Разработка методики расчета подвижности и эффективности шасси мобильных автономных комплексов для движения в береговой зоне тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат наук Беляев Александр Михайлович

• Беляев Александр Михайлович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Беляев Александр Михайлович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБОЗ РАБОТ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБОСНОВА- 10 НИЕ АКТУАЛЬНОСТИ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор специальных шасси МАК для эксплуатации в береговых 10 зонах

1.2. Анализ береговых зон как полотна пути для специальных шасси

1.3. Анализ физико-механических свойств грунтовых поверхностей

1.3.1. Анализ физико-механических свойств песчано-гравийных 20 и песчаных территории

1.3.2. Анализ физико-механических свойств опорных поверхно- 22 стей береговых зон со снежным покровом

1.3.3. Анализ физико-механических свойств опорных поверхно- 24 стей типа микст

1.4. Анализ траектории движения МАК вдоль береговой зоны

Выводы по 1 главе

Задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Экспериментальное определение физико-механических пара- 35 метров опорных оснований береговых зон

2.2. Экспериментальные исследования сопротивления движению 39 МАК по опорным основаниям береговых зон

2.3. Экспериментальные исследования траектории движения МАК 41 в береговой зоне

2.4. Экспериментальные исследования минерально-снежных микс- 44 тов

Выводы по 2 главе

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГРУНТОВЫХ ОПОР- 53 НЫХ ОСНОВАНИЙ В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВИЖЕНИЯ МАК В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ

3.1. Создание математической модели МАК

3.1.1. Объект исследования

3.1.2. Допущения

3.1.3. Основные уравнения в модели движения

3.1.4. Создание модели МАК с гусенично-модульным движите-

лем

3.1.5. Создание деформируемого опорного основания в ATV

3.2. Моделирование движения МАК в ATV

3.3. Сравнение теоретических и экспериментальных данных

3.4. Характеристики опорных поверхностей в береговой зоне, с уче- 65 том траектории движения МАК

3.5. Анализ эффективности движения МАК в береговой зоне

3.6. Математическая модель опорного основания типа микст

3.6.1. Математическая модель «нагрузка - осадка»

3.6.2. Упрощенная модель

3.6.3. Математическая модель сдвиговых характеристик микстов

3.6.4. Сила сопротивления движению

3.7. Методика оценки подвижности и эффективности МАК в бере- 88 говой зоне с учетом особенностей траектории движения

Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Расчет параметров проходимости МАК в береговой зоне с уче- 95 том особенностей траектории движения.

4.2. Анализ эффективности движения МАК в береговой зоне

4.3. Анализ влияния параметров шасси на сопротивление МАК при 104 движении по микстам

Выводы по 4 главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики расчета подвижности и эффективности шасси мобильных автономных комплексов для движения в береговой зоне»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Основными условиями движения шасси мобильных автономных комплексов (МАК), необходимых для мониторинга прибрежных территорий, являются песчаные и песчано-гравийные опорные основания, на долю которых приходится порядка 70% береговых зон. Физико-механические характеристики грунта берегов зависят от удаления от уреза воды, а на встречаемость данных параметров на пути следования МАК влияют режимы движения. На траекторию и условия движения влияет тот факт, что шасси большую часть времени будет двигаться по берегу с лучшим тягово-сцепными свойствами. Передвижение по берегам с низкими тягово-сцепными свойствами будет обусловлено только спецификой выполняемых технологических операций, наличием дискретных препятствий типа больших булыжников и деревьев, размывов, крутых откосов и пр. Поэтому важно оценивать проходимость, подвижность и эффективность МАК в береговой зоне с учетом вероятности встречаемости песчано-гравийных опорных поверхностей с учетом анализа реальных траекторий движения шасси.

В зимнее время года МАК будет передвигаться по снегу. Вопрос передвижения специальных шасси по снежному полотну пути достаточно подробно изучен в работах представителей Нижегородской научно-практической школы транспортного снеговедения. Неизученным остается передвижение МАК в весенний период, когда опорные поверхности представляют собой минерально-ледовые дисперсные смеси зонально-слоистой структуры, так называемые миксты. При этом в начальный момент времени шасси взаимодействует с неразрушенным опорным основанием, в дальнейшем движитель взаимодействует с разрушенным опорным основанием. Работ касательно представления микстов именно как смеси грунта и снега не так много. Поэтому необходимо более детально рассмотреть данный вопрос и оценить, как влияет изменение параметров шасси на сопротивление движению в данных условиях.

Цель работы. Разработка методики расчета подвижности и эффективности шасси МАК при движении по песчано-гравийным берегам и опорным поверхностям типа «микст», представляющим собой минерально-ледовые дисперсные смеси, с учетом изменчивости характеристик опорных оснований на пути движения шасси, а также режимов движения.

Научная новизна. Предложены критерии оценки подвижности и эффективности движения МАК в береговой зоне. Первый критерий позволит оценить запас тяги представленный в безразмерном виде (динамический фактор) в зависимости от удаления от уреза воды. Второй критерий, характеризующий с какой вероятностью на всем протяжении пути можно использовать шасси МАК при движении вдоль берега с учетом реальных данных о траектории движения МАК. Третий критерий представляющий собой произведение динамического фактора и вероятности возникновения данной величины на всем протяжении движения с учетом реальных данных о траектории движения МАК.

Разработана технология проведения экспериментальных исследований для получения деформационных и сдвиговых свойств минерально-снежных микстов. Введены понятия «Микст-100» (песок), «Микст-75», «Микст-50», «Микст-25», «Микст-0» (снег), где числом указано процентное соотношение минеральной фазы.

Впервые получены зависимости для расчета характеристики «нагрузка -осадка» и сдвиговых характеристик с учетом предложенной классификации микстов, учитывающей процентное соотношение минеральной и ледовой составляющей.

Разработана методика расчета подвижности и эффективности МАК при движении по песчано-гравийным берегам и опорным поверхностям типа «микст», представляющих собой минерально-ледовые дисперсные смеси, с учетом изменчивости характеристик опорных оснований на пути движения шасси, а также режимов движения. Объекты исследования. В качестве объекта исследования был выбран наземный мобильный подвижный комплекс

мониторинга береговых зон с колесным и гусенично-модульным движителем, разработанный в НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

Общая методика исследований. При проведении теоретических исследований использовались методы аналитической механики, численные методы решения систем нелинейных уравнений и разнообразные методы математического моделирования, в том числе с применением пакетов прикладных программ. Экспериментальные исследования проводились с использованием измерительных средств и комплексов визуального контроля.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Из теоретических разработок - уточнение математической модели для расчета подвижности и эффективности МАК в части учета процентного распределения прямолинейного и криволинейного движения с разными радиусами в зависимости от характера участков, по которым едет шасси; новые математические модели, описывающие характеристику «нагрузка -осадка» и коэффициент сцепления для микстов с учетом предложенной классификации микстов, учитывающей процентное соотношение минеральной и ледовой составляющей.

2. Из научно-методических разработок - методика расчета подвижности и эффективности МАК при движении по песчано-гравийным берегам и опорным поверхностям типа микст, представляющим собой минерально -ледовые дисперсные смеси, с учетом изменчивости характеристик опорных оснований на пути движения шасси, а также режимов движения; методика проведения экспериментальные исследований деформационных и сдвиговых свойств минерально-снежных микстов.

