O sistema Spicer é projetado para aumentar a flutuação da máquina regulando a pressão nos pneus, o que permite obter o tamanho ideal da impressão do pneu em qualquer terreno
Danos em uma roda ou pneu não devem levar a reparos extremamente caros e, mais ainda, ao travamento de um veículo de combate bem no meio de uma zona de combate. A eliminação de tais situações é a principal tarefa das empresas especializadas
Ao comprar um carro novo hoje, você pode facilmente sair do salão com um jogo de borracha com encaixes à prova de furos, o que o salvará da desagradável tarefa de substituir um pneu furado na beira da estrada. Em caso de furo ou dano no pneu, você pode continuar dirigindo por até 80 km sem consequências graves para a roda em si, até encontrar um centro de serviço para substituí-la.
Além de economizar peso na roda sobressalente e nas ferramentas para substituí-la, os pneus resistentes ao combate permitem que os motoristas não se preocupem com um furo no mau tempo ou em um local inseguro para parar, pois podem continuar dirigindo sem risco de danificar o carro ainda mais.
Aumente o custo de um veículo em várias centenas de milhares de dólares, o custo de trocar uma roda em dez, substitua um local perigoso na estrada por uma zona de guerra e você entenderá facilmente por que melhorar a tecnologia de pneus é um dos aspectos mais importantes de proteger veículos blindados e suas tripulações envolvidas em operações militares.
Vulnerabilidade da roda
A vantagem tática dos veículos blindados com rodas, que eles fornecem por meio de sua flexibilidade, capacidade de implantação e manobrabilidade, rapidamente os tornou o tipo de veículo preferido no Afeganistão. Porém, no teatro de operações (teatro de operações), causado pela ameaça onipresente de artefatos explosivos improvisados (IEDs), eles também tinham seus pontos fracos. Embora a blindagem adicional e os cascos em V duplo recentemente desenvolvidos tenham contribuído para o aumento dos níveis de proteção da tripulação, o aumento inevitável no peso do veículo em tais casos exacerbou os problemas associados a furos ou ruptura de pneus.
Há dez anos, para a maioria dos veículos de combate com rodas, era usada a tecnologia de inserções resistentes ao combate feitas de borracha monolítica. Na verdade, é um “donut” reforçado colocado dentro do pneu que absorve o peso da máquina e protege a roda em caso de danos e liberação de ar do pneu. Para que o inserto (paredes laterais do pneu espessadas) seja capaz de suportar o peso da plataforma, mantendo a velocidade em uma distância considerável, a borracha deve ser muito "dura", ou seja, neste caso, ferramentas de crimpagem potentes são necessárias para instale e remova a inserção da roda, ou o pneu deve ser levado da zona de combate para a oficina.
Para o exército britânico, cuja frota inteira de veículos com rodas usava essa tecnologia, isso levou a sérios problemas logísticos no Afeganistão. Em determinado momento, pneus danificados foram enviados de volta ao Reino Unido para reparos, enquanto a rede PTRF-RF (Portable Tire Repair Facility - Runflat) de oficinas móveis "Runflat" tornava impossível fazer tudo localmente. Esses módulos de contêiner implantáveis permitem todos os tipos de reparo e manutenção operacional de pneus durante uma campanha militar.
Passo suave
A ameaça dos IEDs força os fabricantes de pneus a desenvolverem constantemente novas soluções que, após um furo ou ruptura de um pneu, permitem que um carro e uma tripulação cheguem com segurança à base, além de minimizar os danos às rodas.
A Michelin, fabricante de pneus versáteis X-Force amplamente utilizados em veículos militares, desenvolveu um pneu denominado "para minas". O pneu, apresentado pela primeira vez na Eurosatory 2014, foi desenvolvido para atender às necessidades do exército francês, em particular para o sistema de desminagem SOUVIM II.
Este sistema, fabricado pela MBDA, projetado para remoção de minas e descarte de IEDs, é capaz de limpar até 150 km por dia. O sistema consiste em dois veículos rebocando reboques para ativar o min. O primeiro carro rola sobre uma mina push-pull sem ativá-la, enquanto a massa da máquina rebocada - o trailer de acionamento de mina (RDM) - aciona minas push-pull para garantir a passagem do segundo carro. Isso, por sua vez, reboca mais dois RDMs com distâncias entre eixos diferentes, desobstruindo a linha em toda a largura.
A Michelin criou seu pneu para minas com menos pressão sobre o solo do que um pé humano. Isso permite que você limpe passagens seguras em campos minados sem explosões.
