DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0775.2019.1.10

КОМПЛЕКСНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ АНАЛІЗУ ЗАХИЩЕНОСТІ БОЙОВИХ МАШИН ЛЕГКОЇ КАТЕГОРІЇ ЗА МАСОЮ ВІД СТРІЛЕЦЬКОЇ ЗБРОЇ З УРАХУВАННЯМ ГЕОМЕТРІЇ МАШИНИ, РЕЛЬЄФУ МІСЦЕВОСТІ Й ДОДАТКОВОГО БРОНЮВАННЯ

Oleg Shatalov, Yevhen Dudar, Anton Vasiliev

Анотація


У роботі викладена розроблена комплексна математична модель для побудови тривимірних тактичних діаграм на місцевості і оцінки рівня броньованої захищеності бойових машин легкої категорії за масою (БМ ЛКМ) від стрілецької зброї, яка дозволяє розраховувати параметри польоту кулі залежно від дальності, кути зустрічі кулі з елементом бронекорпусу з положення стрільця і положенням елемента бронекорпусу, а також  швидкості пробиття бронеелементів корпусу з урахуванням додаткового бронювання. Створена математична модель дозволяє вирішувати завдання оцінки безпечної зони для БМ ЛКМ з урахуванням реальної геометрії корпусу, рельєфу місцевості та бронезахищеності існуючих і проектованих БМ ЛКМ для обґрунтованого вибору методів захисту від сучасної стрілецької зброї, зокрема з урахуванням додаткового бронювання.


Ключові слова


ббойова машина; бойова машина легкої категорії за масою; броньована захищеність; швидкість пробиття; тактична діаграма

Повний текст:

PDF

Посилання


Dudar Ye. Ye., Shatalov O. Ye., Vasy`l`yev A. Yu. Metody`ka vraxuvannya geometriyi bojovy`x mashy`n legkoyi kategoriyi vagy`dlya pobudovy` takty`chny`x diagram [The method of taking into account the geometry of lightweight combat vehicles for the construction of tactical diagrams]. Zbirny`k naukovo-texnichny`x pracz` "Naukovy`j visny`k NLTU Ukrayiny`". L`viv, 2017, vy`p. 27 (5), pp. 139–147.

Vasil'ev A. Ju., Martynenko A. V., Shatalov O. E. [ta іn.] Kompleksnyj podhod k modernizacii korpusov legkobronirovannyh mashin s ispol'zovaniem sovremennyh programmnyh kompleksov [An integrated approach to the modernization of light armored cars with the use of modern software systems]. Praci Tavrijs`koyi derzhavnoyi agrotexnichnoyi akademiyi. Melitopol`. 2005, vy`p. 26, pp.169–174.

Shatalov O. E. K voprosu postroenija i ispol'zovanija 3D mernyh planov mestnosti [On the issue of building and using 3D dimensional terrain plans]. Mexanika ta mashy`nobuduvannya. 2005, no.1, pp. 210–213.

Tkachuk A. N., Shatalov O. E., Larin A. Ju. [i dr.]. Raschet traektorii poleta pul' i snarjadov s uchetom ugla nutacii, precessii i sobstvennogo vrashhenija [Calculation of the trajectory of the flight of bullets and shells, taking into account the nutation angle, precession and proper rotation]. Artillerijskoe i strelkovoe vooruzhenie. 2005, no. 3, pp. 38–42.

Kozlov A.G., Tal' O.A. Konstrukcija i raschjot tankov [Design and calculation of tanks]. Moskva: Izd-vo Akademii BTV, 1965. 602 p.

Morozov E. M., Muzejmnek A. Ju., Shadskij A. S. ANSYS v rukah inzhenera. Mehanika razrushenij [ANSYS in the hands of an engineer. Mechanics of destruction.]. Moskva: Lenand, 2008. 456 p.

Hallquist J. LS-DYNA: Theoretical Manual. Livermore Software Technology Corporation, 1998, May. 498 р.

Sabonad'er Zh.-K., Kulon Zh.-L. Metod konechnyh jelementov i SAPR [Finite element method and CAD]. Moskva: Mir, 1989. 192 p.

Mark H. Holmes Introduction to Numerical Methods in Differential Equations. Springer, 2007. 238p.

