Il sistema Spicer è progettato per aumentare il galleggiamento della macchina regolando la pressione nei pneumatici, che consente di ottenere la dimensione ottimale dell'impronta del pneumatico su qualsiasi terreno
Il danneggiamento di una ruota o di un pneumatico non dovrebbe portare a riparazioni estremamente costose, e ancor più al blocco di un veicolo da combattimento proprio nel mezzo di una zona di combattimento. L'eliminazione di tali situazioni è il compito principale delle aziende specializzate
Quando acquisti una nuova auto oggi, puoi facilmente lasciare l'abitacolo su un set di gomme con inserti antiforatura, che ti salveranno dallo spiacevole compito di sostituire una gomma a terra sul ciglio della strada. In caso di foratura o danneggiamento del pneumatico, puoi continuare a guidare fino a 80 km senza gravi conseguenze per la ruota stessa, fino a quando non trovi un centro assistenza per la sua sostituzione.
Oltre a ridurre il peso sulla ruota di scorta e gli attrezzi per sostituirla con essa, i pneumatici resistenti al combattimento consentono ai conducenti di non preoccuparsi di una foratura in caso di maltempo o in un luogo non sicuro dove sostare, perché possono continuare a guidare senza il rischio di danneggiare il auto ancora di più.
Aumenta il costo di un veicolo di diverse centinaia di migliaia di dollari, il costo del cambio di una ruota di dieci, sostituisci un punto pericoloso sulla strada con una zona di guerra e capirai facilmente perché migliorare la tecnologia dei pneumatici è uno degli aspetti più importanti di proteggere i veicoli corazzati e i loro equipaggi coinvolti in operazioni militari.
Vulnerabilità della ruota
Il vantaggio tattico dei veicoli corazzati su ruote, che forniscono grazie alla loro flessibilità, dispiegabilità e manovrabilità, li ha resi rapidamente il tipo di veicolo preferito in Afghanistan. Tuttavia, nel teatro delle operazioni (teatro delle operazioni), causato dall'onnipresente minaccia di ordigni esplosivi improvvisati (IED), avevano anche i loro punti deboli. Mentre l'armatura aggiuntiva e gli scafi a doppia V di nuova concezione hanno contribuito ad aumentare i livelli di protezione dell'equipaggio, l'inevitabile aumento del peso del veicolo in questi casi ha esacerbato i problemi associati alla foratura o alla rottura dei pneumatici.
Dieci anni fa, per la maggior parte dei veicoli da combattimento a ruote, veniva utilizzata la tecnologia degli inserti resistenti al combattimento realizzati in gomma monolitica. Si tratta infatti di una “ciambella” rinforzata posta all'interno del pneumatico che assorbe il peso della macchina e protegge la ruota in caso di danneggiamento e fuoriuscita di aria dal pneumatico. Affinché l'inserto (fianchi del pneumatico ispessiti) possa sopportare il peso della piattaforma mantenendo la velocità su una distanza considerevole, la gomma deve essere molto "dura", cioè, in questo caso, sono necessari potenti strumenti di crimpatura per installare e rimuovere l'inserto dalla ruota, oppure il pneumatico deve essere portato dalla zona di combattimento all'officina.
Per l'esercito britannico, la cui intera flotta di veicoli a ruote utilizzava questa tecnologia, ciò ha portato a seri problemi logistici in Afghanistan. Ad un certo punto, gli pneumatici danneggiati sono stati rispediti nel Regno Unito per le riparazioni, mentre la rete PTRF-RF (Portable Tire Repair Facility - Runflat) di officine mobili per la riparazione di ruote "Runflat" ha reso impossibile fare tutto localmente. Questi moduli container dispiegabili consentono tutti i tipi di riparazione e manutenzione di pneumatici operativi durante una campagna militare.
passo morbido
La minaccia degli IED costringe i produttori di pneumatici a sviluppare costantemente nuove soluzioni che, dopo una foratura o la rottura di uno pneumatico, consentano a un'auto e a un equipaggio di raggiungere in sicurezza la base e anche di ridurre al minimo i danni alle ruote.
