Hybrydowy ratownik
Austriacki Rosenbauer, jako pierwsza firma na świecie otwiera zupełnie nowy rozdział w zakresie techniki pożarniczej. Pod koniec września zaprezentował samochód pożarniczy przyszłości, który już dzisiaj może wyjechać do działań ratowniczo-gaśniczych. Najnowsza seria RT wzięła swoją nazwę od skrótu oznaczającego Revolutionary Technology. W wielu aspektach nie jest to ewolucja, ale prawdziwa rewolucja.

Wiele lat badań, których pośrednim owocem było jeżdżące laboratorium CFT (Concept Fire Truck) z 2016 roku, doprowadziło do powstania nowej serii pojazdów. Głównym zamysłem austriackich inżynierów było opracowanie samochodu pożarniczego z napędem elektrycznym i hybrydowym układem zasilania. W lipcu 2017 powstała firma pod nazwą Rosenbauer E-Technology Development GmbH (w skrócie RED). Głównym jej zadaniem było kierowanie rozwojem serii RT i wdrożenie jej do produkcji. W kolejnych latach RED ma być centrum kompetencji w zakresie rozwoju elektromobilności w Grupie Rosenbauer. W wyniku rozpoznania rynkowego wyszukano potencjalnych, przyszłych użytkowników takich pojazdów. Ich także zaangażowano w proces badawczy i testowy. Pierwsze jednostki, które zgłosiły chęć i możliwość nabycia samochodów RT to straż pożarna w Berlinie (Berliner Feuerwehr) i Amsterdamie (Brandweer Amsterdam-Amstelland Facilitair Bedrijf) oraz obrona cywilna w Dubaju (Dubai Civil Defense).
Pięć prototypów
Do długotrwałych testów przygotowano pięć prototypowych egzemplarzy. W każdym zainstalowano system monitoringu przez magistralę CAN. Jego zadaniem było zbieranie informacji o pracy i parametrach poszczególnych podzespołów. Z kolei zapis sygnału GPS w połączeniu z nagrywaniem obrazu wideo z rejestratora zamontowanego na desce rozdzielczej ułatwiał dokonanie oceny i analizy zebranych informacji o zachowaniu samochodu w konkretnych warunkach i sytuacjach drogowych. Zamontowane w różnych punktach tensometry pomagały określić obciążenia występujące podczas jazdy. Pozwoliło to na wprowadzenie poprawek konstrukcyjnych w przypadku przekroczenia krytycznych wartości.

Pierwsze jednostki, które zgłosiły chęć i możliwość nabycia samochodów RT to straż pożarna w Berlinie (Berliner Feuerwehr) i Amsterdamie (Brandweer Amsterdam-Amstelland Facilitair Bedrijf) oraz obrona cywilna w Dubaju (Dubai Civil Defense).
Dla uzyskania najbardziej realistycznych warunków, pojazdy zostały w pełni obciążone. Zbiorniki były wypełnione wodą, a w skrytkach umieszczono pojemniki z wodą o masie odpowiadającej masie wyposażenia. W celu stworzenia najbardziej realistycznych warunków, w fotelach w kabinie załogi przymocowano manekiny o masie zbliżonej do członków załogi. W początkowej fazie przeprowadzono badania stacjonarne hamulców, szczelności nadwozia i statycznego kąta przechyłu bocznego. Do testów dynamicznych wykorzystano tor MAGNA Testgelände w St. Valentin niedaleko Linzu w Austrii, należący do Centrum Inżynierii Napędów Steyr GmbH & Co KG. Oprócz wielokrotnego sprawdzania poszczególnych elementów jazdy, takich jak przyspieszanie, hamowanie, pokonywanie zakrętów, zmiana pasa, zwrotność, zdolności terenowe, wykonano też przejazdy długodystansowe. W kolejnych etapach pojazdy testowe poruszały się drogami publicznymi, wzbudzając niemałe zainteresowanie. Jednym z ważniejszych elementów testowanych w różnych stanach naładowania akumulatorów, był układ ładowania ze źródła zewnętrznego przez złącze Combo CCS (Combined Charging System) typu 2, (Combo 2). Umożliwia on ładowanie prądem przemiennym z mocą do 22 kW lub prądem stałym z mocą do 150 kW.

