System Spicer ma na celu zwiększenie flotacji maszyny poprzez regulację ciśnienia w oponach, co pozwala na uzyskanie optymalnego rozmiaru odcisku opony na każdym podłożu
Uszkodzenie koła lub opony nie powinno prowadzić do bardzo kosztownych napraw, a tym bardziej do zablokowania pojazdu bojowego w samym środku pola walki. Eliminacja takich sytuacji to główne zadanie wyspecjalizowanych firm
Kupując dziś nowy samochód, bez problemu wyjdziesz z salonu na komplecie gumy z wkładkami antyprzebiciowymi, co oszczędzi Ci nieprzyjemnego zadania wymiany przebitej opony na poboczu. W przypadku przebicia lub uszkodzenia opony możesz kontynuować jazdę do 80 km bez poważnych konsekwencji dla samego koła, dopóki nie znajdziesz serwisu, który je wymieni.
Oprócz oszczędności masy na kole zapasowym i narzędzi do jego wymiany, opony odporne na walkę pozwalają kierowcom nie martwić się o przebicie opony przy złej pogodzie lub w niebezpiecznym miejscu na zatrzymanie, ponieważ mogą kontynuować jazdę bez ryzyka uszkodzenia samochód jeszcze więcej.
Zwiększ koszt pojazdu o kilkaset tysięcy dolarów, koszt wymiany koła o dziesięć, zamień niebezpieczne miejsce na drodze na strefę wojenną, a łatwo zrozumiesz, dlaczego ulepszanie technologii opon jest jednym z najważniejszych aspektów ochrona pojazdów opancerzonych i ich załóg biorących udział w operacjach wojskowych.
Podatność koła
Taktyczna przewaga kołowych pojazdów opancerzonych, którą zapewniają dzięki swojej elastyczności, zdolności rozmieszczania i zwrotności, szybko uczyniła z nich preferowany typ pojazdu w Afganistanie. Jednak na teatrze działań (teatrze operacji), spowodowanym wszechobecnym zagrożeniem improwizowanymi urządzeniami wybuchowymi (IED), miały też swoje słabe punkty. Podczas gdy dodatkowe opancerzenie i nowo opracowane podwójne kadłuby V przyczyniły się do zwiększenia poziomu ochrony załogi, nieunikniony wzrost masy pojazdu w takich przypadkach zaostrzył problemy związane z przebiciem lub pęknięciem opony.
Dziesięć lat temu w większości kołowych wozów bojowych zastosowano technologię wkładek bojowych wykonanych z monolitycznej gumy. W rzeczywistości jest to wzmocniony „pączek” umieszczony wewnątrz opony, który amortyzuje ciężar maszyny i chroni koło w przypadku uszkodzenia i uwolnienia powietrza z opony. Aby wkładka (pogrubione ściany boczne opony) była w stanie unieść ciężar platformy przy zachowaniu prędkości na sporym dystansie, guma musi być bardzo „twarda”, czyli w tym przypadku potrzebne są mocne narzędzia do zaciskania zainstaluj i wyjmij wkładkę z koła lub oponę należy zabrać ze strefy walki do warsztatu.
Dla armii brytyjskiej, której cała flota pojazdów kołowych wykorzystywała tę technologię, doprowadziło to do poważnych problemów logistycznych w Afganistanie. W pewnym momencie uszkodzone opony zostały odesłane do naprawy do Wielkiej Brytanii, podczas gdy sieć mobilnych warsztatów naprawczych felg „Runflat” PTRF-RF (Portable Tire Repair Facility - Runflat) uniemożliwiła wykonanie wszystkiego na miejscu. Te rozkładane moduły kontenerowe pozwalają na wszelkiego rodzaju operacyjne naprawy i konserwację opon podczas kampanii wojskowej.
Miękki krok
Zagrożenie IED wymusza na producentach opon nieustanne opracowywanie nowych rozwiązań, które po przebiciu lub zerwaniu opony umożliwiają bezpieczne dotarcie do bazy samochodu i załogi, a także minimalizują uszkodzenia kół.
Michelin, producent wszechstronnych opon X-Force, które są szeroko stosowane w pojazdach wojskowych, opracował tzw. oponę „kopalnianą”. Opona, po raz pierwszy zaprezentowana na Eurosatory 2014, została opracowana na potrzeby armii francuskiej, w szczególności dla systemu rozminowywania SOUVIM II.
