Zapotrzebowanie na platformy zdolne do poruszania się po dowolnym terenie i działania na polu bitwy w tych samych formacjach bojowych z ciężkimi pojazdami opancerzonymi z reguły determinuje instalację gąsienicowego śmigła. W tym samym czasie średnie i lekkie pojazdy opancerzone, które zwykle poruszają się po drogach i które muszą być transportowane drogą powietrzną, aby przyspieszyć rozmieszczenie, są zwykle kołowe.
Problem wyboru komplikuje się w przypadku platform średniej wielkości. Masa tych maszyn rośnie na tle zmieniających się wymagań eksploatacyjnych, a w zależności od rozwoju technologicznego gąsienic i kół, które mogą poprawić osiągi i złagodzić wszelkie wady, każdy typ urządzenia napędowego może tutaj zyskać przewagę.
Stal się nie poddaje
Systemy gąsienic dominują na rynku pojazdów opancerzonych cięższych niż 30 ton i chociaż nadal dominują gąsienice stalowe, producenci odpowiedników gumy kompozytowej starają się zdobyć przyczółek na tym rynku. Rozwój gąsienic stalowych wiąże się głównie z redukcją masy. Osiąga się to dzięki zastosowaniu lżejszych materiałów, które są w stanie wytrzymać działające na nie siły. Przede wszystkim można je uzyskać dzięki opracowaniu specjalnych gatunków stali o wysokiej wytrzymałości.
William Cook, dyrektor handlowy w Cook Defense Systems (CDS), deweloperze i producencie gąsienic stalowych, powiedział, że oferują lżejsze opcje swoim klientom, w tym armii brytyjskiej. CDS dostarcza również wszystkie komponenty, które są w jakiś sposób związane z samymi gąsienicami, w tym koła napędowe, koła napinające, rolki gąsienic i nośne itp.
„Jeśli spojrzysz na lekki pojazd zwiadowczy Ajax armii brytyjskiej, zobaczysz, że tor, który obecnie dostarczamy, jest o około 15% lżejszy niż ten, który pierwotnie oferowaliśmy. Osiągnęliśmy to dzięki zastosowaniu specjalnych nowoczesnych materiałów oraz nowoczesnych narzędzi projektowych i produkcyjnych.”
Wyjaśnił:
„Wykorzystujemy również zaawansowaną analizę elementów skończonych i rozszerzone testy na stanowisku, aby zapewnić, że nasze lekkie gąsienice są niezawodne przez cały planowany okres użytkowania. Analiza elementów skończonych (MES) sprawdza, czy istnieje „niepotrzebna” masa i testujemy prototypy gąsienic pod kątem uszkodzeń na specjalnie zbudowanym stanowisku testowym, aby upewnić się, że wytrzymają warunki pracy.”
Podczas produkcji seryjnej CDS zapewnia wysoką jakość produktu i gwarantuje brak wad poprzez kontrolę rentgenowską 100% torów. Firma dostarcza również kompletny zestaw narzędzi montażowych i serwisowych wraz z odpowiednią instrukcją oraz wysyła ekipy techniczne do jednostek wojskowych, które służą radą i pomocą załogom pojazdów.
Prowadnice stalowe są dostępne z jednym lub dwoma kołkami. Różnica polega na tym, że ścieżki są połączone ze sobą jednym lub dwoma palcami. Gąsienice jednopinowe są lżejsze i zapewniają dobrą przyczepność, dlatego są bardziej odpowiednie dla lekkich pojazdów. Gąsienice z dwoma palcami są cięższe i bardziej odpowiednie dla czołgów, ale nie zawsze zapewniają te same cechy, są też droższe.
W gąsienicach stalowych palce są zwykle gumowane, to znaczy pokryte niewielką warstwą gumy, co określa żywotność gąsienic. Tor z dwoma gumowanymi kołkami zużywa podwójną ilość gumy. Firma CDS zainwestowała znaczne środki w badania i rozwój specjalistycznych, odpornych na zużycie mieszanek gumowych stosowanych w palcach, klockach i wycieraczkach.
„Poprawa wydajności mieszanki gumowej ma kluczowe znaczenie dla wydłużenia żywotności gąsienic” – wyjaśnił Cook. CDS posiada dedykowane laboratorium testowania mieszanek gumowych i kontroli jakości w swojej fabryce torów i ściśle współpracuje z brytyjskimi uniwersytetami w celu opracowania bardziej elastycznych mieszanek gumowych.
Firma ostatnio zainwestowała również 6,4 miliona dolarów w swoje zakłady w Wielkiej Brytanii, aby przenieść wszystkie metalowe elementy i zmniejszyć zależność od części innych firm, w tym szpilek i zszywek. Poprawiło to rytm dostaw gąsienic do armii brytyjskiej własnej produkcji, co jest bardzo ważne, ponieważ gąsienice są wysoce zużywalnym elementem podczas operacji wojskowych, a jednocześnie są niezwykle potrzebne do utrzymania operacyjności pojazdów opancerzonych.
Cook powiedział, że jeśli operatorzy pojazdów opancerzonych chcą ostatecznie mieć „pełną zdolność bojową”, to nie mogą zrezygnować ze stalowych gąsienic, ponieważ pozwalają one pokonać najtrudniejszy teren, w tym bagniste zbocza gleby i błota.
Odnośnie pojazdów opancerzonych średniej kategorii pod względem masy, gdzie konkurencja między stalowymi i gumowymi gąsienicami jest najbardziej intensywna, Cook zauważył: „Zawsze będą użytkownicy, którzy będą chcieli używać swoich pojazdów w dużych operacjach bojowych i dlatego potrzebują stalowych gąsienic, ale znajdą się też tacy, którzy będą chcieli używać swoich pojazdów w operacjach, w których konieczne jest pokonywanie długich dystansów na różnego rodzaju drogach, lub w operacjach pokojowych lub operacjach wsparcia, dla których bardziej odpowiednie są gąsienice gumowe.
Cook podkreślił, że skoro CDS jest niezależny od jakiegokolwiek konstruktora lub producenta pojazdów opancerzonych, takich jak BAE Systems czy Krauss-Maffei Wegmann, może oferować swoje systemy gąsienicowe każdemu producentowi. CDS współpracuje z singapurską ST Engineering nad pojazdem opancerzonym Hunter, na Bliskim Wschodzie nad modernizacją rosyjskich pojazdów, z tureckim Otokarem nad bojowym wozem piechoty Tulpar oraz z niemieckim Rheinmetallem nad bojowym wozem piechoty Lynx w ramach australijskiego programu Land 400.
Zamykanie luki
Tymczasem wydajność kompozytowych gąsienic gumowych stale się poprawia. Producenci chcą konkurować nie tylko ze stalowymi gąsienicami w zakresie ciężkich i średnich pojazdów opancerzonych, konkurują również z rozwiązaniami kołowymi. Calvin Sloane z Soucy, kanadyjskiej firmy produkującej gąsienice gumowe, powiedział, że jego firma jest zaangażowana w większość programów pojazdów opancerzonych ze względu na możliwości oferowane przez ten typ gąsienic. "Od dawna kontrowersje na ten temat" Co jest lepsze: gąsienica czy koło? " zawsze wybuchał ponownie, jeśli chodzi o mobilność pojazdów opancerzonych. Podczas gdy koła, w szczególności maszyny 8x8, radzą sobie na drodze lepiej niż gąsienice stalowe, gąsienice gumowe dobrze wpasowują się w niszę między kołami a gąsienicami.”
Sloane wyjaśnił, że właściwości drogowe gąsienic gumowych pozwalają na pokonanie w sumie większej odległości, co prawie pokrywa się z przebiegiem kół, ponieważ średnie odległości między awariami pojazdów opancerzonych są w przybliżeniu takie same, ale jeśli weźmiesz cięższy samochód, to tutaj gąsienice gumowe faktycznie zapewniają większy przebieg między awariami.
„Konfiguracja 8x8 ma na ogół limit masy całkowitej około 35 ton; kiedy go przekroczysz, zaczynasz tracić mobilność ze względu na rozmiar kół i moc silnika”- wyjaśnił Sloan. „Po przekroczeniu tego limitu i wzroście masy maszyny korzyści z gąsienicowej jednostki napędowej stają się bardziej widoczne. Coraz trudniej jest argumentować za platformami 8x8, teraz na scenę wkraczają kompozytowe gąsienice gumowe, które będą odgrywać rolę do około 47 ton.”
Soucy pracuje nad nowymi markami mieszanek gumowych, które pozwolą gąsienicom gumowym działać wydajniej w pojazdach powyżej 50 ton i będą stanowić wyzwanie dla stali w przemyśle ciężkich pojazdów opancerzonych. Przestarzały czołg Leopard 1 ważący około 42 ton i wyposażony w gąsienice gumowe przechodzi obecnie testy operacyjne w Kanadzie.
„Mamy w zakładzie chemików, którzy pracują z różnymi preparatami i eksperymentują z uwalnianiem ciepła. Są to złożone substancje, dlatego inni nie potrafią wymyślić odpowiedniej formuły. Nie chodzi tylko o uzyskanie gąsienicy jako całości, ale także o włókna kevlarowe zapobiegające pękaniu gumy i nanorurek węglowych w połączeniu z innymi chemikaliami w celu zmniejszenia wytwarzania ciepła, a w efekcie zwiększenia trwałości…
Eksperymentujemy z tym składem, wyprowadzając zależności od masy samochodu, aby dokładnie do niego pasował. Zazwyczaj tworzymy tor z sześciu różnych miksów, a następnie uruchamiamy go w naszym czołgu testowym Leopard, analizujemy, który segment działa najlepiej, a następnie bierzemy go i tworzymy z niego kompletny tor. Soucy pracuje nad najnowszymi formułami, które są specjalnie zaprojektowane dla maszyn o wadze około 55 ton, i prowadzi testy w celu pomiaru wydzielania ciepła.”
Sloane dodał, że firmie dzielą nas około dwa lata od osiągnięcia praktycznych wyników. Tymczasem rynkiem docelowym gąsienic kompozytowych z gumy są pojazdy średniej wielkości o wadze 35-48 ton. Zauważył, że platformy gąsienicowe mają lepszą stabilność bojową niż pojazdy kołowe wrażliwe na wybuch, ponieważ gumowa gąsienica może pochłaniać falę uderzeniową. Prawdopodobieństwo uszkodzenia gąsienic stalowych w wyniku eksplozji jest wyższe, podczas gdy tworzą one wtórne czynniki uszkadzające w postaci odłamków stalowych.
Inne zalety gumowych gąsienic to trwałość, mówi Sloane, podczas gdy gumowane stalowe gąsienice z przyklejonymi gumowymi nakładkami należy wymieniać co 600 km. Gąsienice stalowe powodują również zużycie kół napędowych, napinaczy, rolek gąsienic i nośnych, podkładek gumowych i oczywiście samych ogniw gąsienic. „W przypadku gąsienic stalowych trzeba zmieniać koła jezdne co 1500-2000 km, to samo dotyczy części gumowych i gumowych. Żywotność kół napędowych i kierujących wynosi 2000-3000 km, natomiast dla porównania styk „guma-guma” jest znacznie mniej destrukcyjny.”
Mniejsze zużycie skutkuje mniejszym wsparciem logistycznym, co jest kolejną zaletą, obok redukcji hałasu i wibracji nawet o 70%. Wibracje mogą negatywnie wpływać na systemy bojowe, amunicję, elektronikę i ludzi, ponieważ ciągłe drżenie w czasie prowadzi do katastrofalnych rezultatów. Zastosowanie gumy pomaga również zredukować wagę i poprawić efektywność paliwową.
Konkurencyjny rynek
Firma przetestowała swoje kompozytowe gąsienice gumowe na Warrior BMP armii brytyjskiej, początkowo jako weryfikację koncepcji, a później jako propozycję dla programu Ajax. Na DSEI 2019 firma pokazała jeden ze swoich używanych torów i nowy tor na Warrioru dla przejrzystości. Sloane powiedział, że nowe gąsienice mogą być częścią programu rozszerzenia Warrior's BMP, jeśli Departament Obrony zechce, chociaż obecnie nie ma z nim zgody. Rheinmetall BAE Systems Land (RBSL) wykorzystuje gąsienice gumowe Soucy w swoim wariancie moździerzowym Warrior oferowanym w ramach brytyjskiego programu Armored Battlefield Support Vehicle.
We wrześniu 2018 roku, w ramach 3. fazy programu Australian Land 400, do nowego gąsienicowego bojowego wozu piechoty wybrano pojazdy AS21 Redback południowokoreańskiej firmy Hanwha Defense oraz KF41 Lynx firmy Rheinmetall. Soucy ma własną gumową gąsienicę dla AS21, a CDS ma stalowe gąsienice dla Lynxa. Platforma kołowa została wybrana we wcześniejszym programie dla pojazdu rozpoznawczego Combat Reconnaissance Vehicle, okazał się nim być transporter opancerzony Rheinmetall Boxer 8x8.
Armia francuska jest często przytaczana jako przykład struktury wojskowej, która zastąpiła gąsienicowe pojazdy opancerzone kołowymi, w tym średnimi transporterami opancerzonymi i bojowymi wozami piechoty. To doświadczenie sprawdziło się podczas operacji w Mali, kiedy kołowe transportery opancerzone i kołowa artyleria zostały przeniesione do stolicy Senegalu, Dakaru, a następnie samodzielnie dotarły do malijskiej prowincji Gao.
Chociaż do tej pory żadna większa armia nie poszła za przykładem Francji, istnieje wyraźna tendencja do kupowania bardziej mobilnych pojazdów kołowych 8x8 o średniej masie. Podobnie jak Australia, armia brytyjska wybrała Boxera do programu zmechanizowanych pojazdów piechoty, aby zastąpić przestarzałe gąsienicowe transportery opancerzone FV430.
Soucy zainstalował gumowe gąsienice na wozach bojowych piechoty Adnan ACV-300 armii malezyjskiej i według Sloane'a zostały one zatwierdzone przez ONZ do użycia w operacjach pokojowych. Gąsienice gumowe Soucy są również instalowane w CV90 z dwóch z siedmiu krajów operujących, Danii i Norwegii.
Sloane podkreślił:
„Pytanie brzmi, czy gąsienice i koła mogą współpracować w operacjach połączonych broni. Przy platformach z gąsienicami stalowymi nie będą w stanie współpracować ze sobą na duże odległości. To będzie logistyczny koszmar, ale kompozytowa gumowa gąsienica wypełniła lukę.”
Świeże spojrzenie
Podczas gdy CDS i Soucy widzą duży potencjał w programach pojazdów gąsienicowych, producenci kołowych pojazdów opancerzonych widzą rynek nieco inaczej. Peter Simson z Tyron Runflat powiedział, że istnieją tylko dwa duże programy gąsienicowe BMP – amerykański Next Generation Combat Vehicle i australijski Land 400 – podczas gdy programów dla kołowych pojazdów opancerzonych jest wiele, na przykład brytyjski Boxer 8x8.
„Widzimy te potrzeby w związku z faktem, że oczekuje się działań bojowych na obszarach zaludnionych i szybkich operacji manewrowych, a nie tradycyjnej wojny. Najbardziej odpowiednia jest tutaj elastyczność kół, a nie ociężałość ciężkich pojazdów opancerzonych na gąsienicach.”
Simson powiedział, że dzięki zastosowaniu gumowych wkładek Tyron, dostępność sprzętu teatralnego rośnie, a kołowe wozy bojowe i pojazdy wsparcia nie są wadliwe i spełniają standardy testowania opon pneumatycznych FINABEL. Ta norma to surowy zestaw kryteriów, które muszą spełniać felgi klasy wojskowej z wkładkami odpornymi na uderzenia w przypadku różnego rodzaju uszkodzeń.
Zastosowanie kół samonośnych jest bardzo ważne, pozwalają one maszynie kontynuować swoje zadanie w przypadku uszkodzenia koła lub deflacji.
"Kółko oporowe zawiera beadlock - urządzenie blokujące, specjalny element tarczy koła, który nie pozwala oponie zeskoczyć z felgi, co zapewnia pełną manewrowość", - powiedział Simson.
„Wkład wnoszą scentralizowane systemy kontroli ciśnienia w oponach. W nowoczesnych pojazdach bojowych pozwalają one kierowcy na spuszczanie i ponowne napompowanie opon w razie potrzeby, aby zmaksymalizować przyczepność na piaszczystym lub miękkim terenie, dodatkowo poprawiając zwrotność i zwiększając prawdopodobieństwo ukończenia misji. Bez beadlocka koło po prostu kręci się na oponie, skutecznie unieruchamiając samochód.”
Wzmocnione gumowe ścianki boczne lub wkładki również odgrywają ważną rolę w pochłanianiu wstrząsów i uderzeń różnych przeszkód w trudnym terenie, powiedział Simson i zapewniają bezpieczne dopasowanie opony.
„I odwrotnie, twarde wkładki z kompozytu lub tworzywa sztucznego nie pochłaniają uderzeń, a w przypadku uszkodzenia mogą poważnie uszkodzić koło i oponę, co może doprowadzić do całkowitej utraty mobilności. Ponadto nie można zagwarantować bezpiecznego dopasowania za pomocą wkładek z tworzywa sztucznego lub kompozytu, ponieważ w przeciwieństwie do wkładek gumowych nie zapewniają kompresji niezbędnej do utrzymania opony na miejscu.”
Wkładki Tyron All-Terrain Rubber Multi-Part (ATR-MP) gwarantują utrzymanie opony, amortyzację, a także zmniejszają stres logistyczny, ponieważ nie są wymagane żadne specjalne narzędzia montażowe, co oznacza, że wymiany opon można dokonywać przy użyciu standardowych narzędzi. Simson zauważył, że właśnie dlatego produkty z tą technologią są najpopularniejszymi produktami firmy.
Wkładka ATR-MP składa się zwykle z trzech części, które są skręcane ze sobą, aby zapewnić dokładne dopasowanie wokół koła. Podczas montażu na felgę nakłada się jedną stopkę opony, następnie zakłada się wkładkę reaktywną, a na końcu dodaje się drugą blokadę. W przypadku kół w stylu militarnym wkładka składa się zwykle z dwóch części, które będą skręcane ze sobą, aby zapewnić bezpieczne dopasowanie. Dzielone wkładki wykorzystują stalowy rdzeń, który zapewnia wytrzymałość i sztywność, a otaczająca je guma zapewnia zakotwiczenie i amortyzację.
„Oferujemy również wkładki Tyron ATR-Carbon, które wykorzystują włókno węglowe zamiast metalowej podstawy i trochę gumy. Jednocześnie zachowane są wszystkie cechy, ale masa zostaje zmniejszona o około 40%”, - powiedział Simson.
„Dla użytkowników standardowych jednoczęściowych jednoczęściowych napędów Tyron opracował technologię Tyron ATR-Custom. Ta wkładka ma wszystkie zalety technologii ATR-MP firmy Tyron, ale tylko w dwóch częściach.”
on dodał.
Na targach DSEI firma zaprezentowała gumową wkładkę Tyron ATR-SP (jednoczęściową).
Oczekiwane potrzeby
Simson uważa, że w związku z ekspansją rynku kołowych pojazdów opancerzonych rośnie zapotrzebowanie na kompozytowe wkładki gumowe. Tyron dostarcza również produkty do pojazdów opancerzonych Lazar i Milos firmy Yugoimlort, pojazdów Springbuck i Mountain Lion firmy DCD Protected Mobility, lekkiego pojazdu taktycznego 4x4 firmy Acmat oraz pojazdu egipskiego Timsah / Crocodile 4x4.
Francuski producent podwozi pojazdów opancerzonych Texelis uważa, że francuski program Scorpion jest dobrym przykładem przejścia z pojazdów gąsienicowych na kołowe. Głównym czynnikiem napędzającym jest tutaj potrzeba zwiększonej mobilności. Poinformował o tym przedstawiciel firmy, zauważając jednocześnie, że przejście to ogranicza się głównie do pojazdów o masie poniżej 35 ton. Firma otrzymała kontrakt na opracowanie pojazdu Serval 4x4 dla armii francuskiej.
Według Texelis zwiększone wymagania w zakresie mobilności wielu armii są odpowiedzią na postęp w technologiach, takich jak roje dronów, sztuczna inteligencja i ciągły nadzór pola bitwy. Rzecznik firmy dodał, że wraz z rozwojem technologii przenoszenia mocy koła stają się bardziej niezawodne, „na przykład wyrafinowane systemy zawieszenia, scentralizowane systemy kontroli ciśnienia w oponach i technologia wkładek rzędowych”. To sprawia, że rozwiązania kołowe są bardziej odporne i przystosowane do różnych warunków, w tym operacji wojskowych na terenach zaludnionych.”
Mimo rosnącej konkurencji ze strony gąsienic gumowych, koła są nadal uważane za preferowany wybór dla pojazdów opancerzonych, poruszających się głównie po drogach, ale wraz ze wzrostem masy tych pojazdów problem staje się coraz bardziej dotkliwy. Rzecznik Texelis zauważył:
„Dzisiaj mamy dwa dość palące problemy: ładowność (ze względu na zestawy opancerzenia oraz więcej sprzętu elektronicznego i energetycznego) oraz trwałość (w porównaniu ze stalowymi gąsienicami).”
Debata o tym, co jest najlepsze dla pojazdów opancerzonych, gąsienicy czy koła, będzie kontynuowana w przyszłości wraz ze wzrostem konkurencji na rynku pojazdów średniej wielkości. Rozwój technologiczny komplikuje podejmowanie decyzji o wyborze tej lub innej jednostki napędowej, ale jednocześnie przynosi korzyści wojsku, ponieważ mobilność pojazdów opancerzonych i tak się poprawi.
