Tank listrik: prospek panggunaan propulsi listrik ing peralatan pertempuran darat
Teknik Sipil
Mobil listrik pisanan muncul sadurunge mobil nganggo mesin pembakaran internal (ICE), ing taun 1828. Ing wiwitan abad kaping XNUMX, kendaraan listrik nyumbang luwih saka sapratelo saka kabeh armada mobil AS. Nanging, banjur padha mboko sithik wiwit ilang lemah, ngasilaken kanggo mobil ing syarat-syarat driving range, ease saka refueling lan paramèter liyane.
Ing mobil listrik sing dilengkapi karo rong motor 50-kilowatt lan sel baterei satus rong volt, pembalap mobil balap Belgia Camille Genatsi tanggal 29 April 1899 kanggo pisanan ing crita tekan kacepetan 100 km/jam
Sawetara opsi kanggo desain kendaraan listrik bisa ditindakake. Mobil listrik klasik nampa listrik saka baterei sing diisi ing stasiun pangisi daya. Kendaraan listrik kanthi sumber energi listrik eksternal nampa listrik saka konduktor eksternal kanthi kontak utawa kanthi medan elektromagnetik. Kanggo ngisi ulang baterei kendaraan listrik, mesin pembakaran internal kanthi generator bisa dipasang, utawa listrik bisa diasilake saka bahan bakar cair utawa gas kanthi langsung nggunakake sel bahan bakar katalitik. Kabeh skema ing ndhuwur bisa digabungake kanthi macem-macem cara.
Secara periodik, kapentingan ing kendaraan listrik diterusake, biasane nalika kenaikan rega produk minyak bumi, nanging cepet ilang: mobil kanthi mesin pembakaran internal tetep ora saingan. Akibaté, peralatan propulsi listrik wis nyebar ing segmen transportasi kanthi sumber energi listrik eksternal: sepur listrik, trem, troli, lan ing ceruk peralatan gudang.
Peralatan khusus bisa dipilih minangka bagean sing kapisah, contone, truk pembuangan pertambangan kanthi kapasitas muatan luwih saka 100 ton, sing nggunakake transmisi elektromekanis.
Truk dump pertambangan BELAZ-75710 kanthi kapasitas 450 ton. Pembangkit listrik kalebu rong generator listrik, sing saben disambungake menyang mesin diesel nembelas silinder V-shaped MTU Detroit Diesel 16V4000 kanthi daya 1715 kW (2330 hp), arus sing diasilake diwenehake menyang roda papat motor kanthi a daya 1200 kW saben
Ing awal abad kaping XNUMX, kapentingan ing kendaraan listrik diterusake ing tingkat anyar. Faktor penentu dudu kenaikan rega produk minyak, nanging panjaluk para aktivis lingkungan kanggo nyuda emisi sing mbebayani. Perusahaan Amerika Tesla, sing dipuja (dibenci) dening akeh, Elon Musk, dadi pabrikan sing saddle "gelombang lingkungan" sabisa-bisa.
Nanging ora ketompo carane nambani Elon Musk, ora bisa ditolak manawa Tesla wis nindakake proyek sing apik: bagean kapisah saka pasar mobil wis digawe, mobil listrik wis dadi arah ing ngendi raksasa mobil wiwit aktif nandur modal. Yen pangembangan aktif ditindakake ing sawetara arah, asil bakal digayuh cepet utawa mengko. Bakal ana baterei anyar kanthi kapasitas tambah, kacepetan pangisian daya dhuwur lan aplikasi suhu sing luwih dawa, motor listrik sing luwih efisien lan kompak, kanthi kotak gear terintegrasi sing bisa diselehake ing roda motor kanthi bobot unsprung sing kurang lan pangembangan liyane.
Ora ana sangsi manawa ing mangsa ngarep, kendaraan listrik meh bakal ngganti mobil ICE, lan ora amarga alasan lingkungan, nanging amarga keunggulan teknis sakabèhé kendaraan listrik.
