Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe (28) nr 2, 2011

Dr inż. Piotr RYBAK, prof. dr hab. inż. Wacław BORKOWSKI, dr inż. Józef WYSOCKI, dr inż. Zdzisław

HRYCIÓW, mgr inż. Bogusław MICHAŁOWSKI – Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Piotr RYBAK

Wacław BORKOWSKI

Józef WYSOCKI

Zdzisław HRYCIÓW

Bogusław MICHAŁOWSKI

BADANIA EKSPERYMENTALNE LEKKIEGO CZOŁGU NA BAZIE

WIELOZADANIOWEJ PLATFORMY BOJOWEJ

Streszczenie: W artykule przedstawiono niektóre wyniki badań eksperymentalnych demonstratora

czołgu lekkiego na bazie wielozadaniowej platformy bojowej „Anders”. Badania zrealizowano w dwóch etapach

i miały one charakter badań wstępnych. Pierwszy etap obejmował strzelanie z uzbrojenia głównego, w tym

określenie poziomu obciążeń i stanu wytężenia struktury nośnej kadłuba czołgu. Drugi etap dotyczył badań

drogowych w aspekcie oceny właściwości trakcyjnych i poziomu obciążeń dynamicznych członków załogi. Ze

względu na obiekt badań przedstawione, wybrane, rezultaty mają charakter jakościowy.

Słowa kluczowe: czołg lekki, badania, dynamika.

1. WSTĘP

Badania eksperymentalne demonstratora technologii, lekkiego czołgu na bazie

platformy wielozadaniowej, przeprowadzono na poligonie doświadczalnym Zakładów

Mechanicznych „Bumar-Łabędy” S.A. Głównym celem badań była weryfikacja programu

i metodyki badań oraz badań modelowych czołgu lekkiego. Zakres badań obejmował:

test uzbrojenia w granicach możliwości demonstratora technologii,

jazdy badawcze w granicach możliwości demonstratora.

Badania zrealizowano w dwóch etapach, w pierwszym wykonano strzelania

z uzbrojenia głównego, natomiast w drugim etapie przeprowadzono badania drogowe.

2. BADANIA EKSPERYMENTALNE PODCZAS STRZELANIA

Badania realizowano podczas strzelania z uzbrojenia głównego (armaty kal. 120 mm)

pociskami podkalibrowym i odłamkowo – burzącymi w każdym z czterech kierunków

ustawienia wieży względem osi podłużnej kadłuba (0o, 90o, 180o, 360o). Główną uwagę

skupiono na:

- ocenie poziomu obciążeń dynamicznych generowanych wystrzałem,

- stanie wytężenia wybranych elementów struktury nośnej.

Piotr RYBAK, Wacław BORKOWSKI, Józef WYSOCKI, Zdzisław HRYCIÓW, Bogusław MICHAŁOWSKI

W badania zaangażowanych było kilka ośrodków. Poniżej przedstawiono wybrane

rezultaty zanotowane przez autorów artykułu [1], [2].

Na rys. 1. pokazano sylwetkę czołgu na stanowisku do strzelania na wprost (przy

ustawieniu armaty i wieży w osi kadłuba). Kadłub i wieża czołgu zostały wyposażone

w wybranych miejscach w czujniki i przetworniki pomiarowe, z których sygnał przesyłany

jest przewodami do rejestratorów.

Na rys. 2 pokazano rozmieszczenie i sposób mocowania czujników przyspieszeń

wewnątrz wieży (na nasadzie armaty) oraz na zewnętrznym pancerzu kadłuba i wieży, na

rysunku pokazano również zestaw aparatury rejestrującej.

Podczas badań rejestrowano przebiegi czasowe przyspieszeń: wzdłużne armaty oraz

kadłuba i wieży w trzech kierunkach (wzdłuż osi podłużnej pojazdu, poprzeczne do podłużnej

osi pojazdu oraz pionowe) oraz filmowano zachowanie czołgu w czasie strzelania.

