Presión a cualquier costo: métodos para mejorar la seguridad de las ruedas de vehículos militares
El sistema Spicer está diseñado para aumentar el rendimiento de la máquina ajustando la presión de los neumáticos, lo que permite obtener la huella óptima del neumático en cualquier suelo.
El daño a la rueda o al neumático no debería llevar a reparaciones extremadamente costosas, y más aún a atascar el vehículo de combate justo en el centro de la zona de combate. La exclusión de tales situaciones es la tarea principal de las empresas especializadas.
Si compra un auto nuevo hoy, puede dejar el salón en un juego de goma con inserciones de protivoproskolnymi, lo que lo salvará de la desagradable ocupación de reemplazar una llanta desinflada al costado de la carretera. En el caso de un pinchazo o daño en el neumático, puede continuar recorriendo una distancia de 80 km sin ninguna consecuencia grave para la rueda hasta que encuentre un centro de servicio para reemplazarla.
Además de ahorrar peso en la rueda de repuesto y las herramientas para reemplazarla, los neumáticos resistentes al fuego permiten que los conductores no se preocupen por el pinchazo que se produce en condiciones climáticas adversas o en un lugar peligroso para detenerse, ya que pueden continuar conduciendo sin riesgo de dañar el automóvil aún más.
Aumenta el costo de un vehículo en varios cientos de miles de dólares, el costo de reemplazar una rueda por diez, reemplaza un lugar peligroso en la carretera con una zona de guerra y puedes comprender fácilmente por qué mejorar la tecnología de los neumáticos es uno de los aspectos más importantes de la protección de vehículos blindados y sus tripulaciones que participan en operaciones militares.
Vulnerabilidad de la rueda
La ventaja táctica de los vehículos blindados con ruedas, que permiten obtener debido a su flexibilidad, capacidad de despliegue y maniobrabilidad, los convirtió rápidamente en el tipo de vehículo preferido en Afganistán. Sin embargo, en el teatro de operaciones (teatro de operaciones), causado por la amenaza omnipresente de los dispositivos explosivos improvisados (IED), también tenían sus puntos débiles. Si bien las reservas adicionales y los nuevos cascos en forma de V de nuevo diseño contribuyeron a aumentar los niveles de protección de la tripulación, el aumento inevitable de la masa de vehículos en tales casos exacerbó los problemas relacionados con la perforación o la rotura de los neumáticos.
Hace diez años, en la mayoría de los vehículos de combate con ruedas, se utilizó la tecnología de inserciones de caucho monolítico reforzado. Esto es en realidad un “bagel” reforzado, colocado dentro del neumático, que absorbe la masa del automóvil y protege la rueda en caso de daños y la liberación de aire del neumático. Para que el inserto (costados engrosados del neumático) pueda transportar la masa de la plataforma mientras mantiene la velocidad a una distancia considerable, el caucho debe ser muy "duro", es decir, en este caso, se necesitan poderosas herramientas de presión para instalar y retirar el inserto de la rueda, el pozo o el neumático. Se entregará desde la zona de combate al taller de reparaciones.
Para el ejército británico, cuya flota completa de vehículos de ruedas utilizaba esta tecnología, esto llevó a graves problemas logísticos en Afganistán. En algún momento, los neumáticos dañados se enviaron de vuelta al Reino Unido para su reparación, mientras que la organización de una red de talleres móviles para reparar ruedas del tipo Runflat (PTRF-RF (Instalación de reparación de neumáticos portátil - Runflat)) no permitía hacer todo en tierra. Estos módulos de contenedores desplegables permiten todo tipo de reparaciones operacionales y mantenimiento de neumáticos durante una campaña militar.
Pisada suave
La amenaza de los IED hace que los fabricantes de llantas desarrollen constantemente nuevas soluciones que, después de un pinchazo o una rotura de las llantas, permiten que un automóvil con una cuadrilla llegue a la base de manera segura y también reduzca al mínimo el daño a las ruedas.
