Por que a durabilidade da suspensão é crítica em veículos de classe MRAP

Veículos de Ambush Protegidos contra Minas Resistentes (MRAP) foram construídos em torno de uma única premissa urgente: Manter a tripulação viva quando uma mina ou um dispositivo explosivo improvisado (IED) detonar abaixo ou ao lado do veículo. Essa premissa moldou a geometria do casco, a armadura e o compartimento protegido da tripulação. Não solucionou automaticamente a mobilidade. Um veículo pode ser excepcionalmente bem protegido e ainda falhar a sua missão se não puder mover-se de forma confiável através do terreno em que é solicitado a operar, não pode ser recuperado com eficiência quando quebra ou passa mais tempo em uma baía de manutenção do que na estrada.

A durabilidade da suspensão situa-se exatamente na interseção entre proteção e desempenho. Não é um sistema de sobrevivência na forma como a armadura ou um casco de desvio de explosão é, e este artigo não o trata como um. É, no entanto, o sistema mecânico responsável por manter um veículo altamente protegido móvel, controlável e disponível para sua próxima missão. A experiência operacional com os veículos MRAP no Iraque e, em particular, no Afeganistão demonstrou esta distinção com clareza incomum, e continua a ser directamente relevante para qualquer organização responsável pela manutenção destas frotas hoje.

Veículos MRAP colocam exigências excepcionais sobre sistemas de suspensão

Os veículos da classe MRAP não foram desenvolvidos como plataformas de folha limpa otimizadas para eficiência de peso ou refinamento automotivo. Eles foram colocados sob urgência em tempo de guerra, construídos para derrotar uma ameaça específica e em evolução, muitas vezes em arquiteturas de chassis adaptadas a partir de plataformas comerciais ou semi comerciais de caminhões existentes em vez de projetados a partir de uma página em branco em torno de seus eventuales requisitos de armadura e carga útil. O resultado foi uma família de veículos que combinavam cascos blindados, compartimentos de tripulação protegidos, rodas pesadas e conjuntos de pneus, e equipamentos de missão substanciais em marcha que, em várias configurações iniciais, não tinham sido projetados em torno dessa combinação específica de cargas.

Os EUA. O Gabinete de Responsabilidade do Governo (GAO) documentou essa tensão em seus relatórios de supervisão mais precoces sobre o programa. A GAO descobriu que, embora a maioria dos veículos cumprisse seus requisitos de proteção balística durante a primeira fase de testes de desenvolvimento, os testes automóveis revelaram deficiências na confiabilidade, mobilidade, manuseio e segurança entre os fornecedores. A GAO observou ainda que o cronograma de ensaios comprimidos permitia apenas um ensaio limitado de durabilidade para veículos automóveis nessa fase, aproximadamente 300 milhas de superfície dura e 200 milhas de estrada por veículo na primeira fase, e que não havia sido estabelecido nenhum requisito mínimo de fiabilidade antes de as grandes encomendas de produção já terem sido efectuadas. Essa diferença entre o desempenho de proteção, validado precocemente e rigorosamente, e o desempenho automotivo, que recebeu comparativamente menos exposição ao teste antes da colocação em campo, é o ponto de partida para entender por que a durabilidade da suspensão se tornou uma questão de engenharia premente e sustentação para a frota MRAP.

Engenharia para levar A proteção contra explosões e a durabilidade automotiva são avaliadas separadamente, utilizando diferentes métodos de ensaio e critérios diferentes. Um veículo pode satisfazer ou exceder o seu requisito de proteção balística, enquanto ainda necessita de uma suspensão substancial e engenharia de rodagem para cumprir os seus requisitos de mobilidade e fiabilidade. Tratar os dois como uma única categoria de proteção obscurece onde o risco de engenharia real se encontra.

Armadura, carga útil e o desafio do peso do veículo

A proteção contra armaduras não é sem peso, e essa massa adicional tem de ser carregada por eixos, braços de controle, molas, bushings e hardware de montagem que, em várias plataformas MRAP iniciais, não foram originalmente dimensionados ao redor. Além do pacote de armaduras em si, os veículos MRAP transportam tripulação, munição, comunicações e equipamentos eletrônicos de contramedida, estações de armas e outros sistemas específicos da missão, todos os quais adicionam à carga a suspensão tem que gerenciar dia a dia. Grandes diâmetros, pneus planos e conjuntos de rodas pesadas necessários para suas próprias razões de proteção e mobilidade contribuem para o peso não-escolhido adicional que os componentes de suspensão e direcção devem controlar em todos os eventos do terreno.

