MODERNIZAREA TEHNICI I DE BLINDATE VERSUS ACHIZIȚIA DE [624921]

207

MODERNIZAREA TEHNICI I DE BLINDATE VERSUS ACHIZIȚIA DE
PRODUSE NOI. CERCETA REA EXPERIMENTALĂ – ROL HOTĂRÂTOR
ÎN LUAREA DECIZIEI D E MODERNI ZARE

UPDATING OLD ARMORED VEHICLES VS. BUYING NEW PRODUCTS.
EXPERIMENTAL RESEARC H – MAKING DECISION IN U PDATING

VILĂU RADU
Postdoctorand: [anonimizat], Facultatea de Mecatronică și Sisteme Integrate de Armament, Departamentul de
Autovehicule Militare și Transporturi, lector universitar
E-mail: [anonimizat]

Rezumat: Lucrarea prezintă o metodologie, aplicată pe un studiu de caz, de evaluare a avantajelor
utilizării cercetării experimentale în vederea stabilirii oportunității de modernizare a autovehiculelor
militare aflate în exploatare, comparativ cu soluția de achiz iție a unora noi. Tehnica existentă, în
condițiile modificării permanente a cerințelor referitoare la sistemul de armă și a reglementărilor privind
circulația pe drumurile publice, poate fi modernizată parțial, fără modificări substanțiale, după o analiză
atentă a costurilor de modernizare versus achiziția de produs nou. Transportoarele amfibii blindate de
generație mai veche sunt echipate cu sisteme de frânare fără sistem de prevenire a blocării roților. Pentru
stabilirea oportunității de echipare cu astfe l de sisteme, s -a procedat la efectuarea unui program de
cercetare experimentală, ce a permis determinarea parametrilor procesului de frânare ce stabilesc
necesitatea achiziționării și montării pe autovehiculele existente a unui ABS. Probele s -au efectuat în
conformitate cu procedurile specifice, utilizând un lanț de măsurare din dotarea laboratorului LACEBAT
al Academiei Tehnice Militare.
Cuvinte -cheie: cercetare experimentală, costuri de modernizare, achiziție

Abstract: The paper introduces a methodology, further applied to a specific situation, to assess the
advantages of using the experimental research in order to make the decision between updating the existing
military automotive and buying new ones. The existing equipment, within the contex t of a permanent
change of the armament system's requirements and the public road traffic regulations, can be partially
updated without major modifications, after performing a thorough analysis of the updating costs vs.
buying a new product. The older amph ibious personnel carriers have non -ABS braking systems. To
establishing the opportunity of equipping them with ABS, we proceeded in developing an experimental
research program that allowed us to determine the braking process parameters that help in decidin g
whether to buy an aftermarket ABS for the existing carriers. The tests were performed according to some
specific procedures and qualified equipment of the LACEBAT laboratory of the MTA.
Key-Words: experimental research, modernization costs, acquisition

208

1. Introducere
Relațiile politice și militare internaționale, în special în domeniul cooperării în cadrul
alianțelor politico -militare, au luat o mare amploare în zilele noastre. Acest lucru se datorează și
apariției noilor tipuri de amenințări. Coroborat cu conjunctura economică la nivel mondial, industria
de apărare este caracterizată de noi tendințe (Oană, 2010, Vilău, 2010), cum ar fi:
 Reducerea bugetelor de apărare, ceea a condus la o atenție sporită asupra costurilor în
domeniul achizițiilor de tehnică și tehnologii moderne (inclusiv asupra costurilor pe ciclul de
viață al produsului) cu implicații asupra volumelor în anumite țări și acordarea unei
importanțe sporite cercetării și inovării în domeniu;
 Apariția de noi piețe sau lărgirea celor existente, funcție de interesele sau strategiile de
cooperare, în special în țările aflate la granița zonelor de interes;
 Transferul de tehnologii declasificate și elaborarea condițiilor și legislației pentru exportul
acestora;
 Impunerea unor cerințe stric te, în cadrul alianțelor sau a misiunilor militare comune, în
domeniul interoperabilității și compatibilității pentru țările aparținând NATO;
 Apariția de cooperări noi între producătorii din domeniul militar sau achiziții de companii
între aceștia, transf ormându -se în companii transnaționale.
Acești factori conjuncturali au impus tratarea în detalii au unor aspecte privind autovehiculele
militare, cum ar fi dotarea cu autovehicule militare cu grad ridicat de mobilitate și protecție precum
și o mare putere de foc. De asemenea, utilizarea tehnicii existente în acțiuni desfășurate în teatre de
operații ce se caracterizează prin condiții climaterice diferite comparativ cu țara noastră au determinat
o analiză atentă privind posibilitatea de adaptare a unor sist eme ce echipează aceste autovehicule:
sistemele de răcire, de climatizare, protecție anticorozivă sau împotriva intemperiilor etc.

