БОЕВАЯ МАШИНА Российский патент 2002 года по МПК F41H7/02 

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к боевым машинам, содержащим несколько секций, сочлененным боевым машинам.

Сочлененные боевые машины имеют не только сравнительно высокие характеристики проходимости, маневренности, а также возможности их дальнейшего улучшения, но и за счет модульной компоновки позволяют упростить восстановление машин, снизить уязвимость боевой техники и повысить ее живучесть, поскольку, как считается, вероятность выхода из строя одновременно обоих модулей секции невелика.

Известна гусеничная сочлененная машина (см., например, статью В.Козия, А.Мирошникова. Сочлененные боевые машины. - Техника и вооружение, 4, 1988 г. , с. 7-6), содержащая сочлененные между собой две секции вагонного типа. В первой секции устанавливаются двигатель, коробка передач и раздаточная коробка с двумя карданами, передающими вращение ведущим мостам первой и второй секции. Секции устанавливаются на гусеничные тележки, каждая из которых представляет собой раму, где монтируются движитель, включающий ведущее колесо, четыре опорных катка, один поддерживающий каток, натяжное колесо и гусеничные ленты. На этой машине устанавливаются бензиновый или дизельный двигатели мощностью до 100 кВт. Межсекционный шарнир обеспечивает четырестепени свободы. Поворот машины осуществляется традиционно принудительным складыванием секций в горизонтальной плоскости за счет двух силовых гидроцилиндров, приводимых в действие водителем с помощью рулевой колонки. Десант размещается в первой и во второй секциях.

Недостатками такой машины являются отсутствие независимости (автономности) секций, поскольку они связаны между собой карданным валом и имеют общую двигательную установку, ограниченность возможности в установке штатного вооружения в секциях, а также зависимость эффективности системы электроснабжения от состояния двигательной установки как в первой, так и во второй секциях.

Известна также боевая машина (см. например, статью В.Козия, А.Мирошникова. Сочлененные боевые машины. - Техника и вооружение, 4, 1988 г., с. 6-7), содержащая вооружение, боекомплект, двигатель внутреннего сгорания, сочлененные между собой посредством поворотно-сцепного устройства первую и вторую секции, каждая из которых включает корпус с системой электроснабжения, трансмиссией и ходовую часть. Эта боевая машина принята за прототип предлагаемой и является ее базовым объектом.

В этой боевой машине по сравнению с предшествующей установлено вооружение и предусмотрены приводы управления им. Поэтому эффективность боевого использования этой машины существенно выше предыдущей. Однако остальные недостатки сохранились.

Техническим результатом от использования изобретения является устранение отмеченных недостатков и повышение эффективности данного класса машин.

Технический результат достигается за счет того, что боевая машина, содержащая вооружение с приводом наведения, боекомплект, двигатель внутреннего сгорания и сочлененные между собой посредством поворотно-сцепного устройства первую и вторую секции, каждая из которых содержит корпус с системой электроснабжения и трансмиссией, ходовую часть и рабочие места экипажа, снабжена первым и вторым блоками управления, блоком передачи электроэнергии, взаимосвязанным электрически с системами электроснабжения обеих секций боевой машины, а механически - с поворотно-сцепным устройством, установленным во второй секции электрогенератором, соединенным с двигателем внутреннего сгорания через редуктор, а с системой электроснабжения - через реле-регулятор и автоматы защиты, установленными в каждой секции аккумуляторными батареями, соединенными с системой электроснабжения через автоматы защиты и управления, блоками подзарядки аккумуляторных батарей, соединенными электрически через переключающее и регулирующее устройства с аккумуляторными батареями и системой электроснабжения, электродвигателями, соединенными электрически через автоматы защиты и управления с системой электроснабжения, а механически - с трансмиссией соответствующей секции, индикаторами давления, размещенными на рабочих местах водителей, размещенными на поворотно-сцепном устройстве датчиками давления и соединенным с ними блоком передачи информации, соединенным со входами индикаторов давления непосредственно, а через первые блоки управления - с электродвигателями и трансмиссиями, причем блок передачи информации выполнен с возможностью передачи информации на рабочие места водителей каждой из секций и приема информации с рабочих мест, первый блок управления и трансмиссия первой секции выполнены с возможностью управления с рабочего места водителя первой секции, первый блок управления и трансмиссия второй секции, второй блок управления и двигатель внутреннего сгорания выполнены с возможностью управления с рабочего места водителя второй секции, выход второго блока управления соединен со входом электрического генератора, при этом двигатель внутреннего сгорания установлен во второй секции.

