アイロール

エアロールは、空気入りタイヤの長所とキャタピラの長所を組み合わせて、適度な速度と積載量を維持しながら全地形対応の水陸 両用車両を作ろうとする車両推進システムです。18 世紀に最初に考案されたこのコンセプトは、20 世紀半ばでもまだ目新しいものでしたが、米国、ソビエト連邦、および複数の民間企業によってこのアイデアが実用的な車両へと急速に発展しました。これらの車両の中で最も有名なのは、カリフォルニア州キャンプ ペンドルトンの海兵隊機械化博物館に展示されている XM769 限界地形車両でしょう。

Airoll はおそらく「Air」と「Roll」を組み合わせたもので、空気で満たされたタイヤが連結され、あらゆる表面で車両を「転がす」原理を簡潔に表している。車両を説明するために「Airoll」という用語が初めて使用されたのは、1960 年 11 月の 1960 年BorgWarnerテスト プラットフォームのテスト レポートである。^[1]このプロトタイプは、この推進方法を使用して製造された最初の車両としても知られている。この名前は、コンセプトの軍用期間中およびデジタル時代まで、米国陸軍、^[2] 米国海兵隊^[3]および米国海軍^[4]の隊員によって使用され続けた。「Airoll」という用語は、1963 年 1 月号のPopular Scienceで使用されたときに一般用語として登場した。^[5]

このコンセプトの最初の記録は18世紀に遡ります。1713年にMD'Hermand氏がフランス科学アカデミーの覚書第142号でこのアイデアを発表しました。^[6] この文書で彼は「エンドレスローラートラック」について説明しています。このトラックでは、車両の下のローラーが「それぞれ中央にピボットまたはガジョンを備え、ストラップで互いに接続されています」。ローラーは「ピボット上で簡単に回転し、荷物が前方に引っ張られると、下部のプラットフォームの周りを簡単に循環します」。

このコンセプトに関する次の言及は、1952年4月の特許出願USA 2,734,476、ROMarsh Jr.、「車両軌道の形成およびその他の目的のためのベルト接続ローラー配置」、1956年2月14日発行 で確認されています。この特許で、Marshは「連続した一連の間隔を置いたローラーが接続されて連続した軌道を形成する、エンドレスのトレッド配置を備えた車体またはフレーム構造を提供する」というコンセプトを概説しています。Marshは、車両を「通常の形態の車輪付き車両が動作しない沼地、湿地、または水没した領域」に移動させようとする場合に、この装置が「非常に望ましい」性質であることを強調しています。Marshは、これらのドラム缶は、石油に一般的に使用される標準的な55ガロンのスチールドラム缶または樽であると提案しました。Marshによると、これには、液体自体が水よりも密度が低いため、車両が水路に沿ってバレルの液体を輸送できるという追加の利点があります。

1955 年の特許出願USA 2,916,006、L.Crandall、「水陸両用車両」、1959 年 12 月 8 日発行には、Marsh の設計のより洗練されたバージョンが含まれており、このコンセプトを利用したコンパクトな水陸両用パーソナル車両を特徴としています。Marsh とは異なり、Crandall は、車軸を互いに固定するのではなく、トラック機構の両側に取り付けて固定できる特殊なトロイダル タイヤを提唱しました。  

1958年という早い時期に、米国海軍研究局はエアロールのコンセプトの軍事的応用に関する研究を開始し、1960年4月までにボルグワーナー社のインガソル・カラマズー部門は米国軍と共同で試作車を開発しました。1960年から1961年にかけて、彼らは3つの異なるタイヤ構成を使用して、さまざまな地面の状況で車両をテストしました。最初の構成では、トラックごとに24インチx24インチx6インチのグッドイヤー「テラタイヤ」を16本使用し、2番目の構成ではトラックごとに19本のより小さな「テラタイヤ」を使用し、3番目の構成ではトラックごとに32本の標準産業用タイヤ（車軸ごとに2本のタイヤ）を使用しました。これらのテストは大部分が成功したようです^[1]

