Свойства и параметры

Инженерная машина имеет множество различных свойств, которые могут проявляться при ее создании и эксплуатации. Они определяются в основном ее назначением, принципом действия и условиями применения при выполнении задач инженерного обеспечения боя.

Общие, наиболее распространенные свойства, которые характеризуют инженерную технику, называются эксплуатационно-техническими.

К общим эксплуатационно-техническим свойствам инженерной техники относят:

1. Производительность;

2. Маневренность;

3. Транспортабельность;

4. Живучесть (стойкость);

5. Приспособленность к работе на зараженной местности;

6. Надежность;

7. Экономичность.

Необходимо отметить, что любые свойства инженерной техники количественнохарактеризуются параметрами.

Параметр машины – величина, характеризующая её конструкцию, режим работы или отдельные свойства. Параметры определяют техническую характеристику изделия или процесса преимущественно с точки зрения производительности, мощности, скорости, основных размеров.

Различают:

1. Конструктивные;

2. Технические;

3. Эксплуатационные параметры.

К конструктивным параметрам относят:

1. Массу;

2. Габаритные и другие виды размеров;

3. Максимальную скорость;

4. Частоту вращения коленчатого вала двигателя и мощность на номинальном режиме;

5. Скоростную и тягово-сцепную характеристики;

6. Механическую характеристику рабочего оборудования.

Конструктивные параметры носят, как правило, более или менее стабильный характер и не зависят от условий применения.

К техническим параметрамотносят:

1. Затраты времени на технологические операции;

2. Затраты времени на организационно-эксплуатационные операции;

3. Баланс времени работы машины в процессе выполнения задачи.

Эксплуатационные параметры являются основными показателями свойств машины и зависят не только от ее конструкции, но и от внешних факторов – условий эксплуатации. К ним относят производительность, скорость движения на марше, запас хода, наработку на отказ, ресурс и другие характеристики.

Вернемся к подробному рассмотрению эксплуатационно-технических свойств.

Производительность - свойство, характеризующее способность машины выполнять тот или иной объем работ в единицу времени в определенных условиях эксплуатации. Она используется обычно для расчета объема или времени выполнения задачи, суждения о техническом состоянии машины и оценки организации выполнения работ с ее применением.

Затраты времени на технологические операции в общем случае определяются по формуле

, (1.1)

где , , , – соответственно время на подготовку машины к работе, холостые ходы, повороты машины и вспомогательные операции, ч.

Затраты времени на организационно-эксплуатационные операции включают следующие составляющие

, (1.2)

где - затраты времени на передвижение машины в районе выполнения задачи, ч;

– затраты времени на монтажно-демонтажные работы, выполненные в машине, ч;

– затраты времени на техническое обслуживание машины, ч;

– затраты времени на ремонт (восстановление работоспособности) машины, ч.

Баланс времени работы машины в процессе выполнения задачи включает три составляющих

(1.3)

где – время, затрачиваемое машиной непосредственно на работу (время работы рабочего оборудования), ч.

В соответствии с этими затратами времени различают три вида производительности: конструктивную , техническую и эксплуатационную П_э.

Конструктивной производительностью называется максимальная производительность, которую может развить машина, работая непрерывно на расчетной скорости и при расчетном значении сил рабочих сопротивлений. Она определяется тяговым расчетом или экспериментально по формуле

(1.4)

где –объем задачи, выполненной инженерной машиной за время .

Конструктивная производительность характеризует максимальные технические возможности машины.

Техническая производительность – это средняя производительность, развиваемая машиной, с учетом затрат времени на технологические операции. Она позволяет оценить технологичность работы машины и определяется по формуле

.(1.5)

Эксплуатационная производительность - это средняя условная производительность машины, развиваемая при выполнении задачи в определенных условиях эксплуатации с учетом технологических и организационно-эксплуатационных факторов.

Эксплуатационная производительность определяется по формуле

(1.6)

Маневренность – свойство машины, включающее проходимость, подвижность, поворотливость и управляемость.

Проходимость – способность машины двигаться по плохим дорогам и вне дорог.

Подвижность – способность двигаться с высокими средними скоростями.

Поворотливость и управляемость – свойства, характеризующие соответственно возможность поворота машины в стесненных условиях и способность ее сохранять или легко изменять направление движения под действием системы управления.

Транспортабельность– свойство, характеризующее приспособленность машины к перевозкам различными видами транспорта.

К параметрам, от которых зависит транспортабельность, относят габаритные размеры, массу и общее время, необходимое для подготовки машины к перевозкам тем или другим видом транспорта.

Маневренность и транспортабельность часто объединяют в одно свойство – мобильность.

Живучесть – свойство, характеризующее степень устойчивости машины к воздействию поражающих факторов различных видов оружия. Эти факторы могут вывести из строя, как расчет, так и материальную часть. От ядерных средств поражения на расчет могут действовать ионизирующее излучение, проникающее через стенки кабины или корпуса, ударная волна и световой поток.

