Technologie

Gumowe gąsienice dla pojazdów przyszłości US Army

BWP Bradley przeznaczony do badań systemu zawieszenia ARG (Advanced Running Gear) dedykowanego do platformy NGCV OMFV w trakcie testów w Yuma Proving Ground w stanie Arizona. Fot. Mark Schauer/US Army Yuma Proving Ground
BWP Bradley przeznaczony do badań systemu zawieszenia ARG (Advanced Running Gear) dedykowanego do platformy NGCV OMFV w trakcie testów w Yuma Proving Ground w stanie Arizona. Fot. Mark Schauer/US Army Yuma Proving Ground

Kanadyjski producent gąsienic gumowych, firma Soucy Interntional Inc., a dokładnie Defense Division odpowiedzialna za produkcję gąsienic dla aplikacji militarnych otrzymała zamówienie na opracowanie i integrację segmentowych kompozytowych gąsienic gumowych SCRT (Segmented Composite Rubber Track) z demonstratorem technologii rozwijanym w ramach programu NGCV (Next Generation Combat Vehicle). 

Zamawiającym jest Centrum Systemów Pojazdów Lądowych Armii Stanów Zjednoczonych GVSC (U.S Army Ground Vehicle Systems Center). W ramach fazy PEM (Platform Electrification and Mobility) mającej na celu opracowanie, integrację i sprawdzenie rozwiązań dedykowanych do platform NGCV w zakresie układu zasilania i dystrybucji energii elektrycznej oraz ich mobilności, wspomniane centrum wykorzysta także rozwiązanie dostarczone przez Soucy Defense Division. Jest to niezbędny etap przed rozpoczęciem testów polowych z udziałem żołnierzy. Kontrakt podpisano 11 lutego.

W ramach programu NGCV rozwijanych jest kilka rodzajów platform, w tym: załogowy wóz bojowy OMFV (Optionally Manned Fighting Vehicle) mający w przyszłości zastąpić bwp M2 Bradley oraz bezzałogowe RCV (Robotically Controlled Vehicle) w trzech konfiguracjach masowych – lekkiej, średniej i ciężkiej. Kanadyjski producent ma na bazie swojej technologii SCRT stworzyć rozwiązanie dla demonstratora OMFV w ramach fazy PEM. Celem tych prac na być redukcja hałasu (silent mobility), zmniejszenie masy układu gąsienicowego w porównaniu z standardowymi gąsienicami stalowymi, zmniejszenie oporów toczenia oraz uproszczenie obsługi i logistyki. Ma to doprowadzić do osiągnięcia w ramach fazy PEM zapewnienia możliwości cichego poruszania się pojazdom gąsienicowym ważącym 50 ton. Jednym z elementów umożliwiających osiągnięcie tego celu jest zastosowanie gumowych gąsienic systemu SCRT, które charakteryzują się znaczną redukcją hałasu (nawet o 13,5 dB) oraz wibracji (nawet o 70%) w porównaniu z typowymi gąsienicami stalowymi.

Stal czy guma?

Koncepcja zastosowania gąsienic poprawiających trakcję, szczególnie w trudnym terenie jest dość stara. Za ojca gąsienic uważany jest brytyjski wynalazca - Richard Lowell Edgeworth, który w 1770 roku opatentował pojazd napędzany silnikiem parowym, poruszający się na tzw. “szynie bez końca”. Dopiero jednak na początku XX w. gąsienice znalazły zastosowanie w seryjnie produkowanych maszynach, z których najbardziej znane są ciągniki produkowane przez Holt Manufacturing Company. Od tamtego czasu stalowe gąsienice cały czas były udoskonalane, aby osiągnąć formę znaną choćby ze współczesnych czołgów podstawowych. Z kolei gąsienice wykonane z gumy jako jeden ciągły element stały się przede wszystkim elementem układu napędowego pojazdów półgąsienicowych. Ich "ojcem" był francuski inżynier Adolphe Kégresse, który pierwsze tego typu konstrukcje tworzył przed I WŚ na dworze cara Mikołaja II. Jednak do historii przeszedł głównie za sprawą budowanych w dwudziestoleciu międzywojennym we Francji półgąsienicowych pojazdów, w tym głównie Citroën-Kegresse, jak choćby modele C6 P14, C4 P17 i C6 P19, które również trafiły na wyposażenie Wojska Polskiego. Podczas II WŚ na bazie rozwiązania Adolphe Kégresse powstały m.in. amerykańskie półgąsienicowe transportery M2/M3 half-track. Inną drugowojenną konstrukcją, w której zastosowano gumowe gąsienice był M29 Wessel.

image
Prototyp bezzałogowej platformy RCV-L również został wyposażony w gumowe gąsienice. Fot. Bruce Huffman/Michigan National Guard

Po wojnie gumowe gąsienice szybko się przyjęły na rynku cywilnym ze względu na swoje zalety, choć to rozwiązanie nie jest pozbawione również wad.