Esta é uma realidade de engenharia geral de veículos protegidos para fins em vez de uma reivindicação sobre qualquer veículo único certificado peso de freio, e números precisos variam significativamente por plataforma, nível de armadura, e configuração que é uma razão por que este artigo evita citar um peso específico para qualquer variante MRAP individual. O que importa para a manutenção da frota é o princípio subjacente: o peso adicionado e o equipamento adicionado mudaram o ambiente de carregamento em que a suspensão opera, comparando com as plataformas comerciais ou semi-comerciais mais leves alguns projetos MRAP foram originalmente derivados. Componentes tamanho para um veículo mais leve, não blindado experiência materialmente diferente stress uma vez que a mesma arquitetura básica é solicitada para carregar um casco blindado, um compartimento de tripulação protegido e uma carga de combate completa.

Esta dinâmica também é a razão pela qual as atualizações de suspensão em várias variantes MRAP foram perseguidas especificamente como os pacotes de armaduras e cargas do equipamento da missão aumentaram ao longo de sua vida útil, em vez de apenas como uma resposta ao terreno. O relatório do programa GAO notou, por exemplo, que o DoD não tinha determinado completamente como um requisito crescente de armadura afetaria outros componentes automotivos, como pneus e eixos, e marcou isso como uma área de risco de engenharia contínuo para o portfólio de veículos táticos rodados mais amplo.

Por que o terreno duro cria cargas dinâmicas severas

O peso estático do veículo é apenas parte da imagem de engenharia. Os componentes da suspensão experimentam cargas dinâmicas que podem diferir substancialmente do peso do veículo em repouso sempre que o veículo encontra buracos, rochas embutidas, superfícies de lavatório, valas, descida ou outras irregularidades no terreno. Cada um destes eventos transmite uma carga de choque através do pneu, roda, braço de suspensão, mola, amortecedor e estrutura de montagem. É esta exposição repetida ao choque e carga de vibração no decurso de uma implantação não apenas transportando um veículo pesado em linha reta numa estrada pavimentada que impulsiona fadiga e desgaste em componentes de suspensão.

Lições das operações do MRAP no Afeganistão

A prova mais clara do desafio da mobilidade veio directamente do campo. Como os veículos MRAP originalmente em campo no Iraque foram redirecionados para apoiar operações no Afeganistão, relatórios oficiais e funcionários do Pentágono descreveu um desajuste entre os projetos de suspensão de eixo rígido dos veículos e as demandas do Afeganistã terreno rochoso, montanhoso, em grande parte não pavimentado. U.S. Brigada de fuzileiros. Gên. Michael Brogan, então comandante do Comando de Sistemas dos Corpos Marinhos, afirmou publicamente que os veículos MRAP de base usavam suspensões rígidas de eixos que funcionavam mal em terrenos irregulares e montanhosos, e que a produção inicial de Cougar MRAPs estavam sendo retiradas do teatro especificamente para ter suas suspensões ígidas substituídas por configurações mais adequadas ao terreno do Afeganistão e falta de infraestrutura rodoviária.

Os relatórios do próprio programa GAO alcançou uma conclusão consistente, observando que o uso operacional de veículos MRAP tinha revelado uma falta de manobrabilidade e capacidade off-road, e identificando isso como um fator chave por trás da decisão do Departamento de Defesa de perseguir uma finalidade de variante MRAP mais leve e móvel construído para as condições de estrada e terreno Afeganistão. Esse esforço tornou-se o MRAP All Terrain Vehicle, ou M-ATV. Esta história é um estudo de caso útil precisamente porque mostra a sobrevivência e mobilidade sendo avaliadas, e abordadas, como problemas genuinamente separados de engenharia um veículo pode limpar uma barra decisivamente, enquanto ainda requer uma atenção significativa, deliberada da engenharia do outro.

