Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Состояние пожарной безопасности в определённой степени отражает уровень экономического развития нашей страны. Ежегодно в России происходит порядка 800 пожаров, материальные потери от которых по оценкам специалистов составляют порядка 100 млн. руб. В основном горят леса и промышленные предприятия, имеющие изношенное и устаревшее оборудование. Таким образом, мы стоим на грани необратимых техногенных катастроф.

Для того чтобы сократить степень риска техногенных катастроф и довести его до нормального уровня, потребуются инвестиции в размере 40 - 50 млн. долларов в год. Но даже при этом, по прогнозам Минэкономразвития, выходить из кризиса придется примерно 25 лет. Причём многие объекты восстанавливать окажется дороже, чем строить новое.

К сожаленью, в критическом состоянии находится не только основные фонды предприятий, но и парк пожарных автомобилей , состоящий на вооружении подразделений МЧС, защищающих промышленные объекты. При этом ситуация распространяется не только на возрастной состав парка, но и на его качественную структуру: они не адекватны складывающейся оперативной обстановке с пожарами.

За три последних года объём новых поступлений пожарных автомобилей в объектовые подразделения МЧС составил лишь 3% от всего парка. При такой динамике потребуются многие годы на обновление и восстановление пака.

Не менее проблематична качественная структура парка пожарных автомобилей подразделений МЧС. Она была сформирована в конце 80-ых годов. Когда отечественной промышленностью выпускались в основном пожарные автомобили среднего класса на шасси ЗИЛ и ГАЗ ( с цистерной вместимостью до 2500 л, насосом типа ПН-40У с подачей 40 л?с-1, лафетным стволом ЛС-20 или ЛС-40). Естественно, что парк пожарных автомобилей в настоящее время более чем 80% состоит из автоцистерн на базе ЗИЛ.

В настоящее время в подразделениях ФПС МЧС России эксплуатируется более 14000 основных пожарных автомобилей, более 3000 специальных пожарных автомобилей и 13000 единиц оперативно-служебного транспорта. На вооружении подразделений находятся более 200 наименований пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования. Но в настоящее время около 50% имеющегося парка подлежит списанию ввиду выработки установленных сроков эксплуатации. Для поддержания парка пожарной автотехники необходимо ежегодно приобретать до 2500 единиц только основных и специальных пожарных автомобилей.

Перспективный типаж пожарных автомобилей, разработанный ФГБУ ВНИИПО МЧС России по заданию ГУГПС МЧС Росси, предусматривает выпуск более 60 основных и специальных машин с повышенными тактико - техническими показателями и пониженным расходом топлива на привод специальных агрегатов. Намечены также меры по дальнейшему повышению надёжности и долговременности пожарных автомобилей, их универсализации и специализации.

В настоящее время пожарные автомобили выпускаются в Торжке, Варгашах, Москве, Мытищах, Давыдово, Жуковском, Туле, Тольятти, Миассе, Посевной и других городах страны. Головным предприятием по выпуску ПА является ОАО «Пожтехника» г. Торжок. Однако постоянно осуществляемая модернизация существующих всем требованиям сегодняшнего дня, в том числе и новых аварийно - спасательных автомобилей (АСА).

Главными задачами завода-изготовителя пожарной техники должны быть:

выпуск конкурентоспособной техники с зарубежными аналогами;

блочно-модульный принцип конструирования машин, который позволит трансформировать автомобиль по необходимому назначению;

разработка новых аварийно-спасательных автомобилей повышенной проходимости.

Особенно остро необходимость в автомобилях типа АСА ощущается в последнее время на объектах обслуживающих транспортные магистрали и предприятия, где возможно возгорание большого количества различных по структуре и свойств горючих веществ. К таким объектам можно отнести: нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, авиационные и морские порты. Именно на таких территориях наиболее часто приходится ликвидировать аварии и последствия катастроф.

Выше отмеченное подтверждает актуальность тематики дипломного проекта и подчёркивает практическую значимость разработки объектовых пожарных машин, в том числе и аварийно - спасательные автомобилей.

1. Состояние вопроса

1.1 Анализ аварийно-спасательных работ, связанных с тушением пожаров подразделений ФГКУ «СУ ФПС №2 МЧС России» за 2010-2011 г

Анализ данных, характеризующих обстановку с пожарами в ЗАТО Железногорск за 2011 год, позволяет сделать вывод о том, что служба пожаротушения и дежурные караулы подразделений ФГКУ «Специальное управление ФПС №2 МЧС России», реализуя требования нормативных актов, приказов, указаний ДПСС МЧС России и Специального управления ФПС №2 МЧС России, в целом решили организационные и практические вопросы, связанные с тушением пожаров.

В 2011 года подразделения гарнизона совершили 2875 выездов, что на 105 выездов меньше, чем за аналогичный период прошлого года (АППГ) - 2980 выездов.

Сведения о выездах подразделений гарнизона за 2010 -2011 г.г. приведены в таблице 1.1.

Таблица № 1.1 - Сведения о выездах подразделений гарнизона за 2010 - 2011г.г.

№ п/п	Цель выезда	2010г.	2011г.
1.	Пожары (помощь ГУ МЧС по Красноярскому краю)	83(3)	76(2)
2.	Загорания	164	268
3.	Лесные пожары (трава, пух, мусор)	226	305
4.	Аварии	0	0
5.	На срабатывание установок АПС	1002	1374
6.	Ложные вызовы	1248	765
7.	Пожарно-тактические учения, отработки планов, ПТЗ и т.п.	102	108
8.	Оказание помощи населению, службам города, объектов и т.п.	155	69
	Всего:	2980	2875

Анализируя обобщенные данные (табл. 1.1) работы подразделений ФГКУ «Специальное управление ФПС № 2 МЧС России» за 2011 год, следует отметить значительное увеличения количества выездов по сравнению с АППГ:

- загорания - в 1,8 раза (на 104 выезда);

- лесные пожары (трава, пух, мусор) - в 1,35 раза (на 79 выездов);

- на срабатывания АПС - в 1,7 раза (на 372 выездов);

- пожарно-тактические учения, отработки планов, ПТЗ - в 2,8 раза (на 6 выездов);

В 2011 году на пожарах погибло 6 человек (в АППГ - 4 человека), количество получивших травмы населения составило 8 человек (в АППГ - 9 человек). В процессе ликвидации пожаров спасено 55 человек (в АППГ - 30 человек).

Из 76 пожаров, произошедших в 2011 году, личным составом дежурных караулов потушено 75 пожаров, подручными средствами населением до прибытия подразделений пожарной охраны - 1 пожар. Сведения приведены на рисунке1.1

Рисунок 1.1 - Сведения по тушению пожаров подразделениями СУ ФПС № 2 в 2010 - 2011 г.г.

