Pourquoi la durabilité de suspension est critique dans les véhicules de classe MRAP

Les véhicules Mine Resistant Ambush Protected (MRAP) ont été construits autour d’une seule prévision urgente: maintenir l’équipage en vie lorsqu’une mine ou un engin explosif improvisé (IED) fait exploser le véhicule au-dessous ou à côté. Ce prémise a formé la géométrie des trous, le paquet d’armure et le compartiment de l’équipage protégé. Il ne résout pas automatiquement la mobilité. Un véhicule peut être exceptionnellement bien protégé et échouer à sa mission s’il ne peut se déplacer de manière fiable sur le terrain dans lequel il est demandé d’opérer, ne peut pas être récupéré efficacement lorsqu’il se détériore ou passe plus de temps dans une baie d’entretien que sur la route.

La durabilité de la suspension se situe exactement à cette intersection entre protection et performance. Il ne s’agit pas d’un système de survie dans la façon dont l’armure ou une coque déviante par explosion est, et cet article ne le traite pas comme un. Il est cependant le système mécanique chargé de maintenir un véhicule hautement protégé mobile, contrôlable et disponible pour sa prochaine mission. L ‘ expérience opérationnelle des véhicules MRAP en Iraq et, en particulier, en Afghanistan a montré cette distinction avec une clarté inhabituelle et elle demeure directement pertinente pour toute organisation chargée de maintenir ces parcs aujourd ‘ hui.

Les véhicules MRAP posent des demandes exceptionnelles sur les systèmes de suspension

Les véhicules de la classe MRAP n’ont pas été conçus comme des plates-formes en tôle propre optimisées pour l’efficacité du poids ou le raffinement automobile. Ils ont été mis sur le terrain sous urgence en temps de guerre, construits pour vaincre une menace spécifique et évolutive, souvent sur des architectures de châssis adaptées à partir des plates-formes commerciales ou semi-commerciales de camions existantes plutôt que conçues à partir d’une page vierge autour de leurs exigences éventuelles d’armure et de charge utile. Il en résulte une famille de véhicules qui combinent des coques blindées, des compartiments d’équipage protégés, des roues lourdes et des pneus, ainsi que du matériel de mission important sur les engins de roulement qui, dans plusieurs configurations précoces, n’ont pas été conçus autour de cette combinaison spécifique de charges.

Et les USA. Le Bureau de la responsabilité gouvernementale (BGR) a documenté cette tension dans ses premiers rapports de surveillance sur le programme. GAO a constaté que si la plupart des véhicules satisfaisaient à leurs exigences en matière de protection balistique pendant la première phase des essais de développement, les essais automobiles ont révélé des lacunes dans la fiabilité, la mobilité, la manipulation et la sécurité entre les fournisseurs. En outre, GAO a noté que le calendrier des essais comprimés ne permettait que des essais limités de durabilité automobile à ce stade environ 300 milles de surface dure et 200 milles hors route par véhicule dans la première phase et qu’aucune exigence minimale de fiabilité n’avait été établie avant l’exécution de grandes commandes de production. Cet écart entre les performances de protection, qui a été validé tôt et rigoureusement, et celles de l’automobile, qui ont reçu une exposition relativement moins élevée avant la mise en champ, est le point de départ pour comprendre pourquoi la durabilité des suspensions est devenue un problème d’ingénierie et de maintien en état pressant pour le parc MRAP.

Ingénierie Télécharger La protection contre les Blast et la durabilité automobile sont évaluées séparément, en utilisant différentes méthodes d’essai et différents critères. Un véhicule peut satisfaire ou dépasser ses exigences en matière de protection balistique tout en ayant besoin d’une suspension et d’un ingénierie du roulement substantielles pour répondre à ses exigences de mobilité et de fiabilité. Traiter les deux comme une seule catégorie de « protection » obscure où le risque d’ingénierie réel se trouve.