3. Из научно-технических разработок - обоснованные по результатам исследований рекомендации по определению критериев подвижности и эффективности при движении МАК по песчано-гравийным опорным основаниям; обоснованные по результатам исследований параметры шасси МАК при движении по минерально-ледовым микстам разного состава.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в следующем:

• на основе экспериментальных и теоретических исследований проведен расчет подвижности и эффективности шасси МАК с колесным и гусенично-модульным движителями в береговой зоне, отличающийся от ранее выполненных исследований учетом изменчивости характеристик опорных оснований на пути движения шасси, а также режимов движения;

• получены новые зависимости для расчета характеристики «нагрузка -осадка» и коэффициент сцепления для микстов разного процентного состава;

• разработана методика проведения виртуальных испытаний шасси МАК, а именно движение по «С»-образной трактории с целью определения необходимых параметров движения в береговой зоне и последующей оценке подвижности и эффективности; разработана новая методика проведения натурных и теоретических испытаний, позволяющая определить параметры, входящие в зависимости «нагрузка - осадка», и коэффициент сцепления для микстов разного процентного состава.

Реализация работы. Теоретические разработки, методики расчетов, результаты экспериментальных исследований и практические рекомендации внедрены в ООО «ТрансМаш», ООО «Завод Вездеходных Машин», Федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований» ДВО РАН, а также используются в учебном процессе кафедры «Автомобили и тракторы» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. Работа выполнена при поддержке грантов Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых ученых -докторов наук МД-226.2020.8.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедр «Автомобили и тракторы» и «Строительные и дорожные машины» (Н. Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016-2021 гг.); на Международной

молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (Н. Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016-2020 гг.); на Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (Н.Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2018, 2020 г.), на Международной научно-практической конференции «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: IPDME» (СПб, Санкт-Петербургский горный университет, 2018, 2020, 20221 г.), на научно-техническом семинаре «Подвижность транспортно-технологических машин» (Н. Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2018-2020 гг.); на 31st International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice. Mombetsu, Hokkaido, Japan, 2016; на International Conference on Vehicle Technology and Intelligent Transport Systems (VEHITS, 2019, 2020), на 20th ISTVS International and 9th Americas Regional Conference ISTVS 2021.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 20 научно-технических работ, в том числе 4 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 7 статей в журналах, входящих в международные базы, получено 2 патента, материалы исследования вошли в коллективную монографию.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из четырех глав, общих выводов и приложения, изложена на 164 страницах текста, содержит 130 рисунков, 16 таблиц, список использованных источников, включающий 121 наименование.

Квалификационная формула. Диссертация является самостоятельной завершенной научной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены новые научно обоснованные технические решения, позволяющие определять силы сопротивления шасси МАК при движении по песчано-гравийным берегам и опорным поверхностям типа «микст», представляющим собой минерально-ледовые дисперсные смеси, с учетом изменчивости характеристик опорных оснований на пути движения шасси, а также режимов движения, имеющих значение как при оценке подвижности и

эффективности существующих шасси мобильных автономных комплексов и транспортных средств, так и при разработке новых конструкций специальных шасси с колесным и гусенично-модульным движителями.

ГЛАВА 1. ОБОЗ РАБОТ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

В соответствие с целью и задачами проводимого исследования рассмотрим особенности движения шасси Мобильных робототехнических комплексов (МАК) в береговых зонах. Рассмотрим характерные условия движения и отличительные особенности и характеристики береговых зон как полотна пути для специальных шасси. Определим факторы характерные для береговых зон и влияющие на эффективность работы МАК.

1.1. Обзор специальных шасси МАК для эксплуатации в береговых зонах

Одной из наиболее известных транспортно-технологических машин и специальных мобильных комплексов для мониторинга береговых зон является ЯТВ-Вялт [1], который предназначен для изучения местности в прибрежных зонах и фиксации момента обрушения волны. Мобильная картографическая система [2] и шасси мобильного наземного LiDAR [3] также используются для изучения картографических данных и мониторинга параметров волн. Конструкция этих ПКМ основана на легковых автомобилях, например, багги. Особый интерес представляют ПКМ на базе вездеходов построенные на платформе [4] ARGO 8х8. Все вышеперечисленные ТТМ следят за близлежащими прибрежными зонами. Для удаленного прибрежного мониторинга наиболее распространенными являются радиолокационные станции [5, 6]. Наиболее приспособленным к условиям движения и оснащено всем необходимым оборудованием обладает мобильный робототехнический комплекс (МАК) для мониторинга прибрежной зоны разработанный при поддержке «Федеральной целевой программы в 2014-2020 в НГТУ им. Р. Е. Алексеева» [7-18].

Рисунок 1.1. МАК для мониторинга прибрежной зоны

Кроме того, в продолжении в рамках выполнения работ в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности «Разработка алгоритмов управления, аппаратных средств и программного обеспечения для группы телеметрически связанных автономных мобильных робототехнических комплексов наземного и надводного базирования» были подготовлены и испытаны различные варианты специальных шасси [19-22].

Рисунок 1.2.

Шасси МАК для работы в группе при мониторинге прибрежной зоны

Отличительной особенностью МАК на рисунке 1.1 является возможность установки колесного, гусенично-модульного и роторно-винтового движителя. На шасси МАК на рисунке 1.2 также возможна установка гусенично-модульного движителя. Выбор параметров конструкции был обусловлен условиями движения.

1.2. Анализ береговых зон как полотна пути для специальных шасси

Изначально был проведен анализ прибрежных зон, он показал, что по условиям работы может быть выделено несколько характерных участков работы, в соответствии с которыми необходимо выбирать и тип движителя [23]:

1. Крутой вертикально обрывистый берег. Образуется в случае постоянного подмыва береговой линии, а также на берегах с ледовой поверхностью.

в г

Рисунок 1.3. Примеры эксплуатации МАК

В данном случае применимы колесный и гусеничный вариант шасси соответственно.

2. Пологие участки береговой линии. Могут быть сформированы наносами и иметь равномерный береговой и подводный склон. Также возможны при наличии крутого обрывистого берега и небольшого полого наносного участка. На данном участке возможно движение МАК. Различаются условиями движения по опорным характеристикам. Могут быть с высокой, средней и низкой несущей способностью.

д е

Рисунок 1.4. Примеры эксплуатации МАК

В соответствии с несущей способностью необходимо выбирать и тип движителя. Так на увлажненных грунтах (например, песчаный пляж) можно применять гусеничный движитель (или колесный). Напротив, на каменистых участках применима только колесная машина, а на участках с низкой несущей

способностью (болотистых или переувлажненных) применим РВД. Применение РВД также оправдано в период таяния снега, если в районе берега образуются участки с шугой и переувлажненными участками грунта.

3. Крутой пологий протяженный склон, по которому невозможно подъехать близко к береговой линии. Здесь остается только исследовать водную поверхность на достаточном расстоянии. В отдельных случаях мониторинг становится невозможен.

а б

Рисунок 1.5. Примеры эксплуатации МАК

4. Пологий протяженный берег, расчлененный сетью затонов и малых рек, болотистая местность. Представляется сложным участком. Выбор типа движителя может быть разным. Но всего целесообразнее использование РВД, как обеспечивающего наилучшую проходимость на грунтах с низкой несущей способностью, а также движителя обеспечивающего хорошую ходимость по воде. Здесь важным является возможность входа и выхода в воду.