В 2011 году на 16 пожарах работы по спасанию людей и ликвидации горения производились звеньями ГДЗС. В 30 случаях на пожары были привлечены специальные пожарные автомобили (таблица № 1.2).

Таблица № 1.2 - Сведения по использованию специальной пожарной техники на пожарах в 2010-2011 г.г.

Специальные пожарные автомобили	2010 г.	2011г.
АСА-20, АД-90	16	8
АЛ-50, АКП-50, АПТ-22, МШТС	17	20
АР-2	5	2
Всего:	38	30

Оперативное время реагирования, состоящее из времени обработки вызова, сбора личного состава и следования к месту вызова является одним из важных показателей действий подразделений при выезде дежурного караула по тревоге. Согласно требования Федерального закона от 22 июля 2008 года N 123-ФЗ «ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ О ТРЕБОВАНИЯХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ» статья 76 п.1. время прибытия первого подразделения к месту вызова в городских поселениях и городских округах не должно превышать 10 минут, в сельской и приравненной к сельской местности не должно превышать 20 минут.

В таблице № 1.3 представлены сведения по оперативному реагированию подразделений на 31 пожаре, произошедших в городской черте СУ ФПС № 2 МЧС России за 2011 год, 2010 год и подразделений по Российской Федерации за 2010 год.

Из данных указанных в таблице № 1.3 следует, что в 2011 году в сравнении с 2010 годом на 2,78 минуты улучшился показатель прибытия первых подразделений на пожары (ниже показателя по РФ на 4,03 минуты). Данный показатель улучшился в сравнении с 2010 годом на 52 %.

Таблица №1.3 - Показатели оперативного реагирования с момента сообщения о пожаре до момента прибытия к месту вызова (в городском округе).

Время прибытия первого подразделения (мин.)	Количество пожаров в городском округе (%)	Среднее время прибытия, мин.
	2010 год	2011 год	2011 год	2010 год	РФ
До 5 минут	30 (81,0)	29(93)	3,12	5,9	7,15
6 - 10 минут	7 (19,0)	2(7)
Более 10 минут	0 (0%)	0 (0)

В таблице № 1.4 представлены сведения по оперативному реагированию подразделений Специального управления ФПС № 2 МЧС России на 30 пожарах, произошедших в сельских поселениях и приравненных к ним районах 2011 года.

Таблица №1.4 - Показатели оперативного реагирования с момента сообщения о пожаре до момента прибытия к месту вызова (в сельских поселениях и приравненных к ним районам)

Время прибытия первого подразделения (мин.)	Количество пожаров в сельских поселениях (%)	Среднее время прибытия, мин.
	2010 год	2011 год	2010 год	2011 год
До 10 минут	23 (60,5)	32 (71)	13,5	8,7
10 - 20 минут	11 (29,0)	10 (22)
Более 20 минут	4 (10,5)	3 (7)

Из данных, указанных в таблице № 1.4 следует, что в 2011 году в сравнении с 2010 годом на 4,8 минуты улучшился показатель прибытия первых подразделений на пожары в сельских поселениях и приравненных к ним районах (ниже нормативного на 11,3 минуты).

Продолжительность локализации пожара в значительной мере зависит от продолжительности периода свободного развития пожара. По совокупному результату снижения средних показателей сообщения о пожаре и прибытия пожарных подразделений, прослеживается закономерное снижение среднего времени локализации пожара.

Время с момента прибытия первого подразделения к месту пожара до его локализации.

Рисунок 1.2 - Время момента подачи первого ствола до его локализации в первом полугодии 2010-2011 г.г.

В 2011 году показатель по локализации пожаров остался на уровне 2010 года. Количество пожаров локализованных за время менее 5 минут увеличилось на 2 %. Количество пожаров локализованных за время 6-15 минут практически не изменились в сравнении с 2010 годом (снизилось на 0,2 %). Количество пожаров локализованных за время 16-30 минут не изменилось. Количество пожаров локализованных за время 31-60 минут улучшилось на 1,2 %. Причинами улучшения показателя локализации явилось то, что в 2011 году возросло количество проведенных службой пожаротушения и руководством специальных пожарных частей решений ПТЗ с личным составом дежурных караулов, что способствовало практической отработке навыков РТП и личного состава по тушению пожаров.

Время с момента локализации пожара до ликвидации.

Рисунок 1.3 - Время с момента локализации пожара до ликвидации в первом полугодии 2010- 2011 г.г.

В 2011 году процент количества пожаров с временем ликвидации 31-60 минут уменьшился в сравнении с 2010 годом на 2,49 %. Увеличилось количество пожаров ликвидированных за время до 5 минут - 50,6 % (2010 год -- 42,85 %). Так же вырос показатель по пожарам, ликвидированным с 6 до 15 минут - 34% (2010 год -- 29,89 %). Значительно улучшился показатель ликвидации пожаров с 16-30 минут -14% (2010 год -- 23,37 %).

Рисунок 1.4 - Время тушения (%) с момента подачи первого ствола до его ликвидации открытого горения в первом полугодии 2009- 2010 г.г

Улучшение показателей локализации и ликвидации в 2011 году отразилось в целом на показателе тушения. Вместе с этим значительными остаются показатели времени в промежутках 31-60 минут и более 60 минут (в целом 17,8 %).

Основными недостатками при тушении пожаров в 2011 году остаются:

- слабые знания оперативным составом расчета сил и средств;

- не правильный выбор решающего направления;

- проведение боевого развертывания, с временем превышающим нормативное;

- недостаточное количество поданных на тушение пожарных стволов;

- недостаточные навыки работы ствольщиков с пожарным стволом на позициях, при маневрировании и продвижении вглубь пожара по мере его ликвидации.

По итогам проверок ОСД подразделений, осуществляемых сотрудниками службы пожаротушения, в 2011 году, отмечался ряд замечаний к руководству подразделений по вопросам организации и совершенствования деятельности в области пожаротушения в подразделениях. Пожары произошедшие в районе выезда подразделения с личным составом разбираются формально, занятия по боевой подготовке проводятся за частую на низком профессиональном уровне. Проведение практических занятий нередко подменяется изучением оперативно-тактических особенностей объекта, методические планы проведения занятий разрабатываются некачественно. Руководство подразделений не проводит детальный разбор допущенных ошибок РТП и личным составом, а также не в полном объеме доводит до начальников караулов замечания, выявленные в других подразделениях.

В 2011 году в ходе проведения пожарно-тактических учений, отработки планов пожаротушения, при проверках боеготовности дежурных караулов было выявлено 398 тактических ошибок, допущенных РТП, что на 30 ошибок больше чем за АППГ. Результаты отражены в таблице 1.5.

