RU2402435C1

RU2402435C1 - Combat armored vehicle seat

Info

Publication number: RU2402435C1
Application number: RU2009110618/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Борисович Домнин (RU); Владимир Борисович Домнин; Николай Иванович Дубовицкий (RU); Николай Иванович Дубовицкий; Руслан Михайлович Зайцев (RU); Руслан Михайлович Зайцев; Юрий Владимирович Тэн (RU); Юрий Владимирович Тэн; Юрий Михайлович Барбашин (RU); Юрий Михайлович Барбашин; Игорь Степанович Никифоров (RU); Игорь Степанович Никифоров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения"
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-10-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to combat vehicles, namely to armored vehicle driver seat design. Proposed seat comprises lever mechanism rigidly fixed on vehicle body bottom, carcass with pad, back and arch. Said lever mechanism is secure on vibration protection device. The latter is arranged at a distance from the body bottom and made up of platform, bearing frame and suspended frame. Platform is rigidly secured on the vehicle body. Bearing frame is mounted on the platform to perform adjusted motion relative to the platform. Suspended frame is jointed via assembly made up of the main flexible suspension and stiffness corrector with platform and bearing frame. Mentioned corrector is made up of two sections of steel rope with their central part located on the line of reaction vector of the main flexible suspension secured to the platform and their end parts secured to suspended frame.

EFFECT: killing impact loads originating in operation that act on driver via seat.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике, а именно к конструкции сидения водителя объектов бронетанковой техники (далее - объект), и может быть использовано в танках, инженерных машинах для проделывания проходов в минных полях.The invention relates to military equipment, namely, to the design of the driver's seat of objects of armored vehicles (hereinafter - the object), and can be used in tanks, engineering vehicles for making passages in minefields.

Известно сиденье объекта, например танка (см. «Танк Т-72А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации», кн. 2, ч.1, М., Военное издательство, 1988 г., стр.23-25), выбранное в качестве прототипа, содержащее жестко закрепленный на днище корпуса танка рычажный механизм, каркас с подушкой, спинку и дужку.It is known the seat of an object, such as a tank (see "Tank T-72A. Technical description and operating instructions", book 2, part 1, M., Military publishing house, 1988, pp. 23-25), selected in as a prototype, containing a lever mechanism rigidly fixed to the bottom of the tank body, a frame with a pillow, a back and an arm.

Особенностью эксплуатации известного сиденья является то, что оно подвергается как низкочастотной вибрации - колебаниям, возникающим при движении танка по пересеченной местности, частично гасящимися подвеской ходовой части танка, так и колебаниям высокой частоты - импульсу ударной волны, возникающим при минном подрыве или снарядном воздействии на танк. При этом, при воздействии низкочастотной вибрации, сиденье должно вести себя как можно жестче, чтобы водитель не терял возможности контроля над органами управления танком, а в условиях воздействия импульса ударной волны должно быть мягким для обеспечения кратности гашения ударного ускорения, т.е. ослабления ускорения, передаваемого от корпуса танка на водителя.A feature of the operation of the known seat is that it undergoes both low-frequency vibration — vibrations that occur when the tank moves over rough terrain, partially damped by the suspension of the chassis of the tank, and high-frequency vibrations — the shock wave impulse arising from a mine detonation or shell impact on the tank . At the same time, when exposed to low-frequency vibration, the seat should behave as hard as possible so that the driver does not lose control over the controls of the tank, and under the conditions of the impact of the shock wave impulse should be soft to ensure the frequency of shock absorption damping, i.e. weakening the acceleration transmitted from the tank to the driver.

К недостатку известного сиденья следует отнести неэффективность гашения колебаний высокой частоты, передаваемых от корпуса танка на водителя. Так при подрыве мины под днищем корпуса танка на детали крепления сиденья действует ускорение 65 g, а на водителя 32-41 g. Гашение колебаний происходит только за счет амортизационных свойств подушки сиденья.A disadvantage of the known seat is the inefficiency of damping high-frequency oscillations transmitted from the tank to the driver. So when a mine is blown up under the bottom of the tank’s body, acceleration of 65 g acts on the seat mounting parts, and 32-41 g on the driver. Damping occurs only due to the cushioning properties of the seat cushion.

