В Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете завершилась научно-исследовательская работа, посвящённая оценке подвижности эвакуационных автопоездов в зонах затопления. Исследование провёл коллектив учёных университета в составе доктора технических наук, профессора кафедры наземных транспортно-технологических машин Виктора Добромирова, кандидата технических наук, доцента кафедры судебных экспертиз Елизаветы Магдиной и аспиранта автомобильно-дорожного факультета Алексея Кожуховского. Оно направлено на повышение эффективности аварийно-спасательных мероприятий при наводнениях – от обоснования рациональных режимов движения техники до прогнозирования её проходимости в сложных водно-грунтовых условиях. Работа выполнялась в рамках грантовой поддержки СПбГАСУ.
На первом этапе проанализированы факторы, ограничивающие подвижность эвакопоездов: низкая несущая способность донного грунта, гидродинамическое лобовое и боковое давление воды, снижение сцепных свойств движителей из-за силы плавучести. Обзор существующих исследований показал отсутствие методик, обеспечивающих комплексный учёт этих факторов, что обосновало актуальность работы. Целью стала разработка научной системы оценки подвижности эвакопоездов, а задачами – создание математических моделей, имитационное моделирование и расчётная оценка тяговых возможностей.
Разработана математическая модель движения эвакопоезда в водно-грунтовой среде, включающая определение нормальных реакций опорного основания, силы плавучести, гидродинамических сопротивлений (лобового и бокового), а также систему критериев для оценки подвижности по результатам расчётов. Модель позволяет количественно описывать взаимодействие составной системы «тягач – эвакофонд» с деформируемым дном и водным потоком.
В рамках имитационного компьютерного моделирования определены объёмное водоизмещение машин и коэффициенты лобового и бокового гидродинамического сопротивления в зависимости от глубины погружения и скорости движения. Дополнительно выполнено теоретическое исследование взаимодействия колёсного движителя с деформируемым донным грунтом – разработана модель качения деформируемого колеса по слабому основанию и рассчитано сопротивление качению для тягача и эвакофонда.
Расчётная оценка проведена на примере колёсного эвакотягача типа 8×8 и автосамосвала КАМАЗ 6×4 для трёх сценариев: движение в стоячей воде по твёрдому заиленному основанию, движение с боковым давлением потока по твёрдому и по деформируемому дну. Для каждого случая определены рациональные режимы (скорость, допустимая глубина погружения, загрузка), обеспечивающие максимальную подвижность и устойчивость.
По итогам исследования сформулированы рекомендации для практического применения – предложенная методика позволяет прогнозировать проходимость эвакопоездов в зависимости от параметров затопления, обосновывать предельные условия эксплуатации и повышать безопасность эвакуационных работ. Результаты готовы к внедрению в деятельность аварийно-спасательных подразделений и профильных организаций.