2. Considerații privind procesul de frânare
Unul din fenomenele cele dăunătoare ce poate apărea la deplasarea autovehiculului, în
condițiile sporirii vitezei de deplasare, în special pe drumuri cu aderență redusă, îl reprezintă pierderea
controlului automobilului. Acest fenomen poate fi determinat de o multitudine de cauze, dar când
apare pe timpul frânării determ inate de o situație de urgență este cu atât mai periculos.
Suprafețele de rulare cu aderență scăzută (Vilău, 2010, Marinescu, 2002) determină apariția
simultană a două efecte nedorite: mărirea spațiului de frânare și pierderea controlului automobilului
prin deraparea acestuia. Cauza comună a acestora este reprezentată de depășirea limitei de aderență
oferită de calea de rulare ca urmare a aplicării unui moment de frânare la roată care depășește
posibilitățile de aderență ale drumului. Pentru o frânare opti mizată în raport cu aderența căii de rulare
ar trebui ca fiecărei roți să -i fie aplicat un moment de frânare care să corespundă limitei de aderență
proprii. Aderența roții pe calea de rulare este exprimată, în literatura de specialitate, prin coeficientul
de aderență.

209

Figura 1 ( Variația coeficientului longitudinal de aderență în funcție de alunecarea roții)
și Figura 2 ( Variația coeficientului transversal de aderență în funcție de alunecarea roții)

Unde:
100vrvar r [%] (2)
Sursa: Marinescu, 2002

ZY
ZX
ZR
y x   ; ;
(1)
în care s -au notat: R – reacțiunea tangențială din pata de contact cu solul; Z – reacțiunea normală din
pata de contact cu solul; 𝜑x – coeficientul de aderență longitudinală; 𝜑y- coeficientul de aderență
transversală; X- reacțiunea tangențială longitudinală; Y- reacțiunea tangențială transversală. Plecând
de la premisa că pneul ar e calități anizotrope pe direcția de înaintare a automobilului în raport cu
direcția transversală a acestuia, a dus la considerentele că și coeficientul de aderență în plan
longitudinal va fi diferit de cel din plan transversal, adică s -au putut defini coe ficienții de aderență pe
direcție longitudinală, respectiv pe cea transversală.
Curbele de variație ale coeficienților de aderență longitudinală și transversală funcție de
alunecare sunt prezentate în figurile 1 și 2.
Expresia alunecării este dată de relaț ia (2), unde cu v s-a notat viteza centrului roții, cu rr –
raza de rulare și cu ω – viteza unghiulară a roții.

y
0,8
0,6
0,4
0,2
O 0,25 0,50 0,75 1,00 aasfalt uscatFig. 1 Fig. 2
x
0,8
0,6
0,4
0,2
O 0,25 0,50 0,75 1,00 aasfalt uscat
asfalt umed
zăpadă
gheață

210

Coeficientul de aderență poate fi definit global prin așa -numita elipsă de aderență. Figura 3
redă această elipsă, plecând de la premisa că cei doi coeficienți de aderență sunt diferiți. Literatura de
specialitate acceptă uneori, ținând cont de valorile destul de apropiate ale acestor coeficienți,
transformarea elipsei de aderență într -un cerc.

Figura 3 – Elipsa de aderență

Sursa: Marinescu, 2002

Se poate observa că valoarea maximă a coeficientului de aderență longitudinal apare în cazul
unei alunecări în jurul valorii de 20%. Pentru majoritatea categoriilor de drumuri, vârfurile curbelor
de variație a coeficientului de aderență fu ncție de alunecare se găsesc în plaja de 0,16…0,24. În acest
interval încă se poate considera că decelerațiile unghiulare ale roților nu conduc la blocarea acestora
pe timpul frânării. De aceea, sistemele antiblocare controlează decelerațiile unghiulare ale roților.

3. Studiu de caz: cercetarea experimentală a sistemului de frânare ce echipează TAB C –
79
Cercetarea experimentală, în general, are ca obiective:
• stabilirea prin măsurare a valorii unor parametri care nu pot fi determinați pe cale exclusiv
teoretică;
• validarea unor modele matematice care descriu funcționarea unui sistem.
Structura generală se stabilește conform necesităților în funcție de o serie de parametri cum ar
fi: natura mărimii măsurate, tipul traductorului, soluția constructivă și funcțională a obiectului
măsurătorii, precum și modul de valorificare a datelor de măsurare.
Pentru ca un lanț de măsurare să poată fi utilizat în efectuarea măsurătorilor, trebuie să existe o
compatibilitate corespunzătoare între elementele plasate succes iv pe traseul de prelucrare a
informației.
Traductorii utilizați în alcătuirea lanțurilor de măsurare destinate cercetării experimentale a
autovehiculelor transformă mărimea măsurată într -un semnal electric.
Instalația de frânare de pe transportorul blinda t (***1, 1988) prezintă un grad ridicat de
complexitate funcțională, generat de următoarele particularități:

211

1. elementele componente ale instalației de frânare intră în interacțiune cu sisteme adiacente
diverse: sistemul pneumatic al autovehiculului, prop ulsorul cu roți, elemente de reglare; aceste
sisteme adiacente au o acțiune diversă asupra elementelor instalației de frânare, materializată prin
aplicarea unor parametri într -un spectru larg de valori;
2. elementele componente ale instalației de frânare g enerează parametri funcționali de diverse
categorii (mecanici, pneumatici, hidraulici);
3. elementele instalației de frânare interacționează cu propulsorul cu roți, aceasta conducând la
condiții dure de funcționare.
Particularitățile funcționale enunțate m ai sus își pun amprenta și asupra cercetărilor
experimentale posibil de desfășurat. În cadrul cercetării experimentale s -a urmărit atât determinarea
performanțelor dinamice ale instalației de frânare în ansamblu (Vilău, 2014), cât și evaluarea
performanțel or servomecanismului pneumohidraulic ce echipează transportorul blindat TABC – 79.
Pentru atingerea acestui obiectiv au fost necesare determinări de forțe, presiuni (pneumatice și
hidraulice) în diferite puncte relevante ale instalației de frânare și viteze . Schema lanțului de măsurare
este prezentată în figura 4.

Figura 4: Structura lanțului de măsurare pentru determinarea performanțelor dinamice ale instalației
de frânare de pe transportorul blindat

Sursa: Vilău, 2010

Costurile aferente programului nu au fost foarte ridicate, multe din operațiuni desfășurându –
se cu resurse materiale proprii departamentului specializat sau cu resurse umane calificate din
unitățile colaboratoare. În faza de cercetare experimentală este ne cesară achiziționarea de tehnică și
traductori specializați, de mare precizie. Analiza costurilor per proiect poate implica, în primă fază,
investiții importante, însă acestea se pot amortiza rapid prin utilizarea aparaturii achiziționate într -un
număr imp ortant de proiecte, lanțul de măsurare putând fi reconfigurat rapid.

212

Figura 5 redă câteva probe de semnal (Marinescu, 2014) recepționate de completul de
măsurare, sub formă grafică.

Figura 5: Date semnal pentru proba P1_1rr5_pam la deplasarea pe păsune pentru măsurători cu
roata a 5 -a

Sursa: Vilău, 2010

Pentru a concluziona asupra oportunității utilizării sistemului ABS la blindatele pe roți, în
tabelul 1 se prezintă valorile maxime ale alunecării, determinate pe baza datelor experimentale, pentru
câteva din probele efectuate.

Tabelul 1 – Alunecarea, în plan longitudinal, determinată pe baza datelor experimentale
Proba Alunecarea[%] Proba Alunecarea[%]
P1_1rr5_asf 16,80 P3_1rr5_pam 24,74
2_1rr5_asf 16,48 P1_1rr5_pas 12,39
P3_1rr5_asf 12,83 P2_1rr5_pas 20,31
P4_1rr5_asf 24,25 P3_1rr5_pas 20,16
P1_1rr5_pam 18,70 P4_1rr5_pas 24,01
P2_1rr5_pam 18,62 Alunecare
maximă 24,74 [%]
Alunecare medie
19,02 [%]
Sursa: Vilău, 2010

4. Concluzii
Din analiza datelor prezentate în tabelul 1, obținute prin prelucrarea datelor experimentale
pentru probele în care au fost măsurate vitezele unghiulare ale roții stânga spate și a roții a 5 -a, se
poate concluziona că alunecarea maximă obținută pe ansamblul seriilor dinamice a fost de 24,74%,
iar alunecarea m edie a avut valoarea de 19,02%.
Pentru probele experimentale efectuate, pe baza valorii alunecării calculate, nu se poate trage
o concluzie fermă, în ceea ce privește îmbunătățirea performanțelor dinamice ale blindatelor pe roți
analizate prin montarea de sisteme de prevenire a blocării roților. Totodată s -a făcut apel și la studiul

213

soluțiilor constructive de blindate pe roți și din alte armate, prezentate în Tabelul 2, de unde se poate
observa că majoritatea nu sunt prevăzute cu astfel de sisteme. Sisteme de prevenire a blocării roților
au fost montate în cazul unor soluții de instalații de frânare pur pneumatice sau hidraulice
Acest lucru se datorează, în mare măsură profilului special pe care îl au anvelopele ce
echipează blindatele pe roți (profilul sub formă de crampoane), cât și categoriilor de drum pe care
acesta este destinat să circule.
Ca o concluzie finală, echiparea acestor tipuri de blindate pe roți cu sistem ABS este
neeconomică, complexă (datorită soluției constructive) și nu ar conduce la o c reștere importantă a
performanțelor de frânare.

