קטרפילר די-9

מבנה והנדסה

D9 הוא אחד הדחפורים הוותיקים והפופולריים של קטרפילר והשלישי בגודלו שהחברה מייצרת (אחרי ה-D10 וה-D11). גובהו כ-4 מטרים, אורכו ללא התקנים הוא כ-5 מטר, אורכו עם התקנים הוא כ-8 מטר ומשקלו כ-50 טון. גובה הכף (9U) הוא 193 סנטימטרים ונפחה מעל 16 מטר מעוקב (מ"ק).
ה-D9 ידוע בזכות אמינותו ועמידותו בתנאי עבודה קשים. ל-D9 החדש עוצמה (הספק נטו) של 410–436 כ"ס (306–325 קילוואט)  ממנוע דיזל בעל הספק ברוטו של 469 כ"ס (350 קילוואט) וכושר דחיפה (כוח גרר) של כ-70 טונות. כוח הגרר שלו, התלוי בהספקו, באחיזת הקרקע שלו ובמשקלו, גדול ביותר. לא אחת משמש דחפור ה-D9 לחילוץ כלי רכב כבדים שנתקעו או התהפכו לרבות טנקי מערכה ודחפורים כבדים ששוקלים למעלה מ-60 טון.
הדחפור מצויד באופן סטנדרטי בכף קדמית, הנקראת בעגה של מפעילי הצמ"ה - "סכין", ומעקר אחורי, הנקרא "רוטר". התקנים נוספים כוללים קבינה סגורה וממוזגת הממוגנת בגג קשיח נגד התהפכות (ROPS - Roll Over Protective Structure) ונגד נפילת חפצים (FOPS - Falling Objects Protective Structure). כמו כן רשת סורגי פלדה מותקנת מעל לכף כדי למנוע חדירת אבנים למנוע. אפשר להזמין את הדחפור "פתוח" (ללא קבינה ומגיני מנוע) או "סגור" (עם קבינה סגורה וסבכות פלדה המגינות על המנוע מפני חדירת עצמים זרים). מחירו של דחפור D9 (אזרחי, במפרט סגור סטנדרטי) נע בין חצי מיליון למיליון דולר.
במהלך השנים נעשו שיפורים בדחפורי ה-D9 ובמערכות הפנימיות שלו (כגון מנוע, תמסורת, מערכות הידראוליות, מערכות שליטה ובקרה, וכו'). כל עשור בערך הושק דור חדש של ה-D9, כאשר "דור" מייצג דגם חדש בסדרת ה-D9 עם סדרת שיפורים משמעותיים. דורותיו של ה-D9 מסומנים באותיות לטיניות בסדר עולה. מלבד שיפורים טכנולוגיים כללו הדגמים גם שינוי בממדי הכלי ובעוצמתו. השינוי בהספק המנוע נע בין 286 כ"ס (213 קילוואט) של ה-D9 הראשון עד ל-460 כ"ס (340 קילוואט) של ה-D9L הגדול וה-436 כ"ס (325 קילוואט) של הדור הנוכחי, ה-D9T.

מנוע

הדור הנוכחי הוא ה-D9T. בדגם זה המנוע הוא מנוע דיזל מדגם CAT C18 ACERT בנפח 18.1 ליטר.
הדגם הראשון של מנוע זה מספק "הספק גלגל תנופה" (הספק נטו) של 410 כ"ס (310 קילוואט) ב-1,800 סל"ד אך הוא יעיל מקודמו, המנוע מדגם CAT 3408C HEUI של ה-D9R,  בצריכת דלק ויותר ידידותי לסביבה (עומד בתקני זיהום אוויר מרמה Tier 2 ו-Tier 3). בגלל השיפור במנוע, ניתן לנצל יותר טוב את העוצמה ולהפיק כושר דחיפה של 716 קילוניוטון (73.0 טון-כוח) במהירות 0.1 קמ"ש.
ב-2011 הכניסה קטרפילר סדרת שיפורים ל-D9T שהעיקריים שבהם הם שיפורים בממשק המפעיל, מסך המחוונים הדיגיטלי ושיפור נוחות תא המפעיל.
ב-2014 השיקה קטרפילר גרסה משופרת של ה-D9T ובה מנוע דיזל משופר וידידותי יותר לסביבה  שעומד בתקן זיהום אוויר מחמיר יותר מרמה Tier 4. המנוע המשופר הוא מדגם CAT C18 ACERT Tier 4-Final שמפיק 436 כ"ס (325 קילוואט) ב-1,800 סל"ד וכולל לצידו מערכות קירור יעילות יותר. גם הוא מספק כושר דחיפה של 716 קילוניוטון (73.0 טון-כוח) ובעל 3 גלגלי שיניים בזר המניע, כמו ב-D9R.