Michelin, un produttore di pneumatici versatili X-Force ampiamente utilizzati sui veicoli militari, ha sviluppato un cosiddetto pneumatico "mio". Il pneumatico, presentato per la prima volta a Eurosatory 2014, è stato sviluppato per soddisfare le esigenze dell'esercito francese, in particolare per il sistema di sminamento SOUVIM II.
Questo sistema, prodotto da MBDA, progettato per lo sminamento e lo smaltimento degli IED, è in grado di percorrere fino a 150 km al giorno. Il sistema è composto da due veicoli che trainano rimorchi per attivare il min. Il primo vagone rotola sopra una mina push-pull senza attivarla, mentre la massa della macchina trainata - il rimorchio smina-mine (RDM) - fa scattare le mine push-pull per assicurare il passaggio del secondo vagone. Questo, a sua volta, traina altri due RDM con passo diverso, liberando così la carreggiata su tutta la larghezza.
Michelin ha creato il suo pneumatico da miniera con una pressione al suolo inferiore a quella di un piede umano. Ciò ti consente di liberare passaggi sicuri nei campi minati senza esplosioni.
I pneumatici antimine Michelin LX PSI 710/75 R34 consentono al veicolo di viaggiare attraverso i campi minati senza avviare e attivare mine piane e coniche. Ciò è reso possibile da ruote a bassissima pressione. Quando questi pneumatici sono installati su una macchina SOUVIM II da 7, 5 tonnellate, la pressione al suolo effettiva si rifiuta di essere inferiore alla pressione della gamba di una persona - 360 g / cm2. Un veicolo da ricognizione standard ha una pressione al suolo di circa 5 kg/cm2.
Sistema di sminamento dell'esercito francese SOUVIM II
Il pneumatico utilizza una striscia di schiuma di 10 cm che si attacca al pneumatico, uno sviluppo dei pneumatici agricoli Michelin. Il pneumatico consente di ottenere la più ampia area di contatto possibile del pneumatico con la superficie di appoggio e la striscia di schiuma stessa è ricoperta da un sottile "film" protettivo di gomma, che aumenta anche l'aderenza.
Vantaggi della gomma
La gomma presenta numerosi vantaggi nella tecnologia degli inserti resistenti agli urti e alcuni produttori lavorano esclusivamente con questo materiale.
"La gomma non tende a rompersi, assorbe alcuni dei carichi d'urto, il che è importante per i veicoli militari che si spostano fuoristrada in un ambiente ostile", ha affermato Tony Glazebrook, CTO di Tyron.
“A differenza dei compositi, che sono essi stessi materiali molto duri e possono causare carichi d'urto elevati anche con sospensioni eccellenti - e carichi d'urto elevati aumentano la possibilità di danni alle ruote e perdita di mobilità - la gomma riduce drasticamente le vibrazioni e gli urti che vengono trasmessi attraverso l'inserto sulle ruote, assali e semiassi”.
"Questo ha un effetto positivo sulla maneggevolezza del veicolo e riduce i danni all'interno dello pneumatico, il che significa che può essere potenzialmente riutilizzato".
La gomma è anche l'unico materiale che produce il cosiddetto "lucchetto" che è il fulcro degli inserti antiproiettile di Tyron. Il tallone è un dispositivo meccanico che blocca il tallone (il bordo che si trova sulla ruota) alla ruota stessa. In una ruota gonfiata, il tallone viene premuto contro la superficie interna del cerchione dalla pressione nel pneumatico in modo che il pneumatico e la ruota ruotino come un'unità. In caso di caduta di pressione del pneumatico, ad esempio in caso di foratura o danneggiamento, il bloccaggio è necessario per evitare che il pneumatico giri all'interno della ruota, cosa che, alla fine, può portare a una perdita di mobilità.
"I veicoli militari devono essere in grado di continuare la missione e tornare alla base con uno o tutti i pneumatici a terra: minimo 50 km garantiti con due o più pneumatici a terra o un minimo di due ore fuoristrada con pendenze e ostacoli", ha affermato Glazebrook. "I nostri inserti in gomma All Terrain [ATR] consentono ai veicoli militari di superare questa distanza e quindi, in caso di danni, l'auto può viaggiare con uno, due o anche otto pneumatici a terra fino al punto in cui verranno riparati o sostituiti."