Airolll の移動原理は実証に成功しており、適切に活用すれば将来の車両にさらなる移動可能性をもたらすことができます。そのあらゆる用途の基本となるのは、あらゆる動作条件で最適な移動性を保証するという根本的な利点です。改良された道路では高速走行が可能で、オフロードでの動作範囲は他のどの車両よりも広くなっています。その固有の浮力により、沼地、雪、砂、泥に適応できます。

—  「航空機移動研究」、米国政府研究報告書、第 36 巻、第 8 号(1961 年 8 月 9 日)

16本のタイヤを装着した状態で、車両の重量は17,500ポンド^[1]から19,100ポンド^[4]であった。車両は2,800rpmで185馬力を出力するエンジンを搭載していた。^[4] 1963年1月号のポピュラーサイエンス誌にプロトタイプの記事が掲載された。

1961年までに、リング・テムコ・ヴォート社は、^機動性と浮力を提供するために従来のトラックの外側に大きなエアクッションを取り付けた、プレナム・エア・トレッド水陸両用車（PATA）となるものの縮小テストベッドを構築し、テストに成功しました[7]。技術的にはAiroll車両ではなかったにもかかわらず、Airollコンセプトの信頼性が高まりました。

1963 年、航空機メーカーのカナダエア社は、自社の Airoll プロトタイプ、モデル番号 CL-213「Fisher」を発表しました。この車両は、1959 年の Crandall 特許と非常によく似ています。これも、1964 年 12 月版の Popular Science に掲載されました。記事では、Fisher は硬い地面で時速 10 マイル、泥や雪の中で時速 5 マイル、水中で時速 3 マイルで自走できると主張されていました。

1965年に、非常によく似た2台のプロトタイプが発表されました。1台は米国で開発され、2台目のボルグワーナープロトタイプで、「Airoll 1」と名付けられました。Airoll 1は、米国海兵隊向けに作られたオリジナルのボルグワーナーテスト車両の改良版でした。幅が狭く、短く、80 bhpの小型自動車エンジンと1トラックあたり13個のタイヤを搭載し、重量はテスト車両の3分の1以下の5900ポンド（2680 kg）でした。^[8]ただし、このプロトタイプは実用的な車両であり、貨物室、アクセスランプ、泥除け、位置灯、ヘッドライト、フロントガラスを備えていました。米海兵隊ではLVA-X1として知られていたこの車両は、0.5トン以上の貨物容量があると主張されていました。

もう一つの Airoll プロトタイプは、ソ連でロシアの大型車両および自動車メーカーZiLによって開発され、PKU-1 (PKT-1 または PCC-1 と呼ばれることもある) として知られている。写真やビデオのリソースは豊富であるにもかかわらず、この車両に関する情報はほとんど入手できない。注目すべきことに、ZiL はZIL-29061も製造しており、これはおそらくスクリュー推進車両の中で最も成功した例である。

XM759 限界地形車両
タイプ	水陸両用車
原産地	アメリカ合衆国
サービス履歴
使用者	アメリカ海兵隊（研究開発車両）
生産履歴
デザイナー	ボルグワーナー
建造数	7
仕様
質量	6350kg (14000ポンド)
長さ	6.2m（20フィート）
幅	2.8m（9.2フィート）
身長	2.2m（7.2フィート）
クルー	運転手1名、助手運転手1名、乗客最大14名
鎧	なし
エンジン	シボレー 283 V8
最高速度	時速 25 マイル (道路) 時速 7 マイル (水上)

