СПОСОБ ДОРАБОТКИ СЕРИЙНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ОСНАЩЕННОГО КУЗОВОМ-ФУРГОНОМ, В СПЕЦИАЛЬНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И УСТАНОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКТ ДЛЯ ТАКОЙ ДОРАБОТКИ
METHOD OF MODIFICATION OF MASS-PRODUCTION VEHICLE WITH WAGON BODY INTO SPECIAL-PURPOSE VEHICLE, INSTALLATION KIT FOR MODIFICATION

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при переоборудовании серийных транспортных средств, в частности грузовых автомобилей, оснащенных кузовом-фургоном, в специальные транспортные средства, являющиеся базовыми для информационно-управляющих и информационно-аналитических комплексов вооружений.
Известен способ преобразования незащищенного серийного транспортного средства в бронированное транспортное средство и защитный модуль для такого преобразования (патент RU №2188770 С1, опубл. 10.09.2002). Способ преобразования и защитный модуль приняты за прототип. Способ преобразования (доработки) незащищенного серийного транспортного средства в бронированное транспортное средство включает в себя этап демонтажа крыши и дверей кузова серийного транспортного средства, этап изготовления защитного модуля (установочного комплекта), выполненного из материала, защищающего от пулевого и осколочного поражения, и этап монтажа защитного модуля в кузове. На этапе изготовления защитного модуля отдельные элементы модуля перед сборкой подвергают термической обработке, осуществляют сборку элементов модуля в цельносварную конструкцию, устанавливают на сварные швы заранее изготовленные накладки, прошедшие термическую обработку, и осуществляют соединение накладок с модулем с помощью одиночных сварочных точек. На этапе монтажа защитного модуля в кузове осуществляют установку передней днищевой панели модуля на силовую раму транспортного средства. Далее осуществляют монтаж цельносварной конструкции модуля в кузов, установку дверей защитного модуля и крыши кузова серийного транспортного средства.
Защитный модуль для преобразования незащищенного серийного транспортного средства в бронированное транспортное средство содержит жестко соединенные между собой боковые стенки с проемами для дверей, крышу, заднюю стенку, верхнюю лицевую панель с обзорными окнами для водителя и нижнюю лицевую панель, выполненные из материала, защищающего от пулевого и осколочного поражения, двери, выполненные из аналогичного материала и установленные в проемах, и рамки (установочные элементы) со стеклами. Модуль снабжен задней и передней днищевыми панелями, выполненными из материала, защищающего от пулевого и осколочного поражения, накладками, прикрепляемыми к сварным швам защитного модуля, а в передней днищевой панели выполнены проемы для органов управления транспортного средства, причем боковые стенки, крыша и задняя стенка модуля выполнены в виде единой, цельной конструкции, которая жестко связана с верхней и нижней лицевыми панелями, и передней и задней днищевыми панелями, установленными на силовой раме транспортного средства.
Недостатками прототипа являются:
- затруднения при установке цельнометаллических конструкций с высокими габаритными показателями;
- значительное повышение общей массы транспортного средства после установки цельнометаллической конструкции, приводящее к снижению тактико-технических характеристик автошасси и полезной массы в виде устанавливаемого оборудования;
- отсутствие развитых поверхностей для установки большого количества оборудования различной конфигурации и назначения;
- ограниченные возможности компоновочных решений по размещаемому оборудованию;
- необходимость применения для изготовления дорогостоящих технологий;
- высокие затраты на изготовление цельнометаллической конструкции.
Предлагаемым изобретением решается задача по минимизации затрат на переоборудование серийных грузовых транспортных средств, оснащенных кузовом-фургоном, при условии сохранения грузонесущей способности и прочности кузова-фургона.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в определении оптимального общего алгоритма переоборудования серийных транспортных средств, в частности грузовых автомобилей, оснащенных кузовом-фургоном, в специальные транспортные средства и создании с минимальными затратами установочного комплекта для доработки серийного транспортного средства, обладающего высокими возможностями по надежному размещению большого количества оборудования многофункционального назначения как внутри кузова-фургона, так и снаружи, не ослабляющего жесткость и прочность штатных элементов транспортного средства.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе доработки серийного транспортного средства, оснащенного кузовом-фургоном, заключающемся в том, что доработка транспортного средства включает в себя этап изготовления установочного комплекта и этап монтажа установочного комплекта внутри кузова-фургона, новым является то, что в способ введен дополнительный этап по предварительной компоновке оборудования, предусматривающий расчет центра массы снаряженного кузова-фургона, на этапе изготовления установочного комплекта выполняется сборка жестких каркасных конструкций, оснащенных установочными поверхностями с крепежными отверстиями, для размещения внутри кузова-фургона, изготовление резьбовых опорных пробок для внутренней и наружной установки, изготовление установочных плит и кронштейнов с крепежными отверстиями для размещения снаружи кузова-фургона и кронштейнов для размещения на трубчатой раме штатного сиденья в кабине водителя, причем выполнение отверстий в кузове-фургоне, в установочных поверхностях, в плитах и кронштейнах производится в соответствии со схемой на доработку кузова-фургона, разработанной по результатам этапа по предварительной компоновке, на этапе монтажа установочного комплекта осуществляется установка на клей резьбовых опорных пробок, потом внутри кузова-фургона размещают жесткие каркасные конструкции путем закрепления их по установочным поверхностям в опорных пробках, далее устанавливают и закрепляют плиты и кронштейны на наружных поверхностях кузова-фургона в аналогичных опорных пробках или при помощи иных крепежных изделий, этап монтажа установочного комплекта включает в себя дополнительную установку кронштейнов к раме штатного сиденья в кабине.