"Poiché i nostri inserti sono multi-pezzo, possono essere installati senza attrezzi speciali e sono facili da sostituire anche a bordo strada utilizzando attrezzature standard per il cambio gomme, pur mantenendo tutti i vantaggi della gomma."
Provato e testato
I clienti di Tyron hanno sottoposto gli inserti ATR a test balistici con particolare attenzione ai connettori per garantire che l'inserto rimanga funzionale sotto un forte attacco cinetico. Questo è importante perché la gomma assorbe molta più energia (dai cordoli agli IED) rispetto ai materiali duri.
Nel settembre 2015, Tyron ha annunciato che avrebbe collaborato con Global Wheel per fornire inserti perforanti completi per il mezzo corazzato Springbuck della difesa sudafricana DCD. Il contratto originale prevedeva la fornitura di tre set completi di ruote, il cui design consiste in un cerchione della Global Wheel, inserti prefabbricati ATR di Tyron e pneumatici di Continental.
Insieme al suo partner, Global Wheel, Tyron fornisce ruote complete con inserti resistenti agli urti per il mezzo corazzato sudafricano DCD Defense Springbuck.
I lavori su questo contratto sono in corso e l'azienda afferma di vedere un grande interesse nei suoi prodotti da parte dei produttori di auto con configurazioni di ruote 4x4, 6x6 e 8x8.
"Come con lo Springbuck, l'inserto può essere fornito come parte di una ruota completa per l'installazione su una nuova macchina", ha affermato Glazebrook. “Possono anche essere forniti come nuovo componente per gli aggiornamenti di mezza età poiché l'asse della macchina può assumere un peso extra. Aggiungono massa all'auto proprio come qualsiasi altro inserto, ma la maggior parte dei veicoli blindati può assorbire un po' di massa e quindi non ci sono problemi qui".
Confronto con i compositi
Come principale alternativa alla gomma, i materiali compositi hanno i loro vantaggi: sono più leggeri, meno costosi da produrre e possono essere adattati alla ruota monoblocco esistente.
RunFlat International offre diverse soluzioni di ruote composite, incluso il suo sistema Dynamic RunFlat, che consiste in due o tre segmenti compositi antiproiettile imbullonati al cerchione. Il vantaggio del sistema a due o tre pezzi rispetto allo stile a ciambella è che può essere installato e rimosso sul campo utilizzando un'attrezzatura standard.
Quando il pneumatico è completamente gonfio, i segmenti rimangono fissati al cerchione, ma quando il pneumatico è sgonfio, "girano" contro la rotazione in avanti del pneumatico e della ruota, compensando la differenza dei diametri del pneumatico gonfiato/sgonfio su ciascun lato del l'asse. Ciò consente all'auto di percorrere fino a 100 km con uno o più pneumatici a terra.
"I nostri inserti modulari rendono relativamente facile sostituire i pneumatici delle turbine, il che è molto importante perché i pneumatici in Afghanistan durano meno della loro vita utile", ha affermato Tom Westley, responsabile delle vendite di RunFlat International."Inoltre, i nostri prodotti non si usurano nel tempo e resistono bene agli attacchi balistici o ai terreni accidentati, che sono sempre la causa della rottura dell'inserto".
Il polimero creato e utilizzato dall'azienda è in grado di resistere agli attacchi balistici. Il materiale non si divide, assorbe energia e viene tirato indietro indipendentemente dalla temperatura. Secondo l'azienda, questo materiale è più leggero della gomma, il che consente di aumentare la capacità di carico della macchina.
