为了利用上述方法评估车辆的软地面通过性,现给出作者在对某8×8重型车辆进行机动性分析中的一个实例。
该车辆相关的基本参数如下:
平均轴重W=29200kg/4/0.453594=16094lbf。
平均轮胎截面宽度b=16.1in。
平均轮胎外径d=52.8in。
平均每个车桥上的轮胎数量n=2。
发动机毛功率与车重的比值PWR=353kW/29200kg=(353/0.7457)hp/(20200/1000)ton=23.4hp/ton。
汽车最小离地间隙hc=15.7in。
如果是手动档MA=1,否则MA=0。
如果有防滑链,cGF=1,否则cGF=0。
轮胎的平均截面高度h=14.5in。
导出参数轮胎在硬路面上的变形δ。
为了计算轮胎在硬路面的平均变形,根据现有美国M977的资料,计算了米其林16.00R20XL在不同气压下的轮胎刚度。该资料提供了车辆在满载情况下轮胎三种气压的变形数据。从图5-11中可以看出,随着轮胎气压的增大,轮胎的刚度迅速增加。
轮胎气压与轮胎刚度之间的关系近似可以表示如下:
y=1.61x+53 (当x>170kPa)
y=1.13x+136 (当x≤170kPa)
x表示轮胎气压,y表示轮胎刚度。当轮胎气压为300kPa时,轮胎刚度γ=659N/mm,平均每个轮胎上的载荷w1=29200/8×9.8=35700N,平均轮胎变形为δ=35700/464=77mm。不同轮胎气压下轮胎刚度、平均轮胎变形量见表5-2。
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图5-11 不同气压下的轮胎刚度
表5-2 不同轮胎气压下轮胎刚度、平均轮胎变形量
根据前面的分析,以下计算采用标准NRMM模型(详见第二节)对本车的软地面通过能力进行计算和预测。
表5-3为车辆满载情况下,不同轮胎气压下的VCI1指数计算结果。
表5-3 VCI1指数计算结果
作为参考,表5-4列出了美国轮式战术车辆的试验数据,图5-12为VCI1的分布情况。
从以上计算可以得出如下结论:
1)从计算结果可以看出,不同轮胎气压对车辆软地面通过能力有很大影响。轮胎气压越高,VCI1的值越大,通过能力越差。
2)根据计算,该车辆在轮胎气压达到80kPa时为29,按照战术技术指标要求,CTIS的调压范围为80~450kPa,如果能够实现该范围的使用最低气压,则VCI1可以达到29。
3)从表5-4中看出,美军M977 A2 CTIS的调压范围为100~270kPa,对应的VCI1在27~36之间。该车辆CTIS的调压范围为80~450kPa,对应的VCI1在29~41之间;在80~270kPa之间,该车VCI1在29~36之间,与美军M977 A2相差不大。
4)从总体上看,美军越野汽车VCI1的分布范围在13~40之间,该车的VCI1基本保证在这一合理范围内。
图5-12 美军主要越野车辆VCI1的分布情况
表5-4 车辆软地面通过性能参数统计
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