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Systemtechnik Landfahrzeuge

Mobilität

TK
von Tom K.

Erklären Sie den Unterschied zwischen strategischer, operativer und taktischer Mobilität.

  • strategische Mobilität:

    • Verlegung ins Einsatzland mittels Luft-, See-, LKW- und Bahnverladung

      • —> bestimmt Abmaße und Gewicht

  • operative Mobilität:

    • Verlegung im Einsatzland (z.B. Flughafen Kabul zum Feldlager) mittels LKW- und Bahnverladung (unter 200km)

      • —> bestimmt Abmaße und Gewicht

  • taktische Mobilität:

    • ist die Fähigkeit einer Einheit innerhalb eines Kampfgebietes zu operieren: Manövrierfähigkeit während Feindkontakt zu wahren

      • —> bestimmt Fahreigenschaften und Robustheit


Vergleichen Sie Ketten- und Radfahrzeuge hinsichtlich ihrer Mobilität, allgemeinen Aspekten und Kosten.



Wieso wurde sich für ein mechanisches Getriebe entschieden anstelle von EMT-Getrieben oder eines elektrischen Fahrantriebs?

Nennen Sie konkrete Werte.

  • weniger Gewicht und kürzeres Fahrgestell:

    • Nutzraum kurz:

      • EMT-Getriebe:

        • + 780 kg Antrieb

        • + 1540 kg Fahrgestellt/Schutz

        • + 0,5m Fahrgestell

      • el. Fahrantrieb:

        • + 1620 kg Antrieb

        • + 2420 kg Fahrgestell/Schutz

        • + 0,8m Fahrgestell

  • Höhere Zuverlässigkeit (insbesondere bei Kälte)

Nennen Sie Bewertungskriterien bei den Mobilitätsarten und erläutern Sie diese kurz.

Ziehen Sie ein Fazit.

  • Handling:

    • Reaktionen Gesamtfahrzeug

    • Verhalten im Grenzbereich (Fahrstabilität)

    • neutrale bis leicht untersteuernde Charakteristik

  • Off-Road-Capability:

    • Grenzgeschwindigkeit bis 2,5g vertikale Fahrerplatzbeschleunigung

    • Reaktionen Gesamtfahrzeug

  • Komfort/Vibrationen:

    • Reaktionen Gesamtfahrzeug

    • gewichtete Beschleunigung (ISO 2631-2)

    • effektive Schwingleistung P_eff

  • Fazit:

    • die Mobilität eines Fahrzeuges wird an der maximal möglichen Geschwindigkeit beim Befahren spezifischer Kurse und bei der Hindernisüberwindung gemessen.

Definieren Sie die Begriffe Dauerfest und Zeitfest im Hinblick auf Mobilitätsparameter.

  • Dauerfest:

    • Bauteil, Baugruppe oder Gesamtsystem kann das definierte Belastungsspektrum unbegrenzt ertragen

  • Zeitfest:

    • Bauteil, Baugruppe oder Gesamtsystem kann das definierte Belastungsspektrum über eine definierte Dauer (z.B. 100.000km) ohne Schaden ertragen


Welche verschiedenen Untergründe werden bei der Testung des Fahrwerk bezüglich Schwingspiele verwendet?

Was lässt sich zu den Unterschieden sagen?



Was ist der VT-E?

  • diesel-elektrisches Fahrzeugkonzept basierend auf dem FENNEK


Welche Grenzen im Antriebskonzept ergeben sich bei der Auswahl und Dimensionierung eines Triebwerks?

  • elektrische Antriebe:

    • fallen aufgrund geforderter Reichweite aus (Energiespeicherung)

  • Turbinen:

    • Vorteile:

      • hohe Leistungsdichte

      • keine Flüssigkeitskühlung notwendig

      • äußertst günstiger Drehmoment- und Leistungsverlauf und hoher Drehmomentanteil bei niedriger Drehzahl

    • Nachteile

      • hoher Kraftstoffverbrauch bei Volllast und immens hoher Verbrauch im Leerlauf

  • Dieselmotor:

    • Vorteile:

      • gute Leistungsdichte, guter Drehmomentverlauf

      • ständige Weiterentwicklung (vor allem im zivilen Bereich)

      • hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit

    • Nachteile:

      • Emissionen und Russbildung

Welche Aktivitäten/Phasen werden von Konzeptfindung bis Serie durchlaufen?

  1. Konzeptfindungsphase

  2. Konzeptphase

  3. Realisierungsphase / Entwicklungsschleife

  4. Erprobung

  5. Serienreifmachung


Nennen Sie einige Auslegungseinflüsse auf das Kettenlaufwerk.