Mobil listrik Tesla-X
Peralatan militèr
Ing taun 1917, perusahaan Prancis FAMH ngasilake 400 tank "Saint Chamond" karo "Crochat Collendeau" transmisi listrik, kang engine bensin Panhard disambungake langsung menyang generator listrik, kang diwenehake saiki kanggo loro motor listrik, saben kang disambungake menyang drive wheel lan mover Uler. Uga ing taun 1917, tank karo transmisi listrik saka Daimler lan perusahaan Westinghouse Inggris diuji ing Inggris.
Conto mengko kalebu gunung artileri sing digerakake dhewe abot (ACS) "Ferdinand" ("Gajah") bobote 65 ton. Pembangkit listrik Ferdinand kalebu rong mesin karburator Maybach HL 12 TRM sing digawe adhem banyu 120 silinder kanthi bentuk V kanthi kapasitas 265 hp. s., loro generator listrik Siemens-Schuckert Type aGV kanthi voltase 365 volt lan loro motor traksi Siemens-Schuckert D149aAC kanthi daya 230 kW saben, dumunung ing mburi awak, sing nguwasani saben roda kanthi nyuda. gear digawe miturut rencana planet.
SAU "Ferdinand"
Kanthi kebaruan relatif saka Ferdinand, ora akeh keluhan babagan karyane. Dadi, siji bisa nyathet kerumitan lan biaya sing luwih gedhe dibandhingake karo pembangkit listrik saka desain klasik, uga kudu nggunakake jumlah tembaga sing signifikan, sing langka ing Jerman.
Saliyane bedhil self-propelled "Ferdinand", panggunaan propulsi listrik uga dianggep ing tank super-heavy Jerman 188-ton tank "Maus" ("Mouse").
Ing wektu sing padha, tank abot eksperimen EKV kanthi pembangkit listrik elektromekanis dikembangake ing USSR kanthi basis tank KV-1. Desain teknis tank EKV dikembangake ing September 1941, lan ing taun 1944 prototipe tank EKV dites. Dianggep yen nggunakake transmisi elektromekanik ing tank bakal ngurangi konsumsi bahan bakar, nambah maneuverability lan karakteristik dinamis saka tank.
Komposisi transmisi elektromekanik tank EKV kalebu generator wiwitan DK-502B sing disambungake menyang mesin diesel V-2K, lan loro motor traksi DK-301V, kanthi rong final drive lan peralatan kontrol.
Gambar saka tank EKV
Miturut asil tes, desain tank EKV diakoni ora puas, lan karya ing proyek kasebut dibatasi.
Proyek tank "listrik" ditindakake ing Inggris, AS, USSR, Jerman lan Prancis, uga ing negara liya ing saindhenging abad kaping XNUMX. Nanging, saiki, tank lan kendaraan lapis baja saka tata letak tradisional wis entuk pangembangan maksimal.
Keuntungan lan prospek
Yagene ana bali pancet kanggo masalah nyedhiyakake propulsi listrik kanggo kendaraan tempur darat, sanajan akeh proyek eksperimen tertutup?
Ing tangan siji, ana pangembangan teknologi, nggunakake kang ing sistem propulsi listrik ngidini kita kanggo Count ing njupuk asil positif sing sadurunge ora bisa digayuh. Motor magnet lan induksi permanen, generator listrik kanthi efisiensi dhuwur, sistem distribusi daya, baterei kanthi cepet, lan liya-liyane lagi dikembangake.
Motor listrik kinerja dhuwur saka perusahaan Amerika HELV Motors (Buddha Energy Inc.)
Bubar, kita ngomong ora mung babagan kendaraan darat kanthi propulsi listrik, nanging uga babagan nggawe pesawat listrik kanthi lengkap nganti model penumpang sing cukup gedhe.
