Airoll es un sistema de propulsión de vehículos que intenta combinar las ventajas de los neumáticos llenos de aire con las de las orugas para crear un vehículo anfibio todoterreno manteniendo una velocidad y una capacidad de carga razonables. Concebido por primera vez en el siglo XVIII, el concepto seguía siendo una novedad a mediados del siglo XX, cuando la idea se desarrolló rápidamente hasta convertirse en vehículos prácticos por parte de los Estados Unidos , la Unión Soviética y varias empresas civiles. El más notable de estos vehículos es quizás el vehículo todoterreno marginal XM769, que se exhibe en el Museo Mecanizado del Cuerpo de Marines en Camp Pendleton, California .
Es probable que Airoll sea una combinación de las palabras "Air" (aire) y "Roll" (rodar), que describen de forma concisa el principio por el cual los neumáticos llenos de aire se unen y se utilizan para "hacer rodar" un vehículo sobre cualquier superficie. La primera vez que se utilizó el término "Airoll" para describir un vehículo se encuentra en un informe de prueba de noviembre de 1960 sobre la plataforma de prueba BorgWarner de 1960. [1] Este prototipo también fue el primer vehículo conocido que se construyó utilizando este método de propulsión. El nombre siguió siendo utilizado por el personal del Ejército de los EE. UU . [2] , el Cuerpo de Marines de los EE. UU. [3] y la Armada de los EE. UU. [4] durante la vida militar del concepto y en la era digital. El término "Airoll" entró en el léxico público cuando se utilizó en la edición de enero de 1963 de Popular Science . [5]
Los primeros registros de este concepto se remontan al siglo XVIII; en 1713, el Sr. MD'Hermand presentó la idea en la Memoria n.° 142 en la Academia de Ciencias de Francia . [6] En este documento, describe un "vagón de rodillos sin fin" en el que los rodillos debajo del vehículo están "... cada uno provisto de pivotes o muñones en sus centros y conectados entre sí por correas". Los rodillos debían "girar fácilmente sobre sus pivotes y, a medida que la carga se desplaza hacia adelante, circular fácilmente alrededor de la plataforma inferior".
La siguiente mención conocida de este concepto se produjo en una solicitud de patente de abril de 1952 de EE. UU. 2.734.476, ROMarsh Jr., "Disposiciones de rodillos conectados por correa para formar orugas de vehículos y otros fines", emitida el 14 de febrero de 1956. En esta patente, Marsh describe su concepto de "proporcionar estructuras de carrocería o bastidor de vehículos con disposiciones de banda de rodadura sin fin que comprendan una serie continua de rodillos espaciados conectados para formar una oruga continua". Marsh enfatiza la naturaleza "altamente deseable" de este dispositivo cuando se intenta mover un vehículo sobre "pantanos, ciénagas o áreas sumergidas donde la forma habitual de vehículos con ruedas no funcionaría". Marsh sugirió que estos tambores fueran tambores o barriles de acero estándar de 55 galones, como los que se usan comúnmente para el petróleo. Según Marsh, esto tendría el beneficio adicional de permitir que el vehículo transporte barriles de fluido a través de vías fluviales, ya que el fluido en sí es menos denso que el agua.
Una solicitud de patente de 1955 USA 2,916,006, L. Crandall, "Vehículo anfibio", emitida el 8 de diciembre de 1959 , contiene una versión más refinada del diseño de Marsh, que presenta un vehículo personal anfibio compacto que utiliza este concepto. A diferencia de Marsh, Crandall abogó por neumáticos toroidales especializados, a través de los cuales se podría montar un eje y fijarlo a cada lado del mecanismo de oruga, en lugar de estar unidos entre sí.
En 1958, la Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos había comenzado a investigar las aplicaciones militares del concepto Airoll y, en abril de 1960, la División Ingersoll-Kalamazoo de la Corporación Borg-Warner había desarrollado un prototipo de vehículo de prueba en colaboración con el ejército estadounidense. A lo largo de 1960 y 1961, probaron el vehículo en diferentes condiciones del terreno utilizando tres configuraciones de neumáticos distintas: la primera utilizó 16 neumáticos Goodyear 'Terra' de 24" x 24" x 6" por oruga, la segunda utilizó 19 neumáticos 'Terra' más pequeños por oruga y la tercera configuración utilizó 32 neumáticos industriales estándar por oruga y 2 neumáticos por eje. Estas pruebas parecen haber sido en gran medida un éxito [1]
El principio de locomoción Airoll se ha demostrado con éxito y, si se aprovecha adecuadamente, puede proporcionar a los vehículos futuros un potencial de movilidad adicional. La ventaja subyacente que garantiza una movilidad óptima en todas las condiciones de funcionamiento es fundamental para todos sus posibles usos. Es posible alcanzar una alta velocidad en carreteras mejoradas y el alcance de las operaciones fuera de carretera supera al de cualquier otro vehículo conocido. Su flotabilidad inherente lo hace adaptable a pantanos, nieve, arena y barro.
