Автономный самосвал Scania AXL

Как же страшились наступления эры автомобилей парижские извозчики и лошадные ремонтёры в начале XX века. Они предрекали повальную безработицу во всей Франции и конец света. Алармизм повернулся другим боком: дефицит рабочей силы в быстрорастущем секторе экономики. А к 1920 году транспортная отрасль Франции, Англии и США потребовала такую армию шофёров, слесарей, заправщиков, механиков и работников дорожного сервиса, что, не поперхнувшись, проглотила даже всю русскую эмиграцию.

Зачем нужны роботы?

Информацию о полностью автономном грузовом самосвале Scania AXL, шведская компания, входящая в новоиспечённый концерн TRATON предоставила СМИ в сентябре. Новинка хоть и находится в стадии концепта, но на фирме дали понять, что беспилотные технологии в горнодобывающей отрасли станут явью.

В сущности дело к этому шло, поскольку в горно-шахтном деле внедрение телематики и дистанционного управления активно ведётся с конца 1960-х. Сначала замысел подразумевал избавление операторов подъёмно-транспортных (ПТМ) и погрузочно-доставочных машин (ПДМ) от рутинной работы. Затем пришло понимание, что людей из опасных загазованных шахт надо уводить и вводить автоматику. По сути шахта как и карьер является производством с закрытым доступом, что и позволило вольготно экспериментировать с беспилотными системами.

Безлюдские (именно так!) операции техника может выполнять сама, получая лишь задания от оператора по радиоканалу, кабелю или от цифровой логистической системы, благо уже повсеместно развиты сети 4G.

Применение автономного транспорта позволил упорядочить процесс перевалки грузов. Это доказал успешный опыт внедрения автоматизированных контейнеровозов на интермодальных складах и в морских портах Швеции, Голландии, Дании и Германии. Это сулит повышение экономической эффективности предприятия и избавляет технологию от «человеческого фактора». Роботизированное управление двигателем и трансмиссией также позволило снизить затраты на топливо и затраты энергопотребления. Робот лучше человека справляется с выбором режима работы двигателя по числу оборотов или выбору нужной передачи и тем самым снижает неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

В строительной отрасли, не связанной со складами стройматериалов или разработкой карьеров, ситуация чуть посложнее, поскольку на пути автомобиля или строительной машины возникает множество неожиданных препятствий. Но инженеры не дремлют: в Набережных Челнах на этом поприще начались работы в рамках НИОКР «Одиссей».

Существующая телеметрия, радарные и лидарные системы вышли на улицы и позволяют обойти и эти ограничения. Так что внедрение новой системы автономного управления остаётся делом времени.

Слова и дело

Scania уже сотрудничает с операторами, которые эксплуатируют беспилотники, но всё же водитель там присутствует на случай экстренного вмешательства. А вот в конструкции Scania AXL кабину удалили совсем.

В основу концепции Scania AXL положен уже доказавший свою эффективность модульный принцип, используемый при разработке техники и внедрении инноваций. Специальный интеллектуальный модуль, размещённый над моторным отсеком, включает блоки управления с шинами CAN, процессоры и элементы управления. В конструкцию интегрированы различные серийно выпускаемые и опытные системы управления: камеры, радары, лидары и GPS-приёмники.

«С концептуальным грузовиком Scania AXL мы делаем значительный шаг вперед в создании интеллектуальных транспортных систем будущего, где автомобили с автономным управлением займут значимое место», – не мог не нарадоваться президент и генеральный директор Scania Хенрик Хенрикссон.

Ему вторил глава отдела исследований и разработок Scania Клэйс Эриксон: «Клиенты Scania уже используют беспилотную грузовую технику, однако до сих пор в автомобилях было предусмотрено место для водителя, чтобы при необходимости он мог вмешаться в процесс работы. Scania AXL – это кардинально новое решение, так как автомобиль не имеет кабины. За последние годы достигнут существенный прогресс в создании беспилотных автомобилей, но ответы на многие вопросы ещё предстоит найти. С помощью концептуальных транспортных средств, таких как Scania AXL, мы выходим на новый уровень».

Шведский концерн не стал делать реверансы в сторону конкурентов (да и с какой стати?), тем более, что своё видение в образе карьерного самосвала Komatsu IAHV американское подразделение Komatsu America Corp. представила 3 года назад на MINExpo 2016 и не намерена останавливаться на достигнутом.

Раскрывая суть начинки

При разработке беспилотных транспортных средств принципиально важен выбор программного обеспечения и известно лишь, что модель Scania AXL работает под контролем интеллектуальной среды.

Но может ли робот стать журналистом и на основании скупого релиза и десятка фотографий написать развёрнутый анализ? А человек ещё может! Мы можем ого-го как наворотить! К чёрту дизайн, ради которого концерн угробил десятки тысяч человеко-часов!

Так на одном из снимков стал хорошо различим двигатель. Подсказку дал релиз – биотехнологии. Это явно не 9-литровый 5-цилиндровый двигатель. Ба! Да это же рядный 6-цилиндровый газовый Scania OC13 рабочим объёмом 12 742 cм³! Известно, что он приспособлен для работы на биогазе SNG, получаемом в Европе из угля (CTG), нефти или биомассы. В программе компании имеется подходящая версия мощностью 410 л.с. (302 кВт при 1900 об/мин), развивающая крутящий момент 2000 Н·м при 1100–1400 об/мин.