Oczywiście główne różnice pomiędzy gąsienicami gumowymi i stalowymi nie sprowadzają się tylko do ich wyglądu zewnętrznego oraz materiału, z którego są wykonane. Jednak to właśnie fizyczne właściwości obu rozwiązań decydują o przewadze jednego nad drugim w zależności od zastosowań czy wymagań użytkownika.

Nowoczesne gumowe gąsienice tego typu w niczym nie przypominają tych sprzed lat – są to zaawansowane konstrukcje kompozytowe, w których bardzo często nie występuje ani jedno łączenie w postaci spawu. Z jednej strony wyeliminowano najsłabszy element całej konstrukcji, ale z drugiej ta ciągłość, brak ogniw stanowi pewną piętę Achillesową. W przypadku zerwania stalowego ogniwa można je wymienić, za to, jeśli gumowa gąsienica pęknie to trzeba ją całą wymienić. Choć i na takie wypadki producenci, jak Soucy mają rozwiązania (Battle Damage Repair Kits).

Do zalet gąsienic gumowych, poza wspomnianą redukcją wibracji oraz głośności pracy układu (te dwa elementy przekładają się m.in. na sprawność załogi pojazdu obniżając jej zmęczenie wynikające z poruszania się pojazdem), można również zaliczyć obniżenie masy, zmniejszenie sygnatury termicznej, wyższą prędkość poruszania (także szybsze wykonywanie skrętów), lepszą manewrowość/przyczepność na różnych podłożach oraz mniejsze zużycie paliwa (do 30%). Dodatkowo w porównaniu do gąsienic stalowych, gumowe nie powodują niszczenia nawierzchni, po której porusza się pojazd, co ma znaczenie w trakcie wykorzystania sprzętu wojskowego na utwardzonych drogach.

Do wad najczęściej zaliczana jest niższa żywotność i wyższa podatność na uszkodzenia, choć i na tym polu uzyskano znaczny progres.

Jednym z czołowych producentów gumowych gąsienic jest kanadyjska firma Soucy Interntional Inc. powstała w 1967 roku, a obecnie zatrudniająca ponad 1700 pracowników w dziesięciu fabrykach zlokalizowanych w Ameryce Płn. oraz Azji. Co ciekawe spółka nie tylko produkuje same gąsienice, ale także w swoich filiach zajmuje się wytwarzaniem mieszanki gumowej do produkcji gąsienic (Soucy Techno) oraz pozostałych elementów gąsienicowego układu bieżnego, jak koła napinające czy nośne (Soucy Belgen, Soucy Rivalair, Soucy Plastiques).

Firma oferuje swoje rozwiązania zarówno na rynku cywilnym (maszyny rolnicze, budowlane a także pojazdy rekreacyjne, jak quady), jak i militarnym, gdzie gąsienice Soucy Int. można spotkać w wielu aplikacjach, w zakresie mas od 4 ton do 42 ton. Gąsienice kanadyjskiego producenta są stosowane m.in. na szwedzkich wszędołazach Bv 206 i BvS10, czy bwp ASCOD, AJAX, CV90, a także na polskim Borsuku.

W ciągu ostatnich 15 lat firma Soucy dokonała znaczącego rozwoju swojego systemu CRT, czyli kompozytowej gumowej gąsienicy osiągając poza wymienionymi wcześniej zaletami tego rozwiązania, także korzyści benefity z jego zastosowania jak ognioodporność, odporność na eksplozje min do poziomu 3 wg STANAG 4569, łatwość obsługi/konserwacji (nawet o 80% w stosunku do stalowych gąsienic), a co za tym także redukcję kosztów eksploatacji.

Dodatkowo nowa wersja – SCRT, opracowywana specjalnie na potrzeby programu GVSC, powinna jeszcze bardziej uprościć i skrócić czas montażu oraz obsługę.

Komentarze