а б

Рисунок 1.6. Примеры эксплуатации МАК

Исходя из возможностей передвижения и проведения мониторинга, интерес представляют участки, представленные на рисунке 1.4. Здесь часть береговая зона пригодной для движения представляет собой часть берегового склона и пляжа шириной от десятков до сотен метров. Принципиально можно выделить два типа берега по которым возможно движение шасси МАК. Это аккумулятивный или наносной, образуется в результате наноса породы. Как правило это песчаный берег. А также абразионный, который формируется путем разрушения горной породы, с характерным клифом. Для первого типа характерен песчаный грунт, для второго песчано-гравийное опорное основание. Анализ опорных поверхностей береговых зон показал, что протяженность песчано-гравийных и песчаных территорий составляет порядка 70%.

Необходимо отметить, что именно для таких участков было проведено всестороннее исследование их физико-механических свойств в 2016-2017 годах [24-29].

В зимнее время поверхность движения представляет передвижение по снегу. В данном случае оценку подвижности шасси необходимо проводить как принято в транспортном снеговедении. Научный интерес представляет движение МАК в весенний и осенний периоды, когда еже не сошел снег и поверхности представлена микстом - смесью грунта и снега. (рисунок 1.7) При этом в начальный момент времени шасси взаимодействует с неразрушенным опорным

основанием, в дальнейшем движитель взаимодействует с разрушенным опорным основанием. Его характеристики очевидно должны измениться.

Рисунок 1.7. Миксты

Также может наблюдаться другой случай, а именно что в начальный момент движения фракции грунта и снега разделены, но после разрушения они перемешиваются, образуя смесь (микст) с отличными от прочих условий движения свойствами. При этом не следует говорить о переувлажненном грунте. Работ касательно представления микстов именно как смеси грунта и снега не так много. Поэтому необходимо более детально рассмотреть данный вопрос.

Таким образом, можно представить основные условия движения МАК в береговой зоне с учетом времени года как показано на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8. Основные условия движения МАК

Кроме того, как правило на абразионном и абразионно-наносном берегах могут встречаться отдельно встречающиеся камни, а также россыпи камней, сучья деревьев представляющие собой дискретные препятствия, требующие изменения курса или объезда, заезда в воду и выезда на крутой склон МАК. Для пологих берегов дискретные препятствия представляют, как правило, объекты, вынесенные на берег (деревья).

Рисунок 1.9. Татарский пролив. о. Сахалин

Рисунок 1.10.

О. Сахалин. Восточное побережье

Данные дискретные препятствия оказывают влияние на траекторию движения. Очевидно, что лучшими условиями движения, с точки зрения тяговых свойств и несущей характеристики поверхности, являются участки и не около уреза воды, и не удалении. Поэтому необходим анализ траектории движения для обоснования встречаемости тех или иных участков на пути движения МАК. Также необходимо учитывать то, что при маневрировании шасси будет осуществлять поворот, а это приведет к увеличению сопротивления движению. Необходимо выявить насколько эти данные исследованы, а также обозначить круг задач для исследования в данной работе.

1.3. Анализ физико-механических свойств грунтовых поверхностей

В научно технической литературе посвященной исследованию движения транспортно-технологических машин, в том числе роботизированных, а также процессов взаимодействия движителей с опорным основанием занималась целая плеяда ученых: Агейкин Я.С. [30, 31], Аксенов П.В., Аникин А.А.[32, 33], Антонов А.С. [34, 35], Бабков В.Ф. [36], Безбородова Б.Г. [37], Белоусов Б.Н., Беляков В.В. [38-42], Барахтанов Л.В.[42-44], Беккер М.Г. [45, 46], Бируля А.К.[36], Бочаров Н.Ф.[47, 48], Брянский Ю.А., Вахидов У.Ш. [49-52], Вольская Н.С.[53, 54], Вонг Дж. [55, 56], Горелов В.А. [57], Горячкин В.П., Гришкевич А.И., Гуськов В.В., Забавников Н.А.[58], Зимелев Г.В., Кацыгин В.В., Кемурджиан Л.А.[59, 60], Котиев Г.О. [61], Котляренко В.И. [62], Кошарный Н.Ф., Кристи М.К.[63], Кутьков Г.М., Куляшов А.П. [79], Ларин В.В.[64], Летошнев М.Н.[65], Литвинов А.С.[66, 67], Макаров В.С. [29], Молев Ю.И. [49], Наумов В.Н.[68, 69], Петрушов В.А., Пирковский Ю.В., Платонов В.Ф.[70], Полунгян А.А. [71], Рождественский Ю.Л.[69], Рукавишников С.В. [44], Смирнов Г.А.[72], Софиян А.П., Троицкая М.Н., Ульянов Н.А.[73, 74], Фаробин Я.Е.[75], Фалькевич Б.С.[76], Чистов М.П. [77], Чудаков Е.А., Шапкин В.А. [78, 79], Шухман С.Б.[110], Яценко Н.Н. и многие другие, а также научные школы

МГТУ им. Н.Э. Баумана; ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»; НГТУ им. Р.Е. Алексеева, МАДИ и многие другие

Рассмотрим анализ существующих работ по исследованию физико-механических свойств грунтовых поверхностей в береговых зонах в соответствии со схемой на рисунке 1.8.

1.3.1. Анализ физико-механических свойств песчано-гравийных и

песчаных территории

На сегодняшний день наиболее полным исследованием касательно движения МАК в береговых зонах являются работы связанные с исследованием именно шасси показанного на рисунке 1.1. Так в работе [29] определены параметры сопротивления пенетрации для участков песчаного и песчано-гравийного пляжей.

Рисунок 1.11.

Характер изменения сопротивления пенетрации на участке песчано-гравийного и песчаного пляжей [29]

Далее по этим параметрам определяются модуль упругости, угол внутреннего трения, удельное сцепление грунта. Также в работе определены

плотность и влажность грунта. Необходимо отметить, что в экспериментальных исследованиях автор данной работы принимал непосредственное участие, что отражено на рисунках 1.12.

Рисунок 1.12.

Замер физико-механических характеристик береговых зон

Необходимо отметить, что работе 2017 года [29] для описания участка песчаного берега были обработаны не все имеющиеся данные, а также небыли соотнесены физико-механические характеристики опорной поверхности с

профилем берега. Поэтому необходимо было провести дополнительные исследования. Необходимо отметить, что методика проведения замеров осталась прежней.

Кроме того, в работе [29] одним из допущений является то, что принимается возможным движение МАК по исследуемым участкам с равной вероятностью. Также при оценке проходимости используются расчеты только учитывающие прямолинейное движение. Экспериментальные исследования показали, что на практике это не так и следует учитывать это при расчете возможности движения шасси. Так по большей степени не целесообразно движение с заходом в воду, а также по участкам берега представленным пологим наносным участком, прилегающим к крутому обрывистому берегу и небольшого полого наносного участка. Также не целесообразно движение по большим склонам и характерным наносным холмам, образованным приливами. Поэтому необходимо провести дополнительные исследования касательно уточнения оценки вероятности возникновения движения в заданных условиях эксплуатации.

1.3.2. Анализ физико-механических свойств опорных поверхностей береговых зон со снежным покровом

Достаточно подробно снежный покров рассмотрен в работах ученых и исследователей «Нижегородской научно-практической школы транспортного снеговедения»: Веселовский М.В., Рукавишников С.В., Николаев А.Ф., Куляшов А.П., Барахтанов Л.В., Беляков В.В., Шапкин В.А., Аникин А.А., Макаров В.С. и их ученики [80]. Одной из последних работ является диссертация Манянина С.Е. [81] в которой рассмотрена аналогичная позиция. Проходимость транспортных средств определяется как конструкцией самой машины, так и характеристиками опорного основания. И оценивается для четырех выбранных типов снега. Развитием данного направления является работа Макарова В.С. учитывающая статистические параметры снежного покрова и характер

изменения его параметров в течении зимнего периода. Но также, как и в работах других авторов необходимыми факторами достаточными для оценки проходимости и подвижности по снегу являются его высота, плотность, жесткость, связность и угол внутреннего трения [82-86].

