MBT: Las ventajas de las orugas de caucho sobre asfalto

Sobre las ventajas de las orugas de caucho para tanques sobre asfalto

Edward Perov || Revista Militar

No es ningún secreto que en la construcción de tanques occidentales se han utilizado durante muchas décadas orugas con tacos de goma, mientras que los tanques de la escuela soviética en su conjunto no tenían ni tienen este "zapato". No desarrollaremos una polémica sobre qué enfoque es el correcto, pero el hecho es que las propiedades de agarre de las orugas de goma al moverse sobre superficies como el asfalto o el hormigón son mucho mejores que las de las de metal.

Hablaremos de esto con más detalle en este artículo, basándonos en pruebas realizadas en la Unión Soviética en la década de 1970.

Introducción

En primer lugar, me gustaría responder a una pregunta que probablemente tengan muchos lectores: ¿por qué estudiar y, en general, prestar atención a los indicadores de adherencia de las orugas cuando se mueven sobre superficies duras como el asfalto o el mismo hormigón?

Sí, a primera vista puede parecer que no hay absolutamente ninguna necesidad, porque un parámetro mucho más serio es la capacidad de todo terreno del tanque, que afecta directamente a su efectividad de combate en las condiciones más difíciles. Sin embargo, esto es solo a primera vista: en realidad, los tanques no solo amasan barro o conducen sobre suelos con poca capacidad de carga, sino que también marchan sobre carreteras y autopistas asfaltadas y realizan operaciones de combate en áreas pobladas donde existen estas mismas carreteras.

Y aquí es donde sale a la luz un matiz, que es el siguiente: debido a la baja fuerza de fricción "superficie-metal" y al funcionamiento ineficaz de las orejetas de metal de la oruga (no penetran profundamente en la superficie, o no penetran en absoluto), a altas velocidades, el coloso de varias toneladas pierde significativamente la capacidad de control, y es bueno si termina con un pequeño derrape y no con una deriva pronunciada.

La situación se agrava aún más si el asfalto o el hormigón antes mencionados están muy mojados por la lluvia. No hace falta ir muy lejos para encontrar ejemplos: basta recordar el incidente que ocurrió hace unos años en Bielorrusia durante un ensayo de un desfile, cuando un "setenta y dos" patinó con tanta fuerza en un terreno llano que derribó una farola.



Todo esto limita seriamente la velocidad de movimiento de los tanques, tanto en columnas como individualmente, y también aumenta el riesgo de situaciones de emergencia. Por lo tanto, el problema no es tan efímero, como lo confirmaron los propios autores del estudio:

Garantizar la controlabilidad de los tanques cuando se desplazan a altas velocidades, especialmente en carreteras con superficies duras, es un problema muy urgente. 

Es importante entender que las propiedades de agarre de las orugas de goma de los distintos tanques pueden variar significativamente debido a las características de diseño. Por lo tanto, los resultados de la investigación que se presentan a continuación solo ofrecen una imagen general, pero muy clara: con la presencia de orejetas de goma, el agarre mejora drásticamente.

Experimento

En los experimentos se tuvieron en cuenta los coeficientes de adherencia conocidos de las orugas soviéticas sobre diferentes superficies, pero surgieron problemas con las orugas de goma, ya que los autores de los modelos occidentales modernos no tenían estos productos a su disposición. La situación actual se resolvió de forma bastante sencilla tomando orugas de un tanque Sherman con orejetas cortadas en una fresadora, como las del tanque M60A1.

El coeficiente de adherencia de estas orugas se midió de la siguiente manera: se tomaron acoplamientos de tres a cinco orugas, sobre las cuales se instaló una cesta especial, en la que se colocó una carga para impartir la presión específica necesaria. Toda esta estructura fue remolcada sobre asfalto, hormigón y otras superficies mediante un tractor MAZ-537 con transmisión hidromecánica, lo que garantiza una aplicación suave de las fuerzas de tracción. La propia fuerza de tracción y la velocidad de movimiento se registraron mediante un osciloscopio.

¿Cuáles son los resultados?

En primer lugar, es necesario observar la dependencia de los coeficientes de adherencia (cuanto más altos, mejor) de la velocidad de deslizamiento de las orugas de metal y de goma. Como se puede ver en la siguiente figura, cuando las orugas comienzan a moverse y la velocidad de deslizamiento aumenta a 0,05 metros por segundo, los coeficientes aumentan bruscamente. Cuando la velocidad de deslizamiento alcanza 0,5-0,8 m/s, los coeficientes se estabilizan.

