Para um comandante moderno, uma das primeiras tarefas é garantir a prontidão das armas e equipamentos de sua subunidade para o trabalho a qualquer momento. A falta de números suficientes (leia-se: pessoal) pode significar uma diminuição no poder de fogo ou a capacidade de concentrar ogivas do tamanho correto em um local preciso e em um momento preciso. Manter uma alta prontidão para o combate é especialmente crítico para as tropas que participam de operações expedicionárias. Aqui, o comandante é severamente limitado pelas forças e meios que são entregues por mar ou ar, ele deve manter todos os sistemas em boas condições e ser capaz não apenas de conduzir as operações, mas também manter potencial suficiente até que os suprimentos sejam reabastecidos. Ao realizar a manutenção e reparação, as unidades expedicionárias enfrentam problemas únicos que as unidades com oficinas traseiras tradicionais não enfrentam, uma vez que a maior parte do trabalho deve ser executado no princípio da "auto-suficiência". Sem dúvida, os sistemas estão se tornando mais complexos, mais difíceis de reparar e manter, mas estão surgindo tecnologias que simplificam esse trabalho e permitem que ele seja feito com mais rapidez e em um nível organizacional inferior.
Sistemas integrados de monitoramento de condição
No passado, a manutenção era realizada em uma programação baseada em períodos específicos de tempo, como anualmente ou ao atingir um determinado número de quilômetros ou horas. Essas manutenções programadas muitas vezes não refletiam o desgaste real ou a necessidade. Por outro lado, os reparos eram feitos apenas quando um defeito realmente acontecia e algo quebrava. O mau funcionamento pode ter ocorrido durante a operação, privando o comandante do componente com falha até que o reparo fosse concluído. O Sistema Integrado de Monitoramento de Condições (ISMS) permite a manutenção preditiva e reparos por meio da coleta, armazenamento e catalogação contínua de dados sobre o uso e a condição de vários componentes de um veículo, aeronave ou outros subsistemas.
Esse banco de dados é então analisado por computadores de bordo ou baixado por técnicos e comparado com um grande banco de dados de estatísticas para determinar possíveis falhas de componentes.
O vice-presidente da fabricante de ISMS North Atlantic Industries disse que “uma vez que as prováveis falhas e falhas tenham sido identificadas, as ações corretivas apropriadas podem ser tomadas. Nossas soluções permitem que o pessoal de manutenção preveja melhor o serviço com base no desempenho real e na condição do próprio componente ou de suas partes, em vez de esperar que um componente falhe”. O ISMS pode ser incorporado em uma variedade de plataformas, mas seu uso em aeronaves e veículos é especialmente atraente. Eles oferecem novas oportunidades, incluindo serviço aprimorado e eficiência de reparo, reduzindo drasticamente o tempo de inatividade.
O valor prático do monitoramento contínuo dos parâmetros e do estado dos subsistemas foi demonstrado por um representante da Bell e da Boeing ao descrever o ISMS embutido na próxima geração do tiltrotor V-280 Valor. O sistema Tiltrotor V-280 não apenas detecta um nó quebrado, mas também pode relatá-lo automaticamente para a equipe de manutenção no solo, mesmo durante seu vôo. Com essas informações, o pessoal em campo pode obter tudo o que precisa e fazer reparos assim que a máquina retornar. Com o advento das redes sem fio digitais e mensagens integradas, esses mesmos recursos podem ser integrados a praticamente qualquer sistema. Os reparos preditivos podem prevenir e corrigir o problema com antecedência.