La compañía Michelin, que produce neumáticos universales X-Force, que se usan ampliamente en vehículos militares, ha desarrollado un llamado neumático "contra minas". El neumático, mostrado por primera vez en Eurosatory 2014, fue desarrollado para satisfacer las necesidades del ejército francés, en particular para el sistema de remoción de minas SOUVIM II.
Este sistema MBDA, diseñado para despejar pasillos y neutralizar IED, puede limpiar hasta 150 km por día. El sistema consiste en dos remolques de remolque de autos para activar el min. El primer automóvil se desplaza a través de la mina de la acción de empuje sin activarlo, mientras que la masa del automóvil remolcado (el remolque para activar el RGM de la mina) provoca que la acción de empuje de la mina se active para garantizar el paso del segundo automóvil. Eso, a su vez, arrastra dos RDM más con diferentes distancias entre ejes, despejando, así, la pista a través de todo el ancho.
Michelin ha creado su propio neumático de mina que ejerce menos presión en el suelo que un pie humano. Esto hace posible limpiar pasajes seguros en campos de minas sin explosiones.
Los neumáticos para minas Michelin LX PSI 710 / 75 R34 permiten que la máquina viaje a través de campos de minas sin iniciar ni activar minas terrestres de forma plana y cónica. Esto fue posible gracias a las ruedas de muy baja presión. Cuando estos neumáticos se instalan en la máquina SOUVIM II 7,5-ton, la presión real en el suelo se niega a ser menor que la del pie humano: 360g / cm2. Los vehículos de reconocimiento estándar tienen una presión sobre el suelo de aproximadamente 5 kg / cm2.
Sistema de desminado SOUVIM II del ejército francés.
La construcción del neumático utiliza una tira de espuma 10 cm de espesor pegada a un neumático, que es un desarrollo de los neumáticos Michelin para maquinaria agrícola. El neumático le permite obtener el mayor parche de contacto posible del neumático con la superficie de apoyo, y la tira de espuma está cubierta con una delgada "película" protectora de goma que también aumenta el agarre.
Ventajas del caucho
El caucho tiene varias ventajas en la tecnología de los insertos resistentes al fuego, y algunos fabricantes trabajan exclusivamente con este material.
"El caucho no tiene tendencia a la destrucción, absorbe algunas de las cargas de choque, lo que es importante para los vehículos militares que viajan fuera de la carretera en un ambiente hostil", dijo Tyron Glaisbrook, director técnico de Tyron.
“A diferencia de los materiales compuestos, que son materiales muy duros en sí mismos y pueden causar grandes cargas de choque, incluso con una excelente suspensión y con altas cargas de choque, la probabilidad de daños en la rueda y la pérdida de movilidad aumenta: el caucho reduce dramáticamente las vibraciones y los choques que se transmiten. a través de la inserción en las ruedas, puentes y ejes de transmisión ".
"Esto tiene un efecto positivo en la conducción y reduce el daño al interior del neumático, lo que significa su posible reutilización".
El caucho también es el único material que le permite obtener el llamado "bloqueo", que es el elemento central del diseño de los insertos resistentes a las balas de Tyron. El bloqueo del talón del neumático es un dispositivo mecánico que fija el talón del neumático (el borde que se asienta en la rueda) en la rueda misma. En una rueda inflada, el hombro se presiona contra la superficie interna de la llanta debido a la presión en el neumático para que el neumático y la rueda giren como una sola unidad. Cuando la presión del neumático cae, como un pinchazo o daño, el bloqueo es necesario para evitar que gire el neumático dentro de la rueda, lo que, al final, puede provocar la pérdida de movilidad.
"Los vehículos militares deben poder continuar la tarea y regresar a la base con una o todas las ruedas planas; el mínimo garantizado es 50 km con dos o más llantas desinfladas o al menos dos horas de manejo en carretera con pendientes y obstáculos", dijo Glaisbroek. "Nuestras inserciones de All Terrain Rubber [ATR] permiten que los vehículos militares superen esta distancia y, por lo tanto, en caso de daños, la máquina puede viajar con uno, dos u ocho neumáticos desinflados al lugar donde serán reparados o reemplazados".
