Podręcznik
2. Urządzenia i systemy mechatroniczne dla wybranych podwozi zrobotyzowanych
2.9. Właściwości terenowe podwozi zrobotyzowanych z systemami CPK i CTIS
Ponieważ systemy centralnego pompowania kół CPK i CTIS w przeważającej większości przypadków montowane są w podwoziach zrobotyzowanych pojazdów wojskowych, kiedyś jako wyposażenie specjalistyczne, teraz zaś jako standardowe, właściwości terenowe podwozi odniesiemy w tym miejscu do takich właśnie pojazdów.
Przypomnijmy, że działania na polu walki, charakteryzujące się wysokim tempem w każdych warunkach terenowych narzucają szczególne zadania na podwozia zrobotyzowane, od których wymaga się wybitnej swobody poruszania się w trudnym terenie. Łatwość ruchu takiego podwozia po bezdrożach musi być konieczna i zagwarantowana przez jego konstrukcję lub/i wyposażenie w różne systemy dla realizacji takich zadań.
Powyższe wskazuje, że wartość bojową danego pojazdu wojskowego określa tzw. ruchliwość pojazdu, na którą wpływają następujące czynniki: prędkość pojazdu w terenie, jego zwrotność, zasięg oraz właśnie przekraczalność trudnego terenu.
Należy zaznaczyć, że technika wojskowa w odniesieniu do poruszania się pojazdu wojskowego na polu walki rozróżnia następujące rodzaje ruchliwości pojazdu:
- ruchliwość taktyczna – nie posiadają jej takie pojazdy wojskowe, które poruszają się z dużą prędkością po dobrych drogach, lecz charakteryzują się niedostateczną zwrotnością i przekraczalnością trudnego terenu;
- ruchliwość operacyjna - posiadają ją zaś takie pojazdy wojskowe, które charakteryzują się wysoką zwrotnością i przekraczalnością terenu, lecz rozwijające małą prędkość po dobrych drogach.
Jest rzeczą zrozumiałą, że spełnienie powyższych warunków przez podwozie projektowanego pojazdu wojskowego determinuje konstrukcję i wyposażenie tegoż podwozia, przy czym powinna tutaj obowiązywać zasada pogodzenia przez konstruktorów podwozia cech określających ruchliwość taktyczną i operacyjną.
Należy zaznaczyć, że konstrukcja każdego podwozia dla pojazdu wojskowego po jego zbudowaniu z reguły nie jest już rekonfigurowalna. Oznacza to, że pojazd wojskowy oddany do użytku charakteryzuje się już określonymi parametrami terenowymi i nie można tego zmienić. Co najwyżej można zastosować np. opony o innej średnicy czy bieżniku, który może być wtedy bardziej odpowiedni do pokonywanego terenu. Na pewno taka rekonfiguracja parametrów nie będzie dokonywana podczas działań poligonowych. Może zabrzmi to zbyt patetycznie, ale podwozie pojazdu wojskowego, w którym zamontowano systemy typu CPK lub CTIS, i które stało się już podwoziem zrobotyzowanym stanowi niejako rozwiązanie typu „dwa w jednym”; poprzez działanie ww. systemów możliwe jest optymalne dopasowanie ruchliwości taktycznej i operacyjnej pojazdu do bieżących zadań wojskowych bardziej, niż to byłoby możliwe bez tych systemów. O tym dawno się już przekonano.
Kończąc rozważania na temat parametrów podwozi przybliżmy wprowadzone wcześniej pojęcie przekraczalności terenu przez pojazd wojskowy. Parametr ten oznacza zdolność podwozia pojazdu do pokonywania naturalnych oraz sztucznych przeszkód terenowych. Do ww. grup należą rowy i okopy, leje pod wybuchach, wzniesienia terenu oraz jego spadki, ścianki pionowe, przechyły boczne, zasieki, piaski, błoto, śnieg, itp. Nie ulega wątpliwości, że konstruktorzy podwozi dla pojazdów wojskowych muszą być bardzo kreatywni.
Na podstawie powyższego należy stwierdzić, że zwiększenie właściwości terenowych podwozia zrobotyzowanego pojazdu wojskowego, w którym zamontowano system pompowania kół typu CPK lub CTIS należy upatrywać wyłącznie w zakresie lepszego pokonywania terenu poprzez możliwość dopasowania wartości ciśnienia powietrza w kołach podwozia. Przy czym należy zaznaczyć bardzo wyraźnie, że systemy CPK i CTIS umożliwiają realizację tego dopasowania w sposób szybki, co nie stwarza opóźnień w kontynuowaniu trakcji pojazdu w czasie jego nieustannego ruchu. Normą jest, iż modyfikacja ciśnienia w kołach takiego podwozia zrobotyzowanego trwa nie więcej niż kilkadziesiąt sekund.