A seconda delle esigenze del cliente, diverse soluzioni Dynamic RunFlat consentono a un'auto con una gomma a terra di percorrere distanze diverse: da 15 km a una velocità di 50 km/h su strada e fino a 100 km su strada o 60 km in fuoristrada. Il sistema di bloccaggio brevettato li rende facili da installare; non è necessaria alcuna lubrificazione all'interno del pneumatico, è necessaria solo sul profilo interno dell'inserto, che è a contatto con il cerchio, il che contribuisce a uno scorrimento più fluido del pneumatico quando è a terra. L'azienda offre anche il sistema Static RunFlat per cerchioni pieghevoli per veicoli militari, spesso fuoristrada. Il sistema è costituito da tre segmenti antiproiettile rigidamente imbullonati attorno al mozzo della ruota; bloccano e trattengono il pneumatico in posizione, sgonfio o meno. Grazie alla sua forma a collare brevettata, il sistema è particolarmente stabile quando la ruota è piana. Questo sistema è principalmente destinato ad applicazioni militari su strada e fuoristrada, di solito permette di guidare con gomme a terra da 50 a 100 km.
RunFlat International non fa nomi di progetti militari che utilizzano i suoi prodotti, ma ha diversi contratti in Medio Oriente, il secondo mercato dopo l'Europa, attualmente in corso.
"Il ritiro delle truppe dall'Iraq e dall'Afghanistan ha avuto un impatto negativo sulla domanda … ma stanno iniziando nuovi grandi progetti di veicoli da combattimento che determineranno la necessità di inserti nei prossimi anni", è ottimista Westley. "La nostra capacità di fornire ruote leggere, resistenti e facili da usare che possono essere adattate a ogni progetto è molto importante qui".
“Fornire livelli più elevati di protezione contro gli IED ha portato i veicoli a guadagnare molto peso e i veicoli più pesanti devono essere dotati di ruote in grado di sopportare carichi maggiori. In qualità di specialista di pneumatici e ruote, possiamo progettare e fornire una ruota completamente compatibile con un inserto balistico o un blocco, nonché un gruppo ruota completamente pronto per l'installazione su un'auto."
Il sistema runflat dinamico è costituito da due o tre segmenti compositi antiproiettile imbullonati al cerchione
Allo stato solido
Il concetto di pneumatico "airless" o non pneumatico è stato esplorato per diversi anni. Sono principalmente destinati al mercato civile, in particolare ai veicoli lenti che non utilizzano o non richiedono sospensioni, come i tosaerba. Ma questa tecnologia si è spostata nel regno militare come una potenziale soluzione in grado di contrastare le mine antiuomo e gli IED.
Bridgestone ha sviluppato una serie di prototipi per Air Free Concept Tire, mentre Michelin è interessata ad applicazioni militari per la sua soluzione X Tweel Airless Radial Tire (ART), un gruppo pneumatico e ruota disponibile in più versioni per veicoli fuoristrada.
Famiglia Michelin Tweel
La soluzione Tweel è un insieme di cinghie in acciaio ad alta resistenza che fungono da “parete longitudinale” cilindrica semirigida che forma una sorta di molla meccanica elastica attorno alla ruota; Raggi in poliresina ad alta resistenza collegano le fasce in acciaio al mozzo della ruota. Come con i pneumatici ad aria convenzionali, si ottiene una bassa pressione specifica con un peso totale relativamente basso.
Un'altra opzione è stata sviluppata da Resilient Technologies. Il pneumatico non pneumatico non pneumatico (NPT) nell'ambito di un contratto con un laboratorio di ricerca dell'esercito, rilasciato a metà degli anni 2000, è stato sviluppato e testato fin dall'inizio per il veicolo blindato HMMWV. Lo pneumatico NPT offre mobilità e sicurezza eccezionali rispetto ai pneumatici con inserto, poiché non si fora né si sgonfia se colpito da proiettili, detriti o detonazione di IED.
Pneumatico non pneumatico (NPT)
Con l'acquisto di Resilient Technologies di Polaris, i pneumatici non pneumatici NPT sono diventati un'opzione per il SUV Sportsman MV850. I pneumatici TerrainArmor NPT possono resistere a proiettili, pietre taglienti e altri oggetti che possono danneggiare i pneumatici, eliminando la necessità di una ruota di scorta sulla macchina. Guidare su questi pneumatici non pneumatici non è diverso da guidare su pneumatici.