Vale também ressaltar a escala em que o programa estava operando enquanto essas lições surgiam. Em meados de 2009, mais de 16.000 veículos MRAP haviam sido produzidos e quase 14.000 se disputavam em dois teatros, com um custo total de produção de aproximadamente 22,7 bilhões de dólares, segundo GAO. Sustentar e adaptar uma frota desse tamanho, construída por pelo menos cinco fabricantes diferentes, acrescentou a sua própria camada de complexidade a qualquer esforço de atualização da mobilidade, uma vez que as mudanças tiveram de ser projetadas, testadas e postas em campo em várias famílias de veículos não idênticas em vez de um único projeto padronizado.

O Papel da Suspensão Independente na Mobilidade MRAP

A lacuna de mobilidade identificada no Afeganistão foi corrigida através da adopção deliberada de uma arquitetura independente de suspensão, primeiramente num veículo novo construído para fins e, posteriormente, como uma adaptação às frotas MRAP existentes.

O M-ATV e o sistema TAK-4

O programa M-ATV abordou diretamente a falta de mobilidade incorporando suspensão independente na arquitetura do veículo desde o início, em vez de confiar nos eixos rígidos utilizados em projetos MRAP anteriores. O Oshkosh M-ATV, desenvolvido na plataforma de substituição táctica de veículos médios (MTVR), usou o sistema de suspensão independente patenteado TAK-4 da Oshkosch, que até então já havia acumulado extensos testes de durabilidade do governo em toda a MTVR e plataformas relacionadas e estava em serviço em mais de 10.000 MTVRs. De acordo com o Diretor, Teste e Avaliação Operacional (DOT&E), o M-ATV foi avaliado como operacionalmente eficaz, operacionalmente adequado e sobrevivente para mobilidade táctica blindada e transporte em apoio às missões da Operação Liberdade Duradoura uma designação que reflete tanto o seu desempenho de proteção quanto o seu desempenho automotivo em condições formais de ensaio, avaliadas conjuntamente e não isoladamente.

Renovação da suspensão independente às frotas MRAP existentes

O benefício de mobilidade da suspensão independente não se limitou ao objectivo construído pelo M-ATV. Os EUA. O Corpo de Fuzileiros Marinhos procurou, posteriormente, upgrade do sistema de suspensão independente (ISS) para sua frota MRAP baseada em Cougar, um programa documentado na orientação oficial do Corpo de Fuertes Marinhos (MARADMIN 466/10) e no Relatório Selecionado do Departamento de Defesa para o Programa Conjunto MRAP. Este relatório descreveu as atualizações independentes da suspensão como destinadas a aumentar a durabilidade e a mobilidade no terreno rural montanhoso encontrado no Afeganistão, com centenas de veículos Cougar categoria I e categoria II atualizados e colocados em campo no teatro, e com planos em vigor na altura para expandir a abordagem para outras variantes MRAP incluindo selecionar veículos MaxxPro e RG-31

O relatório da indústria do período também indica que mais de uma solução independente de suspensão foi avaliada para este esforço de readaptação, incluindo sistemas da Oshkosh e da AxleTech International, refletindo uma verdadeira competição de engenharia em torno da melhor forma de resolver o problema de mobilidade em vez de uma única resposta pré-determinada. Este esforço de adaptação ilustra um ponto mais amplo relevante para qualquer organização que gere uma frota de veículos protegida: a arquitetura de suspensão foi tratada como uma variável séria que vale a pena rever o programa médio com base em feedback operacional, não como uma característica fixa da classe de veículos que teve de ser aceite como é.

Distinção importante Esses programas de suspensão independentes foram representados, na documentação oficial e do fabricante, como melhorias na mobilidade, desempenho e durabilidade, não como alterações à explosão do veículo ou proteção balística. A durabilidade da suspensão suporta a capacidade do veículo de permanecer móvel e disponível; a proteção do compartimento de tripulação continua sendo uma função do casco blindado, da geometria subcorpal em V e da arquitetura de sobrevivebilidade relacionada. Conflating os dois exagera o que uma atualização de suspensão realmente faz.