Ten system, wyprodukowany przez MBDA, przeznaczony do rozminowywania i usuwania IED, jest w stanie pokonać do 150 km dziennie. System składa się z dwóch pojazdów ciągnących przyczepy do aktywacji min. Pierwszy wóz przejeżdża przez minę pchaną bez jej uruchamiania, podczas gdy masa holowanej maszyny - przyczepy do wystrzeliwania min (RDM) - uruchamia miny typu push-pull w celu zapewnienia przejazdu drugiego wozu. To z kolei ciągnie dwa kolejne RDM o różnych rozstawach osi, dzięki czemu oczyszcza tor na całej szerokości.
Michelin stworzył oponę do kopalni z mniejszym naciskiem na podłoże niż ludzka stopa. Pozwala to na oczyszczanie bezpiecznych przejść na polach minowych bez eksplozji.
Opony minowe Michelin LX PSI 710/75 R34 pozwalają pojazdowi poruszać się po polach minowych bez inicjowania i aktywowania płaskich i stożkowych min lądowych. Jest to możliwe dzięki kołom o bardzo niskim ciśnieniu. Kiedy te opony są zamontowane na 7,5 tonowej maszynie SOUVIM II, rzeczywisty nacisk na podłoże nie może być mniejszy niż nacisk nogi osoby - 360g/cm2. Standardowy pojazd rozpoznawczy ma nacisk na podłoże około 5 kg/cm2.
System rozminowywania Armii Francuskiej SOUVIM II
W oponie zastosowano 10-centymetrowy pasek pianki, który przykleja się do opony, co stanowi rozwinięcie opon rolniczych Michelin. Opona pozwala na uzyskanie jak największej powierzchni styku opony z powierzchnią nośną, a sam pasek pianki pokryty jest cienką ochronną „folią gumową”, która również zwiększa przyczepność.
Zalety gumy
Guma ma szereg zalet w technologii wkładek odpornych na uderzenia, a niektórzy producenci pracują wyłącznie z tym materiałem.
„Guma nie ma tendencji do pękania, amortyzuje część obciążeń udarowych, co jest ważne dla pojazdów wojskowych poruszających się w terenie w nieprzyjaznym środowisku” – powiedział Tyron CTO Tony Glazebrook.
„W przeciwieństwie do kompozytów, które same w sobie są bardzo twardymi materiałami i mogą powodować duże obciążenia udarowe nawet przy doskonałym zawieszeniu – a duże obciążenia udarowe zwiększają ryzyko uszkodzenia koła i utraty mobilności – guma znacznie zmniejsza wibracje i wstrząsy przenoszone przez wkładkę na kołach, osie i wały napędowe”.
„Ma to pozytywny wpływ na prowadzenie pojazdu i zmniejsza uszkodzenia wnętrza opony, co oznacza, że można ją potencjalnie ponownie wykorzystać”.
Guma jest również jedynym materiałem, z którego wytwarza się tak zwany „zamek”, który jest centralnym elementem kuloodpornych wkładek Tyrona. Blokada stopki to mechaniczne urządzenie, które blokuje stopkę (krawędź, która znajduje się na kole) na samym kole. W napompowanym kole stopka jest dociskana do wewnętrznej powierzchni felgi przez ciśnienie w oponie, tak że opona i koło obracają się jako jedna całość. W przypadku spadku ciśnienia w oponie, na przykład w przypadku przebicia lub uszkodzenia, blokada jest niezbędna, aby zapobiec obracaniu się opony wewnątrz koła, co w efekcie może doprowadzić do utraty mobilności.
„Pojazdy wojskowe muszą być w stanie kontynuować misję i wrócić do bazy na jednej lub wszystkich przebitych oponach – gwarantowane co najmniej 50 km z co najmniej dwoma przebitymi oponami lub co najmniej dwie godziny jazdy w terenie ze wzniesieniami i przeszkodami” – powiedział Glazebrook. „Nasze wkładki All Terrain Rubber [ATR] umożliwiają pojazdom wojskowym przekraczanie tej odległości, dzięki czemu w przypadku uszkodzenia samochód może przejechać z jedną, dwiema lub nawet ośmioma oponami przebitymi do punktu, w którym zostaną one naprawione lub wymienione."
„Ponieważ nasze wkładki są wieloczęściowe, można je montować bez specjalnych narzędzi i można je łatwo wymienić nawet na poboczu przy użyciu standardowego sprzętu do wymiany opon, zachowując jednocześnie wszystkie zalety gumy”.
Wypróbowane i przetestowane
Klienci firmy Tyron poddali wkładki ATR testom balistycznym, koncentrując się na złączach, aby zapewnić, że wkładka pozostanie sprawna w przypadku silnego ataku kinetycznego. Jest to ważne, ponieważ guma pochłania znacznie więcej energii (od krawężników do IED) niż materiały twarde.
We wrześniu 2015 r. Tyron ogłosił, że będzie współpracować z Global Wheel w celu dostarczenia kompletnych wkładek przeciwpancernych do południowoafrykańskiego transportera opancerzonego DCD Defense Springbuck. Pierwotna umowa dotyczyła dostawy trzech kompletnych zestawów kół, których projekt składa się z felgi Global Wheel, prefabrykowanych wkładek ATR firmy Tyron oraz opon Continental.
Wraz ze swoim partnerem Global Wheel, Tyron dostarcza kompletne koła z wkładkami odpornymi na uderzenia dla południowoafrykańskiego transportera opancerzonego DCD Defense Springbuck.
Prace nad tym kontraktem trwają i firma twierdzi, że widzi duże zainteresowanie swoimi produktami ze strony producentów samochodów z konfiguracjami kół 4x4, 6x6 i 8x8.
„Podobnie jak w przypadku Springbuck, wkładka może być dostarczona jako część kompletnego koła do montażu na nowej maszynie”, powiedział Glazebrook. „Mogą być również dostarczone jako nowy komponent do modernizacji w średnim okresie eksploatacji, ponieważ oś maszyny może przyjąć dodatkowy ciężar. Dodają masę do samochodu, tak jak każda inna wkładka, ale większość pojazdów opancerzonych może przyjąć pewną masę, więc tutaj nie ma problemu.”
Porównanie z kompozytami
Jako główna alternatywa dla gumy, materiały kompozytowe mają swoje zalety – są lżejsze, tańsze w produkcji i można je dostosować do istniejącego koła jednoczęściowego.
RunFlat International oferuje kilka rozwiązań w zakresie kół kompozytowych, w tym system Dynamic RunFlat, który składa się z dwóch lub trzech kuloodpornych segmentów kompozytowych przykręconych do obręczy koła. Zaletą systemu dwu- lub trzyczęściowego w porównaniu z pączkiem jest to, że można go instalować i zdejmować w terenie za pomocą standardowego wyposażenia.
Gdy opona jest w pełni napompowana, segmenty pozostają przymocowane do felgi, ale kiedy opona jest spuszczona, „obracają się” w kierunku przeciwnym do obrotu opony i koła, kompensując różnicę w napompowanych / nienapompowanych średnicach opony po każdej stronie oś. Dzięki temu samochód może przejechać do 100 km z jedną lub kilkoma przebitymi oponami.
„Nasze wkładki modułowe sprawiają, że wymiana opon turbinowych jest stosunkowo łatwa, co jest bardzo ważne, ponieważ opony w Afganistanie mają krótszą żywotność niż projektowana” – powiedział Tom Westley, szef sprzedaży w RunFlat International.„Ponadto nasze produkty nie zużywają się z czasem i dobrze radzą sobie z atakami balistycznymi lub nierównym terenem, które zawsze są przyczyną złamania wkładki”.
Polimer stworzony i używany przez firmę jest w stanie wytrzymać ataki balistyczne. Materiał nie pęka, pochłania energię i jest wciągany do tyłu niezależnie od temperatury. Według firmy materiał ten jest lżejszy od gumy, co umożliwia zwiększenie nośności maszyny.
W zależności od wymagań klienta, różne rozwiązania Dynamic RunFlat pozwalają samochodowi z przebitą oponą pokonywać różne odległości: od 15 km z prędkością 50 km/h na drodze i do 100 km na drodze lub 60 km w terenie. Opatentowany system blokowania ułatwia ich instalację; nie jest wymagane smarowanie wewnątrz opony, jest potrzebne jedynie na wewnętrznym profilu wkładki, który styka się z felgą, co przyczynia się do płynniejszego ślizgu opony po przebiciu. Firma oferuje również system Static RunFlat do składanych felg do pojazdów wojskowych, często terenowych. System składa się z trzech kuloodpornych segmentów sztywno przykręconych do piasty koła; blokują i utrzymują oponę na miejscu, bez powietrza lub bez. Dzięki opatentowanemu kształtowi kołnierza system jest szczególnie stabilny, gdy koło jest płaskie. System ten przeznaczony jest przede wszystkim do zastosowań wojskowych na szosie i w terenie, zwykle pozwala na jazdę z przebitymi oponami od 50 do 100 km.
RunFlat International nie wymienia projektów wojskowych, które wykorzystują jego produkty, ale ma kilka kontraktów na Bliskim Wschodzie - drugim co do wielkości rynku po Europie - które są obecnie w toku.
„Wycofanie wojsk z Iraku i Afganistanu miało negatywny wpływ na popyt… ale rozpoczynają się duże projekty nowych pojazdów bojowych, które określą zapotrzebowanie na wkładki w nadchodzących latach”, Westley jest optymistą. „Nasza zdolność do dostarczania lekkich, trwałych i łatwych w użyciu kół, które można dostosować do każdego projektu, jest tutaj bardzo ważna”.
„Zapewnienie wyższego poziomu ochrony przed ładunkami wybuchowymi spowodowało, że pojazdy przybrały na wadze, a cięższe pojazdy muszą być wyposażone w koła, które wytrzymają zwiększone obciążenia. Jako specjalista od opon i felg możemy zaprojektować i dostarczyć koło, które jest w pełni kompatybilne z wkładką balistyczną lub blokadą, a także kompletem koła, który jest całkowicie gotowy do montażu w samochodzie.”
Dynamiczny system runflat składa się z dwóch lub trzech kuloodpornych segmentów kompozytowych przykręconych do obręczy koła
W stanie stałym
Pojęcie opon „bezpowietrznych” lub niepneumatycznych jest badane od kilku lat. Przeznaczone są głównie na rynek cywilny, zwłaszcza do pojazdów wolno poruszających się, które nie używają lub nie wymagają zawieszenia, takich jak kosiarki do trawy. Ale ta technologia przeniosła się do sfery wojskowej jako potencjalne rozwiązanie zdolne do zwalczania min lądowych i IED.
Firma Bridgestone opracowała szereg prototypów opony Air Free Concept, natomiast Michelin jest zainteresowany zastosowaniami wojskowymi rozwiązania X Tweel Airless Radial Tire (ART), zespołu opon i kół dostępnych w wielu wersjach dla pojazdów terenowych.
Rodzina Michelin Tweel
Rozwiązanie Tweel to zestaw pasów stalowych o wysokiej wytrzymałości, które działają jak półsztywna cylindryczna „ścianka wzdłużna”, która tworzy rodzaj elastycznej mechanicznej sprężyny wokół koła; Wytrzymałe szprychy z żywicy polyresin łączą stalowe opaski z piastą koła. Podobnie jak w przypadku konwencjonalnych opon pneumatycznych, niskie ciśnienie właściwe uzyskuje się przy stosunkowo niskiej masie całkowitej.
Inną opcję opracowała firma Resilient Technologies. Non-Pneumatic Tire (NPT) Opona niepneumatyczna w ramach kontraktu z wojskowym laboratorium badawczym, wydana w połowie 2000 roku, została opracowana i przetestowana od samego początku dla pojazdu opancerzonego HMMWV. Opona NPT zapewnia wyjątkową mobilność i bezpieczeństwo w porównaniu z oponami wkładanymi, ponieważ nie przebija się ani nie spuszcza powietrza po uderzeniu pociskiem, gruzem lub detonacją IED.
Opona niepneumatyczna (NPT)
Wraz z zakupem Resilient Technologies przez Polaris, niepneumatyczne opony NPT stały się opcją dla SUV-a Sportsman MV850. Opony TerrainArmor NPT są odporne na pociski, ostre kamienie i inne przedmioty, które mogą uszkodzić opony pneumatyczne, eliminując potrzebę posiadania koła zapasowego w maszynie. Jazda na tych oponach niepneumatycznych nie różni się od jazdy na oponach pneumatycznych.
