Podręcznik
6. Konstrukcja aktorów pneumatycznych wykorzystywanych w pneumatyce mobilnej
6.2. Aktory pneumatyczne stosowane w pojazdach mobilnych bezzałogowych
Należy podkreślić, że rola aktorów pneumatycznych, które konstruuje się dla pojazdów mobilnych bezzałogowych jest różna od tej, która była zaprezentowana wyżej, a odnosiła się do pojazdów mobilnych załogowych. Wynikało to przede wszystkim nie tylko z faktu, iż tymi ostatnimi kieruje kierowca, ale też z różnicy zadań, które wykonują w terenie obie grupy pojazdów mobilnych. Dodatkowo kierowca pojazdu może dzięki swoim umiejętnościom pokonać trudny teren w pojeździe bez specjalnych „udogodnień”, zaś pojazd bez kierowcy powinien być wyposażony tak, aby bez udziału kierowcy mógł wykonać „powierzone” zadanie.
Dalej, w pojazdach bezzałogowych inaczej niż w załogowych „zorganizowany” jest napęd pojazdu oraz, co z tego wynika i samo sterowanie tym pojazdem. W pojeździe mobilnym załogowym napędem jest zazwyczaj silnik spalinowy i różnorodne przekładnie, które rozprowadzają napęd na koła podwozia. W pojeździe bezzałogowym wszystkie koła pojazdu zazwyczaj są napędzane niezależnymi silnikami. Jednak w aspekcie wykorzystania aktorów pneumatycznych w pojazdach bezzałogowych znaczącą rolę odgrywa projektowanie napędu dla takiego pojazdu z przeznaczeniem np. do poruszania się w środowisku wybuchowym (np. pojazdy poruszające się w korytarzach kopalń). W tym przypadku do napędu kół pozostaje zastosować napęd wyłącznie za pośrednictwem odpowiednich aktorów pneumatycznych, zazwyczaj wyposażonych w silniki pneumatyczne.
Nie ma co ukrywać, iż pojazdami mobilnymi bezzałogowymi są (prawie) wszystkie te, które opracowane zostały na potrzeby wojskowe lub na potrzeby działań związanych z zapewnieniem bezpieczeństwa w szeroko rozumianym zakresie. Na podstawie powyższego tak naprawdę wykorzystanie aktorów pneumatycznych możemy omawiać tylko w takich grupach pojazdów. Nawet firmy cywilne, które opracowały pojazdy mobilne bezzałogowe zrobiły to dla grupy docelowej takiej jak wojsko, policja czy ogólnie służby mundurowe. Zatem przeznaczenie aktorów pneumatycznych możemy w takich pojazdach usystematyzować następująco:
A) Aktory pneumatyczne wykorzystywane w pojazdach do precyzyjnego niszczenia bronionych obiektów przeciwnika oraz jego systemu logistycznego.
B) Aktory pneumatyczne wykorzystywane w pojazdach do rozpoznania powierzchniowego terytorium przeciwnika, skażenia terenu, przeszkód wodnych i pól minowych.
C) Aktory pneumatyczne wykorzystywane w pojazdach do realizacji działań w terenie zurbanizowanym, rozpoznawania i niszczenia wybranych obiektów obronnych przeciwnika oraz środków jego walki, w tym rozpoznania i niszczenia ładunków wybuchowych w akcjach antyterrorystycznych.
D) Aktory pneumatyczne wykorzystywane w pojazdach do działania w terenie skażonym, nawet jeżeli bardzo małe stężenie toksyn zagraża człowiekowi.
E) Aktory pneumatyczne wykorzystywane w pojazdach realizujących dostawy amunicji, wyposażenia, środków medycznych i żywności do wysuniętych stanowisk wojsk własnych.
F) Aktory pneumatyczne wykorzystywane w pojazdach do ewakuacji rannych z pola walki bez uszczuplania składu zespołu biorącego udział w akcji.
Jak wiadomo, pojazdy mobilne bezzałogowe tym różnią się od załogowych, iż w kierowaniu takim pojazdem nie uczestniczy fizyczny kierowca. To powoduje, że rozwiązania podwozi tych pierwszych pojazdów nie muszą zapewniać jako takiego komfortu, czyli są z reguły pozbawione takich elementów jak resory, sprężyny czy amortyzatory (bo i po co?). Skutkiem tego jest zmniejszenie wymiarów i masy pojazdu bezzałogowego, co jest oczywiście z wielu względów korzyścią dla takiego pojazdu, który zazwyczaj musi być zasilany ze źródła energii typu akumulator pokładowy. Wiadomo: mniejsza masa pojazdu to dłuższy czas eksploatacji pojazdu zasilanego bateryjnie.
Należy zaznaczyć, że powyższe zdeterminowało również rozwiązania aktorów pneumatycznych dla pojazdów bezzałogowych chociażby w zakresie napędu ich kół porzucając napęd spalinowy, który jest, jak wiadomo domeną pojazdów załogowych na rzecz napędu elektrycznego lub co dla nas najważniejsze napędu pneumatycznego. Konstrukcję takiego hipotetycznego aktora pneumatycznego do napędu pojedynczego nieskrętnego koła podwozia pojazdu bezzałogowego rozważmy na przykładzie zilustrowanym na rysunku 66.
Wspomniane wyżej uproszczenie zawieszeń kół pojazdów mobilnych bezzałogowych o elementy typu sprężyny czy resory spowodowało, że w tych pojazdach zaczęło dominować zawieszenie kół tzw. sztywne. W wielkim skrócie w odniesieniu do pojazdów bezzałogowych zawieszenie sztywne to takie, w którym koła podwozia mogą być osadzone niezależnie lub na wspólnej sztywnej osi bezpośrednio zamocowanej do ramy lub nadwozia.
Odnosząc powyższe do rysunku 66 zauważamy, że wykorzystano powyższą zasadę, bowiem aktor pneumatyczny, który złożony jest z dwóch siłowników pneumatycznych jednostronnego działania powrót sprężyną (pchające) oraz mechanizmu obrotowego, napędzanego przez te siłowniki i dający moment obrotowy dla koła podwozia zamocowany jest bezpośrednio do jego ramy.
Stosunkowo łatwo sobie wyobrazić zamianę ruchu posuwisto-zwrotnego dwóch na przemian działających tłoczysk siłowników na ruch obrotowy widocznego na rysunku 66 wałka: w zamkniętej obudowie znajdują się dwa niewielkie korbowody, które napędzane za pośrednictwem tłoczysk siłowników zamieniają swój ruch posuwisto-zwrotny na obrót wałka.
Aby można było w sposób właściwy sterować tym zestawem siłowników pneumatycznych zastosowano elektrozawór pneumatyczny 5/2, który sterowany jest sygnałem elektrycznym doprowadzonym do widocznych na rysunku 66 cewek.
Podsumowując nietrudno się domyślić, że moment napędowy oraz prędkość wałka dla koła podwozia aktora pneumatycznego zależy od wartości oraz szybkości zmian sprężonego medium, które będzie dostarczone do elektrozaworu 5/2. Druga rzecz jest taka, że zamiast zestawu siłowników pneumatycznych oraz układu korbowodów dla konstrukcji aktorów napędzających koła podwozi bezzałogowych stosować można również silniki pneumatyczne. Zaletą na pewno będzie mniejsza powierzchnia zabudowy takiego aktora.