Таблица №1.5 - Ошибки, допущенные РТП

№ п/п	Характер ошибок	2011 год	2010 год
1.	Не организована работа оперативного штаба.	14	15
2.	Отсутствие связи с ЕДДС (ПСЧ).	7	8
3.	Отсутствие связи с НТУ, звеньями ГДЗС.	30	35
4.	Не знание О.Т.О. объекта.	19	12
5.	Отсутствие взаимодействия с администрацией, службами жизнеобеспечения.	11	12
6.	Не созданы участки тушения пожара.	19	15
7.	Проведение развертывания сил и средств с временем превышающим нормативное.	21	18
8.	Недостаточное количество стволов, поданных на тушение.	15	10
9.	Не установлена АЦ на ПГ ( ПВ).	9	10
10.	Не задействованы стационарные установки пожаротушения.	3	5
11.	Не подтвержден вызов № 2, не объявлен сбор личного состава.	8	5
12.	Не организовано спасание людей, эвакуация материальных ценностей.	8	9
13.	Недостатки при тушении электроустановок: - не получен допуск на отключения электроустановок; - не заземлены пожарный ствол или насос; - не использовали диэлектрические средства.	13	10
14.	Недостатки в вопросах ГДЗС: - отсутствие постового на посту безопасности; - экипировка звена; - отсутствие связи со звеном; - ведение служебной документации постовым на посту безопасности; - не создан КПП.	63	58
15.	Не задействована спецтехника.	10	7
16.	Недостатки при проведении пожарной разведки. - разведка проведена в одном направлении; - неправильный выбор решающего направления; - неправильная прокладка рукавных линий.	57	60
17.	Отсутствие контроля исполнения распоряжений РТП.	33	25
18.	Нарушение правил охраны труда.	16	15
19.	Не создан резерв сил и средств.	5	7
20.	Не знание расчета сил и средств.	28	24
21.	Недостатки при тушении пожаров в резервуарах: -не использование ТОК; -не создан второй рубеж защиты с прокладкой резервных рукавных линий; - не организовано выполнение мероприятий по подготовке пенной атаки.	9	8
	Итого:	398	368

Анализ данных, приведенных в таблице 1.5, свидетельствует о том, что 2011 году в сравнении с АППГ произошло увеличение количества ошибок допущенных оперативным составом управления по следующим направлениям: не знание оперативно-тактических особенностей охраняемых объектов, не своевременное создание участков тушения пожара, недостаточное количество пожарных стволов, поданных на тушение пожара, не подтверждение вызова № 2, контроль РТП качества исполнения своих указаний и распоряжений, знания порядка расчета сил и средств, порядок организации тушения пожаров в: резервуарах, электроустановках и своевременное привлечение спецтехники.

Наибольшее количество ошибок продолжает оставаться в вопросах проведения пожарной разведки - 57 ошибок, ГДЗС - 63 ошибки, организации пожарной связи - 37 ошибок, что составляет 14,4 %, 15,9 % и 9,2 % от общего количества ошибок.

В 2011 году начальствующий состав, выступающий в качестве РТП, не занимался планомерным повышением своего оперативного мастерства, руководством подразделений не осуществлялся контроль устранения ошибок, проведение личным составом развертывания сил и средств с временем превышающим нормативное, допускаемых начальниками караулов, не планировались мероприятия, направленные на повышение их тактической грамотности. Разборы ошибок, допускаемых РТП и личным составом при ведении действий по тушению пожара в подразделениях, зачастую проводились формально.

1.2 Анализ использования специальной пожарной техники

За период с 2007 года по 2011 год на пожары для проведения работ по спасанию людей и ликвидации горения 140 раз были привлечены специальные пожарные автомобили. Сравнительные данные по использованию специальной пожарной техники на пожарах в 2007 - 2011 годах приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Сведения по использованию специальной пожарной техники на пожарах в 2007 - 2011г.г.

Специальные пожарные автомобили	2007 год	2008 год	2009 год	2010 год	2011год
АСА-20, АД-90	6	8	8	10	8
АЛ-50, АКП-50, АПТ-22, МШТС	13	15	14	16	20
АР-2	5	5	8	2	2
Всего:	24	28	30	28	30

Рисунок 1.5 - Сведения о привлечении специальной пожарной техники

Анализируя данные таблицы 1.6, можно увидеть, что для проведения работ по спасанию людей и ликвидации горения, очень часто привлекаются специальные пожарные автомобили. Значительную долю в использовании специальной техники занимают место аварийно-спасательные автомобили. За рассматриваемый период количество выездов автомобилей АСА-20 увеличилось и составляет 28,5% от общего количества выездов специальных пожарных автомобилей, рисунок 1.5. Это еще раз свидетельствует о необходимости в разработке аварийно-спасательного автомобиля.

1.3 Анализ наличия и состояния пожарной техники

Подразделения СУ ФПС № 2 МЧС России укомплектовано 84-мя пожарными автомобилями основного, специального и вспомогательного назначения на различных базовых шасси, год выпуска которых колеблется от 1980 до 2011.

Таблица 1.7 - Распределение пожарных автомобилей по назначению

Пожарные автомобили	Количество	Процентное отношение,%	Срок эксплуатации
			до 10 лет, шт / (%)	свыше 10 лет, шт / (%)
Основные	42	50	15 / (35,7%)	27 / (64,3%)
Специальные	15	18	8 / (53,3%)	7 / (46,7%)
Вспомогательные	27	32	9 / (33,3%)	18 / (66,7%)
Всего	84		32 / (38,1%)	52 / (61,9%)

Больше половины имеющихся на вооружении СУ ФПС № 2 МЧС России пожарных автомобилей подлежит списанию, так как эксплуатируются более 10 лет. Это еще раз говорит о необходимости разработки новых пожарных автомобилей как основного, так и специального назначения.

2. Техника для проведения аварийно-спасательных работ

2.1 Зарубежные автомобили

Пожарный автомобиль технической службы RW 2 фирмы IVЕКО МАGIRUS, Германия (рис.2.1). Предназначен для доставки комплекта специального оборудования на место проведения аварийно-спасательных работ, удаление дыма, освещения рабочей зоны, обеспечение энергией специализированного электроинструмента.

Рисунок 2.1 - Пожарный автомобиль технической службы RW 2 фирмы IVЕКО МАGIRUS

На автомобиле с колесной формулой 4x4 и дизельным двигателем мощностью 189 кВт размещена канатная лебедка с гидравлическим приводом (5т), электрогенератор с защитно-отключающим устройством (20кВт), световая мачта со светильниками заливного света (высота выдвижения 7 м), потребляемая мощность 4кВт.

Автомобиль доставляет на место аварии комплект спасательных средств, специальную и защитную одежду, средства оказания первой медицинской помощи, набор гидравлического и электромеханического инструмента.

