Исследование проектирования водометного движителя для модернизированного бронетранспортёра БТР-60 ПБ

На основе оценки плавающих качеств оригинального бронетранспортёра БТР-60 ПБ и исследования теории расчета и проектирования водометного движителя автор предлагает разработку водометного движителя вместо традиционного гребного винта, установленного на оригинальный бронетранспортёр БТР-60 ПБ.

Ключевые слова: плавающие машины, плавающие качества, проектирование, гребной винт, водометной движитель.

Бронетранспортерами БТР-60 ПБ вооружены армии многих стран мира. Помимо неоспоримых преимуществ эти машины имеют и некоторые недостатки из-за устаревающих со временем технологий. Вьетнам, как и многие страны мира, совершенствует технические характеристики этой машины, в том числе заменив два бензиновых двигателя одним дизельным двигателем и разработав новую трансмиссию. Это в свою очередь привело к необходимости проектирования плавающих конструкций.

На основе оценки плавающих качеств оригинального бронетранспортёра БТР-60 ПБ и исследования теории расчета и проектирования водометного движителя, автор предлагает разработку водометного движителя вместо традиционного гребного винта, который имеет оригинальный бронетранспортёр БТР-60 ПБ.

1. Основные технические требования разработки водометного движителя для модернизированного бронетранспортёра БТР-60 ПБ.
   1. Малый размер и вес, чтобы обеспечить установку на плавающую машину.
   2. Обеспечить требуемую тягу в разных условиях эксплуатации с большим коэффициентом мощности.
   3. Обеспечить возможность поворота, реверс машины c помощью привода управления.
   4. Обеспечить безопасность и надежность работы.
2. Основные содержания расчета ипроектирования водометного движителя для модернизированного бронетранспортёра БТР-60ПБ.

+ Расчет и проектирование водовода водометного движителя и выбор типа насоса

+ Расчетная оценка плавающих качеств машины при установке нового водометного движителя относительно оригинального варианта.

2.1 Расчет ипроектирование водовода водометного движителя, выбор типа насоса.

Таблица 1

Некоторые технические характеристики оригинальной машины БТР-60 ПБ

Сопротивление воды движению плавания машины

Требуемая движущая сила

Р_е = R = 7560 H (2)

Мощность на валу насоса

Вт (3)

Расход жидкости

м³/c(4)

Напор насоса, требуемый по параметрам движителя

м(5)

Входной диаметр трубопровода

м(6)

м/с(7)

Выходной диаметр трубопровода

м(8)

Коэффициент быстроходности водометного насоса

оборот/мин.(9)

где n₀ = 1050 оборот/мин. — частота рабочего колеса насоса

Пропульсивный коэффициент движителя

(10)

Коэффициент напора:(11)

(12)

(13)

Таблица 2

Параметры лопастных систем осевых насосов воптимальной точке их характеристик

На основе результатов расчета параметров K_H, K_Q, n_s, мы выберем насос О7, имеющий параметры:

Насос O7: K_H = 0,230 K_Q = 0,44C = 1060 η_S = 0,89

Рис. 1. Безразмерные характеристики насоса О7

Коэффициент полезного действия струи движителя

Рис. 3 Модель устройства насоса

Рис. 4. Модель 3D-установки водометного движителя на машине: а) вид сверху б) вид сбоку

Таблица 3

Параметры разработанного водометного движителя

2.2 Расчетная оценка плавающих качеств машины при установке нового водометного движителя относительно оригинального варианта.

Движущая сила, создаваемая водометным движителем:

(Н) (14)

R_c = K.ρ.F_cd.(V)² (Н) (15)

Рис. 5. График тяговой характеристики машины

3. Обсуждение:

На графике тяговой характеристики машины видно:

‒ При вводе машины в воду скорость плавания имеет минимальное значение, соответствующее максимальному сопротивлению движения.

‒ — При увеличении скорости плавания сопротивление движению машины тоже повышается.

‒ — Со времени точки пересечения графиков R = R(v) и Р = Р(v) машина достигает максимальной постоянной скорости.

‒ — Графики P= P(v) (розовая линия) и R= R(v) для оригинальной машины пересекутся в точке, соответствующей скорости плавания и равной примерно 10,5 км/ч, такая величина приблизительно равна действительной скорости V = 10 км/ч согласно руководству эксплуатации машины БТР-60ПБ.

‒ Графики P= P(v) и R= R(v) для модернизированной машины пересекутся в точке, соответствующей скорости плавания примерно V= 11 км/ч.

Итак, по теоретическому расчету при одинаковой мощности двигателя на валу насоса, предлагаемый вариант увеличивает скорость плавания по сравнению с оригинальным вариантом. Недостатком рассмотренного автором варианта является более сложная технология изготовления водометного движителя по сравнению с оригинальным вариантом.

1. Министерство обороны СССР (1968), Каталог узлов и деталей бронетранспортера БТР-60ПБ, Москва, Военное издательство.
2. Министерство обороны СССР (1982), бронетранспортер БТР-60ПБ: Руководство по войсковому ремонту, Москва, Военное издательство.
3. Папир А. Н. Водометные движители малых судов.– Л.: Судостроение, 1970.