Так как вопрос исследования движения по снегу достаточно исследован в работах других авторов, то в рамках данного исследования его рассматривать не будем. Больший интерес представляет передвижение в переходный период, когда формируются так называемые миксты, а именно смесь снега с материалом полотна пути.

1.3.3. Анализ физико-механических свойств опорных поверхностей типа

микст

Микст - это опорные поверхности, представляющие собой минерально-ледовые дисперсные смеси зональнослоистой структуры [87]. Рассмотрим данный тип поверхности в широком смысле, а не только применительно к движению МАК в береговой зоне.

Для большинства территорий России характерно наличие снежной зимы и теплого лета. На всех этих территориях население активно передвигается как по дорогам общего пользования, так вне дорог. Также осуществляется множество транспортно-технологических операций. Одним из сложных с точки зрения передвижения техники и выполнения рабочих операций, например, по уборке дорог, является переходный период, когда дороги из себя представляют совокупность участков со снегом и грунтовым основанием, а на многих участках присутствуют снежно-грунтовые смеси. При этом существующая теория подвижности транспортно-технологических машин (ТТМ) очень слабо описывает данные условия движения. А как показывает практика эксплуатации техники, машины в данных условиях ведут себя неоднозначно. Движение МАК в береговой зоне также будет являться частью данной модели.

Для снежно-грунтовых смесей такие зависимости либо отсутствуют, либо носят достаточно общий характер. Одним из частных случаев являются снежно-песчаные смеси. На рисунке 1.13 приведены примеры движения и выполнения технологической операции ТТМ на снежно-песчаных грунтах.

в

Рисунок 1.13.

Примеры выполнения транспортно-технологических операций на микстах. а -движение транспортных средств повышенной проходимости, б - выполнение технологических операций, в - движение МАК по микстам.

В разных работах понятие микстов разнится. Наиболее простым является понятие как совокупность однородных участков с различными физико-механическими характеристиками. Данный пример широко используется в работах МГТУ им. Н.Э. Баумана [88, 89]. Смешанная поверхность определяется как комбинация «квадратов» с разными тяговыми и прочностными характеристиками. См. Рисунок 1.14.

Рисунок 1.14.

Опорная поверхность в виде комбинации «квадратов» с разными тяговыми и

прочностными свойствами. [88, 89]

Другой подход, аналогичный предыдущим работам рассмотрен в работах [29, 90], здесь также функций сцепления и сопротивления задаются случайным образом в заданных пределах. Как видно в данном случае

О о

Рисунок 1.15.

Пример интерпретации коэффициента сцепления для поверхности типа

«микст» [29]

Таким образом, все равно рассматриваются опорные поверхности типа грунт или снег, а как таковой смеси из двух или более фракций нет.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Беляев Александр Михайлович, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Barber, D. M. Vehicle based waveform laser scanning in a coastal environment / D. M. Barber, J. P. Mills // The 5th International Symposium on Mobile Mapping Technology. - Pradua, Italy, 2007.

2. Bio, A. Methods for coastal monitoring and erosion risk assessment: two Portuguese case studies / A. Bio [et. al.] // Journal of Integrated Coastal Zone Management. 2015.№15. - P.47-63.

3. Didier, D. Coastal Flood Assessment Based on Field Debris Measurements and Wave Runup Empirical Model / D. Didier [et. al.] // J. Mar. Sci. Eng. 2015. .№3.

- P. 560-590.

4. Incoul, A. Mobile laser scanning of intertidal zones of beaches using an amphibious vehicle. INGEO 2014 / A. Incoul [et. al.] // 6th International conference on engineering surveying. Prague, Czech Republic, 2014. - P. 87-92.

5. Makarov, V. Ground vehicle for ice conditions monitoring / V.Makarov [et. al.] // The Thirteenth International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Management and Conservation (MEDCOAST 2017). Mellieha, Malta, 2017.

6. Тихончук, Е.А. Изучение дрейфа льда в охотском море с помощью радиолокационной станции / Е.А. Тихончук, А.И. Зайцев, В.И. Филатов // Экологические системы и приборы. 2016. №8. - С.29-34.

7. Куркин, А.А., Исследования прибрежных районов охотского моря с использованием наземного мобильного робота / А.А. Куркин, Д.В. Зезюлин,

B.С. Макаров, А.И. Зайцев, А.М. Беляев, П.О. Береснев, В.В. Беляков, Е.Н. Пелиновский, Д.Ю. Тюгин // Экологические системы и приборы. 2016. № 8. -

C. 11-17.

8. Беляев, А.М. Мобильный робототехнический комплекс для мониторинга прибрежной зоны / А.М. Беляев [и др.] // Экологические системы и приборы. 2016. № 8. - С. 11 -17.

9. Makarov, V. Multiagent network system for coastal monitoring / V. Makarov [et. al.] // The Thirteenth International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Management and Conservation (MEDCOAST 2017).

- Mellieha, Malta, 2017.

10. Zaytsev, A. Coastal monitoring of the Okhotsk Sea using an autonomous mobile robot / Zaytsev A., Beliakov V. , Beresnev P. , Filatov V., Makarov V., Tugin

D., Zeziulin D., Yalciner, A., Pelinovsky E., Yalciner, B., Oshmarina, O., Kurkin, A. // Science of Tsunami Hazards. 2017. V. 36. № 1. - P. 1-12.

11. Makarov, V. Autonomous Mobile Robotic System for Environment Monitoring in a Coastal Zone / V.Makarov [et. al.] // Procedia Computer Science. 2017. 103. - P. 459-465.

12. Kurkin, A. Unmanned Ground Vehicles for Coastal Monitoring / A. Kurkin,

E. Pelinovsky, D. Tyugin, O. Kurkina, V. Belyakov, V. Makarov and D. Zeziulin // International Journal of Imaging and Robotics. 2017. V. 17. - P. 64-75.

13. Береснев, П.О. Исследовательские мобильные комплексы мониторинга прибрежной зоны / Береснев П.О., Филатов В.И., Беляев А.М., Зезюлин Д.В., Макаров В.С., Коленик М.Р., Куркин А.А., Беляков В.В. // Будущее технической науки: сборник материалов XV Международной молодежной научно-техн. конф.; НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2016. - С. 545.

14. Kurkin, A. Methods of tsunami detection and of post-tsunami surveys / Kurkin, A., Belyakov, V., Makarov, V., Zeziulin, D., Pelinovsky, E. // Science of Tsunami Hazards. Vol. 35, No. 2, (2016), - Р. 68-83.

15. Zeziulin, D. Coastal remote sensing from unmanned ground vehicles / D. Zeziulin, A. Kurkin, E. Pelinovsky, D. Tyugin, A. Giniyatullin, O. Kurkina, V. Belyakov, A. Belyaev, V. Makarov // Proceedings of The 31st International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice. Mombetsu, Hokkaido, Japan, 21-24 February, 2016. Р. 13-16.

16. Belyakov, V.V Autonomous Mobile Robotic System for Coastal Monitoring and Forecasting Marine Natural Disasters / Belyakov V.V., Beresnev P.O., Zeziulin D.V., Kurkin A.A., Kurkina O.E., Kuzin V.D., Makarov V.S., Pronin P.P., Tyugin D.Yu., Filatov V.I. // Proceedings of the Scientific-Practical Conference "Research and Development - 2016", 2018.