Diagnóstico integrado integrado
Combinando ISMS e processamento de dados local, você pode obter diagnósticos integrados. Os diagnósticos a bordo fornecem à tripulação uma indicação inicial de um possível mau funcionamento ou avaria e também são a base para uma análise mais aprofundada pelo técnico. Esses sistemas monitoram continuamente e, em alguns casos, registram o histórico de desempenho de vários componentes-chave da plataforma subjacente. Como resultado, eles permitem detectar problemas proativamente e corrigi-los antes que algo mais sério aconteça. O sistema Command Zone da Oshkosh Defense inclui diagnósticos integrados como parte de uma rede digital mais ampla e integrada à plataforma. A Zona de Comando pode não apenas realizar autodiagnósticos, mas também periodicamente ou, se necessário, relatar seu status a dispositivos de controle externos. Assim, a disponibilidade do sistema depende em grande parte do conhecimento da equipe técnica, que pode avaliar e planejar as manutenções preventivas. O resultado é uma “manutenção condicional” puramente que pode levar a uma manutenção preventiva que aumenta a disponibilidade do sistema para a operação pretendida.
Blocos de troca rápida
Visto que maximizar a disponibilidade dos sistemas é o objetivo principal dos trabalhos de manutenção e reparo, segue-se diretamente que o tempo e o esforço necessários para retornar um sistema, especialmente um sistema de combate crítico, ao serviço, deveriam ser idealmente mínimos. O conceito de blocos de troca rápida seria uma boa solução aqui. Segundo ele, os componentes do sistema projetado devem ser facilmente acessíveis, fáceis de remover e recolocar. O componente de troca rápida é reparado posteriormente, com o técnico da linha de frente se concentrando em colocar todo o sistema de volta aos trilhos o mais rápido possível. Adotada originalmente na aviação, essa prática foi amplamente estendida aos sistemas terrestre e marítimo. Um representante da Denel Vehicle Systems explicou que “A otimização para a máxima prontidão operacional é o principal objetivo dos nossos projetos de veículos de combate. Por exemplo, o veículo blindado RG35 implementa uma substituição rápida de subsistemas com um número mínimo de operações. A suspensão pode ser substituída por apenas quatro parafusos e até mesmo o painel pode ser removido e substituído em menos de 15 minutos. O método de troca rápida de blocos é igualmente útil para reparar danos de combate, pois permite reparos na linha de frente que, de outra forma, seriam impraticáveis ou exigiriam a evacuação do veículo para a parte traseira.
impressao 3D
É muito importante ter à disposição as peças necessárias para o reparo. As tropas desdobradas só podem levar um número limitado de peças, portanto, se o componente necessário não estiver disponível, os reparos não podem ser feitos. Nos últimos anos, a tecnologia de impressão 3D foi exaustivamente estudada. o que permite que você faça uma peça específica no local, mesmo no campo. Um gerente de projeto da Autoridade de Desenvolvimento de Sistemas do Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA explicou que “a tecnologia ZD, também chamada de adaptativa, permite que uma parte seja impressa conforme necessário. Essas tecnologias e processos transformam essencialmente arquivos digitais em objetos físicos. Um arquivo digital pode ser criado digitalizando um objeto existente ou usando um sistema de design auxiliado por computador. O programa envia instruções para a impressora 3D, que imprime o objeto, adicionando camadas de material até que o produto acabado seja obtido."
A Marinha dos Estados Unidos começou a usar a impressão 3D a bordo de seus navios em 2014 para replicar as peças necessárias. Desde então, os fuzileiros navais e a Força Aérea dos Estados Unidos começaram a integrar essas capacidades em suas estruturas de serviço e logística. Os militares dos EUA e da Índia também iniciaram programas para integrar a manufatura digital direta em suas cadeias de suprimentos. A principal vantagem aqui é a capacidade de enviar peças para o usuário com mais rapidez, resultando em menos tempo de inatividade durante a espera por reparos. Além disso, é possível transferir os dados digitais necessários para reproduzir a peça da produção remota para a posição do usuário, o que também agiliza o processo de reparo. Este método também é adequado para a produção de peças para equipamentos obsoletos que não estão mais em produção e para os quais as peças são difíceis de obter.
O uso da impressão 3D é especialmente atraente para as forças expedicionárias. O uso da impressão ZD no local pode eliminar a necessidade de transportar estoques de peças sobressalentes e reduzir custos, além de ajudar a melhorar a eficiência e a prontidão de combate das tropas. Uma vez que alguns dos suprimentos podem ser inventados no campo, isso tornará as forças armadas mais inovadoras. Além disso, a impressão ZD requer matérias-primas mais baratas em vez de produtos acabados.
