерийских снарядов стрельбой ............................................................. 120 8.2.1. Кучность снарядов ..................................................................................................... 120 8.2.2. Основные факторы, влияющие на кучность снарядов ........................................... 122 8.2.3. Испытания артиллерийских выстрелов ................................................................... 126 8.3. Измерения в практике испытаний артиллерийского и ракетного вооружения ............. 130 8.3.1. Общие требования по составу и точности баллистических измерений ............... 132 8.3.2. Точность измерений .................................................................................................. 134 8.3.3. Требования к измерениям параметров условий стрельбы ..................................... 137 8.3.4. Обработка, оформление и оценка результатов измерений на примере испытаний на кучность стрельбой по щиту ........................................ 138 ГЛАВА 9. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЦЕССУ ИСПЫТАНИЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУЖИЯ НА ПОЛИГОНАХ ......................................... 142 9.1. Перечень требований и правил безопасного проведения испытаний артиллерийского оружия на полигонах ............................................................................. 142 9.2. Клеймение, окраска и маркировка артиллерийских боеприпасов, производимых в России ....................................................................................................... 167 ГЛАВА 10. КОМПЛЕКСНЫЕ СТЕНДОВЫЕ И ХОДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ..................... 171 10.1. Комплексные испытания на универсальных стендах ..................................................... 171 10.2. Ходовые испытания. Характеристика дорожных условий ............................................ 178 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................. 188 ПРИЛОЖЕНИЕ САУ и буксируемые артиллерийские орудия России и зарубежных стран ........................... 189 4
ВВЕДЕНИЕ В связи с необходимостью укрепления обороноспособности страны Президент РФ, Верховный главнокомандующий ВС РФ В. В. Путин поставил задачу предстоящего десятилетия, которая заключается в том, чтобы новая структура Вооружённых Сил смогла опереться на принципиально новую технику - на технику, которая «видит» дальше, стреляет точнее, реагирует быстрее, чем аналогичные системы любого потенциального противника. Для решения этой задачи необходимо техническое перевооружение оборонно-промышленного комплекса (ОПК), ориентированного на реализацию государственной программы вооружения, и дальнейшее развитие стендовой и испытательной базы с целью более глубокого изучения особенностей создания современных артиллерийских комплексов среднего и крупного калибра в их полном жизненном цикле. В рамках дисциплины «Испытания САУ» в одноименном учебном пособии изложены вопросы, связанные с испытанием самоходных артиллерийских установок (САУ) с целью решения проблемы повышения качества систем ракетно-артиллерийского вооружения в процессе его создания и отработки с использованием существующих и вновь разрабатываемых технологий. Пособие состоит из 10 глав. В первой главе изложены цели и задачи предмета, основные термины и определения, обобщенный алгоритм процесса принятия технических решений при создании артиллерийского вооружения, а также основные тактико-технические требования, предъявляемые к артиллерийским орудиям. Во второй главе описан процесс разработки артиллерийских комплексов, представлен анализ проблемных вопросов создания артиллерийских систем в период 2010-2020 годов и алгоритм проектирования артиллерийского орудия. В третьей главе даны общие вопросы испытания ракетноартиллерийского вооружения, в том числе при разработке военного образца, перечислены виды испытаний и их классификация. 5
В четвертой главе освещены вопросы планирования экспериментов при моделировании, включая элементы теории и основные принципы планирования эксперимента, формирование полных факторных планов. В пятой главе описаны методы моделирования процессов в артиллерийской технике, представлена классификация моделей и стендов для отработки конструкции артиллерийского орудия и описаны особенности разработки виртуальных (компьютерных) моделей. В шестой главе изложены вопросы, связанные с имитационным моделированием, теорией подобия и баллистическим подобием орудий. В седьмой главе освещены вопросы, связанные с разработкой физической модели боевой гусеничной машины при выстреле из артиллерийского орудия, создании полномасштабных моделей и полунатурных образцов, отработкой механизмов орудия и узлов на стендах. В восьмой главе представлен состав испытательно-измерительного комплекса, описание испытаний артиллерийских снарядов стрельбой и особенности измерений в практике испытаний артиллерийского и ракетного вооружения. В девятой главе перечислены требования и правила процесса испытаний артиллерийского оружия на полигонах и маркировка артиллерийских боеприпасов, производимых в России. В десятой главе описаны особенности комплексных испытаний САУ и узлов их ходовой части на универсальных стендах и при ходовых испытаниях на полигонах и танковых трассах. В приложении приведены основные характеристики и фотографии САУ и буксируемых артиллерийских орудий России и зарубежных стран 20 и 21 столетия, в том числе и предложения по развитию артиллерии. 6
ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕДМЕТА И ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АРТИЛЛЕРИЙСКИМ ОРУДИЯМ 1.1. Процессы создания и отработки артиллерийского вооружения. Основные термины и определения В настоящее время в условиях резкого сокращения финансирования и сроков проведения опытно-конструкторской работ на предприятиях ОПК России остро стоит проблема повышения качества создания и модернизации образцов вооружения и военной техники. Эта ситуация усугубляется еще и тем, что в прошедшие 15-20 лет практически прервались преемственность и развитие отечественной артиллерийской инженерной школы. Потеря поколения привела к тому, что почти некому связать фундаментальную и обстоятельную традицию отечественной инженерной школы оборонной промышленности с внезапно открывшейся высокоскоростной гонкой современных технологий. При этом заменить инженера, обладающего внутренним пониманием процесса, даже самые мощные компьютерные программы до сих пор не в состоянии, так как они не могут смоделировать многие по-настоящему тонкие физические эффекты. Но и игнорировать системы компьютерного проектирования и анализа уже невозможно. Трёхмерное моделирование, тем более в умелых ру- ках, - это ключ к созданию конкурентоспособного наукоемкого продукта. Все научное познание базируется на методе моделирования, теоретической базой которого являются теория отражения и теория подобия. Подобие - это взаимно однозначное соответствие между двумя объектами, при котором известны функции перехода от параметров одного объекта к параметрам другого, а математические описания этих объектов могут быть преобразованы в тождественные. Поэтому предметом дисциплины «Испытания САУ» является изучение методов моделирования, стендовой и натурной отработки специальных систем, узлов, аппаратуры и всего артиллерийского (ракетного) комплекса в целом на всех стадиях его жизненного цикла. Объединение со7
временных технологий и отработанных, проверенных временем методов создания артиллерийских систем, позволяет повысить эффективность и качество техники при резко снизившемся уровне финансирования, выделяемых на ее создание. Цель настоящего курса состоит в изучении методологии конструкторской отработки сложных технических систем на примере артиллерийских орудий, которые будут рассматриваться в составе обобщенной структуры - комплексной модели, представляющей собой совокупность математических, физических, полунатурных, компьютерных моделей и стендового оборудования, предназначенных для получения информации и принятия научно обоснованных технических решений. При изучении курса принимаются следующие сокращенные термины и определения: АПК - автоматизация поискового конструирования - система автоматизации процессов проектирования и конструирования сложных технических объектов; АСУ - автоматизированная система управления; АРМ - автоматизированное рабочее место - рабочее место оператора системы вооружения, оснащенное средствами вычислительной техники и визуализации для управления процессами подготовки и ведения боевых действий; АРИЗ - алгоритм решения изобретательских задач - последовательное выявление и устранение противоречий при проектировании с помощью приемов, изложенных в виде последовательных процедур; БТТ - бронетанковая техника; ВБР - вероятность безотказной работы; ВВТ - вооружение и военная техника; ВТАБ – высокоточный артиллерийский боеприпас; ВТО - высокоточное оружие - система вооружения; ИМ - имитационное моделирование; КАВ БМ - комплекс артиллерийского вооружения боевой машины; КАУ - корабельная артиллерийская установка; КВО - комплекс высокоточного оружия - совокупность средств и систем (разведки и целеуказания, управления и подготовки стрельбы, огневых средств и т. п.), объединенных информационно и технически в 8
единую систему и достаточных для наиболее эффективного выполнения боевой задачи в заданный период времени и имеющих наиболее высокий показатель по критерию «эффективность-стоимость»; CAD, САПР - система автоматизированного проектирования (Сomputer-aided Design); CAE - система инженерного анализа и симуляции физических процессов (Computer-aided Engineering); PLM - управление жизненным циклом продукта (Product Lifecycle Management); ММЗ - модульные метательные заряды; МТТ - медико-технические требования; НИР - научно-исследовательская работа; НИОКР - комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ; НТД - нормативно-техническая документация; НТС - научно-технический совет; ОКР - опытно-конструкторская работа (аванпроект, техническое предложение, эскизный проект, технический проект…); ОПК - оборонно-промышленный комплекс; ОТТ - оперативно-тактические требования; ПД - проектная документация; РКД - рабочая конструкторская документация; РСЗО - реактивная система залпового огня; САО - самоходное артиллерийское орудие; САУ - самоходная артиллерийская установка; СПУ - самоходная пусковая установка; ССН - структурная схема надежности; СУ - система управления; ТЗМ - транспортно-заряжающая машина; TCP - технические средства разведки; ТТЗ - тактико-техническое задание; ТТХ - тактико-техническое характеристики; УВ - управляемое вооружение (комплекс вооружения, обеспечивающий изменение траектории полета боеприпаса для исключения или значительного снижения вероятности промаха); ЭД - эксплуатационная документация. 9
1.2. Задачи повышения качества и алгоритм процесса создания артиллерийских комплексов Одними из основных задач для повышения качества создания и модернизации образцов вооружения являются: наращивание научно-технического и производственно-технологического потенциалов в интересах создания перспективных образцов вооружения; техническое перевооружение научно-производственной базы, ориентированное прежде всего на реализацию государственной программы вооружения, развитие стендовой и испытательной базы; повышение квалификации кадрового потенциала, включающее совершенствование системы подготовки (переподготовки) кадров, стимулирование привлечения высококвалифицированных специалистов в ОПК. В исследованиях и разработках последних лет по созданию и практическому использованию таких систем можно выделить два подхода. Один из них - АРИЗ, другой - АПК. АРИЗ предусматривает последовательное выявление и устранение противоречий трех типов (административного, технического, физического) с помощью приемов, изложенных в виде последовательных процедур. АПК предусматривает: представление одного или нескольких технических решений, известных к моменту постановки ТТЗ по данному классу технических систем, в виде графа типа «и - или - дерево» с использованием процедур его расширения; получение расширенного множества новых технических ре- шений путем построения на дереве альтернативных вет- вей; выбор оптимального варианта нового технического решения. Отсюда следует обобщенный алгоритм решения конструкторских и изобретательских задач при создании артиллерийской техники: 10