Details

1. المقدمة: التحكم في \"الأرجل الحديدية\" للحرب المدرعة
في ساحة القتال القاسية للحرب الحديثة، تُعرَّف قابلية بقاء دبابة القتال الرئيسية (MBT) بثلاثة أعمدة أساسية: القوة النارية، والحماية، والحركية. فبينما تقوم الدروع بصد القذائف وتتعامل المدافع مع الأهداف، فإن نظام التعليق هو الذي يسمح لعملاق يزن ما بين 45 إلى 60 طناً باجتياز التضاريس الوعرة بسرعات تكتيكية مع الحفاظ على استقرار المدفع الرئيسي.

يُعد جهاز اختبار التعليق الهيدروليكي-الغازي من نيومتريكس الحل الأرضي الحاسم المصمم لضمان عدم فشل هذه الحركية الحيوية.
وقد تم تصميمه خصيصاً لوحدات التعليق الهيدروليكي-الهوائي المعقدة (HSU) المستخدمة في منصات مثل T-72 وT-90 وBMP-II وK9 Vajra ودبابة أرجون القتالية الرئيسية، حيث يجسر هذا النظام الفجوة بين القوة الغاشمة والدقة الجراحية. وعلى عكس النوابض الميكانيكية التقليدية، تستخدم وحدات HSU غاز النيتروجين المضغوط كعنصر نابض والسائل الهيدروليكي كمخمد — وهو تفاعل متطور يتطلب معايرة دقيقة للغاية.

يعمل جهاز الاختبار هذا كساحة اختبار افتراضية، إذ إنه قادر على محاكاة قوى الانضغاط العنيف (Jounce) والارتداد (Rebound) التي تتعرض لها الدبابة في الميدان، وكل ذلك ضمن بيئة مختبرية خاضعة للتحكم. ومن خلال توفير تشغيل هيدروليكي عالي الضغط يصل إلى 400 بار ومراقبة منحنيات الاستجابة بدقة رقمية، يضمن جهاز الاختبار من نيومتريكس أن تكون كل دعامة تعليق تغادر الورشة جاهزة لامتصاص صدمات ساحة المعركة، مع حماية إلكترونيات المركبة الحساسة وطاقمها من الإرهاق المُنهك.

2. البنية المعمارية للنظام والمواصفات الهندسية
تم تصميم منشأة الاختبار كنظام معياري مثبت على قاعدة منزلقة، ويتكون من نظامين فرعيين رئيسيين: وحدة توليد القدرة الهيدروليكية (HPU) ومحطة القيادة والتحكم.

أ. وحدة القدرة الهيدروليكية (HPU) – مصدر الطاقة الحركية
وحدة HPU هي محطة هيدروليكية مصممة للتشغيل المستمر لتوفير تدفق غير نابض عند ضغوط عالية.
• بناء الخزان: مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ SS-304 أو الفولاذ الكربوني السميك بسعة تقريبية تتراوح بين 400 و600 لتر (قابلة للتهيئة حتى 1000 لتر لمنصات الاختبار الأكبر). ويشمل:
  ▹ حواجز داخلية لفرض التدفق الصفحي وتعزيز إزالة الهواء.
  ▹ فواصل شفط مغناطيسية لاحتجاز الملوثات الحديدية.
  ▹ فتحات تهوية مزودة بمادة ماصة للرطوبة لمنع دخول الرطوبة الجوية.

• المحرك الرئيسي: محرك حثي تيار متردد ثلاثي الطور (صناعي، كفاءة IE3)، بقدرة نموذجية تتراوح بين 30 كيلوواط و45 كيلوواط حسب متطلبات التدفق، ويعمل بسرعة 1440 دورة في الدقيقة.

• مجموعة الضخ:
  ▹ المضخة الرئيسية: مضخة مكبس محوري ذات إزاحة متغيرة (مثل سلسلة Parker PV Plus أو ما يعادلها) مزودة بأنظمة استشعار الحمل (LS) ومعوض الضغط (P-Comp) لتقليل توليد الحرارة أثناء حالات الخمول.
  ▹ الدائرة الثانوية: مضخات تروس خارجية تُستخدم لحلقات التبريد وتوليد ضغط التحكم.

• بنية الترشيح (امتثال NAS 1638 الفئة 6):
  ▹ خط الضغط: فلاتر مطلقة بدقة 3 ميكرون عالية مقاومة الانهيار لحماية وحدة الاختبار (UUT).
  ▹ خط الرجوع: فلاتر بدقة 10 ميكرون لالتقاط الملوثات الخارجة من وحدة الاختبار.
  ▹ مؤشرات الانسداد: مفاتيح ضغط تفاضلي إلكترونية مرتبطة بوحدة PLC لإطلاق إنذارات \"انسداد الفلتر\" قبل حدوث التجاوز.

• الإدارة الحرارية: مبادل حراري نشط من نوع غلاف وأنبوب أو تبريد بالهواء، مصمم لتبديد ما يصل إلى 30٪ من القدرة الداخلة، مع ضمان بقاء درجة حرارة الزيت الهيدروليكي بين 40 و55 درجة مئوية أثناء دورات التحمل.