Кстати, с 2018 года компания Scania участвует в программе Xynteo Exchange. На последнем симпозиуме в Осло (Норвегия) присутствовало аж 500 миссионеров от бизнеса, политики, науки и искусства, чтобы найти решения по ускорению внедрения биоэкономики. Так, к 2030 году ЕЭС планируется уменьшить выбросы СО на 50%. Биотопливо является ключевым для поддержания выбросов ниже 1,5 °C в ближайшие десятилетия.

Двигатель, судя по снимкам, агрегатирован с автоматической трансмиссией, что очень логично. Гидромеханика хорошо сочетается с автоматикой и позволяет передавать крутящий момент на ведущие задние колёса практически без разрыва потока мощности. Так что с определением модели КП уже не было проблем, ведь релиз обещал, что «по своим техническим характеристикам и особенностям силовой агрегат оптимально соответствует тяжёлым условиям работы в строительной и горнодобывающей отраслях».

Метод дедукции

О габаритах машины компания не привела данных! Никаких! Ноль информации!

Но это как посмотреть! Дело в том, что машина снабжена шинами Bridgestone L355 EVO размерностью 315/80 R22,5.

Эти всесезонные покрышки разрабатывались для ведущих осей самосвалов и адаптированы под сложные дорожные условия и рассчитаны на нагрузку 4,0 т (двойная ошиновка) и 4,25 т (одинарная установка). То есть в гружёном состоянии нагрузка на передние оси не может быть выше 19 т. С учётом того, что центр масс у автомобиля находится ближе к центру, то выходит, что полная масса никак не может превышать 41 т.

Диаметр покрышек составляет 1076 мм, а ширина 315 мм. Используя смекалку и ортогональные проекции, эмпирически можно легко вычислить длину, ширину и высоту машины уже с погрешностью 1–2%.

За пять минут получили искомые габаритные размеры, оказавшиеся подозрительно точными: 8,9х2,55х2,55 м. Погрузочная высота по заднему гидрофицированному борту… ровно 2,5 м. Гм! Так ведь это значение подогнано под ковшовые фронтальные погрузчики грузоподъёмностью 3–5 т, которые широко используют на складах строительных материалов и карьерах с невысоким оборотом. Мы на верном пути.

Два 4-штоковых гидроцилиндра, судя по длине, поднимают кузов на угол 40–45º. В центре монтажной базы размещены гидроцилиндры подъёма самосвальной платформы. Такая компоновка снижает риск перекоса кузова в стороны и является признаком машины, работающей на сверхкоротком плече (3–5 км) с высокими нагрузками. Колёсная база несколько отличается от самосвалов Scania серии G с колёсной формулой 8х4. Высчитать высоту бортов (1,22 м), размер кузова в свету (6,9х2,25 м) и площадь самосвальной платформы (9,623 м²) уже не было даже секретом полишинеля.

Кузов изготовлен норвежской компанией Istrail Ulefoss AS из Сандефьорда и относится к нестандартной серии с увеличенным зёвом заднего борта – шарнир створа закреплён не на углах кузова, а крепится на рычагах к верхнему ребру боковых стенок. Вместимость даже с учётом сложной геометрии поддалась элементарному пересчёту и составила 16,2 кубометров плюс-минус 0,4 кубометра, что даже ниже статистической погрешности в 3%.

Глядя на усиленную футеровку днища и двойной простенок бортов можно понять, что машина рассчитана как минимум на транспортировку щебня фракций 40–70 мм. При его плотности 1,35 т/м³, грузоподъёмность должна быть уже не ниже 22–23 т. С загрузкой гравийно-щебёночной смеси удельным весом 1,52 т конструкция должна выдерживать и все 25 т! Отнимаем массу карьерного кузова (4,5–5,0 т) и получаем, что шасси должно весить порядка 10 т! А ведь расчёт мы вели с какой-то покрышки!

Рама, трансмиссия, оснастка, электрочасть, баки для газа, упрятанных под боковыми капотами между 2-й и 3-й осями (их заправочный вес порядка 1 тонны) как раз выводят нас на 10 т снаряжённой массы без кузова.

Проверка в Сёдертелье

Узкому кругу специалистов машину впервые показали в Сёдертелье 2 октября 2019 г. на корпоративном шоу TRATON GROUP’s Innovation Day. Все жаждали увидеть, когда появится этот брутальный маргинал, готовый лишить горняков куска хлеба.

На мероприятие свезли кучу автобусов, тягачей и самосвалов. Зримое оживление вызвал средний городской трёхдверный автобус Volkswagen CO Volksbus e-Flex бразильского подразделения Volkswagen Caminhões e Ônibus. Но гости на смотровой плошадке выворачивали шеи по сторонам в ожидании долгожданого самоходного думпкара.

Гостей уговаривали потерпеть. И тут наконец рыжий Scania AXL появился откуда его не ждали! Пошло волнение и не особо дожидаясь, когда машину заглушат, народ повалил делать селфи.

И вот тогда и возник настоящий катарсис: а нельзя сфотографровать кабину! Поэтому редакционное задание «Грузовик пресс» с треском провалилось, и эта машина вряд ли появится в рубрике «Тест-драйв». В ней нет руля! А потому автожурналисты тут уже не нужны.