Armor, charge de paiement et le défi du poids du véhicule

La protection des armures n’est pas sans poids, et cette masse supplémentaire doit être portée par les essieux, les bras de commande, les ressorts, les buissons et le matériel de montage qui, sur plusieurs plates-formes MRAP précoces, n’étaient pas initialement dimensionnés autour d’elle. Au-delà de l’armure elle-même, les véhicules MRAP transportent des équipages, des munitions, du matériel de communication et de contre-mesures électroniques, des postes d’armes et d’autres systèmes spécifiques à la mission, qui ajoutent tous à la charge que la suspension doit gérer au jour le jour. Les pneus de grand diamètre, les pneus à roue plate et les roues lourdes nécessaires pour leurs propres raisons de protection et de mobilité contribuent au poids non débrayé supplémentaire que les composants de suspension et de direction doivent contrôler à travers chaque événement de terrain.

Il s’agit d’une réalité technique générale des véhicules protégés construits à des fins particulières plutôt que d’une revendication sur un seul véhicule certifié poids de bordure, et les chiffres précis varient significativement selon la plate-forme, le niveau d’armure et la configuration, ce qui est une raison pour laquelle cet article évite de citer un poids spécifique pour toute variante MRAP individuelle. Ce qui est important pour le maintien de la flotte, c’est le principe fondamental : le poids et l’équipement ajoutés modifient l’environnement de chargement dans lequel la suspension est utilisée, comparativement aux plates-formes commerciales ou semi-commerciales plus légères dont certains modèles MRAP ont été dérivés à l’origine. Les composants dimensionnés pour un véhicule léger et non blindé éprouvent des contraintes matériellement différentes une fois que la même architecture de base est demandée de porter une coque blindée, un compartiment d’équipage protégé et une charge de combat complète.

Cette dynamique explique aussi pourquoi les mises à niveau de suspensions sur plusieurs variantes MRAP ont été poursuivies spécifiquement lorsque les véhicules . colis d’armure et le matériel de mission ont augmenté au cours de leur vie utile, plutôt que seulement en réponse au terrain. Les rapports du programme GAO ont fait remarquer, par exemple, que le Département de la défense n’avait pas entièrement déterminé comment une exigence croissante d’armure affecterait d’autres composants automobiles tels que les pneus et les essieux, et a indiqué qu’il s’agissait là d’un domaine de risque technique permanent pour l’ensemble des véhicules à roues tactiques.

Pourquoi la Terre Rough crée des charges dynamiques sévères

Le poids statique du véhicule n’est qu’une partie de l’image d’ingénierie. Les composants de suspension subissent une charge dynamique qui peut différer considérablement du poids au repos du véhicule lorsque le véhicule rencontre des trous de pot, des roches emboîtées, des surfaces de lavabo, des fossés, des débarquements ou d’autres irrégularités de terrain. Chacun de ces événements transmet une charge de choc à travers le pneu, la roue, le bras de suspension, le ressort, l’amortisseur et la structure de montage. Il s’agit de cette exposition répétée à la charge de choc et de vibrations au cours d’un déploiement, non seulement en transportant un véhicule lourd en ligne droite sur une route pavée qui conduit à la fatigue et à l’usure dans les composants de suspension.

Les leçons des opérations MRAP en Afghanistan

La preuve la plus claire du défi de la mobilité est venue directement du domaine. Comme les véhicules MRAP initialement déployés en Iraq ont été redirigés pour soutenir les opérations en Afghanistan, des responsables officiels et du Pentagone ont décrit une inadéquation entre les conceptions des suspensions d’essieux rigides et les exigences de l’Afghanistan terrain rocheux, montagneux, largement non pavé. U.S. Le corps maritime Brig. Le gène. Michael Brogan, alors commandant du Marine Corps Systems Command, a déclaré publiquement que les véhicules MRAP de base utilisaient des suspensions rigides pour essieux qui n’exerçaient pas bien leurs fonctions sur des terrains montagneux inégalés et que la production précoce des MRAP Cougar était retirée du théâtre pour remplacer leurs suspensions rigide par des configurations mieux adaptées au terrain afghan et à l’absence d’infrastructure routière.