17. Пат. № 2632342 РФ МПК B25J 5/00 (2006.01). Автономный мобильный робототехнический комплекс / Куркин А.А., Беляков В.В., Колотилин В.Е., Зезюлин Д.В., Макаров В.С., Пелиновский Е.Н., Тюгин Д.Ю., Беляев А.М., Гиниятуллин А.Р., Куркина О.Е., Береснев П.О., Филатов В.И., Чернов А.Г.,

Кузин В.Д., Пронин П.И., Еремин А.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)". - Опубликовано: 04.10.2017 Бюл. № 28.

18. Макаров, В.С. Разработка научно обоснованных технических решений по созданию подвижных комплексов мониторинга береговых зон // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева - Н.Новгород, 2017. №3(118) - С. 157-167.

19. Беляков, В.В. Подвижные комплексы мониторинга прибрежной зоны: моногр. / Беляков В.В., Вахидов У.Ш., Зезюлин Д.В., Колотилин В.Е., Куркин А.А., Макаров В.С., Тумасов А.В., Тюгин Д.Ю. // Нижегород гос. тех. ун-т им. Р.Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2017. - 326 с.

20. Tyugin, D.Yu. The Exploration of Autonomous Mobile Robot Movement Characteristics in Difficult Off-road Conditions of a Coastal Zone / D.Yu. Tyugin, A.A. Kurkin, V.D. Kuzin, D.V. Zeziulin, V.S. Makarov, R.V. Shamin // International Journal of Imaging and Robotics, Volume 18; Issue No. 1; Year 2018.

21. Промежуточный научно-технический отчет о выполнении научно-исследовательской работы в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности. Проект №2.1433.2017/ПЧ. Этап 1 "Разработка алгоритмов управления, аппаратных средств и програмного обеспечения для группы телеметрически связанных автономных мобильных робототехнических комплексов наземного и надводного базирования". Руководитель Тюгин Д.Ю., Н.Новгород: НГТУ и. Р.Е. Алексеева. 2017. 160 c.

22. Kurkin, A. Multiagent network system for coastal monitoring /Andrey Kurkin, Dmitry Tyugin, Vladimir Belyakov, Vladimir Makarov, Denis Zeziulin, Dmitry Minaev and Andrey Zaytsev // Proceedings of the Thirteenth International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Engineering, Management and Conservation, MEDCOAST 2017, 31 October - 4 November 2017, 2017, Mellieha, Malta, E. Ozhan (Editor) - Р.795-804.

23. Промежуточный отчет о научно-исследовательской работе: «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». по теме: Автономный мобильный робототехничекий комплекс мониторинга прибрежной зоны и прогнозирование морских природных катастроф. Этап 1 (промежуточный) «Выбор

направлений исследований». Государственный контракт № 14.574.21.0089 от 16.07 2014 (2014-14-576-0051-156). Руководитель ПНИ Куркин А.А., Н.Новгород: НГТУ и. Р.Е. Алексеева. 2014. - 342 c.

24. Макаров, В.С. Статистическое моделирование грунтовых поверхностей береговых зон как полотна пути мобильных робототехнических комплексов мониторинга, контроля и диагностики природной среды / В.С. Макаров, В.И. Филатов, В.В. Беляков // Инновации на транспорте и в машиностроении: сборник трудов IV международной научно-практической конференции. Том IV. Под ред. В.В. Максарова. Отв. ред. И.В. Павлов. - СПб: Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2016. - С. 83-86

25. Макаров, В.С. Классификация береговых зон как полотна пути для транспортно-технологических машин и комплексов / В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, А.М. Беляев, П.О. Береснев, В.И. Филатов, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева № 3(114). - С. 138-142

26. Отчет по Договору № 14^56.16.5854-МК от 14 марта 2016 г. Этап 1. «Проведение экспериментально-теоретических исследований по замерам характеристик грунтовых поверхностей береговых зон н» Научный руководитель проекта В.С. Макаров, Н.Новгород, НГТУ - 2016г. - 63 с.

27. Отчет по Договору № 14^56.16.5854-МК от 14 марта 2016 г. Этап 2. «Разработка статистических моделей грунтовых поверхностей береговых зон» Научный руководитель проекта В.С. Макаров, Н.Новгород, НГТУ - 2017г. -79 с.

28. Makarov, V. Study of Trafficability Conditions of Typical Soils of Coastal Zones of Sakhalin Island (Russian Federation) / Vladimir Makarov, Valery Filatov, Umar Vahidov, Andrey Kurkin, Vladimir Belyakov // Proceedings of the 19th International & 14th European-African Regional Conference of the ISTVS, 25-27 September, 2017, Budapest, Hungary.

29. Макаров, В.С. Разработка научно обоснованных технических решений по созданию подвижных комплексов мониторинга береговых зон / Макаров В.С. Диссертация... докт. техн. наук: 05.05.03 М: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана, 2017.

30. Агейкин, Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители. Теория и расчет / Я.С. Агейкин. - М.: Машиностроение, 1972. - 184 с.

31. Агейкин, Я.С. Проходимость автомобилей / Я.С. Агейкин. - М.: Машиностроение, 1981. - 230 с.

32. Аникин, А.А. Разработка научных методов повышения проходимости по снегу особо легких гусеничных машин: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03.Н.Нов-город. 2010. - 309 с.

33. Беляков, В.В. Теория передвижение колесных машин по снегу / В.В. Беляков, А.А. Аникин, И.О. Донато. М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2006. 240 с.

34. Антонов, А.С. Теория гусеничного движителя / А.С. Антонов. - М.: Машгиз, 1949. - 200 с.

35. Армейские автомобили / Под ред. А.С. Антонова: в 3 частях. - М.: Изд-во МО, 1970. Ч.1. - 543 с.

36. Бабков, В.Ф. Проходимость колесных машин по грунту / В.Ф. Бабков,

A.К. Бируля, В.М. Сиденко. - М.: Автотрансиздат, 1959. - 189 с.

37. Безбородова, Г.Б. Моделирование движения автомобиля / Г.Б. Безборо-дова, В.Г. Галушко. - Киев: Вища школа, 1978. - 168 с.

38. Беляков, В.В. Взаимодействие со снежным покровом эластичных движителей специальных транспортных машин. дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. НГТУ, 1999. - 485 с.

39. Вездеходные транспортно-технологические машины. Основы теории движения. Научно-техническое издание / Под. общ. ред. В.В. Белякова и А.П. Куляшова. - Н. Новгород: ТАЛАМ, 2004. - 961 с.

40. Беляков, В.В. Методика расчета и анализ путей повышения проходимости многоосных колесных машин по снегу: дис. канд. техн. наук: 05.05.03. Н.Новгород, 1992. - 307 с.

41. Беляков, В.В. Подвижность наземных транспортно-технологических машин / В.В. Беляков [и др.] // Труды НГТУ. 2013. №4 (101). - С. 72-77.

42. Барахтанов, Л.В. Проходимость автомобиля / Барахтанов, Л.В., Беляков

B.В., Кравец В.Н. - Н. Новгород: НГТУ, 1996. - 200 с

43. Барахтанов, Л.В. Повышение проходимости гусеничных машин по снегу: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. Горький. 1988. - 352 с.

44. Барахтанов, Л.В. Снегоходные машины / Л.В. Барахтанов [и др.]. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1986. - 191 с.

