Tegen elke prijs druk: methoden om de bescherming van de wielen van militaire voertuigen te verbeteren
Het Spicer-systeem is ontworpen om het drijfvermogen van de machine te verbeteren door de bandenspanning aan te passen om op elk terrein de optimale voetafdruk te bereiken.
Schade aan een wiel of band mag niet leiden tot extreem dure reparaties, en nog meer tot het vastlopen van het gevechtsvoertuig midden in een gevechtszone. Het elimineren van dergelijke situaties is de hoofdtaak van gespecialiseerde bedrijven.
Wanneer u vandaag een nieuwe auto koopt, kunt u net zo goed de dealer verlaten op een set lekbestendige banden die u het gedoe besparen van het vervangen van een lekke band langs de kant van de weg. In het geval van een lekke band of schade aan een band, kunt u tot 80 km verder rijden zonder ernstige gevolgen voor het wiel zelf, totdat u een servicecentrum vindt om het te vervangen.
Naast het besparen van gewicht bij het dragen van een reservewiel en gereedschap om het te vervangen, zorgen flare-resistente banden ervoor dat bestuurders zich geen zorgen hoeven te maken over een lekke band bij slecht weer of op een onveilige plek om te stoppen, omdat ze kunnen blijven rijden zonder het risico de auto te beschadigen nog meer.
Verhoog de kosten van een voertuig met een paar honderdduizend dollar, de kosten van het verwisselen van een wiel met tien, vervang een gevaarlijke plek op de weg door een oorlogsgebied, en u begrijpt gemakkelijk waarom het verbeteren van de bandentechnologie een van de belangrijkste aspecten is bescherming van gepantserde voertuigen en hun bemanningen die deelnemen aan militaire operaties.
Kwetsbaarheid wiel
Het tactische voordeel dat gepantserde voertuigen op wielen bieden door hun flexibiliteit, inzetbaarheid en manoeuvreerbaarheid heeft hen snel tot het favoriete voertuigtype in Afghanistan gemaakt. In het operatietheater (theater), gedreven door de alomtegenwoordige dreiging van geïmproviseerde explosieven (IED's), hadden ze echter ook hun zwakke punten. Hoewel extra bepantsering en nieuw ontwikkelde dubbele V-vormige rompen bijdroegen tot een betere bescherming van de bemanning, verergerde de onvermijdelijke toename van het voertuiggewicht in dergelijke gevallen de problemen die gepaard gaan met een lekke band of een breuk.
Tien jaar geleden werd voor de meeste gevechtsvoertuigen op wielen de technologie van gevechtsbestendige massief rubberen inzetstukken gebruikt. Dit is eigenlijk een geharde "donut" die in de band wordt geplaatst, die de massa van de auto absorbeert en het wiel beschermt in geval van schade en bloeding uit de band. Om ervoor te zorgen dat het inzetstuk (verdikte zijwanden van de band) de massa van het platform kunnen dragen terwijl de snelheid over een aanzienlijke afstand behouden blijft, moet het rubber erg "hard" zijn, dat wil zeggen dat er krachtige krimpgereedschappen zijn nodig is om het inzetstuk van het wiel te installeren en te verwijderen, of de band moet van het gevechtsgebied naar de reparatiewerkplaats worden getransporteerd.
Voor het Britse leger, wiens hele wagenpark van deze technologie gebruikmaakte, leidde dit tot ernstige logistieke problemen in Afghanistan. Een tijdlang werden beschadigde banden teruggestuurd naar het VK voor reparatie totdat de organisatie van een netwerk van draagbare bandenreparatiewerkplaatsen zoals "Runflat" PTRF-RF (Portable Tire Repair Facility - Runflat) niet alles liet gebeuren ter plaatse. Deze inzetbare containermodules maken alle soorten operationele bandenreparatie en -onderhoud tijdens een militaire campagne mogelijk.
Met een zachte stap
De dreiging van IED's dwingt bandenfabrikanten om voortdurend nieuwe oplossingen te ontwikkelen die, na een lekke band of breuk van een band, een auto met een bemanning veilig de basis kunnen laten bereiken en ook wielschade tot een minimum kunnen beperken.