O USMC já demonstrou o complexo de impressão 3D implantável da X-FAB. Inclui computadores com software CAD; armazenamento de desenhos digitais para impressão 3D; scanner 3D portátil; fonte de alimentação ininterrupta; impressora 3D de grande formato Cosine; Impressora 3D LulzBot TAZ; e impressora composta de mesa Markforged; todos eles pertencem à classe das máquinas extrusoras. Embora o complexo atualmente só seja capaz de produzir peças de plástico, planos estão sendo traçados para incluir impressoras que imprimam peças de pó metálico. As peças do complexo X-FAB ficam disponíveis em poucas horas, ao invés de recebê-las pelo sistema de pedidos de peças de reposição, que pode levar dias ou semanas.
A impressão 3D torna-se ainda mais atraente quando combinada com ISMS e relatórios de falhas em tempo real. A capacidade de produzir peças no local reduz a preocupação de que uma peça necessária possa não estar em estoque.
Consumíveis no local
A necessidade de autossuficiência não se limita aos detalhes. Muitas categorias de equipamento militar, incluindo veículos, aviação e artilharia, requerem diferentes fluidos ou gases especiais para operar seus subsistemas, por exemplo, controles de deslocamento da suspensão, mecanismos de reversão, sistemas de extinção de incêndio, ótica diurna, sistemas de visão noturna e até pneus. Podem ser entregues nos locais de implantação permanente pelo fornecedor, o que se denomina “direto na porta”. Durante a implantação ou em campos de campo, os técnicos devem ter essas substâncias em mãos, muitas das quais são prejudiciais e perigosas durante o armazenamento e transporte, especialmente na zona de combate. A capacidade de obter essas substâncias conforme necessário e o mais próximo possível do consumidor permite, em grande parte, eliminar esses perigos, ao mesmo tempo que garante a disponibilidade do produto a qualquer momento.
Uma dessas substâncias é o nitrogênio comprimido. É utilizado em sistemas de visão noturna, sistemas de suspensão, porta-helicópteros, diversos sistemas de controle, tanques de combustível e pneus de drones e aeronaves. Cilindros pesados de nitrogênio são difíceis de manusear e podem ser perigosos se danificados.“Os fuzileiros navais foram os primeiros a aceitar geradores de nitrogênio implantados em campo para fornecimento”, explicou Scott Bodman, da South-Tek Systems. “Ele integrou nossa unidade de geração de nitrogênio de baixa pressão N2 Gen compacta e separada em seus sistemas de manutenção optoeletrônicos no Iraque e no Afeganistão. Essas oficinas de campo incluíram tudo o que é necessário para manter e reparar osciloscópios e dispositivos de visão noturna. O N2 Gen gera nitrogênio a partir do ar, opera em uma fonte de energia portátil e fornece nitrogênio para consumidores em qualquer lugar, eliminando a necessidade de fornecedores externos. Esses sistemas permitem que os fuzileiros navais reparem e devolvam rapidamente escopos e dispositivos de visão noturna aos caças. O uso crescente de suspensões ativas avançadas e o uso crescente de nitrogênio para fins militares levaram a South-Tek a desenvolver um sistema de geração de nitrogênio de alta pressão totalmente implantável, denominado N2 Gen HPC-1D. Alimentado por uma rede elétrica comum ou gerador, o sistema pode operar em bases militares e no campo. O sistema gera nitrogênio para veículos de combate como o Stryker e AMV, os mais recentes caminhões táticos com suspensão avançada como o JLTV, peças de artilharia incluindo o obus M777 de 155 mm, e aeronaves e helicópteros.