Известно, что одним из направлений защиты водителя объекта от вибрации, возникающей при эксплуатации объекта, является применение сиденья с виброзащитным устройством.It is known that one of the directions of protecting the driver of an object from vibration that occurs during operation of the object is the use of a seat with a vibration-proof device.

Здесь следует отметить, что известны применяемые в сиденьях виброзащитные подвески (см., например, а.с. №1610747 SU).It should be noted here that the vibration protective suspensions used in seats are known (see, for example, AS No. 1610747 SU).

Известная виброзащищенная подвеска содержит подвесную опору с посадочным местом, несущую опору, жестко связанную с колеблющимся основанием (например, днищем корпуса объекта). Между собой опоры соединены основным упругим элементом, выполненным из четырех отрезков стального троса, которые попарно расположены по бокам сиденья, и корректором жесткости, имеющим X-образную форму, состоящим из двух одинаковых по величине отрезков стального троса, середины которых жестко соединены между собой и связаны с несущей опорой посредством регулировочного винта. Концы отрезков троса корректора жесткости разведены, поджаты с определенным усилием и закреплены на подвесной опоре.Known vibration-proof suspension comprises a suspension support with a seat, bearing support, rigidly connected with an oscillating base (for example, the bottom of the object body). The supports are interconnected by a main elastic element made of four segments of a steel cable, which are arranged in pairs on the sides of the seat, and a stiffness corrector having an X-shape, consisting of two equal-sized segments of a steel cable, the midpoints of which are rigidly interconnected and connected with bearing support by means of an adjusting screw. The ends of the cable segments of the stiffness corrector are divorced, preloaded with a certain force and mounted on a suspension support.

К недостаткам известной виброзащитной подвески следует отнести:The disadvantages of the known vibration-proof suspension include:

- большой вертикальный габарит, за счет наличия регулировочного винта, и большая амплитуда вертикальных перемещений подвесной опоры;- a large vertical dimension, due to the presence of an adjusting screw, and a large amplitude of vertical movements of the suspension support;

- отсутствие фиксированного положения статически нагруженного сиденья весом водителя, для обеспечения удобного доступа к органам управления и приборам наблюдения независимо от веса водителя;- the absence of a fixed position of a statically loaded seat by the weight of the driver, to ensure convenient access to controls and monitoring devices, regardless of the weight of the driver;

- наличие больших углов «кивания» вперед при использовании подножки, т.к. линия вектора реакции подвеса не совпадает с линией действия веса водителя и возникает крутящий момент, пытающийся опрокинуть сиденье вперед, который компенсируется обратным моментом, возникающим в основном упругом элементе за счет растяжения верхних тросов и сжатия нижних тросов;- the presence of large angles of "nodding" forward when using the footrest, because the line of the suspension reaction vector does not coincide with the line of action of the driver’s weight and there is a torque trying to tilt the seat forward, which is compensated by the reverse moment occurring in the main elastic element due to the extension of the upper cables and compression of the lower cables;

- возникновение резонанса сиденья на частотах, близких к частоте свободного колебания корпуса объекта 0,9-1,5 Гц при движении по пересеченной местности и бездорожью.- the occurrence of resonance of the seat at frequencies close to the frequency of free oscillation of the object body 0.9-1.5 Hz when driving on rough terrain and off-road.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание сиденья на основе виброзащитной подвески, способного значительно снизить воздействие внешних факторов на водителя при эксплуатации объекта.The problem to which the present invention is directed, is to create a seat based on vibration-absorbing suspension, which can significantly reduce the impact of external factors on the driver during operation of the object.

Кроме того, в связи со специфическими условиями эксплуатации сиденья и малого пространства для размещения сиденья в объекте, авторами решалась задача создания подвески сиденья с максимально возможным наименьшим вертикальным габаритом, а также фиксации положения посадочного места сиденья независимо от веса водителя (статического нагружения сиденья).In addition, due to the specific operating conditions of the seat and the small space for placing the seat in the object, the authors solved the problem of creating a seat suspension with the smallest possible vertical dimension, as well as fixing the position of the seat, regardless of the weight of the driver (static loading of the seat).