Gallager R. Metod konechnyh jelementov. Osnovy [Finite element method. The basics]. Per. s angl. / pod red. N. V. Banichuka. Moscow: Mir, 1984. 428 p.

Norri D., Friz Zh. Vvedenie v metod konechnyh jelementov [introduction to the Finite Element Method. The basics]. Moscow: Mir, 1981. 304 s.

Zienkiewicz O. С., R. L. Taylor The Finite Element Method. Vol. 1: Basic Formulation and Linear Problems. Mc Graw-Hill. London, 1989. 725 р.

Armstrong C. G., D. J. Robinson, R. M. Mckeage, [and other] Medials for Meshing and More. 4th Annual International Meshing Roundtable, The Queen’s University of Belfast (N. Ireland 16-17, 1995).

Vasil'ev A. Ju., Malakej A. N., Peleshko E. V., Shatalov O. E. K voprosu integrirovannyh sistem analiza dinamicheskih processov v korpusah transportnyh sredstv special'nogo naznachenija [On the issue of integrated systems for the analysis of dynamic processes in special vehicle bodies]. Mexanika ta mashy`nobuduvannya. Kharkіv: NTU "KhPІ", 2004, no.1, pp. 51–60.

Bronirovannaja razvedyvatel'no-dozornaja mashina BRDM. Tehnicheskoe opisanie i instrukcija po jekspluatacii [Armored reconnaissance and patrol vehicle BRDM. Technical specification and maintenance instruction] / pod redakciej I. M. Goloshhapov. Moscow: Voen. izdat., 1984. 408 p.

Kuprinenko O. M., Golub V. A. Sintez variantov proektnyh gipotez tehnicheskogo oblika perspektivnyh tipov boevyh bronirovannyh mashin [Synthesis of variants of the design hypotheses of the technical appearance of promising types of armored combat vehicles]. Vijs`kovo-texnichny`j zbirny`k. L`viv, 2013, no. 2(9), pp. 36–42.

Vasil'єv A. Ju., Brul' S. T., Tkachuk N. A., Karapejchik I. N.Modelirovanie fiziko-mehanicheskih processov v korpusah legkobronirovannyh mashin: podhody, modeli, jeffekty [Modeling of physicomechanical processes in cases of lightly armored cars: approaches, models, effects]. Mexanika ta mashy`nobuduvannya. Kharkіv: NTU "KhPІ", 2011, no 1, pp. 66–73.

Vasil'ev A. Ju., Malakej A. N., Peleshko E. V., Shatalov O. E. K voprosu integrirovannyh sistem analiza dinamicheskih processov v korpusah transportnyh sredstv special'nogo naznachenija [On the issue of integrated systems for the analysis of dynamic processes in special vehicle bodies.]. Mexanika ta mashy`nobuduvannya. Kharkіv: NTU "KhPІ", 2004, no. 1, pp. 51–60.

Tkachuk N. A., Ponomarev E. P., Mirgorodskij Ju. Ja. [i dr.] Specializirovannye sistemy dlja avtomatizirovannogo proektirovanija, issledovanija i izgotovlenija transportnyh sredstv special'nogo naznachenija i jelementov tehnologicheskih system [Specialized systems for computer-aided design, research and manufacturing of special purpose vehicles and elements of technological systems]. Vestnik NTU "KhPI". Tematicheskij vypusk "Kolesnye i gusenichnye mashiny special'nogo naznachenija". Kharkіv: NTU "KhPІ", 2003, no.27, pp. 13–20.

Golub V. A. Balisty`chny`j ta proty`minny`j zaxy`st bojovy`x kolisny`x mashy`n. Metodologichni osnovy` pobudovy`: Monografiya. Lviv: ASV, 2014. 224 р. 21. LIAO Ri-dong, WANG Jian, ZUO Zheng-xing, FENG Hui-hua Application of Finite Element Analysis of Heavy Vehicle Frames. School of Mechanical and Vehicular Engineering, Beijing Institute of Technology, (Beijing 100081, China): електрон. версія журн. 2006. URL: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTALBGTK200602014.htm (data zvernennya: 20 sichnya 2015).

YU Ya-ting, DU Ping-an, WANG Zhen-wei Research on the current application status of finite element method. School of Mechatronics Engineering, University of Electronics Science and Technology, (Chengdu 610054, China): електрон. версія журн. 2005. URL: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-JXSJ200503002.htm (data zvernennya: 21 sichnya 2015).