Введение новых элементов и связей позволяет повысить степень автономности секций (за счет отсутствия карданной связи между ними и введения электродвигателей), повысить эффективность системы электроснабжения (за счет ввода аккумуляторных батарей, блока передачи электроэнергии и блока подзарядки аккумуляторных батарей), а также повысить надежность электроснабжения (за счет введения автоматов защиты и управления и блока передачи электроэнергии).

Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны взаимное расположение и связи элементов предлагаемой боевой машины и приняты следующие обозначения:
I - первая секция боевой машины,
II - вторая секция боевой машины,
1 - система электроснабжения первой секции (C₁),
2 - блок передачи электроэнергии (БПЭ),
3 - система электроснабжения второй секции (C₂),
4 - вооружение (В),
5 - привод наведения (ПН),
6 - первый автомат управления (АУ₁),
7 - второй автомат управления (AУ₂),
8 - первый автомат защиты (AЗ₁),
9 - третий автомат управления (АУ₃),
10 - второй автомат защиты (АЗ₂),
11 - поворотно-сцепное устройство (ПСУ),
12 - третий автомат защиты (АЗ₃),
13 - реле-регулятор (РР).

14 - четвертый автомат защиты (АЗ₄),
15 - аккумуляторные батареи первой секции (АВ₁),
16 - электродвигатель первой секции (ЭД₁),
17 - аккумуляторные батареи второй секции (АБ₂),
18 - электрогенератор (ЭГ),
19 - электродвигатель второй секции (ЭД₂),
20 - датчики давления (ДД),
21 - первый блок управления (БУ₁),
22 - двигатель внутреннего сгорания (ДВС),
23 - редуктор (Р),
24 - блок передачи информации (БПИ),
25, 26 - индикаторы соответственно первой и второй секций (И₁, И₂),
27 - второй блок управления (БУ₂),
28, 29 - рабочие места водителей соответственно первой и второй секций (РМВ₁, РМВ₂).

30 - переключающее и регулирующее устройство первой секции (ПРУ₁),
31 - блок подзарядки аккумуляторных батарей первой секции (БП₁),
32 - трансмиссия первой секции (TM₁),
33 - переключающее и регулирующее устройство второй секции (ПРУ₂).

34 - блок подзарядки аккумуляторных батарей второй секции (БП₂),
35 - трансмиссия второй секции (ТМ₂),
36, 37 - ходовая часть соответственно первой и второй секций (ХЧ₁, ХЧ₂).

Системы электроснабжения каждой секции 1 и 3 выполняются по традиционной схеме для боевых машин (см., например, Белоновский А.С. "Электрооборудование танков" ч. 1. М. , ВАБТВ, 1963 г., с. 3-14). В нее входят кабели питания, распределительные щитки, штепсельные разъемы, предохранительные устройства, кнопки, выключатели и др. элементы коммутирующей аппаратуры, номенклатура и состав которой определяется составом и назначением потребителей электрической энергии, расположенных на боевой машине.

Блок передачи электрической энергии 2 представляет собой коммутирующую коробку, в которую заведены как силовые, так и управляющие (информационные) кабели с обеих секций боевой машины. Конструктивное исполнение коммутирующей коробки обеспечивает как ручное, так и автоматическое рассоединение систем электроснабжения каждой из секций при превышении допустимых усилий, действующих на коммутирующую коробку.