Технический результат достигается тем, что в сидении, которое содержит жестко закрепленный на днище корпуса объекта рычажный механизм, каркас с подушкой, спинку и дужку, рычажный механизм закреплен на виброзащитном устройстве, расположенным с зазором от днища корпуса, выполненным в виде платформы, жестко закрепленной на корпусе объекта, опорной рамы, смонтированной на платформе с возможностью регулировочных перемещений относительно платформы, и подвесной рамы, соединенной посредством подвески, выполненной, например, из отрезков стального троса, с платформой и опорной рамой.The technical result is achieved by the fact that in the seat, which contains a lever mechanism rigidly fixed on the bottom of the object’s body, a frame with a pillow, a back and a bow, the lever mechanism is mounted on a vibration-proof device located with a gap from the body’s bottom, made in the form of a platform rigidly fixed to the casing of the object, a support frame mounted on the platform with the possibility of adjusting movements relative to the platform, and a suspension frame connected by means of a suspension made, for example, from pieces of steel th cable, with platform and support frame.

Кроме того, подвеска снабжена ограничителем вертикального перемещения подвесной рамы, выполненного в виде зацепов, жестко закрепленных на подвесной раме, и П-образного кронштейна, жестко закрепленного средней частью на платформе, в боковых стенках которого смонтированы с возможностью взаимодействия с зацепами амортизирующие упоры.In addition, the suspension is equipped with a limiter for the vertical movement of the suspension frame, made in the form of hooks, rigidly fixed on the suspension frame, and a U-shaped bracket, rigidly fixed with the middle part on the platform, in the side walls of which shock absorbing stops are mounted with the possibility of interaction with the hooks.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое техническое решение не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение обладает новизной и не следует явным образом из существующего уровня техники.In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the claimed technical solution were not identified. This allows us to conclude that the claimed invention has novelty and does not follow explicitly from the current level of technology.

Предлагаемое изобретение может быть применено в объектах бронетанковой техники, подвергаемых воздействию колебаний низкой и высокой частот.The present invention can be applied in objects of armored vehicles exposed to low and high frequency vibrations.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 изображено сиденье на видах сбоку и спереди соответственно; на фиг.3 изображен вид А фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where Figs. 1, 2 show a seat in side and front views, respectively; figure 3 shows a view of figure 1.

Сиденье объекта состоит из платформы 1, жестко закрепленной в корпусе 2 объекта, опорной рамы 3, жестко закрепленной на платформе 1, подвески сиденья, подвесной рамы 4, подножки 5, посадочного места, состоящего из подушки 6 со спинкой 7 и ограничителя 8 вертикального перемещения.The seat of the object consists of a platform 1, rigidly fixed in the body 2 of the object, a support frame 3, rigidly mounted on the platform 1, the suspension of the seat, suspension frame 4, steps 5, seat, consisting of a pillow 6 with a back 7 and a limiter 8 of vertical movement.

Подвеска сиденья содержит основной упругий подвес 9, выполненный из четырех отрезков стального троса, расположенных с обеих сторон сиденья попарно в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси сиденья, корректор 10 жесткости, выполненный из двух отрезков стального троса, закрепленных средней частью, расположенной на линии вектора реакции основного упругого подвеса 9, на платформе 1 сиденья, а концевыми частями - на подвесной раме 4 сиденья. Диаметр и длина каждого из отрезков троса основного упругого подвеса 9 и корректора 10 жесткости подобраны таким образом, что при посадке на сиденье водителя весом 60-130 кг обеспечивается диапазон настройки их взаимного положения в пределах 50 мм, причем верхние отрезки троса выполнены короче нижних на определенную величину, что позволило добиться величин углов «кивания» вперед подвесной рамы 4 с посадочным местом при колебании сиденья во время эксплуатации в допустимых эргономических пределах. Все это обеспечило величину динамического хода подвески сиденья вниз от положения статически нагруженного сиденья не более 60 мм.The seat suspension comprises a main elastic suspension 9 made of four segments of a steel cable arranged on both sides of the seat in pairs in vertical planes parallel to the longitudinal axis of the seat, a stiffener 10 made of two pieces of steel cable fixed by a middle part located on the line of the reaction vector the main elastic suspension 9, on the platform 1 of the seat, and the end parts on the suspension frame 4 of the seat. The diameter and length of each of the cable segments of the main elastic suspension 9 and the stiffener 10 are selected so that when landing on the driver's seat weighing 60-130 kg, a range of adjustment of their relative position within 50 mm is provided, with the upper cable segments being shorter than the lower ones by a certain value, which allowed to achieve the values of the angles of "nodding" forward of the suspension frame 4 with a seat when the seat is oscillating during operation within acceptable ergonomic limits. All this provided the dynamic suspension travel of the seat down from the position of the statically loaded seat not more than 60 mm.