45. Беккер, М.Г. Введение в теорию систем местность-машина: [пер. с англ.] / Под ред. В.В. Гуськова /М.Г. Беккер. - М.: Машиностроение, 1973. - 520 с.

46. Bekker, M. Theory of land locomolion. - University of Michigan, Press, 1960, - 520 p.

47. Бочаров, Н.Ф. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / Н.Ф. Бочаров [и др.]. - М.: Машиностроение, 1983. - 299 с.

48. Бочаров, Н.Ф. Транспортные средства на высокоэластичных движителях / Н.Ф. Бочаров [и др.]. - М.: Машиностроение, 1974. - 208 с.

49. Беляков, В.В. Транспортно-технологические проблемы Северного Кавказа / В.В. Беляков, У.Ш. Вахидов, Ю.И. Молев. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2009. - 330 с.

50. Вахидов, У.Ш. Определение характеристик микропрофиля в поймах рек Северного Кавказа / У.Ш. Вахидов, В.С. Макаров, В.В. Беляков // Интеллектуальные системы в производстве. 2011. №1. - С. 82-87.

51. Вахидов, У.Ш. Математическое описание дорог типа «stone-road» // У.Ш. Вахидов, В.С. Макаров, В.В. Беляков. Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. URL: www.science-education.ru/103-6376 (дата обращения 13.07.2016).

52. Вахидов, У.Ш. Моделирование трасс движения транспортных средств, характерных для территории Северного Кавказа / У.Ш. Вахидов, В.В. Беляков, В.С. Макаров. // Известия вузов. Машиностроение. 2011. №7. - С. 24-26.

53. Вольская, Н.С. Оценка проходимости колесных машин при движении по неровной грунтовой поверхности / Н.С. Вольская. - М.: МГИУ, 2007. - 215 с.

54. Вольская, Н.С. Разработка методов опорно-тяговых характеристик колесных машин по заданным дорожно-грунтовым условиям в районах эксплуатации: дисс. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008. - 485 с.

55. Вонг, Дж. Теория наземных транспортных средств / Дж. Вонг. М.: Машиностроение, 1982. - 284 с.

56. Wong, J.Y. Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering / J.Y. Wong. Elsevier, 2010. - 463 p.

57. Горелов, В.А. Прогнозирование характеристик криволинейного движения полноприводного автомобиля с формулой рулевого управления 1 -0-3 при различных законах управления колесами задней оси: диссертация ... кандидата технических наук: 05.05.03 [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана].- Москва, 2008. - 195 с.

58. Забавников, Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин / Н.А. Забавников. - М.: Машинострение, 1975. - 448 с.

59. Передвижение по грунтам луны и планет / Под ред. А.Л. Кемурджиана. - М.: Машиностроение, 1986. - 272 с.

60. Планетоходы / Под ред. А.Л. Кемурджиана. 2-е изд., переработанное и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 400 с.

61. Котиев, Г.О. Прогнозирование эксплуатационных свойств систем подрессоривания военных гусеничных машин: диссертация ... доктора технических наук: 05.05.03. - Москва, 2000. - 265 с.: ил.

62. Котляренко, В.И. Научное обоснование создания и разработка ходовых систем транспортных средств на пневмоколесных движителях сверхнизкого давления: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. М., 2009. - 359 с.

63. Карельских, Д.К. Теория, конструкция и расчет тракторов / Д.К. Карельских, М.К. Кристи. - М.: Машгиз, 1940. - 519 с.

64. Ларин, В.В. Методы прогнозирования опорной проходимости многоосных колесных машин на местности / В.В. Ларин. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 224 с.

65. Летошнев, М. Н. Взаимодействие конной повозки и дороги / М.Н. Летошнев. - М.: Транспечать НКПС, 1929. - 206 с.

66. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля / А.С. Литвинов. - М.: Машиностроение, 1971. - 416 с.

67. Литвинов, А.С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: учебник для вузов / А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин. - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

68. Наумов, В.Н. Развитие теории взаимодействия движителей с грунтом и ее реализация при повышении уровня проходимости транспортных роботов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. М., 1993. - 376 с.

69. Наумов, В.Н. Основы теории проходимости транспортных вездеходов: учебное пособие / В.Н. Наумов, А.Ф. Батанов, Ю.Л. Рождественский. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1988. - 120 с.

70. Платонов, В.Ф. Полноприводные автомобили / В.Ф. Платонов. - М.: Машиностроение, 1989. - 312 с.

71. Проектирование полноприводных колёсных машин: учеб. для вузов в 2 т. / Под общ. ред. А.А. Полунгяна. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. Т.1. - 488 с.

72. Смирнов, Г.А. Теория движения колесных машин / Г.А. Смирнов. - М.: Машиностроение, 1990. - 376 с.

73. Ульянов, Н.А. Колесные движители строительных и дорожных машин / Н.А. Ульянов. - М.: Машиностроение, 1982. - 279 с.

74. Ульянов, Ф.Г. Повышение проходимости и тяговых свойств колесных тракторов на пневматических шинах / Ф.Г. Ульянов. - М.: Машиностроение, 1964. - 136 с.

75. Фаробин, Я.Е. Теория поворота транспортных машин / Я.Ч. Фаробин. -М.: Машиностроение, 1970. - 176 с.

76. Фалькевич, В.С. Теория автомобиля / В.С. Фалькевич. - М.: Машгиз, 1963. - 239 с.

77. Чистов, М. П. Исследование сопротивления качению при движении полноприводного автомобиля по деформируемым грунтам: автореф. дис. ... канд. техн. наук. 05.195. М.: МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1971. - 16 с.

78. Шапкин, В.А. Основы теории движения машин с роторно-винтовым движителем по заснеженной местности: дис. ... д-ра техн. наук 05.05.03. Н.Новгород, 2001. - 390 с.

79. Куляшов, А.П. Вездеходы с роторно-винтовым движителем: теория, создание, эксплуатация / А.П. Куляшов, В.Е. Колотилин, В.А.Шапкин // Нефть и газ Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортировки: тез. докл.межгосударственной конф. Тюмень, 1993. - С.196-193.

80. Аникин, А.А. Отраслевая научно-исследовательская лаборатория вездеходных (снегоходных) машин. К 50-летию со дня основания (1962 -2012 гг.) / А.А. Аникин [и др.] - Н.Новгород: НГТУ им Р.Е. Алексеева, 2012. - 272 с.

81. Манянин, С.Е. Повышение проходимости колесных и гусеничных машин по снегу путем научно обоснованного выбора конструктивных параметров движителей: диссертация ... доктора технических наук: 05.05.03 / Манянин Сергей Евгеньевич; [Место защиты: Нижегор. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева]. - Нижний Новгород, 2019. - 412 с

82. Макаров, В.С. Многоуровневая модель снега как полотна пути для транспортно-технологических машин на примере территории Российской Федерации / В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, В.В. Беляков // Фундаментальные исследования. 2013. № 10. - С. 270-276.

83. Макаров, В.С. Статистический анализ характеристик снежного покрова // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 1. - С. 147.

84. Макаров, В.С. Оценка эффективности движения колесных машин на основании статистических характеристик снежного покрова / В.С. Макаров [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 1. - С. 150-157.

85. Макаров, В.С. Формирование снежного покрова в зависимости от ландшафта местности и оценка подвижности транспортно-технологических машин в течение зимнего периода / В.С. Макаров [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 2. - С. 155-160.

86. Макаров, В.С. Характер изменения снежного покрова как полотна пути с учетом неравномерности его залегания на местности / В.С. Макаров [и др.] // Современные проблемы науки и образования.2013. № 4. - С. 33.

