A adaptação de armas e equipamentos militares para uso na esfera civil é sempre de certo interesse de um ponto de vista ou outro. No entanto, alguns sistemas, como a artilharia, têm potencial limitado no contexto de tal retrabalho. Um dos projetos mais interessantes para mudar o propósito de uma arma de artilharia foi criado no final dos anos oitenta. Como parte do projeto UZAS-2, os projetistas soviéticos propuseram o uso da ferramenta de cravação de estacas existente durante a construção de várias instalações.
Para a instalação de estacas, que constituem um dos principais elementos estruturais da estrutura, são utilizados equipamentos de diversos tipos. As estacas de concreto, metal ou concreto armado são cravadas no solo por meio de martelos diesel ou hidráulicos, bate-estacas vibratórias ou máquinas de prensagem de estacas. Tendo certas vantagens, todas as amostras de tal tecnologia não são desprovidas de algumas desvantagens. Por exemplo, o método de impacto de cravação de estacas está associado a ruído alto e prolongado, vibrações, etc. Há muito que engenheiros nacionais e estrangeiros procuram uma forma de reduzir o impacto negativo do processo de empilhamento na infraestrutura envolvente e nas pessoas.
O projeto original, voltado para a solução dos problemas existentes, foi desenvolvido na segunda metade da década de oitenta. O desenvolvimento da máquina de construção original foi realizado por especialistas do Instituto Politécnico de Perm (agora a Universidade Politécnica Nacional de Pesquisa de Perm), chefiados pelo professor Mikhail Yuryevich Tsirulnikov. Por várias décadas M. Yu. Tsirulnikov estava empenhado na criação de promissores canhões de artilharia de várias classes, destinados à operação no exército. Posteriormente, a experiência adquirida foi proposta para ser utilizada em uma nova área.
Vista geral da instalação do UZAS-2 na posição de transporte. Foto Strangernn.livejournal.com
Um promissor projeto de equipamento de construção foi denominado UZAS-2 - “Instalação de âncora e cravação de estacas”. O projeto foi baseado em uma proposta original sobre os princípios de cravação de estacas no solo. Todas as amostras existentes com um propósito semelhante poderiam afundar a pilha apenas gradualmente, em uma velocidade ou outra. Os martelos a diesel, por exemplo, realizam essa tarefa com uma série contínua de golpes. A nova amostra, por sua vez, teve que definir a pilha para a profundidade necessária em um ou dois golpes. Para obter os indicadores de energia necessários, foi proposto o uso de uma arma de artilharia ligeiramente modificada do tipo existente. Era ele que deveria literalmente "atirar" a pilha no chão.
Com base em uma proposta incomum, os funcionários do PPI sob a liderança de M. Yu. Tsirulnikov logo formou um método praticamente aplicável de instalação de elementos de construção, caracterizado pela alta eficiência. O uso do chamado. A indentação por impulso permitiu 2 a 2,5 vezes para aumentar a profundidade de cravação de estacas com um tiro em comparação com outro uso da mesma energia. Ao mesmo tempo, foi possível usar o máximo possível de componentes e conjuntos prontos.
O projeto da unidade UZAS-2 foi finalizado em 1988, logo após o início da montagem dos equipamentos experimentais. No momento em que este trabalho começou, os autores do projeto conseguiram interessar a gestão da indústria de óleo e gás. Assim, propôs-se testar a amostra original de equipamentos de construção nos canteiros de obras do empreendimento Permneft. A montagem do equipamento experimental foi realizada por uma das oficinas desta empresa com a participação ativa de especialistas do PPI e da fábrica de Perm com o nome de V. I. Lenin. O resultado dessa cooperação logo se tornou o surgimento de três unidades autopropelidas capazes de cravar estacas ao mesmo tempo.
Uma das principais ideias do projeto UZAS-2 foi o uso de componentes prontos. Em primeiro lugar, tratava-se do sistema de condução, que foi planejado para ser construído com base no canhão de artilharia existente. Além disso, durante a construção dos equipamentos experimentais, foram utilizadas amostras existentes de equipamentos autopropelidos, o que permitiu dar a equipamentos especiais a capacidade de se deslocarem de forma independente para o local de trabalho.
Um skidder em série do modelo TT-4 foi escolhido como base para a unidade autopropelida UZAS-2. Esta máquina tinha um chassi sobre esteiras e foi originalmente projetada para transportar árvores ou pacotes de toras em um estado semi-submerso. Durante a construção da UZAS-2 experimental, os tratores foram privados de equipamentos especiais do modelo original, em vez de meios de cravação de estacas. Ao mesmo tempo, não foram necessárias mudanças significativas no projeto, uma vez que todos esses equipamentos foram instalados na área de carga existente.