Suspensão Durabilidade e Disponibilidade da Missão

Uma falha de suspensão não tem que ser catastrófica para afetar uma missão. Um braço de controle quebrado, um arbusto falhado, uma junta de bolas desgastadas ou uma ligação de direcção danificada pode imobilizar um veículo no campo, desencadeando uma operação de recuperação, consumindo pessoal de manutenção e peças sobresselentes, e removendo aquele veículo da frota disponível até ser reparado. Num contexto de comboio, um único veículo com deficiência pode afetar o movimento e a postura de segurança de toda a formação, uma vez que os comboios têm geralmente de explicar o tempo de recuperação e um perímetro de segurança em torno de um veículo estacionário.

O GAO reportando sobre o programa MRAP mais amplo marcou sustentação e confiabilidade como desafios contínuos mesmo após a colocação inicial dos veículos, observando que os custos de sustentação a longo prazo e disponibilidade de peças de reparo, incluindo para itens de alto desgaste como pneus, ainda estavam sendo trabalhados em relação às realidades de operar uma grande frota multivendedor no teatro. Ao mesmo tempo, a GAO também relatou que os funcionários do programa MRAP citaram níveis de prontidão da frota que excedem consistentemente um índice de 90 por cento em todos os teatros de operação a partir do início de 2009, uma cifra que vale a pena citar precisamente porque reflete o próprio alvo e resultado relatado do programa, ao invés de uma média suposta ou inventada da indústria. A prontidão sustentada a esse nível depende directamente dos sistemas automóveis, incluindo os engrenagens de suspensão e rodagem, que continuam a funcionar de forma fiável nas condições de funcionamento reais do veículo.

Veículos que passam mais tempo em baías de manutenção ou aguardando peças contribuem menos para o poder de combate disponível, independentemente do quão bem sua armadura funciona quando o veículo está realmente em uso. É por isso que a durabilidade da suspensão é melhor entendida como um problema de prontidão e disponibilidade da missão, tanto quanto uma engenharia automotiva um os dois são, na prática, o mesmo problema visto a partir de diferentes pontos de vista.

Controle da tripulação e manipulação do veículo

O desempenho da suspensão também define como previsível um veículo manipula em terrenos ásperos, o que afeta a carga de trabalho do condutor e o controle do veículo durante as operações. Sempre que apoiados por ensaios oficiais e documentação de programa, configurações independentes de suspensão como o TAK-4 foram associadas a melhores características de mobilidade fora da estrada e manuseio em comparação com os designs rígidos do eixo que substituíram, contribuindo para a adequação operacional avaliada M-ATV . O presente artigo não faz alegações sobre fadiga da tripulação, taxas de lesões ou desfechos médicos associados à configuração da suspensão, uma vez que dados específicos do MRAP fiáveis desse tipo não foram identificados nas fontes consultadas; o que pode ser afirmado com confiança é que o manuseio previsível e o contato consistente da roda com o solo são objetivos de engenharia reconhecidos dos programas independentes de suspensão descritos aqui.

Considerações de Engenharia para Componentes de Suspensão Militar

Sistemas de suspensão militar para veículos desta classe dependem de uma gama de componentes que trabalham em conjunto sob pressão do ciclo de trabalho sustentado: Braços de controle, conjuntos de eixos, molas de bobina ou folhas, amortecedores, buchas, juntas de esferas, hubs de rodas, ligações de direcção e suportes de montagem. Cada uma destas peças tem de ser concebida, fabricada e instalada em tolerâncias adequadas para a carga de choque fora da estrada repetida, em vez de utilização ocasional de luz.

• Os braços de controlo e os conjuntos de eixo carregam as cargas estruturais primárias entre a roda e o chassi e estão sujeitos tanto ao choque vertical como às forças laterais de curvagem.
• Molas e amortecedores gerenciam a energia do passeio dos impactos do terreno; O desempenho do amortecedor, em particular, degrada-se com calor e ciclo, tornando importante a especificação do ciclo de trabalho.
• As bochas e juntas de bolas são itens de desgaste por projeto, destinados a absorver pequenos movimentos e vibrações, mas também são frequentemente os primeiros componentes a mostrar degradação mensurável sob uso sustentado fora da estrada.
• Os hubs de rodas e as ligações de direcção afetam tanto a capacidade de carga como a precisão da direcção, e o desgaste desses componentes pode manifestar-se como mudanças no manuseio antes que se torne um problema de segurança.
• Os suportes de montagem e os pontos de fixação estrutural transferem cargas de suspensão para o quadro ou casco do veículo, e a sua integridade é fundamental para todos os outros componentes que funcionam como projetados.