87. Беляков, В.В. Неводные снега и ледово-минеральные миксты. Материалы поверхностей движения специальных транспортно-технологических машин и планетоходов / В.В. Беляков, В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин // Saarbrücken, German: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2014. - 140 с.

88. Марохин, С.М. Прогнозирование характеристик подвижности спецавтомобиля, оснащенного системами активной безопасности: диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03. - Москва, 2005. - 142 с.

89. Сафонов, Б.А. Автоматизация управления муфтами блокировки дифференциалов в трансмиссии многоосной колёсной машины: диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03 / Сафонов Борис Андреевич; [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана]. - Москва, 2017. - 116 с

90. Belyaev, А.М. Development of 8х8 All-terrain Vehicle with Individual Wheel Drive / Belyaev, A., Manyanin, S., Tumasov, A., Makarov, V. and Belyakov, V. // In Proceedings of the 5th International Conference on Vehicle Technology and Intelligent Transport Systems (VEHITS 2019), P. 556-561.

91. Макаров, В.С. Математическая модель поверхности дорожно-грунтовых оснований, насыщенных характерными повторяющимися дискретными препятствиями / Макаров В.С. [и др.] // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 5. URL: http://www.science-education.ru/111-10472 (дата обращения 13.07.2016).

92. Аникин, А.А. Мобильные роботы, робототехнические комплексы и роботизированные системы помощи водителю автотракторной и вездеходной техники: в 3-х книгах. Кн.1. История роботехнических систем: монография / А.А. Аникин [и др.]; под общ. ред. В.В. Белякова. - Н.Новгород Научно-издательский центр «XXI век», 2020. - 553 с.

93. Аникин, А.А. Мобильные роботы, робототехнические комплексы и роботизированные системы помощи водителю автотракторной и вездеходной техники. Кн. 2. Ч. 1. Современные наземные мобильные робототехнические системы и комплексы. Условия эксплуатации мобильных систем: монография / А.А. Аникин [и др.]; под общ. ред. В.В. Белякова. -Н.Новгород Научно-издательский центр «XXI век», 2021. - 942 с.

94. Косицын, Б.Б. Научные методы повышения подвижности боевых колесных машин путем совершенствования тормозных свойств: автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.05.03 / Косицын Борис Борисович; [Место за-

щиты: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)]. - Москва, 2021. - 33 с.

95. Belyaev, A.M. Analysis of the main bases of the coastal zone, as a pathway for the movement of special vehicle and monitoring complexes / Belyaev A.M., Zakharov A.A., Makarov V.S., Zuyev V.A., Kravets V.N. // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 386 (2018) 012002 doi:10.1088/1757-899X/3 86/1/012002.

96. Belyaev, A.M. Method of assessment of special wheel chassis mobility in cases of sand-gravel bases crossing/ A. M. Belyaev, V. S. Makarov // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 194 (2018) 022019 doi:10.1088/1755-1315/194/2/022019.

97. Belyaev, A.M. Field research of drag-and-traction characteristics of mobile robotic system in coastal zone / A. M. Belyaev, V. S. Makarov, A. I. Markovnina and V. V. Belyakov // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1177 (2019) 012050 doi: 10.1088/1742-6596/1177/1/012050.

98. Belyaev, A.M. Study of efficiency of a 6x6 all-terrain vehicle in coastal zone / A. M. Belyaev, V. V. Belyakov and V. S. Makarov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 709 (2020) 044030 doi:10.1088/1757-899X/709/4/044030.

99. Makarov, V. S. Modelling the motion of a mobile robotic complex in the coastal zone/ V. S. Makarov, A M Belyaev and V V Belyakov/ IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1753 (2021) 012029 doi:10.1088/1742-6596/1753/1/012029.

100. Беляев, A.M. Исследование деформационных свойств дорожно--грунтовых основании типа микст / A.M. Беляев, А.И. Mарковнин, В.В, Беляков, В.С. Mакаров В.С. // Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электро-механики: IPDME-2021: сборник тезисов / Санкт-Петербургский горный университет. - СПб, 2021. (В печати).

101. Belyaev, A.M. Study of Deformation Properties of Road Foundations of the Mixed Type Intended for the Movement of Mobile Complexes for Monitoring and

Transporting Raw Materials/ Alexander Belyaev, Alina Markovnina, Vladimir Belyakov, Vladimir Makarov // E3S Web of Conferences (2021) (В печати).

102. Belyaev, AM. A study of physical and mechanical properties of soil-and-snow mixtures / Alexander Belyaev, Alina Markovnina, Vladimir Belyakov, Vladimir Makarov // AIP Conference Proceedings (2021) (В печати).

103. Беляев, А.М. Экспериментальные исследование физико-механических свойств снежно-песчаных смесей как полотна пути для транспортно-технологических машин / А.М. Беляев, А.И. Марковнина, В.В. Беляков, В.С, Макаров // Материалы III Байкальской международной научной конференции «Снежный покров, атмосферные осадки, аэрозоли: химия и климат».

104. Belyaev, AM. Experimental and theoretical study of deformation properties of snow-and-sand mixed surfaces exposed to motion of all-terrain vehicles / Axander Belyaev, Alina Markovnina, Alexey Papunin, Vladimir Belyakov, Vladimir Makarov // 20th International Conference of the International Society for Terrain-Vehicle Systems, ISTVS 2021 (2021) (В печати).

105. Belyaev, AM. Experimental Theoretical Study of the Mobile Robotic System Movement with Caterpillar-modular Propulsion on the Beach Line Terrain / А. М. Belyaev et al // The 6th International Conference on Vehicle Technology and Intelligent Transport Systems (VEHITS 2020). 567-572. DOI: 10.5220/0009794705670572.

106. Zeziulin, D. Development of an unmanned ground vehicle for coastal monitoring / Zeziulin Denis, Pavel Beresnev, Valeriy Filatov, Vladimir Makarov, Andrey Kurkin and Vladimir Belyakov // Proceedings of the ISTVS 8th Americas Regional Conference, Detroit, MI, September 12-14, 2016, - P. 75.

107. Полотно пути транспортно-технологических машин: учебник / под ред. В.В. Белякова, А.А. Куркина; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. -Нижний Новгород, 2014. - 447 с.

108. Bekker, M.G., Introduction to Terrain-Vehicle Systems. - 1969, Ann Arbor, MI: University of Michigan Press.

109. Bekker, M.G., Off-the-Road Locomotion. - 1960, Ann Arbor, MI: University of Michigan Press.

110. Wong, J.Y., M.G. Bekker, Terrain Vehicle Systems Analysis, Monograph / Department of Mechanical and Aerospace Engineering: Carleton University. - Ottawa, Ont., Canada. 1976-78, 1980 and 1985.

111. Wong, J.Y., Terramechanics and Off-Road Vehicles. 1989, Amsterdam: Elsevier Science.

112. Preston-Thomas J.Y. and J. On the Characterization of the Shear-StressDis-placement Relationship of Terrain // Journal of Terramechanics, 1983. 19(4) TR-2010-01.

113. Беляков, В.В. Концепция подвижности наземных транспортно-техноло-гических машин / В.В. Беляков. и др. // «Труды НГТУ»- Н.Новгород, 2013. №3(100). - С. 145-175.

114. Безбородова, Г.Б. О направлениях научных исследований проходимости автомобилей // Изв. вузов. Машиностроение. - 1965. №5. - С. 145-148.