Williams K. A, Poon K. Numerical Analysis of the Effect of Surrogate Anti-Tank Mine Blasts on the M113. URL: http://www.dtic.mil/docs/citations/ADA375585 (data zvernennya: 20.01.2017).

K. Williams, Fillion-Gourdeau F. Numerical Simulation of Light Armoured Vechicle Occupant Vulnerability to Anti-Vechicle Mine Blast. The report materials 7-th International LS-DYNA Users Conference. URL: http://www.dynalook.com/international-conf- 2002/Session_6-2.pdf. (data zvernennya: 12.02.2015)

Zhang Tieshan, Hu Jianli, Tang Yun Dynamic Finite Element Analysis of Light Vehicle Frame. School of Mechanical Engineering, NUST, Nanjing 210094, (Yuejin Automobile Group Corporation, Nanjing 210037): електрон. версія журн., 2001. URL: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTALNJLG200106006.htm. (data zvernennya: 21.01.2015).

Rubina N. Ju. Autodesk Inventor. Prakticheskij kurs [Autodesk Inventor. Practical course]. Moscow: Komp'juter–Press, 2004. 258 p. 27. Korol`ov V. M., Zayecz` Ya. G., Savchuk R. G. Analiz zabezpechennya topografichny`my` kartamy` zbrojny`x sy`l providny`x krayin svitu u lokal`ny`x vijnax i zbrojny`x konfliktax [Analysis of the provision of topographic maps of the armed forces of the leading countries of the world in local wars and armed conflicts]. Perspekty`vy` rozvy`tku ozbroyennya ta vijs`kovoyi texniky` Suxoputny`x vijs`k: materialy` nauk.-texn. konf. z mizhnar. uchastyu . L`viv, 14-15 travnya 2015 r.). L`viv: ASV, 2015, P. 148.

Popov M. O., Seredy`nin Ye. S. Geoinformacijni sy`stemy` ta texnologiyi v zavdannyax oborony` j nacional`noyi bezpeky` [Geoinformation systems and technologies in the tasks of defense and national security]. Nauka i oborona. 2009, no. 3, pp. 49–56.

Korol`ov V. M., Luchuk E. V., Zayecz` Ya. G. Analiz stanu miscevosti pid chas planuvannya ta organizaciyi boyu pidrozdilamy` suxoputny`x vijs`k [Analysis of the state of the area during the planning and organization of combat units of the Army]. Geoinformacijni sy`stemy` ta informacijni texnologiyi u vijs`kovy`x i special`ny`x zadachax: materialy` nauk.–texn. semin (m. L`viv, 2014 r.). L`viv, ASV. 2014, pp. 97–98.

Vas`kivs`ky`j M. I., Chepkov R. I. Deyaki aspekty` zastosuvannya geoinformacijny`x texnologij dlya informacijno-upravlyayuchy`x sy`stem bronetankovogo ozbroyennya [Some aspects of the application of geoinformation technologies for information-control systems of armored armament]. Sichnevi GISy`: materialy` nauk.– texn. semin. (m. L`viv, 21-22 sichnya 2011 r.). L`viv, ASV, 2011, pp. 139–140.

Kunvu Li. Osnovy SAPR CAD/CAM/CAE [The basics SAPR CAD/CAM/CAE]. Sankt-Piterburg: Piter, 2004. 560 p.

Tomusyak A. A., Troxy`menko V. S. Matematy`chny`j analiz: posibny`k [Mathematical analysis: manual]. Vinny`cya: Vinny`cz`ky`j derzhavny`j pedagogichny`j universy`tet, 1999. 489 p.

Shabatura Yu. V., Chix V. I. Fizy`ka v zadachax i pry`kladax u vijs`kovij spravi: Navchal`ny`j posibny`k [Physics in tasks and examples in military affairs]. L`viv: ASV, 2011. 414p.