Michelin, dat de veelzijdige X-Force-banden produceert die veel worden gebruikt op militaire voertuigen, heeft een zogenaamde "mijnbestendige" band ontwikkeld. De band, die voor het eerst werd getoond op Eurosatory 2014, is ontwikkeld om te voldoen aan de behoeften van het Franse leger, met name voor het SOUVIM II-opruimingssysteem.
Dit MBDA-mijnopruimings- en IED-opruimsysteem is in staat tot 150 km per dag te ruimen. Het systeem bestaat uit twee voertuigen die aanhangers trekken om mijnen te activeren. Het eerste voertuig rolt over de duwmijn zonder deze te activeren, terwijl de massa van het gesleepte voertuig - de mine-triggering trailer (RDM) - ervoor zorgt dat de duwmijnen vuren om het tweede voertuig te laten passeren. Zij trekt op haar beurt nog twee RDM's met verschillende wielbases, waardoor het spoor over de gehele breedte wordt vrijgemaakt.
Michelin heeft zijn eigen anti-mijnband gemaakt die minder gronddruk uitoefent dan een menselijke voet. Hiermee kun je veilige doorgangen in mijnenvelden vrijmaken zonder explosies.
Michelin LX PSI 710/75 R34 anti-mijnbanden zorgen ervoor dat het voertuig door mijnenvelden kan rijden zonder platte en conische landmijnen te starten en te activeren. Dit wordt mogelijk gemaakt door wielen met een zeer lage druk. Wanneer deze banden worden gemonteerd op een SOUVIM II-machine van 7,5 ton, is de werkelijke bodemdruk lager dan de druk van iemands voet - 360 g/cm2. Standaard verkenningsvoertuigen hebben een specifieke bodemdruk van circa 5 kg/cm2.
SOUVIM II ontmijningssysteem van het Franse leger
De constructie van de band maakt gebruik van een 10 cm dikke strook schuim die op de band is gelijmd, een evolutie van Michelin-banden voor landbouwvoertuigen. Met de band krijgt u het grootste contactvlak tussen de band en het steunoppervlak, en de schuimstrip zelf is bedekt met een dunne beschermende rubberen "film", die ook de grip verhoogt.
Rubber voordelen
Rubber heeft een aantal voordelen in de onbreekbare technologie en sommige fabrikanten werken uitsluitend met dit materiaal.
"Rubber breekt niet af, het absorbeert een deel van de impactbelastingen, wat belangrijk is voor militaire voertuigen die off-road rijden in vijandige omgevingen", zegt Tyron CTO Tony Glazebrook.
“In tegenstelling tot composietmaterialen, die zelf zeer harde materialen zijn en zelfs bij een uitstekende vering hoge schokbelastingen kunnen veroorzaken – en hoge schokbelastingen hebben meer kans om wielschade en verlies van mobiliteit te veroorzaken – vermindert rubber de trillingen en schokken die worden overgedragen via een inzet op wielen, assen en aandrijfassen.
"Dit heeft een positief effect op het rijgedrag van het voertuig en vermindert schade aan de binnenkant van de band, waardoor deze mogelijk opnieuw kan worden gebruikt."
Rubber is ook het enige materiaal dat het zogenaamde "slot" mogelijk maakt dat het middelpunt is van de kogelvrije inzetstukken van Tyron. Een bandhielslot is een mechanisch apparaat dat de bandhiel (de rand die op het wiel zit) aan het wiel zelf bevestigt. Bij een opgeblazen wiel wordt de schouder door de druk in de band tegen het binnenoppervlak van de velg gedrukt, zodat de band en het wiel als een eenheid draaien. Bij verlies van bandenspanning, zoals een lekke band of beschadiging, is een slot nodig om te voorkomen dat de band in het wiel gaat doordraaien, wat uiteindelijk kan leiden tot mobiliteitsverlies.
"Militaire voertuigen moeten de missie kunnen voortzetten en terugkeren naar de basis met een of alle lekke banden - het gegarandeerde minimum is 50 km met twee of meer lekke banden of minimaal twee uur off-road met hellingen en obstakels", zei Glazebrook. “Onze All Terrain Rubber [ATR]-inzetstukken zorgen ervoor dat militaire voertuigen deze afstand kunnen overschrijden, zodat het voertuig in geval van schade met één, twee of zelfs acht lekke banden naar de plaats kan rijden waar ze worden gerepareerd of vervangen.”