Опорная рама 3 выполнена с возможностью закрепления на платформе в пяти положениях, что позволяет осуществлять ступенчатую регулировку взаимного положения основного упругого подвеса 9 и корректора 10 жесткости при статических нагружениях сиденья весом от 60 до 130 кг.The supporting frame 3 is made with the possibility of fixing on the platform in five positions, which allows for stepwise adjustment of the mutual position of the main elastic suspension 9 and the corrector 10 stiffness under static loads of a seat weighing from 60 to 130 kg.

Закрепление отрезков троса корректора 10 жесткости средней частью на платформе 1 позволяет задать постоянное положение статически нагруженного сиденья относительно корпуса 2 (соответственно и относительно органов управления и приборов наблюдения) объекта и значительно уменьшить вертикальный габарит подвески сиденья.Fixing the cable segments of the stiffener corrector 10 with the middle part on the platform 1 allows you to set a constant position of the statically loaded seat relative to the body 2 (respectively, relative to the controls and monitoring devices) of the object and significantly reduce the vertical dimension of the seat suspension.

Ограничитель 8 вертикального перемещения состоит из двух зацепов 11 и двух зацепов 12, жестко закрепленных на подвесной раме 4, и П-образного кронштейна 13, жестко закрепленного на платформе 1. На кронштейне 13 закреплены амортизирующие упоры 14, выполненные в виде болтов с установленными на них резиновыми амортизаторами. Ограничитель 8 вертикального перемещения позволяет беспрепятственно перемещаться подвесной раме 4 сиденья вниз относительно корпуса объекта (необходимое условие для обеспечения гашения подвеской сиденья энергии подрыва) и ограничивает перемещение этой рамы вверх до положения статически нагруженного сиденья. Это обеспечивает эргономическую возможность работы водителя с органами управления и приборами наблюдения, и не приводит к появлению резонанса сиденья при движении объекта по пересеченной местности.The vertical movement limiter 8 consists of two hooks 11 and two hooks 12, rigidly mounted on the suspension frame 4, and a U-shaped bracket 13, rigidly mounted on the platform 1. On the bracket 13 are fixed shock absorbing stops 14, made in the form of bolts mounted on them rubber shock absorbers. The limiter 8 vertical movement allows you to freely move the suspension frame 4 of the seat down relative to the body of the object (a necessary condition to ensure that the suspension of the seat extinguishes the energy of detonation) and limits the movement of this frame up to the position of the statically loaded seat. This provides the ergonomic ability of the driver to work with the controls and monitoring devices, and does not lead to the appearance of resonance of the seat when the object is moving over rough terrain.

Работа сиденья осуществляется следующим образом.The seat is as follows.