Les rapports du programme GAO sont parvenus à une conclusion constante, faisant observer que l’utilisation opérationnelle des véhicules MRAP avait révélé un manque de maniabilité et de capacité hors route, et ce facteur étant considéré comme un facteur clé pour la décision du ministère de la Défense de poursuivre une variante MRAP plus légère et mobile construite pour les conditions de routes et de terrain en Afghanistan. Ce travail est devenu le MRAP All Terrain Vehicle, ou M-ATV. Cette histoire est une étude de cas utile précisément parce qu’elle montre la survie et la mobilité évaluées, et traitées, comme des problèmes d’ingénierie véritablement séparés un véhicule peut nettoyer une barre de manière décisive tout en exigeant encore une attention significative et délibérée de l’ingénierie de l’autre.

Il convient également de noter l’échelle à laquelle le programme fonctionnait pendant que ces leçons émergent. À la mi-2009, plus de 16 000 véhicules MRAP avaient été produits et près de 14 000 ont été mis sur le terrain dans deux salles, pour un coût total de production d’environ 22,7 milliards de dollars, selon GAO. Le maintien et l’adaptation d’un parc de cette taille, construit par au moins cinq constructeurs différents, ont ajouté sa propre couche de complexité à tout effort d’amélioration de la mobilité, puisque les changements devaient être conçus, testés et mis sur le terrain dans plusieurs familles de véhicules non identiques plutôt qu’une seule conception normalisée.

Le rôle de la suspension indépendante dans la mobilité MRAP

L’écart de mobilité identifié en Afghanistan a été comblé par l’adoption délibérée d’une architecture de suspension indépendante, d’abord dans un véhicule neuf conçu pour ensuite être adapté aux parcs existants du PRM.

Le M-ATV et le système TAK-4

Le programme M-ATV s’est penché directement sur le déficit de mobilité en intégrant dès le départ une suspension indépendante dans l’architecture du véhicule, plutôt que de se fier aux essieux rigides utilisés dans les conceptions antérieures du PRM. Le M-ATV d’Oshkosh, mis au point sur la plateforme de remplacement tactique moyen des véhicules (MTVR), utilisait le système de suspension indépendant TAK-4 breveté d’Ochkosh, qui avait déjà accumulé des tests de durabilité étendus du gouvernement sur les plates-formes et sur plus de 10 000 MTVR. Selon le directeur, Essais et évaluation opérationnels (DOT&E), le M-ATV a été évalué comme étant opérationnelment efficace, opérationnelment adapté et survivant pour la mobilité tactique blindée et le transport à l’appui des missions de l’Opération Liberté endurante, une désignation reflétant à la fois sa performance en matière de protection et sa performance automobile dans des conditions d’essai formelles, évaluées ensemble plutôt que isolément.

Retrofitting suspension indépendante à des flottes MRAP existantes

Le bénéfice de la mobilité de la suspension indépendante n’était pas limité à l’objectif construit M-ATV. Et les USA. Par la suite, le Corps maritime a mis sur pied des trousses de mise à niveau du système de suspension indépendant (SS) pour sa flotte actuelle de PRM Cougar, un programme documenté dans les directives officielles du Corps maritime (MARADMIN 466/10) et dans le rapport d’acquisition sélectionné du ministère de la Défense pour le programme conjoint de PRM. Dans ce rapport, on décrivait les améliorations apportées aux suspensions indépendantes comme visant à accroître la durabilité et la mobilité dans les zones rurales montagneuses rencontrées en Afghanistan, des centaines de véhicules Cougar de catégorie I et II étant mis à niveau et mis en service au théâtre, et des plans étaient en place à l ‘ époque pour élargir l ‘ approche à d ‘ autres variantes du MRAP, y compris certains véhicules MaxxPro et RG-31

Les rapports de l’industrie de la période indiquent également que plus d’une solution de suspension indépendante a été évaluée pour cet effort d’adaptation, y compris les systèmes d’Oshkosh et d’AxleTech International, reflétant une véritable concurrence en matière d’ingénierie autour de la meilleure façon de résoudre le problème de mobilité plutôt qu’une seule réponse prédéterminée. Cet effort d’adaptation illustre un point plus large pertinent pour toute organisation gérant un parc de véhicules protégés : L’architecture de suspension a été traitée comme une variable sérieuse qu’il valait la peine de revoir à mi-parcours du programme en se fondant sur la rétroaction opérationnelle, et non comme une caractéristique fixe de la classe de véhicule qui devait être acceptée tel quel.