115. Бухарин, Н.А. Проходимость автомобиля / Н.А. Бухарин и др. - Воен. изд-во МО СССР, 1959. - С. 310.

116. Платонов, В.Ф. Полноприводные автомобили / В.Ф. Платонов. - М.: Машиностроение, 1989. - 312 с.

117. Токарев, А.А. Топливная экономичность автомобилей и автопоездов / А.А. Токарев. - М.: Машинстроение, 1982 с. - 240 с.

118. Панов, В.И. Взаимодействие со снежным покровом гусеничносанных поездов и пути повышения тяговых качеств: Дисс. ... канд. техн. наук: 05.05.03. Горький, 1965. - 212 с.

119. Трембовельский, Л.Г. Комплексная оценка эффективности автотранспортных средств / Л.Г. Трембовельский, Р.П. Кушвид. // Журнал Автомобильных инженеров: журнал ААИ. - 2011. № 1. - С. 23-25.

120. Горелов, В.А. Научные методы повышения безопасности и энергоэффективности движения многоосных колесных транспортных комплексов: Автореферат дисс. ... докт. техн. наук: 05.05.03. - М., 2012. - 33 с.

121. Малыгин, В.А. Исследование процесса деформации снега под воздействием гусеничного движителя и обоснование выбора размеров опорной поверхности гусениц снегоходных машин: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03. Горький, 1971. - 155 с.

.А. 1С Т

Разработки Научно-исследовательской лаборатории «Моделирование природных и техногенных катастроф» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (НГТУ-),

а именно Разработка методики выбора параметров специальной транспортно-технологической машины с возможностью установки различных типов движителей для мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф. Разработка конструкторской документации шасси с применением разработанной методики,

выполненные в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» по теме: «Автономный мобильный робототехнический комплекс мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф» № 14.574.21.0089, а также в соответствии с планом проведения экспериментальных исследований в СКБ САМИ ДВО РАН

и переданные Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований» ДВО РАН (СКБ САМИ),

внедрены с 2016 года на(в) Федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований» ДВО РАН (СКБ САМИ).

в составе автономного мобильного робото-технического комплекса для мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф как самостоятельного объекта,

в соответствии с планом внедрения результатов работ.

Назначение внедренных разработок использование результатов расчетно-экспериментальных исследований и практических рекомендаций при разработке специальной транспортир-технологической машины для нового комплекса мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф.

Технический уровень разработок соответствует мировым образцам автономных мобильных робототехнических комплексов для диагностики волнового климата в прибрежной зоне.

Вид внедрения мелкосерийное и уникальное производство автономного мобильного робототехнического комплекса, с возможностью установки различных типов движителей (колесного, гусеничного, роторно-винтового) и установки разнообразного оборудования для мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф.

Разработки Научно-исследовательской лаборатории «Моделирование природных и техногенных катастроф» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева» (НГТУ),

а именно Разработка методики выбора параметров специальной транспортно-технологической машины с возможностью установки различных типов движителей для мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф. Разработка конструкторской документации шасси с применением разработанной методики,

выполненные в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» по теме: «Автономный мобильный робототехнический комплекс мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф» № 14.574.21.0089

и переданные Обществу с ограниченной ответственностью «Завод Вездеходных Машин (ООО «ЭВМ»).

внедрены с 2017 года на(в) Обществе с ограниченной ответственностью «Завод Вездеходных Машин (ООО «ЗВМ»),

в составе шасси автономного мобильного робототехнического комплекса для мониторинга прибрежной зоны и прогнозирования морских природных катастроф как самостоятельного объекта,

в соответствии с планом внедрения результатов работ.

Назначение внедренных разработок использование результатов расчетно-экспериментальных исследований и практических рекомендаций при разработке ходовых систем специальных транспортно-технологических машин для мониторинга природных и техногенных объектов.

Технический уровень разработок соответствует международным образцам ходовых систем мобильных робототехнических комплексов для мониторинга природных и техногенных объектов.

Вид внедрения единичное мелкосерийное и уникальное производство ходовых систем мобильных робототехнических комплексов, с возможностью установки различных типов движителей (колесного, гусеничного, роторно-винтового) и установки разнообразного оборудования для мониторинга природных и техногенных объектов.

АКТ

Разработки федерального государственного бюджетного_образовательного

учреждения высшею образования «Нижегородского государственного техническою университета им. P.E. Алексеева» (НГТУ).

а именно Математическая модель движения миоюфункциоиально вездеходного транспортного средства (МВТС) в условиях бездорожья для оценки энергоэффективности и топливной экономичности, а также позволяющая производить выбор рационатьныч параметров МВТС для получения исходных данных для конструирования. Математическая модель функционирования интеллектуальной системы привода колесных движителей МВТС. позволяющая осуществлять выбор и обоснование параметров, характеристик и регулировок гидростатической трансмиссии. Проведенные имитационное моделирование движения и натурные исследовательские испытания, которые позволили разработать конструкторскую документацию для МВТС обладающего повышенным уровнем энергоэффективности и улучшенной топливной экономичностью.

выполненные в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» по теме: «Разработка многофункционального вездеходного транспортного средства, оборудованною интеллектуальными системами привода колесных движителей, обладающего повышенным уровнем энергоэффективности и улучшенной топливной экономичностью» X» 14.574.21.0107. а также в соответствии с планом проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ООО «ТрансМаш»

и переданные Обществу с ограниченной ответственностью «Завод Трнспортных Машин» (ООО «ТрансМаш»),

внедрены с 2016 года на(в) Общество с ограниченной ответственностью «Завод Трнспортных Машин» (ООО «ТрансМаш»).

в составе многофункционального_вездеходного_щц<?П9РТН0Г9_£Е£Д£1Ва_Ш

самостоятельного объекта.

в соответствии с планом внедрення результатов работ.

Назначение внедренных разработок использование результатов расчетно-экспернментальных исследований и практических рекомендаций при разработке многофункционального вездеходного транспортного средства для повышения энергоэффективности и улучшения топливной экономичности.

Технический уровень разработок соответствует международным образцам многофункциональных вездеходных транспортных средств с индивидуальным гидрообъемным силовым приводом колес.

Вид внедрения мелкосерийное производство многофункционального вездеходного транспортного средства на шинах сверхнизкого давления с колесной формулой 8x8 с

гидростатической трансмиссией и возможностью_автоматического управления

крутящими моментами каждого из колес.

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе Нижегородского государственного

технического университета ммени Р.Е. Алексеева,

м\ профессор Щ, / Куркин А. А. / № 2021 г.

результатов научно-исследовательской работы в учебный процесс

Разработки:

Беляева Александра Михайловича

а именно:

1. Методика расчета подвижности и эффективности шасси мобильных автономных комплексов для движения в береговой зоне, с учетом изменчивости характеристик опорных оснований на пути движения шасси, а также режимов движения;

2. Методика проведения экспериментальных исследований деформационных и сдвиговых свойств минерально-снежных микстов, представляющих собой минерально-ледовые дисперсные смеси.

переданные: на кафедру «Автомобили и тракторы» НГТУ внедрены с сентября 2020 года на (в) учебном процессе в составе курсов «Исследования и испытания наземных транспортно-технологических машин», «Конструирование и расчет наземных транспортно-технологических машин», «Взаимодействие движителей с полотном пути» по направлению подготовки магистров 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы»

Назначение внедренных разработок: использование в лекционных курсах, практических и лабораторных занятиях со студентами, в курсовом и дипломном проектировании

Тумасов Антон Владимирович, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Автомобили и тракторы»