Os pneus de ação contra minas Michelin LX PSI 710/75 R34 permitem que o veículo viaje por campos minados sem iniciar e ativar minas terrestres planas e cônicas. Isso é possível graças às rodas de pressão muito baixa. Quando esses pneus são instalados em uma máquina SOUVIM II de 7,5 toneladas, a pressão real sobre o solo se recusa a ser menor do que a pressão da perna de uma pessoa - 360g / cm2. Um veículo de reconhecimento padrão tem uma pressão sobre o solo de aproximadamente 5 kg / cm2.
Sistema de desminagem SOUVIM II do Exército Francês
O pneu usa uma faixa de 10 cm de espuma que adere ao pneu, um desenvolvimento dos pneus agrícolas da Michelin. O pneu permite que você obtenha o maior remendo possível de contato do pneu com a superfície de suporte, e a própria tira de espuma é coberta com uma fina "película" de borracha protetora, que também aumenta a aderência.
Vantagens da borracha
A borracha apresenta uma série de vantagens na tecnologia de pastilhas resistentes ao impacto, e alguns fabricantes trabalham exclusivamente com esse material.
“A borracha não tende a quebrar, ela absorve algumas das cargas de choque, o que é importante para veículos militares que se deslocam fora da estrada em um ambiente hostil”, disse Tyron CTO Tony Glazebrook.
“Ao contrário dos compostos, que são eles próprios materiais muito duros e podem causar altas cargas de choque mesmo com excelente suspensão - e altas cargas de choque aumentam a chance de danos às rodas e perda de mobilidade - a borracha reduz drasticamente a vibração e o choque que são transmitidos através do inserto nas rodas, eixos e cardans”.
"Isso tem um efeito positivo no manuseio do veículo e reduz os danos ao interior do pneu, o que significa que ele pode ser potencialmente reutilizado."
A borracha também é o único material que produz a chamada "trava", que é a peça central das pastilhas à prova de balas de Tyron. A trava do talão é um dispositivo mecânico que trava o talão (a borda que fica na roda) na própria roda. Em uma roda inflada, o talão é pressionado contra a superfície interna do aro da roda pela pressão no pneu de modo que o pneu e a roda girem como uma unidade. Em caso de queda da pressão do pneu, por exemplo em caso de furo ou avaria, o bloqueio é necessário para evitar que o pneu rode no interior da roda, o que, no final, pode levar à perda de mobilidade.
“Os veículos militares devem ser capazes de continuar em missão e retornar à base com um ou todos os pneus furados - um mínimo garantido de 50 km com dois ou mais pneus furados ou um mínimo de duas horas off-road com inclinações e obstáculos”, disse Glazebrook. “Nossas pastilhas All Terrain Rubber [ATR] permitem que os veículos militares ultrapassem essa distância e, portanto, em caso de avaria, o carro pode viajar com um, dois ou até oito pneus furados até o ponto em que será reparado ou substituído."
"Como nossas pastilhas são de várias peças, elas podem ser instaladas sem ferramentas especiais e são fáceis de substituir, mesmo na lateral da estrada, usando equipamento de troca de pneus padrão, mantendo todos os benefícios da borracha."
Experimentado e testado
Os clientes da Tyron submeteram as inserções ATR a testes balísticos com foco nos conectores para garantir que a inserção permanecerá funcional sob forte ataque cinético. Isso é importante porque a borracha absorve significativamente mais energia (de lancis a IEDs) do que os materiais duros.
Em setembro de 2015, a Tyron anunciou que trabalharia com a Global Wheel para fornecer inserções perfurantes de blindagem completas para o transporte de pessoal blindado Springbuck da South African DCD Defense. O contrato original era para o fornecimento de três conjuntos completos de rodas, cujo design consiste em um aro da roda da Global Wheel, inserções ATR pré-fabricadas da Tyron e pneus da Continental.
Junto com seu parceiro, Global Wheel, a Tyron fornece rodas completas com inserções resistentes a impactos para o transporte de pessoal blindado sul-africano DCD Defense Springbuck.
Os trabalhos neste contrato estão em curso e a empresa afirma ver grande interesse nos seus produtos por parte dos fabricantes de automóveis com configurações de rodas 4x4, 6x6 e 8x8.
“Tal como acontece com o Springbuck, o inserto pode ser fornecido como parte de uma roda completa para instalação em uma nova máquina”, disse Glazebrook. “Eles também podem ser fornecidos como um novo componente para atualizações de meia-idade, pois o eixo da máquina pode suportar peso extra. Eles adicionam massa ao carro como qualquer outra inserção, mas a maioria dos veículos blindados pode receber um pouco de massa e, portanto, não há problema aqui."
Comparação com compósitos
Como principal alternativa à borracha, os materiais compostos têm suas próprias vantagens - são mais leves, menos caros de fabricar e podem ser adaptados à roda de uma peça existente.