В России выпуск аналогичной техники Минстройдормашем прекращен в 1984 году.

Пожарный автомобиль технической службы RFС II фирмы ROSENBAUER, Австрия, рисунок 2.2. Предназначен для доставки комплекта спецоборудования на место проведения работ, освещения рабочей зоны, проведения грузоподъёмных операций.

Рисунок 2.2 - Пожарный автомобиль технической службы RFС II фирмы ROSENBAUER

Боевой расчет- 3 человека. Мощность двигателя 124 кВт. Колесная формула 4x4. Усилие лебедки - 5т. Генератор мощностью 20 кВт, напряжение 380/220 В. Осветительная мачта -7м. Грузоподъёмность крана при вылете стрелы 1,7м- 3,5 т; 2,4м- 2,5т; 5м- 1,2т. Полная масса 11800 кг.

Американская фирма «American la France» по заказам муниципалитетов изготовляет пожарные автомобили для проведения аварийно-спасательных работ при дорожно-транспортных происшествиях, авариях на предприятиях нефтехимической промышленности, авиа- и железнодорожных катастрофах и других случаях, требующих оказания срочной технической помощи.

Автомобили изготавливаются на шасси разных фирм с колесной формулой 4x2, полной массой 20 т и мощностью дизельного двигателя до 262 кВт. Автомобиль перевозит до 80 различных единиц спасательного оборудования.

2.2 Отечественные автомобили

Автомобиль аварийно-спасательный АСА (4310) ПМ- 523 предназначен для (рис.2.3):

доставки к месту аварии или пожара личного состава, специального аварийно-спасательного инструмента, оборудования, средств связи и освещения;

проведения аварийно-спасательных работ;

освещения мест тушения пожара или аварии;

удаления дыма и подачи свежего воздуха;

- разборки строительных конструкций и поднятия грузов с помощью крана.

Рисунок 2.3 - Автомобиль аварийно-спасательный АСА (4310) ПМ-523

Автомобиль рассчитан на эксплуатацию в районах с умеренным климатом, при температуре окружающего воздуха от -40° до + 40° С. Расчет 3 человека, мощность двигателя 162 кВт (220 л.с.), колесная формула 6x6. Максимальное тяговое усиление лебедки при подаче троса вперед -3,5 т; назад- 5 т. Генератор мощностью 20 кВт, напряжение 230 В, осветительная мачта- высота подъёма- 6м. Грузоподъёмность крана- Зт, угол поворота + 180градусов? максимальная высота подъёма груза -- 6м. Полная масса автомобиля 15100 кг.

Пожарно-спасательный автомобиль ПСА 2,0-40/2 (43206) предназначен (рис.2.4):

для тушения пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуаций в жилых и общественных зданиях, на промышленных объектах, транспортных средствах;

для доставки к месту пожара или чрезвычайной ситуации (аварии) пожарно-спасательного расчета, запаса огнетушащих веществ, пожарно-технического вооружения, специального оборудования и инструмента, средств радиосвязи и освещения;

для подачи в очаг пожара огнетушащих веществ (воды или воздушно-механической пены) через стационарный лафетный ствол, ручные стволы и ручной ствол-распылитель высокого давления с забором воды из цистерны, открытого водоема или гидранта, а пенообразователя из штатного пенобака или сторонней емкости;

насосная установка оборудована насосом центробежным пожарным комбинированным НЦПК-40/100-4/400, водо-пенные коммуникации оснащены стволом-распылителем высокого давления с катушкой рукавной СРВДК-2/400-60, на крыше ПСА установлен стационарный лафетный ствол ЛС-С20У;

для проведения аварийно-спасательных и специальных (вскрытие и разборка строительных конструкций, проведение спасательных работ с высот, освобождение пострадавших из под завалов и т.п.) работ;

для освещения мест проведения работ;

система обогрева кабины боевого расчета и насосного отсека выполнена на основе автономной отопительной установки типа ОВ65-0010-В на дизельном топливе;

кузов для размещения пожарно-технического вооружения (ПТВ) и аварийно-спасательного оборудования и инструмента (АСО) изготовлен с широким применением листового материала из алюминиевого сплава и нержавеющей стали, двери боковых отсеков выполнены шторными.

Рисунок 2.4 - Пожарно-спасательный автомобиль ПСА 2,0-40/2 (43206)

Вся вышеперечисленная техника позволяет проводить аварийно-спасательные работы в местах, куда она может пройти по относительно хорошим дорогам. Но данная техника не позволяет проводить аварийно-спасательные работы в труднодоступных местах (горные районы, болота, тундра и т.д.), в условиях бездорожья и при наводнении.

3. Конструирование аварийно-спасательного автомобиля

3.1 Назначение и область применения АСА

Пожарные аварийно - спасательные автомобили предназначены для доставки к месту пожара и аварии личного состава, специального аварийно - спасательного инструмента, оборудования, средств связи и освещения, проведения аварийно - спасательных работ с использованием электромеханических инструментов и приборов, освещения мест тушения пожара и аварий, разработки строительских конструкций и завалов, а также поднятия грузов с помощью крана. АСА может работать самостоятельно или в совокупности с другими пожарными машинами.

Основным недостатком АСА является то, что при работе самостоятельно эта машина не может обеспечивать тушения очагов возгораний и машине требуется дополнительная кооперация с автоцистернами.

Современный мониторинг частей МЧС показывает, что остро востребованным сейчас являются автомобили первой помощи, быстрого реагирования и аварийно - спасательные машины. Однако всё чаще и чаще складываются ситуации, когда при ликвидации аварий остро встаёт вопрос о необходимости использования средств порошкового, газового и углекислого тушения, когда необходим запас пенообразователя (не менее 8% от количества вывозимой воды) и т.д.

3.2 Современная концепция развития аварийно-спасательных автомобилей

Необходимость в проведении пожарно-спасательных работ может возникнуть при каждом боевом въезде оперативных подразделений. В тоже время редкая авария или катастрофа обходятся без необходимости ликвидации возгорания или тушения пожара, Эти соображения необходимо учитывать при разработке типажа современных пожарных в ряде стран пожарных машин уже нельзя рассматривать как положительный фактор из-за проблем возникающих при подготовке личного состава и эксплуатации автомобилей, а также высокой их стоимости.

Анализ пожарных машин показывает, что в основу типажа современных аварийно - спасательных автомобилей, являются составной частью общего типажа ПА, находящихся на вооружении пожарной охраны разных стран, положены следующие концептуальные соображения:

- универсальность автомобилей, обеспечивающая экономичность их эксплуатации и обеспечивающая подготовку личного состава к действиям в экстремальных условиях.

- серийность комплектующих элементов и возможность их комбинирования, позволяющая оптимизировать техническое обслуживание, сократить номенклатуру запасных частей, обеспечивать взаимозаменяемость элементов в случае их выхода из строя.