"Debido al hecho de que nuestros insertos se componen de varias partes, se pueden instalar sin herramientas especiales, se pueden reemplazar fácilmente incluso en el lado de la carretera con equipo estándar para cambiar los neumáticos, mientras que aún conservan todas las ventajas del caucho".
Probado y probado
Los clientes de Tyron sometieron las inserciones ATR a pruebas balísticas con un énfasis en la conexión de elementos para garantizar que la inserción continuará operativa con un poderoso ataque cinético. Esto es importante porque el caucho absorbe significativamente más energía (comenzando desde los bordillos y terminando con los IED) que los materiales sólidos.
En septiembre de 2015, Tyron anunció que trabajaría con la Rueda Global para suministrar inserciones completas resistentes al combate para el transporte blindado de personal Springbuck fabricado por la Defensa de DCD de Sudáfrica. El contrato inicial preveía el suministro de tres juegos completos de ruedas, cuyo diseño consiste en una llanta de la rueda Global Wheel, inserciones ATR prefabricadas antifusil de Tyron y llantas de Continental.
Junto con su socio, la compañía Global Wheel, Tyron suministra ruedas completas con inserciones resistentes al blindaje para el transporte blindado de personal Springbuck fabricado por South African DCD Defense.
El trabajo en este contrato continúa y la compañía afirma que ve un gran interés en sus productos por parte de los fabricantes de vehículos con fórmulas de ruedas 4x4, 6xXNNXX y 6x8.
"Como es el caso de la máquina Springbuck, el inserto se puede suministrar como parte de una rueda completa para su instalación en una máquina nueva", dijo Gleisbroek. “También pueden suministrarse como un nuevo componente al actualizarse en la etapa media de operación, ya que el puente de la máquina puede tener un peso adicional. Añaden masa al coche como cualquier otro inserto, pero la mayoría de los vehículos blindados pueden tomar algo de masa y, por lo tanto, no hay problema ".
Comparación con los composites.
Como alternativa principal al caucho, los materiales compuestos tienen sus propias ventajas: son más ligeros, menos costosos de fabricar y pueden adaptarse a la rueda de una pieza existente.
RunFlat International ofrece varias soluciones compuestas para ruedas, incluido su sistema Dynamic RunFlat, que consta de dos o tres segmentos compuestos a prueba de balas atornillados a la llanta de la rueda. La ventaja de un sistema de dos o tres piezas en comparación con el estilo de "rosquilla" es que se puede instalar y eliminar en el campo utilizando equipos estándar.
Cuando el neumático está completamente inflado, los segmentos permanecen fijos en la llanta, pero cuando el neumático está bajado, "giran" contra la rotación del neumático y la rueda hacia adelante, compensando la diferencia en los diámetros de los neumáticos inflados / no inflados en cada lado del eje. Esto permite que el automóvil viaje hasta 100 km con uno o más neumáticos desinflados.
"Nuestras inserciones modulares hacen que sea relativamente fácil reemplazar los neumáticos en los cines, lo cual es muy importante porque los neumáticos en Afganistán tienen una vida útil inferior a la estimada", dijo Tom Westley, jefe de ventas de RunFlat International. "Además, nuestros productos no se desgastan con el tiempo y hacen un buen trabajo con ataques balísticos o terrenos escarpados, lo que siempre es la causa de las fallas de los insertos".
El polímero creado y utilizado por la empresa es capaz de soportar ataques balísticos. El material no se rompe, absorbe energía y se retira independientemente de la temperatura. Según la empresa, este material es más ligero que el caucho, lo que permite aumentar la capacidad de la máquina.