"Omdat onze wisselplaten uit meerdere delen bestaan, kunnen ze zonder speciaal gereedschap worden geïnstalleerd, zijn ze gemakkelijk te verwisselen, zelfs aan de kant van de weg met standaard bandenwisselapparatuur, en toch behouden ze alle voordelen van rubber."
Bewezen en getest
Tyron's klanten hebben ATR-inserts onderworpen aan ballistische tests met een focus op connectoren om ervoor te zorgen dat de insert functioneel blijft onder zware kinetische aanvallen. Dit is belangrijk omdat rubber aanzienlijk meer energie absorbeert (van stoepranden tot IED's) dan vaste materialen.
In september 2015 kondigde Tyron aan dat het zou samenwerken met Global Wheel om complete gepantserde inzetstukken te leveren voor de Springbuck gepantserde personeelscarrier vervaardigd door de Zuid-Afrikaanse DCD Defense. Het oorspronkelijke contract was voor drie complete wielstellen, bestaande uit een velg van Global Wheel, Tyron's geprefabriceerde ATR-inzetstukken en een band van Continental.
Samen met zijn partner Global Wheel levert Tyron complete wielen met gevechtsbestendige inzetstukken voor de Springbuck-pantserwagen van het Zuid-Afrikaanse DCD Defense
Het werk onder dit contract is aan de gang en het bedrijf beweert dat ze grote belangstelling voor hun producten zien van fabrikanten van machines met wielformules 4x4, 6x6 en 8x8.
"Net als bij de Springbuck-machine kan de wisselplaat worden geleverd als onderdeel van een compleet wiel om op een nieuwe machine te passen," zei Glazebrook. – Ze kunnen ook worden geleverd als een nieuw onderdeel in mid-life retrofits, omdat de as van de machine extra gewicht kan opnemen. Ze voegen wel massa toe aan het voertuig, net als elk ander inzetstuk, maar de meeste gepantserde voertuigen kunnen wat massa aan en zijn daarom geen probleem.”
Vergelijking met composieten
Als primair alternatief voor rubber hebben composietmaterialen hun eigen voordelen: ze zijn lichter, goedkoper om te produceren en kunnen worden aangepast aan een bestaand massief wiel.
RunFlat International biedt verschillende wielcomposietoplossingen, waaronder het Dynamic RunFlat-systeem, dat bestaat uit twee of drie kogelvrije composietsegmenten die op de velg zijn vastgeschroefd. Het voordeel van een twee- of driedelig systeem ten opzichte van de donutstijl is dat het met standaardapparatuur in het veld kan worden geïnstalleerd en verwijderd.
Wanneer de band volledig is opgepompt, blijven de segmenten aan de velg vastzitten, maar wanneer de band plat is, "draaien" ze tegen de voorwaartse rotatie van de band en het wiel in, ter compensatie van het verschil in opgeblazen/niet opgepompte banddiameters aan elke kant van de band. de as. Hierdoor kan de auto tot 100 km rijden met één of meerdere lekke banden.
"Onze modulaire inzetstukken maken het relatief eenvoudig om banden te verwisselen voor TVD's, wat belangrijk is omdat banden in Afghanistan minder zijn dan hun ontwerplevensduur", zegt Tom Westley, hoofd verkoop bij RunFlat International. "Bovendien verslijten onze producten niet na verloop van tijd en presteren ze goed tegen ballistische aanvallen of ruw terrein, wat altijd de oorzaak is van breuk van de inzetstukken."
Het door het bedrijf gecreëerde en gebruikte polymeer is bestand tegen ballistische aanvallen. Het materiaal splijt niet, het absorbeert energie en wordt ongeacht de temperatuur teruggetrokken. Volgens het bedrijf is dit materiaal lichter dan rubber, wat het mogelijk maakt om het laadvermogen van de machine te vergroten.