Skidder TT-4 na configuração original. Foto S-tehnika.com
O trator TT-4 possuía uma estrutura de pórtico de baixa altura, que possuía espaço para a instalação dos equipamentos alvo. Na parte frontal do casco, foi planejada a instalação de uma cabine de tripulação e um compartimento de motor. Toda a parte superior do casco atrás da cabine foi destinada ao equipamento do tipo requerido. O compartimento do motor localizava-se diretamente no interior da cabine no eixo longitudinal do trator. Devido ao seu grande tamanho, o motor e seu radiador exigiam o uso de uma carcaça adicional com grade, projetando-se da cabine principal. Várias unidades de transmissão foram colocadas abaixo do motor e dentro da carroceria.
O skidder foi equipado com um motor diesel A-01ML de 110 HP. Por meio de embreagem, transmissão manual, eixo traseiro, comandos finais e caixa de transferência, o motor foi conectado às rodas motrizes do chassi, um guincho usado para derrapagem e uma bomba hidráulica. A caixa de velocidades reversível permitia a escolha de oito velocidades à frente e quatro à ré. Para o controle, foi utilizada uma engrenagem planetária com freios de banda.
Como parte do chassi, o trator TT-4 tinha cinco rodas de cada lado. Uma característica dos rolos era o design de raios curvos. Os rolos foram bloqueados por meio de dois truques com molas próprias: dois foram colocados no truque dianteiro e três atrás. Na frente do casco, havia uma roda guia, que foi significativamente removida do primeiro rolo-compactador. O líder estava na popa. O grande diâmetro dos rolos eliminou a necessidade de rolos de suporte separados.
Durante a construção, a “Planta de Ancoragem e Estaca” recebeu sistemas de nivelamento montados diretamente na estrutura do chassi existente. Uma unidade destacada com um cilindro hidráulico localizado verticalmente foi fixada na frente da máquina. Mais dois macacos estavam na popa e tiveram que ser baixados até o solo por meio de uma curva. Essa concepção de suportes adicionais tornou possível manter a máquina na posição necessária durante a operação.
A parte mais interessante da máquina UZAS-2 estava localizada na área de carga do chassi, que anteriormente era destinado à fixação da placa protetora. A construção do local foi ligeiramente alterada e, além disso, possui uma pequena cerca. Em montagens especiais, foi proposta a instalação pivotante de uma unidade de artilharia diretamente responsável por cravar estacas. A base da unidade oscilante era uma estrutura de três tubos longitudinais conectados por elementos adicionais com a forma correspondente. A estrutura foi transferida para a posição de trabalho horizontal ou vertical de transporte com a ajuda de dois cilindros hidráulicos.
Como meio de cravar estacas, foi proposto o uso do canhão de 152 mm do corpo de artilharia M-47 (índice GAU 52-P-547). Esta é uma arma desenvolvida pelo Special Design Bureau of Plant No. 172 (agora Motovilikhinskiye Zavody) com a participação mais ativa de M. Yu. Tsirulnikov foi produzido em massa de 1951 a 1957 e foi usado pelo exército soviético por algum tempo, após o qual deu lugar a sistemas mais novos. O projeto UZAS-2 propôs alguma alteração da ferramenta existente de tipo obsoleto, após o que poderia servir como fonte de energia para cravar as estacas no solo.
Canhão M-47 no Museu Histórico-Militar de Artilharia, Tropas de Engenharia e Corpo de Sinalização (São Petersburgo). Foto Wikimedia Commons
Uma das consequências positivas da implementação de um novo projeto e da construção massiva desse equipamento poderia ser a economia no descarte de armas existentes. Na década de 1950, a indústria soviética construiu um total de 122 canhões M-47, que mais tarde foram retirados do serviço ativo e enviados para armazenamento. No futuro, essas armas deveriam ser recicladas, mas a construção de instalações de cravação de estacas possibilitou adiar esse momento, bem como obter algum benefício com os produtos desativados.
Na versão original, o canhão M-47 do corpo de artilharia era um canhão de 152 mm com um comprimento de cano de calibre 43, 75. A arma estava equipada com um portão de cunha, dispositivos de recuo hidráulico e um freio de boca. O grupo do cano em forma de cano, culatra e invólucro para fixação no berço com a ajuda dos pinos deste último foi montado sobre um carrinho, constituído por máquinas superiores e inferiores. A máquina superior era um dispositivo em forma de U com suportes e acionadores de orientação de canhão, enquanto a inferior era equipada com camas, viagens de roda, etc. O design do carro da arma tornou possível atirar em alvos em um setor horizontal com uma largura de 50 ° em ângulos de elevação de -2,5 ° a + 45 °. A carruagem estava equipada com um escudo blindado. O alcance máximo de tiro atingiu 20,5 km.
