Бульдозеры для подводных работ

Как бульдозер учили дышать через трубу и пользоваться аквалангом

Совершенствование процессов управления естественным образом приводит к их автоматизации. Упрощение, облегчение необходимых внешних воздействий создают условия для дистанционного управления машинами. На Komatsu это привело к созданию в 1968 году телеуправляемого бульдозера.

Для обычных условий работы удалённое управление не всегда очевидно, а иногда и усложняет процесс. Первые сферы применения беспилотного бульдозера можно назвать опытными. Например, работа на металлургических заводах по перемещению горячих шлаков. Высокие температуры не позволяют человеку находиться в рабочей зоне, но гусеничная машина может выдержать гораздо более серьезные нагрузки. Другая сфера применения — работа с высоким риском опрокидывания бульдозера.

В Японии же, в силу специфики ее географического положения, к моменту появления телеуправляемого бульдозера уже была большая необходимость в выполнении землеройных работ на морском дне. И поэтому очень скоро, в 1969 году, дистанционно управляемая машина Komatsu оказался в воде. На первом этапе профессиональные навыки бульдозерно-рыхлительного агрегата не меняли. Решали вопросы герметизации узлов и трактора в целом, управления в новых условиях. Использовали опыт применения оборудования для подводного вождения танков.

Одним из основных элементов такого оборудования является шнорхель – труба (трубы), по которой подается воздух для работающего ДВС и выбрасываются отработавшие газы. Длина этой трубы определяет максимальную глубину, на которой может работать бульдозер.

Первые машины были с двумя отдельными трубами (подача воздуха/выброс газов) и работали на глубине до 3-х — 4х метров. Потом трубы объединили в один кожух и освоили глубину до 7 м. Такие бульдозера D155W выпускались серийно и реально выполняли работы под водой.

Делались попытки освоить 15 м, но на прежних конструктивных решениях происходило ухудшение результатов. С увеличением длины трубы продольные и поперечные уклоны, естественные для землеройной машины, создавали всё больше проблем.

Другим существенным отличием подводных условий явилось то, что грунт при работе с обычным бульдозерным отвалом размывался и, в результате, не очень перемещался. Применили отвал-челюстной ковш; – такие сейчас широко используются на экскаваторах-погрузчиках.

Тяжелый железный трактор потерял часть сцепного веса из-за архимедовой выталкивающей силы – более 10%. Герметизация узлов ещё больше увеличила выталкивающую силу. В итоге потеря тяги превысила 15%.

Большие неудобства были от резкого ухудшения видимости. Потревоженный морской грунт, особенно илистые отложения, понижали видимость в рабочей зоне до нуля. Работа вслепую – это уменьшение скоростей, повышение рисков недопустимых кренов и опрокидываний машины.

Тем не менее, в 1970 году Komatsu создала уже не земноводный, а настоящий подводный бульдозер, способный работать на глубинах до 60 м. Это было развитие D155W. В новой машине решали технические проблемы, связанные с работой сухопутного бульдозера на заданной глубине.

Дизельный двигатель бульдозера заменили на трехфазный электрический. Появилось судно сопровождения, подводные кабели, телекамеры, эхолоты, обслуживающий персонал и т. д. Цена комплекса многократно превышала стоимость сухопутной машины D155А. Результаты же работы были весьма скромными. «Сухопутные» технологии, просто опущенные под воду, с увеличением глубины уже переставали давать экономический эффект. Эксперименты с «аквалангами для слона» прекратили.

Логическим продолжением работ можно считать создание, позднее, фирмой Komatsu исследователей морского дна. Но это уже другая техника.

Земноводные бульдозеры D155W участвовали в десятках различных строительных работ. Они работали как в самой Японии, так и во многих других странах.

В СССР/России подводные бульдозера Komatsu D155W с пользой перемещали морской и речной грунт в частности: в Татарском проливе, в Финском заливе, в Беринговом море, в реке Ока.

Участвовали D155W и в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, но не очень успешно. Радиация предъявляет свои требования. В частности, радиус управления 50-100 м недостаточен для работы в зараженной зоне.

Как устроены подводные бульдозеры Komatsu

Конструктивные особенности земноводных бульдозеров D155W, работающие на глубинах до 7 м

Основные отличия в системе управления и защите отдельных узлов: радиосигналы поступают на исполнительные механизмы, которые имеют пневматический привод. Для создания давления воздуха устанавливается компрессор. Радиоуправление обеспечивает все основные операции: пуск, остановку двигателя, переключение передач, повороты, подъем-опускание бульдозерного и рыхлительного оборудования. Также предусмотрены автоматические остановки трактора при различных нарушениях процесса.

Дистанционное управление может осуществляться и по кабелю с помощью оператора-акванавта.

Для дизельного двигателя имеется дополнительный радиатор, охлаждаемый окружающей водой. Он используется вместо штатного при работе под водой. Двигатель вместе с системами находится в водонепроницаемом корпусе. В шнорхеле, кроме выхлопного и воздухозаборного трубопроводов, имеются топливопровод, позволяющий заправлять машину под водой и кабель электропитания, подстраховывающий работу аккумуляторных батарей. Узлы трансмиссии имеют специальные уплотнения выходных валов, рассчитанные на избыточное давление воздуха внутри на 0,3-0,4 кГ/см2 (~30-40 кПа) выше давления воды. В опорных катках и поддерживающих роликах консистентная смазка. Ширина гусениц двух размеров: 560 мм стандартная, 710 мм – по требованию. Контроль за работой агрегатов визуальный по световым сигналам на трубе-шнорхеле.

Рекомендуется после работы в море промывать машину пресной водой.

Подводные бульдозеры, работающие на глубинах до 60 м

Эти бульдозеры сделаны на базе D155W.

Система управления гидроэлектрическая. Спереди – для наблюдения за бульдозером, сзади – за рыхлителем установлены телекамеры, прожекторные установки. За пределами рабочей зоны устанавливаются приборы контроля местонахождения машины. Специальные устройства имитируют на макете на судне сопровождения положение машины под водой.

Возможно управление техникой водителем-акванавтом с помощью переносного пульта.

Основные технические трудности: плохая видимость и сложное обеспечение надежной работы всего необходимого комплекса оборудования.

Дистанционно управляемые, работающие в автоматическом режиме машины – перспективные направления развития техники. Только технологии тоже требуют внимания. Под водой сухопутный бульдозер потерял много своих достоинств, поэтому не получил широкого применения. Здесь, видимо, нужны другие машины.

Владимир Бухаров