Freqüentemente, não é dada a devida atenção ao carregamento de sistemas de extinção de incêndio no campo. Isso inclui, por exemplo, tanques com agentes extintores para sistemas automáticos de extinção de incêndios para veículos táticos e de combate, aeronaves e helicópteros, bem como extintores portáteis. Para obter essas capacidades em campo, o Exército dos EUA desenvolveu o Sistema de Refil de Supressão de Incêndio (FSRS). Todo o sistema está alojado em um contêiner robusto que pode ser montado em uma aeronave ou navio e colocado em um trailer para transporte terrestre. Um porta-voz da Administração de Veículos e Blindados do Exército dos EUA observou que “um sistema de supressão de fogo defeituoso na plataforma significa que a plataforma não pode ser operada. O FSRS garante que os técnicos da linha de frente possam consertar o sistema e colocá-lo novamente online sem demora. Os primeiros sistemas FSRS serão implantados no Exército dos EUA em 2019.
Manutenção e reparo com realidade aumentada
O aumento da complexidade dos sistemas militares aumentou a complexidade de sua manutenção e reparo. Isso, aliado à necessidade de realizar essas ações no nível mais baixo e avançar ainda mais para a vanguarda, onde os recursos são mais limitados, coloca grandes desafios para o corpo técnico. A questão principal é como dar a esses especialistas a competência para executar as tarefas básicas necessárias para devolver uma aeronave, veículo, sistema de armas e outros bens ao serviço. Uma das soluções propostas é utilizar os recursos da “realidade virtual”. Cada vez mais usando simulação para o ensino, Krauss-Maffei Wegmann estendeu essa tecnologia a um técnico dedicado. O chefe do departamento de treinamento e modelagem descreve este sistema da seguinte forma: “A aparência de um videogame com elementos de realidade virtual, em que o dono do visor do capacete vê não apenas a imagem 3D da máquina (ou outro sistema), mas também é orientado passo a passo pelo processo de reparo. Pode ser puramente virtual para um processo de aprendizagem ou familiarização, ou pode ser sobreposto em uma plataforma real. No segundo caso, o reparador passará por todas as etapas necessárias no processo de reparo ou manutenção."
O uso da tecnologia de realidade aumentada permite que o especialista assuma uma série de tarefas com maior confiança, mesmo que nunca as tenha feito antes. Além disso, garante a correção do processo, o que, por sua vez, elimina erros que poderiam prejudicá-lo. Isso é mais eficaz do que usar tutoriais impressos ou mesmo em vídeo, pois os usuários estão realmente imersos no processo. O sistema também permite que o supervisor monitore remotamente as ações do especialista em tempo real, aponte erros e dê orientações. O uso de tecnologias de realidade aumentada no treinamento permite que o pessoal das unidades de reparo localizadas na linha de frente ou implantadas em operações expedicionárias execute uma gama mais ampla de tarefas de manutenção e reparo sem a necessidade de treinamento obrigatório de pessoal para essa tarefa específica. Como resultado, a probabilidade de reparos aumenta, caso contrário, se tais tecnologias não estiverem disponíveis, deve ser adiado por falta de experiência no local de reparo. Isso, em combinação com o uso de SGSI, ferramentas de diagnóstico de bordo e o conceito de unidades de troca rápida, torna possível colocar equipamentos e armas de volta em operação mais rapidamente (devido, entre outras coisas, a um nível organizacional inferior).
O futuro está em manutenção e reparo
O surgimento dessas tecnologias tem o potencial de revolucionar o processo de manutenção e reparo, bem como as operações. As novas e únicas capacidades complementares que essas tecnologias oferecem terão um grande impacto sobre como e em que nível essas atividades são realizadas. Envolvidas em um processo integrado de serviço, reparo, operação e fornecimento de peças, essas tecnologias aumentarão a independência e a autossuficiência das forças avançadas desdobradas em operações expedicionárias. Como resultado, um trabalho de reparo mais rápido e, conseqüentemente, um retorno mais rápido do equipamento ou das armas ao serviço. Além disso, isso aumentará o número de forças e meios disponíveis para realizar tarefas operacionais. Esta nova abordagem de manutenção e reparo está se tornando um fator no aumento das capacidades de combate e poder de combate, o que pode afetar positivamente a proporção de vitórias e derrotas.