A RunFlat International oferece várias soluções de rodas compostas, incluindo seu sistema Dynamic RunFlat, que consiste em dois ou três segmentos compostos à prova de balas aparafusados ao aro da roda. A vantagem do sistema de duas ou três peças sobre o estilo rosquinha é que ele pode ser instalado e removido no campo usando equipamento padrão.
Quando o pneu está totalmente inflado, os segmentos permanecem fixos ao aro, mas quando o pneu é esvaziado, eles "giram" contra a rotação para frente do pneu e da roda, compensando a diferença nos diâmetros dos pneus inflado / não inflado em cada lado do o eixo. Isso permite que o carro viaje até 100 km com um ou mais pneus furados.
“Nossas inserções modulares tornam relativamente fácil trocar os pneus da turbina, o que é muito importante porque os pneus no Afeganistão duram menos do que sua vida útil,” disse Tom Westley, chefe de vendas da RunFlat International.“Além disso, nossos produtos não se desgastam com o tempo e suportam bem ataques balísticos ou terrenos acidentados, que são sempre a causa da quebra da pastilha.”
O polímero criado e utilizado pela empresa é capaz de resistir a ataques balísticos. O material não se quebra, ele absorve energia e é puxado para trás independentemente da temperatura. Segundo a empresa, esse material é mais leve que a borracha, o que permite aumentar a capacidade de carga da máquina.
Dependendo dos requisitos do cliente, diferentes soluções Dynamic RunFlat permitem que um carro com um pneu furado percorra distâncias diferentes: de 15 km a uma velocidade de 50 km / h na estrada e até 100 km na estrada ou 60 km fora da estrada. O sistema de travamento patenteado facilita a instalação; não é necessária lubrificação no interior do pneu, ela só é necessária no perfil interno da pastilha, que fica em contato com o aro, o que contribui para um deslizamento mais suave do pneu quando vazio. A empresa também oferece o sistema Static RunFlat para aros de rodas dobráveis para veículos militares, muitas vezes off-road. O sistema consiste em três segmentos à prova de balas rigidamente aparafusados ao redor do cubo da roda; eles travam e seguram o pneu no lugar, vazio ou não. Graças à sua forma de colar patenteada, o sistema é particularmente estável quando a roda está plana. Este sistema destina-se principalmente a aplicações militares na estrada e fora de estrada, normalmente permite conduzir com pneus furados de 50 a 100 km.
A RunFlat International não cita projetos militares que utilizam seus produtos, mas possui diversos contratos no Oriente Médio - o segundo maior mercado depois da Europa - que estão em andamento.
“A retirada das tropas do Iraque e do Afeganistão teve um impacto negativo na demanda … mas estão começando grandes projetos de novos veículos de combate que determinarão a necessidade de inserções nos próximos anos”, Westley está otimista. “Nossa capacidade de fornecer rodas leves, duráveis e fáceis de usar que podem ser adaptadas a cada projeto é muito importante aqui.”
“Fornecer níveis mais altos de proteção contra IEDs resultou em veículos ganhando muito peso, e veículos mais pesados precisam ser calçados com rodas que possam suportar cargas maiores. Como especialistas em pneus e rodas, podemos projetar e fornecer uma roda totalmente compatível com uma pastilha ou trava balística, bem como um conjunto de roda totalmente pronto para ser instalado em um carro."
O sistema runflat dinâmico consiste em dois ou três segmentos compostos à prova de balas aparafusados ao aro da roda
Em estado sólido
O conceito de pneus "airless" ou não pneumáticos é explorado há vários anos. Destinam-se principalmente ao mercado civil, especialmente para veículos lentos que não usam ou não precisam de suspensão, como cortadores de grama. Mas essa tecnologia mudou para o reino militar como uma solução potencial capaz de combater minas terrestres e IEDs.
A Bridgestone desenvolveu vários protótipos para o pneu Air Free Concept, enquanto a Michelin está interessada em aplicações militares para sua solução X Tweel Airless Radial Tire (ART), um conjunto de pneu e roda disponível em várias versões para veículos off-road.
Família Michelin Tweel
A solução Tweel é um conjunto de cintas de aço de alta resistência que atuam como uma “parede longitudinal” cilíndrica semirrígida que forma uma espécie de mola mecânica elástica ao redor da roda; Raios de poliresina de alta resistência conectam as bandas de aço ao cubo da roda. Tal como acontece com os pneus convencionais, uma baixa pressão específica é alcançada com um peso total relativamente baixo.