- функциональная надёжность автомобилей, обеспечивающая их высокую боеготовность, сокращения затрат на приобретение и обслуживание техники.

- разумное сочетание достаточности и экономичность типажа, обеспечивающего выполнения всего комплекса операций на месте инцидента с минимальными затратами средств на приобретение и содержание техники.

- наличие в комплектации входящих в типаж автомобилей не только оборудования для выполнения технических работ, но и приборов контроля состояния среды на месте инцидента и снаряжения и защиты личного состава от опасных факторов, являющихся следствием аварии или катастроф.

Все приведённые соображения по-своему важны, однако вопросам универсальности, возможностям комбинирования и надёжности в настоящее время уделяется особое внимание.

В Германии, например, разработана концепция оптимизации типажа выпускаемых в стране пожарных автомобилей, в известной мере базирующийся на приведённых выше соображений. Предложенная концепция заключается в переходе от существующего широкого ассортимента пожарных автомобилей узкого назначения к универсальным базисным пожарным автомобилям трёх классов, оснащённым необходимым оборудованием для выполнения пожаротушения и технической помощи. Причём всё это оборудование для размещения пожарных автомобилях на пожарных автомобилях стандартизировано и объединено в 9 больших групп:

- защитные костюмы и дыхательные аппараты

- огнетушители и агрегаты для комплектации пожарных автомобилей

- рукава, стволы и гидравлическая арматура

- технические средства для проведения спасательных работ

- медицинская техника

- осветительное оборудование и тревожная сигнализация

- вспомогательная техника и оборудование

- специальные технические средства

- ручные приборы и измерительная техника.

В группу приборов входят и приборы, используемые пожарными для измерения радиаций: 3 индивидуальных дозиметра, 3 сигнализатора опасной дозы облучения, измеритель уровня радиации, сигнализатор опасного уровня радиации, индикаторы дозы, измеренной индивидуальным дозиметром.

Предлагая данную концепцию базисных автомобилей, специалисты исходили из предложения, что они должны заменить автоцистерны и автонасосы, а также частично аварийно - спасательные автомобили. Например, этому предложению полностью соответствует третий (тяжёлый) класс базисного пожарного автомобиля, который пригоден для выполнения боевых задач любой сложности, связанных как с тушением пожара, так и с выполнением аварийно спасательных работ.

Этот автомобиль с полной массой 14 - 16 т. И боевым расчётом 6 человек, вывозит 2000 л воды и 200 л пенообразователя, оборудован автоматическим самовсасывающим насосом производительностью 45 л?с-1 при давлении 8 бар и 5 л?с-1 при давлении 35 бар. Высокая удельная мощность, около 15 кВт?т-1 обеспечивает высокие динамические показатели и проходимость машины. Спектр функциональных возможностей автомобиля расширен благодаря применению многочисленного комплектующего оборудования, в состав которого входят: комбинированный лафетный ствол с подачей воды или раствора пенообразователя 27 л?с-1, катушка первой помощи с жёсткими шлангами длинной 60 м, 5 ручных стволов и 2 пеногенератора, 4 изолирующих противогаза, 2 погружных электронасоса, выносной электроагрегат мощностью 8 кВт. В кузове пожарной надстройки размещён стационарный электрогенератор мощностью 20 кВт, привод которого осуществляется от коробки отбора мощности. В задней части кузова установлена световая мачта с тремя прожекторами заливающего света мощностью по 1000 Вт (высота мачты до 7 м). В комплектацию автомобиля входит специальное оборудование: комплект гидроинструмента, пневмодомкраты, вентилятор производительностью 10 тыс. м3?ч-1, защитная одежда для личного состава и др. Конструкция кузова современная - блочно-модульная.

Усиление базисных автомобилей при сложных пожарах, авариях, катастрофах, предлагается осуществлять с помощью автомобилей со съёмными надстройками. Пожарная охрана Германии первой начала использовать модульной компоновки, в том числе с прицепным ведущем модулём.

Что касается системы съёма кузова, более рациональной была признана компоновка со съёмными модулями, представлена на рисунке 3.1.

Идея автомобиля со съемными модулями заключается в том, что таким пожарным машинам придаются функции оперативных ПА, и они вводятся в боевой расчет частей, на вооружении которых находятся. Для этого создается гамма модулей - не только со специальным оборудованием и приборами, но и со средствами тушения и устройствами для их подачи

В первую очередь это порошковые установки, которые могут работать без отбора мощности от базового шасси, оборудованного баллонами со сжатым инертным газом. Емкости с пенообразователем, оборудованные пеносмесителями, арматурой и другими принадлежностями. Такой модуль может работать в паре, например, с автоцистерной для подачи воздушно-механической пены, что довольно часто случается в практике тушения пожаров.

Таким образом, автомобиль со сменным съёмным модулем (например с порошковым) может находиться в части в боевом расчёте и выезжать по тревоге на тушение любого пожара. В случае возникновения техногенной аварии, а также крупного или сложного пожара ставиться тот модуль, который необходим в сложившейся фактической обстановки, и прежний автомобиль выполняет новые другие функции.

Это гибкая тактика позволяет с максимальной эффективностью использовать находящуюся на вооружении пожарной охраны мобильную технику, предназначенную в первую очередь для применения в условиях чрезвычайных ситуаций. При этом сокращаются расходы, как на приобретение, так и на эксплуатацию пожарных автомобилей.

3.3 Выбор шасси, силового агрегата и пожарной надстройки

Для правильного выбора шасси и силового агрегата проектируемого АСА следует исходя из среднестатистической продолжительности следования и нормированного значения радиуса выезда, определить максимальную скорость движения - хА мах при заданных условиях эксплуатации:

хА мах = R / (фсл •с1•с2•с3 •с4), (3.1)

где R - протяженность (радиус) выезда, км;

с1- коэффициент использования мощности (0,3...0,4);

с2 - коэффициент развития мощности (0,8);

с3- коэффициент учета климатических условий (0,5...0,9);

с4- коэффициент учета дорожных условий (0,3...1,0);

9а мах - максимальная техническая скорость автомобиля, км?ч-1.

хА мах = 3 / (0,22 • 0,4 • 0,8 • 0,5 • 0,85) = 100 км?ч-1

В соответствии с исходными данными проекта, нами будут рассмотрены варианты шасси большой грузоподъемности 5...8 т.

Для удобства проведения сравнительного анализа прототипов и выбора шасси и силового агрегата для проектируемой машины, параметры технических характеристик сравниваемых моделей АСА сводим в табл. 3.1. В качестве прототипов разрабатываемой машины нами будут рассмотрены: концепткар пожарного иавтомобиля Европейского Содружества на шасси Мерседес (принят на вооружение в Германии в 2003 г.) и отечественный автомобиль АСА-20, выпускаемый ОАО «Пожтехника». Для всех автомобилей в качестве базы используется шасси повышенной проходимости с колесной формулой 6x6, и полной массой, не превышающей 16000 кг.