— "Estudio de locomoción de vehículos aéreos", Informes de investigación del gobierno de Estados Unidos, volumen 36, número 8 (9 de agosto de 1961)
El vehículo pesaba entre 17.500 lb [1] y 19.100 lb [4] cuando se montaron las 16 orugas de neumáticos. El vehículo estaba propulsado por un motor que desarrollaba 185 bhp a 2.800 rpm. [4] La edición de enero de 1963 de la revista Popular Science Magazine contenía un artículo sobre el prototipo.
En 1961, Ling-Temco-Vought había construido y probado con éxito [7] un banco de pruebas a escala de lo que se convertiría en el Plenum Air Tread Amphibian (PATA), en el que grandes cojines de aire se unieron al exterior de una pista convencional para proporcionar movilidad y flotabilidad, dando mayor credibilidad al concepto Airoll a pesar de que técnicamente no era un vehículo Airoll en sí.
En 1963, el fabricante de aviones Canadair presentó su propio prototipo de Airoll, el modelo CL-213 "Fisher". Este vehículo guardaba un gran parecido con la patente de Crandall de 1959. Esta también se publicó en Popular Science, en la edición de diciembre de 1964. El artículo afirmaba que Fisher podía propulsarse a 10 mph en terreno duro, 5 mph en barro y nieve, y 3 mph en agua.
En 1965 se dieron a conocer dos prototipos muy similares. Uno desarrollado en los EE. UU. - el segundo prototipo BorgWarner, llamado "Airoll 1". Airoll 1 era una versión refinada del vehículo de prueba BorgWarner original hecho para el Cuerpo de Marines de los EE. UU . Era más estrecho, más corto y tenía un motor automotriz más pequeño de 80 bhp con 13 neumáticos por oruga, pesando menos de un tercio del vehículo de prueba, a 5900 lb (2680 kg). [8] Sin embargo, este prototipo era un vehículo práctico y presentaba un compartimento de carga, rampa de acceso, guardabarros, luces de posición, faros y un parabrisas. Conocido por el USMC como LVA-X1, se afirmaba que este vehículo tenía una capacidad de carga de más de media tonelada.
El otro prototipo de Airoll fue desarrollado en la URSS por el fabricante ruso de vehículos pesados y automóviles ZiL , conocido como PKU-1 (a veces denominado PKT-1 o PCC-1). Hay poca información disponible sobre este vehículo a pesar de los abundantes recursos fotográficos e incluso de vídeo. Cabe destacar que ZiL también fabricó el ZIL-29061 , posiblemente el ejemplo más exitoso de un vehículo propulsado por hélice .
En 1965, el ejército estadounidense estaba plenamente involucrado en la guerra de Vietnam . Tanto el ejército como el cuerpo de marines de los EE. UU. quedaron impresionados con el rendimiento de los vehículos BorgWarner y los vieron como un posible reemplazo del M76 Otter y el M116 Husky en las selvas y pantanos de Vietnam . En mayo de 1965, el Comando de Armamentos y Tanques del Ejército de los Estados Unidos (TACOM) inició el programa de desarrollo del XM759 del Cuerpo de Marines. [9] La primera fase del programa utilizó datos de pruebas anteriores de Airoll para establecer la configuración del vehículo que mejor satisfaría los requisitos militares. Estos requisitos incluían una capacidad de carga útil de 3000 lb, espacio para 14 tropas o dos paletas de carga de 44”x52”, poder viajar a 25 mph en tierra y 7 mph en el agua, y poder permanecer móvil en una pendiente de gradiente del 60%. El vehículo debía ser transportado por ferrocarril, mar y aire (en C-130 o VTOL) e incluir una serie de características, entre ellas bombas de achique y asientos plegables. [9]
En septiembre de 1965, el Cuerpo de Marines aprobó una configuración TACOM que cumplía con estos requisitos y ordenó 7 vehículos piloto para pruebas. El XM769 originalmente estaba destinado a tener un tren motriz único que utilizara una transmisión hidromecánica, pero debido a la urgente necesidad de vehículos anfibios en Vietnam, el programa de desarrollo se dividió en dos. Un programa seguiría el plan original, desarrollando un tren motriz personalizado que se adaptara mejor al vehículo durante el cronograma estándar de investigación y desarrollo de 36 meses. El otro programa utilizaría el tren motriz existente del portaaviones de carga M116 "Husky", con el fin de acelerar la producción de vehículos de prueba y seguiría un cronograma acelerado de 12 meses. Todos los vehículos de prueba pedidos usaban el tren motriz M116.