Dudar Ye. Ye., Shatalov O. Ye., Vasy`l`yev A. Yu. Matematy`chne modelyuvannya geometriyi miscevosti – metody`ka modelyuvannya geometriyi miscevosti dlya vy`rishennya zadach iz pobudovy` takty`chny`x diagram zaxy`shhenosti BM LKV [Mathematical modeling of geometry of a locality is a technique of modeling of geometry of a locality for solving problems from construction of tactical security diagrams of BM LKV]. Naukovy`j visny`k "Bioresursy` i pry`rodokory`stuvannya". Ky`yiv, 2017, V. 9, no. 3–4, pp. 80–88.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Дудар Є. Є. , Шаталов О. Є., Васильєв А. Ю. Методика проведения геометрических боевых машин легко категорские ваги для боевых тактических даграмм. Збірник науко-технічних праць "Науковий вісник НЛТУ України". Львів, 2017. Вип. 27 (5). С. 139-147.

2. Васильев А. Ю., Мартыненко А. В., Шаталов О. Е. [таин.] Комплексный подход к модернизации корпусов легкобронированных машин с использованием современных программных комплексов. Праці Таврійської державної агротехнікої академииї. Мелітополь. 2005. Вип. 26. С.169–174.

3. Шаталов О. Е. К вопросу построения и использования 3D мерных планов местности. Механіка та машинобудування. 2005. №1. С. 210-213.

4. Ткачук А. Н., Шаталов О. Е., Ларин А. Ю. [и др.]. Расчет траектории полета и снарядов. Артиллерийское и стрелковое вооружение. 2005. №3. С. 38-42. 5. Козлов А.Г., Таль О.А. Конструкция и расчёт танков. Москва: Изд-во Академии БТВ, 1965. 602 с.

6. Морозов Е. М., Музеймнек А. Ю., Шадский А. С. ANSYS в руках инженера. Механика разрушений. Москва: Ленанд, 2008. 456 с.

7. Халлквист Дж. Л.С.-Дина: Теоретическое пособие. Livermore Software Technology Corporation, 1998, май. 498 р.

8. Сабонадьер Ж.-К., Кулон Ж.-Л. Метод конечных элементов и САПР. Москва: Мир, 1989. 192 с.

9. Марк Х. Холмс Введение в численные методы в дифференциальных уравнениях. Springer, 2007. 238 с.

10. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. Пер. с англ. / под ред. Н. В. Баничук. Москва: Мир, 1984. 428 с.

11. Норри Д., Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. Москва: Мир, 1981. 304 с.

12. Зинкевич О.С., Тейлор Р.Л. Метод конечных элементов. Том 1. Основные формулировки и линейные задачи. Mc Graw-Hill. Лондон, 1989. 725 р.

13. Армстронг К.Г., Д.Дж. Робинсон, Р.М. МакКеаг, [и др.] Medials for Meshing и другие. 4-й ежегодный международный круглый стол по сетке, Университет Королевы в Белфасте (Северная Ирландия, 16-17, 1995).

14. Васильев А. Ю., Малакей А. Н., Пелешко Е. В., Шаталов О. Е. К вопросу интегрированных систем анализа динамических процессов в корпусах транспортных средств специального назначения. Механіка та машинобудування. Харків: НТУ "ХПІ", 2004. №1. С. 51-60.

15. Бронированная разведывательно-дозорная машина БРДМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации / под редакцией И. М. Голощапов. Москва: Воен. издат., 1984. 408 с.

16. Куприненко О. М., Голуб В. А. Синтез вариантов проектных гипотез технического облика перспективных типов боевых бронированных машин. Військово-технічний збірник. Львів, 2013. №2 (9). С. 36-42.

17. Васильєв А. Ю., Бруль С. Т., Ткачук Н. А., Карапейчик И. Н. Моделирование физико-механических процессов в корпусах легкобронированных машин: подходы, модели, эффекты. Механіка та машинобудування. Харків: НТУ "ХПІ", 2011. № 1. С. 66-73.

18. Васильев А. Ю., Малакей А. Н., Пелешко Е. В., Шаталов О. Е. К вопросу интегрированных систем анализа динамических процессов в корпусах транспортных средств специального назначения. Механіка та машинобудування. Харків: НТУ "ХПІ", 2004. №1. С. 51-60.

19. Ткачук Н. А., Пономарев Е. П., Миргородский Ю. Я. [и др.] Специализированные системы для автоматизированного проектирования, исследования и изготовления транспортных средств специального назначения и элементов технологических систем. Вестник НТУ "ХПИ". Тематический выпуск " Колесные и гусеничные машины специального назначения ". Харьков: НТУ" ХПІ ", 2003. №27. С. , 2014. 224 с.