Вооружение 4 и привод его наведения 5 обеспечивают поражение целей противника в зависимости от назначения боевой машины Например, если на базе сочлененной боевой машины выполнена самоходная противотанковая установка (см., например, статью В.Козия и А.Мирошникова "Сочлененные боевые машины" в журнале "Техника и вооружение", 4, 1988 г., с. 6-7) первая секция используется для монтажа 90-мм безоткатного орудия или ПТРК, а вторая - для размещения боекомплекта.

Автоматы управления 6, 7, 9 и аппараты защиты 8, 10, 11, 14 выполнены таким же образом, как и аналогичные аппараты в типовом электрооборудовании боевых машин (см., например, Белоновский А.С. Электрооборудование танков, ч. 11, М.: ВАБТВ, 1963 г. с. 361-373).

Конструктивное исполнение поворотно-сцепного устройства 11 выполнено таким же образом, как и в прототипе, однако в отличие от последнего на нем установлены датчики давления, позволяющие получить информацию об усилиях, действующих на него со стороны секций. Эта информация необходима для более эффективного управления режимом движения как одной, так и другой секций.

Реле-регулятор 13 обеспечивает регулирование выходного напряжения регулятора таким образом, чтобы оно находилось в определенных пределах, установленных для данной боевой машины (для прототипа, например, оно должно находиться в пределах 22-29 В), и не зависело от скорости движения машины и скорости вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 22.

Аккумуляторные батареи 1-5 и 17 выполнены на основе кислотных свинцовых аккумуляторных батарей (см., например, Белоновский А.С. Электрооборудование танков, ч. 11, М.: ВАБТВ, 1963 г., с. 12-33). Электродвигатели 16 и 19 выполнены на основе промышленных электродвигателей мощностью, значение которой соответствует типу и назначению сочлененной боевой машины (см., например, А. И. Вольдек Электрические машины. Учебник, 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978 г. - 832 с.). При этом электродвигатели являются электромашинами постоянного тока, поскольку в условиях работы на боевой машине требуется прежде всего широкое и плавное регулирование скорости вращения, что наиболее просто достигается в этих машинах путем применения импульсного способа регулирования (см. , например, там же, с. 215-216), который весьма выгоден в экономическом отношении для управления двигателями, работающими в режимах переменной скорости вращения с частыми пусками. Возбуждение этих двигателей с учетом их переменной скорости вращения, частых пусков и изменения момента нагрузки в широких пределах выполнено последовательным либо смешанным. В последнем случае легче, чем при последовательном возбуждении, осуществляется торможение боевой машины с возвращением энергии в систему электроснабжения (см. , там же, с. 216-221). Электрогенератор 18 также выполнен на основе одного из типов промышленного генератора, мощность которого соответствует суммарной мощности электродвигателей 16 и 18 и других потребителей электроэнергии боевой машины. Поскольку электрогенератор питает двигатели боевой машины, работающей в ряде случаев "на упор" (при резких остановках, утыканиях в препятствие и др.), то в этом случае его внешняя характеристика U=f(I) должна быть падающей. При характеристике этого вида в широком диапазоне изменения напряжения U ток I изменяется мало и близок к току короткого замыкания I_к (см. , например, там же, с. 225). Для получения падающей характеристики в электрогенераторе конструктивно выполнено три обмотки возбуждения: независимая, параллельная и последовательная. При этом намагничивающая сила последней направлена встречно намагничивающим силам первых двух обмоток.

Датчики давления 20 выполнены на основе серийно выпускаемых промышленностью датчиков. Однако при необходимости могут быть использованы и датчики специального изготовления, например на основе силовых динамометров.

Блоки управления 21 и 27 обеспечивают выработку управляющих сигналов, которые определяют режимы работы электродвигателей 16, 19 и генератора 18, а также трансмиссий 32 и 35, на основе информации снимаемой с датчиков давления 20. А блоки 21 и 27 могут управляться и с рабочих мест 28 и 29.