Wielopunktowe światła LED samochodu uprzywilejowanego umieszczone ze wszystkich stron pojazdu znacznie polepszają jego widoczność. Zamontowane wzdłuż dachu zabudowy wysoko wydajne lampy LED służą do oświetlenia pola pracy wokół pojazdu. Zapewniają one tak efektywne i jasne światło bezcieniowe, że zbędny jest maszt oświetleniowy.
Własne podwozie, sprawdzone napędy
Aby obejść słabe strony podwozia samochodu ciężarowego, Rosenbauer postanowił opracować od podstaw własne podwozie, które umożliwi bardziej ergonomiczne, funkcjonalne i bezpieczne zagospodarowanie przestrzeni w kabinie i w nadwoziu specjalnym. W przypadku RT było to uzasadnione tym bardziej, że nie występuje tu typowy układ napędowy. RT jest wyposażony w jeden, lub opcjonalnie dwa zestawy litowo-jonowych akumulatorów trakcyjnych. Każdy z nich ma pojemność 50 kWh (całkowitej energii). Ich masa to ok. 550 kg. Ulokowane zostały w ramie pomiędzy osiami. Taka konstrukcja dodatkowo wpłynęła na obniżenie środka ciężkości.
Poszukując rzetelnego i innowacyjnego dostawcy zespołu napędowego, Rosenbauer skorzystał z wieloletniej współpracy z Volvo Penta. Ta firma od wielu lat jest dostawcą najmocniejszych silników wysokoprężnych do ciężkich lotniskowych samochodów ratowniczo-gaśniczych Panther. Volvo Penta jest częścią koncernu Volvo, lidera w stosowaniu nowoczesnych napędów elektrycznych w samochodach ciężarowych i autobusach. Zostały one specjalnie przeprojektowane dla pojazdu serii RT. Zastosowano dwa silniki elektryczne o łącznej mocy 360 kW (490 KM).
Każdy napędza jedną oś za pośrednictwem 2-biegowej, zautomatyzowanej przekładni. Dzięki takiemu rozwiązaniu maksymalny moment obrotowy przenoszony na koła wynosi aż 50.000 Nm. Mechanizm różnicowy wyposażony jest w blokadę, której sterowanie specjalnie dostosowano. Układ rekuperacji odzyskuje energię, czyli ładuje akumulatory podczas każdego zwalniania pojazdu. Przy okazji znacznie rzadsze używanie hamulców wydłuża żywotność elementów ciernych i obniża emisję pyłów.
Podstawowy układ napędowy jest w pełni elektryczny, jednak z uwagi na nieprzewidziane sytuacje, które mogą wystąpić podczas prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej, pojazd wyposażony został w tzw. „range extender”. Jest to zespół silnika spalinowego z generatorem prądu, który może doładować akumulatory główne pojazdu, powiększając w znaczący sposób jego zasięg lub czas działania np. autopompy czy oświetlenia. Do napędu generatora wykorzystano nowoczesny 3-litrowy silnik wysokoprężny BMW typ B57. To sześciocylindrowa, wysokoprężna jednostka o pojemności skokowej 2993 cm3 i mocy maksymalnej 272 KM. Generator
napędzany jest przez skrzynię rozdzielczą Rögelberg, którą można w razie potrzeby przełączyć na bezpośredni napęd autopompy. W normalnym trybie pracy autopompa jest napędzana silnikiem elektrycznym zasilanym z akumulatorów głównych.
