Експериментальні дослідження адаптованих середньовантажних пожежних автомобілів для ліквідації надзвичайних ситуацій

Abstract

Пожежні автомобілі повинні бути максимально адаптовані до ліквідації надзвичайних ситуацій, зокрема, забезпечувати необхідну інтенсивність подачі засобів гасіння, тобто бути багатофункціональними. Особливі вимоги висуваються до пожежних транспортних засобів це: висока прохідність і швидкість руху, можливість перевезення одного відділення, транспортування інструментів і устаткування для захоплення, засипання ґрунтом, заливання краю пожежі водою чи розчинами хімікатів тощо. Наукові дослідження спрямовані на розроблення способів проведення оцінки ефективності нових зразків пожежно-рятувальних автомобілів щодо відповідності вимогам МНС України, зокрема шляхом порівняльного аналізу із альтернативними зразками, на визначення чинників, що впливають на роботу пожежного автомобіля, на розробку методу адаптації автомобілів для ліквідації надзвичайних ситуацій, для підвищення рівня їх експлуатаційної досконалості та ефективності функціонування. Для реалізації мети оціночних випробувань розроблено методику випробувань і створено експериментальний зразок пожежного автомобіля для ліквідації надзвичайних ситуацій. Отриману залежність між числом обертів колінчастого валу двигуна і величиною динамічного обертового моменту в трансмісії випробовуваного пожежного автомобіля у разі різкого включення зчеплення на режимах рушання автомобіля з місця можна представити графічно. Запропоновану для порівняння різних варіантів конструкцій пожежного автомобіля цю характеристику взяти за критерій ефективності. Проводились експериментальні дослідження: рушання автомобіля з місця на крутому підйомі із подальшим підвищенням передач; подолання придорожнього кювету з пологими стінками глибиною 0,2–0,6 м і під кутом 45° до його осі; наїзд колесами однієї сторони пожежного автомобіля на бордюр заввишки 140–150 мм; входження у поворот із прямолінійного руху до мінімально можливого радіусу повороту на асфальтовому покритті на II та III передачах із постійною швидкістю 10-12 км/год. Для підтвердження правомірності прийнятих припущень математичної моделі, точності прикладних програм і достовірності отриманих результатів виконано перевірку адекватності математичного моделювання шляхом порівняння тестових задач статики та динаміки руху пожежних автомобілів для ліквідації надзвичайних ситуацій. Пожежний автомобіль для ліквідації надзвичайних ситуацій, змодельований на основі запропонованої методики адаптації базового шасі для потреб гасіння лісових пожеж і формування модуля-контейнера, дозволяє підвищити ефективність його використання за вибраними критеріями на 18 %. Використання поздовжньої податливості модулів-контейнерів порівняно з звичайним кріпленням кузова забезпечує зменшення витрати пального під час руху пожежного автомобіля до 4 %.

Fire trucks should be maximally adapted to the elimination of emergency situations, in particular, to provide the necessary intensity of supply of extinguishing agents, that is, to be multifunctional. Special requirements are imposed on fire-fighting vehicles: high cross-country ability and speed, the ability to transport one compartment, transport tools and equipment for grabbing, backfilling with soil, filling the edge of the fire with water or chemical solutions, and the like. Scientific research is aimed at developing ways to assess the effectiveness of new models of fire and rescue vehicles for compliance with the requirements of the Ministry of Emergency Situations of Ukraine, in particular, through comparative analysis with alternative samples, to determine the factors affecting the operation of a fire truck, to develop a method for adapting vehicles for emergency response, to improve their level of operational excellence and operational efficiency. To realize the purpose of the assessment tests, a test procedure was developed and an experimental model of a fire-fighting vehicle for emergency response was created. The obtained relationship between the number of revolutions of the crankshaft of the engine and the value of the dynamic torque in the transmission of the test fire vehicle in the case of a sharp engagement of the clutch in the vehicle starting modes can be represented graphically. It is proposed to compare different variants of fire engine designs to take this characteristic as an efficiency criterion. Experimental studies were carried out: starting a car from a place on a steep rise, followed by an increase in gears; overcoming a roadside ditch with flat walls 0.2–0.6 m deep and at an angle of 45° to its axis; running over with wheels of one side of a fire engine on a curb 140–150 mm high; entering a turn from straight-line movement to the minimum possible turning radius on an asphalt surface in II and III gears at a constant speed of 10-12 km/h. To confirm the validity of the accepted assumptions of the mathematical model, the accuracy of applications and the reliability of the results obtained, the adequacy of mathematical modeling was checked by comparing the test problems of statics and dynamics of the movement of fire trucks for emergency response. A fire truck for liquidation of emergency situations, modeled on the basis of the proposed adaptation method of the base chassis for the needs of extinguishing forest fires and the formation of a container module, makes it possible to increase the efficiency of its use according to the selected criteria by 18%. The use of the longitudinal flexibility of the container modules in comparison with the conventional body mount provides a reduction in fuel consumption when driving a fire truck up to 4%.

Пожарные автомобили должны быть максимально адаптированы к ликвидации чрезвычайных ситуаций, в частности, обеспечивать необходимую интенсивность подачи средств тушения, то есть быть многофункциональными. Особые требования предъявляются к пожарным транспортным средствам это: высокая проходимость и скорость движения, возможность перевозки одного отделения, транспортировки инструментов и оборудования для захвата, засыпки грунтом, заливки края пожара водой или растворами химикатов и тому подобное. Научные исследования направлены на разработку способов проведения оценки эффективности новых образцов пожарно-спасательных автомобилей на соответствие требованиям МЧС Украины, в частности путем сравнительного анализа с альтернативными образцами, на определение факторов, влияющих на работу пожарного автомобиля, на разработку метода адаптации автомобилей для ликвидации чрезвычайных ситуаций, для повышение уровня их эксплуатационного совершенства и эффективности функционирования. Для реализации цели оценочных испытаний разработана методика испытаний и создан экспериментальный образец пожарного автомобиля для ликвидации чрезвычайных ситуаций. Полученную зависимость между числом оборотов коленчатого вала двигателя и величиной динамического крутящего момента в трансмиссии испытуемого пожарного автомобиля в случае резкого включения сцепления на режимах трогания автомобиля с места можно представить графически. Предложено для сравнения различных вариантов конструкций пожарного автомобиля эту характеристику взять за критерий эффективности. Проводились экспериментальные исследования: трогание автомобиля с места на крутом подъеме с последующим повышением передач; преодоления придорожного кювета с пологими стенками глубиной 0,2–0,6 м и под углом 45° к его оси; наезд колесами одной стороны пожарного автомобиля на бордюр высотой 140–150 мм; вхождение в поворот с прямолинейного движения до минимально возможного радиуса поворота на асфальтном покрытии на II и III передачах с постоянной скоростью 10–12 км/ч. Для подтверждения правомерности принятых допущений математической модели, точности приложений и достоверности полученных результатов выполнена проверка адекватности математического моделирования путем сравнения тестовых задач статики и динамики движения пожарных автомобилей для ликвидации чрезвычайных ситуаций. Пожарный автомобиль для ликвидации чрезвычайных ситуаций, смоделированный на основе предложенной методики адаптации базового шасси для нужд тушения лесных пожаров и формирования модуля-контейнера, позволяет повысить эффективность его использования по выбранным критериям на 18 %. Использование продольной податливости модулей-контейнеров по сравнению с обычным креплением кузова обеспечивает уменьшение расхода топлива при движении пожарного автомобиля до 4 %.