Tabelul 2 – Soluțiilor constructive de blindate pe roți din alte armate
Sursa: Vilău, 2010

Costurile de implementare ale unui sistem de prevenire blocării roților (ABS), în condițiile în
care un astfel de sistem în varianta clasică poate ajunge la prețuri de peste 2000 USD, implică o serie
de modificări constructive pentru autovehiculul de bază. Beneficiile care ar conduce la recuperarea
investiției, pe lângă evitarea apariției unor accidente cauzate de posibila pierdere a controlului
autovehiculului, în special pentru autovehicule cu viteze mari de deplasare, se regăsesc și în costurile
de explo atare ce privesc durata de viață a anvelopelor. O analiză atentă totuși asupra costurilor totale
pe ciclul de viață pentru autovehiculul în discuție, înclină spre concluzia obținută și pe baza cerecetării
experimentale, aceea că nu se poate exprima clar ne cesitatea unei astfel de modernizări. Este mult
mai avantajoasă echiparea autovehiculelor militare cu sisteme de asistare a frânării în cazul soluțiilor

214

prevăzute și cu alte elemente electronice sau senzori, ale căror semnale să fie utilizate și pentru
managementul funcționării motorului, pentru controlul stabilității, asistarea la coborârea pantelor
lungi, plecarea din rampă etc.
În tabelul nr.3 sunt prezentate costurile de implementare a unui sistem de antiblocare la frânare
pentru diferite categorii de a utovehicule comerciale.

Tabelul 3 – Costul mediu al unui ABS pentru autovehiculele comerciale
Categorie autovehicule Tip ABS recomandat Costul mediu al
sistemului
Autocamioane ușoare cu masa maxim
autorizată 3,5…8,0 t ABS pentru sisteme de frânare hidraulice 750-800 USD
Autocamioane cu masa maxim
autorizată 8,0…18 t ABS cu 3 canale pentru autovehicule cu 2 punți
cu sistem de frânare hidraulic sau
pneumohidraulic 1900 -2100 USD
Autovehicule grele (cu 3 sau mai
multe punți) ABS cu 4 canale pentru a utocamioane cu 3 sau 4
punți echipate cu sistem de frânare pneumatic 2600 -2800 USD
Autobuze (Masa totală > 4,5 t) ABS cu 4 canale 2300 USD
Autotractoare (Masa totală > 4,5 t) ABS cu 2 sau 3 canale 1200 USD
Sursa: Truck Industry Council, Bus Industry Confederation, various heavy trailer and systems suppliers and
manufacturers, 2012

Bibliografie
1. Oană, M. (2010), Contribuții la analiza comparativă a nivelului de performanță a autovehiculelor
militare , Teză de doctorat, Universitatea „Transilvania” Brașo v
2. Marinescu, M. (2002) – Soluții moderne în construcția de automobile , Editura Academiei Tehnice
Militare, București
3. Marinescu, M., Vilău R., Truță, M., Vînturiș, V., Fieraru, O. (2014) – Theoretical and Data -Based
Mathematical Model of a Special Vehicle Braking System – “Periodical of Advanced Materials
Research” Vol. 837/2014, pp. 428 -443, ISSN 1022 -6680 (print, cd), ISSN 1662 -8985 (web), ISBN
978-3-03785 -929-2, doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.837.428
4. Vilău, R. (2010) – Contribuții la studiul performanțelor dinamice ale instalației de frânare de pe
blindatele pe roți – Teză de doctorat, Academia Tehnică Militară, București, 2010
5. Vilău, R., Marinescu, M., Alexa, O., Truță, M., Vînturiș, V. (2014) – Diagnose Method Based on
Spectral Analysis of M easured Parameters – Advanced Materials Research Vol. 1036 (2014) pp 535 –
540, Trans Tech Publications, Switzerland doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.1036.535, ISBN
978-3-03835 -255-6
6. ***1 (1988) – Transportoare amfibii blindate pe roți. Manual de cunoașter e și exploatare. Volumul
I, Tipografia Militară a Ministerului Apărării Naționale, București, 1988

Acknowledgements

Această lucrare a fost realizată cu sprijinul finanțării obținute în cadrul proiectului de
studii doctorale și postdoctorale: „ Studii doctorale și postdoctorale Orizont 2020: promovarea
interesului național prin excelență, competitivitate și responsabilitate în cercetarea științifică
fundamentală și aplicată românească ” Contract POSDRU/159/1.5/S/140106.