Différence importante Ces programmes de suspension indépendants étaient représentés, dans la documentation officielle et du fabricant, comme des améliorations à la mobilité, aux performances de conduite et à la durabilité, et non comme des changements à l’explosion du véhicule ou à la protection balistique. La durabilité de la suspension soutient la capacité du véhicule à rester mobile et disponible; la protection du compartiment d’équipage demeure fonction de la coque blindée, de la géométrie sous le corps en V et de l’architecture de survie correspondante. Conflating les deux superstates ce qu’une mise à jour de suspension fait en réalité.

Durabilité de la suspension et disponibilité de la mission

Un échec de suspension ne doit pas être catastrophique pour affecter une mission. Un bras de commande fissuré, un buisson défectueux, un joint à billes usé ou une liaison de direction endommagée peuvent immobiliser un véhicule sur le terrain, déclencher une opération de récupération, consommer du personnel d’entretien et des pièces de rechange et retirer ce véhicule du parc jusqu’à ce qu’il soit réparé. Dans le contexte d ‘ un convoi, un seul véhicule handicapé peut affecter la position de mouvement et de sécurité de toute la formation, étant donné que les convois doivent généralement tenir compte du temps de récupération et d ‘ un périmètre de sécurité autour d ‘ un véhicule stationnaire.

Le rapport du GAO sur l’ensemble du programme des PAM a fait état de problèmes de maintien et de fiabilité, même après la mise en service initiale des véhicules, soulignant que les coûts de maintien à long terme et la disponibilité des pièces de réparation, y compris pour les articles d’usure élevée comme les pneus, étaient encore mis au point par rapport aux réalités d’exploitation d’un grand parc multifournisseurs dans le théâtre. Dans le même temps, GAO a également indiqué que les responsables du programme MRAP ont mentionné des niveaux de préparation de la flotte qui dépassaient systématiquement un 90 pourcentage de référence dans tous les théâtres d’opération dès le début 2009 Un chiffre qui mérite d’être cité précisément parce qu’il reflète la cible et le résultat déclarés du programme, plutôt que la moyenne supposée ou inventée de l’industrie. Le maintien de la disponibilité à ce niveau dépend directement des systèmes automobiles, y compris les dispositifs de suspension et de roulement, qui continuent de fonctionner de manière fiable dans les conditions de fonctionnement réelles du véhicule.

Les véhicules qui passent plus de temps dans les baies d’entretien ou en attente de pièces contribuent moins à la puissance de combat disponible, peu importe le rendement de leur armure lorsque le véhicule est effectivement en service. C’est pourquoi la durabilité des suspensions est mieux comprise comme un problème de préparation et de disponibilité de la mission autant qu’un génie automobile les deux sont, dans la pratique, le même problème vu à partir de différents points de vue.

Contrôle de l’équipage et gestion des véhicules

Les performances de suspension déterminent également la façon dont un véhicule manipule les véhicules sur des terrains rugueux, ce qui affecte la charge de travail du conducteur et le contrôle du véhicule pendant les opérations. Lorsque les essais officiels et la documentation du programme appuient les configurations de suspension indépendantes comme TAK-4 ont été associées à des caractéristiques améliorées de mobilité hors route et de manutention par rapport aux conceptions d’essieux rigides qu’elles ont remplacées, contribuant ainsi à l’évaluation de l’aptitude opérationnelle M-ATVŞ mentionnée plus haut. Cet article ne fait pas état d’allégations concernant la fatigue de l’équipage, le taux de blessures ou les résultats médicaux associés à la configuration de la suspension, puisque des données fiables et spécifiques du PRM de ce type n’ont pas été identifiées dans les sources consultées; Ce qui peut être déclaré avec confiance, c’est que la manutention prévisible et le contact constant des roues avec le sol sont des objectifs techniques reconnus des programmes de suspension indépendants décrits ici.