Двигатель внутреннего сгорания устанавливается во второй секции совместно с редуктором 23, обеспечивающим передачу мощности с двигателя внутреннего сгорания 22 на электрогенератор 18, и топливными баками, обеспечивающими работу двигателя внутреннего сгорания.

Индикаторы 25 и 26 обеспечивают представление информации на рабочие места водителей 28 и 29 о величинах и направлениях усилий между секциями с целью оптимизации режима движения как первой секции, так и второй. При этом рабочие места водителей 28 и 29 выполнены по аналогии с типовыми рабочими местами принятых на вооружении боевых машин (см., например, Боевая машина пехоты БМП-1, ТО и ИЭ, М.: Воениздат, 1979, с. 5-14; 55-62),
Переключающие и регулирующие устройства 30 и 33 обеспечивают переключение и выбор оптимального режима при подзарядке аккумуляторных батарей 15 и 17 блоками подзарядки 31 и 34, в качестве которых могут быть использованы штатные блоки подзарядки принятых на вооружение боевых машин (см., например, Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62. М.: Воениздат, 1968, с. 121-314), а также специально разрабатываемые,, перспективные (см., например, "Блок для зарядки аккумуляторов боевых машин", журнал "Техника и вооружение", 4, 1988 г., c. 37).

Ходовая часть боевой машины может быть как штатной одной из боевых машин (см. , например, "Боевая машина пехоты БМП-1", М.: Воениздат, 1979, с. 5-9; 381-399), так и специальной (см., например, статью "Витязь северных маршрутов" в газете "Красная звезда", 277 (20964), 04.12.1992 г., с. 2),
Работа предлагаемой машины происходит следующим образом. Вначале готовятся к работе (к движению) традиционные системы, обеспечивающие работу и нормальную эксплуатацию машины. Это прежде всего системы, обеспечивающие нормальную работу двигателя внутреннего сгорания 22, такие как системы питания, смазки, запуска и др. Работа этих систем подробно описана в соответствующих руководствах и инструкциях по эксплуатации (см., например, "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62", М.: Воениздат. 1968 г., С.Н.Богданов. Силовая установка объекта 172М. Учебное пособие. М.: ВАБТВ, 1980 г.). Затем проверяются и готовятся к работе системы электроснабжения обеих секций по штатным приборам контроля, расположенным на рабочих местах водителей, вначале автономно, а затем совместно при включенном блоке передачи электроэнергии 2. При этом основное внимание обращается на правильную работу электрогенератора 18 и реле-регулятора 13. Работа электродвигателей проверяется на холостом ходу. Порядок проверки подобных систем широко известен из научно-технической и специальной литературы (см., например, Беленовский А.С. Электрооборудование танков, ч. 11, М.: ВАБТВ, 1963 г., с 178-282).

Двигатель внутреннего сгорания электрической установки приводится в действие и выводится в режим нормальной работы в соответствии с принятыми правилами (см., например. "Боевая машина пехоты БМП-1, ТО и ИЭ", М.: Воениздат, 1979, с. 246-341). Обеспечивается равномерность вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, а вместе с этим и якоря электрогенератора, благодаря чему обеспечивается подача в систему электроснабжения напряжения заданного уровня. При необходимости характеристики напряжения регулируются с помощью блока управления электрогенератора путем подачи на него корректирующих сигналов с рабочих мест как первой (через блок передачи информации), так и второй секций.

Электрогенератор подключен к системе электроснабжения через реле-регулятор и аппарат защиты и совместно с аккумуляторными батареями, которые подключены к системе электроснабжения через аппараты защиты и управления, представляет собой основной источник питания. Основными достоинствами данной системы генератор - аккумуляторная батарея являются: постоянная готовность к действию: возможность обеспечения больших кратковременных нагрузок, возможность плавного регулирования скорости электродвигателей в широких пределах; большие пусковые моменты электродвигателей последовательного возбуждения, мало зависящие от падения напряжения в системе электроснабжения, надежность действия электромагнитных аппаратов и систем дистанционного управления.