Jak szybko, to na prąd
Akumulatory RT można naładować podstawową ładowarką o mocy 22 kW, zasilaną z sieci trójfazowym prądem o napięciu 400 V. Jednak najlepsze rezultaty osiąga się szybką ładowarką o mocy 150 kW. W takim przypadku akumulator o pojemności 100 kWh może być naładowany od stanu 50% do 80% w ciągu zaledwie 15 minut. Zespół projektowy przeanalizował najczęściej występujące działania prowadzone przez jednostki straży pożarnych w dużych aglomeracjach. Pozwoliło to na właściwe dobranie parametrów podzespołów układu napędowego, tak aby jak najczęściej mógł on korzystać jedynie z akumulatorów.
Najczęściej występujące krótkie działania ratownictwa technicznego lub usuwanie innych miejscowych zagrożeń można realizować z wykorzystaniem wyłącznie elektrycznego napędu. Również krótkie akcje ratowniczo-gaśnicze przy niewielkich pożarach mogą być prowadzone bez włączania generatora, czyli z użyciem czystej elektrycznej energii. Natomiast długotrwała akcja ratowniczo-gaśnicza przekraczająca cztery godziny, z dojazdem 15 km, wymaga zużycia około 630 kWh. W takim przypadku zapotrzebowanie na energię znacznie przekracza możliwości akumulatorów (100 kWh). Jednak odpowiednio dobrany i zamontowany „range extender” pozwala na zapewnienie niezbędnej energii. Układ napędowy samochodu ratowniczo-gaśniczego serii RT spełnia wymagania normy EN-1846, czyli możliwość napędu autopompy przez co najmniej 240 minut.
Akumulatory służące do zasilania silników napędowych mogą z powodzeniem służyć także do zasilania przenośnego, elektrycznego sprzętu i urządzeń ratowniczych, np. wentylatora oddymiającego czy pompy zanurzeniowej. Zamontowany w samochodzie układ jest przystosowany do jednoczesnego zasilania odbiorników o łącznej mocy do 18 kW.

Działkiem steruje się przy pomocy joysticka na środkowej konsoli. Powyżej duży, dotykowy wyświetlacz obsługujący wiele funkcji pojazdu.
Zawieszenie jak marzenie
Zaawansowane, niezależne zawieszenie kół wyposażono w pneumatyczne miechy spełniające rolę elementów sprężystych, a zarazem pozwalające regulować wysokość pojazdu, w zależności od przeszkód drogowych lub terenowych. Standardowy prześwit wynosi 250 mm. Z kolei do jazdy w nieutwardzonym terenie można go zwiększyć do 350 mm. Mamy także do dyspozycji specjalny tryb zwany „Watt Mode”. Może on być wykorzystywany podczas powodzi i konieczności brodzenia lub pokonywania zalanych odcinków ulic. Wówczas prześwit ten można zwiększyć aż do 470 mm. Z drugiej strony, zastosowane zawieszenie pozwala na obniżenie go podczas postoju do jedynie 175 mm. Pozwala to na bezpośrednie wsiadanie do kabiny, której podłoga jest na wysokości 260 mm! Ułatwia także dostęp do sprzętu umieszczonego na najwyższych półkach skrytek. Umieszczone na dachu drabiny lub skrzynie sprzętowe można zdejmować stojąc na ziemi, z wykorzystaniem specjalnych wind o napędzie ręcznym lub elektrycznym.
Pojazd z serii RT może być opcjonalnie wyposażony w załączany układ skrętu kół tylnej osi. Przełączenie na skręt przeciwny do kół przednich powoduje znaczne zmniejszenie promienia skrętu. Natomiast gdy koła tylne skręcają się zgodnie z przednimi, pojazd może manewrować ruchem równoległym do osi wzdłużnej. Podczas skręcenia wyłącznie przednich kół średnica zawracania wynosi 15 m. Norma EN-1846 określa tą średnicę na 17 m. Natomiast przy skręcie wszystkich kół, średnica zawracania to zaledwie 12,5 m! Dotyczy to samochodu o rozstawie osi wynoszącym 3800 mm. Dostępne są też rozstawy osi wynoszące 4100 mm lub 4400 mm. DMC pojazdu to 18.000 kg.
