Pracovníci Katedry bojových a dopravních vozidel se podíleli a podílí na realizaci celé řady výzkumných projektů. Přehled nejvýznamnějších z nich je uveden v následující tabulce. Podrobnější informace o každém projektu lze získat kliknutím na jeho název.
Vojenské autonomní a robotické prostředky
Typ projektu: dílčí záměr rozvoje organizace.
Anotace:
Záměr je zaměřen na je rozvoj poznání v oblasti konstrukce a operačního použití vojenských autonomních a robotických prostředků (VARoPs). Záměr je realizován napříč fakultou a Katedra bojových a speciálních vozidel při jeho realizaci sehrává klíčovou roli v oblasti pozemních VARoPs.
Doba realizace záměru (od-do): 2021 až 2025
Odpovědný řešitel: mjr. prof. Ing. Zdeněk Pokorný, Ph.D.
Cíle DZRO:
- Získat nové poznatky a zkušenosti pro predikci vývoje operačního prostředí z hlediska VARoPs
- Rozvoj znalostí a zkušeností v oblasti použití VARoPs
- Získat nové poznatky a rozvoj znalostí v oblasti technologického rozvoje VARoPs
Katedra Bojových a speciálních vozidel se podílí zejména realizaci posledního z uvedených cílů se zaměřením na:
- výzkum a vývoj konstrukčních vlastností autonomních prostředků;
- výzkum v oblastech průchodivosti VARoPs, výkonu pohonové soustavy, rozměrů vozidla a potenciálu pro osazení funkční nástavbou;
- modelování chování VARoPs na daném povrchu terénu z hlediska jejich konstrukčních vlastností;
výzkum provozních vlastností, zkoumání optimálních procesů provozu; - výzkum provozních vlastností autonomních prostředků, zkoumání optimálních procesů provozu a údržby, řešení spolehlivosti a vliv lidského faktoru;
- výzkum a využití informací a dat z provozu VARoPs pro stanovení opotřebení, degradace a možného výskytu poruch za účelem stanovení ukazatelů spolehlivosti – pohotovosti, bezporuchovosti, udržovatelnosti; bezpečnosti; ekonomických ukazatelů a celkově nákladů životního cyklu.
Exhibition and Special Discussion Section on Information and Digital Technologies
Typ projektu: standardní Visegrádský grant
Poskytovatel: International Visegrad Fund
Identifikace projektu: Standard Grant No. 21830315 from the International Visegrad Fund
Doba řešení: 2019 – 2020
Koordinátorem projektu je Žilinská univerzita v Žilině (projekt je realizován konsorciem českých, slovenských, polských a maďarských vysokých škol)
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílel: Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c.
Anotace projektu:
Hlavním cílem projektu podpora organizace a rozvoje mezinárodní konference Information and Digital Technologies (IDT), která je pravidelně organizována v zemích V4. Bližší informace o této konferenci, která se v roce 2019 konala žilině,
Rozvoj metod pro zvyšování mobility vojenských vozidel
Typ projektu: dílčí záměr rozvoje organizace.
Anotace:
Projekt měl charakter dílčího záměru rozvoje organizace. Záměr byl zaměřen na je rozvoj metod pro posuzování a zvyšování vlastností vojenských vozidel v souladu s perspektivami rozvoje oboru vojenských vozidel. S využitím dílčích schopností osob napříč fakultami a specifickými katedrami UO budou rozvíjeny oblasti posuzování vozidel pro zajištění a zvyšování mobility, optimalizace provozu a používání, efektivity údržby a obsluhy.
Doba realizace záměru (od-do): 2016 až 2020
Odpovědný řešitel: pplk. prof. Ing. David Vališ, Ph.D.
Cíle DZRO:
Směřování DZRO je cíleno na zajištění potenciálu pro uskutečnění akreditace buď programové nebo institucionální, na zajištění potřebné podpory ve směru k AČR a branně-bezpečnostním složkám státu včetně prvků kritické infrastruktury.
- konstrukce vojenských vozidel – metodologie pro specifikaci požadavků na podobu a vlastnosti vojenských vozidel,
- provozních aspektů a charakteristik provozu – metodologie pro stanovení provozních podmínek a systémů využívání provozních dat,
- rozvoje technik analýzy technického stavu strojních a mechatronických skupin vojenských vozidel,
- stanovení stupně opotřebení strojních součástí ve vojenských vozidlech v návaznosti na stanovení jejího technického stavu – metodologie pro stanovování opotřebení,
- rozvoj metod plánování, realizace a vyhodnocení zrychlených zkoušek bezporuchovosti specifických komponent vojenských vozidel,
- rozvoj pokročilých metod a postupů pro komplexní modelování a posuzování bezporuchovosti, udržovatelnosti, pohotovosti a LCC vojenských vozidel.
Smart Process INdustry CranEs – SPRINCE
Typ projektu: SAF€RA
Poskytovatel: European Commision
Doba řešení: 2015 – 2016
Na řešení spolupracovaly tři univerzity:
- University of Messina,
- University of Belgrade
- Unverzita obrany
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílel:
- pplk. doc. Ing. David Vališ, Ph.D.
Anotace projektu:
The main goal of SPRINCE project is to reduce the number of incidents due to situations that can be prevented by promoting a real-time computer-aided visual feedback. SPRINCE’s innovation is guided by the following main fields of development: (a) typical crane operator interfaces actually are simple in terms of the number of controls, thus an exceptional sense of its dynamics is needed, including how to effectively stop the moving mass; (b) there is the necessity to reduce the productivity drop due to human-machine interface problems, the large financial losses due to the cost of accidents, the costs for frequent repairs, the disturbance in material handling schedules and the increased work-load on other equipment and their consequent quicker downtime and break down; (c) there is a need to manage emerging risks, derived by the increased use of integrated operations/remote operations in process industry and transport of hazardous materials, by means of an improved virtualization technology. Innovation associated to this project lies in offering the following solutions: (i) a best platform improving the positioning performance of industrial cranes (high execution speed, ease of integration, low cost, low power consumption, less computer memory and good support with precise position visual guidance); (ii) scalability information, related to the display configuration and the ergonomics, by using and testing different screen types in crane cabins through case studies; (iii) risk indicators which are context specific (derived through the analysis of Italian and Serbian case studies) and operator-specific (account for organizational and human factors by means of the response of operators to the questionnaire).