Питание электроэнергией потребителей боевой машины при работающем двигателе внутреннего сгорания осуществляется в основном от генератора. Главное же назначение аккумуляторных батарей состоит в обеспечении питания электрического стартера при запуске от него двигателя внутреннего сгорания и остальных потребителей при неработающем двигателе. Кроме того, аккумуляторные батареи могут обеспечивать энергией потребителей, когда напряжение на зажимах генератора ниже номинального.

При трогании боевой машины водитель первой секции, плавно увеличивая напряжение, подаваемое на электродвигатели 16, и воздействуя на органы управления трансмиссией 32 (а водитель второй секции - на трансмиссию 35), приводит ее в движение. С началом движения водители руководствуются общепринятыми правилами управления двигателем гусеничных машин (см. , например, Танк "Урал", Техническое описание и инструкция по эксплуатации" кн. 1, М.: Воениздат, 1975 г., с. 307). Воздействуя с пультов управления рабочего места на блоки управления и трансмиссии первой и второй секций, механики-водители обеспечивают разгон боевой машины и ее движение по местности в равномерном режиме. При резком ускорении первой секции относительно второй (или наоборот) появляется соответствующая разность давления, регистрируемая датчиками давления. На выходе датчиков давления формируется сигнал, соответствующий этой разнице давлений, передаваемый в блоки управления первой и второй секций, на основании чего корректируется режим работы (частота вращения) электродвигателей 16 и 19. В результате этой коррекции вторая секция также начинает двигаться ускоренно (или наоборот).

При резком торможении первой секции на выходе датчиков давления вырабатывается сигнал, обеспечивающий снижение частоты вращения электродвигателя второй секции (через блок управления электродвигателя второй секции). Благодаря такому управлению улучшаются в общем динамические характеристики боевой машины. Кроме того, уменьшается нагрузка на конструктивные элементы поворотно-сцепного устройства, особенно в переходных режимах движения боевой машины.

При резком увеличении нагрузки (движение на подъеме, с одновременным включением приводов наведения вооружения) напряжение на выходе генератора снижается и к системе электроснабжения параллельно генератору подключаются аккумуляторные батареи. Во время же нормального движения боевой машины совместная работа генератора и аккумуляторных батарей осуществляется таким образом, чтобы при включенных основных потребителях вся нагрузка покрывалась, главным образом, за счет генератора, а аккумуляторные батареи при этом подзаряжались.

На остановках или при малых оборотах двигателя, когда генератор не работает или развиваемое им напряжение ниже нормального, реле обратного тока в реле-регуляторе отключает генератор и потребители питаются только от аккумуляторных батарей. При возрастании числа оборотов двигателя напряжение на зажимах генератора увеличивается до номинального, обеспечивая включение реле обратного тока. С этого момента генератор вновь подключается к системе электроснабжения боевой машины, одновременно подзаряжая аккумуляторные батареи и обеспечивая в процессе эксплуатации достаточно высокую степень их заряженности.

Наличие рабочих мест в каждой из секций и использование электродвигателей в качестве исполнительных обеспечивают их автономность, особенно второй, так как основные источники энергии расположены именно во второй секции. Ограниченную автономность имеет и первая секция благодаря наличию аккумуляторных батарей 15 и блока подзарядки 31. В этом заключается одно из важных преимуществ предложенной боевой машины по сравнению с прототипом. Кроме того, благодаря установке аккумуляторных батарей и блоков их подзарядки в обе секции повысилась автономность и независимость систем электроснабжения обеих секций. А ввод блока передачи электроэнергии обеспечил взаимосвязь систем электроснабжения, надежность их работы (за счет резервирования) и оптимальное перераспределение энергии между секциями. Все вышеперечисленные достоинства предложенной машины на 10-15% повышают эффективность ее боевого использования.