Outra opção foi desenvolvida pela Resilient Technologies. Pneu Não Pneumático (NPT) pneu não pneumático sob contrato com um laboratório de pesquisa do exército, emitido em meados dos anos 2000, foi desenvolvido e testado desde o início para o veículo blindado HMMWV. O pneu NPT oferece mobilidade e segurança excepcionais em comparação aos pneus de inserção, pois não perfura ou esvazia ao ser atingido por uma bala, detritos ou detonação de um IED.
Pneu Não Pneumático (NPT)
Com a compra da Resilient Technologies pela Polaris, os pneus não pneumáticos NPT tornaram-se uma opção para o SUV Sportsman MV850. Os pneus TerrainArmor NPT podem suportar balas, pedras pontiagudas e outros objetos que podem danificar os pneus pneumáticos, eliminando a necessidade de uma roda sobressalente na máquina. Dirigir com esses pneus não pneumáticos não é diferente de dirigir com pneus pneumáticos.
A estrutura do pneu consiste em um aro, um disco de polímero e uma faixa de rodagem, que juntos formam uma roda "virtualmente indestrutível". A lâmina, o disco e o aro são especialmente projetados para a carga alvo e o terreno predominante.
Tecnologias de controle de pneus
As sofisticadas tecnologias de "gerenciamento de pneus" também estão ganhando espaço no mercado de defesa, pois os usuários desejam um desempenho aprimorado da tração nas quatro rodas, melhor mobilidade e um conjunto de diagnóstico abrangente integrado em um único subsistema.
A Dana anunciou em setembro de 2015 que fornecerá seu sistema de controle de pressão dos pneus Spicer para o novo Joint Light Tactical Vehicle (JLTV), que a Oshkosh produzirá para o Exército e o Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA. O sistema é projetado para melhorar o desempenho de veículos táticos sobre rodas em estradas de terra, em encostas íngremes, na areia ou na lama, ao mesmo tempo que ajuda a aumentar a velocidade em uma grande variedade de terrenos e permite chegar à base em caso de um pneu punção. O sistema também permite reduzir a distância ao solo ao transportar o veículo por vários meios de transporte.
Na verdade, o sistema permite, se necessário, encher e baixar pneus, ajustar a pressão nos mesmos a um nível correspondente ao alívio, o que aumenta a tração com o solo e mantém a transitabilidade. O funcionamento do sistema é controlado por uma unidade de controle mecânico-eletrônico, que detecta e resolve todos os problemas de pressão dos pneus, permitindo que cada roda seja monitorada separadamente. A unidade de controle é um módulo integrado que inclui subsistemas mecânicos, elétricos e de computador.
A Dana tem dois sistemas básicos em seu portfólio com configurações ligeiramente diferentes. O primeiro sistema é otimizado para veículos leves 4x4 e atualmente está contratado para o projeto JLTV. Um segundo sistema mais eficiente é instalado em alguns veículos militares maiores, como as categorias MRAP ou a família FMTV de veículos militares médios. Os principais componentes incluem uma unidade de controle pneumático, válvulas de liberação rápida, uma unidade de controle eletrônico e válvulas de roda.
O chefe de vendas da Dana, Robert Goldston, disse que a empresa tem participado ativamente da contratação de todos os projetos que concorreram ao programa da JLTV, desde a conceituação, passando pelo design técnico, até o desenvolvimento completo e preparação da produção.
“Por meio desses esforços e fortes relacionamentos com nossos fornecedores de componentes de sistema, fomos capazes de navegar com clareza por cada etapa do programa JLTV”, acrescentou. - Este sistema é essencialmente um sistema comercial pronto que modificamos para veículos militares leves operando em condições difíceis. Resta-nos proceder a alguma revisão do software de forma a cumprir todos os requisitos do projecto JLTV em termos de características tácticas e técnicas.”
A empresa está atualmente se preparando para a produção de lotes de alto volume, com sistemas para o lote inicial já entregues.
Uma grande força motriz por trás dos esforços de P&D da Dana foi a insistência do cliente em interfaces de usuário e algoritmos integrados para trabalhar de forma consistente com outros subsistemas da máquina.
“Por exemplo, se houver uma solicitação para que a suspensão entre em um determinado modo, o sistema de controle de pressão também entrará no modo pré-determinado. Além disso, os clientes querem reduzir o tempo que leva para encher e esvaziar seus pneus para que possam fazer a transição de um tipo de terreno para outro o mais rápido possível.”
Além disso, o sistema é programável em campo e as ferramentas de diagnóstico integradas alertam o motorista sobre possíveis problemas nos pneus e fornecem o status de todo o sistema. Olhando para o futuro, a empresa está trabalhando em soluções que ajudarão a reduzir os tempos de inflação e deflação dos pneus.