Como parte do projeto UZAS-2, o canhão M-47 existente teve que passar por mudanças perceptíveis. Em primeiro lugar, foi privado da máquina inferior e de outros elementos da carruagem. Também removeu a blindagem, a mira, o freio de boca e uma série de outras unidades que não eram mais necessárias. A máquina superior, berço e outros elementos do sistema de artilharia foram propostos para serem instalados no quadro oscilante da unidade autopropelida. Neste caso, o cano foi travado em uma determinada posição, paralelo aos tubos do quadro oscilante. Para reduzir o tamanho de todo o conjunto da máquina e reduzir o desempenho energético ao nível necessário, foi decidido cortar seriamente o barril existente. Agora seu focinho se projetava ligeiramente além do nível dos dispositivos de recuo.
Juntamente com a ferramenta de cravação de estacas modificada, foi proposto o uso do assim chamado. no fundo do poço. Este dispositivo foi feito na forma de uma grande peça de formato variável. A haste do martelo tinha uma forma cilíndrica com um diâmetro externo de 152 mm, para que pudesse caber no cano da arma. A cabeça do dispositivo era muito maior e destinava-se a fornecer contato com a estaca cravada. Também na estrutura do matadouro havia um chamado. câmara substituível localizada na haste. Foi proposto usá-lo para instalar uma carga de pó. O uso de projéteis padrão de projéteis de artilharia de 152 mm não foi fornecido.
Chegando ao local de trabalho, os construtores tiveram que instalar a máquina UZAS-2 no local desejado e usar macacos para colocá-la na posição correta. Além disso, o quadro com a unidade de artilharia foi levantado, um martelo acoplado a uma pilha foi colocado no cano. Em seguida, o operador da instalação deu a ordem de atirar e a pilha, sob a influência dos gases em pó, entrou na profundidade necessária. Este último foi alterado por um encargo variável.
Em 1988, várias empresas de Perm construíram três unidades autopropelidas do tipo UZAS-2 de uma vez, as quais foram planejadas imediatamente para serem colocadas em operação limitada. Foi proposto testar esta técnica simultaneamente com a construção de determinados objetos. No final da década de oitenta, a Permneft e várias divisões desta estrutura empenhavam-se activamente na construção de novas instalações, pelo que a instalação de âncoras e cravação de estacas não corria o risco de ficar sem obra. Deveriam participar na construção de vários novos projectos para o departamento de produção de petróleo e gás "Polaznaneft" e para a empresa "Zapsibneftestroy".
UZAS-2 em um pontão que permite cravar pilhas no fundo do reservatório. Foto Strangernn.livejournal.com
Um dos primeiros problemas reais resolvidos pelas unidades UZAS-2 já em 1988 foi a cravação de estacas para a construção de duas fundações para as unidades elevatórias Zapsibneftestroy. Durante essas obras, os construtores tiveram que cravar estacas no solo permafrost. Apesar da complexidade desse trabalho, os especialistas instalaram rapidamente todas as estacas necessárias, dando aos outros construtores a oportunidade de continuar a construção. De acordo com alguns relatos, tubos de perfuração retrabalhados, que estão desgastados, foram usados como estacas nessa construção.
Posteriormente, trabalhos semelhantes foram realizados em outras instalações em diferentes regiões. Verificou-se que a profundidade mínima de cravação é de 0,5 m. Ao cravar em solo argiloso de densidade média, a estaca pode ser enviada a uma profundidade de 4 m com um tiro. Ao trabalhar em solos mais difíceis, um segundo golpe na pilha pode ser necessário. Ao mesmo tempo, a maioria das tarefas foi resolvida com sucesso com um tiro por pilha. A cravação das estacas com um único tiro permitiu agilizar o trabalho. Durante a operação real, descobriu-se que uma unidade UZAS-2 pode mover até uma dúzia de estacas por hora - até 80 por turno de trabalho.
Uma característica do sistema UZAS-2 foi o mínimo de ruído e vibração produzidos durante a operação. Assim, os martelos a diesel existentes, durante a operação, criam uma série de estrondos altos e espalham vibrações suficientemente poderosas ao longo do solo que podem ameaçar as estruturas circundantes. A instalação baseada no canhão M-47, ao contrário de tais sistemas, fez apenas um ou dois acertos na pilha. Além disso, bloquear os gases em pó dentro do barril reduziu ainda mais o ruído e o impacto negativo sobre os objetos ao redor. No decurso das obras de construção no território da Fábrica de Reparação de Carruagens de Perm, a unidade UZAS-2 martelou estacas a uma distância de até 1 m ou menos dos edifícios existentes. Alegadamente, apesar dos muitos disparos e do cumprimento das tarefas atribuídas, nenhum dos edifícios próximos foi danificado e todos os vidros permaneceram no lugar.