Les considérations d’ingénierie pour les composants de suspension militaire

Les systèmes de suspension militaire pour les véhicules de cette catégorie reposent sur une gamme d’éléments travaillant ensemble sous pression du cycle de service : bras de commande, ensembles d’essieux, ressorts en bobines ou en feuilles, amortisseurs, buissons, joints à billes, moyeux de roue, liaisons de direction et supports de montage. Chacune de ces pièces doit être conçue, fabriquée et installée selon des tolérances appropriées pour les charges répétées de choc hors route plutôt que pour l’utilisation occasionnelle de la lumière.

• Les bras de commande et les ensembles d’essieux transportent les charges structurales primaires entre la roue et le châssis et sont soumis à la fois aux chocs verticaux et aux forces latérales d’angle.
• Les springs et les dampers gèrent l’énergie de conduite à partir des impacts du terrain; les performances des amortisseurs se dégradent notamment par la chaleur et le cyclisme, ce qui rend le cycle de service approprié spécification importante.
• Les arbustes et les joints à billes sont des objets d’usure par conception, destinés à absorber de petits mouvements et vibrations, mais ils sont aussi souvent les premiers composants à montrer une dégradation mesurable en cas d’utilisation prolongée hors route.
• Les moyeux de roue et les liaisons de direction affectent à la fois la capacité de charge et la précision de la direction, et l’usure de ces composants peut se manifester comme des changements de manipulation avant qu’il ne devienne un problème de sécurité.
• Les supports de montage et les points d’attache structuraux transfèrent les charges de suspension dans le cadre ou la coque du véhicule, et leur intégrité est fondamentale pour tous les autres composants fonctionnant comme prévu.

Un joint à billes ou à buissons qui fonctionne correctement dans une application de véhicule utilitaire peut porter à un rythme accéléré dans les conditions de chargement et de terrain qu’un véhicule militaire protégé rencontre régulièrement. C’est aussi la raison pour laquelle la provenance des composants et la qualité de la fabrication sont des questions pratiques et opérationnelles plutôt que simplement une question d’approvisionnement ou de paperasse. Un élément de suspension qui est correctement dimensionné mais fabriqué selon une norme de matière ou de tolérance inférieure peut échouer plus tôt que prévu, et dans un contexte de flotte qui se traduit directement par des temps d’arrêt imprévus, une maintenance imprévue et, dans le pire des cas, un véhicule qui n’est pas disponible lorsque cela est nécessaire.

Maintenance, pièces de rechange et support du cycle de vie

Comme les véhicules de la classe MRAP diffèrent significativement d’un constructeur à l’autre, les configurations et les niveaux d’armature ne sont pas uniformes dans la famille de véhicules. Les organisations qui soutiennent ces parcs suivent généralement des manuels techniques et des conseils du fabricant sur une plate-forme spécifique plutôt qu’un calendrier universel unique, et cet article ne propose pas délibérément un intervalle de remplacement générique pour cette raison. Ce qui est cohérent partout dans la classe, c’est le principe de base : inspection régulière des composants de suspension et de direction, identification rapide de l’usure ou des dommages avant qu’il ne progresse vers une défaillance et accès fiable aux pièces de rechange correctement spécifiées lorsqu’un composant atteint la fin de sa durée de vie utile.

C’est là que l’approvisionnement fiable devient une préoccupation opérationnelle pratique et quotidienne pour toute organisation qui maintient un parc de PAM ou des véhicules protégés similaires, plutôt qu’une considération de qualité abstraite. L’identification fiable du numéro de pièce et de la configuration corrects pour une variante de véhicule donnée, combinée à l’approvisionnement contrôlé par la qualité et à une traçabilité claire du fabricant à l’installation, réduit le risque d’installation d’un composant qui ne correspond pas au cycle de service et à l’environnement de fonctionnement réels du véhicule.