Этот способ доработки серийного транспортного средства, оснащенного кузовом-фургоном, реализуется в предлагаемом установочном комплекте для доработки серийного транспортного средства, оснащенного кузовом-фургоном, содержащем жестко соединенные между собой элементы конструкции, закрепленные на транспортном средстве, установочные элементы, в котором новым является то, что установочный комплект включает в себя три типа жестко соединенных между собой элементов, различных по конфигурации и выполненных в виде каркасных стоек, для установки внутри кузова-фургона, набор резьбовых опорных пробок для внутренней и наружной установки, установочные плиты и кронштейны для наружного крепления, набор крепежных изделий, в том числе «тепловых» болтов, набор кронштейнов для установки на раме штатного сиденья в кабине транспортного средства, первая каркасная стойка выполнена в виде основания, оснащенного опорными кронштейнами, на котором жестко установлена дополнительная стойка меньшей ширины, основание и дополнительная стойка имеют дополнительные элементы жесткости, на которых размещены установочные поверхности, вторая и третья каркасные стойки, оснащенные опорными кронштейнами и своими дополнительными элементами жесткости с установочными поверхностями, имеют наклонные боковые балки, первая каркасная стойка дополнительно оснащена крепежно-демпфирующим набором, состоящим из бруска, упругой пластины, планки с отверстиями и шпильки, средняя часть которой выполнена в виде шестигранника.
Введение в способ дополнительного этапа по предварительной компоновке оборудования, предусматривающего расчет центра массы снаряженного кузова-фургона оборудования, позволяет
- произвести в результате доработки рациональное размещение устанавливаемого оборудования;
- проводить эксплуатацию транспортного средства в штатном режиме без нарушения устойчивости его устойчивости при движении в снаряженном состоянии;
- определить оптимальную последовательность и технологию переоборудования серийного транспортного средства;
- предварительно рассчитать жесткостные и прочностные параметры изделия после предполагаемого переоборудования, избежать компоновочных ошибок и нестыковок при размещении оборудования.
Выполнение на этапе изготовления установочного комплекта сборки жестких каркасных конструкций, оснащенных установочными поверхностями с крепежными отверстиями, для размещения внутри кузова-фургона, позволяет
- сформировать предварительные зоны размещения рабочих мест персонала в соответствии с функциональной принадлежностью используемого оборудования;
- сформировать зоны жесткости, которые впоследствии будут связаны с панелями кузова-фургона.
Изготовление резьбовых опорных пробок для внутренней и наружной установки позволяет создать элементы крепления устанавливаемых конструкций к панелям кузова-фургона, позволяющие обеспечить надежное крепление без создания системы установочных элементов, охватывающей полностью всю площадь поверхности кузова-фургона.
Изготовление установочных плит и кронштейнов с крепежными отверстиями для размещения снаружи кузова-фургона позволяет
- подготовить опорные площадки для размещения наружного оборудования специального транспортного средства;
- рационально распределить нагрузку от устанавливаемого оборудования, в том числе подвижного (защитные кожуха, механизмы подъема антенн), и предотвратить нарушение целостности кузова-фургона;
- надежно закрепить оборудование снаружи кузова-фургона, позволяющее сохранить его устойчивость при воздействии внешних неблагоприятных факторов: сильный ветер, задевание за посторонние предметы и т.п.
Изготовление кронштейнов для размещения на трубчатой раме штатного сиденья в кабине водителя позволяет с минимальными затратами подготовить установочные места для размещения дополнительного оборудования в кабине специального транспортного средства и сформировать дополнительное рабочее место персонала.