Komfortowo i bezpiecznie
Również kabina i nadwozie są konstrukcją własną firmy Rosenbauer. W celu zapewnienia wysokiego stopnia bezpieczeństwa dla załogi, jej szkielet wykonany został ze spawanych profili stalowych o wysokiej wytrzymałości. Panele poszycia wewnętrznego i poszycie zewnętrzne wykonane są z blachy aluminiowej. Wymagana sztywność i bezpieczeństwo kabiny zostało potwierdzone w testach zderzeniowych. Dodatkowym atutem kabiny własnego projektu jest ciekawy i niepowtarzalny design, stający się po raz kolejny wyróżnikiem i wizytówką firmy.
Czterodrzwiowa kabina stanowi jednolitą przestrzeń. Została zaprojektowana z nastawieniem na ergonomię, bezpieczeństwo i komfort strażaków. W zależności od potrzeb może być konfigurowana jako sześciomiejscowa w układzie (1+1+2+2) lub dziewięciomiejscowa w układzie (1+1+2+2+3). Dla kierowcy i dowódcy przewidziano pojedyncze fotele, które podczas postoju mogą być obrócone o 90º. Takie rozwiązanie umożliwia bezpośrednią interakcję i komunikację całej załogi. Podstawowe funkcje obsługiwane są za pomocą włączników. Główny, 17-calowy panel dotykowy, został umieszczony na środku deski rozdzielczej. Za jego pomocą mamy możliwość sterowania elektronicznego większością systemów i układów zabudowy pojazdu. Wiele funkcji związanych z aplikacjami można również wyświetlać i obsługiwać za pomocą urządzeń mobilnych (tablet Rosenbauer EMEREC) spoza pojazdu. Integruje wiele systemów i funkcji użytecznych w obszarze ratownictwa. Za jego pośrednictwem załoga ma dostęp do wszystkich istotnych danych (plany budynków, obrazy z kamer, mapy cyfrowe , itp.).
Szersze użycie systemu EMEREC RT pozwala przekształcić pojazd RT w centralny węzeł komunikacyjny i umożliwia bezprzewodowe sterowanie dronami (DJ1 Matrice 3000), w jakie już obecnie jest wyposażony samochód dla obrony cywilnej w Dubaju (Dubai Civil Defense). W samochodzie mogą znaleźć się również roboty (RTE ROBOT), których zakres działania, konfiguracja i sterowanie także jest możliwe dzięki systemowi EMEREC, ze wsparciem cyfrowych map i planów budynków.
Sprawdzone rozwiązania
Zabudowa pożarnicza wykonana jest jako jedna bryła z kabiną. Konstrukcyjnie jednak te dwie części się różnią. Nadwozia to aluminiowe, wielowarstwowe płyty kompozytowe łączone metodą klejenia i skręcania, do których klejone są aluminiowe blachy poszycia zewnętrznego. To technologia, opracowana ponad 25 lat temu przez Rosenbauera i sprawdzona w setkach pojazdów z serii AT użytkowanych na całym świecie. Zapewnia niezbędną sztywność i odporność na odkształcenia przy zachowaniu bardzo niskiej masy. Pozwala na zrezygnowanie ze stalowej konstrukcji nośnej, co daje dodatkowo wygospodarowaną przestrzeń. Elementy wykończeniowe nadwozia wykonane są z tworzyw sztucznych, jednak wyeliminowano tworzywa kompozytowe zawierające włókna szklane GRP, aby ułatwiając recykling, zmniejszyć negatywne oddziaływanie na środowisko naturalne. Całe nadwozie pożarnicze ma 7 skrytek sprzętowych, w tym jedną z tyłu. Przy ich zabudowie uwzględniono ergonomiczne rozmieszczenie sprzętu.
Wielkość i pojemność skrytek zapewnia przewóz wymaganej armatury oraz sprzętu pożarniczego i ratowniczego, pomimo mniejszej szerokości nadwozia wynoszącej 2350 mm, czyli ok. 200 mm mniej niż standardowa. Niewielka szerokość pojazdu pozwala na szybsze i bezpieczne dotarcie na miejsce działań. Ma to szczególne znaczenie na obszarach zurbanizowanych i zabytkowych częściach miast, gdzie występują wąskie ulice czy niskie przejazdy.
W zależności od potrzeb użytkownika i rozstawu osi, samochody ratowniczo-gaśnicze RT mogą być wyposażone w zbiornik na wodę o pojemności od 1000 do 4000 l. Odpowiednio zbiornik środka pianotwórczego może mieć pojemność od 50 do 400 l. Zbiorniki wykonane są, ze specjalnej odmiany polipropylenu. Można skonfigurować też autopompę. Jest ona napędzana hybrydowo, bezpośrednio przez silnik spalinowy lub elektrycznie z akumulatora. Producent przewidział możliwość montażu jednego z czterech różnych modeli autopomp.
Autopompy N25 i N35 to pompy jednozakresowe, niskociśnieniowe o wydajności 2500 lub 3500 l/min przy ciśnieniu 10 barów. Dwuzakresowe NH25 i NH35 osiągają wydajność 2500 lub 3500 l/min przy 10 barach. Natomiast przy wysokim ciśnieniu (40 barów) obie osiągają wydajność 400 l/min. Poza tym pojazd może zostać wyposażony w system CAFS. Standardowym wyposażeniem układu wodno-pianowego jest zwijadło szybkiego natarcia z napędem elektrycznym. Nasada tłoczna może być wyprowadzona na przednim zderzaku, podobnie jak zderzakowe działko wodno-pianowe RM-15. W przedniej części dachu kabiny może zostać zamontowane działko wodno-pianowe RM-15C (2000 l/min) lub RM-35C (4000 l/min). W obu przypadkach działko może być sterowane przy pomocy joysticka w kabinie.
Kompaktowy i zrównoważony
Kompaktowa budowa ujawnia się w wymiarach zewnętrznych. Długość całkowita pojazdu RT to 7300 mm, przy podstawowym rozstawie osi 3800 mm. Natomiast wysokość przy podstawowym ustawieniu podwozia do jazdy to 2900 mm bez dodatkowego sprzętu na dachu. Nisko położony środek ciężkości, optymalny rozkład masy na osie, w połączeniu z niezwykle sprawnym, nowoczesnym napędem elektrycznym zapewnia nowej serii niespotykane jak dotąd parametry pod względem bezpieczeństwa, przyspieszenia i hamowania. Należy do tego dodać bardzo niski poziom hałasu i zerową emisję zanieczyszczeń, jak również zintegrowane systemy sterowania, zarządzania i monitoringu działaniami ratowniczo-gaśniczymi.
Długofalowy projekt zakładający przejście od etapu koncepcyjnego CFT do przedseryjnego RT potwierdził, że austriacki Rosenbauer może już dzisiaj wprowadzić do swoich produktów futurystyczne rozwiązania. Nawet jeżeli obecnie część z nich jest nieosiągalna finansowo dla większości jednostek straży pożarnych, wyznaczanie i przecieranie nowych szlaków przez lidera nowoczesnych rozwiązań dla pożarnictwa, przybliża perspektywę praktycznego zastosowania choćby niektórych. Oznacza to faktyczne wprowadzenie zasady zrównoważonego rozwoju, już nie tylko na etapie produkcji pojazdów i sprzętu pożarniczego, ale także zaimplementowanie jej do służb ratowniczych.
Paweł Frątczak. Janusz Woźniak
Fot. Rosenbauer