מערכות שליטה ובקרה

כמו ה-D9R, גם ה-D9T מצויד במערכות בקרה ממוחשבות שנועדו לייעל את עבודת הדחפור ולהקטין את צריכת הדלק. הן כוללות מערכות שליטה וניהוג הדומות לאלה של ה-D9R (שני ג'ויסטיקים לשליטה בכף ובניהוג, או מערכת ידיות קלאסית, לפי בחירת הלקוח) ומערכות היזון חוזר ובקרת מנוע, דלק ושמן שמנטרות את פעולת הדחפור בזמן אמת וממטבות את ביצועיו על ידי התאמת פעילות המנוע וחלוקת הכוח בהתאם לצורך. מערכות אלה כוללות את APECS המשפרת את ביצועי ההרמה והדחיפה, שסתום לחצים אוטומטי להורדת לחץ הידראולי כאשר ניתן, ומערכת Auto-Shift שאחראית על חלוקה אוטומטית של הכוח לזחלים בצורה יעילה בהתאם לתנאי המשטח עליו עובד הדחפור. הדגמים החדשים של ה-D9T כוללים גם מחשב שליטה ובקרה מתקדם עם מסך מגע, המאפשר למפעיל לכוונן את הדחפור בהתאם לצרכיו והעדפותיו.

הכף

באופן סטנדרטי ה-D9 מצויד בכף קדמית כבדה (המכונת בעגת מפעילי הצמ"ה "סכין"), המיוצרת כיציקת פלדה אחת - לרוב מדגם 9U (עם קיבולת גדולה יותר) או 9SU (הקטנה יותר, שנועדה להשיג יותר חדירה) או 9S (כף שטוחה שנועדה ליישור קרקע). הכף מחוברת ל-D9 באמצעות 5 זרועות: שתי זרועות עליונות המחוברות לבוכנות הידראוליות המרימות ומנמיכות את הכף, שתי זרועות תחתונות-צדדיות שמטים את זווית הכף וזרוע אחת מרכזית (נקראת tag-link) שנמצאת מתחת לרדיאטור ונועדה לשפר את השליטה בכף ולקרב אותו לטרקטור. הכף נועדה בעיקר לעבודות עפר כגון דחיפת עפר אדמה וחצץ, חישוף ויישור קרקע. הכף היא התקן פריק וניתן להחליפה בכפות שונות (כגון ה-9U וה-9SU), מגובים וכלים שונים בהתאם לצורך וסוג העבודה הנדרש.
הכף של ה-D9 מיוצרת כיציקת פלדה אחידה, היא גדולה מאוד וכבדה. כף ה-9U שוקלת  7,134 קילוגרם (15,728 ליברות) גובהה 1.934 מטרים (6.35 רגל), רוחבה 4.65 מטרים (15.3 רגל) וקיבולתה 16.4 מ"ק. כף ה-9SU שוקלת 6,543 קילוגרם (14,425 ליברות), רוחבה 4.3 מטרים, גובהה 1.934 מטר וקיבולתה 13.5 מ"ק. הכפות החדשות גדולות מהכפות הישנות שניתן למצוא על דחפורים ישנים יותר מדגמי D9N ומטה (למשל: כף 9SU של דגם N שוקלת 4,272.91 ק"ג, רוחבה 3.05 מטרים, גובהה 1.57 מטר וקיבולתה 9 מ"ק). כף הפלדה עשויה מפלדה ברמת קשיות DH-2 ואילו ה"ציפורניים" עשויות מפלדה ברמת קשיות DH-3 מאחר שהן מועדות ליותר שחיקה. הכפות המודרניות מצוידות ברשת פלדה מעליהן, כדי למנוע חדירת אבנים ובולדרים לרדיאטור.