ب. القياس والتحكم – القلب الرقمي
يستخدم النظام بنية أتمتة قائمة على الحاسوب داخل خزانة صناعية على طراز Rittal بدرجة حماية IP54.
• بيئة البرمجيات: تطبيق مخصص مطور باستخدام National Instruments LabVIEWTM يعمل على حاسوب صناعي (IPC).
• جمع البيانات (DAQ): أخذ عينات عالية السرعة (حتى 1 كيلو عينة/ثانية) لالتقاط قمم الضغط العابرة أثناء التشغيل السريع للصمامات.
• القياس والمستشعرات:
  ▹ محولات الضغط: مستشعرات قائمة على مقاييس الانفعال بدقة 0.25٪ من المدى الكامل (النطاق: 0–400 بار).
  ▹ مقياس التدفق: مقياس تدفق توربيني أو تروس عالي الاستجابة (النطاق: 0–300 لتر/دقيقة) مركب في خط الرجوع لتحليل إزاحة سائل التخميد.
  ▹ مستشعرات الموضع الخطية (LVDT): (اختياري) مدمجة في المشغل لربط الضغط بالإزاحة (حلقات القوة-الإزاحة).

3. القدرات التشغيلية الشاملة
تم تصميم جهاز اختبار HSU من نيومتريكس للتحقق من كامل نطاق أداء الوحدات الهيدروليكية-الهوائية.

الوضع 1: اختبار الإثبات الثابت وسلامة الأختام
• الوظيفة: التحقق من المتانة الهيكلية لجسم الأسطوانة وقدرة أختام القضيب على الإحكام.
• الإجراء: يقوم النظام بضغط وحدة HSU إلى 1.5 مرة من ضغط التشغيل (عادةً حتى 350 بار أو 1000 بار لاختبارات إثبات خاصة). ويتم عزل التغذية باستخدام صمامات كروية مانعة للتسرب.
• معايير القبول: يراقب البرنامج انخفاض الضغط خلال مدة محددة (مثل 180 ثانية). أي انخفاض يتجاوز الحد المسموح به (مثل >2 بار) يؤدي إلى حالة \"فشل\"، مما يشير إلى تسرب داخلي أو خارجي.

الوضع 2: توصيف التخميد الديناميكي (انضغاط/ارتداد)
• الوظيفة: التحقق من قدرة وحدة HSU على تبديد الطاقة الحركية.
• الإجراء:
  ▹ الانضغاط (محاكاة الضغط): توجه صمامات لولبية عالية التدفق السائل إلى جانب المكبس، لمحاكاة الحركة الصاعدة السريعة لعجلة الطريق أثناء اصطدام التضاريس. يقيس النظام ارتفاع الضغط المطلوب لتحقيق معدل تدفق محدد.
  ▹ الارتداد (محاكاة التمدد): تنعكس الصمامات، مما يجبر السائل على الخروج من الوحدة لمحاكاة عودة العجلة إلى وضعها. يقيس النظام تقييد التدفق (قوة التخميد) التي توفرها الفتحات الداخلية للوحدة.

• المخرجات: يولد النظام منحنى هسترة (القوة مقابل السرعة) أو مخطط الضغط مقابل التدفق. ويتم تراكب هذه المنحنيات مع غلاف \"المعيار الذهبي\" الخاص بالمصنّع الأصلي لاعتماد المكوّن.

الوضع 3: تكييف السائل والشحن/التطهير
• الوظيفة: دورة صيانة آلية.
• الإجراء: يقوم الجهاز بتدوير زيت نظيف عبر وحدة HSU لطرد السائل المتدهور والجسيمات الدقيقة (برادة المعدن، بقايا الأختام). ثم يعيد شحن الوحدة بسائل هيدروليكي جديد من نوع MIL-H-5606 أو OM-15 إلى المستوى الحجمي الدقيق المطلوب لضمان عمل نابض غاز النيتروجين بشكل صحيح.

4. ورقة البيانات الفنية

  

    
المعلمة
    
المواصفة
  

  

    
التطبيق
    
اختبار وحدات التعليق الهيدروليكي-الغازي (T-72، T-90، أرجون، BMP-II)
  

  

    
أقصى ضغط تشغيل
    
350 بار (ضغط تصميم النظام: 400 بار)
  

  

    
أقصى ضغط إثبات
    
حتى 1000 بار (قدرة تثبيت ثابتة)
  

  

    
سعة معدل التدفق
    
0 – 300 لتر/دقيقة
  

  

    
توافق السائل الهيدروليكي
    
زيوت معدنية (OM-15، OH-50)، ‏MIL-H-5606
  

  

    
درجة الترشيح
    
3 ميكرون مطلق (الضغط) / 10 ميكرون (الرجوع)
  

  

    
معيار النظافة
    
NAS 1638 الفئة 6 / ISO 4406 16/14/11
  

  

    
نظام التحكم
    
NI LabVIEW™ على حاسوب صناعي مع تشابكات أمان PLC
  

  

    
المشغلات الرئيسية
    
صمامات تحكم اتجاهية لولبية (مقاسات NG10 / NG25)
  

  

    
متطلبات القدرة
    
415 فولت تيار متردد ±10%، ثلاثي الطور، 50 هرتز
  

  

    
درجة حرارة التشغيل المحيطة
    
-10°م إلى +50°م
  


5. أنظمة السلامة والحماية
• كتلة السلامة الهيدروليكية: كتلة مشعب مخصصة تحتوي على صمام تخفيف ضغط مباشر مضبوط عند +10% من أقصى ضغط للنظام لمنع زيادة الضغط.
• منطق منع التجويف: مفاتيح مستوى في الخزان تمنع تشغيل المضخة في حال انخفاض مستوى الزيت.
• الإيقاف الطارئ: أزرار إيقاف طارئ موصلة مباشرة موجودة على لوحة التحكم وقاعدة وحدة HPU تقوم فوراً بفصل تغذية المحرك وتفريغ ضغط النظام إلى الخزان.
• حماية فشل الطور: تمنع تلف المحرك الناتج عن تقلبات الجهد أو فقدان أحد الأطوار.