Afhankelijk van de wensen van de klant kunnen verschillende versies van de Dynamic RunFlat-oplossing het voertuig met een lekke band over verschillende afstanden rijden: van 15 km bij een snelheid van 50 km/u op de weg tot 100 km op de weg of 60 km erbuiten de weg. Door het gepatenteerde sluitsysteem zijn ze eenvoudig te installeren; er is geen smering nodig in de band, het is alleen nodig op het binnenprofiel van het inzetstuk dat contact maakt met de velg, waardoor de band soepeler glijdt als hij plat is. Het bedrijf biedt ook het Static RunFlat-systeem voor meerdelige opvouwbare velgen op militaire voertuigen, vaak off-road. Het systeem bestaat uit drie kogelvrije segmenten die stevig rond de wielnaaf zijn vastgeschroefd; ze vergrendelen en houden de band op zijn plaats, of deze nu plat is of niet. Dankzij de gepatenteerde "schouder"-vorm werkt het systeem bijzonder stabiel bij lekke banden. Dit systeem is in de eerste plaats bedoeld voor militair gebruik op en naast de weg en maakt doorgaans runflat-runs van 50 tot 100 km mogelijk.
RunFlat International noemt niet de militaire projecten die zijn producten gebruiken, maar het heeft verschillende contracten in het Midden-Oosten - de op één na grootste markt na Europa - die momenteel worden voltooid.
"De terugtrekking van troepen uit Irak en Afghanistan heeft een negatieve invloed gehad op de vraag ... maar er beginnen grote nieuwe projecten voor gevechtsvoertuigen die de komende jaren de noodzaak van inzet zullen bepalen", is Westley optimistisch. "Ons vermogen om lichtgewicht, duurzame en gebruiksvriendelijke wielen te leveren die kunnen worden aangepast aan elk project, is hier van cruciaal belang."
“Door hogere niveaus van bescherming tegen IED's te bieden, hebben auto's veel gewicht moeten dragen en moeten zwaardere auto's worden geschoeid met wielen die bestand zijn tegen hogere belastingen. Als specialist in de banden- en wielenindustrie kunnen we een wiel ontwerpen en leveren dat volledig compatibel is met een anti-collision insert of slot, evenals een wielassemblage die klaar is om op een machine te worden geïnstalleerd.”
Dynamisch runflat-systeem bestaat uit twee of drie segmenten van kogelvrij composiet die aan de velg zijn vastgeschroefd
in vaste toestand
Het concept van "airless" of niet-pneumatische banden wordt al enkele jaren onderzocht. Ze zijn vooral bedoeld voor de civiele markt, met name voor langzaam rijdende voertuigen die geen gebruik maken of vering nodig hebben, zoals grasmaaiers. Maar deze technologie is in het militaire domein terechtgekomen als een mogelijke oplossing om landmijnen en IED's tegen te gaan.
Bridgestone heeft een aantal Air Free Concept Tyre-prototypes ontwikkeld, terwijl Michelin geïnteresseerd is in militaire toepassingen voor zijn X Tweel Airless Radial Tire (ART)-oplossing, een wiel- en bandassemblage die in verschillende varianten beschikbaar is voor terreinwagens.
Michelin's Tweel bandenfamilie
De Tweel-oplossing is een set van zeer sterke stalen banden die werkt als een halfstijve cilindrische "langswand" die een soort elastische mechanische veer rond het wiel vormt; Hoge sterkte polyresin spaken verbinden de stalen banden met de wielnaaf. Net als bij conventionele luchtbanden wordt bij een relatief laag totaalgewicht een lage specifieke druk bereikt.
Een andere optie is ontwikkeld door Resilient Technologies. De niet-pneumatische band (NPT) werd in het midden van de jaren 2000 op basis van een contract met een onderzoekslaboratorium van het leger ontwikkeld en getest voor de pantserwagen HMMWV vanaf het begin. De NPT-band biedt superieure mobiliteit en veiligheid in vergelijking met spijkerbanden, omdat hij niet lekt of leegloopt wanneer hij wordt geraakt door een kogel, granaatscherven of IED-ontploffing.
Niet-luchtband (NPT)
Met de aankoop van Resilient Technologies door Polaris werden NPT niet-pneumatische banden een optie op de Sportsman MV850 SUV. TerrainArmor NPT-banden zijn bestand tegen kogels, scherpe stenen en andere voorwerpen die luchtbanden kunnen beschadigen, terwijl er geen reservewiel op de machine nodig is. Rijden op deze niet-luchtbanden is niet anders dan rijden op luchtbanden.