В таблице 3.1 использованы следующие сокращения: КЛ - классическая компоновка; ПП - переднеприводная компоновка; КЗД - кабина за двигателем; КНД - кабина над двигателем; КПД - кабина перед двигателем; БР6В - бензиновый рудный 6-и цилиндровый, расположенный вдоль двигатель; ДР4П - дизельный рядный 4 -цилиндровый, расположенный попе-рек двигатель; ДТV8В - дизельный турбированный V- образный 8 - цилиндровый, расположенный вдоль двигатель.

Таблица 3.1 - Характеристики аварийно-спасательных автомобилей

Наименование параметра	Обозначение	Страна, модель ПА
		Россия	Германия	Проект
1.Тип	АСА	-20 КамАЗ (43114)	3 класс VMR30 ЕР820	-20 М УРАЛ(6370)
2.Колесная формула шасси		6x6	6x6 Мерседес 1929К38	6x6
3.Компоновочная схема		КЛ	КЛ	КЛ
4.Положение кабины		кнд 1+2	кнд 1+2	кнд 1+2
5.Номинальная грузоподьемность, кг	mH	7000	8000	8000
6.Полная масса, кг	mA	15100	17000	15000 до 15600
7. Запас огнетушащего вещества	Пена Порошок СО2	- - -	2250 или AFFF760	2000 1260 300 (0.3)
8. Габариты, мм.: длинна ширина высота	LA BA HA	7900 2500 3500	9000 2500 3660	7900 2500 3500
9. Максимальная скорость, км/ч	хAmax	85	90	До 100 рекомендован 85
10. Расход топлива, л/100 км.	QS	40	37,6	34
11. Тип, модель, двигатель		ДV8В 740	ДV8В 1929К38	ДV8
12. Максимальная мощность, кВт	NE max	191	190	176
13. Частота вращения коленвала при NE max	nN	2600	3150	2600
14. Максимальный вращающий момент, H?м	MEmax	663	875	656,7
15. Масса двигателя	mд	740	1600	800

Выбор пожарной надстройки полностью зависит от заданного типа пожарной машины и современного дизайна. Проанализировав характерные для АСА сборочные единицы, агрегаты, крупное пожарно-техническое оборудование и количество личного состава боевого расчёта, заполним таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Характеристики сборочных единиц и агрегатов проектируемого ПА

Наименование сборочной единицы, агрегата	Масса, кг	Габариты, мм. 1 x b x h	Координаты центра масс	Статистические моменты, H/m
			Xi	Zi	Mi?Xi	Mi?Zi
1. Шасси и кузов с ПТВ	3635 3315	8000x1000x 800	2	1	136220	68110
2. Двигатель.	740	1500x1000x 800	0,25	1,2	1113	7252
3. кабина и боевой расчёт.	550 +240	1400x2500x 1600	0,6	1,2	4645	9290
4. Генератор с оборудованием.	550 +160	700x2500x 1500	1,2	1,2	8349,6	8349,6
5. Осветительная мачта.	100	400x400x 1400	1	1,5	980	1470
6. Запасное колесо на крыше.	60	1000x1000x 400	1,1	3	646,8	1764
7. Малый отсек с оборудованием.	250	600x2500x 1500	1,8	1,6	4410	3920
8. Большой отсек или модуль.	2000	1200x2500x 1500	3,3	1,8	646820	35280
9. Сменный модуль.	2000	100x2500x 1500	4,6	1,8	90160	35280
10. Подъёмный кран.	1400	700x1200x 2700	5,7	1,4	78204	19208
Итого:	15000				X=2,57	Z=1,29

Проанализировав основные АСА, находящиеся на вооружении в нашей стране и за рубежом, выбираем первый способ создания проектируемой машины: на серийное шасси устанавливаем пожарную надстройку, т.е. кабину (салон) боевого расчета и специальную платформу с оборудованием.

В качестве прототипа ходовой части предлагаем использовать шасси автомобиля «Урал-6370» (6x6) с передним рулевым управлением. Дизельный двигатель обеспечит передвижение автомобиля, работу специальных агрегатов и приспособлений, работу насоса, гидравлической системы, привода подъемного крана. Передача мощности будет осуществлена через механическую зубчатую трансмиссию и сочленённые валы.

На выбранном шасси устанавливаем кабину для водителя и команды из двух человек с посадочной формулой 1+2, платформу с дополнительным оборудованием и огнетушащими веществами.

4. Разработка пожарных модулей надстройки автомобиля

Тушение большинства пожаров в настоящее время осуществляется водой, водными растворами минеральных солеи и воздушно-механической пеной различной кратности. Однако с развитием нефтяной, химической и некоторых других отраслей промышленности тушение водой и водными растворами не всегда становится эффективным и безопасным. Поэтому для тушения электроустановок под напряжением, щелочных металлов, кислородосодержащих веществ и т.п. применяют специальные огнетушащие вещества, включающие порошковые составы, инертные газы, галоидированные углеводороды и другие огнетушащие композиции. В связи с этим на пожарных автомобилях монтируются установки водопенного, полипенного, порошкового, газового, аэрозольного и комбинированного тушения.

4.1 Разработка модуля порошкового тушения

На автомобильных установках порошкового тушения в основном используются три способа подачи огнетушащих порошковых составов (ОПС): пневматический, аэрозольный и комбинированный.

При пневматическом способе порошок подается за счет временно создаваемого в емкости избыточного давления газов или постоянного давления, поддерживаемого на уровне 3000...3500 кПа. Этот способ применялся на ранее выпускавшихся пожарных машинах АП-0,7(66)122 и современных автомобилях порошкового тушения АП-4(43101) 001-ТЛ.

При аэрозольном способе под наклонно установленное днище из многослойной воздухопроницаемой ткани компрессором ротационного типа РК-6/1 нагнетается воздух под небольшим давлением 150...200 кПа, достаточным для "псевдоожижения" порошка. При этом порошок по наклонному днищу стекает к сифонным заборникам и далее по трубопроводам поступает к стволам. Этот способ применяется на пожарных машинах АП-3(130) 148.