Rys. 1. Sylwetka czołgu lekkiego na stanowisku do strzelania

Badania eksperymentalne lekkiego czołgu na bazie wielozadaniowej platformy bojowej

czujnik przyspieszeń armaty

czujnik przyspieszeń na kadłubie

czujnik przyspieszeń na wieży aparatura rejestrująca

Rys. 2. Rozmieszczenie czujników na pojeździe i aparatura rejestrująca

Na rys. 3 pokazano moment wystrzału z armaty w kierunku prostopadłym do osi

podłużnej czołgu (w prawo). Na rys. 4 i 5 pokazano odpowiednie przebiegi przyspieszeń.

Rys. 3. Widok czołgu po strzale w prawo

Na rys. 6 pokazano moment wystrzału z armaty w kierunku do tyłu czołgu, a na rys. 7

i 8 przedstawiono odpowiednie przebiegi przyspieszeń. Na rys. 9 pokazano moment

wystrzału z armaty w kierunku prostopadłym do osi podłużnej czołgu (w lewo). Na rys. 10

i 11 pokazano odpowiednie przebiegi przyspieszeń.

Piotr RYBAK, Wacław BORKOWSKI, Józef WYSOCKI, Zdzisław HRYCIÓW, Bogusław MICHAŁOWSKI

Rys. 4. Przebiegi przyspieszeń przy strzale pociskiem odłamkowym: SM (środek

masy), wieża i armata – w kierunku poziomym, wzdłuż osi armaty

Rys. 5. Przebiegi przyspieszeń przy strzale pociskiem podkalibrowym, opis jak

wyżej

Rys. 6. Widok czołgu po strzale do tyłu

Badania eksperymentalne lekkiego czołgu na bazie wielozadaniowej platformy bojowej

Rys. 7. Przebiegi przyspieszeń przy strzale pociskiem odłamkowym: SM (środek

masy), wieża i armata – w kierunku poziomym, wzdłuż osi armaty

Rys. 8. Przebiegi przyspieszeń przy strzale pociskiem podkalibrowym: opis jak

wyżej

Rys. 9. Widok czołgu po strzale w lewo

Zauważa się, że wartości obciążeń dynamicznych mieszczą się w granicach

normatywnych, dla tej klasy pojazdów.

Część tensometrów pomiarowych naklejono w miejscach wyznaczonych w badaniach

modelowych. Na rys. 10 pokazano mapę tych miejsc.

Piotr RYBAK, Wacław BORKOWSKI, Józef WYSOCKI, Zdzisław HRYCIÓW, Bogusław MICHAŁOWSKI

Rys. 10. Mapa naklejenia tensometrów na płycie podwieżowej

Rezultaty badań eksperymentalnych porównano z wynikami obliczeń numerycznych.

Uzyskano dobrą zgodność wyników.

3. BADANIA EKSPERYMENTALNE PODCZAS JAZD TESTOWYCH

Badania drogowe demonstratora zrealizowano w ograniczonym zakresie na odcinku

drogi brukowanej dobrej jakości. Celem badań była ocena poziomu obciążeń dynamicznych

działających na kadłub (wyposażenie wewnętrzne) i załogę [3], [4]. Czołg przygotowany do

badań drogowych przedstawiono na rys. 11, na rys. 12 przedstawiono miejsce i sposób

mocowania czujnika prędkości DATRON, natomiast na rys. 13 pokazano widok na drogę

badawczą.

Rys. 11. Czołg przygotowany do badań drogowych

a/

b/

c/

Rys. 12. Rozmieszczenie przetworników na czołgu: a) prędkości jazdy, b) przyspieszeń kadłuba, c) przyspieszeń siedziska kierowcy

Badania eksperymentalne lekkiego czołgu na bazie wielozadaniowej platformy bojowej

Rys. 13. Czołg na drodze badawczej

Podczas badań testowych zarejestrowano przebiegi czasowe przyspieszeń z czujników

umieszczonych w wybranych miejscach. Niektóre z nich, uzyskane dla przyjętej prędkości

jazdy, pokazano na rysunkach. Na rys. 14 przedstawiono wykres prędkości jazdy czołgu

w czasie, a na rys. od 15 do 22 przedstawiono wykresy mierzonych oraz obliczonych dla tej

prędkości parametrów. Na rys. 15 i 16 przedstawiono przebiegi czasowe przyspieszeń

kadłuba na płycie podwieżowej, w pobliżu środka masy pojazdu oraz na siedzisku kierowcy.