המעקר

בירכתיו מצויד ה-D9, בדרך כלל, במעקר אחורי ("רוטר") שנועד לעקור בולדרים מהקרקע ולחדור אדמה טרשית ואף טונדרה. מעקר קרס יחיד שוקל 4,584 ק"ג, ניתן להרימו לגובה 88.2 ס"מ והוא יכול לחדור לתוך הקרקע עד לעומק של 123 ס"מ בכוח מקסימלי של 153.8 קילוניוטון (15.68 טון-כוח). התקנים אלה פריקים וניתן להחליפם בכפות, מחרשות, כננת (Winch) וכלים שונים בהתאם לצורך.

הזחל

הזחל (או בשמו המקצועי מזקו"ם) בדחפורים מדגמי D9L ואילך, מתאפיין בתכנון ייחודי:-
כתוצאה ממשקלו הכבד של הדחפור, והמומנט הגבוה שמפיק המנוע, נוטה ציר ההנעה האחורי (זה הנושא את זר השיניים המניע את השרשרת) להישחק, להזדעזע, ואף להישבר במהלך עבודתו השוטפת של הדחפור. לכן, תוכנן המזקו"ם בדגמי D9L ואילך, באופן בו הזר המניע (Drive sprocket) אינו נושא עוד את משקלו של הדחפור, והוא משמש להנעת הזחלים בלבד.
במבנה החדש, הזר המניע מותקן מעל לשורת הבוגים (מרכובים) באופן המעניק לזחל צורה משולשת. תכנון זה נקרא High Drive או Elevated Sprocket. בתכנון זה קטן העומס על מערכות ההנעה, וחלקן אף מתייתרות (כגון מערכת ההנע הסופית (final drive system) הנוטה להישבר) או מוחלפות במערכות יעילות יותר, כאשר הן אינן פגיעות עוד לזעזועים ולחבטות.
תכנון זה מסייע בהארכת זמן החיים של מערכות ההינע, ועצם הניתוק הפיזי של המזקו"ם מגוף הטרקטור מאפשר גם תנועת עִל-רוד חופשית למערכת הזחלים, גמישות, ואחיזה טובה יותר מבעבר. מאידך, הזחל צריך לעבור יותר כיפופים ממקבילו בעל התצורה הסטנדרטית, דבר המקטין את אורך החיים שלו. שימוש בזחל מסוג SALT (ראשי תיבות של Sealed and Lubricated Track), שהוא זחל המגורז באופן תמידי, נועד לפתור בעיה זו.
הזחל הבסיסי מורכב מ-43 חוליות (בכל צד) ברוחב 61 ס"מ. אורך הזחל שנוגע ברצפה הוא 3.47 מטר, כך שנוצר שטח מגע של 4.24 מטר רבוע. על הזחל נעים 8 גלגלי מרכוב (בוגים). גובה הגחון הוא 59.6 ס"מ (כ-0.6 מטר), דבר המגדיל את עבירוּת הכלי. חוליות הזחל עצמן עבות וחזקות, ונועדו לעמוד בתנאי עבודה תובעניים כגון תוואי קרקע קשה. בניגוד למזקו"ם של רכב קרבי משוריין כגון טנקים, פריסת זחל ב-D9 היא אירוע נדיר ביותר.