Предполагаемая схема представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема порошковых коммуникаций разрабатываемого модуля:

1 - предохранительный клапан высокого давления; 2 - манометр высокого давления; 3 - вентиль; 4 - клапан низкого давления; 5 - лафетный ствол; 6 - клапан лафетного ствола; 7 - вентиль; 8 - манометр низкого давления на сосуде; 9 - фильтр линии вакуумной загрузки; 10 - сосуд; 11 - предохранительный клапан; 12 - труба лафетного ствола; 13 - труба рукавной линии; 14 - клапан трубы ручного ствола; 15 - ручной ствол-пистолет; 16 - клапан продувки рукавной линии; 17 - обратный клапан системы продувки; 18 - коллектор низкого давления; 19 - редуктор; 20 - клапан высокого давления; 21 - коллектор высокого давления; 22 - баллон.

При комбинированном способе аэрация сочетается с пневматической подачей под действием избыточного давления.

Наиболее узкими местами этих систем подачи порошка, как и прежде, остаются не механизированные процессы заправки емкостей порошком и предупреждение слеживаемости порошковых составов при длительной эксплуатации порошковых установок.

На основании рассмотрения известные схемы, предлагается новая схема, объединяющая достоинства существующих систем подачи порошка и наиболее подходящая к заданным условиям эксплуатации проектируемого модуля порошкового тушения.

4.1.1 Расчет мобильных установок порошкового тушения

Расчет мобильных установок порошкового тушения производится в следующей последовательности.

Определяется расчетным путем объем емкости - VР для порошка:

Vp=GП/сп+Vc, (4.1)

где Gп - насыпная плотность порошка, кг;

сп - масса огнетушащего порошка, кг;

Vс - объем свободного пространства - 10 %, м3

Масса порошка - Gп, вывозимого на ПА, определяется по формуле, аналогичной формуле:

Gп = k•FП•J•фp, (4.2)

где k - резервный запас порошка, принимается k=2;

FП - площадь пожара, м2;

J - интенсивность подачи, кг(см2)-1;

фp,- расчетное время тушения, с.

Расчет проводим исходя из максимальной предполагаемой площади пожара, равной для предполагаемых объектов тушения 70 м2. Интенсивность подачи принимаем для спирта т.е. 0,3.

Тогда масса порошка определится как:

Gп = 2•70•0,3•30 = 1260 кг

VР= 1,1•1260/1100 = 1,26 м3

Расчет требуемого количества сжатого газа (воздуха) проведем по нижеследующей формуле:

Gгаза = Gраб + Gтр. + Gпр., (4.3)

где Gраб. - масса газа, необходимая для создания рабочего давления, кг

Gтр. - масса газа для транспортирование порошка в зону горения, кг;

Gпр- масса газа, необходимая для продувки трубопроводов от оставшегося порошка, кг.

В свою очередь количество газа, необходимое для создания рабочего давления, определим по формуле:

Gраб = Vс•сР, (4.4)

где сР - плотность газа в емкости при рабочем давлении РР. и температуре ТР.

сР = РР/(R•Тр), (4.5)

где R - газовая постоянная, Дж (кг?К)-1.

Количество газа, необходимое для транспортировки порошка в зону горения, определим по формуле:

Gтр. = qп•фтр./kконц., (4.6)

где qп - расход порошка (расчетный), кг?с-1;

фтр. - продолжительность транспортирования порошка, с;

kконц. - коэффициент концентрации газопорошковой смеси для состава марки ПСБ находится в пределах 10...25, (кг порошка / кг газа).

Количество газа, необходимое для продувки коммуникаций составляет:

Gпр = 0,2 • Gраб. (4.7)

По потребному количеству газа определим необходимое для его хранения число баллонов - ZБ:

ZБ = Gгаза / (VБ•сБ), (4.8)

где VБ - объём баллона, м3

сБ - плотность газа в баллоне при давлении и температуре, кг?м-3.

Gраб = 0,252•0,5 = 0,125

сp = 4,3•104/(287•293) = 0,5

Gпр. = 0,2•0,125 = 0,025

Gтр. = 30•30/15 = 60

ZБ = (0,125 + 60 + 0,025) / (0,05•500) = 2,4

Согласно расчетам принимаем с некоторым запасом три баллона.

Окончательный вариант схемы порошковых коммуникаций для сменного модуля, работающего автономно, без отвлечения мощности двигателя базового шасси представлен на рисунке 4.2.

Комплектация модуля включает: три баллона со сжатым воздухом или инертным газом; две катушки с рукавами по 16 м; емкость, рассчитанную на 1,5 м3 и обеспечивающую вывоз 1300 кг порошка.

Таким образом, спроектированный модуль может обеспечивать подачу 30 кг?с-1 порошка в течение 40...45 с, что достаточно для тушения проектной площади пожара.

Рисунок 4.2 - Схема порошковых коммуникаций сменного модуля

4.2 Разработка модуля газового тушения

Аналогично разработанному порошковому модулю может быть использован модуль газового тушения, предназначенный для тушения пожаров в закрытых объемах с большими материальными ценностями (музеи, банки, склады, архивы), в помещениях объектов спиртовой промышленности, а также в электроустановках и кабельных туннелях.

В целях снижения затрат при разработке модуля газового тушения целесообразно использовать стандартное оборудование. Одним из возможных вариантов может оказаться схема, представленная на рисунке 4.3. Модуль газового или углекислотного тушения содержит: 12 баллонов по 40 л, позволяющих транспортировать 300 кг жидкой двуокиси углерода (высшего и первого сортов по ГОСТ 8050-85), две катушки с возможностью подключения ломов пробойников или раструбов-распылителей с рукавом 25 м.

Рисунок 4.3 - Принципиальная схема углекислого тушения

4.3 Гидравлическая схема подъемного крана

Рисунок 4.4 - Схема гидравлическая принципиальная

Одной из особенностей разрабатываемой машины является укомплектованность ее грузоподъемные механизмом с гидроприводом. Принципиальная гидравлическая схема работы крана показана на рисунке 4.4. Кран имеет следующие характеристики: максимальный грузовой момент, кНм (т.м.) - 30 (3), вылет стрелы - 6 м, максимальная высота подъема груза - 6 м, угол поворота ± 120 град. Для обеспечения устойчивости АСА при работе подъемного крана машина снабжена управляемыми с помощью гидравлики двумя выдвижными опорами.

5. КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО АВТОМОБИЛЯ

5.1 Разработка компоновочной схемы

Разработка компоновочной схемы пожарного автомобиля начинается с определения его собственной (снаряженной) массы без учета массы вывозимого оборудования (надстройки). С учетом коэффициента снаряженной массы, собственная масса снаряженного пожарного автомобиля - mс определяется как:

, (5.1)

где mн - номинальная грузоподъемность, кг (масса перевозимого груза, указанная в технической характеристике автомобиля);

q - коэффициент снаряженной массы.

mс = 8000•0,65 = 5200 кг.

АСА относится к специальным машинам и требует при определении массы шасси учитывать массу оперения пожарной надстройки. В связи с этим в расчеты вводится поправочный коэффициент (коэффициент надстройки): mс = 8000•0,65•1,3 = 6760 кг.