AB Defence travaille dans cet espace à titre de fournisseur de pièces détachées et de composants pour les plates-formes militaires à roues et à chenilles, y compris les composants du système de freinage et de suspension, et aide les clients qui doivent fournir des pièces correctement identifiées et contrôlées par la qualité pour le soutien du parc. Le support de ce type pour le cycle de vie ne remplace pas les conseils techniques spécifiques à la plateforme ou les manuels techniques originaux du fabricant, mais il constitue une partie utile et pratique du maintien d’un parc de véhicules protégés mécaniquement prêt pendant des années de service continu.

Questions fréquemment posées

Une suspension plus forte rend-elle un véhicule MRAP plus résistant aux explosions ?

Non pas. Dans les véhicules de la classe MRAP, la protection par explosion et balistique provient de la coque blindée, du compartiment d’équipage protégé et, sur de nombreux plans, d’une géométrie sous-corps déviant par explosion. La durabilité de la suspension affecte la mobilité, la manutention et la disponibilité de la mission, c’est un système automobile, pas un système de survie, et cet article ne le représente pas comme un.

Pourquoi certains premiers véhicules MRAP ont-ils combattu la mobilité en Afghanistan ?

Plusieurs conceptions antérieures du MRAP utilisaient des suspensions d’essieux rigides qui, selon les responsables du Corps des Marines, n’avaient pas bien fonctionné sur le terrain inégal, vallonné et en grande partie non pavé commun en Afghanistan, contrairement à l’environnement d’exploitation plus urbain et routier en Iraq où de nombreux véhicules étaient initialement mis en service.

Qu’est-ce que le système de suspension TAK-4 ?

TAK-4 est un système de suspension indépendant breveté Oshkosh, conçu à l’origine pour le remplacement tactique moyen des véhicules (MTVR) et utilisé par la suite sur le M-ATV et, grâce à un programme d’adaptation, sur un certain nombre de véhicules MRAP basés sur Cougar existants afin d’améliorer la mobilité hors route.

Combien de fois les composants de suspension MRAP doivent-ils être vérifiés?

Les intervalles d’inspection et de remplacement varient selon la plate-forme du véhicule, la configuration et l’environnement d’exploitation, et ils sont régis par des manuels techniques spécifiques au fabricant et à la plateforme plutôt qu’une norme unique pour le parc. L’inspection régulière de l’usure dans les bushings, les joints à billes, les bras de commande et le matériel de montage est une exigence constante dans toute la classe de véhicules.

Des véhicules MRAP ont été mis au point pour répondre à une menace spécifique et urgente, et leurs coques blindées et compartiments d’équipage protégés ont fait ce travail. L’expérience opérationnelle en Iraq et, en particulier, en Afghanistan a clairement indiqué que la protection ne garantit pas à elle seule l’efficacité du champ de bataille. Un véhicule qui ne peut pas négocier de manière fiable son terrain d’exploitation, maintenir une manipulation prévisible ou rester disponible mécaniquement ne peut fournir entièrement la capacité qu’il a été construit pour fournir, peu importe le rendement de son armure.

La durabilité de la suspension se situe à l’intérieur de cette lacune entre protection et performance. Il ne s’arrête pas à une explosion, et il ne faut pas la décrire comme si elle le faisait, mais c’est ce qui maintient un véhicule fortement protégé mobile, contrôlable et disponible pour sa prochaine mission qui est finalement ce qui fait que la protection vaut la peine d’avoir en premier lieu. Dans le cas des organisations qui maintiennent aujourd’hui les parcs de véhicules MRAP ou protégés comparables, cela veut dire traiter la fiabilité des engins de suspension et de roulement, et l’approvisionnement de composants de remplacement correctement spécifiés, comme un élément essentiel de la préparation du parc plutôt que comme une préoccupation d’entretien secondaire.

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