La struttura del pneumatico è costituita da un cerchione, un disco in polimero e una fascia battistrada, che insieme formano una ruota "virtualmente indistruttibile". La lama, il disco e il cerchio sono progettati appositamente per il carico target e il terreno prevalente.
Tecnologie di controllo dei pneumatici
Anche le sofisticate tecnologie di "gestione dei pneumatici" stanno guadagnando terreno nel mercato della difesa, poiché gli utenti desiderano migliorare le prestazioni della trazione integrale, una migliore mobilità e una suite diagnostica completa integrata in un singolo sottosistema.
Dana ha annunciato nel settembre 2015 che fornirà il suo sistema di controllo della pressione dei pneumatici Spicer per il nuovo Joint Light Tactical Vehicle (JLTV), che Oshkosh produrrà per l'esercito e il corpo dei marine degli Stati Uniti. Il sistema è progettato per migliorare le prestazioni dei veicoli tattici a ruote su strade sterrate, su pendii ripidi, in sabbia o fango, contribuendo ad aumentare la velocità su un'ampia varietà di terreni e consente di raggiungere la base in caso di pneumatico puntura. Il sistema consente inoltre di ridurre l'altezza da terra durante il trasporto del veicolo con varie modalità di trasporto.
Infatti, il sistema consente, se necessario, di gonfiare e scaricare i pneumatici, regolare la pressione in essi a un livello corrispondente al rilievo, che aumenta la trazione con il terreno e mantiene la percorribilità. Il funzionamento del sistema è controllato da una centralina elettronico-meccanica, che rileva e risolve tutti i problemi di pressione dei pneumatici, consentendo di monitorare separatamente ogni ruota. L'unità di controllo è un modulo integrato che include sottosistemi meccanici, elettrici e informatici.
Dana ha due sistemi di base nel suo portafoglio con configurazioni leggermente diverse. Il primo sistema è ottimizzato per veicoli leggeri 4x4 ed è attualmente in appalto per il progetto JLTV. Un secondo sistema più efficiente è installato su alcuni veicoli militari più grandi, come le categorie MRAP o la famiglia FMTV di veicoli militari di media potenza. I componenti principali includono un'unità di controllo pneumatica, valvole a rilascio rapido, un'unità di controllo elettronica e valvole sulle ruote.
Il capo delle vendite di Dana, Robert Goldston, ha affermato che la società è stata attiva nel contrattare per tutti i progetti in competizione per il programma JLTV, dalla concettualizzazione alla progettazione tecnica fino allo sviluppo completo e alla preparazione della produzione.
"Grazie a questi sforzi e alle solide relazioni con i nostri fornitori di componenti di sistema, siamo stati in grado di navigare chiaramente in ogni fase del programma JLTV", ha aggiunto. - Questo sistema è essenzialmente un sistema commerciale già pronto che abbiamo modificato per veicoli militari leggeri che operano in condizioni difficili. Ci restava da effettuare alcune revisioni del software al fine di soddisfare tutti i requisiti del progetto JLTV in termini di caratteristiche tattiche e tecniche".
L'azienda si sta attualmente preparando per la produzione di lotti ad alto volume, con i sistemi per il lotto iniziale già consegnati.
Una delle principali forze trainanti dietro gli sforzi di ricerca e sviluppo di Dana è stata l'insistenza del cliente su interfacce utente e algoritmi integrati per lavorare in modo coerente con altri sottosistemi di macchine.
“Ad esempio, se viene richiesta la sospensione per entrare in una determinata modalità, anche il sistema di controllo della pressione entrerà nella modalità predeterminata. Inoltre, i clienti vogliono ridurre il tempo necessario per gonfiare e sgonfiare i pneumatici in modo che possano passare da un tipo di terreno all'altro il più rapidamente possibile.”
Inoltre, il sistema è programmabile sul campo e gli strumenti diagnostici integrati avvisano il conducente di potenziali problemi agli pneumatici e forniscono lo stato dell'intero sistema. Guardando al futuro, l'azienda sta lavorando a soluzioni che contribuiranno a ridurre i tempi di gonfiaggio e sgonfiaggio dei pneumatici.