Se realizaron pruebas del vehículo desde octubre de 1966 hasta julio de 1967 en diversos entornos para determinar si sería adecuado para el uso del Cuerpo de Infantería de Marina de los Estados Unidos en las selvas de Vietnam. Se hizo un esfuerzo extremo para garantizar que el entorno en el que se probaron los vehículos simulara con precisión el entorno hostil del delta del río Mekong. [8]
Durante esta evaluación de prueba, el XM759 se probó junto con el anfibio M116 existente. Se descubrió que el XM759 tenía una movilidad superior y una capacidad todoterreno muy superior en comparación con el M116, especialmente al operar en condiciones de suelo extremadamente finas que inmovilizarían al M116 con orugas convencionales. El Cuerpo de Marines quedó muy impresionado con el vehículo durante las pruebas y vio un gran potencial en el concepto Airoll: en una audiencia del Congreso de 1971, se le preguntó al general Herman Poggemeyer sobre las capacidades del MTV y respondió: "Nuestras pruebas han indicado que es casi imparable. Es un vehículo muy bueno". [10]
Sin embargo, los problemas con el vehículo se habían hecho evidentes durante las extensas pruebas de 1966 y 1967. Los neumáticos lisos eran propensos a resbalar en los bancos de hierba mojada al salir del agua, los neumáticos desgastaban muy rápidamente la parte inferior de los sponsons y las cadenas se deformaban y estiraban bajo carga. Estos problemas fueron rápidamente remediados por los ingenieros del USMC añadiendo bandas de rodadura de chevron a los neumáticos, reforzando la parte inferior de los sponsons y utilizando cadenas de alta resistencia. [9] Un problema mucho más preocupante era la acumulación de barro espeso y vegetación en la parte superior del sponson, lo que aumentaba significativamente la carga en la oruga, estresaba los ejes de las ruedas y, en algunos casos, hacía que el casco se doblara bajo la tensión. [9] [11] Cabe destacar que este problema solo ocurrió en un lugar de prueba, en mayo de 1967 en Camp Wallace : fue solo en una combinación específica de condiciones de suelo y vegetación que este problema se hizo evidente, pero eventualmente condenaría todo el programa Airoll.
Cuando los vehículos de prueba XM769 fueron reconstruidos con características que aliviaron los problemas encontrados durante las pruebas, el Cuerpo de Marines ya había retirado la financiación del programa y utilizó este dinero para comprar los portadores de carga M116 existentes y satisfactorios junto con kits de modificación y los envió a Vietnam, dándole a los Marines un anfibio provisional. [10] Poco después, Estados Unidos comenzó su retirada de Vietnam, eliminando la necesidad de un vehículo todoterreno marginal como el XM769 y, por lo tanto, archivando el proyecto en 1971. [10]
Después de la cancelación del proyecto XM759 en 1971, no se conoció ningún interés gubernamental en vehículos aerotransportados: el proyecto DARPA Captive Air Amphibious Transporter es un ejemplo moderno de un anfibio con orugas, pero utiliza pontones llenos de aire sujetos al exterior de una oruga convencional.
El concepto de locomoción de Airoll funciona combinando dos modos de funcionamiento: “acción de orugas con ruedas rodantes” y “acción de orugas con ruedas estacionarias”. Ambos tienen ventajas y desventajas, pero la naturaleza misma de los vehículos Airoll significa que pueden utilizar ambos.
Acción de pista de rueda rodante
Esto ocurre cuando el vehículo está operando en una superficie plana o ligeramente inclinada y es exclusivo de un vehículo airroll. Los neumáticos/rodillos se hacen rodar debajo del sponson por la fuerza tangencial que aplica el sponson a medida que se mueve hacia adelante. La fuerza de fricción entre el sponson y los neumáticos es mayor que la resistencia a la rodadura entre los neumáticos y el suelo. Cada neumático gira por separado, lo que permite que el vehículo se mueva como un vehículo de orugas convencional mientras que también se mueve hacia adelante por los neumáticos. Por cada rotación completa de un neumático, el vehículo se mueve una distancia igual al doble de la circunferencia del neumático. Esto significa que el vehículo tiene mayor velocidad y movilidad siempre que esté en un terreno plano relativamente duro, ya que es empujado hacia adelante y rueda sobre los neumáticos debajo de él.
Acción de pista de rueda estacionaria
Es el de un vehículo de orugas convencional y se produce cuando el vehículo sube una pendiente pronunciada o intenta desplazarse por una superficie blanda que hace que los neumáticos se hundan en el suelo. La fuerza que ejerce el sponson sobre los neumáticos los inmoviliza y hace que no puedan girar sobre su eje. Los neumáticos del vehículo avanzan gracias al movimiento de la cadena alrededor de la rueda dentada, llegan al suelo, se hunden en él y permanecen en contacto con el suelo y estacionarios mientras el vehículo avanza y pasa por encima de ellos.