Dependiendo de los requisitos del cliente, las diferentes soluciones Dynamic RunFlat permiten que el automóvil con un neumático desinflado recorra una distancia diferente: desde 15 km a 50 km / h en la carretera y a 100 km en la carretera o 60 km a la carretera. Un sistema de cierre patentado hace que sean fáciles de instalar; no hay necesidad de lubricación dentro del neumático, es necesario solo en el perfil interior del inserto, que entra en contacto con la llanta, lo que contribuye a un deslizamiento más suave del neumático en una posición plana. La compañía también ofrece el sistema Static RunFlat para llantas plegables compuestas de ruedas de vehículos militares, a menudo todo terreno. El sistema consta de tres segmentos resistentes a las balas atornillados rígidamente alrededor del cubo de la rueda; Son fijos y mantienen el neumático en su lugar, ya sea que esté bajado o no. Gracias a su forma patentada, el "hombro" del sistema funciona de manera particularmente estable en el modo de ejecución plana. Este sistema está destinado principalmente para uso militar en carreteras y fuera de carretera, por lo general le permite conducir con una llanta desinflada desde 50 hasta 100 km.
RunFlat International no nombra los proyectos militares que usan sus productos, pero tiene varios contratos en Medio Oriente, el segundo mercado más grande después de Europa, que actualmente se están ejecutando.
"La retirada de tropas de Irak y Afganistán ha impactado negativamente en la demanda ... pero los nuevos proyectos grandes en vehículos de combate están comenzando a determinar la necesidad de inserciones en los próximos años", Westley está lleno de optimismo. "Nuestra capacidad para suministrar ruedas ligeras, duraderas y fáciles de usar que se pueden adaptar a cada proyecto es muy importante aquí".
“La provisión de niveles más altos de protección contra los IED condujo al hecho de que las máquinas están ganando mucho peso, mientras que las máquinas más pesadas deben ser forjadas en ruedas que puedan soportar mayores cargas. Como expertos en el campo de los neumáticos y las ruedas, podemos desarrollar y entregar una rueda que sea totalmente compatible con el inserto o bloqueo de los soportes, así como un conjunto de ruedas completo, listo para ser instalado en la máquina ".
El sistema Dynamic Runflat consiste en dos o tres segmentos de un compuesto resistente a las balas, atornillado a la llanta de la rueda
En estado solido
El concepto de neumáticos "airless" o no neumáticos ha sido explorado durante varios años. Están destinados principalmente al mercado civil, especialmente para vehículos de movimiento lento que no usan o no necesitan una suspensión, por ejemplo, cortadoras de césped. Pero esta tecnología se ha trasladado a la esfera militar como una solución potencial capaz de resistir las minas terrestres y los IED.
Bridgestone ha desarrollado una serie de prototipos de neumáticos sin aire Air Free Concept Tire, mientras que Michelin está interesado en el uso militar de su solución X Tweel Airless Radial Tire (ART), que es un conjunto de llantas para neumáticos disponible en varias versiones para vehículos todoterreno.
Familia de fuentes Michelin Tweel Tire
La solución Tweel es un conjunto de cintas de acero de alta resistencia que funcionan como una “pared longitudinal” cilíndrica semirrígida, que forma una especie de resorte mecánico elástico alrededor de la rueda; Las agujas de punto de poliresina de alta resistencia conectan las cintas de acero al cubo de la rueda. Como es el caso de los neumáticos neumáticos convencionales, se proporciona una presión específica baja con una masa total relativamente pequeña.
Otra opción fue desarrollada por Tecnologías Resilientes. El neumático no neumático Neumático Neumático (NPT), bajo un contrato con un laboratorio de investigación del ejército emitido en medio de 2000, fue diseñado y probado desde el principio para el vehículo blindado HMMWV. El neumático NPT proporciona una movilidad y seguridad excepcionales en comparación con los neumáticos con insertos, ya que no perfora ni desciende cuando es alcanzado por una bala, un fragmento o un minado de un IED.
Neumático no neumático Neumático no neumático (NPT)
Después de que Polaris compró Resilient Technologies, los neumáticos NPT no neumáticos aparecieron como una opción para el vehículo todoterreno Sportsman MV850. Los neumáticos TerrainArmor NPT pueden soportar balas, piedras afiladas y otros objetos que pueden dañar los neumáticos, eliminando la necesidad de una rueda de repuesto en el automóvil. Conducir con neumáticos no neumáticos no es diferente de conducir con neumáticos.