Na rys. 17 i 18 przedstawiono odpowiednio wyniki analizy widmowej, natomiast na rys. od

19 do 22 przedstawiono wartości skuteczne przyspieszeń w pasmach tercjowych.

Rys. 14. Przebieg prędkości jazdy czołgu na odcinku badawczym

Rys. 15. Przebiegi czasowe przyspieszeń kadłuba czołgu w pobliżu środka masy

Piotr RYBAK, Wacław BORKOWSKI, Józef WYSOCKI, Zdzisław HRYCIÓW, Bogusław MICHAŁOWSKI

Rys. 16. Przebiegi czasowe przyspieszeń siedziska kierowcy

Rys. 17. Gęstość widmowa przyspieszeń kadłuba czołgu

Rys. 18. Gęstość widmowa przyspieszeń siedziska kierowcy

Rys. 19. Wartości skuteczne przyspieszeń pionowych kadłuba czołgu

Badania eksperymentalne lekkiego czołgu na bazie wielozadaniowej platformy bojowej

Rys. 20. Wartości skuteczne przyspieszeń poziomych kadłuba czołgu

Rys. 21. Wartości skuteczne przyspieszeń pionowych kierowcy

Rys. 22. Wartości skuteczne przyspieszeń poziomych kierowcy

4. WNIOSKI KOŃCOWE

Przeprowadzone badania eksperymentalne demonstratora mają charakter

ograniczonych badań testowych. Z punktu widzenia funkcjonalnego zarówno w odniesieniu

do strzelania z armaty kal. 120 mm, jak i w odniesieniu do jazd testowych spełnił

podstawowe oczekiwania.

Wstępna analiza otrzymanych wyników badań eksperymentalnych oraz modelowych

wskazuje kierunki dalszych prac nad doskonaleniem konstrukcji oraz wstępne zalecenia

w odniesieniu zespołów odpowiedzialnych za poziom obciążeń dynamicznych. Należy

dokonać weryfikacji dobranych parametrów sprężysto-tłumiących zawieszenia czołgu, jak

i elementów sprężysto-tłumiących siedziska kierowcy (w celu utrzymania pożądanych

warunków pracy kierowcy) oraz w przyszłości, pozostałych członków załogi.

Piotr RYBAK, Wacław BORKOWSKI, Józef WYSOCKI, Zdzisław HRYCIÓW, Bogusław MICHAŁOWSKI

5. LITERATURA

[1] Rybak P.: Badania eksperymentalne oddziaływań niekontaktowych min

przeciwdennych na strukturę nośną pojazdu gąsienicowego. Archiwum Motoryzacji nr

3-4/1997.

[2] Borkowski W , Rybak P., Michałowski B.: Badania eksperymentalne cylindra

laboratoryjnego obciążonego wybuchem. Journal of Kones Powertrain and Transport

vol. 14, nr1/2007.

[3] Borkowski W , Rybak P.: Dynamic load in operation of high-speed tracked vehicles.

Journal of Kones vol. 16, nr 4/2009.

[4] Borkowski W , Rybak P.: Dynamic load in operation of high-speed tracked vehicles.

Journal of Kones vol. 16, nr 4/2009.

FIELD TESTS OF THE LIGHT TANK BUILT ON BASIS OF

MULTI-TASK COMBAT PLATFORM Abstract: Certain experimental test results of light tank demonstrator based on "Anders" multitask

combat platform were presented in the paper. Tests were performed in two stages and were of initial

examinations feature. The first stage included firing by means of main armament, including determination of

load level and effort state of tank hull load-carrying structure. Second stage concerned road tests taking into

consideration traction properties and dynamic load level of crew members. Due to the object of tests, the

presented and selected results are of quality character.

Key words: light tank, tests, dynamics.

Recenzent: prof. dr hab. inż. Jerzy ŚWIDER - Politechnika Śląska, Gliwice.

W artykule wykorzystano wyniki projektu rozwojowego finansowanego przez

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w Warszawie o numerze O R00 0030 05.