1965年までに、米軍はベトナム戦争に全面的に関与していた。米陸軍と海兵隊はともにボルグワーナー製車両の性能に感銘を受け、ベトナムのジャングルや沼地でM76オッターやM116ハスキーの代替として有望視した。1965年5月、海兵隊XM759開発プログラムが米国陸軍戦車自動車兵器司令部（TACOM）によって開始された。^[9]プログラムの第1段階では、以前のAirollテストのデータを使用して、軍の要件を最も満たす車両構成を確立した。これらの要件には、積載量3,000ポンド、兵士14名または44インチ×52インチの貨物パレット2台分のスペース、陸上で時速25マイル、水上で時速7マイルで移動できること、60%の勾配でも移動可能であることなどが含まれていた。この車両は鉄道、海上、航空（ C-130またはVTOL機）で輸送され、ビルジポンプや折りたたみ式座席など多くの機能が搭載される予定でした。^[9]

1965 年 9 月、海兵隊はこれらの要件を満たす TACOM 構成を承認し、試験用に 7 台のパイロット車両を発注しました。XM769 は、もともと油圧機械式トランスミッションを使用した独自のパワートレインを搭載する予定でしたが、ベトナムで水陸両用車が緊急に必要だったため、開発プログラムは 2 つに分割されました。1 つのプログラムは、元の計画に従い、標準の 36 か月の研究開発期間内に、車両に最適なカスタム パワートレインを開発します。もう 1 つのプログラムは、試験車両の生産をスピードアップするために、M116「ハスキー」貨物運搬車の既存のパワートレインを使用し、加速された 12 か月の期間に従います。発注されたすべての試験車両は、M116 パワートレインを使用しました。

1966年10月から1967年7月にかけて、この車両がベトナムのジャングルで米海兵隊が使用するのに適しているかどうかを判断するために、さまざまな環境で車両のテストが行​​われた。車両のテスト環境がメコン川デルタの過酷な環境を正確にシミュレートするように最大限の努力が払われた。^[8]

この試験評価では、XM759は既存のM116水陸両用車と並行して試験された。XM759はM116と比較して優れた機動性とオフロード性能を備えていることがわかった。特に、従来の履帯式M116では動けないような極細の土壌条件で運用する場合に顕著であった。海兵隊は試験中にこの車両に非常に感銘を受け、エアロールのコンセプトに大きな可能性を見出していた。1971年の議会公聴会で、ヘルマン・ポッゲマイヤー将軍はMTVの性能について尋ねられ、「我々の試験では、この車両はほぼ無敵であることがわかった。非常に優れた車両だ」と答えた。^[10]

しかし、1966年と1967年の広範囲にわたる試験中に、この車両の問題点が明らかになった。滑らかなタイヤは、水から出るときに湿った草の生えた土手で滑りやすく、タイヤはスポンサーの底部を非常に早く摩耗させ、チェーンは負荷がかかると変形して伸びる傾向があった。これらの問題は、タイヤにV字型のトレッドを追加し、スポンサーの底部を補強し、頑丈なチェーンを使用することで、米海兵隊の技術者によってすぐに解決された。^[9] さらに懸念される問題は、スポンサーの上部に厚い泥と植物が蓄積し、履帯にかかる負荷が大幅に増加して車輪の車軸に負担がかかり、場合によっては車体が張力で座屈する原因になることだった。^{[9] [11]注目すべきことに、この問題は1967年5月に}キャンプウォレス の1つの試験場所でのみ発生しました。この問題が明らかになったのは、土壌と植生の条件が特定の組み合わせの場合にのみでしたが、最終的にはアイロール計画全体を破滅させることになりました。

XM769試験車両が試験中に遭遇した問題を緩和する機能を備えて再建された頃には、海兵隊はすでにこのプログラムへの資金提供を撤回し、この資金を使って既存の満足のいくM116貨物運搬車と改造キットを購入し、代わりにベトナムに送り、海兵隊に暫定的な水陸両用車を与えた。^[10]その後まもなく、米国はベトナムからの撤退を開始し、XM769のような限界地形車両の必要性がなくなり、1971年にプロジェクトは棚上げとなった。^[10]

1971 年に XM759 プロジェクトが中止されて以来、航空輸送車両に対する政府の関心は確認されていない。DARPAの Captive Air Amphibious Transporterプロジェクトは、履帯式水陸両用車の最新例であるが、従来の履帯の外側に取り付けられた空気充填ポンツーンを使用している。