Powyższa cecha systemów CPK i CTIS jest, dlatego warta wyraźnego podkreślenia, ponieważ upuszczanie powietrza z kół podwozia oraz ich pompowanie celem dopasowania wartości ciśnienia medium w kołach do pokonywanego terenu może być przecież realizowane bez systemu CPK czy CTIS, jednak można to tylko zrobić na postoju pojazdu, nie zaś podczas jego ruchu. Nie trzeba dużej wyobraźni, żeby stwierdzić, co jest lepsze, jeżeli chodzi o czas pokonywania przez pojazd wojskowy określonego odcinka poligonu o dużym urozmaiceniu terenu. Podwozie pojazdu z wielokrotnie modyfikowaną wartością ciśnienia powietrza w koła podwozia, ale na koniecznym postoju pojazdu (czyli nieposiadającego systemów typu CPK), „legitymowałoby się” znacząco dłuższym czasem przejazdu przez dany odcinek działań wojennych niż podwozie zrobotyzowane, a to z kolei związane jest z ruchliwością taktyczną i operacyjną, które muszą być zapewnione na określonym poziomie.
Przypomnijmy, że mówiąc o zwiększeniu parametrów terenowych podwozi zrobotyzowanych, które wyposażono w systemy CPK lub CTIS mamy na myśli obniżenie wartości ciśnienia medium w kołach takich podwozi do wartości odpowiedniej dla danego terenu, np. piasku czy błota. Jest tak, ponieważ „zwyczajowym” terenem ruchu takich podwozi nie jest droga utwardzona typu asfalt czy beton. Zatem, zazwyczaj zwiększenia parametrów terenowych podwozi upatrujemy poprzez zmniejszenie wartości ciśnienia medium w kołach podwozia wiedząc, że oczywiście, możliwe jest również i jego zwiększanie, np. gdy pojazd wojskowy pokonał już trudny teren i z niego wyjechał na asfalt.
Obniżenie wartości ciśnienia medium w kołach podwozia zrobotyzowanego powoduje zwiększanie powierzchni styku opony z podłożem, co objawia się zwiększeniem przyczepności tejże do podłoża oraz zmniejszanie oporów toczenia opony po tym podłożu, wynikających z odkształcenia się gruntu. Te cechy „nowego” koła powodują, że podwozie pojazdu wojskowego może pokonać teren, którego nie pokonałby pojazd bez redukcji ciśnienia medium w kołach swojego podwozia. Pokonywanie takiego samego terenu przez podwozie zrobotyzowane pojazdu bez włączonego systemu CTIS po włączeniu systemu CTIS ilustrują rysunki 80 i 81. [Źródło:
Na rysunku 80 widać, że ustawienie przez kierowcę pojazdu wartości ciśnienia powietrza w oponach kół podwozia jak dla drogi utwardzonej (asfalt, beton), czyli dla tego rodzaju podwozia wartość 4,2 bar spowodowało, że pojazd terenowy nie przejechał przez piaszczyste wzniesienie widoczne na rysunku. Powierzchnia styku opony z podłożem była na tyle mała, że opony pojazdu zdeformowały podłoże i się zagłębiły.
Rysunek 80: Pokonywanie piaszczystego wzniesienia przez podwozie zrobotyzowane przy wyłączonym działaniu systemu CTIS
Rysunek 81: Pokonywanie piaszczystego wzniesienia przez podwozie zrobotyzowane przy włączonym działaniu systemu CTIS
Zagłębienie opon z kolei spowodowało wzrost oporów ruchu opony po podłożu i w konsekwencji tzw. buksowanie kół. Pojazd zamiast pokonać wzniesienie ugrzązł na jego pochyłości. Ponieważ ta sytuacja powinna być naprawiona jedynym rozwiązaniem jest wyłączenie przez kierowcę pojazdu napędu kół i doprowadzenie do stoczenia się podwozia do podnóża tego wzniesienia.
Rysunek 81 pokazuje uwidocznioną wiedzę kierowcy przy identycznej sytuacji pokonywania tego wzniesienia: wcześniejsze zmniejszenie wartości ciśnienia w kołach podwozia do wartości odpowiedniej dla tego typu podłoża, czyli 1,4 bar. Taka decyzja kierowcy spowodowała, że powierzchnia zestyku opony z tym samym podłożem była na tyle duża, iż nie uległo ono deformacji jak na rysunku 80 oraz nie wzrosły przez to opory ruchu opony po tym podłożu. Pojazd pokonał to samo wzniesienie wykonując „powierzone” mu zadanie.
Należy zaznaczyć, że nie we wszystkich przypadkach kierowca pojazdu stwierdziwszy, iż jego pojazd ugrzązł podczas pokonywania danego terenu powinien „wycofać się” jak na rysunku 81 po to, aby zmniejszyć wartość ciśnienia w kołach pojazdu i ponownie pokonywać ten teren. Być może w niektórych przypadkach wystarczyłoby po uwiądzie pojazdu w terenie włączyć do działania system CTIS i po upuszczeniu powietrza z kół kontynuować jazdę pojazdem. To kierowca jest bowiem operatorem pojazdu i to on podejmuje zawsze decyzję odnośnie doboru nastaw podwozia dla swojego pojazdu, aby pokonać dany teren.