Полная масса ПА - mА (кг) определяется как сумма следующих масс:

mА = mн + mс + 80z = mн(1 + ч) + 80z, (5.2)

где z - число мест в кабине (салоне) боевого расчета, включая водителя.

mА = 8000 + 6760 + 80•3 = 15000 кг.

При определении числа осей пожарного автомобиля прежде всего следует учесть единые международные нормы весовых ограничений для автотранспортных средств, обусловленные прочностью дорожных покрытий. Для пожарных автомобилей, относящихся к автомобилям группы Б, предназначенным для эксплуатации по всей сети дорог, допустимая нагрузка на одинарную неуправляемую ось должна быть не более 60 кН, на одинарную управляемую ось - 45 кН. Общее число осей определяем по нижеследующей формуле:

к =(GА - куGу) / Gну + ку, (5.3)

где GА - полный вес автомобиля GA = mA•g, Н;

g - ускорение свободного падения, м?c-2;

ку - число управляемых осей;

Gу - весовая нагрузка на управляемую ось, Н;

Gну - допустимая весовая нагрузка на неуправляемую ось, Н.

k = (15000•9,8 - 1•45000) / 60000 + 1 ? 3.

Минимальное число осей - кmin определяется из условия возможности установившегося движения ПА с небольшой скоростью в заданных дорожных условиях по сцеплению:

кmin > GA· (1-0,3)/( GНУ · ), (5.4)

где - максимальное значение коэффициента суммарного сопротивления дороги, для расчетов принимается 0,150;

- расчетный коэффициент сцепления, принимается равным 0,4.

Кmin = 3 > 15000•9,8•0,150 (1 - 0,3•0,4)/(60000•0,4) = 0,8.

Колесная база - L является одним из наиболее важных параметров конструкции ПА. Ее значение определяется в соответствии с формулой:

L = Gн(lк + Д + 0,5?1пл)/(Gн + Gо - G1), (5.5)

где Gн - номинальный вес груза, Н;

lК - расстояние от передней оси автомобиля до задней стенки кабины, мм;

Д - зазор между задней стенкой кабины и кузовом Д ? 100 мм;

lпл - длина грузовой платформы, выбирается по прототипу или в зависимости от габаритов размещаемого оборудования, мм;

Gо, G1 - весовая нагрузка на переднюю ось автомобиля без груза и с грузом, Н.

L = 8000•9,8 (360 + 100 + 0,5 • 5840) / (8000•9,8 + 2700 - 3600) = 3340 мм.

Таким образом, определив основные параметры шасси, предлагаем следующую компоновочную схему пожарного автомобиля: полноприводное повышенной проходимости шасси 6x6, классическая компоновка, кабина над двигателем.

5.2 Определение координат центра масс и нагрузок по осям

Для выбранной компоновочной схемы шасси согласно рисунку 5.1:

G2 + G3 = 0,76•15000 = 11400 => G2 = G3 = 5700 кг.

G1 = GA - (G2 + G3) = 15000 - 11400 = 3600 кг.

G0 = 0,75•G1 = 0,75•3600 = 2700 кг.

Координаты центра тяжести ПА (мм) определяем как:

ХGа = ?(Gi•хi) / GА; YGа = ?(Gi•yi); ZGя = (Gi•zi) / GА, (5.6)

где хGа, уGа, zGа -координаты Центра тяжести ПА по осям Ох, Оу, Оz;

Gi; - вес отдельных элементов конструкции ПА, Н;

GА- полный вес ПА, равный сумме Gi, Н;

xi, yi, zi - координаты центров тяжести отдельных элементов конструкции ПА по осям Ох, Оу, Оz, мм.

Рисунок 5.1 - Схема весовых нагрузок шасси

а = хGа = ?(Gi•хi)/ Gа = 2,57м.

hg = zGа = ?(Gi•zi)/ GA = 1,29 м

Так как расстояние от передней оси автомобиля до центра масс по оси координат ОХ а = хGа, то a = 2,57 м. hg = zGа = 1,29 м.

Полученные расчетным путем координаты центра масс проектируемого автомобиля показывают, что компоновка автомобиля осуществлена удачно, весовые нагрузки на отдельные оси соответствуют рекомендациям завода изготовителя шасси, так как около 74 % массы приводится на заднюю тележку и 26 % - на переднюю управляемую ось. Таким образом, принятая компоновка обеспечивает заданные параметры проходимости, управляемости, устойчивости и безопасности.

6. ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО АВТОМОБИЛЯ

Способность ПА в кратчайший срок прибывать к месту вызова оценивается главным образом его тягово-скоростными свойствами. Они предопределяют диапазон скоростей движения и предельные ускорения ПА, возможные на тяговом режиме по техническим характеристикам двигателя и сцеплению ведущих колес с дорогой в различных эксплуатационных условиях.

6.1 Выбор параметров тягового расчета

Для проведения тягового расчета необходимо выбрать типоразмер пневматических шин, относительную радиальную деформацию их профиля, механический КПД трансмиссии, коэффициент обтекаемости машины, коэффициент сопротивления движению и предварительно определить динамический и кинематический радиусы колеса, а также площадь Миделя.

6.1.1 Типоразмер шин и радиусы колеса

Выбор пневматических шин производится с учетом их номенклатуры по наиболее нагруженным колесам ПА.

Динамический радиус колеса - Rд(м) в первом приближении принимается равным статическому радиусу прототипа - rст, который приводится в ГОСТ на пневматические шины.

При отсутствии данных по статическому радиусу пользуемся для эластичных шин следующим выражением:

rд = 0,5 d + лш*Д*Вш, (6.1)

где d - посадочный диаметр обода колеса, указанный в маркировке шины в мм или дюймах, м;

лш - относительная радиальная деформация профиля шины (коэффициент смятия шины под нагрузкой), принимаемый лш = 0,89...0,9;

Д - отношение высоты профиля шины к ее ширине: для обычных автомобильных шин принимается Д = 1, для широкопрофильных и арочных указывается в маркировке шины;

Вш - ширина профиля шины, указанная в маркировке в мм, м.

Радиус качения колеса (кинематический) - rк определяется экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных для диагональных шин принимаем rк = 1,02 rд, для радиальных шин rк = 1,04 rд.

rд = 0,5•508 + 0,89•1•260 = 485,4 м.

rк = 1,04•485 = 505 м.

6.1.2 Коэффициент полезного действия трансмиссии

Коэффициент полезного действия механической трансмиссии (КПД) характеризует потери мощности в механизмах трансмиссии при ее передаче от первичного вала коробки передач до ведущих колес автомобиля.

КПД механической трансмиссии - зТР равен произведению коэффициентов полезного действия входящих в трансмиссию механизмов: