UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAOV FACULTATEA DE INGINERIE MECANIC CATEDRA DE AUTOVEHICULE I MOTOAREIng. Marian OANCONTRIBUII LA ANALIZA COMPARATIV A NIVELULUI DE PERFORMAN A AUTOVEHICULELOR MILITARE CONTRIBUTION TO THE COMPARATIVE ANALYSIS OF MILITARY VEHICLES PERFORMANCE LEVEL Rezumatul tezei de doctorat Abstract of the PhD ThesisConductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. dr.h.c. Gheorghe BOBESCU- 2010 MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII, TINERETULUI I SPORTULUI UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV Braov, B-Dul Eroilor Nr. 29, 500036, Tel.: 0268/413.000, Fax: 0268/410.525 RECTORATCOMPONENA COMISIEI DE DOCTORATnumit prin Ordinul Rectorului Universitii Transilvania din Braov nr. 4145 din 12.07.20 10PREEDINTE: Prof. univ. dr. ing. Anghel CHIRU Decan - Facultatea de Inginerie Mecanic Universitatea Transilvania din Braov CONDUCTOR TIINIFIC: Prof. univ. dr. ing., dr.h.c. Gheorghe BOBESCU Universitatea Transilvania din Braov Prof. univ. dr. ing. Gheorghe CRIVAC Universitatea din Piteti Lt.col. conf. dr. ing. Valentin VNTURI Academia Tehnic Militar Bucureti Prof. univ. dr. ing. Nicolae ISPAS Universitatea Transilvania din BraovREFERENTI:n conformitate cu instruciunile privind conferirea titlurilor tiinifice n Romnia, v transmitem rezumatul tezei, cu rugmintea ca eventualele dumneavoastr aprecieri sau observaii s le trimitei n scris pe adresa Universitii Transilvania din Braov, Facultatea de Ing rie Mecanic, str. Politehnicii nr. 1, Fax/Tel.: +40-268-474761 sau pe adresa de mail d-doctorat@unitv. Data, ora i locul susinerii publice a tezei de doctora t: MIERCURI, 29.09.2010, ORA 12.00, SALA UI2 (AULA UNIVERSITII TRANSILVANIA DIN BRAOV). CUPRINS 1 ............................................................................. .................... 5 INTRODUCERE. OBIECTIVELE LUCRRII 1.1 .............................................. 5 Contextul internaional de cooperare n domeniul autovehiculelor militare 1.1.1 ......................................................................... .............................................................. 5 Introducere 1.1.2 ................................................. 5 Scopurile cooperrii m ilitare n domeniul autovehiculelor militare Consideraii politice ............................................................ ........................................................................... 6 Consideraii economice i tehnologice............................................... ............................................................ 6 Consideraii militare............................................................. .......................................................................... 6 Consideraii internaionale ........................................................ ..................................................................... 6 1.1.3 ......................................................................... ................................................................. 7 Concluzii 1.2 ..................................... 7 Evoluii ale tehnologiilor cu impact asupra construciei autovehiculelor militare 1.3 ................................................................... 7 Proc esul de achiziie a autovehiculelor cu destinaie militar 1.3.1 ......................................................................... ............. 7 Generaliti privind activitatea de achiziii 1.3.2 ......................................................................... .............................................. 8 Procedura de achiziii1.3.3 ................................................. 8 Principii privind ac tivitatea de achiziii pentru nzestrarea armatei 1.3.4 .................................................... 8 Procesul integrat de realizare i de nzestrare cu tehnic de lupt 1.3.5 ......................................................................... ................................................................. 9 Concluzii 1.4 ........................................................................... ......................................................... 9 Obiectivele lucrrii 2 .................................................................... 9 ELEME NTE DE BAZ ALE ANALIZEI MULTICRITERIALE 2.1 ........................................................................... ...................................................................... 9 Introd ucere 2.2 ........................................................................... ....................................... 10 Elemente de teoria de decizie 2.3 ........................................................................... ....................................................... 10 Procesul de decizie 2.3.1 ......................................................................... ............. 10 Sistemul decizional i componentele sale 2.3.2 ......................................................................... .......................................... 10 Cerine de raionalitate 2.3.3 ......................................................................... ............................................... 11 Tipologia deciziilor 2.3.4 ......................................................................... ........................................... 11 Analiza multicriterial 2.3.5 ................ 11 Utilizarea analizei multicriteriale n decizia privind achiziia de autovehicule militare 2.4 ........................................................................... ...................................................................... 13 Concl uzii 3 ........................................................... 13 ATRIBUTELE DE BAZ ALE AUTOVEHICULELOR MILITARE 3.1 ........................................................................... .................................................................... 13 Mobilit atea 3.1.1 ......................................................................... ............................................................ 13 Introducere 3.1.2 ....................................................................... 1 4 Conceptul de mobilitate a autovehiculelor militare Mobilitatea strategic ........................................................... ........................................................................ 14 Mobilitatea operativ............................................................. ....................................................................... 14 Mobilitatea tactic............................................................... ......................................................................... 15 3.1.3 ......................................................................... .......................... 15 Evaluarea nivelului de mobilitate 3.1.4 ......................................................................... ............. 15 Condiionarea mobilitii autovehiculelor 3.1.5 ......................................................................... .... 16 Caracteristicile geometrice ale autovehiculelor Limea i nlimea autovehiculului........................................................ .................................................... 16 Garda la sol ................................................................... ............................................................................... 18 Unghiul de atac i unghiul de degajare............................................ ............................................................. 18 3.1.6 ......................................................................... ............................................................... 18 Concluzii3.2 ........................................................................... ......................................... 18 Capacitatea de supravieuire 3.2.1 ......................................................................... ............................................................ 18 Introducere 3.2.2 ......................................................................... .............. 19 Tipuri de ameninri la adresa tancurilor 3.2.3 ......................................................................... ................ 21 Realizarea capacitii de supravieuire 3.2.4 ......................................................................... ............................................. 22 Protecia prin blindaj Blindaje omogene................................................................ ......................................................................... 22 Blindaje stratificate .......................................................... ............................................................................ 23 Blindajul compozit ............................................................. .......................................................................... 23 Blindaje spaiate ................................................................ ........................................................................... 24 Blindajul reactiv exploziv ..................................................... ....................................................................... 24 Blindajul electric ............................................................. ............................................................................. 24 Blindaje active................................................................. ............................................................................. 24 Organizarea difereniat a proteciei prin blindaj ................................... ...................................................... 25 3.2.5 ......................................................................... ............................................................... 28 Mascarea 3.2.6 ......................................................................... ............................................................... 28 Concluzii 3.3 ........................................................................... ............................................................... 28 Puterea de f oc 3.3.1 ......................................................................... .................................... 28 Conceptul de putere de foc - 1 3.3.2 ......................................................................... ............. 29 Caracteristicile de baz ale armamentului 3.3.3 ......................................................................... .......... 29 Sistemul de conducere a focului de pe tanc 3.3.4 ......................................................................... .................... 29 Muniii pentru autovehicule de lupt 3.3.5 ......................................................................... ..................... 30 Comand, control, comunicaii (C3) 3.4 ........................................................................... ............................ 30 Intercorelaii ntre atributele de baz 3.5 ........................................................................... ...................................................................... 30 Concl uzii 4 ........................................................................ 31 MODELE GLOBALE DE ANALIZ MULTICRITERIAL 4.1 ........................................................................... .................................................................... 31 Introdu cere 4.2 ........................................................................... ................................... 31 Modelul TASCFORM ARMOR 4.2.1 ......................................................................... ........................................... 31 Concepia de abordare4.2.2 ......................................................................... ............................................... 31 Prezentare general Calculul potenialului armei (WP ................................................. ............................................................. 32 ) Calculul potenialului sistemului de arm ( t WSP) ........................................................................... ........... 33 Calculul potenialului ajustat al sistemului de arm ( t AWSP ) ................................................................... 33 4.2.3 ....................................................................... 3 3 Simulri utiliznd modelul TASCFORM ARMOR 4.2.4 ......................................................................... ..... 34 Concluzii referitoare la modelul TASCFORM 4.3 ........................................................................... ............................................................... 34 Modelul MET 4.3.1 ......................................................................... .................................. 35 Calculul potenialului armei 4.3.2 ......................................................................... ................ 35 Potenialul sistemului de arm ( t WSP) 4.3.3 ......................................................................... .......................... 35 Simulri utiliznd modelul MET 4.3.4 ......................................................................... ................................ 36 Concluzii referitoare la MET 4.4 ........................................................................... .............................................................. 36 Modelul GVSI 4.5 ........................................................................... ......... 37 Situaia actual a procesului de luare a deciziilor 4.5.1 ............................................. 37 Procesul decizional n ca drul achiziiei unui nou tip de autovehicul 4.5.2 ................................................................ 37 Proc esul decizional n cadrul ducerii aciunilor de lupt 4.6 ........................................................................... ...................................................................... 38 Concl uzii 5 ......................................... 38 MODELE PENTRU ESTIMAREA CARACTE RISTICILOR DE MOBILITATE 5.1 ............................................................. 38 Modele an alitice pentru determinarea performanelor dinamice 5.1.1 ......................................................................... ............................................................ 38 Introducere 5.1.2 ......................................................................... ................... 39 Modelarea caracteristicilor motorului 5.1.3 ............................................................ 40 Determin area caracteristicii de ieire din hidroconvertizor 5.1.4 ......................................................................... ............. 42 Determinarea caracteristicilor transmisiei 5.1.5 ......................................................................... ............. 47 Estimarea rezistenelor totale la naintare 5.1.6 ......................................................................... ......... 49 Determinarea caracteristicilor de accelerare 5.1.7 ................................................ 51 Determinarea pe cale experimental a performanelor de demaraj 5.1.8 ................................................................. 52 Sur se de variabilitate a rezultatelor modelelor analitice 5.1.9 ................................................................... 56 C oncluzii referitoare la utilizarea modelelor analitice5.2 ........................................................................... ........................ 56 Modele bazate pe abordarea multi-corp 5.3 ........................................................................... ............... 57 Modelul semiempiric de analiz a mobilitii 5.3.1 ......................................................................... ..... 57 Introducere. Evoluia conceptual a modelului 5.3.2 ......................................................................... ............ 57 Structura general a programului NRMM 5.3.3 ......................................................................... ...................... 57 Caracterizarea proprietilor solului 5.3.4 ......................................................................... .......................... 58 Descrierea procedurilor de calcul 5.3.5 ......................................................................... ......... 60 Simulri ale deplasrii pe soluri neomogene 5.4 ........................................................ 64 Modele bazate pe presiunea exercitat de propulsor asupra solului 5.5 .................... 66 Consideraii sumare asupra sistemului actual de eval uare a caracteristicilor de mobilitate 5.6 ........................................................................... ...................................................................... 67 Concl uzii 6 ............ 67 O PROPUNERE DE ABORDARE A EVALURII NIVELULUI GLOBAL DE PERFOR MAN 7 ................................................. 70 CONCLUZII FINALE. CONTR IBUII I DESCHIDERI ALE LUCRRII 7.1 ........................................................................... ............................................................ 70 Concluzii final e 7.2 ........................................................................... .................................................... 73 Contribuii personale 7.3 ........................................................................... ................................................... 74 Deschideri ale lucrrii BIBLIOGRAFIE ................................................................... ................................................................................ ......75 - 2 Cuvnt introductivSecolul recent ncheiat a fost marcat de impetuoasa dezvoltare conceptual i tehnologic a autovehiculelor; dac n domeniul feroviar se manifest tendina de nlocuire a propulsoru lui cu roi cu cel bazat pe levitaia magnetic, autovehiculele continu s utilizeze dou tipuri de p ropulsoare: propulsorul cu roi i propulsorul cu enile. Acesta din urm a generat realizarea unor autovehicule cu capacitate ridicat de deplasare n terenuri deformabile i de depire a u nor obstacole naturale sau artificiale, performane obinute cu preul unor consumuri energetice mai mari i a unor costuri de exploatare crescute. n prezent se asist la o reevaluare a programelor de dezvoltare a unor noi tipuri de autovehicule cu destinaie militar, eliminarea barierelor ideologice oferind interv alul de timp necesar unor acumulri care s conduc, n final, la o nou generaie tehnologic de aut vehicule cuperformane ridicate. n mod specific, specialitii n domeniul autovehiculelor militare din ara noastr se confrunt cu exigenele impuse de atingerea unor standarde de in teroperabilitate impuse ca rezultat al calitii de membru deplin al Alianei Nord-Atlantice. Dezvoltarea autovehiculelor cu destinaie special este guvernat att de aplicarea unor noi soluii tehnice, ct i de transferul unor tehnologii cu aplicaii civile cara cterizate de costuri reduse de fabricaie i de mentenan. n acest context, analiza comparativ a autovehiculelor dobn ete noi valene de complexitate. Procesul nalt elaborat de planificare a operaiunilor militare, precum i f undamentarea judicioas a politicii de nzestrare cu tipuri noi de tehnic au readus n atenia specialitilor problematica complex a optimizrii deciziilor referitoare la arhitectura fi zic i funcional a autovehiculelor cu destinaie special. Utilizarea adecvat a autovehiculelor presupune cunoaterea detaliat a caract eristicilor funcionale, precum i a modului de determinare a acestora de caracteristi cile constructive. Gradul ridicat de interdependen ntre diferitele categorii de caracteristici funcion ale i constructive determin dificulti majore n derularea unor proceduri de analiz comparativ a autovehiculelor militare. Lucrarea de fa se constituie ca una de pionierat n ara noastr, abordnd pr oblematica analizei comparative a autovehiculelor militare, evideniind principalele c ategorii de parametri constructivi i funcionali care au un impact major asupra nivelului global de perfo rman. Lucrarea este structurat pe 7 capitole care cuprind rezultatele cercetril or teoretice i experimentale efectuate pe parcursul perioadei de pregtire prin doctorat. Cercetarea bibliografic n domeniul abordat a condus la identificarea unui volum relativ restrns de informaii, ceea ce justific elaborarea unei lucrri coerente i cuprinztoare care s pun n eviden cauzalitatea, amploarea i intercorelaiile existente n domeniul anali zei comparative a autovehiculelor militare. Un obiectiv important al lucrrii a constat n analiza critic a modelelor i sistemelor conceptuale utilizate de specialitii din alte ri, astfel nct s se adopte sistemul care prezint cea 3 mai mare aplicabilitate n concordan cu necesitile Armatei Romne i ale indus riei de tehnic militar din ara noastr. Subsecvent acestui obiectiv, s-a urmrit experimentarea unor proceduri de cercetar e teoretic i experimental care s conduc la concluzii pertinente asupra nivelului de mobilitate a autovehiculelor, dar i asupra direciilor de optimizare constructiv. n conformitate cu obiectivele de mai sus, lucrarea i-a propus s aib un pronunat carac ter aplicativ, o cale de atingere a acestui deziderat fiind i mbinarea armonioas a cercetrii teoretice cu cercetarea experimental, precum i evaluarea critic a raportului performan nivel de complexitate pentru modelele de calcul identificate. Doresc s mulumesc n mod deosebit conductorului tiinific, domnului Prof.dr.ing. dr.h.c. Gheorghe BOBESCU pentru ndrumarea continu i competent de care m-am bucurat pe parcursul ntregii perioade de pregtire a lucrrii. De un sprijin constant i eficient m-am bucurat din partea cadrelor didactice din catedra de specialitate a Universitii Transilvania din Braov, crora le aduc mulumiri. De asemenea, aduc mulumirile mele specialitilor din catedra de specialita te din Academia Tehnic Militar pentru ajutorul esenial n realizarea cercetrilor experimentale , ct i pentru punerea la dispoziie a unor metodologii i programe de calcul specializate.4 1INTRODUCERE. OBIECTIVELE LUCRRII1.1 Contextul internaional de cooperare n domeniul autovehiculelor militare 1.1.1 Introducere Cooperarea internaional n domeniul armamentelor este un proces complex. Sp ecialitii din domeniul achiziiilor internaionale de armamente consider c n cadrul cooperrii pentru diverse programe trebuie luat n calcul o serie de relaii complexe internaionale, c are au n vedere att relaiile stabilite de ara respectiv cu aliaii si i potenialii adversari, din punct d ere industrial, militar i al capabilitilor tehnice, riscurile i implicaiile rezultate din alegerea un or soluii alternative, ct i punctul de vedere al departamentelor de informaii specializate ale ri i respective i al guvernelor aliate [82]. Existena autoritilor legale multiple, fiecare dintr e ele cu cerine proprii, determin dezvoltarea i execuia unor acorduri interguvernamentale specifice. 1.1.2 Scopurile cooperrii militare n domeniul autovehiculelor militare Cooperarea militar n domeniul armamentelor, inclusiv n cel al autovehiculelor cu de stinaiemilitar, urmrete mai multe scopuri, care pot fi politice, militare, economice i tehn ologice. Fig. 1.1 Scopurile cooperrii internaionale n domeniul industriei de aprare Scopul politic este reprezentat de apartenena la o alian i constituie mot orul celorlalte scopuri. Scopul militar este cel al standardizrii tehnicii militare. Dac standardizarea nu este posibil, trebuie s se urmreasc mcar realizarea unei interoperabiliti a armamentului, din motive de cooperare operaional militar. Scopul economic poate fi reprezentat de folosirea mai eficient a mijloa celor financiare destinate aprrii. Repartizarea cheltuielilor pentru dezvoltare, mprirea judici oas a produciei, cantitatea mare a produselor, precum i logistica i instruirea n comun, o fer multiple avantaje economice. 5 Scopul tehnologic este reprezentat de intensificarea schimbului de cunoti ne tehnicotiinifice n procesul de management al cunoaterii. Acest schimb reciproc de cunotine i xperien sau de transfer tehnologic sporete capacitatea industriilor naionale, sist emele militare impunnd cerine tehnologice maxime. Consideraii politice Faptul c un stat suveran nu mai poate fi capabil n prezent s produc i s dezvolte n totalitate tehnica militar i armamentul necesare forelor sale armate, cree az dependene ce duc la limitarea n fapt a suveranitii sale naionale. Disponibilitatea de a livra produse militare poate fi asociat cu intenia de a exti nde influena i n alte domenii politice. Pe de alt parte, chiar i un stat dispus s importe, poate av ea influene asupra statului exportator. Deciziile de cooperare trebuie s fie analizate din punctul de vedere al interdependenei. Colaborarea n probleme militare creeaz legturi i interese c omune, economia militar creeaz ns i concuren i rivalitate. Consideraii economice i tehnologice Industria de aprare reprezint, procentual, doar o mic parte din ntregul i ndustriei unei naiuni, dar are o importan mult mai mare, n primul rnd, datorit nivelului tehnologic f oarte ridicat, orientat cu precdere spre viitor. n aceast privin, industria de aprare este, de obicei , un promotor important pentru crearea locurilor de munc de nalt nivel tehnologic, n c ercetare, dezvoltare i producie, cu influen corespunztoare asupra structurii economice a rii. n prezent, domenii tehnologice mai mult sau mai puin importante din profilul multo r industrii de aprare sunt ameninate n existena lor, datorit scderii drastice a cererii pe plan naional. Producia de aprare depinde de particulariti ce pot fi de o importan hotrtoare pentru lizareade colaborri n diferite domenii. n acelai timp, cererea fiind monopolizat de stat, es te satisfcut de puini ofertani, specializai. Cooperarea creeaz, totodat, legturi ntre cererile benefic arilor i poate duce la o stare concurenial ntre ofertani, care depinde de nivelul fiecrei industrii de aprare. Consideraii militare O premis fundamental simpl pentru cooperarea eficient a partenerilor n domeniul aprrii este stabilirea necesarului comun. Pentru aceasta trebuie s existe ca baz o su prapunere suficient de larg n spectrul misiunilor forelor armate, precum i n transformarea acestora n princip ii operative i tactice, de concepie. A doua premis este aceea c necesarul trebuie s existe paralel i n timp i, deci, s poat fi realizat prin aceeai iniiativ i la acelai nivel tehnologic. Cea de-a treia condiie este satisfacerea intereselor bilaterale privind participarea fiecreia dintre industriile naionale, att ca importan tehnologic, ct i ca volum al comenzilor. Consideraii internaionale Activitile de cooperare pentru armamente rezult din relaiile politice i militare care s-au dezvoltat de-a lungul timpului i sunt de obicei desfurate cu naiuni care au legturi politice i economice solide, au cerine militare similare i o baz tehnologic de aprare rezonabil. Fig. 1.2 Ierarhizarea relaiilor internaionale Relaii politice i economice Relaii n domeniul aprrii C Co oo op pe er ra ar re e R RD D& &A A Schimburi reciproce pentru aprare 6 Un alt fel de a privi relaiile de cooperare pentru armamente este pri n referire la ierarhia relaiilor aa cum este ilustrat n Fig. 1.2. 1.1.3 Concluzii Dezvoltarea mediului politic internaional a nregistrat o cotitur important dup cderea zidului Berlinului i abandonarea Rzboiului Rece. n planul industriei militare au apr ut urmtoarele mutaii importante: - scderea dramatic a cererilor de tehnic militar pe fondul reducerii bugetelor dest inate aprrii datorit dispariiei ameninrii exercitate de Tratatul de la Varovia; - deschiderea pieelor de armament ctre rile din centrul i estul Europei; - declasificarea unor tehnologii militare i realizarea condiiilor pentru exportul acestora; - apariia unor noi cerine de interoperabilitate pentru rile recent admise n NATO; - apariia tendinelor de coagulare a productorilor de tehnic militar n companii transn aionale; n condiiile concrete ale Strategiei de Securitate Naional a Romniei, s-au identificat urmtoarele aspecte concrete referitoare la autovehiculele cu destinaie militar: - necesitatea dotrii cu autovehicule moderne care s posede o mobilitate superioar, un nivel deprotecie adecvat combaterii noilor tipuri de ameninri i o putere de foc sporit; - utilizarea autovehiculelor militare n teatre de rzboi caracterizate de norme cl imaterice diferite de cele specifice climei de tip temperat-continentale; - utilizarea autovehiculelor militare n cadrul unor aciuni de lupt cu structur mult inaional cu implicaii n asigurarea unui nivel de interoperabilitate tehnic i operaional. 1.2 Evoluii ale tehnologiilor cu impact asupra construciei autovehiculelor militare Evoluia constructiv a autovehiculelor militare s-a derulat sub imperiul a dou aspecte eseniale [52, 89]: - dezvoltarea tehnologiilor aplicate n construcia autovehiculelor cu destinaie gen eral; - dezvoltarea unor tehnologii specifice aplicaiilor militare. Din punct de vedere al utilizrii autovehiculelor militare, implementarea tehnolog iilor avansate are drept rezultat: - creterea nivelului de performan; - creterea costurilor; - reducerea duratei de utilizare pn la instalarea uzurii morale; - creterea complexitii sistemelor de arm. 1.3 Procesul de achiziie a autovehiculelor cu destinaie militar 1.3.1 Generaliti privind activitatea de achiziii Ca funcie crucial n orice afacere, achiziia trebuie s fie riguros organiza t pentru a fi ndeplinite efectiv i eficient multiplele i variatele sarcini n contextul c onstrngerilor impuse. n consecin, organizarea achiziiei implic organizarea coerent a resurselor umane i a activitilor astfel nct acestea s interacioneze fin pentru o performan optim. Sistemul d organizare a activitilor de achiziii determin natura i coninutul rapoartelor i relaiilor lucru, modul de alocare a autoritilor i responsabilitilor, precum i metodele i procedurile care sunt u ilizate. 7 1.3.2 Procedura de achiziii Activitile de zi cu zi de achiziii trebuie s fie structurate n aa fel ct toate aspectele relevante s fie acoperite corespunztor. n consecin, se impune stabilirea un ei proceduri standard pentru a se nelege semnificaia fiecrui pas n iniierea i desfurarea achiziiilor indi . Exist trei variante de achiziie a unui produs: Varianta I presupune cumprarea unui produs de serie, aflat deja n dotar ea uneia sau mai multor armate. n acest caz se obine o achiziie cu pre sczut i ntr-un timp minim. Varianta II intervine dup ce se constat c nu exist vreun produs care s satisfac i ntegral cerinele specificaiei tehnice, dar exist produse care ndeplinesc mare parte din ceri ne. n acest caz se exploreaz posibilitatea modificrii produselor existente pentru a satisface ceri nele. n cazul n care se identific soluii tehnologice care s permit modificarea unor produse de serie, se impun activiti de dezvoltare a unor soluii tehnice singulare, dup care se poate trece la producia de serie i la cumprare. Varianta III implic dezvoltarea unui produs nou ceea ce conduce la consum mare deresurse. Dac nu se identific o soluie tehnologic care s satisfac cerinele, se impun revizuirea specificaiei. n toate activitile presupuse de procesul de achiziie este necesar comparare a produselor din punct de vedere al performanelor acestora. 1.3.3 Principii privind activitatea de achiziii pentru nzestrarea armatei Transformarea capabilitilor militare presupune, aa cum experiena demonstreaz, analize profunde i evaluri de eficien i eficacitate care s conduc la decizii coerente privind lternativele referitoare, n principal, la trecerea rapid la o nou generaie de sisteme capabile s fac fa ameninrilor viitorului sau la alocarea de resurse importante pentru ntreine rea i modernizarea echipamentului existent, uneori nvechit [34]. n acest sens, n cadrul Ministerului Aprrii Naionale au fost iniiate i se fl n derulare programe majore de constituire, pregtire, de modernizare, precum i programe de ach iziii de sisteme majore, care vizeaz transformarea unor capabiliti militare prin: - modernizarea nzestrrii n strns legtur cu interesul naional; - modernizarea nzestrrii armatei, corelat cu operaionalizarea unitilor cuprins e n noile structuri de fore; - realizarea unei capaciti de aprare credibile, prin creterea nivelului te hnologic i a performanelor tehnicii de lupt; - realizarea capabilitilor de aprare i a interoperabilitii tehnicii de lupt cu cea a rilor membre NATO; - realizarea unor obiective internaionale asumate de Romnia. 1.3.4 Procesul integrat de realizare i de nzestrare cu tehnic de lupt Politica Ministerului Aprrii Naionale n domeniul nzestrrii trebuie s urmreasc: - planificarea investiiilor n conformitate cu misiunile Armatei Romniei n cadrul NA TO; - participarea la programele NATO i UE pentru dezvoltarea i producia n c omun de echipamente militare; - armonizarea planurilor de achiziie n domeniul aprrii cu orientrile stabil ite prin sistemul NATO de management pe ciclul de via; - pstrarea i dezvoltarea potenialului de cercetare, expertiz i consultan teh ic i tehnologic n domeniul militar. 8 n general, prin achiziii se nelege un ntreg proces complex compus din: ce rcetarea, dezvoltarea, testarea i evaluarea, producia, instalarea la unitile operative i asigurarea suportului logistic integrat, corespunztor pe toat durata de exploatare a unui sistem de arme , pn la scoaterea din uz i posibila valorificare. 1.3.5 Concluzii Autovehiculele militare reprezint o categorie distinct i important de produ se utilizate de Ministerul Aprrii Naionale. Aceste caracteristici rezult din: durata mare a ciclului de via alautovehiculelor militare; valoarea mare a autovehiculelor militare, att u nitar ct i cumulat; necesitatea pstrrii i mbuntirii caracteristicilor de utilizare, pe parcursul ciclului e via, ceea ce impune un proces intens de mentenan i modernizare. 1.4 Obiectivele lucrrii Principala dificultate ntmpinat n abordarea problematicii lucrrii a constat n absena referinelor bibliografice naionale. Acest aspect a generat lipsa unor con cepte clare n domeniul analizei nivelului de performan a autovehiculelor militare, al evalurii mo bilitii i al interaciunii propulsorului cu solul deformabil [28], absena unor proceduri, standarde sau meto dologii de cercetare teoretic i experimental. Avnd n vedere cele prezentate anterior, lucrarea i propune ca obiective principale: - clarificarea modului de particularizare a conceptului de nivel global de performan n cazul autovehiculelor cu destinaie militar; - evidenierea caracteristicilor constructive i funcionale specifice autovehi culelor militare, cu impact asupra nivelului global de performan; - identificarea corelaiilor existente ntre diferitele caracteristici constructiv e i funcionale, astfel nct s se obin o coeren a analizei comparative a autovehiculelor militare; - identificarea modelelor de evaluare a nivelului global de performan a autovehiculelor cu destinaie militar, existente i aplicate de unele ri cu structuri militare i industrial e dezvoltate; - aprofundarea analizei modelelor de calcul pentru evaluarea nivelului de mobilitate a autovehiculelor militare, cu luarea n considerare a deplasrii acestora pe terenuri deformabile i accidentate; - analiza critic a modelelor de calcul identificate prin efectuarea de simulri ale analizei comparative pentru tipuri semnificative de autovehicule militare; - estimarea modului n care modelele de analiz comparativ pot fi utilizat e n cadrul procesului decizional aferent achiziiei de autovehicule militare. Dat fiind domeniul lucrrii, se va aborda n mod detaliat evaluarea mobilitii autovehi culelor, domeniu n care conceptele, procedurile i metodele de analiz proprii domen iului ingineriei autovehiculelor sunt preponderente. Totui, datorit interdependenelor existent e ntre diferitele categorii de caracteristici funcionale, o analiz a puterii de foc i a c apacitii de supravieuire se impune cu stringen. 2 ELEMENTE DE BAZ ALE ANALIZEI MULTICRITERIALE 2.1 Introducere n procesul de achiziii de tehnic militar un rol esenial l joac coninutul ocesului decizional. Implicaiile acestui proces sunt caracterizate pe termen lung i prin efecte financiare nsemnate. n consecin, prezint interes detalierea unor aspecte specifice ale procesului decizional 9care au influen n definirea rolului analizei comparative a nivelului de performan a a utovehiculelor militare. 2.2 Elemente de teoria de decizie Printre cele mai mari provocri n domeniul coordonrii activitilor de cercetare-dezvolt are i achiziie a produselor o reprezint luarea deciziei, n condiia soluiei optime , cu asumarea riscurilor aferente acesteia. ntruct luarea deciziei reprezint o aciune care presupune asumarea unor ris curi iar probabilitatea apariiei acestora este estimat, exist la acest moment n pra ctic o multitudine de definiii i termeni care au ca obiect detalierea i diminuarea factorilor de risc. 2.3 Procesul de decizie Din multitudinea de definiii oferite de literatura de specialitate [4, 98], pe ba za datelor oferite de practica decizional, a analizei diverselor puncte de vedere ale spec ialitilor se poate formula c: decizia reprezint procesul de alegere a unei ci de aciune n vederea realizrii unor ob iective, prin a crei aplicare se influeneaz activitatea a cel puin unei alte persoane dect decidentul . Analiza acestei definiii duce la concluzia c activitatea decizional implic mai multe elemente : - obiectivele/obiectivul; - existena i identificarea mai multor variante posibil a fi adoptate ca soluie; - existena riscurilor i implicaiilor fiecrei variante; - alegerea sau selectarea, proces contient de optare pentru una din po sibilitile de realizare conturate i evaluarea riscurilor generatoare de evenimente. Modelele de decizii n prezena unei mulimi de criterii, denumite modele d e decizii multicriteriale, se mpart n dou tipuri [97]: - modele de decizii multiatribut (MADM) ; - modele de decizii multiobiectiv (MODM). 2.3.1 Sistemul decizional i componentele sale Sistemul decizional este reprezentat de ansamblul elementelor interdependente ca re determin elaborarea i fundamentarea deciziilor. Alegerea de ctre o persoan sau un grup de persoane a unei variante, din mai multe posibile, pentru realizarea unor obiective, are loc pe baza unor criterii. Confo rm fiecrui asemenea criteriu de decizie, variantele decizionale se ierarhizeaz pe baza consecinelor pe ca re le determin. Aceste consecine pot diferi uneori n funcie de starea naturii, adic starea condii ilor obiective care reprezint complexul de factori i situaii care fac ca unei variante date s-i corespund o anumit consecin. Calitatea deciziei depinde de calitile, cunotinele i aptitudinile decidentului. n aces t sens se poate vorbi de o evoluie a acestei componente ca urmare a creterii com plexitii activitii de management i n special a activitii organizaiei, n ansamblu. 2.3.2 Cerine de raionalitate Decizia de conducere trebuie s ndeplineasc o serie de cerine de raionalitate, printre care: sfie fundamentat tiinific; s fie mputernicit; s fie clar; s fie oportun; eficient; s fie complet etc. Evident aceste cerine de raionalitate a deciziilor se urmresc a fi respectate n toat e procesele decizionale, dar aceasta nu nseamn c ntotdeauna ele se respect n totalitate. Cu ct vor fi mai mult respectate, cu att calitatea deciziei este mai bun. 10 2.3.3 Tipologia deciziilor Gruparea situaiilor decizionale din cadrul organizaiilor n mai multe categorii, dup o serie de criterii, prezint importan nu numai sub aspect teoretico-metodologic, ci i sub aspect practicaplicativ. Potrivit acestui criteriu, deciziile se grupeaz n: Decizii n condiii de certitudine; Decizii n condiii de risc. Notnd cu p j probabilitatea de manifestare a strii condiiilor obiective, atunci suma probabilitilor de manifestare a tuturor strilor condiiilor obiective va fi egal cu un itatea, adic:1 1 n j j j S p = = = . (2.1) 2.3.4 Analiza multicriterial Analiza multicriterial reprezint un instrument util decidentului n condiiile existenei unui numr mare de variante decizionale [4]. Avnd n vedere obiectivele lucrrii, analiza multicriterial se va aplica pen tru ierarhizarea autovehiculelor militare avnd n vedere performanele tehnice i funcionale, in fluena factorilor de natur economico-financiar fiind considerat conform legislaiei specifice achiziiilor p ublice. 2.3.5 Utilizarea analizei multicriteriale n decizia privind achiziia de autovehicule militare Pe parcursul activitilor pe care le desfoar n scopul achiziionrii sau conc rii unui produs nou, specialistul (cercettorul) militar este pus, inevitabil, n faa unor probleme, aparent fr un rspuns imediat. Aceste probleme se refer la : - Care este cel mai performant produs existent n momentul de fa? - Care sunt performanele pe care trebuie s le aib produsul pentru a fi solvabil din punct de vedere financiar i ca performan? - Cum se poate realiza compromisul dintre putere de foc, mobilitate i protecie astfel nct s rezulte un produs de tehnic militar performant i compatibil cu standardele n vigoare ? Prelucrarea datelor chestionrii categoriilor de utilizatori, datorit opiunilor diverse exprimate de acetia, constituie obiectul statisticii matematice, aplicnd o metod statistic. Co rporaia american TASC (The Analytic Sciences Corporation) a pus la punct o metodologie de evaluare a diverselor categorii de tehnic cu destinaie strict militar (avioane de lupt, tancuri i maini blindate, nave militare etc.). Caracteristicile tehnico-tactice ale unui vehicul blindat de lupt (putere de foc, mobilitate i protecie) se remarc prin faptul c depind de mai muli factori de influen cu aciune inde endent. Din acest motiv caracteristicile menionate se mai numesc i caracteristici multidimensionale. Numrul factorilor de influen independeni considerai pentru o anumit caracteri stic multidimensional determin dimensiunea matricei de valori corespunztoare cara cteristicii considerate. Factorii de influen ai unei caracteristici tehnico-tactice multidimensional e se pot clasifica, dup natura lor, astfel: factori constructivi-funcionali; factori ergonomici; facto ri privind condiiile de mediu. Fiecare factor de influen se manifest printr-un anumit efect util dar, n general, mrimea acestuia difer de la un produs la altul. Prin urmare, definirea unui factor de in fluen presupune att cunoaterea efectului su util, ct i a intervalului n care variaz mrimea acestui efect. 11 Practica aplicrii deciziilor pe baza analizei multicriteriale a reliefat dou varia nte principale: O prim variant urmrete stabilirea scorului final pe baze absolute, ceea ce corespund e unui produs ideal care cumuleaz cele mai avantajoase valori. n principal , etapele analizei sunt urmtoarele: 1. Stabilirea unei mulimi finite de produse care sunt comparate, elaborarea unei baze de date cu caracteristicile funcionale C i care are valorile c j unde indicele j identific produsul. Rezult c pentru cele N produse se utilizeaz M caracteristici funcionale care descriu nivelu l de performan. Rezult c totalitatea valorilor pot fi cuprinse ntr-o matrice care cuprind e N coloane, corespunztoare produselor considerate i M linii, corespunztoare caracteristicilor f uncionale: , , 1,..., 1,..., i j c i M j N I = = = . (2.2) 2. Identificarea valorii cele mai avantajoase din punct de vedere al performanei:{ } { } , , max , 1... dac valoarea maxim este avantajoas min , 1... dac valoarea minim este avantajoas i j i i j c j N C c j N = = = (2.3) unde N numrul total de produse considerate. 3. Ponderarea valorilor caracteristicilor produsului prin raportarea la valoarea cea mai avantajoas a caracteristicii respective: , , 1,..., 1,..., i j i c i M j C I = = = N . (2.4) 4. Pentru fiecare caracteristic funcional se impune valoarea factorului de influen p i i se calculeaz elementele matricei: , , 1,..., 1,..., i j P i i c p i M j C I = = = N . (2.5) Uzual, factorii de influen satisfac condiia: 1 1 M i i = p =. (2.6) 5. Pentru fiecare produs se calculeaz scorul care indic nivelul de performan: , 1 , 1,..., 1,..., M i j j i i i c S p i M j C = = = = N . (2.7) 6. Se ierarhizeaz descendent valorile S j , rezultnd implicit ierarhia produselor din punct de vedere al performanei. Aceast metod este aplicat pe larg n [103104] evideniind ca principale dezavantaje: - stabilirea de scoruri finale care nu induc concluzii fizice pertinente deoare ce se raporteaz la un produs virtual cu performane ideale; - schimbarea bazei de calcul n cazul adugrii unui produs suplimentar, ceea ce impu ne reluarea tuturor etapelor de calcul. A doua variant const n stabilirea prealabil a unui produs considerat ca produs de referin (pentru acesta se va utiliza indicele R). Se parcurg urmtoarele etape: 1. Stabilirea unei mulimi finite de produse care sunt comparate, elaborarea unei baze de date cu caracteristicile funcionale C i care are valorile c j , unde indicele j identific produsul. Din aceast mulime face parte i produsul de referin adoptat. Rezult c totalitatea valorilor pot fi cuprinse ntr-o matrice care cuprind e N coloane, corespunztoare produselor considerate i M linii, corespunztoare caracteristicilor f uncionale: , , 1,..., 1,..., ,... i j c i M j R I = = = N . (2.8) 12 2. Ponderarea valorilor caracteristicilor produsului prin raportarea la valoarea caracteristicii respective specific produsului de referin: , , , 1,..., 1,..., i j i R ci M j c I = = = N . (2.9) Se menioneaz c pentru produsul considerat de referin, toate valorile coef icienilor ponderai au valoare unitar. 4. Pentru fiecare caracteristic funcional se impune valoarea factorului de influen p i i se calculeaz elementele matricei: , , , 1,..., 1,..., ,..., i j P i i R c p i M j R c I = = = N . (2.10) 5. Pentru fiecare produs se calculeaz scorul care indic nivelul de performan: , 1 , , 1,..., 1,..., ,..., M i j j i i i R c S p i M j R c = = = = N , (2.11) obinndu-se vectorul cu elementele S j . Dac este respectat condiia (2.6), pentru produsul de referin se obine S R =1. 6. Se ierarhizeaz descendent valorile S j , rezultnd implicit ierarhia produselor din punct de vedere al performanei. 2.4 Concluzii Analiza multicriterial ofer un instrument decizional obiectivizat cu real utilitate. Particularitile metodelor de analiz determin urmtoarele aspecte relevante pen tru analiza comparativ a nivelului global de performan a autovehiculelor militare: - Se impune selectarea obiectiv a valorilor factorilor de influen astfel nct s se elimine influenele factorilor subiectivi. - Exist reale dificulti n luarea n considerare a caracteristicilor constructive i funcionale care nu au o exprimare cuantificabil numeric (variabile de tip logic sau de tip t ext). - Datorit inaccesibilitii unor date cu caracter confidenial, analiza multicriterial conduce la o sensibilitate redus, cu att mai mult cu ct, pentru unii parametri funcion ali exist valori unice sau foarte apropiate pentru toate produsele luate n considerare. Aplicabilitatea metodelor de analiz multicriterial impune stabilirea obiect iv a caracteristicilor funcionale i constructive care stau la baza analizei comparative . 3 ATRIBUTELE DE BAZ ALE AUTOVEHICULELOR MILITARE 3.1 Mobilitatea 3.1.1 Introducere Lucrarea de fa se va focaliza pe analizarea modului n care caracteristic ile constructive, funcionale, precum i ale solului influeneaz performanele autovehiculelor dest inate deplasrii pe terenuri neamenajate cu viteze ridicate. Din acest unghi de abordare, terramecanica cuprinde studiul performanelor de traciune, al deplasrii peste obstacole i al caracteristici lor de oscilare a masei suspendate datorate denivelrilor terenului. Toate aceste performane ale au tovehiculului pot fi nsumate n conceptul de mobilitate. 13 3.1.2 Conceptul de mobilitate a autovehiculelor militare n sens larg, prin mobilitate se nelege capacitatea autovehiculelor militare de a fi transportate sau/ i de a se deplasa ntr-un timp ct mai scurt [90]. Natura mobilitii autovehiculelor militare variaz n funcie de misiunea acestora i de ni velul la care se desfoar aciunile de lupt. Se pot distinge trei niveluri ale m obilitii autovehiculelor militare [40, 89]: strategic, operativ i tactic. Mobilitatea strategic Mobilitatea strategic reprezint capacitatea autovehiculului de a fi transportat pe distane mari (peste 1000 km); rezult c mobilitatea strategic este strns corelat cu cara cteristicile de transportabilitate ale autovehiculelor. Mobilitatea la nivel strategic (pe scurt, mobilitatea strategic) depinde de: caracteristicile geometrice ale autovehiculelor: caracteristicile de mas ale autovehiculelor: cara cteristicile platformei de transport. Principalele mijloace de transport la nivel strategic utilizate pentru deplasarea trupelor mecanizate i blindate sunt urmtoarele: platformele de cale ferat (transpor torul pe calea ferat): vasele de transport: avioanele de mare capacitate. Transportul pe calea ferat a fost intens utilizat pe teatrul de lupte european di n al II-lea rzboi mondial. Efectuarea transportului autovehiculelor militare pe calea ferat presupu ne: - existena rampelor de ncrcare/descrcare la extremitile itinerarului de deplasare:- autovehiculele militare s se ncadreze n gabaritul admis. Limea tancurilor condiioneaz o serie de parametri importani ai tancului: - diametrul palierului turelei, cu implicaii directe asupra puterii de foc: - dimensiunile agregatului energetic, cu implicaii asupra mobilitii: - limea enilei, cu implicaii asupra presiunii exercitate asupra solului. Transportul autovehiculelor militare pe ci maritime a fost intens utilizat, att n a l II-lea rzboi mondial, ct i n deceniile care i-au urmat. Pentru transport se pot utiliza vase com erciale obinuite, la care se aduc un minimum de modificri. Singura condiionare a transportulu i o constituie existena infrastructurii portuare n zona de interes strategic. Transportul pe calea aerului presupune existena unor avioane de mare ca pacitate i a unor piste lungi de aterizare-decolare. Principalele condiii constructive impuse autovehiculelor aerotransportabile sunt urmtoarele: - dimensiuni ale ariei transversale care s permit accesul n interiorul aeronavei; - existena unor crlige care s permit ancorarea corespunztoare pe timpul transportulu i; - un sistem de alimentare cu combustibil care s nu permit degajarea de vapori, scurgerea combustibilului etc.; - propulsor compatibil cu portana podelei avionului. Mobilitatea operativ Mobilitatea la nivel operativ (pe scurt, mobilitatea operativ) reprezint capacitatea autovehiculelor militare de a fi deplasate sau de a se deplasa cu resurse propri i pe distane medii. O mobilitate operativ ridicat implic: - realizarea unei viteze medii de deplasare ridicate: - micorarea timpului necesar activitilor de mentenan pe parcurs (inspecii tehnice, re paraii, realimentare cu combustibil, refacere reglaje etc.): - pstrarea nivelului capacitii de lupt a echipajului prin eliminarea facto rilor ce conduc la apariia oboselii. 14 Aceste cerine sunt mai bine ndeplinite de autovehiculele cu roi dect de cele cu enile. n plus autovehiculele militare de lupt cu roi au viteze de deplasare pe o sea similare cu vitezele realizate de autovehiculele logistice, ceea ce asigur posibilitatea deplasrii comp acte a unitii. Mobilitatea tactic Mobilitatea la nivel tactic (pe scurt, mobilitatea tactic) reprezint capacitatea a utovehiculului militar de a se deplasa n afara drumurilor amenajate. Mobilitatea tactic implic: - realizarea unor viteze de deplasare ct mai ridicate: - traversarea obstacolelor naturale sau artificiale: - realizarea unei manevrabiliti superioare materializate prin capacitate de schim bare a direciei de deplasare: - realizarea unei agiliti superioare materializat prin capacitatea de a-i modifica rapid viteza de deplasare (accelerare sau frnare). Se poate uor constata c mobilitatea tactic este condiionat de urmtoarele ca racteristici constructive i funcionale:- performanele agregatului energetic (motorul, transmisia i instalaiile auxiliare) : - caracteristicile constructive i funcionale ale echipamentului de rulare (propul sorul cu roi sau cu enile i suspensia) [21]: - masa total i poziia centrului de mas. Datorit importanei deosebite pe care o prezint mobilitatea tactic pentru nd eplinirea misiunii, numeroase studii au fost consacrate evalurii numerice a caracteristicil or de mobilitate. Se menioneaz faptul c, n cazul mobilitii tactice, orice evaluare a caracter isticilor de mobilitate trebuie efectuat numai n corelaie cu caracteristicile terenului pe care are loc deplasarea. 3.1.3 Evaluarea nivelului de mobilitate Evaluarea nivelului de mobilitate const n a rspunde pertinent la ntrebrile: poate un autovehicul dat s traverseze un anumit teren, i dac rspunsul este afirmativ, cu ce v itez medie este traversat terenul? Acest tip de ntrebare trebuie particularizat pentru s oluri deformabile, obstacole singulare de diferite configuraii geometrice, teren cu diferite tipuri de vegetaie etc. Evaluarea nivelului de mobilitate poate interveni n urmtoarele situaii distincte: - n procesul de proiectare a unui nou tip de autovehicul, impunndu-se condiii de d eplasare pe un teren cu o anumit palet de caracteristici definitorii: - n procesul de testare comparativ a caracteristicilor de mobilitate a autovehicu lelor; - n procesul de exploatare a unui autovehicul, stabilindu-se, pentru un anumit teren, caracteristicile deplasrii. 3.1.4 Condiionarea mobilitii autovehiculelor Asupra nivelului de mobilitate a autovehiculelor, o influen determinant o exercit: - caracteristicile geometrice ale autovehiculului: - caracteristicile energetice: - caracteristicile sistemului de rulare; - caracteristicile terenului pe care se execut deplasarea. n procesul de dezvoltare a autovehiculelor pe enile, un rol important l joac gsirea rspunsului tehnologic adecvat pentru cerinele de mobilitate din ce n ce mai severe. O analiz detaliat a modului n care soluiile constructive condiioneaz mobilitatea auto vehiculelor cu enile presupune identificarea unor intercorelaii ntre elementele eseniale ale mac ro-sistemului echipaj autovehicul mediu i indicatorii caracteristicii de mobilitate. 15 Astfel, dac se ia n considerare agregatul energetic (compus din motor, transmisie, frne i instalaiile auxiliare ale acestora), rezult urmtorii indicatori funcionali mai impor tani [52]: pentru motorul de traciune: capacitatea de control a motorului; capacit atea motorului de a furniza moment de valoare mare ntr-o plaj larg de turaii; capacitatea de a funciona corespunztor la sarcini mari i chiar la suprasarcin; capacitatea cilindric cu influe ne directe asupra volumului ocupat, i, indirect asupra greutii autovehiculului; econom icitateamotorului; capacitatea de funcionare n condiii deosebite de mediu. pentru transmisie: modul de modificare a factorilor fluxului de putere (moment, turaie), i anume: n trepte cu variaie direct proporional, n trepte cu variaie continu n cadrul f ei trepte sau cu variaie continu; numrul treptelor de vitez din transmisie; randamentul global al transmisiei; modul de schimbare a treptelor i efortul necesar efectur ii acestei operaii; modul de executare a virajului, pierderile de putere din mecanismul de viraj. pentru frne: capacitatea de frnare ferm pe distan scurt; capacitatea de funcionare zul frnrilor prelungite; efortul de acionare i controlul proporional. Un al doilea sistem component al autovehiculului, cu implicaii asupra m obilitii l constituie echipamentul de rulare, compus din suspensie i propulsor. Principalii indicatori ai echipamentului de rulare care influeneaz mobilitatea sunt urmtorii: pentru sistemul suspensiei: caracteristica elastic a suspensiei; caracter istica de amortizare a suspensiei; capacitatea suspensiei de a prelua ocuri i suprasarcini; capa citatea de disipare termic a amortizorului. pentru propulsorul enilat: geometria conturului enilei: nlimea fa de sol axelor roii motrice i a roii de ntindere, lungimea ramurilor libere, lungimea total, unghiul de atac, unghiul de degajare etc.; capacitatea de preluare a eforturilor longitu dinale i laterale; durabilitatea n funcionare. Totodat, mobilitatea este condiionat de o serie de factori care se manif est prin intermediul echipajului; aceti factori pot fi grupai astfel: capacitatea de control intern a autovehiculului: organizarea cmpurilor de vedere i observare exterioar; sistemele de curare, degivrare a aparaturii optice; stabilizarea aparatu rii optice de observare i de ochire; sistemele de comunicaii n interiorul autovehiculului. capacitatea de control extern a autovehiculului: comunicaii radio; sistem de nav igaie; sistemul de management al luptei; elemente de natur ergonomic: configuraia i dispunerea scaunelor pentru mem brii echipajului; configuraia, dispunerea i efortul necesar pentru acionarea ele mentelor de comand; structura i dispunerea aparaturii; sistemele de nclzire i condiionare a aerulu i. n continuare se va proceda la analiza detaliat pe sisteme componente, a stfel nct s devin posibil cuantificarea tuturor parametrilor principali, rezultnd, n final, p osibilitatea estimrii nivelului de mobilitate. 3.1.5 Caracteristicile geometrice ale autovehiculelor Caracteristicile geometrice ale autovehiculelor militare prezint importan deosebit d in punct de vedere al mobilitii. Limea i nlimea autovehiculului n principal, limea autovehiculului are influen asupra urmtoarelor aspecte ale mobilitii: transportabilitatea autovehiculului, cu influene asupra mobilitii la nivelstrategic sau operaional; traversarea pantelor transversale; executarea virajului, prin intermediul ecarta mentului autovehiculului. n Fig. 3.1 se prezint schematizarea forelor care acioneaz asupra unui autovehicul afl at pe o pant transversal de unghi |. La limit, verticala prin centrul de greutate trece i prin centrul ariei de contact a propulsorului din aval cu terenul. 16 G h | B 1 Z 2 Z a G Fig. 3.1 Autovehicul pe enile aflat pe panta transversal n acest caz, se poate scrie relaia geometric: arctg 2 G B h | = . (3.1) Totodat, reaciunile la cele dou propulsoare sunt date de relaiile: 1 2 cos 1 tg ; 2 2 cos 1 tg 2 2 a G a a G a G h G Z B G h G Z B | | = | + | | \ . | | = | | | \ . .(3.2) La limit, atunci cnd unghiul | ajunge la valoarea dat de relaia (3.1), se obine:1 cos ; 0 a Z G Z = | 2 = . (3.3) Alunecarea lateral a autovehiculului este mpiedicat dac este respectat condiia: tg m > |. (3.4) Rezult c unghiul maxim al pantei transversale este limitat de urmtoarele condiii: alunecarea lateral; rsturna rea, respectiv pierderea aderenei enilei din amonte. 30 35 40 45 50 55 60 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4Fig. 3.2 Variaia unghiului | n funcie de limea autovehiculului, pentru diferite nlimi ale centrului de greutate | [] 1,0m 1,2m 1,4m 1,6m B [m] n graficul prezentat n Fig. 3.2 este ilustrat variaia unghiului limit | l a care reaciunea normal la enila din amonte devine nul; deoarece fora de traciune este limitat de adere na enilei cu solul, absena reaciunii verticale determin ca fora de traciune s fie nul, iar execu area virajului devine imposibil, autovehiculul devenind neguvernabil [3]. 17 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 m [-] n Fig. 3.3 se prezint variaia coeficientului lateral de aderen m necesar pentru mpiedicarea alunecrii laterale. Rezult c, datorit valorii reduse a nlimii centrului de greutate n raport cu ecartamentul autovehiculului, rsturnarea lateral se produce la valori foarte mari ale nclinrii laterale. n concluzie, limea autovehiculului nu prezint o importan major asupra stabilitii transversale aautovehiculului. 1,0m 1,2m 1,4m 1,6m B [m] Fig. 3.3 Variaia coeficientului de aderen lateral n funcie de limea autovehiculului, pentru diferite nlimi ale centrului de greutate Garda la sol La autovehiculele de lupt, cel mai adesea se consider c garda la sol reprezint dista na de la sol la partea inferioar a carcasei blindate. Atunci cnd autovehiculul se deplaseaz pe un teren deformabil, are loc a fundarea propulsorului n teren. Dac aceast afundare este egal cu garda la sol, au tovehiculul rmne suspendat, micorndu-se substanial reaciunea solului asupra propulsorului. n acest caz , se depete limita de aderen, i propulsorul patineaz, parial sau integral, periclitnd avansarea au tovehiculului. Datorit noilor tipuri de ameninri cu grad ridicat de inciden n cazul conflictelor asim etrice, exist tendina de a suplimenta blindajul la partea inferioar a carcasei blindate, n z onele ocupate de membrii echipajului. Aceste soluii aplicate n cazul modernizrii autovehicul elor deja existente conduc la micorarea grzii la sol. Unghiul de atac i unghiul de degajare Unghiul de atac i unghiul de degajare limiteaz geometric caracteristicile obstacolului ce poate fi traversat de autovehicul. Cea mai sever limitare se nregistreaz n cazul ban chetei (obstacol de tip treapt) i al pantei longitudinale. Aceti parametri geometrici ai capacitii de trecere se definesc ca fiind unghiurile formate de suprafaa terenului cu planurile tangente la propulsor i (eventual) la extremitile inferioare ale asiului (bare de protecie, crlige de remorca re etc.). 3.1.6 Concluzii Mobilitatea reprezint un atribut esenial al autovehiculelor militare datorit funciun ii acestora de vector al sistemelor de arm. Nivelul de performan a mobilitii depinde de o varieta te de factori constructivi care in nu numai de caracteristicile energetice ale autovehiculului (motor, transmisie), dar i de caracteristicile de mas (greutatea total, repartiia masei pe roile purttoare etc. ), dimensiunile de gabarit, caracteristicile geometrice ale capacitii de trecere, structura i carac teristicile funcionale ale sistemului de rulare (suspensie, propulsie etc.) etc. 3.2 Capacitatea de supravieuire 3.2.1 Introducere Capacitatea de supravieuire reprezint un concept larg ce cuprinde caracte risticile autovehiculelor militare care permit s se protejeze integritatea fizic a membrilor echipajului i s se menin capacitatea tehnic a autovehiculului de a ndeplini misiunile alocate.18 3.2.2 Tipuri de ameninri la adresa tancurilor Pentru obiectivele acestui capitol, prezint interes evidenierea proceselor balisticii terminale. Una dintre datele fundamentale pentru studiul balisticii terminale o co nstituie viteza proiectilului la impactul cu inta, numit i vitez rmas. Calculele de determinare a vitezei r ase iau n consideraie efectul de frnare produs de micarea proiectilului prin aer, a cesta avnd densitatea p. Fora de rezisten a aerului la deplasarea proiectilului este dat de relaia: 2 2 R FC Avp = . (3.5) O parte din aceast energie cinetic se transform n cldur prin intermediul lucrului meca nic al forelor de frecare ce poate fi calculat n funcie de lungimea traiectoriei i de in tensitatea forelor de rezisten la naintare calculat cu relaia (3.5). Energia cinetic rmas la impactul cu i ste dat de:2 2 p m v E = . (3.6) Rezult c asupra vitezei rmase a proiectilului prezint importan major urmtorii factori - coeficientul de rezisten C care ia n considerare forma proiectilului dar depinde puternic i de viteza acestuia; astfel, pentru viteze subsonice (sub 340 m/s) valoarea coeficientului de rezisten este aproximativ constant, dar nregistreaz creteri importante imediat ce se depete viteza sunetului, pentru ca la viteze ridicate s scad odat cu creterea vitezei; - distana de tragere (de la gura de foc la int) influeneaz direct lucrul mecanic al forelor de rezisten i, n consecin valoarea vitezei rmase. Proiectilele tip APFSDS reprezint principalul tip de proiectil cinetic u tilizat n combaterea intelor blindate [71]. Proiectilele antitanc contemporane pot fi grupate n dou mari categorii: proiectile cinetice; proiectile cu efect cumulativ. Proiectilele cinetice perforeaz blindajul prin efectul mecanic ce decurge din impactul sub viteza v, energia cinetic transformndu-se n: lucrul mecanic al forelor de forfecare care apar la decuparea din blindaj a unui cilindru cu diametrul egal cu cel al pr oiectilului; lucrul mecanic de deformare plastic a materialului blindajului n zona limitrof ariei de contact dintr e proiectil i blindaj, acest fenomen fiind favorizat de forma ascuit a prii anterioare a proiectilului. Grosimea blindajului l perforat de proiectilul cu diametrul d se poate estima cu ajutorul uneirelaii de forma [89]: 2 3 n p m C d =lv d||| \ . , (3.7) unde C i n sunt constante. n cazul proiectilelor tip APFSDS, cel mai adesea este utilizat ecuaia La nz-Odermatt, aplicabil pentru gama de viteze 15001800 m/s [113]: 2 2 p S v p t l aL e p p = p , (3.8) unde: a este n funcie de raportul dintre lungimea i diametrul penetratorului ( l/d ); p p, p t densitatea penetratorului, respectiv a blindajului; S rezistena mecanic a blindajului. Din relaia (3.8) se deduce imediat: 2 2 p S v p t l a e L p p = p (3.9) 19 care permite reprezentarea grafic avariaiei mrimii l/L n funcie de viteza de impact; n Fig. 3.4 se prezint un astfel de grafic realizat pentru penetratorul realizat din uraniu srcit la impactul cu un blindaj realizat din oel omogen [112]. Se remarc faptul c adncimea de penetrare n oel omogen, pentru viteze de 15001800 m/s reprezint circa 60%...70% din lungimea penetratorului. n literatura de specialitate exist numeroase formule empirice de calcul a adncimii de penetrare a proiectilelor [80]. O analiz comparativ a capabilitilor tipurilor principale de proiectile cinetice este prezentat grafic n Fig. 3.5. Se constat c proiectilele APFSDS au caracteristicile de penetrare cele mai favorabile, fapt care justific eforturile de dezvoltare ulterioar. Fig. 3.4 Modul de variaie a raportului l/L n funcie de viteza de impact l/L v [km/s] Din relaia (3.9) se deduce faptul c, pentru un proiectil dat, capacitatea de penetrare a acestuia depinde de caracteristicile fizicomecanice ale blindajului (prin intermediul densitii p t i a rezistenei acestuia S).Fig. 3.5 Comparaie ntre capabilitile de penetrare ale unor tipuri de proiectile 5 4 3 distana de tragere,[km] 2 0 1 APCBC APDS APFSDS 200 100 0 l [mm] O alt concluzie important se refer la faptul c efectul de penetrare al proiectilului tip APFSDS depinde esenial de viteza de impact a acestuia cu inta. Proiectilele cu jet cumulativ utilizeaz un mecanism diferit de penetrare a blinda jului. Funcionarea acestui tip de proiectil decurge n urmtoarele etape: - n camera de ardere a tunului este detonat ncrctura de azvrlire; arderea acesteia permite accelerarea proiectilului pe parcursul evii i proiectarea acestuia spre int; - la impactul proiectilului cu inta, focosul de impact produce acionarea detonatorului ncrcturii explozive; arderea ncrcturii produce un front de presiune nsoit d o mare cantitate de cldur; - cantitatea de cldur degajat de arderea n timp scurt a explozibilului determin topirea ntr-un termen scurt a materialului dispus dup un con drept; - topirea materialului are loc n condiiile aciunii frontului de presiune; aciunea conjugat a cldurii i a frontului de presiune determin ca materialul conului (de regul, cuprul) s treac din starea solid n cea de plasm; - forma conic a materialului determin apariia fenomenului de focalizare a plasmei i formarea unui jet; - diametrul redus al jetului de plasm i viteza foarte mare a acestuia (circa 8000 m/s) determin ca presiunea dinamic aplicat blindajului s fie cu un ordin de mrime superioar presiun ii de contact maxime suportate de cel mai performant oel; la efectul presiuni i dinamice extrem de ridicate se adaug efectul temperaturii foarte ridicate a jetului de plasm; - penetrarea blindajului se realizeaz cu topirea pereilor orificiului format; 20 - n cazul penetrrii blindajului, dei jetul de plasm este perturbat, reine o putere destul de mare pentru a produce efecte letale la interiorul tancului materializate prin stropi de metal incandescent i und de oc datorit gradientului mare de presiune. Adncimea de penetrare a jetului cumulativ poate fi estimat grosier cu ajutorul formulei simple [80]: Fig. 3.6 Modul de variaie a adncimii de penetrare n funcie de distana la care se formeaz jetul cumulativ 4 8 12 16 0 4 6 8 10 2 L/D s/D j b l= p . (3.10) Arunctoarele portative din familia RPG, dei au o capacitate de penetrare mai redus, prezint un grad ridicat de portabilitate i proliferare, ceea ce le face extrem de pericul oase, mai ales n cazul luptelor n mediul urban. Rezult c principalele tipuri de ameninri la adresa autovehiculelor militare sunt: pr oiectilele cinetice; proiectilele cu jet cumulativ. 3.2.3 Realizarea capacitii de supravieuire Capacitatea de supravieuire cuprinde totalitatea capabilitilor care au ca scop prevenireapLscoaterii din lupt a echipajului i pstrarea capacitii de lupt a autovehiculului. Pentru nimicirea tancului sunt obligatorii urmtoarele etape: observarea e xistenei potenialei inte; identificarea intei i estimarea valorii sale (tanc, main de lupt a i nfanteriei, autovehicul de transport etc.); identificarea amic inamic pentru evitarea focului frat ricid; determinarea distanei pn la int; determinarea caracteristicilor traiectoriei balistice (numai pent ru proiectile cinetice); darea focului (pentru cazul utilizrii tunurilor) sau lansarea rachetei i dirijarea acesteia ctre int; impactul proiectilului cu tancul; penetrarea sistemelor de protecie; producerea de efecte letale n interiorul tancului prin rnirea direct a membrilor echipajului i prin detonarea unitii de foc existente la bord. Complexul de msuri care s asigure supravieuirea tancurilor pot fi grupate pe categorii a cror pondere este prezentat grafic n Fig. 3.7 (datele prelucrate conform [23]). Fig. 3.7 Categorii de msuri pentru asigurarea supravieuirii tancurilor stadiul actual Se constat faptul c protecia prin blindaj i letalitatea (capacitatea de a nimici inamicul nainte ca acesta s poat deschide focul) au o pondere principal. 21 Reducerea consecinelor penetrrii cuprinde sisteme diverse cum ar fi siste mul de stingere a incendiilor, modul de dispunere a muniiei, echipamentul ignifug pentru membrii echipajului etc. Dezvoltarea unor sisteme de armament antitanc din ce n ce mai sofisticate a produs mutaii corespunztoare i n contribuia diferitelor categorii de msuri de protecie, precum i la apariia altora noi, aa cum se poate observa i din Fig. 3.8 (datele prelucrate conform [23]). Se remarc reducerea ponderii proteciei prin blindaj datorit epuizrii resurselor tehnologice cu eficien sporit mpotriva noilor tipuri de ameninri. n compensare, au fost concepute msuri pentru evitarea ochirii i lovirii. Fig. 3.8 Categorii de msuri pentru asigurarea supravieuirii tancurilor stadiul de perspectiv 3.2.4 Protecia prin blindaj Blindaje omogene n principiu, protecia balistic este asigurat de plcile de blindaj laminat (RHA) i de blindajul turnat n general, acest tip de blindaj a mrit durabilitatea stratului ex terior. Aceasta a fcut ca blindajul s nu devin casant datorit gradului nalt de clire, deoarece cea mai mareparte din el a rmas tenace i dur [89]. Caracteristicile intrinseci ale plcilor de oel nu permit creterea proteciei dect prin majorarea grosimii. O metod simpl de sporire a proteciei prin blindaj fr mrirea grosimii o constituie dispunerea nclinat a blindajului. n cazul nclinrii blindajului, traiectoria orizontal care intersecteaz placa de blindaj devine mai lung, sporind astfel grosimea aparent a blindajului. Acest efect este nsoit i de efectul de ricoare a proiectilului, acest fenomen producndu-se la valori mari ale unghiului de nclinare a blindajului. 6 s/s o 30 60 90 0 2 1 3 4 5 Unghiul critic de la care se produce efectul de ricoare depinde de viteza proiectilului i de raportul dintre lungimea i diametrul penetratorului (notat L/d). Astfel, pentru L/d =10/1 i o vitez a proiectilului de 1700 m/s, rezult un unghi de ricoare de circa 78 (msurat fa de vertical). Combinaia fenomenelor descrise mai sus determin ca lungimea efectiv s difere de lungimea real care este egal cu s/coso; aceast cretere suplimentar a eficienei este prezentat grafic n Fig. 3.9. Determinarea prin calcul a adncimii de penetrare a unui tip de proiectil presupune utilizarea unor relaii de calcul care s ia nFig. 3.9 Variaia grosimii efective a blindajului n funcie de nclinarea acestuia o efectiv real 22 considerare i caracteristicile oelului i nclinarea plcii de blindaj fa de d recia de impact a proiectilului. n lucrarea [70] se prezint urmtoarea form a ecuaiei Jeanquartier - Ode rmatt: ( ) 2 lim a cos m p cR m v p t s l e d d p p | = p|| o\ . , (3.11) Grosimea de blindaj calculat cu relaia (3.11) reprezint lungimea maxim de penetrare a proiectilului. n caz idealizat, dup parcurgerea grosimii s lim , proiectilul nu mai posed energie pentru a produce alte efecte. n cazul n care grosimea blindajului este mai mi c fa de grosimea limit ce poate fi perforat, adic , proiectilul mai posed energia necesar producerii de efecte postpenetrare. Viteza rezidual, notat v lim s s < rez , a proiectilului se poate determina cu ajutorul relaiei Jeanquartier - Odermatt: lim 1 0,14ln 1 rez v s v s | | = + \ . | , (3.12) unde s lim se determin cu relaia (3.11). Concluzia final a prezentrii materialelor utilizate pentru realizarea blindajelor este c acestea nu pot asigura protecia total mpotriva proiectilelor moderne. Blindaje stratificate Diversele tipuri de materiale se comport n mod specific n cadrul procesu lui de penetrare a blindajului. Materialul din care este confecionat blindajul trebuie s fie tenace pentru a consuma o cantitate de energie ct mai mare n procesul de deformare plastic pn la apariia ruperil or. Totodat, suprafaa blindajului trebuie s fie foarte dur pentru a sparge vrful proiectilului cine tic. Cel mai simplu model de perforare a intelor monolite de proiectile cum ulative are la baz presupunerea c procesul este de natur hidrodinamic. Conform acestui model, rezult c r aportul de perforare i m t s t al unui jet cumulativ ntr-un anumit material i n oel, este egal cu rdcina ptrat ainversului raportului densitilor m p s p [80, 90], adic: m s t t s mip = p . (3.13) Dac densitatea unui anumit material este mai mic dect cea a oelului, ptrunderea jetul ui n el este evident mai mare. Dar densitatea sa necesar pentru absorbia per forrii, care este egal cu , este mai mic dect cea a oelului, raportul densitilor fiind egal cu rdci a ptrat a densitilor celor dou materiale: m m t p s m t t s m ms p p = p p . (3.14) Aceasta nseamn c masa materialelor cu densitate mai mic necesar pentru protejare fa de proiectilele cumulative este mai mic dect cea a oelului. Astfel, teoretic, raportul densitii RHA i a unui blindaj dintr-un material ca aluminiul, care, de obicei poart denumirea de e ficien masic (sau eficiena masei materialului respectiv) este de aproximativ 1,7. Blindajul compozit Primul blindaj compozit a fost realizat la mijlocul anilor 50 de speci alitii americani sub denumirea de T95. Acest blindaj consta dintr-un strat de silicai dispus ntre dou plci de oel, ansamblul fiind realizat prin roluire [57]. Primul blindaj compozit de succes a fost realizat n 1971 n Anglia i a echipat proto tipul FV 4211 fiind cunoscut sub denumirea blindaj Chobman. 23 n general, blindajul Chobman este utilizat pentru execuia prilor frontale ale carcasei i turelei. Blindajul este prezentat schematic n Fig. 3.10. Blindajul este alctuit dintr-o plac de baz (1) executat din oel de nalt rezisten, o plac exterioar (2) executat de asemenea din oel i un strat format dintr-o rin epoxidic (3) n care sunt ncorporate plcue ceramice (4), fiecare plcu fiind introdus ntr-un nveli (5) executat din aluminiu sau mas plastic. Straturile sunt fixate unul fa de cellalt cu uruburile (6).Fig. 3.10 Schema blindajului Chobham n cazul tancului francez Leclerc s-a adoptat realizarea blindajului compozit sub form modular (soluie aplicat i la tancul japonez Type 90, precum i la tancurile chinezeti Type 96 i Type 99). Soluia realizrii modularizate a blindajelor compozite permite o modernizare ulterioar, pe msura apariiei unor noi soluii perfecionate. Blindaje spaiate Principiile constructive de baz ale blindajelor spaiate sunt urmtoarele: d eclanarea prematur a focosului proiectilelor cu jet cumulativ; dispunerea plcilor de blindaj la unghiuri mari de nclinare pentru favorizarea fenomenului de ricoeu. Dezvoltarea unor misiuni n condiii urbane a intensificat necesitatea unei protecii eficiente mpotriva lansatoarelor portative de proiectile cu jet cumulativ. n cazul turelelor se aplic blindajele spaiate la partea anterioar a turelei pentru a asigura un plus de protecie membrilor echipajului situai n turel. Blindajul reactiv exploziv Aceast form de protecie a fost construit n anii 70 i a devenit cunoscut sub denumireablindaj reactiv exploziv (ERA Explosive Reactive Armour). S-a folosit mai nti la tancurile Centurion i M60Al aflate n Israel n timpul operaiunilor din Liban din 1982, iar dup u n an sau doi, a aprut pe tancul sovietic T-64 i pe altele. Blindajul reactiv exploziv, sau BRE, reduce puterea de perforare a jeturilor cum ulative datorit faptului c stratul exploziv detoneaz cnd este perforat de jet i ndeprteaz plcile cu a ximativ o zecime din viteza jetului. Dac jetul lovete BRE ntr-un anumit unghi, mat erialul plcii noi intr continuu n calea lui producnd perturbaii laterale care i reduc capacitatea de a perf ora blindajul aflat n spatele BRE cu 50 sau chiar 90%. Blindajul electric Exist preocupri intense de dezvoltare a unor autovehicule pe enile cu acionare elect ric n variant hibrid, constnd dintr-un motor Diesel care antreneaz un generator electric i motoare electrice de acionare a roilor motrice. La bordul unui astfel de vehicul se gsesc s isteme de stocare a energiei electrice cu mare capacitate de nmagazinare, precum i o reea el ectric de tensiune relativ ridicat. Apare fireasc preocuparea de a integra i alte sisteme ale autov ehiculului de lupt care s utilizeze energia electric, cum ar fi tunul cu accelerare electromagnetic sau blin dajul electric. Blindaje active Blindajele reactive se caracterizeaz prin faptul c mecanismele de anihila re a penetratorului sunt declanate de impactul proiectilului cu autovehiculul. 24 Blindajele active cuprind sisteme capabile s anihileze penetratorul nainte de impactul acestuia cu autovehiculul. n principiu, un sistem activ de protecie cuprinde urmtoa rele: - un sistem de senzori capabil s detecteze apropierea penetratorului, determinnd viteza acestuia i direcia probabil de impact; - un sistem de contracarare capabil s anihileze penetratorul naintea impactului c u autovehiculul. Organizarea difereniat a proteciei prin blindaj Dup cum se poate constata din cele prezentate anterior, exist posibilita tea realizrii unei protecii prin blindaj cu grad ridicat de eficien. Din analiza datelor referitoare la protecia prin blindaj se pot desprinde unele c oncluzii, dintre care, mai importante sunt urmtoarele: - pentru toate rile productoare de tancuri a existat preocuparea sporirii proteciei prin blindaj n concordan cu evoluia proiectilelor antitanc; - exist tendina de a proteja mai mult turela n raport cu carcasa blindat; - pentru partea anterioar a carcasei blindate, constructorii occidentali, S.U.A. i Israel protejeaz la valori apropiate zona superioar i zona inferioar, n timp ce tancurile est -europene (Rusia, Ucraina, Polonia) i cele produse de China ofer plcii superioare o protecie mai mare; - pentru a face fa proiectilelor moderne se impune utilizarea unor siste me combinate de blindaje (omogene, compozite i BRE) ceea ce conduce la mase mari ale proteciei. Datorit probabilitii diferite de impact a proiectilului cu autovehiculul i din consi derente de restricionare a greutii totale a acestuia, nivelul de protecie este difereniat, astfe l nct zonele cu risc mai redus de impact sunt mai puin protejate. Reprezentarea grafic a nivelului de protecie se realizeaz utiliznd reprezen tarea n coordonate polare, aa cum se exemplific n Fig. 3.11.Fig. 3.11 Reprezentarea grafic a nivelului de protecie carcasa turela 0 100 200 300 400 500 45 90 135 225 270 315 25 Un anumit tip de proiectil se caracterizeaz, printre altele, de o capa citate de perforare bine definit. Aceasta este, n general, funcie de distana de la care este tras proiectilul i de unghiul de inciden. Prezint interes practic determinarea distanei minime de tragere a proiectil ului astfel nct acesta s perforeze blindajul; pentru distane mai mari de tragere, blinda jul nu este perforat i se asigur integral capacitatea de supravieuire. Reprezentarea grafic a distaneimaxime de tragere, pentru un anumit tip de proiectil, la care se mai produce perforarea este exempl ificat n Fig. 3.12. Fig. 3.12 Distana maxim de tragere la care penetrarea este posibil carcasa turela 500 1000 1500 2000 Modul de variaie a ariei expuse a autovehiculului, funcie de direcia de observare este exemplificat n Fig. 3.13 [1]. Impactul proiectilului produce efecte primare i efecte secundare. Efectul secundar cu consecinele cele mai dramatice l constituie detonarea muniiei depozitate n interior. Efectele primare pot fi grupate astfel [1]: Anihilarea capacitii de deplasare a autovehiculului (notat prescurtat AM anihilarea mobilitii); de exemplu, spargerea enilei sau avarierea motorului conduc la imposibilitatea de deplasare, fr a afecta direct i imediat echipajul. Anihilarea personalului datorit efectului direct al penetratorului sau efectelor secundare ce urmeaz procesului de perforare a blindajului (schije, stropi de metal topit, spargerea unor conducte sub presiune nalt etc.). Anihilarea puterii de foc prin avarierea sistemelor principale care asigur executarea focului: tunul, rulmentul turelei, instalaia de stabilizare, sistemul de conducere a focului etc. Fig. 3.13 Variaia ariei expuse a autovehiculului Anihilarea total a capacitii de deplasare, personalului i puterii de foc apare n cazul n care 26 perforarea blindajului are consecine primare i secundare devastatoare att asupra au tovehiculului, ct i asupra personalului. Acest tip de efect se noteaz prescurtat AT. Pentru evaluarea vulnerabilitii autovehiculului se parcurg urmtoarele etape: - se consider un tip de proiectil, tras de la o distan prestabilit; - se consider direcia de impact la un unghi variabil, de regul din 30 n 30; - pentru fiecare direcie se evalueaz valoarea ariei expuse, notat A p , a autovehiculului trasndu-se diagrama prezentat, spre exemplificare n Fig. 3.13. Aria expus se discret izeaz n zone rectangulare de dimensiuni x i y, de regul ptrat cu latura de 50 mm: ( p A x ) y = ; (3.15) - se identific i se poziioneaz elementele critice ale autovehiculului: car casa blindat, turela, armamentul, echipajul, agregatul energetic, muniia, rezervoarele cu combus tibil etc.,realizndu-se un model virtual 3D; - pentru fiecare direcie se determin aria vulnerabil definit ca suprafaa t otal ce poate fi penetrat de proiectilul considerat: ( ) ( , ) 0 V A x y P i j = > , (3.16) unde cu P s-a notat probabilitatea de anihilare. Dac proiectilul penetreaz blindaj ul, se determin viteza rmas a acestuia i se estimeaz capacitatea sa de a produce efecte leta le; - se determin aria pentru care efectele sunt letale: ( ( , )) ( , ) 0 L A x y P i j P i j = > ; (3.17) - se determin probabilitatea medie de anihilare: L med p A P A = . (3.18) Rezultatele se prezint sub forma unor diagrame n coordonate polare ce p ermit evaluarea vulnerabilitii autovehiculului pentru fiecare dintre direciile considerate. Astfel de diagrame sunt prezentate, cu titlul de exemplificare, n Fig. 3.14.Fig. 3.14 Exemplu de reprezentare grafic a ariei vulnerabile i a ariei letale A L [m 2 ] AM AF AP AT A V [m 2 ] n final probabilitatea de anihilare se reprezint grafic, aa cum se exemplific n Fig. 3.15. Se constat c probabilitatea producerii de efecte letale variaz pe circumferina determin at de direciile27 considerate. Aceast diagram se coreleaz cu diagrama n coordonate polare care indic probabilitatea de impact pe fiecare direcie considerat. Se cunoate faptul c probabilitatea de impact este maxim n zona arcului frontal, zon n care probabilitatea de anihilare este cea mai redus. Produsul dintre probabilitatea de impact i probabilitatea de anihilare reprezint factorul de risc pentru direcia respectiv. Se poate concluziona c dac se impune un factor de risc constant pe toate direciile, probabilitatea de anihilare trebuie s fie mai mic pe direciile cele mai probabile de impact. Aceasta se realizeaz prin protejarea difereniat a autovehiculului. Protecia difereniat prin blindaj se realizeaz prin: grosimea diferit a plcilor de blindaj omogen; nclinarea diferit a blindajelor; protejarea suplimentar cu blindaje compozite; protejarea suplimentar cu blindaje reactive; protejarea suplimentar cu blindaje sp aiate.Fig. 3.15 Reprezentarea grafic a probabilitii de anihilare AM AF AP AT 3.2.5 Mascarea Una dintre etapele necesare n lupta antitanc o constituie observarea i identificarea. Observarea se poate efectua n spectrul vizibil, prin utilizarea aparaturii optice de observare pe timp de zi. Pe timpul nopii, pentru observare se utilizeaz aparatura de vedere adecvat care folosete amprenta termal a autovehiculului sau care utilizeaz lumina rezidual provenit de la stele sau de la lun. Reducerea gradului de vizibilitate a siluetei autovehiculului se po ate realiza prin urmtoarele msuri de mascare: - reducerea dimensiunilor autovehiculului, n mod deosebit a nlimii acestuia. - vopsirea autovehiculului n culori conforme cu mediul probabil de ducere a aciun ilor de lupt; - dispunerea pe autovehicul a elementelor de vegetaie specifice mediului n care se desfoar aciunile de lupt, sau a unor prelate care imit vegetaia. 3.2.6 Concluzii Capacitatea de supravieuire a autovehiculelor militare pe enile reprezint un concep t de larg extensie i se realizeaz cu ajutorul unei diversiti de soluii constructive i de doctrin n utilizarea blindatelor n lupt. n ultimii ani, apariia i extinderea conflictelor asimet rice a adus cu sine i noi tipuri de ameninri la adresa autovehiculelor pe enile. n consecin, sistemele de protecie au cunoscut o diversificare adecvat combaterii noilor tipuri de ameninri. Realitatea cm purilor de lupt contemporane a demonstrat: vulnerabilitatea tancurilor cu sisteme de protecie lanivelul tehnologic al anilor 70, cel mai edificator exemplu fiind tancurile T-72 ale armatei irakiene; nivelul ridicat al capacitii de supravieuire al tancurilor moderne sau modernizate, cele mai relevante exemple fiind tancul M1 Abrams n conflictul din Irak i tancul Merkava 4 n rzboiul din Liban. 3.3 Puterea de foc 3.3.1 Conceptul de putere de foc Puterea de foc a autovehiculelor militare reprezint o capabilitate esenia l pentru realizarea misiunii specifice. Capacitatea de a executa lovituri distructive asupra inamicu lui variaz mult funcie 28 de categoria de autovehicul: ea este foarte redus la autovehiculele destinate tra nsportului logistic, caz n care se utilizeaz armamentul individual al personalului de nsoire, i est e maxim n cazul tancurilor. Puterea de foc a autovehiculelor este rezultatul capabilitilor oferite de sisteme complexe de arm ce includ: - armamentul principal de mare calibru, cu rolul de a executa lovirea inamiculu i cu proiectile cu mare putere de distrugere; - sistemul de conducere a focului cu rolul de a pstra nemodificat axa balistic a a rmamentului principal n condiiile n care autovehiculul se deplaseaz pe o traiectorie diferit de cea rectilinie (funcia de stabilizare), precum i determinarea parametrilor bal isticii exterioare (traiectoria proiectilului) funcie de o serie de parametri variabili cum ar fi: t ipul proiectilului, temperatura mediului, viteza i direcia vntului etc. [81]; - armamentul secundar (mitraliere, arunctoare de grenade etc.), avnd rolu l de a executa foc asupra intelor secundare i pentru protecia imediat mpotriva infanteriei; - aparatura de vedere i de ochire cu rol n observare i identificarea in telor, precum i n stabilirea liniei de ochire i determinarea parametrilor de balistic exterioar. 3.3.2 Caracteristicile de baz ale armamentului n prezent, arma principal a tancului continu s fie tunul rapid de mare calibru, foar te avansat tehnologic prin progresele metalurgiei moderne. Calibrul obinuit este de 120 mm (NATO) sau 125 mm (Rusia, Ucraina). n momentul de fa se testeaz tunuri rapide de 140 mm, a cror putere distructiv depete cu mult pe cele actuale. Totui, strategii militari au ajuns la concluzia c bugetul pentru modernizarea tancurilor i instalarea de calculatoare balistice nu sunt deocamdat justificate. n concluzie, puterea de foc a tunului respectiv este devastatoare dar nu este necesar, luptele n mod norma l se desfoar la distane de 2000 m sau mai puin, unde impactul unui tun cu calibrul 120 mm este la fel de letal. 3.3.3 Sistemul de conducere a focului de pe tanc La primele modele de autovehicule de lupt, linia de ochire era luat cu nltoare care reprezentau simple dispozitive optice care se reglau manual. Urmtoarele dispoziti ve, denumite GAS (Gunner Auxiliary Sight = vizorul auxiliar al ochitorului), exist nc pe tancurile moderne i sefolosesc dac vizorul rmne n afara serviciului. Stabilizarea tunului se rea lizeaz utiliznd senzori giroscopici de mare precizie. Calculatoarele balistice calculeaz parametrii traie ctoriei proiectilului i adaug corecia dac obiectivul este n micare. Corecia determin tragerea naint obiectivului n micare pentru ca proiectilul s se ntlneasc cu obiectivul. n ecuaiile calcul toarelor balistice, pentru a calcula tirul se iau n considerare: distana, viteza relativ a aerului, umi ditatea, temperatura tunului, presiunea barometric, viteza obiectivului i micarea tancului. 3.3.4 Muniii pentru autovehicule de lupt Tunurile de tanc pot executa trageri cu diverse tipuri de muniii, multe specializ ate pentru lupta mpotriva altor tancuri. Pentru a lupta contra tancurilor moderne puternic blindate se folosesc proiectil e perforante (KE - Kinetic Energy), de exemplu proiectilele sgeat sau APFSDS (Armoured Piercing Fin-S tabilised Discarding Sabot - proiectil perforant subcalibru stabilizat cu ampenaje , cu coaf detaabil). Fabricate din materiale foarte dure i dense, folosesc masa i viteza lor mare pentru a distruge obiectivele prin for brut, aruncnd schije i resturi de proiectil n inter