Airoll の移動コンセプトは、「ローリング ホイール トラック アクション」と「固定ホイール トラック アクション」という 2 つの動作モードを組み合わせて機能します。これらにはそれぞれ長所と短所がありますが、Airoll 車両の性質上、両方を活用できます。

ローリングホイールトラックアクション

これは、車両が水平またはわずかに傾斜した表面で動作しているときに発生し、エアロール車両に特有です。タイヤ/ローラーは、スポンサーが前進するときにスポンサーによって適用される接線方向の力によって、スポンサーの下で転がります。スポンサーとタイヤ間の摩擦力は、タイヤと地面間の転がり抵抗よりも大きくなります。各タイヤは別々に回転し、車両は従来の無限軌道車両のように引っ張られながら、タイヤによって前方に転がります。タイヤが完全に回転するたびに、車両はタイヤの円周の 2 倍に等しい距離を移動します。これは、車両が前方に引っ張られ、その下のタイヤの上を転がるため、比較的硬い平らな地面にいるときはいつでも、車両の速度と機動性が向上することを意味します。

固定ホイールトラックアクション

これは従来の履帯式車両のもので、車両が急な坂を上っているときや、タイヤが地面にめり込むような柔らかい表面を移動しようとしているときに発生します。スポンサーによってタイヤに及ぼされる力により、タイヤは動かなくなり、軸を中心に回転できなくなります。車両のタイヤは、スプロケットの周りのチェーンの動きによって前方に運ばれ、地面に到達して地面にめり込み、車両が前進してタイヤの上を移動する間、地面と接触したまま静止したままになります。

• エアロールは転がり車輪の軌道動作を利用するため、比較的固い地面の上を素早く移動し、緩やかな斜面を高速で移動することができます。
• エアロールのタイヤは、従来のサスペンションシステムの代わりとして使用できます。スポンサーの下のタイヤの空気圧作用により、追加の装置なしで車両をクッションし、サポートできます。
• エアロール車両は、タイヤ内の空気によって浮力が得られるため、水陸両用車にするのが非常に簡単です。
• 他の無限軌道車両と同様に、エアロールは無限軌道を反対方向に回転させることにより、その場で方向転換することができます。
• トラックが回転するとタイヤがパドルの役割を果たし、エアロールが自力で推進し、プロペラの助けを借りずに水中で操縦することさえ可能になります。
• 従来の履帯式車両の履帯には、走行する路面に与えるダメージを軽減するためにゴム製のパッドが取り付けられているのが一般的です。空気入りタイヤを使用するエアロールにはそのような問題はなく、改造せずに高速道路を走行できます。
• Airolls は、非常に低い接地圧、高い浮力、高い牽引力、そして柔らかい路面を「漕ぐ」能力の組み合わせにより、優れたオフロード性能を備えています。
• タイヤが作る深い轍により、エアロールは最大 60% の勾配の斜面でも難なく走行できます。

• エアロールはサスペンションがないため乗り心地が悪いです。
• 履帯は外側のチェーンでのみ取り付けられているため、車両は比較的簡単に履帯を「投げ出し」、動けなくなってしまいます。従来の履帯式車両では、履帯リンク全体が両端のスプロケットホイールと噛み合っています。
• 沼地などを走行する場合、植物が履帯に引き込まれ、車両が動かなくなることがよくあります。
• 空気入りタイヤは、穴が開いたり破れたりしやすい傾向があります。これは特に戦闘状況で懸念されます。ほとんどの戦闘車両には、頑丈な金属またはゴムの履帯やタイヤが付いています。
• 他のほとんどの車両と比較すると最高速度が低く、高速走行時にはタイヤが滑りやすくなります。
• トラック部品だけでなく、タイヤが接触する車両の底部にも、信じられないほどの摩耗が発生します。一部のエアロールの車軸は非常に摩耗が激しいことが分かっていますが、一部のエアロール車両では車軸が使用されていません。