Um arbusto ou junta de bolas que funciona adequadamente em um veículo comercial pode desgastar a uma velocidade acelerada nas condições de carga e terreno que um veículo militar protegido encontra regularmente. É também por isso que a proveniência dos componentes e a qualidade do fabrico são questões práticas e operacionais, ao invés de apenas um sentido de aquisição ou papelada. Um componente de suspensão que seja dimensionalmente correto, mas fabricado com um material inferior ou padrão de tolerância pode falhar antes do esperado, e num contexto de frota que se traduz diretamente em tempo inativo não previsto, manutenção não programada, e, no pior dos casos, um veículo que não está disponível quando for necessário.

Manutenção, Peças Sobressalentes e Suporte para ciclo de vida

Como os veículos da classe MRAP diferem significativamente entre os fabricantes, configurações e níveis de blindagem, requisitos de manutenção e intervalos de inspeção não são uniformes em toda a família de veículos. Organizações que sustentam essas frotas geralmente seguem os manuais técnicos específicos da plataforma e a orientação do fabricante em vez de um único cronograma universal, e este artigo deliberadamente não propõe um intervalo genérico de substituição por essa razão. O que é consistente em toda a classe é o requisito subjacente: Inspecção regular dos componentes de suspensão e direcção, identificação imediata do desgaste ou danos antes de progredir para falhas, e acesso confiável a peças de reposição correctamente especificadas quando um componente atingir o fim da sua vida útil.

É aqui que o fornecimento confiável se torna uma preocupação operacional prática, dia a dia para qualquer organização mantendo uma frota de MRAP ou veículos protegidos semelhantes, em vez de uma consideração de qualidade abstrata. A identificação confiável do número de peça e da configuração corretas para uma determinada variante do veículo, combinada com o fornecimento controlado pela qualidade e a rastreabilidade clara do fabricante para a instalação, reduz o risco de instalar um componente que seja uma má correspondência para o ciclo de trabalho real do veículo e ambiente de funcionamento.

A AB Defence trabalha neste espaço como fornecedora de peças sobressalentes e componentes para plataformas militares com rodas e rastreamento, incluindo componentes do sistema de travão e suspensão, e apoia clientes que precisam fornecer peças corretamente identificadas e controladas de qualidade para manutenção da frota. O suporte do ciclo de vida deste tipo não substitui a orientação específica de engenharia da plataforma ou manuais técnicos originais do fabricante, mas é uma parte significativa e prática de manter uma frota de veículos protegidos mecanicamente pronto ao longo de anos de serviço contínuo.

Perguntas Frequentes

Uma suspensão mais forte torna um veículo MRAP mais resistente às explosões?

Não. A proteção de explosão e balística em veículos da classe MRAP vem do casco blindado, do compartimento protegido da tripulação e, em muitos projetos, da geometria subcorpórea. A durabilidade da suspensão afeta a mobilidade, manuseio e disponibilidade da missão é um sistema automotivo, não um sistema de sobrevivença, e este artigo não o representa como um.

Por que alguns veículos MRAP tiveram dificuldades com a mobilidade no Afeganistão?

Vários projetos MRAP antigos utilizaram suspensões de eixo rígido que, segundo os oficiais do Corpo de Fuzileiros Marinhos, executavam mal no terreno irregular, montanhoso, em grande parte não pavimentado comum no Afeganistão, em contraste com o ambiente mais urbano e rodoviário no Iraque onde muitos dos veículos foram originalmente colocados em campo.

O que é o sistema de suspensão TAK-4?

O TAK-4 é um sistema de suspensão independente patenteado pela Oshkosh, originalmente desenvolvido para a Reposição de Veículos Táticos Médios (MTVR) e posteriormente utilizado no M-ATV e, através de um programa de readaptação, em vários veículos MRAP baseados em Cougar existentes para melhorar a mobilidade off-road.

Com que frequência devem ser inspecionados os componentes de suspensão MRAP?