Выполнение отверстий в кузове-фургоне, в установочных поверхностях, в плитах и кронштейнах производится в соответствии со схемой (конструкторским документом) на доработку кузова-фургона, что позволяет
- избежать значительной части нестыковок при окончательной установке конструкций;
- применять при разработке документов на доработку транспортного средства элементы 3D-моделирования, позволяющие при наличии большого количества отверстий и устанавливаемого оборудования получить наглядное изображение установленных конструкций.
Осуществление на этапе монтажа установки на клей резьбовых опорных пробок позволяет
- надежно зафиксировать опорную пробку в теле панели кузова-фургона, выполненной из тонкостенных металлических панелей, пространство между которыми заполнено пенообразным наполнителем;
- сохранить целостную структуру стенок кузова-фургона, т.е. их жесткость и прочность.
Размещение и закрепление в опорных пробках внутри кузова-фургона жестких каркасных конструкций, на наружных поверхностях - плит и кронштейнов, приварка кронштейнов к раме штатного сиденья в кабине водителя транспортного средства позволяет
- создать установочную основу для размещения оборудования зон рабочих мест персонала;
- обеспечить необходимую прочность и жесткость установочных баз в условиях большого количества и массы размещаемого оборудования;
- обеспечить надежную связь конструкций с рамой штатного сиденья кабины и стенками кузова-фургона, что также способствует повышению жесткости всей системы переоборудованного транспортного средства.
Выполнение трех каркасных стоек для установки внутри кузова-фургона различными по конфигурации обусловлено составом, массо-габаритными показателями размещаемого оборудования, расположением рабочих мест персонала, а также конфигурацией стеновых панелей кузова-фургона.
Включение в состав набора крепежных изделий, в том числе «тепловых» болтов, позволяет
- выполнить крепежные работы на этапе монтажа установочного комплекта;
- исключить «промерзание» (покрытие инеем) установочных болтов в условиях низких температур, приводящее к попаданию влаги на оборудование, за счет применения этих изделий, выполненных в термоизолирующем варианте.
Выполнение первой каркасной стойки в виде основания, оснащенного опорными кронштейнами, на котором жестко установлена дополнительная стойка меньшей ширины, позволяет
- жестко закрепить в опорных кронштейнах нижнюю часть (основание) первой каркасной стойки к полу и передней панели кузова-фургона;
- сформировать каркасную основу приборного стола рабочих мест персонала.
Оснащение основания и дополнительной стойки дополнительными элементами жесткости, на которых установлены установочные поверхности для установки, позволяет
- сформировать каркас требуемой конфигурации, исходя из требований к размещению оборудования на конкретном рабочем месте;
- в дальнейшем надежно закрепить элементы размещаемого оборудования.
Выполнение второй и третьей каркасных стоек, оснащенных опорными кронштейнами и своими дополнительными элементами жесткости, на которых установлены установочные поверхности, с наклонными боковыми балками обеспечивает выполнение вышеперечисленных требований и позволяет выполнять размещение стоек на полную высоту кузова-фургона вдоль боковых панелей, имеющих в верхней части скошенную форму.
Оснащение первой каркасной стойки дополнительным крепежно-демпфирующим набором, состоящим из бруска, упругой пластины, планки с отверстиями и шпильки, средняя часть которой выполнена в виде шестигранника, позволяет
- обеспечить полужесткое крепление верхней части дополнительной стойки первой каркасной стойки к передней панели кузова-фургона;
- исключить излишние напряжения в каркасной конструкции, имеющей места крепления, расположенные в разных плоскостях;
- обеспечить удобство при проведении крепежных работ по установке дополнительной стойки;
- на этапе снаряжения специального транспортного средства разместить на дополнительной стойке достаточное количество навесного оборудования.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана общий вид кузова-фургона на этапе демонтажа; на фиг.2 - схема «теплового» болта; на фиг.3 - схема крепления верхней части дополнительной стойки; на фиг.4 - общий вид кузова-фургона на этапе монтажа; на фиг.5 - схема установки кронштейнов на раме штатного сиденья в кабине водителя.
Установочный комплект для доработки серийного транспортного средства состоит из трех типов жестко соединенных между собой элементов, различных по конфигурации и выполненных в виде каркасных стоек 1, 2 и 3, набора резьбовых опорных пробок 4 для внутренней и наружной установки, установочных плит 5 и 6, кронштейнов для наружного крепления 7 и 8, набора крепежных изделий 9, в том числе «тепловых» болтов 10, набора кронштейнов 11. Первая каркасная стойка 1 выполнена в виде основания 12, оснащенного опорными кронштейнами 13, на которой жестко установлена дополнительная стойка 14 меньшей ширины. Основание 12 и дополнительная стойка 14 имеют дополнительные элементы жесткости 15, на которых установлены несущие поверхности для установки 16. Вторая 2 и третья 3 каркасные стойки, оснащенные опорными кронштейнами 17, 18 и своими дополнительными элементами жесткости 19 и 20 с несущими поверхностями 21 и 22, имеют наклонные боковые балки 23. Первая каркасная стойка 1 дополнительно оснащена крепежно-демпфирующим набором, состоящим из бруска 24, упругой пластины 25, планки с отверстиями 26 и шпильки 27, средняя часть которой выполнена в виде шестигранника 28.