היסטוריה

במהלך השנים נעשו שיפורים בדחפורי ה-D9 ובמערכות הפנימיות שלו (כגון מנוע, תמסורת, מערכות הידראוליות, מערכות שליטה ובקרה, וכו'). כל עשור בערך הושק דור חדש של ה-D9, כאשר "דור" מייצג דגם חדש בסדרת ה-D9 עם סדרת שיפורים משמעותיים. דורותיו של ה-D9 מסומנים באותיות לטיניות בסדר עולה. מלבד שיפורים טכנולוגיים כללו הדגמים גם שינוי בממדי הכלי ובעוצמתו. השינוי בהספק המנוע נע בין 286 כוחות סוס (כ"ס) של ה-D9 הראשון עד ל-460 כ"ס של ה-D9L הגדול וה-436 כ"ס של הדור הנוכחי, ה-D9T.
האבטיפוס של ה-D9 יוצר לראשונה ב-1954 ונקרא D9X. שנה אחר כך, ב-1955, יוצר ה-D9 הסדרתי עם 286 כ"ס (213 קילוואט) והיה הגדול בזמנו. הדחפור פותח בין השאר להתמודד עם דחפור Euclid TC-12. ב-1956 שופר הספק המנוע ועלה ל-320 כ"ס. ב-1959 הוחלף ה-D9 במודל D9E שהיה בעל 335 כ"ס (250 קילוואט). ב-1961 הופיע ה-D9G, שהיה בעל 385 כ"ס (287 קילוואט) וכושר דחיפה (drawbar pull) של 61 טון במהירות 0.1 קמ"ש, ושקל כ-45 טון. דגם זה שלט ללא מחליף כ-13 שנה, והפך לדחפור הכבד הנפוץ באתרי עבודה קשה. ב-1965 איש העסקים באסטר פטרסון חיבר זוג דחפורי D9G כדי לדחוף מגרדות כבדות. ב-1986 קנתה קטרפילר את הזכויות על הרעיון וכך נוצר ה-DD9G (ה-D שלפני הדגם מייצגת Dual, כלומר "כפול") בעל 770 כ"ס. פטרסון גם פיתח את ה-SxS D9G שכלל שני דחפורי D9G זה לצד זה בעלי "סכין" (כף דחפור) משותפת והוא הוצג על ידי קטרפילר ב-1969. ב-1974 הגיע ה-D9H הגדול יותר, עם 410 כ"ס (310 קילוואט) וכושר דחיפה של 63 טון. גם לו יוצרו דגמי DD9H ו-SxS D9H. עד להופעתו של דחפור ה-D10 ב-1977 היה ה-D9H הדחפור הקונבנציונלי הגדול ביותר של קטרפילר.
החל מהדור של D9L, שנכנס לשימוש ב-1980, החלה קטרפילר לייצר את דחפורי ה-D9 עם תכנון גלגל-הינע מוגבה, שהוצג לראשונה בדחפורי CAT D10 הגדולים יותר. ה-D9L היה דחפור ה-D9 הגדול ביותר בהיסטוריה, עם עוצמה של 460 כ"ס (340 קילוואט) נטו, כושר דחיפה של 75 טון, משקל של כ-59 טון (130,000 ליברות) ו-4 גלגלי שיניים בזר המניע.
ב-1987 הוחלף ה-D9L בדחפור ה-D9N הקטן יחסית (עוצמה של 375–401 כ"ס (280–299 קילוואט), כושר דחיפה של 64 טון). למעשה, ה-D9N היווה הגדלה של ה-D8L בעוד שהמחליף האמיתי של ה-D9L מבחינת גודל היה ה-D10N. ה-D9N הוחלף ב-1996 בידי ה-D9R הגדול יותר עם עוצמה של 405 כ"ס (302 קילוואט) שהוא הדגם הנפוץ ביותר בשימוש כיום. ה-D9N וה-D9R הם בעלי 3 גלגלי שיניים בזר המניע, לעומת 4 ב-D9L.
ה-D9R הושק ב-1996 וכולל שורת שיפורים במערכות המנוע, בקרה והשליטה. המנוע של ה-D9R הוא מדגם CAT 3408C HEUI בעל הספק של 474 כ"ס ברוטו ו-405 כ"ס (302 קילוואט) נטו ("הספק גלגל תנופה"). ה-D9R מצויד במערכות בקרה ממוחשבות שנועדו לייעל את עבודת הדחפור ולהקטין את צריכת הדלק. מערכות הבקרה והשליטה כוללות ג'ויסטיק הניתן לתכנות לשליטה בכף הדחפור, ידית לשליטה במעקר, מערכת היגוי דיפרנציאלי הנשלטת בג'ויסטיק אחד או בזוג ידיות (תלוי במפרט שמבקש המזמין), ומערכות היזון חוזר ובקרת מנוע, דלק ושמן שמנטרות את פעולת הדחפור בזמן אמת וממטבות את ביצועיו על ידי התאמת פעילות המנוע וחלוקת הכוח בהתאם לצורך.
ב-2004 השיקה קטרפילר את ה-D9T, ששונה מה D9R בכך שהמנוע הוחלף למנוע CAT C18 ACERT בנפח 18.1 ליטר המספק 410 כ"ס (310 קילוואט) ב-1,800 סל"ד. ב-2014 השיקה קטרפילר גרסה משופרת של ה-D9T ובה מנוע דיזל משופר וידידותי יותר לסביבה  שעומד בתקן זיהום אוויר מחמיר יותר מרמה Tier 4. המנוע המשופר הוא מדגם CAT C18 ACERT Tier 4-Final שמפיק 436 כ"ס (325 קילוואט) ב-1,800 סל"ד וכולל לצידו מערכות קירור יעילות יותר, וכן מערכות שליטה ובקרה ממוחשבות משופרות.