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно - к сочлененным боевым машинам, обеспечивающим высокую проходимость и предназначенным для снижения уязвимости боевой техники и повышения ее живучести при выполнении различных боевых задач. Технический результат - повышение эффективности. Технический результат достигается за счет того, что в боевой машине, содержащей вооружение с приводом наведения, боекомплект, двигатель внутреннего сгорания и сочлененные между собой посредством поворотно-сцепного устройства первую и вторую секции, каждая из которых содержит корпус с системой электроснабжения и трансмиссией, ходовую часть и рабочие места экипажа, двигатель внутреннего сгорания установлен во второй секции. Дополнительно введены первые и второй блоки управления, блок передачи электроэнергии, взаимосвязанный электрически с системами электроснабжения обеих секций боевой машины, а механически - с поворотно-сцепным устройством, установленный во второй секции электрогенератор, соединенный с двигателем внутреннего сгорания через редуктор, а с системой электроснабжения - через реле-регулятор и автоматы защиты. Введены установленные в каждой секции аккумуляторные батареи, соединенные с системой электроснабжения через автоматы защиты и управления, блоки подзарядки аккумуляторных батарей, соединенные электрически через переключающее и регулирующее устройства с аккумуляторными батареями и системой электроснабжения, электродвигатели, соединенные электрически через автоматы защиты и управления с системой электроснабжения, а механически - с трансмиссией соответствующей секции. Введены индикаторы давления, размещенные на рабочих местах водителей, размещенные на поворотно-сцепном устройстве датчики давления и соединенный с ними блок передачи информации, соединенный со входами индикаторов давления непосредственно, а через первые блоки управления - с электродвигателями и трансмиссиями. Причем блок передачи информации выполнен с возможностью передачи информации на рабочие места водителей каждой из секций и приема информации с рабочих мест, первый блок управления и трансмиссия первой секции выполнены с возможностью управления с рабочего места водителя первой секции, первый блок управления и трансмиссия второй секции, второй блок управления и двигатель внутреннего сгорания выполнены с возможностью управления с рабочего места водителя второй секции, выход второго блока управления соединен со входом электрического генератора. 1 ил.

Боевая машина, содержащая вооружение с приводом наведения, боекомплект, двигатель внутреннего сгорания и сочлененные между собой посредством поворотно-сцепного устройства первую и вторую секции, каждая из которых содержит корпус с системой электроснабжения и трансмиссией, ходовую часть и рабочие места экипажа, отличающаяся тем, что двигатель внутреннего сгорания установлен во второй секции и дополнительно введены первый и второй блоки управления, блок передачи электроэнергии, взаимосвязанный электрически с системами электроснабжения обеих секций боевой машины, а механически - с поворотно-сцепным устройством, установленный во второй секции электрогенератор, соединенный с двигателем внутреннего сгорания через редуктор, а с системой электроснабжения - через реле-регулятор и автоматы защиты, установленные в каждой секции аккумуляторные батареи, соединенные с системой электроснабжения через автоматы защиты и управления, блоки подзарядки аккумуляторных батарей, соединенные электрически через переключающее и регулирующее устройства с аккумуляторными батареями и системой электроснабжения, электродвигатели, соединенные электрически через автоматы защиты и управления с системой электроснабжения, а механически - с трансмиссией соответствующей секции, индикаторы давления, размещенные на рабочих местах водителей, размещенные на поворотно-сцепном устройстве датчики давления и соединенный с ними блок передачи информации, соединенный со входами индикаторов давления непосредственно, а через первые блоки управления - с электродвигателями и трансмиссиями, причем блок передачи информации выполнен с возможностью передачи информации на рабочие места водителей каждой из секций и приема информации с рабочих мест, первый блок управления и трансмиссия первой секции выполнены с возможностью управления с рабочего места водителя первой секции, первый блок управления и трансмиссия второй секции, второй блок управления и двигатель внутреннего сгорания выполнены с возможностью управления с рабочего места водителя второй секции, выход второго блока управления соединен со входом электрического генератора.