Com todas as suas vantagens, o sistema UZAS-2 tinha algumas desvantagens. Portanto, a necessidade de usar uma arma existente pode, até certo ponto, complicar a produção de equipamentos em série devido a fatores burocráticos e outros. Além disso, o projeto proposto da máquina impôs certas restrições ao comprimento da pilha a ser cravada. Deve-se notar que, com o desenvolvimento do projeto, as deficiências existentes poderiam ser corrigidas.
No curso de pesquisa teórica e treinamento prático, especialistas de diversas organizações estudaram a possibilidade de utilizar o UZAS-2 para a resolução de problemas especiais. Por exemplo, a cravação de estacas em condições de pântano foi calculada. Nesse caso, um tiro era necessário para conduzir a pilha através de uma camada de água, lodo, etc., após o que ela tinha que entrar em solo sólido. Também foi proposto o aprofundamento de vários eletrodos de metal, através dos quais uma corrente elétrica de alta tensão deveria ser passada. Tal impacto levou à compactação do solo, que poderia ser aproveitada, por exemplo, na construção em encostas que requerem um determinado reforço. Ao mesmo tempo, o tiro com estacas não foi descartado com as posições não padronizadas da unidade de artilharia.
De particular interesse é o projeto de um sistema para cravar pilhas no fundo dos reservatórios. Neste caso, o veículo automotor sobre esteiras teve que ser entregue ao local de trabalho por meio de um pontão rebocado. Neste último, foram colocados alguns dispositivos especiais e meios de proteção da instalação do UZAS-2. Um sistema de controle especial foi desenvolvido especialmente para a versão pontão da instalação, que garante a queima correta da estaca. Um dispositivo especial deveria monitorar a posição do pontão e da unidade de artilharia e levar em consideração o lançamento existente. Ao atingir a posição desejada, o dispositivo dava automaticamente um comando para disparar, fazendo com que a pilha afundasse com desvios mínimos da trajetória exigida. Depois de passar pela água, a pilha continuou a se mover no solo e atingiu uma profundidade pré-determinada.
Versão moderna de uma instalação de cravação de estacas de vários barris, tirada da patente RU 2348757
A operação das três unidades UZAS-2 construídas continuou até 1992. Nesse período, as máquinas conseguiram participar da construção de diversos objetos da indústria de mineração. Mais do que conclusões interessantes foram tiradas dos resultados de tal exploração. A possibilidade de cravar até 80 estacas por turno deu um aumento na produtividade do trabalho de 5 a 6 vezes em comparação com os sistemas tradicionais de finalidade semelhante. O custo do trabalho foi reduzido em 3-4 vezes. Assim, as vantagens operacionais e econômicas da tecnologia original compensaram totalmente todas as desvantagens menores. As instalações UZAS-2 na prática mostraram todas as perspectivas da proposta original da M. Yu. Tsirulnikov e seus colegas.
A operação de três unidades experimentais UZAS-2 foi concluída no início dos anos noventa. Em outro período da história da Rússia, o projeto poderia ter sido continuado, e como resultado a indústria da construção teria dominado um grande número de máquinas de um novo tipo com alto desempenho, capazes de cravar pilhas de vários tipos de maneira rápida e barata durante certo projetos de construção. Entretanto, isso não aconteceu. O colapso da União Soviética e os problemas que se seguiram puseram fim a muitos desenvolvimentos promissores.
O futuro destino dos três veículos UZAS-2 não é conhecido ao certo. Aparentemente, no futuro, eles foram desmontados como desnecessários. Além disso, os tratores TT-4 puderam ser convertidos de acordo com o projeto original com um retorno ao trabalho adequado. Novas amostras de tais equipamentos não foram mais construídas. Por duas décadas, os construtores russos não usaram dispositivos de cravação de estacas de artilharia em seu trabalho, usando sistemas de construção tradicionais.
No entanto, a ideia não foi esquecida. Ao longo dos anos, especialistas do Instituto Politécnico de Perm / Universidade Politécnica Nacional de Perm continuaram a desenvolver a proposta original, o que resultou no surgimento de um sólido volume de materiais teóricos, vários projetos e patentes. Em particular, é proposto o uso de um sistema de canos múltiplos em que a cravação de estacas é realizada detonando simultaneamente várias cargas em três canos. Como parte de tal instalação, é proposto o uso de um único fundo de poço grande, interagindo simultaneamente com todos os três poços.
Na década de oitenta, a ideia original de aumentar a produtividade na cravação de estacas chegou à prática e deu um contributo significativo para a construção de várias instalações industriais. Novos projetos ainda não alcançaram esse sucesso, permanecendo apenas na forma de um conjunto de documentação. No entanto, não se pode excluir tal desenvolvimento de eventos em que novos projetos para o uso de artilharia no cravamento de estacas chegarão, no entanto, à plena implementação e utilização na prática.