При подрыве мины под днищем корпуса 2 объекта возникает импульс ударной волны, распространяющийся последовательно по корпусу объекта и характеризующийся упругими и пластическими деформациями элементов объекта. В местах закрепления сиденья на корпусе объекта ускорение, вызванное импульсом ударной волны, может достигать 65 g с длительностью воздействия 10-20 мс. Платформа 1 с опорной рамой 3 под воздействием импульса ударной волны приходят в движение вместе с корпусом 2 объекта, при этом подвесная рама 4 за счет инерции стремится остаться на месте, что приводит к взаимному перемещению подвесной и опорной рам от положения статически нагруженного сиденья. Происходит упругий изгиб отрезков троса основного упругого подвеса 9 с возникновением в них реакции, направленной к возврату в прежнее положение (положение статически нагруженного сиденья), а в корректоре 10 жесткости, который при этом выходит из положения неустойчивого равновесия, на определенном участке взаимного перемещения опорной и подвесной рам 3, 4, возникает усилие, противодействующее этой реакции, что приводит к уменьшению жесткости подвески сиденья на этом участке взаимного перемещения рам, чем и достигается уменьшение ударного воздействия на водителя.When a mine is detonated, an impulse of a shock wave arises under the bottom of the body 2 of the object, which propagates sequentially along the body of the object and is characterized by elastic and plastic deformations of the elements of the object. In the places of fixing the seat on the body of the object, the acceleration caused by the shock wave pulse can reach 65 g with a duration of exposure of 10-20 ms. The platform 1 with the supporting frame 3 under the influence of a shock wave impulse comes into motion together with the body 2 of the object, while the suspension frame 4 tends to stay in place due to inertia, which leads to the mutual movement of the suspension and supporting frames from the position of the statically loaded seat. There is an elastic bending of the cable segments of the main elastic suspension 9 with the occurrence of a reaction in them, aimed at returning to the previous position (the position of the statically loaded seat), and in the corrector 10 of rigidity, which at the same time leaves the position of unstable equilibrium, in a certain section of the mutual displacement of the reference and suspension frames 3, 4, there is a force that counteracts this reaction, which leads to a decrease in the stiffness of the seat suspension in this section of the mutual movement of the frames, thereby achieving a reduction in shock impact on the driver.

Т.к. при движении объекта по пересеченной местности корпус 2 объекта приходит в колебание от естественных неровностей, а собственная частота колебаний подвески ходовой части объекта близка к собственной частоте подвески сиденья, то для избежания резонанса сиденья его подвеска снабжена ограничителем вертикального перемещения, который работает следующим образом - при движениям объекта по неровностям подвеска сиденья ведет себя также, как и при минном подрыве, т.е. происходит изгиб тросов основного упругого подвеса 9, а корректор 10 жесткости уменьшает жесткость подвески сиденья, но после динамического хода подвески сиденья в 60 мм происходит контакт амортизирующих упоров 14 с нижней частью зацепов 11 и 12. После чего отрезки троса основного упругого подвеса 9 начинают разгибаться. После разгибания отрезков троса основного упругого подвеса 9 до состояния статически нагруженного сиденья происходит повторный контакт амортизирующих упоров уже с верхней частью зацепов 11 и 12. Таким образом динамический ход подвески сиденья ограничивается 60 мм, что не приводит к появлению резонанса сиденья.Because when the object is moving over rough terrain, the body 2 of the object is in vibration due to natural irregularities, and the natural frequency of the suspension of the chassis of the object is close to the natural frequency of the suspension of the seat, then to avoid resonance of the seat its suspension is equipped with a limiter for vertical movement, which works as follows - when moving subject to irregularities, the seat suspension behaves the same as with a mine detonation, i.e. the cables of the main elastic suspension 9 are bent, and the stiffness corrector 10 reduces the stiffness of the seat suspension, but after the dynamic suspension travel of 60 mm, the shock absorbing contacts 14 contact the lower part of the hooks 11 and 12. After that, the cable segments of the main elastic suspension 9 begin to unbend. After extension of the cable segments of the main elastic suspension 9 to the state of a statically loaded seat, the shock absorbing stops re-contact already with the upper part of the hooks 11 and 12. Thus, the dynamic travel of the seat suspension is limited to 60 mm, which does not lead to seat resonance.

Claims

1. The seat of the object of armored vehicles, containing a lever mechanism rigidly fixed to the bottom of the object body, a frame with a pillow, a back and a bow, characterized in that the lever mechanism is mounted on a vibration-proof device located with a gap from the bottom of the body and made in the form of a platform, rigidly fixed on the body of the object, a support frame mounted on the platform with the possibility of adjusting movements relative to the platform, and a suspension frame connected by means of a suspension containing the main elastic suspension and the stiffness corrector, with a platform and a supporting frame, while the stiffness corrector is made of two pieces of steel cable, fixed by the middle part, located on the line of the reaction vector of the main elastic suspension, on the platform, and the end parts on the suspension frame.

2. The seat of the object of armored vehicles according to claim 1, characterized in that the suspension is equipped with a limiter for vertical movement of the suspension frame, made in the form of hooks, rigidly mounted on the suspension frame, and a U-shaped bracket, rigidly fixed with the middle part on the platform, in the side walls which are mounted with the possibility of interaction with hooks, shock absorbing stops.