  • Federkonzept: Drehstab vs. Hydrop (Öl-& Gaszylinder)

  • Kettenaufstandslänge

  • Anzahl/Abstand Laufrollen (Kettenführung)

  • Federwege

  • Kettenbreite

  • …


Was sind die Anforderungen an ein Kettenlaufwerk?

  • Erfüllen der Aufgaben des Laufwerks

  • Erreichen eines günstigen Schwingungsverhaltens

  • Aufnahme großer Einträge an Schwingungsenergie

Welche Aufgaben hat das Laufwerk?

  • Übertragung von Antriebs- und Bremskräften

  • Übertragung von Seitenkräften:

    • Querneigung der Fahrbahn

    • Führungskräfte bei Kurvenfahrten

  • Aufnahme von Hochkräften:

    • Federung und Dämpfung


Wieso ist es wichtig ein günstiges Schwingungsverhalten zu erreichen?

  • Fahrsicherheit:

    • sichere Führbarkeit des Fahrzeugs

  • Fahrkomfort:

    • geringer Eintrag von Belastungen in die Struktur (Vibration, Stöße, …)

  • Vorstabilisierung der Wanne als Schießplattform


Wie werden große Einträge an Schwingungsenergie aufgenommen?

  • große Federwege

  • steife Federn

  • Endanschläge (EAD) verhindern das Durchschlagen in die Wanne

Welche Anforderungen an das Kettenlaufwerk sind durch die strategische Mobilität bestimmt, welche durch die taktische?

  • strategische Mobilität:

    • Straße: StVO, Schiene: Hülllinie B; See: Beständigkeit gg feucht, warm, Salz; Luft: A400M Querschnitt, Bodendruck

    • dies beeinflusst: max Masse und max Querschnitt des Fahrzeugs

  • taktische Mobilität:

    • Beschleunigung, Geschwindigkeit, Bremseigenschaften

    • Steigfähigkeit, Überschreitfähigkeit, Kletterfähigkeit

    • Lenkeigenschaften

    • spez. Bodendruck

    • Schluckverhalten

    • Bodenfreiheit


Welche Ursachen gibt es für die Anregung des Kettenlaufwerks?

  • Hindernisse (extern):

    • die Amplitude wird bestimmt durch Hindernishöhe

    • Frequenz wird durch Hindernisabstand und Geschwindigkeit bestimmt

      • —> Anregungen mit niedriger Frequenz führt zu großen Federwegen und großen eingeleiteten Kräften

  • Laufwerk (intern):

    • Eingriff der Kette in die Triebkränze

    • Abrollen der Laufrollen auf der Kette

    • Abrollen der Kette an den Umlenk- und Stützrollen

    • Auftreffen und Abrollen der Kettenglieder auf dem Untergrund

      • —> Anregung von höher frequenten Schwingungen geringer Amplitude, die in die Wannenstruktur eingeleitet werden und zu hoher Lärm- und Vibrationsbelastung führen


Welche Feder-Dämpfer-Möglichkeiten gibt es beim Kettenlaufwerk? Nennen Sie zudem einige Vor- und Nachteile.

  • Drehstabfeder:

    • wartungsfrei

    • Bauraum in der Wanne (Minenschutz, Motor, Getriebe)

      • in der Wanne geschützt (Einhausung)

  • Rotations-Lamellendämpfer:

    • geschwindigkeitsunabhängige, mechanische Dämpfung

    • federwegabhängige Dämpfung

    • gutes Ansprechverhalten bei niederfrequenten Anregungen (geringe Nickwinkel bei Anfahr und Bremsvorgängen)

    • Wärmeabfuhr in die Wanne möglich

  • Hydropelement:

    • wartungsfrei

    • externe Integration im Laufwerksträger

    • bauteilintegraler Dämpfer, Notwendigkeit einer aktiven Kühlung

    • einstellbare Feder-/Dämpferkennlinie


Nennen Sie Auswahlkriterien beim SPz PUMA für Drehstab vs Hydrop.

  • keine Drehstäbe im Triebwerksraum, sonst:

    • keine Adaption an hohe Spreizung des Fahrzeuggewichts

    • geschobene erste Laufrolle

    • Triebwerk nicht integrierbar

    • Vergrößerung der Fahrzeughöhe

    • Steigerung des Fahrzeuggewichtes

    • Verletzung der Transportmaße

  • keine Drehstäbe im Mannschaftsraum / Minenschutzmodul:

    • keine Adaption an hohe Spreizung des Fahrzeuggewichts

    • Vergrößerung der Fahrzeughöhe

    • Interaktion mit Fahrzeughöhe

    • Steigerung des Gesamtgewichts


Was sind die Aufgaben des Laufwerkträgers?