שימושים צבאיים

התכונות שהפכו את ה-D9 לפופולרי בביצוע עבודות קשות ותובעניות, הפכו אותו גם לשימושי ביישומים צבאיים של הנדסה קרבית, ביצורים ובנייה/הריסה תחת אש.

די-9 בשימוש צבאות אחרים

במלחמת וייטנאם השתמש צבא ארצות הברית בדחפורי די-9 לא ממוגנים לפריצת צירים בתוך יערות. אחרי המלחמה הוחלפו כל הדחפורים בדחפורי CAT D7 הקטנים יותר.
בשנות ה-80 של המאה ה-20 פיתח צבא צרפת גרסה משוריינת של D9 שנועדה לפריצת שדות מוקשים. בגרסה זו, הכלי צופה בלוחות שריון עם חרכי ירי, והכף הוחלפה במגובים ייעודיים.
לקראת מלחמת עיראק 2003 רכשו צבא ארצות הברית וחיל הנחתים האמריקני מישראל דחפורי D9R משוריינים וערכות מיגון ישראליות, שנמצאו שימושיים ביותר הן ללוחמה בשטח בנוי והן לעבודות הנדסה אזרחית ועבודות עפר בתנאי מדבר קשים. היתרון של ה-D9 הצבאי היה בכוחו הרב, במיזוג האוויר האינטגרלי בתוך הקבינה ובכך שהיא הייתה מספיק גדולה לשני אנשי צוות, כך שמתאפשרת עבודה במשמרות. לוחמי הנדסה אמריקניים העריכו ש-D9 אחד יכול לבצע את העבודה של שניים עד ארבעה דחפורי D7. הבעיה העיקרית עם ה-D9 הייתה שמפאת משקלו של הכלי לא היו מספיק מובילי צמ"ה כבדים לנייד את הכלי בין זירות העבודה בעיראק רחבת הידיים. השימוש העיקרי של ה-D9 בעיראק לא היה להריסת בתים אלא בעיקר לפריצה הנדסית, הכנת צירי תנועה וניקוי צירים ממכשולים (כגון רק"מ מושמד של הכוחות העיראקים ומטעני גחון), עבודות ביצורים ובניית בסיסים, וכן הקמת מכשולי עפר ומחסומים (כגון מחסום עפר ארוך ליד הגבול עם סוריה למנוע הסתננות של חמושים ופעילי טרור להילחם בכוחות הקואליציה בעיראק). ה-D9 זכה לחוות דעת אוהדות וחיוביות מהחיילים שנעזרו בשירותיו.
ב-2007 השתמש צבא לבנון בדחפורי D9 בעלי מיגון מאולתר הכולל לוחות פלדה ורשתות ננ"ט, למלחמה בארגון פתח אל-אסלאם במחנה הפליטים נהאר אל-בארד.
ב-2013 השתמש צבא מצרים בדחפורי D7 ו-D9 בעלי מיגון מצרי בעת דיכוי המהומות של האחים המוסלמים בעקבות ההפיכה במצרים (2013).
ב-2015 השתמש צבא סוריה בדחפורי קטרפילר (ככל הנראה מדגמי D7,‏ D8 או D9) בעלי שריון מאולתר ומיגון כלוב, במסגרת מלחמת האזרחים בסוריה. עם זאת, המיגון הסורי הוכח כנחות לעומת המיגון הישראלי.