Konstrukcja opony składa się z obręczy, polimerowej tarczy i paska bieżnika, które razem tworzą „praktycznie niezniszczalne” koło. Ostrze, tarcza i obręcz są specjalnie zaprojektowane do obciążenia docelowego i panującego terenu.
Technologie kontroli opon
Wyrafinowane technologie „zarządzania oponami” zyskują również na popularności na rynku obronnym, ponieważ użytkownicy oczekują lepszych osiągów napędu na cztery koła, lepszej mobilności i kompleksowego zestawu diagnostycznego zintegrowanego w jednym podsystemie.
Dana ogłosiła we wrześniu 2015 r., że dostarczy system kontroli ciśnienia w oponach Spicer dla nowego Joint Light Tactical Vehicle (JLTV), który Oshkosh będzie produkował dla US Army i Marine Corps. System ma na celu poprawę osiągów taktycznych pojazdów kołowych na drogach gruntowych, na stromych zboczach, w piasku lub błocie, jednocześnie pomagając zwiększyć prędkość w bardzo zróżnicowanym terenie i umożliwia dotarcie do bazy w przypadku opony przebicie. System pozwala również na zmniejszenie prześwitu podczas transportu pojazdu różnymi środkami transportu.
W rzeczywistości system pozwala w razie potrzeby napompować i ściągnąć opony, wyregulować w nich ciśnienie do poziomu odpowiadającego odciążeniu, co zwiększa przyczepność z podłożem i utrzymuje przejezdność. Działanie systemu jest kontrolowane przez elektroniczno-mechaniczną jednostkę sterującą, która wykrywa i rozwiązuje wszystkie problemy z ciśnieniem w oponach, umożliwiając oddzielne monitorowanie każdego koła. Jednostka sterująca jest zintegrowanym modułem, który zawiera podsystemy mechaniczne, elektryczne i komputerowe.
Dana ma w swoim portfolio dwa podstawowe systemy o nieco innych konfiguracjach. Pierwszy system jest zoptymalizowany pod kątem lekkich pojazdów 4x4 i jest obecnie zakontraktowany dla projektu JLTV. Drugi, bardziej wydajny system jest instalowany w niektórych większych pojazdach wojskowych, takich jak pojazdy kategorii MRAP lub rodzina pojazdów wojskowych średniej ładowności FMTV. Główne komponenty to pneumatyczna jednostka sterująca, zawory szybkozwalniające, elektroniczna jednostka sterująca i zawory kół.
Szef sprzedaży Dany, Robert Goldston, powiedział, że firma aktywnie udzielała się na kontrakty dla wszystkich projektów, które rywalizowały o program JLTV, od konceptualizacji, przez projekt techniczny, po pełny rozwój i przygotowanie produkcji.
„Dzięki tym wysiłkom i silnym relacjom z naszymi dostawcami komponentów systemowych byliśmy w stanie przejrzyście poruszać się po każdym etapie programu JLTV” – dodał. - Ten system to w zasadzie gotowy system komercyjny, który zmodyfikowaliśmy pod kątem lekkich pojazdów wojskowych operujących w trudnych warunkach. Pozostało nam przeprowadzić pewną rewizję oprogramowania w celu spełnienia wszystkich wymagań projektu JLTV pod względem parametrów taktyczno-technicznych.”
Firma przygotowuje się obecnie do wielkoseryjnej produkcji, a systemy dla pierwszej partii zostały już dostarczone.
Główną siłą napędową prac badawczo-rozwojowych firmy Dana był nacisk klientów na zintegrowane interfejsy użytkownika i algorytmy, które będą działać spójnie z innymi podsystemami maszyn.
„Na przykład, jeśli pojawi się żądanie, aby zawieszenie przeszło w określony tryb, system kontroli ciśnienia również wejdzie w określony tryb. Ponadto klienci chcą skrócić czas pompowania i spuszczania powietrza z opon, aby mogli jak najszybciej przejść z jednego rodzaju terenu na inny”.
Ponadto system jest programowalny w terenie, a wbudowane narzędzia diagnostyczne ostrzegają kierowcę o potencjalnych problemach z oponami i podają stan całego systemu. Patrząc w przyszłość, firma pracuje nad rozwiązaniami, które pomogą skrócić czasy pompowania i deflacji opon.