Os intervalos de inspeção e substituição variam por plataforma do veículo, configuração e ambiente de operação, e são regidos por manuais técnicos específicos do fabricante e da plataforma em vez de um único padrão de frota. A inspeção regular do desgaste em buchas, juntas de bolas, braços de controle e hardware de montagem é um requisito consistente em toda a classe de veículos.

Os veículos MRAP foram desenvolvidos para responder a uma ameaça específica e urgente, e seus cascos blindados e compartimentos de tripulação protegidos fizeram esse trabalho. A experiência operacional no Iraque e, especialmente, no Afeganistão deixou claro que a protecção por si só não garante a eficácia do campo de batalha. Um veículo que não consegue negociar de forma confiável o seu terreno de operação, manter um manuseio previsível ou permanecer disponível mecânicamente não pode entregar totalmente a capacidade que foi construído para fornecer, independentemente do quão bem sua armadura executa.

A durabilidade da suspensão se encontra claramente dentro dessa lacuna entre proteção e desempenho. Não para uma explosão, e não deve ser descrito como se o fizesse, mas é o que mantém um veículo altamente protegido móvel, controlável e disponível para a sua próxima missão, que é, em última análise, o que faz a proteção valer a pena ter em primeiro lugar. Para as organizações que sustentam MRAP ou parques de veículos protegidos comparáveis hoje em dia, isso significa tratar a suspensão e a fiabilidade das engrenagens de rodagem, e o fornecimento de componentes de substituição corretamente especificados, como parte central da prontidão da frota em vez de uma preocupação secundária de manutenção.

Trabalhe com a AB Defence

Parceiro com a AB DEFENCE para apoio confiável ao veículo de combate. A AB DEFENCE é um fornecedor internacional especializado de peças sobressalentes militares e soluções de apoio à frota que servem a NATO e organizações aliadas de defesa. Com inventário profundo em uma ampla gama de plataformas de suporte de combate para veículos, processos rigorosos de garantia da qualidade, conhecimento de conformidade com as exportações e um compromisso com a parceria da cadeia de suprimentos de longo prazo, a AB DEFENCE ajuda os compradores de defesa a manter a disponibilidade da frota, reduzir os custos de sustentação e cumprir suas obrigações de prontidão operacional. Contacte a equipe da AB DEFENCE para discutir seus requisitos de peças sobressalentes, planejamento estratégico de inventário e necessidades de programas de sustentação a longo prazo.

Contato da Defesa AB discutir seus requisitos de aquisição e aprender como podemos apoiar seus objetivos de disponibilidade da frota.

Categorias de Peças Militares, Plataformas de Veículos e Guias Técnicos Relacionados

Explore o catálogo de peças de reposição originais (OEM) e codificadas pela OTAN (NSN) da AB Defence, especificações técnicas de plataformas e artigos de engenharia relacionados:

Categorias de Peças de Reposição em Catálogo (NSN e OEM)

• Peças de Reposição para Blindado BMC Kirpi MRAP (597 peças catalogadas)
• Pinças de Freio Militares, Cilindros Mestres e Sistemas Hidráulicos (103 peças catalogadas)
• Eixos Pórticos Militares, Diferenciais e Eixos Cardã (107 peças catalogadas)
• Componentes Internos de Motores Militares e Kits de Revisão (104 peças catalogadas)
• Sistemas Elétricos, Eletrônicos e de Visão para Veículos Militares (250 peças catalogadas)
• Catálogo Completo de Peças Militares OTAN NSN e OEM (16.760+ Itens)

Plataformas de Veículos Militares e Grupos de Sistemas

• Kirpi I (BMC)
• Cobra II
• Ejder Yalçın
• Veículos táticos de rodas
• Sistemas de travagem e suspensão
• Solicitar Cotação B2B (RFQ) e Suporte Técnico

Artigos Técnicos e Guias de Manutenção Relacionados

• Peças de reposição essenciais para o Kirpi BMC: Guia de Campo para a Prontidão Operacional Sustentável
• Kirpi MRAP Manutenção Componentes com as taxas de desgaste mais elevadas
• Desafios operacionais na manutenção de veículos blindados Kirpi
• BMC Kirpi I vs Kirpi II: Diferenças chave no motor, suspensão, mobilidade e manutenção