Алгоритм переоборудования серийного транспортного средства в специальное транспортное средство заключается в следующем.
Этап предварительной компоновки
На первом этапе в общем плане рассматриваются компоновочные схемы, построение которых проводится в соответствии с эксплуатационной моделью использования специального транспортного средства. Определяется количество рабочих мест персонала, состав оборудования рабочих мест, количество вспомогательного оборудования, элементы жизнеобеспечения, массовые и габаритные параметры оборудования. После определения вышеуказанных параметров утверждается компоновочное решение и разрабатывается конструкция установочных элементов. После разработанные элементы размещают по пространству транспортного средства, прорабатывают элементы крепления и рассчитывают положение центра масс. При несоответствии размещения центра масс оборудования требованиям по эксплуатации шасси 29 и кузова-фургона 30 производится необходимая доработка по компоновочным решениям. В соответствии с принятым компоновочным решением разрабатывается необходимая нормативная база по доработке (конструкторская документация).
Этап демонтажа части кузова-фургона - т.к. основная часть оборудования размещается в кузове фургоне 30, то основная часть доработки осуществляется в нем. Данный этап не предполагает удаления значительных по площади участков кузова-фургона 30 и заключается в выполнении резьбовых несквозных отверстий 31 для установки опорных пробок 4 снаружи и внутри кузова-фургона 30, сквозных крепежных отверстий 32 и сквозных отверстий различной конфигурации 33 для размещения оборудования.
Этап изготовления установочного комплекта
На данном этапе выполняется методом сварочных работ сборка жестких каркасных конструкций - каркасных стоек 1, 2 и 3, оснащенных установочными поверхностями с крепежными отверстиями - опорными кронштейнами 13, 17 и 18 для размещения внутри кузова-фургона 30, изготовление резьбовых опорных пробок 4 для внутренней и наружной установки, изготовление установочных плит 5, 6 и кронштейнов 7, 8 с крепежными отверстиями для размещения снаружи кузова-фургона 30, кронштейнов 11 для размещения на трубчатой раме 34 штатного сиденья в кабине водителя шасси 29. Изготовленные изделия покрываются в соответствии с условиями эксплуатации в составе снаряженного специального транспортного средства.
Этап монтажа установочного комплекта
На данном этапе осуществляют установку на клей резьбовых опорных пробок 4, потом внутри кузова-фургона 30 размещают каркасные стойки 1, 2 и 3 путем закрепления опорных кронштейнов 13, 17 и 18 в опорных пробках 4. Верхняя часть дополнительной стойки 13 крепится при помощи крепежно-демпфирующего набора. Для этого на передней панели кузова-фургона 30 предварительно при помощи винтов 35 закрепляют брусок 24, к которому приклеивается упругая пластина 25. После совмещения поперечной балки дополнительной стойки 14 с пластиной 25 в пробки 4 ввертываются шпильки 27, оснащенные под ключ шестигранной поверхностью 28. Притягивание планки 24, в отверстия которой вставлены шпильки 27, к поперечной балке производится при помощи гаек 36. Далее устанавливают и закрепляют плиты 5, 6 и кронштейны 7 и 8 на наружных поверхностях кузова-фургона 30 в опорных пробках 4 или при помощи набора крепежных изделий 9, в том числе «тепловых» болтов 10, исключающих промерзание и покрытие инеем крепежных соединений. В шляпке «теплового болта» 9 заармирована вставка 37 из термоизолирующего материала, а на стержень надета втулка 38 из аналогичного материала. На заключительной стадии этапа устанавливаются (привариваются) кронштейны 11 к трубчатой раме 34 штатного сиденья в кабине автошасси 29.
Таким образом, в предлагаемом способе доработки серийного транспортного средства, оснащенного кузовом-фургоном, в специальное транспортное средство и установочном комплекте для такой доработки решена задача по достижению технического результата, заключающегося в определении оптимального общего алгоритма переоборудования серийных транспортных средств, в частности, грузовых автомобилей, оснащенных кузовом-фургоном, в специальные транспортные средства, и создании с минимальными затратами установочного комплекта для доработки серийного транспортного средства, обладающего высокими возможностями по надежному размещению большого количества оборудования многофункционального назначения как внутри кузова-фургона, так и снаружи, не ослабляющего жесткость и прочность штатных элементов транспортного средства.