Колеса или гусеницы: какая ходовая часть лучше всего подходит для украинских боевых роботов
Украинские наземные роботизированные комплексы заметно отличаются друг от друга. Одни оснащаются простыми колесными шасси, другие передвигаются на гусеницах, а отдельные разработчики пытаются совместить оба решения. У каждой схемы есть свои преимущества, но универсальной ходовой части для всех задач не существует.
Военный эксперт, кандидат технических наук Александр Костур в материале, предоставленном "Милитари24", сравнил основные типы двигателей, которые используют украинские разработчики НРП. Разница между подходами хорошо видна и на серийных украинских машинах. Например, ранее "Милитари24" рассказывал о колесном НРК VARKHAN, конструкция которого ориентирована на движение по сложному рельефу.
В конструкции НРП используются следующие типы ходовых частей: колесная, гусеничная, колесно-гусеничная. Рисунок А. Костура
Почему колеса остаются популярными
Колесная ходовая часть – один из самых простых способов построить наземную роботизированную платформу. Ее главные преимущества, по оценке Костура, заключаются в простоте конструкции и возможности широко использовать унифицированные агрегаты и детали.
Более простое шасси означает меньшее количество сложных узлов, а его производство и ремонт потенциально легче масштабировать.
Для логистических НРП это может быть существенным преимуществом. Машина, перевозящая боеприпасы или снаряжение, не всегда нуждается в максимально сложной ходовой части. Важными становятся цена, ремонтопригодность и возможность быстрого изготовления большого количества платформ.
Но за простоту приходится платить проходимостью.
Костур оценивает ее для колесной схемы как среднюю, а уровень живучести ходовой части – как низкий по сравнению с гусеничным вариантом.
"Проведенный анализ показал разнообразные подходы украинских разработчиков к созданию своих НРП", – отмечает Александр Костур.
Поэтому выбор ходовой части фактически начинается с того, какую именно работу должна выполнять машина.
Гусеницы обеспечивают более высокую проходимость
Гусеничный ход имеет еще одно преимущество – способность работать там, где колесам становится сложно.
По оценке Костура, гусеничная схема обеспечивает высокий уровень проходимости и живучести. Еще одно преимущество заключается в более простом способе передачи крутящего момента на ходовую часть.
Для НРП, которому предстоит работать на разбитом грунте, преодолевать колеи военной техники или двигаться по участкам с низкой несущей способностью поверхности, это может оказаться решающим фактором.
Особенно это касается более тяжелых платформ. Боевой модуль, боекомплект или груз увеличивают массу машины, а вместе с ней растут требования к проходимости.
Например, украинский Tanchik Droid 12.7, о котором писал "Милитари24", относится к классу боевых наземных платформ с установленным крупнокалиберным вооружением. Для таких НПП характеристики ходовой части напрямую связаны не только с мобильностью, но и со способностью перевозить боевую нагрузку и стабильно работать на пересеченной местности.
У гусениц тоже есть слабые места
Более высокая проходимость не делает гусеничную схему безусловно лучшей.
Костур называет среди ее недостатков более сложную и дорогую конструкцию, а также более сложный ремонт.
Для роботизированной платформы это важный компромисс. НРП являются расходным инструментом войны в гораздо большей степени, чем традиционная бронетехника. Поэтому чрезмерное усложнение машины может сделать ее дороже, медленнее в производстве и сложнее для восстановления.
Имеет значение и сама конструкция гусеницы. На украинских НРП часто используют сплошные резиновые или резинометаллические ленты. Их эффективность зависит не только от ширины или материала, но и от формы грунтозацепов.
Именно здесь проявляется еще одна особенность наземных роботов: они должны хорошо двигаться не только вперед.
НРП должен одинаково уверенно двигаться назад
Для обычного автомобиля задний ход является вспомогательным режимом. Для наземного робота ситуация иная.
Платформа может заехать в опасную зону, доставить груз или выполнить задачу, а затем возвращаться по тому же маршруту. Разворотиться для этого удается не всегда.
Поэтому инженер отдельно анализирует рисунок протектора гусениц и шин. Традиционный рисунок "елочка" обеспечивает высокую проходимость преимущественно в одном направлении, но имеет худшие характеристики при движении задним ходом. Кроме того, он уступает в боковом сцеплении при движении по склону.
Направленный протектор типа "елочка" и ненаправленный рисунок. Рисунок О. Костура
Ненаправленный Offroad-протектор, напротив, обеспечивает высокую проходимость в обоих направлениях и лучшее боковое сцепление.
Для НРП эта особенность имеет большее значение, чем для большинства обычной колесной техники.
Есть и третий вариант – колесно-гусеничный
Отдельно Костур рассматривает колесно-гусеничную конструкцию. Идея заключается в том, чтобы получить преимущества сразу двух типов ходовой части.
В колесном режиме машина может быстрее двигаться по твердой поверхности. После установки гусениц повышается ее проходимость на сложном грунте.
По оценке эксперта, такая схема обеспечивает высокую проходимость и живучесть выше среднего уровня, а на твердом покрытии позволяет сохранять высокую скорость в колесной конфигурации.
Но бесплатного универсального решения здесь также нет. Конструкция корпуса должна предусматривать свободное пространство между колесами одного борта. Кроме того, система управления должна позволять изменять скорость колес левого и правого бортов. Сам комплект гусениц также увеличивает стоимость платформы.
То есть колесно-гусеничная схема обеспечивает большую универсальность, но усложняет конструкцию машины.
Способ поворота также влияет на проходимость
Разница между колесами и гусеницами проявляется не только при прямолинейном движении.
Колесные НПТ могут поворачивать традиционно, изменяя угол поворота управляемых колес, или за счет разной скорости левого и правого бортов. Последний принцип близок к тому, как поворачивает гусеничная техника.
Костур обращает внимание, что поворот с помощью обычных управляемых колес снижает проходимость, потому что каждое колесо движется по своей траектории. При бортовом способе управления колеса или гусеницы одной стороны остаются примерно в одной колеи.
Есть еще одно важное преимущество: управление при движении задним ходом остается аналогичным движению вперед.
Для НРП это особенно полезно. Оператору не всегда нужно разворачивать платформу при отходе из опасного участка.
Схемы с поворотом управляемых колес относительно продольной оси шасси. Рисунок О. Костура
Схема управления с изменением скорости колес одного борта относительно другого. Рисунок О. Костура
Ходовой части, которая была бы оптимальной для всех НРП, не существует
Выбор между колесами и гусеницами зависит прежде всего от задачи платформы.
Колесное шасси привлекает простотой, унификацией и потенциально более низкой ценой. Гусеничное обеспечивает более высокую проходимость и живучесть, но является более дорогостоящим и сложным в ремонте. Колесно-гусеничная схема позволяет объединить часть преимуществ обоих решений, однако еще больше усложняет конструкцию.
Поэтому один НРП может быть оптимизирован для быстрой доставки грузов, другой – для тяжелой эвакуации или работы в грязи, а третий – для установки вооружения.
Украинские военные уже используют наземных роботов именно в различных ролях. "Милитари24" писал о том, как НРК берут на себя эвакуационные и логистические задачи, снижая необходимость выхода людей на опасные участки.
И именно характер такой задачи должен определять конструкцию машины. Не существует абстрактно "лучшей" ходовой части. Есть ходовая часть, лучше всего соответствующая конкретной работе, которую робот должен выполнить на поле боя.