Critical Infrastructure Protection Against Chemicals Attack
Typ projektu: Project of the European Union
Poskytovatel: European Commision
Identifikace projektu:
Project of the European Union in the frame of „The Prevention, Preparedness and Consequence Management of Terrorism and other Security-related Risks (CIPS) programme“ (HOME/2013/CIPS/AG/4000005073)
Doba řešení: 2014 – 2016
Hlavním řešitelem projektu byla společnost TLP, s.r.o., Praha (projekt je řešen konsorciem českých, slovenských a nizozemských společností a institucí)
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílel: prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c.
Anotace projektu:
The aim of the project is to concentrate on critical infrastructure (CI) protection against adversary using high-risk chemicals or dangerous goods. The objective is to develop a set of tools, enabling critical infrastructure operators, security experts, security systems architects and designers the quantitative assessment and evaluation of effectiveness of current or planned physical protection systems of critical infrastructure sites in the context of adversary attack mounted onto these assets using industrial strength chemicals or dangerous goods.
Analýza kritických faktorů bojové a provozní spolehlivosti pozemní vojenské techniky nové generace v typických a extrémních podmínkách jejich použití a požadavků na jejich logistické zabezpečení (BOPROS)
Typ projektu: projekt obranného výzkumu
Poskytovatel: Ministerstvo obrany ČR
Identifikace projektu: obranného výzkumu
Doba řešení: 2011 – 2015
Hlavním řešitelem projektu je Vojenský technický ústav s.p., Praha
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podíleli:
- prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c.
- Prof. Ing. Jiří STODOLA, DrSc.
- pplk. doc. Ing. David VALIŠ, Ph.D.
Anotace projektu:
Zpracovat soubor nehmotných výstupů (studií, analýz, simulačních programů) řešících optimální a efektivní způsob řízení a provádění logistického zabezpečení hlavních druhů pozemní vojenské techniky nové generace. Tyto výstupy využít pro tvorbu nových finančních a materiálových standardů v oblasti údržby, oprav a pro modifikaci stávajícího systému logistiky AČR – realizaci nového systému integrované logistické podpory.
Hodnocení bezpečnosti a rizik dopravních staveb při mimořádném zatížení
Typ projektu: projekt bezpečnostního výzkumu
Poskytovatel: Ministerstvo vnitr ČR
Doba řešení: 2011 – 2015
Identifikace projektu: projekt bezpečnostního výzkumu VG20122015089
Projekt byl řešen ve spolupráci s Kloknerovým ústavem Českého vysokého učení technického v Praze.
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podíleli:
- prof. Ing. Miroslav VALA, CSc.
- prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c.
Hlavní cíl řešení a jeho charakteristika:
Hlavním cílem multidisciplinárního projektu bylo zvýšení bezpečnosti klíčových dopravních staveb určené silniční sítě. Zpracovaná metodika hodnocení bezpečnosti a rizik silničních mostů a tunelů zahrnuje identifikaci hrozeb včetně teroristických útoků, pravděpodobnostní rozbory mimořádných zatížení a jejich následků a metodický návrh zajišťující prevenci a ochranu proti mimořádným zatížením.
Metodika je certifikována Ministerstvem dopravy ČR a vydána jako Technické podmínky. Nové poznatky o mimořádných zatíženích byly zpracovány v rámci změny ČSN EN 1991-1-7. Projekt zaměřený na stavební objekty kritických dopravních infrastruktur přinesl nové poznatky, které zvýšíli připravenost státu na prevenci a reakci proti antropogenním hrozbám a přírodním katastr
Moderní technologie rozvoje bojových a speciálních vozidel a jejich používání v AČR
Anotace:
Projekt byl zaměřen na technická řešení nejdůležitějších problémů spojených se zajištěním mobility kolové a pásové techniky pozemních sil AČR. Jedná se o řešení dvou hlavních skupin problémů. První skupinu tvoří problematika hodnocení trendů vývoje a vlastností vozidel využitelná při zkoušení vozidel a zavádění nové techniky. Druhá skupina souvisí s širokou problematikou používání vozidel a směřuje k optimalizaci technického zabezpečení v rámci logistiky.
Doba řešení projektu (od-do): 2011 až 2015
Odpovědný řešitel: prof. Ing. Miroslav VALA, CSc.
Předmět řešení projektu:
Předmětem výzkumné činnosti na roky 2011-2015 byl rozvoj poznání v následujících oblastech:
- prognózování směrů vývoje a rozvoj metod hodnocení technických parametrů a vlastností kolových a pásových vozidel,
- výzkum problematiky pohyblivosti, manévrovatelnosti a bezpečnosti při pohybu vozidel na vozovkách a v terénu,
- výzkum problematiky elektrické a speciální výstroje vozidel se zaměřením na vetroniku a multiplexní sítě,
- zvyšování pohotovosti, inherentní a provozní spolehlivosti a bezpečnosti kolové a pásové techniky se zaměřením na optimalizaci provozu, preventivní údržby a ukládání,
- výzkum možností využití moderních metod bezdemontážní technické diagnostiky a jejich uplatnění u kolové a pásové techniky,
- řešení mobilních prostředků pro nápravnou údržbu, evakuaci, vyprošťování a zásobování náhradními díly,
- rozvoj renovačních technologií a nouzových oprav v krizových a polních podmínkách.
Ve všech oblastech se jedná o aplikovaný výzkum, jehož nedílnou součástí je budování specializovaných laboratoří a pracovišť katedry využitelných jednak při řešení vlastního projektu, jednak požadavků ze strany AČR, případně podniků Asociace obranného průmyslu.
Cíle projektu:
Vlastní řešení projektu probíhalo ve třech oblastech. Pro řešení projektu v jednotlivých oblastech byly stanoveny následující hlavní cíle, které byly postupně naplňovány v letech 2011 – 2015 a charakterizují cílové schopnosti celého pracoviště:
- Hodnocení trendů vývoje a vlastností vozidel Vypracovat materiály charakterizující vývoj jednotlivých kategorií vojenských kolových a pásových vozidel. Zpracovat trendy jejich vývoje ve střednědobém horizontu a metody jejich vyhodnocení. Vypracovat metody pro zkoušení a hodnocení vlastností vozidel ve vztahu k trendům vývoje.
Zaměření – podpora rozhodovacích procesů při modernizacích, pořizování nové techniky a jejím použití. - Zvyšování pohotovosti a rozvoj metod diagnostiky vozidel
Vypracovat metody pro modelování a ověřování bezporuchovosti vozidel a jejich systémů. Zpracovat způsob hodnocení okamžitého technického stavu vozidel s využitím moderních metod diagnostiky. Vypracovat metody pro optimalizaci provozu, hodnocení provozních hmot a hodnocení vlivů působících na bezpečnost provozu. Vypracovat metody kontroly a hodnocení stavu uložené techniky.
Zaměření – podpora zvyšování pohotovosti techniky jednotek ozbrojených sil v oblasti spolehlivosti, provozu a ukládání. - Opravy a technické zabezpečení vozidel
Vypracovat návrh technického řešení polních dílenských prostředků a metody jejich použití. Zpracovat technologické postupy nouzových oprav v polních podmínkách a oblastech s chybějící infrastrukturou. Navrhnout způsoby zásobování materiálem pro zabezpečení oprav.
Zaměření – technické zabezpečení provozuschopnosti v polních podmínkách a v prostředí s chybějící infrastrukturou.
Společným cílem ve všech třech oblastech je využití získaných poznatků při přípravě technicky zaměřených odborníků vojenské logistiky a ve prospěch doktorského studijního oboru „Dopravní stroje a zařízení“.
Dalším cílem bylo vybudování následujících laboratoří, které jsou nutné pro naplnění cílových schopností pracoviště:
- Laboratoř simulací a modelových zkoušek.
- Laboratoř vetroniky.
- Laboratoř spolehlivosti.
- Laboratoř diagnostiky.
- Laboratoř zrychlených zkoušek.
- Laboratoř provozu.
- Laboratoř oprav.
Hodnocení účinnosti systému fyzické ochrany objektů na základě jeho modelování (HUSFO)
Typ projektu: projekt bezpečnostního výzkumu
Poskytovatel: Ministerstvo vnitra ČR
Identifikace projektu: projekt bezpečnostního výzkumu VG20112015039
Doba řešení: 2011 – 2015
Projekt je řešen ve spolupráci s EBIS, spol. s r.o., Brno (vedoucí řešitel)
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podíleli:
- prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c. (odpovědný řešitel na UO)
- pplk. doc. Ing. David Vališ, Ph.D.
Anotace projektu:
Projekt byl zaměřen na vytvoření programového vybavení modelujícího systém fyzické ochrany, které umožní hodnocení jeho účinnosti, která závisí na schopnosti systému přerušit a neutralizovat útok. Programové vybavení modelu umožňuje nalezení a zobrazení nejvíce zranitelných cest v grafickém zobrazení – mapě objektu, umožní výpočet pravděpodobnosti přerušení útoku při nastavitelném projektovém ohrožení a zkoumání citlivost výsledků na změnách vlastností prvků systému.
Vypracování metodiky a programového vybavení pro stanovení důležitosti částí jaderného zařízení ve vztahu k fyzické ochraně a projektové hrozbě (TARGI)
Poskytovatel: Ministerstvo vnitra ČR
Identifikace projektu: projekt bezpečnostního výzkumu VG20112015040
Doba řešení: 2011 – 2015
Projekt byl řešen ve spolupráci s EBIS, spol. s r.o., Brno (vedoucí řešitel) a Ústavem jaderného výzkumu Řež a.s.
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílí:
- prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c. (odpovědný řešitel na UO)
- pplk. doc. Ing. David Vališ, Ph.D.
Anotace projektu:
Projekt byl zaměřen na vypracování nové metodiky a programových nástrojů pro určení důležitosti částí jaderného zařízení a prostorů jejich umístění ve vztahu k jejich fyzické ochraně. Tyto prostory vyžadují zvýšenou fyzickou ochranu, jejímž cílem je zajistit, aby úmyslné iniciační události v rámci definované projektové hrozby nevedly k nežádoucím následkům. Vyvinuté programové vybavení podporuje zefektivnění procesu identifikace částí jaderných zařízení a prostorů podle navržené metodiky. Programové vybavení i metodika je obecně použitelná na složitá zařízení nebo části kritických infrastruktur.
Důležitost zařízení z pohledu fyzické ochrany je v nové metodice posuzována s využitím moderních progresivních postupů pravděpodobnostního hodnocení bezpečnosti, které jsou široce využívány k oceňování technologické bezpečnosti provozu jaderných elektráren i dalších technologií.
Managing Operational Risk in Road Organization
Poskytovatel: World Road Association (PIARC), http://www.piarc.org/en/
Doba řešení: 2010-2012
Řešení projektu realizoval široký tým odborníků z následujících zemí:
Austrálie, Belgie, Česká republika, Maďarsko, Irán, Japonsko, Kanada, Švédsko, Švýcarsko, Spojené království, Rakousko a Rumunsko.
Na řešení projektu se za Katedru bojových a speciálních vozidel podílel:
- pplk. doc. Ing. David Vališ, Ph.D.
Anotace projektu:
The project was defined in the PIARC Strategic Plan 2008-2011 approved by the Council of the World Road Association, whose members are representatives of the member national countries. The project was aimed on risk management in a road organisations, principles of risk management, organisational risk management, risk management for road networks, risk management for road projects, crisis management
Příspěvek k analýze rizik technických soustav a zařízení
Identifikace projektu: projekt GAČR 101/08/P020
Doba řešení: 2008-201
Odpovědný řešitel: Ing. David Vališ, Ph.D.
Charakteristika řešení:
Podstatou grantového projektu bylo vytvoření metodiky, která umožňuje sloučení a využívání specifických možností a předností jednotlivých autonomních teoretických metod sloužících pro analýzu jednotlivých složek rizika. Jedná se především o nástroje pro posuzující pravděpodobnost vzniku události (porucha, nehoda, aj.) a nástroje pro posuzování důsledků událostí (dopad na systém, dopad na okolí, dopad na člověka). Výsledek projektu v podobě navržené metodiky slouží k zajištění a k provedení věcně a koncepčně správných analýz rizik technických objektů. Za využití a dodržení struktury metodiky poučeným nebo vyškoleným personálem je možné zajistit správnost postupu a jeho verifikovatelnost v podmínkách dnešních požadavků na kvalitu technického systému.
Analýza negativních vlivů na pozornost řidičů
Poskytovatel: Ministerstvo školství mládeže a tělovýchovy ČR
Identifikace projektu: projekt výzkumu a vývoje ME 949 KONTAKT
Doba řešení: 2007 – 2011
Projekt byl řešen ve spolupráci s ČVUT v Praze, Fakultou dopravní (vedoucí řešitel)
Na řešení se za Katedru bojových a speciálních vozidel podíleli:
- prof. Ing. Miroslav Vala, CSc. (odpovědný řešitel na UO)
- prof. Ing. Zdeněk Vintr, CSc.
- plk. doc. Ing Štefan Čorňák, Dr.
- pplk. doc. Ing. David Vališ, Ph.D.
- pplk. Ing. Tomáš Túró, Ph.D.
- kpt. Ing. Josef Glos
Anotace projektu:
Projekt byl zaměřen na vypracování metod a postupů pro analýzu působení interních a externích faktorů na průběh pozornosti řidičů a vypracování metod tréninku řidičů ke zvýšení jejich odolnosti proti poklesu pozornosti.
Výsledky realizace projektu:
1) Vybudování simulačního pracoviště pro testování řidičů. -V průběhu řešení se za spolupráce s řešitelským týmem z Masarykovy univerzity, Fakulty informatiky podařilo získat a upravit funkční „lehký“ vozidlový simulátor na bázi vozidla Škoda Fabia. Dále se podařilo dokončit výstavbu „těžkého“ simulátoru na podvozku vozidla „Škoda Octavia“, který představuje originální řešení vypracované oběma týmy.
2) Postupy testování – Byly vypracovány postupy a možnosti simulací a testování na obou simulátorech a aplikovány i na specifické prostředí vojenských řidičů.
3) Spolehlivost vzájemného působení systému řidič – vozidlo. – Byl sestaven soubor měřítek spolehlivosti, udržovatelnosti a pohotovosti vhodných pro hodnocení spolehlivé výkonnosti člověka a spolehlivosti kombinovaného systému/procesu člověk-stroj. Byly identifikovány metody druhé generace pro hodnocení spolehlivosti řidiče, které by měly být aplikovány souběžně s okrajovými předpoklady vlivu únavy na pozornost řidiče.
4) Vlivy působící na pokles pozornosti řidiče. – Byly ověřeny možné metody měření kvality vzduchu v kabině a jeho ovlivnění osádkou vozidla. Byly ověřeny možnosti využití artefaktů EEG při hodnocení poklesu pozornosti. Byl zjištěn a vyhodnocen vliv toxicity konstrukčních materiálů na kvalitu mikroklimatu.
Geografické a meteorologické faktory bojiště, jejich dynamická vizualizace a lokalizace v systémech velení a řízení (METEOR)
Poskytovatel: Ministerstvo obrany ČR
Identifikace projektu: projekt obranného výzkumu OVUOFVT200801
Doba řešení: 2008 – 2011
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílel:
- prof. Ing. Miroslav VALA, CSc.
Anotace projektu:
Klasifikace atributů hlavních geografických a hydrometeorologických faktorů podmiňujících vojenské operace a návrh metodik, jejich on-line aktualizace a integrované dynamické vizualizace válčišť pro podporu rozvoje vojenských schopností ozbrojených sil v rámci NATO. Vytvoření a ověření modelu určení polohy z kombinovaných družicových a terestrických měření. Přínosem projektu je propojení oblastí oboru vojenská geografie a hydrometeorologie v procesu hodnocení přírodního prostředí z hlediska činností ozbrojených sil. Výsledkem projektu jsou především metody a metodiky hodnocení dílčích i komplexních vlivů geografického prostředí připravené k jejich aplikaci v systémech velení a řízení jako podklady pro rozhodování v rámci společného obrazu situace.
Prostředky pro detekci a prevenci poklesů pozornosti řidičů
Poskytovatel: Ministerstvo dopravy ČR
Identifikace projektu: projekt Ministerstva dopravy č. 1F84B/042/520 v programu MESPIN
Doba řešení: 2008 – 2009
Projekt je řešen ve spolupráci s ČVUT v Praze, Fakulta dopravní (vedoucí řešitel)
Na řešení se za Katedru bojových a speciálních vozidel podíleli:
- Ing. Miroslav Vala, CSc.
- doc. Ing Štefan Čorňák, Dr.
- Ing. Josef Glos
- Ing. Tomáš Túró
- Oldřich Těšík, CSc.
- Ing Miroslav Červený
- Milan Urbanec
Anotace projektu:
Projekt je zaměřen na vytvoření pracoviště simulátorů řidiče, které umožní výzkum vlivů působících na pokles pozornosti řidičů. V rámci tohoto úkolu bylo vybudováno simulační pracoviště a osazeno dvěma simulátory, z nichž jeden na podvozku Škoda byl zcela vyvinut realizačním týmem.
Cíl řešení:
Cílem projektu bylo v období dvou let (2008-09) ve spolupráci s Masarykovou univerzitou, Fakultou informačních technologií, vybudovat pracoviště s vozidlovými simulátory, které by umožnilo prováděnými experimenty na simulátorech výzkum prostředků pro detekci a prevenci pozornosti řidičů.
Analýza, diagnostika a redukce opotřebení strojních součástí
Identifikace projektu: projekt GA ČR č. 101/06/09757
Doba řešení: 2006 – 2008
Odpovědný řešitel: prof. Ing. Jiří STODOLA, DrSc.
Charakteristika řešení:
Při řešení projektu je hlavní pozornost věnována analýze vybraných typů strojních uzlů se zaměřením na vojenskou techniku provozovanou v AČR a dále na dopravní techniku, provozovanou v národním hospodářství a soukromém sektoru ČR.. Řešitelský tým se zaměřil na studium a modelování vybraných druhů opotřebení se zaměřením na vozidlové spalovací motory. Spalovací motory byly vybrány jako typický představitel složité uzavřené mechanické soustavy, která využívá mazací médium. Toto médium je nositelem vícerozměrných, komplexních informací o aktuálním režimu opotřebení v závislosti na provozních podmínkách. Cílem řešení bylo všestranné studium dostupných informací, které se váží k problematice opotřebení. Zvláštní pozornost byla věnovaná definici a možnosti modelování tribologické jednotky jako systému, který se skládá z prvků, vztahů, vazeb, vstupů, výstupů a je v interakci s okolím. Dále obecné problematice opotřebení s aplikací na rozhodující části spalovacího motoru a závažným problematice úsad ve spalovacím prostoru motoru.
Dosažené výsledky zahrnují systematické studium problematiky tření a opotřebení, úsady (chemickou analýzu hlavních částí spalovacího motoru z hlediska úsad aj.) a související problémy se zaměřením na vozidlové spalovací motory. Proces opotřebení motorů byl chápán jako komplexní otevřený systém, který je funkcí mnoha faktorů probíhajících v reálném čase. Nelze jej proto popsat pouze prostředky klasické mechaniky, protože stykové plochy třecích povrchů jsou složeny s diskrétních plošek a nejedná se o homogenní izotropní těleso a objem materiálu, který přenáší zatížení není konstantní.
Prevádzkové podmienky a životnosť súčiastok, konštrukčných častí strojov a zariadení
Poskytovatel: Vedecká grantová agentúra Ministerstva školstva SR a Slovenskej akadémie vied.
Doba řešení: 2005 – 2008
Projekt byl řešen ve spolupráci s Fakulto špeciálnej techniky Trenčianské univerzity Alexandra Dubčeka v Trenčíně (hlavní řešitel).
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílel:
- prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., dr.h.c.
Hlavní cíle projektu:
- Identifikovat stochastické průběhy účinků provozních podmínek experimentálním měřením a stanovit možnosti jejich simulačního modelování,
- experimentálními metodami určit účinky degradace působením provozních zatížení a stanovit možnosti jejich simulačního modelování,
- zhodnotit klasické metody určování životnosti a posoudit transformaci jejich principů na stochastické, identifikační, optimalizační a simulační aplikace.
- navrhnou simulační modely řešení problémů bezporuchovosti, životnosti, udržovatelnosti a zajištění údržby.
Rozvoj technologií pro zvyšování taktické a operační mobility techniky pozemního vojska
Typ projektu: výzkumný záměr
Období řešení: 2004 – 2010
Odpovědný řešitel : plukovník prof. Ing. Miroslav VALA, CSc.
Identifikace: Výzkumný záměr Fakulty vojenských technologií, univerzity obrany FVT0000401
Charakteristika záměru – cíle řešení :
- Zajištění mobility pozemní techniky představuje komplex opatření.
- Dílčí úkoly – průřezově zahrnují nejdůležitější části celé problematiky:
- výzkum metod výběru vhodné techniky v rámci akvizičních procesů,
- výzkum pohyblivosti, manévrovatelnosti zaměřený na kolová vozidla,
- výzkum modernizace poháněcích soustav a podvozků se zaměřením na pohyblivost a manévrovatelnost pásové techniky,
- výzkum možností rozvoje ženijních a stavebních strojů jako prostředků pro podporu zabezpečení pohyblivosti kolové a pásové techniky,
- výzkum zvyšování pohotovosti, spolehlivosti a bezpečnosti vojenské techniky,
- výzkum metod bezdemontážní technické diagnostiky,
- výzkum možností řešení mobilních prostředků pro nápravnou údržbu,
- rozvoj moderních forem vzdělávání potřebných odborníků.
Dílčí úkoly – vedoucí řešitelé týmů :
- Manévrovatelnost a průchodivost vozidel v terénu. (plk. prof. Ing. Miroslav Vala, CSc. K-202)
- Hodnocení technických parametrů a směry rozvoje MVT. (doc. Ing. Pavel Braun, CSc. K-202)
- Progresivní konstrukční řešení pásových podvozků. (plk. doc. Ing. Milan Chalupa, CSc. K-216)
- Rozvoj ženijních a stavebních strojů. (pplk. doc. Ing. Zdeněk Hejmal, CSc. K-203)
- Zvyšování pohotovosti vojenské mobilní techniky. (pplk. doc. Ing. Štefan Čorňák, Dr. K-202)
- Rozvoj progresivních metod hodnocení technického stavu. (prof. Ing. Jiří Stodola, DrSc. K-202)
- Racionalizace oprav vojenské mobilní techniky. (pplk. Ing. Jan Furch, Ph.D. K-202)
- Rozvoj moderních forem výuky specialistů v oblasti MVT. (plk. prof. Ing. Miroslav Vala, CSc. K-202)
Výsledky řešení – dílčí oblasti:
1) Manévrovatelnost a průchodivost vozidel v terénu.
V oblasti pohybu vozidel na komunikacích byla v první fázi provedena základní analýza typických nehod vozidel na komunikacích a analýza jejich příčin. Na základě tohoto rozboru byly vytipovány kritické stavy zaměřené na případy smyku a převrácení vozidel a pro jejich modelování bylo navrženo ideové řešení algoritmu výpočtu. Dále byly odvozeny vztahy omezující podmínky pro případy smyku a převrácení vozidla při průjezdu směrovým obloukem v kombinaci s podélným a příčným sklonem vozovky a pro případy kombinace směrového oblouku s výškovým obloukem konvexního a konkávního charakteru. Na základě toho byl zpracován model průjezdu vozidla směrovým obloukem a jeho funkčnost byla ověřena kontrolním výpočtem. V oblasti průchodivosti byla provedena analýza současného stavu řešení problematiky průchodivosti vozidel v terénu. Byly analyzovány hlavní druhy málo únosného terénu a příčiny ztráty průjezdnosti vozidel v těchto podmínkách. Pro málo únosný terén byl zpracován ideový návrh algoritmu dílčího modelu, který řeší především otázky adheze a odporu valení. Byly realizovány zkoušky průjezdnosti vozidel v bořivém terénu. Dále byl zpracován model překonávání bořivého terénu zaměřený na výpočet odporu proti pohybu vozidla a způsob výpočtu tažných sil potřebných pro vyproštění vozidla při lehkém, středním a těžkém zapadnutí. Byly vyhodnoceny provedené zkoušky měření tažných sil v písčitém terénu a výsledky měření byly použity pro verifikaci modelu. Porovnání vypočtených a naměřených výsledků prokázalo plnou použitelnost modelu.
2) Hodnocení technických parametrů a směry rozvoje MVT.
V průběhu řešení VZ byl proveden výběr a analýza parametrů vozidel pro optimalizaci. V praxi může tento výsledek sloužit zejména jako metodický postup k tomu, jak správně formulovat požadavky zákazníka, aby výrobek měl pro jeho potřeby optimální parametry, tedy aby byl tzv. „šitý na míru“, (zejména v případě zadání požadavku na vývoj). Dále byly navrženy možnosti efektivního získávání a archivace parametrů kolových vozidel a upgradována sestavená „Databáze vozidel“, která v praxi slouží pro archivaci dat o kolových vozidlech s cílem umožnit neustále sledovat a vyhodnocovat technické parametry vozidel s možností analýzy trendů a vývojových tendencí. Pro podporu řešení dílčího úkolu VZ byl zpracován přehled a teoretický rozbor metod, v současné technické praxi používaných k hodnocení technické úrovně výrobků a k nalezení optimálních řešení. Na základě tohoto přehledu bylo provedeno posouzení vhodnosti uvedených metod pro hodnocení a optimalizaci parametrů vojenských kolových vozidel. Dílčím výsledkem řešení VZ je příprava návrhu obecně platné „Metodiky pro hodnocení technické úrovně vozidel a výběr optimální varianty“, spočívající v aplikaci Saatyho metody charakteristického vektoru s využitím mocninné funkce. Navrhovaná metodika je průběžně ověřována na praktických případech – hodnocení vozidel různých kategorií s cílem výběru optimální varianty.
3) Rozvoj ženijních a stavebních strojů.
Byla provedena analýza současného stavu a vývojových trendů konstrukce mobilních vojenských mostů takzvané nůžkové konstrukce a výsuvných koncepcí. Byl vytvořeny jednotlivé modely vzorků jednotlivých materiálů na simulaci pomocí MKP. Byly prováděny simulace Charppyho kladiva v prostředí ANSYS Workbench na vybraných materiálech a to Al-Zn-Mg a Ti10V2Fe3Al. Byl vytvořen model svařovaného modulového mostního pole v prostředí CAD Autodesk Inventor. Byl proveden ideový návrh modulu mostního pole a analýza metod posuzování konstrukčních materiálů na křehký lom. Dále byl proveden návrh potřebných konstrukčních úprav nůžkové mostovky, pokládacího zařízení a zapojení jeho hydraulického pohonu. Byly provedeny experimenty vysokorychlostního obrábění dřeva v rámci spolupráce s MZLU Brno – projekt EUREKA. Z výsledků experimentů a podrobné analýzy teoretických závěrů jsou potvrzeny předpoklady, že v současné době je možné používat efektivnější způsoby obrábění (řezání) dřeva i v podmínkách AČR. Vytvoření dynamického systému spalovacího motoru(T-924), vygenerování potřebných dat pro vytvoření trénovací a testovací množiny. Analýza vlastností a posouzení vhodnosti dopředných neuronových sítí pro danou aplikaci. Praktické ověření v laboratorních podmínkách na hodnotách úhlové rychlosti naměřené na reálném objektu potvrdilo schopnost zvolené neuronové sítě aproximovat požadovanou funkční závislost s potřebnou přesností.
4) Progresivní konstrukční řešení pásových podvozků.
Byly potvrzeny obecné předpoklady z hlediska dynamiky dějů pásů při jízdě vozidla a byly potvrzeny i skupiny vlivů, které mají zásadní vliv na vznik dynamiky dějů na pásech vozidla. Výsledky jsou v oboru, z pohledu stavu poznání v této oblasti konstrukce podvozků pásových vozidel, zcela nové. Výzkum zatížení poháněcích soustav bojových pásových vozidel. Tato dílčí část projektu výzkumného záměru přinesla metodický postup a konkrétní realizaci sledování zatížení planetových převodovek v návaznosti na vnitřní vazby převodného ústrojí a vnější dynamické zatížení poháněcí soustavy bojových pásových vozidel.
5) Zvyšování pohotovosti vojenské mobilní techniky.
Na počátku řešení VZ nebyly k dispozici prakticky žádné metody, postupy či metody, které by umožňovali komplexní hodnocení spolehlivosti vojenské techniky v rámci akvizičních procesů. K hodnocení byly využívány především základní ukazatele spolehlivosti ve formě středních hodnot bez vymezení jejich konfidence. Pro ohodnocení ekonomických aspektů spolehlivosti se využívalo zjednodušené hodnocení nákladů životního cyklu (respektive jejich vybraných komponent) založené na deterministických postupech. Používané metody (zpravidla odvozené z civilních aplikací) nerespektovaly některé zvláštnosti vojenské techniky (například masivní využití prvků jednorázového použití). Všechny hodnocené parametry byly vždy chápany jako jednorozměrné. V současné době dosažené výsledky řešení VZ umožňují komplexní hodnocení spolehlivosti včetně ekonomických aspektů, přičemž u většiny hodnocených parametrů je již plně respektován jejich stochastický charakter a navržené modely umožňují i zpracování vícerozměrných vstupů. Navržené modely také ve větší míře respektují specifické aspekty vojenské techniky – široké využití prvků jednorázového použití a mechatronických systémů. Úkol, směřující k návrhu modelu nákladů životního cyklu vozidel, je plánován na léta 2004–2009. Na počátku řešení VZ nebyl k dispozici téměř žádny postup, který by umožňoval hodnocení nákladů životního cyklu vozidel. Proto byl v předchozích letech nejprve navržen rámcový model, ve kterém byl životní cyklus vozidel rozdělen do jednotlivých, relativně ohraničených, etap. Šlo o nákladové položky v etapách koncepce a stanovení požadavků, návrhu a vývoje, výroby a instalace, provozu a údržby a v etapě vypořádání. V tomto roce byla hlavní pozornost zaměřena na etapu provozu a údržby. V současné době je vypracován model nákladů životního cyklu vozidel, který je vhodný zejména při zpracování úvodních marketingových studiích a akvizičních řízení. Je nezbytné doplnit veškerá šetření praktickými zkouškami a dalšími podstatnými informacemi, jakými jsou spolehlivost a bezpečnost vozidla v praktickém provozu např. v podmínkách AČR. Problematika vlivu používání BSV na životní prostředí a analýza jakostních vlastností brzdových kapalin, dosud v rámci VZ řešena nebyla. V průběhu řešení byla vypracována dílčí analýza stavu a hlavních vývojových trendů v zabezpečování ochrany a konzervace vojenské mobilní techniky v rámci Armády České republiky.
6) Rozvoj progresivních metod hodnocení technického stavu.
Systémově byla vypracována teorie metod tribologické diagnostiky, zahrnující modelování degradačních procesů, která využívá částice opotřebení ke komplexnímu hodnocení technického stavu složitých mechanických uzavřených systémů s mazacím médiem. Na počátku řešení VZ nebyla tato teorie vypracována. Tento stav byl charakterizován jako náhradní řešení technické diagnostiky, využití univerzálních ručních diagnostických přístrojů, resp. ojediněle poloautomatických testerů aj. Postupně byla rozpracována a doplňována novými poznatky. Systémově zpracovaná teorie metod tribologické diagnostiky, zahrnujíce modelování degradačních procesů, využívá částice opotřebení ke komplexnímu hodnocení technického stavu složitých mechanických uzavřených systémů s mazacím médiem. Při srovnání s jinými postupy a technologiemi lze vyzdvihnout přípravu a využití laserového analyzátoru částic opotřebení LNF – C, který je jedinečným zařízením v rámci AČR. Obecně možnosti využití nové technologie zahrnují zcela kvalitativně vyšší možnost identifikace a lokalizace nepříznivého režimu opotřebení v mechanických a mechatronických systémech. V AČR se předpokládá využití nové technologie a výsledků výzkumu a jedinečného zařízení pro identifikaci a lokalizaci nepříznivého stavu opotřebení u motorů a převodových ústrojí bojové, speciální a dopravní techniky. Práce byly aplikovány na tankovou techniku, konkrétně na motory tanků T-72 M4 CZ. Výsledky řešení výzkumného řešení vychází z dílčí analýzy současného stavu realizace metod hodnocení technického stavu vojenské mobilní techniky v AČR. Výsledky řešení byly využity experimentálně na souboru modernizovaných tanků T-72M4 CZ VÚ 4423 Přáslavice a ve spolupráci s VOP-026 Šternberk, s.p., divize VTÚPV Vyškov. Vybrané výsledky byly rovněž využity pro LOM Praha s.p. odštěpný závod VTUL a PVO Praha.
7) Racionalizace oprav vojenské mobilní techniky.
Za dobu řešení výzkumného záměru byla provedena podrobná analýza všech mobilních dílenských prostředků používaných v AČR a v některých vybraných armádách NATO. Tato podrobná analýza byla zpracována ve spolupráci s VTÚPV Vyškov. Dále byl navržen mobilní kontejnerový dílenský prostředek ve spolupráci se společností Kar-box, výrobcem skříňových nástaveb a kontejnerů. V minulém roce byl vypracován návrh vnitřního vybavení mechanizačními a dílenskými prostředky pro údržbu a opravu kolové techniky. Dále se podařilo zpracovat návrh pro stanovení optimálního způsobu zásobování náhradními díly. Byly stanoveny podmínky pro manipulaci s materiálem pro zabezpečení oprav v mírových a polních podmínkách a navrženy možnosti komplexnějšího řešení přepravy a manipulace s materiálem v mírových a polních podmínkách včetně misí. Navrhované řešení může být využito při zavedení tzv. rodiny mobilních kontejnerových dílenských prostředků pro údržbu a opravy pásové a kolové techniky do AČR. Toto řešení je velice vhodné pro využití v misích, kde s využitím výměny určitých modulů můžeme kontejnery připravit přímo pro dané typy výzbroje, které zabezpečujeme. raktické využití má i postup pro stanovení optimálních zásob jak v mírových podmínkách, tak i ve válečných.
8) Rozvoj moderních forem výuky specialistů v oblasti MVT.
V průběhu řešení byly analyzovány možnosti využití uceleného systému distančního vzdělávání, nebo jeho dílčích částí ve výuce studentů bakalářského studijního programu. Byla provedena analýza možností využití technologií CBT, WBT ve výuce vybraných předmětů specializace. Řešení bylo zaměřeno na provedené analýzy možností využití E-learningu, zpracování podkladů pro tvorbu výukových programů s využitím softwarového vybavení POWER POINT pro magisterský a bakalářský studijní program oboru „Bojová a speciální vozidla“. Pomocí softwarového vybavení byly zpracovány další přednášky, výpočtová cvičení (pro Bc studium), ale také doplněny přednášky a cvičení volitelných předmětů jak pro magisterské tak i pro bakalářské studium. Toto SW dílo je ověřeno a připraveno k využití ve vzdělávacím procesu na UO v Brně. Dále se jedná o zpracování zařízení kolektivní ochrany BVP-2 v softwarovém prostředí CBT s využitím atributů multimedií ve výuce předmětů specializace ESV. Rozsah SW díla 7 CD ROM. Vytvoření metodiky tvorby výukových programů počítačem podporované výuky CBT v oblasti kolektivní ochrany BVP-2. Přidělením KČM 0320690043519 – vytvořen standard AČR pro tvorbu výukových programů v oblasti ESV BSV.
Metody analýzy kvazistatických a dynamických vlastností moderních interaktivních pohonových soustav a predikce jejich spolehlivosti
Typ projektu: standardní grant Grantové agentury ČR
Identifikace projektu: projekt GA ČR č. 101/00/0225
Doba řešení: 2000 – 2003
Projekt byl řešen ve spolupráci s Fakultou strojního inženýrství VUT v Brně a Ústavem termomechaniky AV ČR (vedoucí řešitel).
Na řešení se za Katedru bojových a dopravních vozidel podílí:
- prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc., (odpovědný řešitel na UO)
- prof. Ing. Rudolf HOLUB, CSc.
Charakteristika řešení:
Výzkum byl zaměřen na analýzu vazeb mezi dynamickými vlastnostmi technických soustav a jejich spolehlivostí. Byly vyvinuty metodiky prediktivní analýzy spolehlivosti složitých technických systémů a navrženy metodiky ověřování spolehlivosti těchto systémů. Dále byly zkoumány a vyvíjeny modely interference namáháni-odolnost a metody optimalizace požadavků na spolehlivost a bezpečnost složitých systémů.
Standardizované postupy specifikace a hodnocení spolehlivosti vojenské techniky v procesu obranné akvizice
Typ projektu: projekt obranného výzkumu
Poskytovatel: Ministerstvo obrany ČR
Identifikace projektu: projekt obranného výzkumu reg. č. MO83171199108
Odpovědný řešitel: prof. Ing. Zdeněk VINTR, CSc.
Na řešení se dále podíleli následující příslušníci Katedry bojových a speciálních vozidel:
- prof. Ing. Rudolf HOLUB, CSc.
- doc. Ing. Zdeněk ŽALUD, CSc.
- plk. doc. Ing. Štefan ČORŇÁK, Dr.
- Ing. František DERMEK, CSc.
Cíle projektu:
Hlavním cílem řešení projektu bylo vypracování praktických a v AČR použitelných standardizovaných postupů specifikace a ověřování požadavků na spolehlivost vojenské techniky, se zvláštním zaměřením na bojová a dopravní vozidla, které by byly kompatibilní s postupy používanými v ostatních armádách členských zemí NATO.
Výsledky řešení projektu:
V rámci řešení projektu byla realizována obsáhlá analýza dostupné odborné literatury a platných národních, mezinárodních a vojenských standardů týkajících se řešené problematiky s cílem shromáždit informace o známých postupech a metodách specifikace požadavků na spolehlivost a hodnocení spolehlivosti. S využitím kritické analýzy byly z těchto metod a postupů vybrány ty, které jsou svým charakterem vhodné pro použití u vojenské techniky. Výsledky této analýzy ukázaly, že řada aspektů řešené problematiky v té době nebyla uspokojivě vyřešena. Právě na tyto oblasti potom bylo zaměřeno další řešení projektu s cílem realizovat výzkum, vývoj a návrh nových metod a postupů specifikace požadavků na spolehlivost a hodnocení spolehlivosti, které by doplnily známé metody a postupy tak, aby vznikly pokud možno ucelené a prakticky použitelné návody pro specifikaci požadavků na spolehlivost a hodnocení spolehlivosti u vojenské techniky v podmínkách AČR. Výsledky těchto analytických a výzkumných prací byly shrnuty do dvou výzkumných zpráv, které tvoří rozhodující nehmotný výstup řešení projektu. Jedná se o:
- Metodický návod pro stanovení požadavků na spolehlivost vojenské techniky se zaměřením na bojová a dopravní vozidla.
- Metodický návod na ověřování ukazatelů spolehlivosti u vojenské techniky se zaměřením na bojová a dopravní vozidla.
Obě zprávy reprezentují komplexní a vzájemně provázaný souhrn známých postupů, metod a doporučení doplněný o původní vědecké poznatky získané v průběhu realizace projektu. Zprávy jsou koncipovány tak, aby mohly kvalifikovanému odborníkovi (předpokládá se vysokoškolské vzdělání technického směru a dobrá znalost základů spolehlivosti) sloužit jako základní vodítko při praktické realizaci úkolů spojených se specifikací požadavků na spolehlivost a hodnocením spolehlivosti nejen vojenské techniky ale výrobků technického charakteru vůbec. Za nové, původní vědecké poznatky lze v části věnované problematice specifikace požadavků na spolehlivost označit zejména:
- vypracované teorie optimalizace požadavků na bezporuchovost a udržovatelnost;
- navržený praktický postup kvantifikace požadavků na bezporuchovost technických objektů;
- navržené metody optimalizace požadavků na bezporuchovost prvků;
- navržený praktický postup alokace požadavků na bezporuchovost;
- navržený model alokace požadavků na pohotovost.
V části věnované problematice ověřovaní spolehlivosti lze za původní označit především poznatky týkající se:
- rozboru zásad a požadavků na provádění zkoušek spolehlivosti vojenské techniky při akceptovaní doporučení všech současných norem národních, mezinárodních a vojenských;
- komplexního návrhu postupů na vyhodnocování určujících zkoušek, včetně návodů na odhady bodových a intervalových hodnot ukazatelů analytickými a grafickými metodami;
- návrhu postupů a doporučení pro stanovení rozsahu zkoušek spolehlivosti;
- komplexního návrhu postupů pro monitorování ukazatelů spolehlivosti vojenské techniky v etapě vývoje;
- komplexního návrhu postupů pro ověřovací zkoušky spolehlivosti vojenské techniky;
- návrh na volbu konfidenční úrovně pro jednotlivé typy zkoušek a různé typy výrobků.
Za originální lze také označit celkové pojetí zpracování problematiky, kdy všechny navržené postupy a metody byly shrnuty do funkčních prakticky použitelných návodů. Nové poznatky a závěry, které z řešení projektu vyplynuly, byly průběžně zveřejňovány na řadě prestižních odborných konferencích a symposiích u nás i v zahraničí, kde se setkávaly s příznivým ohlasem.