El neumático consta de una llanta, un disco de polímero y una banda de rodadura, que en conjunto forman una rueda "virtualmente indestructible". El lienzo, el disco y la llanta están diseñados especialmente para la carga objetivo y el terreno prevaleciente.
Tecnología de gestión de neumáticos
Las tecnologías sofisticadas de "gestión de neumáticos" también se están volviendo más comunes en el mercado de la defensa, porque los usuarios desean mejorar el rendimiento de la tracción en las cuatro ruedas, la mejor movilidad y un complejo de diagnóstico integral integrado en un subsistema.
Dana anunció en septiembre el 2015 del año que suministrará su sistema de control de presión de neumáticos Spicer para el nuevo vehículo blindado táctico JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) que Oshkosh producirá para el Ejército de los EE. UU. Y la Infantería de Marina. El sistema está diseñado para mejorar las características de los vehículos de ruedas tácticos en caminos de tierra, en grandes pendientes, en arena o barro, mientras contribuye a aumentar la velocidad en varios tipos de terreno y le permite alcanzar la base en caso de pinchazo. El sistema también le permite reducir la distancia al suelo cuando transporta un automóvil en varios modos de transporte.
De hecho, el sistema permite, si es necesario, inflar y descargar neumáticos, ajustar la presión en ellos al nivel correspondiente al terreno, lo que aumenta el agarre y preserva la permeabilidad. El sistema está controlado por una unidad de control electrónico-mecánico que identifica y resuelve todos los problemas con la presión de los neumáticos, lo que le permite controlar cada rueda por separado. La unidad de control es un módulo integrado que incluye subsistemas mecánicos, eléctricos e informáticos.
Dana tiene dos sistemas básicos en su cartera con configuraciones ligeramente diferentes. El primer sistema está optimizado para máquinas livianas 4x4, actualmente está contratado para el proyecto JLTV. El segundo sistema, más productivo, está instalado en algunos de los vehículos militares más grandes, por ejemplo, la categoría de MRAP o la familia de vehículos militares de FMTV de carga útil promedio. Los componentes principales incluyen una unidad de control neumático, válvulas de escape de alta velocidad, una unidad de control electrónico y válvulas de rueda.
Robert Goldston, jefe de ventas de Dana, dijo que la compañía apoyó activamente los contratos para todos los proyectos que compitieron por el programa JLTV, desde la etapa de desarrollo del concepto, la etapa de diseño técnico hasta el desarrollo a gran escala y la preparación de la producción.
"Debido a estos esfuerzos y fuertes lazos con los proveedores de componentes para nuestros sistemas, pudimos pasar claramente por todas las etapas del programa JLTV", agregó. - Este sistema es esencialmente un sistema comercial ya hecho, que hemos desarrollado para vehículos militares ligeros que operan en condiciones difíciles. Tuvimos que llevar a cabo algunas mejoras en el software para cumplir con todos los requisitos del proyecto JLTV sobre características tácticas y técnicas ".
La compañía se está preparando actualmente para la producción en masa en grandes volúmenes, mientras que los sistemas para el lote inicial ya se han entregado.
El principal factor determinante en el trabajo de desarrollo de Dana fueron las solicitudes persistentes de los clientes para interfaces de usuario integradas y algoritmos para el trabajo coordinado con otros subsistemas de máquinas.
“Por ejemplo, si se recibe una solicitud de suspensión para cambiar a un modo específico, el sistema de control de presión también entrará en un modo predeterminado. Además, los clientes desean reducir el tiempo de bombeo y la liberación de aire de los neumáticos, para poder pasar rápidamente de un tipo de terreno a otro ".
Además, el sistema se puede programar bajo condiciones de operación, y las herramientas de diagnóstico integradas advierten al conductor sobre posibles problemas con los neumáticos y dan el estado de todo el sistema. Trabajando para el futuro, la compañía está trabajando en soluciones que ayudarán a reducir el tiempo de bombeo y liberación de aire del neumático.
Materiales utilizados:
www.michelin.com
www.mbda-systems.com
www.tyron.com
www.runflatinternational.com
www.resilienttech.com
www.dana.com
www.wikipedia.org
en.wikipedia.org
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