20. Голуб В. А. Балістичний та протимінний захист бойових колісних машин. Методологічні основи побудови: Монографія. Львів: АСВ, 2014. 224 с

21. Ляо Ри-донг, Ван Цзянь, Цзо Чжэн-син, Фэн Хуэй-хуа Применение конечно-элементного анализа каркасов тяжелых транспортных средств. Школа машиностроения и автомобильной техники, Пекинский технологический институт, (Пекин, 100081). , Китай): электрон. Версія журн. 2006. URL: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-BGTK200602014.htm (дата выхода: 20 січня 2015).

22. Ю. Я-тинг, Д.У. Пин -ан, WANG Zhen-wei Исследование современного состояния применения метода конечных элементов. Школа мехатроники, Университет электроники, науки и техники, (Chengd u 610054, Китай): электрон. версія журн. 2005. URL: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-JXSJ200503002.htm (дата звернення: 21 июня 2015 г.).

23. Уильямс К. А., Пун К. Численный анализ влияния взрывов суррогатных противотанковых мин на M113. URL: http://www.dtic.mil/docs/citations/ADA375585 (дата звернення: 20.01.2017).

24. K. Williams, Fillion-Gourdeau F. Численное моделирование уязвимости легкого бронированного агента в результате взрыва мины против Vechicle. Материалы доклада 7-й Международной конференции пользователей LS-DYNA. URL: http://www.dynalook.com/international-conf-2002/Session_6-2.pdf. (дата звернення: 12 лютого 2015)

25. Чжан Тишан, Ху Цзяньли, Tang Yun Динамический анализ методом конечных элементов рамы легкого автомобиля. Школа машиностроения, NUST, Нанкин 210094, (Yuejin Automobile Group Corporation, Нанкин 210037): електрон. версія журн., 2001. URL: http://en.cnki.com. сп / Article_en / CJFDTOTAL-NJLG200106006.htm. URL: (дата звернення: 21.01.2015).

26. Рубина Н. Ю. Autodesk Inventor. Практический курс. Москва: Компьютер-Пресс, 2004. 258 с.

27. Корольов В. М., Заєць Я. Г., Савчук Р. Г. Аналитическая заблаговременная топографическая карта с указанием краеведческих данных при локальных конфликтах и конфликтах. Перспективы развития озеленения и производства техник Сухопутных материалов: материалы наук.-техн. конф. з міжнар. участю (м. Львов, 14-15 травня 2015 г.). Львів: АСВ, 2015. С. 148.

28. Попов М. О., Серединін Є. С. Геоинформационные системы и технологии в области обороны и безопеки. Наука і оборона, 2009. № 3. С. 49-56.

29. Корольов В. М., Лучук Е. В., Заєць Я. Г. Анализы станцій підсвідцій час планівания и организація бою підрозділами сухопутных військ. Геоинформационные системы и информационные технологии в основных и специальных задачах: матем. Наук. семин (м. Львів, 2014 р.). Львів, АСВ, 2014. С. 97-98.

30. Васьківський М. І., Чепков Р. І. Детальный аспект застывших геоинформационных технологий для информационно-управляющих систем бронетанкового озонроения. Січневі ГІСи: матеріали наук.-техн. семін. (м. Львов, 21-22 июня 2011 г.). Львів, АСВ, 2011. С. 139-140.

31. Кунву Ли Основы САПР CAD / CAM / CAE. Санкт-Питербург: Питер, 2004. 560 с.

32. Томусяк А. А., Трохименко В. С. Математический аналіз: посібник. Вінниця: Вiнницький державний педагогiчний унiверситет, 1999. 489 с.

33. Шабатура Ю. В., Чіх В. І. Фізика в задачах и прикладах в стране справочников: Навчальный посібник. Львів: АСВ, 2011. 414с.

34. Дудар Є. ,., Шаталов О. Є., Васильєв А. Ю. Математическое моделирование геометрических характеристик - методика моделирования геодезических задач для решения задач в области тактических методов защиты БМ ЛКВ. Науковий вісник "Біоресурси и природокористування". Київ, 2017. Т. 9. № 3–4, С. 80-88.





ISSN 2079-0775. Вісник Національного Технічного Університету «ХПІ».