Выход из строя материальной части возможен, прежде всего, вследствие механического действия ударной волны – местного разрушения корпуса, срыва отдельных узлов, а также из-за опрокидывания или метания машины.

Живучесть машины характеризуется следующими параметрами:

- по защите от ионизирующего излучения – коэффициентами ослабления γ-излучения и нейтронного потока ядерного взрыва;

- по ударной волне – допустимым для данной машины избыточным давлением во фронте ударной волны;

- по световому излучению – световым импульсом и, при котором машины и расчет не выходят из строя.

Для небронированной инженерной и автотракторной техники главным поражающим фактором ядерного взрыва является ударная волна, по которой в основном и оцениваются свойства живучести. Установлено, что полные разрушения материальной части наступают при давлении 6-8 Н/см² и более, средние – около 5 Н/см² и слабые – при 1,5-2 Н/см².

Приспособленность к работе на зараженной местности – свойство, которое обеспечивается степенью защиты экипажа от γ -излучения, идущего от радиоактивно зараженной местности, герметизацией кабины (корпуса), наличием системы подпора воздуха и фильтровентиляции, а также удобством управления машиной из загерметизированной кабины (корпуса).

Параметрами этого свойства являются:

- коэффициент ослабления γ – излучения, идущего с местности (энергия γ - квантов около 1,8 МэВ). Ослабление излучения обеспечивается ограждающими конструкциями кабины, элементами корпуса и агрегатами машины;

– время, в течение которого расчет может непрерывно выполнять задачу, находясь в загерметизированной кабине.

В большинстве машин инженерного вооружения предусмотрены различные системы защиты личного состава.

Системы защиты предназначены для:

1. Определения опасной дозы гамма-излучения;

2. Определения возникновения пожара на машине;

3. Оповещения экипажа о перечисленных выше опасных факторах;

4. Подачи команд на исполнительные механизмы.

Системы защиты включают в себя три вида систем:

1. Система защиты от оружия массового поражения;

2. Система противопожарного оборудования;

3. Система фильтрации воздуха.

Надёжность – свойство машины сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования (ГОСТ 27.002-83). Оно является сложным свойством, которое в зависимости от назначения машины и условий ее применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность - свойство машины непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого (заданного) времени или некоторой наработки (продолжительности работы).

Долговечность - свойство машины сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство машины, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технических обслуживаний и ремонтов.

Сохраняемость - свойство машины сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования. Ухудшение характеристик может происходить вследствие воздействия агрессивных факторов внешней среды (коррозия), старения материалов деталей машины (особенно резины и пластмасс), изменения формы сопряженных поверхностей в кинематических парах и т.д.

В качестве обобщенного показателя надежности машины применяют коэффициент готовности, значение которого в ряде случаев определяют по следующей формуле:

, (1.7)

где - средняя наработка на один отказ;

- среднее время восстановления (обнаружения и устранения отказа в эксплуатационных условиях либо силами расчета с использованием ЗИП, либо с привлечением табельных войсковых ремонтных сил и средств), которое позволяет установить вероятность возвращения машин в строй за некоторое время t_в.

Под коэффициентом готовности понимается вероятность того, что машина окажется работоспособной в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование машины по назначению не предусматривается.

Более подробно вопросы теории надежности вы рассмотрите в ходе изучения дисциплины «Надежность военных гусеничных и колесных машин».

Экономичность – свойство, характеризующее машину в отношении величины затрат материальных ресурсов на ее производство, применение и хранение.

Наиболее общим параметром экономичности машины инженерного вооружения является удельная себестоимость единицы работы, выполняемой машиной по ее основному назначению в ходе боя или операции.

Эксплуатационные свойства машин рассмотрены изолированно одно от другого. В действительности они взаимосвязаны, и изменение параметров, предпринятое для изменения одного из этих свойств, неизбежно отразится на остальных. Иногда приходится ограничивать свойства, менее существенные для данной машины, и улучшать за их счет другие, имеющие большую значимость.

Экономичность расхода эксплуатационных материаловхарактеризуется в основном топливной экономичностью и определяется следующими показателями:

удельным расходом топлива (в кг/кВт*ч);

экономической характеристикой двигателя, которая является зависимостью расхода топлива (в литрах на моточас, литрах на 100 км пути) от скорости движения и коэффициента сопротивления качению;

средним расходом топлива на единицу выполненной работы (объем разработанного грунта (в л/м³); длину проложенного пути (в л/км) и т.д.);

запасом хода по топливу, т.е. путем, проходимым машиной с полностью заправленными баками в определенных условиях эксплуатации.

Экономичность расхода топлива зависит от типа двигателя и состояния топливоподающей аппаратуры, а также от конструкции силовой передачи и ходовой части. Наиболее экономичными по удельному расходу топлива являются дизельные двигатели.

Высокая топливная экономичность может быть достигнута и оптимальным нагрузочным режимом, который определяется механиком-водителем. У опытных расчетов средний расход топлива на единицу выполненной работы на 15-20% меньше, чем у неопытных.