  • Dreidimensionale Aufnahme / Übertragung von Kräften:

    • Übertragung von Längskräften:

      • Antriebskräften

      • Bremskräften

    • Übertragung von Querkräften:

      • Querneigung der Fahrbahn

      • Führungskräfte bei Kurvenfahrten

    • Aufnahme von Vertikalkräften:

      • Federung

      • Dämpfung


Was sind die Ziele, die für den Laufwerksträger verfolgt werden?

  • Sicherstellung eines günstigen Schwingungsverhaltens

  • Aufnahme großer Einträge an Schwingungsenergie

  • Verarbeitung unabdingbarer Anregungen

    • Folge von Hindernissen

    • Folge des Kettenlaufs

  • —> Reduktion des inneren Geräuschpegels auf < 95 dBA und Reduktion der Vibrationsbelastung


Nennen Sie die Komponenten des Laufwerksträgers.

  • Laufwerk mit den Elementen:

    • Laufrollen

    • Triebkränze

    • Umlenkrolle

    • Stützrollen

    • Kette

  • exzenter Kettenspanner

  • hydropneumatische Federung/Dämpfung

  • Endanschlagdämpfer

  • Tank

  • ballistisches Gehäuse

Nennen Sie die jeweiligen Vorteile von Rad und Kette.


Rad

Kette

  • höhere Geschw. auf befestigten Straßen

  • Redundanz

  • geringere Entwicklungs- und Lebenswegkosten

  • geringerer Kraftstoffverbrauch

  • höhere Geschw. auf unbefestigten Straßen

  • höhere Mobilität auf weichen Böden

  • bessere Wendigkeit und Bodenfreiheit

  • steilere Böschungswinkel

  • höhere Beschusssicherheit

  • höhere Grabenüberschreitfähigkeit

  • höheres Nutzvolumen


Nennen Sie die Mobilitätsbewertungskriterien.

  • Handling:

    • Reaktionen Gesamtfahrzeug

    • Verhalten im Grenzbereich (Fahrstabilität)

  • Offroad-Capability

  • Komfort/Vibrationen

    • effektive Schwingleistung

—> Messung der Mobilität anhand maximaler Geschw. zum Überwinden von Hindernissen und spezifischen Kursen

  • weitere Parameter:

    • Bodenfreiheit

    • Leistungsgewicht

    • Gewicht/Belastbarkeit

    • Lebensdauer

    • Stufe, Steigung, V_max, max Verzögerung

    • Dauerbremse

    • Kraftstoffverträglichkeit

    • Klimazonen


Welche Arten von Mobilität lassen sich unterscheiden?

  • strategische Mobilität:

    • Luft-, See-, LKW-, Bahnverladung (Basis zu Basis)

    • —> Maße und Gewicht

  • operative Mobilität: 200km

    • LKW-, Bahnverladung (Einsatzgebiet)

    • —> Maße und Gewicht

  • taktische Mobilität:

    • bestimmte Fahreigenschaften und Robustheit

    • —> Einsatzzweck


Nennen Sie die Elemente eines Laufwerks.

  • Laufrollen

  • Triebkränze

  • Umlenkrolle

  • Stützrolle

  • Kette


Was ist in einem exzenten Kettenspanner enthalten?

  • hydropneumatische Federung/Dämpfung

  • Endanschlagdämpfer

  • Tank

  • ballistisches Gehäuse


Was sind die Mobilitätsanforderungen des PUMA?

  • Kraftübertragung:

    • Übertagung von Längskräften:

      • Antriebskräfte und Bremskräfte

    • Übertragung von Querkräften:

      • Querneigung der Fahrbahn

      • Führungskräfte bei Kurvenfahrten

    • Aufnahme von Vertikalkräfte:

      • Federung und Dämpfung (hydropneumatisch)

  • Mobilität wie Leopard 2

  • Reduktion innerer Geräuschpegel < 95dB

  • Reduktion der Vibrationsbelastung

Was ist ein entkoppeltes Laufwerk?

Entkopplung des Chassis durch elastische Komponenten zwischen Laufwerksträger und Wanne

Nennen Sie das Ziel der Antriebsauslegung und entsprechende Kriterien für Rad- oder Kettenantrieb.

  • Ziel:

    • Minimierung von Volumen und Gewicht

  • Kriterien Rad/Kette:

    • Gewicht, Ergonomie/ Lärm, Lenkleistung


Nennen Sie Vor- und Nachteile für den Einsatz von Gummiketten.

  • Vorteile:

    • geringeres Gewicht

    • geringe Geräuschentwicklung

    • geringe Schwingbelastung

    • höhere Lebensdauer

    • bessere Traktion infolge Profil

  • Nachteile:

    • begrenzte Antriebsleistung zulässig

    • Kette vollständig kaputt (nicht nur Kettenglied)

    • fehlende Einsatzerfahrung


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Tom K.

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