Figura 1. Dependencia del coeficiente de adherencia $\phi_{сц}$ de orugas metálicas (____) y recubiertas de goma (----) respecto a la velocidad de deslizamiento $v_{ск}$ en diferentes condiciones del terreno:

1. Hormigón y asfalto;
2. Camino de tierra;
3. Asfalto;
4. Hormigón;
5. Camino helado.

Sin embargo, como se puede observar, el coeficiente de adherencia durante el deslizamiento en todo el rango de velocidades sobre hormigón y asfalto para la oruga de goma es mucho mayor que para la de metal. En caminos de tierra, los coeficientes de las orugas son aproximadamente iguales, y en caminos helados gana la oruga de metal.

También es interesante la dependencia del coeficiente de adherencia de la oruga con el valor de presión específico. Se calculó a una velocidad de deslizamiento de un metro por segundo. En este caso, se tuvo en cuenta la presión tanto en toda el área de la pista como en los tacos de las orugas de metal y de goma.

Figura 2. Dependencia de los coeficientes de adherencia $\phi_{сц}$ de las orugas metálicas (____) y recubiertas de goma (----) respecto a la presión específica:

$q_T$ - sobre toda el área de la oruga;
$q_{г.м}$, $q_{г.о}$ - para orugas metálicas y recubiertas de goma respectivamente, cuando se apoyan únicamente en los salientes del terreno.

1 – hormigón y asfalto, 2 – camino de tierra, 3 – asfalto, 4 – hormigón, 5 – camino helado

Los resultados obtenidos en este caso son similares a los de la figura anterior: independientemente de la presión específica, las orugas de goma tienen un coeficiente de adherencia más alto sobre asfalto y hormigón que las de metal, perdiendo frente a estas últimas cuando se conduce sobre carreteras heladas.

Los coeficientes de adherencia en sí, en función de la superficie, se resumen en la siguiente tabla. De ello se desprende que las orugas de goma proporcionan valores más altos de este parámetro tanto en dirección longitudinal como transversal cuando se conduce sobre asfalto y hormigón que las de metal.

Coeficientes de adherencia de orugas metálicas y recubiertas de goma



Cabe señalar que las orugas de goma conservan su adherencia sobre asfalto y hormigón mojados, ya que el caucho tiene una propiedad de succión sobre la superficie mojada de la carretera. Pero con carreteras heladas, por supuesto, tienen problemas. Sin embargo, no se puede decir que sean importantes y completamente insolubles.

En primer lugar, incluso con una oruga de metal, el coeficiente de adherencia sobre una carretera helada se reduce a un valor críticamente bajo, aunque es más alto que el de las orugas de goma, en cualquier caso, ambos tipos de orugas hacen que el tanque sea una vaca natural sobre hielo cuando se mueve a alta velocidad.

En segundo lugar, los autores del estudio señalaron que la investigación involucraba orugas con almohadillas de goma (tacos) de una forma no óptima, por lo que no descartaron que el coeficiente de adherencia de las orugas de goma pudiera elevarse hasta los niveles de las de metal.

En tercer lugar, para los tanques existentes, como el Abrams, existen almohadillas especializadas en forma de "botas" de metal en forma de X instaladas en las orugas para circular sobre hielo. Con ellas, el agarre en superficies resbaladizas es probablemente incluso mejor que con las orugas de metal normales.

Conclusiones

Por supuesto, los resultados de los experimentos publicados en este artículo reflejan solo el panorama general. Sin embargo, el hecho es que las orugas de goma proporcionan una tracción mucho mayor sobre asfalto y hormigón que las de metal: casi el doble o incluso más.

Por lo tanto, la manejabilidad de los tanques "calzados" con orugas de este tipo en las superficies mencionadas es mucho mejor, lo que reduce el riesgo de situaciones de emergencia durante el funcionamiento de los vehículos y aumenta su velocidad media de movimiento tanto en marchas en columnas como individualmente, incluso en condiciones de combate.

Fuente:
"Estudio de las propiedades de adhesión de las orugas de metal y caucho" Yu.A. Konev, VD Timofeev, VA Chobitok