De bandenstructuur bestaat uit een velg, een polymeerschijf en een loopvlakdoek, die samen een "vrijwel onverwoestbaar" wiel vormen. Het blad, de schijf en de velg zijn speciaal ontworpen voor de doelbelasting en het heersende terrein.
Busbeheertechnologieën
Geavanceerde "bandencontrole"-technologieën winnen ook terrein op de defensiemarkt, aangezien gebruikers betere prestaties van de vierwielaandrijving, betere mobiliteit en volledige diagnostiek willen, geïntegreerd in één enkel subsysteem.
Dana kondigde in september 2015 aan dat het zijn Spicer-bandendrukbeheersysteem zal leveren voor de nieuwe JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) die Oshkosh zal produceren voor het Amerikaanse leger en het Korps Mariniers. Het systeem is ontworpen om de prestaties van tactische wielvoertuigen op onverharde wegen, op steile hellingen, in zand of modder te verbeteren, terwijl het helpt om de snelheden op een grote verscheidenheid aan terreinen te verhogen en u in staat stelt om de basis te bereiken in het geval van een lekke band. Het systeem stelt u ook in staat om de bodemvrijheid te verminderen wanneer u een auto met verschillende vervoersmiddelen vervoert.
Het systeem maakt het zelfs mogelijk om, indien nodig, banden op te pompen en te downloaden, de druk erin aan te passen tot een niveau dat overeenkomt met het terrein, wat de tractie verhoogt en de doorgankelijkheid behoudt. Het systeem wordt aangestuurd door een elektronisch-mechanische regeleenheid die alle problemen met de bandenspanning detecteert en oplost, zodat u elk wiel afzonderlijk kunt regelen. De besturingseenheid is een geïntegreerde module die mechanische, elektrische en computersubsystemen omvat.
Dana heeft twee basissystemen in haar portfolio met enigszins verschillende configuraties. Het eerste systeem is geoptimaliseerd voor lichte 4x4-voertuigen en wordt momenteel gecontracteerd voor het JLTV-project. Het tweede, krachtigere systeem is geïnstalleerd op enkele grotere militaire voertuigen, zoals de MRAP-categorie of de FMTV-familie van militaire middelzware voertuigen. Belangrijke componenten zijn onder meer een luchtregeleenheid, snelontgrendelingskleppen, een elektronische regeleenheid en wielkleppen.
Dana's hoofd verkoop, Robert Goldston, zei dat het bedrijf actief contracten nastreefde voor alle projecten die streden om het JLTV-programma, van de conceptfase, via de technische ontwerpfase tot de volledige ontwikkeling en pre-productiefase.
"Door deze inspanningen en onze sterke relaties met onze systeemleveranciers hebben we ons gemakkelijk door het JLTV-programma kunnen navigeren", voegde hij eraan toe. “Dit systeem is in wezen een commercieel kant-en-klaar systeem dat we hebben verfijnd voor lichte militaire voertuigen die in uitdagende omgevingen opereren. We moesten de software enigszins herzien om te voldoen aan alle vereisten van het JLTV-project op het gebied van prestatiekenmerken.
Het bedrijf bereidt zich momenteel voor op massaproductie in grote volumes, waarbij de systemen voor de eerste batch al zijn geleverd.
Een belangrijke drijfveer achter Dana's R&D-inspanningen was het aandringen van klanten op geïntegreerde gebruikersinterfaces en algoritmen om naadloos samen te werken met andere machinesubsystemen.
“Als een schorsing bijvoorbeeld wordt gevraagd om in een bepaalde modus te gaan, dan zal het drukregelsysteem ook in een vooraf bepaalde modus gaan. Bovendien willen klanten de bandenspannings- en leeglooptijden verkorten, zodat ze zo snel mogelijk van het ene type terrein naar het andere kunnen gaan.”
Bovendien is het systeem in het veld programmeerbaar, en ingebouwde diagnosetools waarschuwen de bestuurder voor mogelijke bandenproblemen en geven de status van het hele systeem door. Met het oog op de toekomst werkt het bedrijf aan oplossingen die het opblazen en leeglopen van banden zullen helpen verminderen.
Gebruikte materialen:
www.michelin.com
www.mbda-systems.com
www.tyron.com
www.runflatinternational.com
www.resilienttech.com
www.dana.com
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
informatie