Motor listrik Siemens bobote luwih saka 50 kg, kanthi daya 260 kW, dirancang kanggo cahya penerbangan
Ing sisih liya, kaluwihan sing bisa diwenehake dening propulsi listrik saka peralatan pertempuran darat saya tambah akeh:
- kamungkinan tata letak fleksibel kendaraan tempur amarga ora ana transmisi listrik unit kanthi sambungan mekanik kaku sing diwenehake dening poros;
- tambah daya tahan peralatan militer amarga kemungkinan komponen transmisi listrik sing berlebihan;
- kamungkinan nglirwakake drive hidraulik sing mbebayani geni kanggo milih listrik;
- kamungkinan gerakan peralatan militer ing bagean winates dalan ing mode kamuflase maksimal, kanthi minimal unmasking kanthi tandha swara lan termal;
- kamungkinan saka Recovery energi sak rem;
- karakteristik dinamis paling apik lan paramèter patensi kendaraan lapis baja sing dilengkapi transmisi listrik;
- luwih gampang ngontrol kendaraan lapis baja kanthi propulsi listrik;
- kemampuan kanggo nyedhiyakake jumlah listrik sing cukup kanggo peralatan, sensor, senjata canggih sing saya tambah akeh.
Ayo dideleng kanthi luwih rinci babagan keuntungan kasebut. Sumber energi utama - diesel utawa turbin gas, ing mobil karo transmisi listrik bakal duwe sumber maneh lan efficiency amarga kasunyatan sing kacepetan engine optimal bisa pisanan milih, kang bakal duwe nyandhang minimal lan efisiensi bahan bakar maksimum. Tambah beban sajrone akselerasi lan maneuver sing kuat bakal dikompensasi dening baterei buffer.
Contone, turbin gas-kacepetan dhuwur bisa diinstal ing kombinasi karo generator, kang bakal operate ing mode "on / off" kanggo ngisi daya baterei buffer, tanpa ngganti kacepetan.
Ing transmisi listrik, ora perlu nginstal shaft lan gearbox gedhe. Sambungan mekanik ing transmisi listrik mung kasedhiya ing pasangan generator mesin-listrik lan roda motor listrik, nanging blok kasebut bisa digawe minangka unit siji. Sambungan unit liyane ditindakake kanthi kabel fleksibel.
Pilihan tata letak transmisi listrik
Ora kaya sambungan mekanis, sambungan listrik bisa dadi keluwih kaping pirang-pirang. Contone, ing tataran tata letak lambung, saluran kabel sing dilindhungi bisa dilebokake, sing bakal nduwe daya universal lan bis data, kalebu kabel daya lan data.
Saluran kabel bisa diselehake ing casing waja ing sadawane keliling saka bagian njero kasus kasebut, sing bakal nyedhiyakake macem-macem redundansi sumber daya lan transmisi data.
Pemisahan spasial sumber energi, sumber lan saluran komunikasi, uga mesin lan baling-baling kanthi kemungkinan tambah bakal ngidini kendaraan tempur njaga mobilitas lan kesadaran situasional nalika rusak, sing bakal njamin kemungkinan mundur kendaraan tempur saka zona geni. lan evakuasi saka paprangan.
Kendaraan lapis baja kanthi transmisi listrik bakal duwe daya tahan sing dhuwur nalika ditabrak saka siji utawa luwih sudut
Penolakan drive hidraulik sing cocog karo listrik uga bakal nambah kelangsungan kendaraan tempur darat, amarga bebaya geni sing luwih murah lan luwih linuwih. Angkatan Udhara Rusia rencana kanggo ninggalake drive hidrolik ing pesawat tempur Su-57 generasi kaping lima ing taun 2022.
Ing ngarsane batre buffer ngijini sampeyan kanggo njaga mobilitas tanpa nguripake engine utama, sanajan kanggo wektu cukup winates. Iki bakal ngidini kendaraan tempur sing janjeni kanggo ngetrapake skenario taktik anyar kanggo nindakake operasi tempur saka penyergapan, nalika kendaraan lapis baja siap tempur kanthi lengkap ing mode siyaga, dene tandha termal bakal sebanding karo suhu sekitar.
Pemanasan pembangkit listrik banget mbukak topeng kendaraan lapis baja ing jarak termal
Baterei uga bakal nyedhiyakake kemampuan kanggo mindhah yen ana kegagalan pembangkit listrik utama, sing bakal ngidini kendaraan lapis baja ninggalake medan perang dhewe. Ing sawetara kasus, kanggo ngevakuasi kendaraan tempur kanthi transmisi listrik, bakal cukup kanggo nyambungake menyang sumber daya eksternal. Contone, kendharaan pemulihan lapis baja kanthi cara iki bisa ngevakuasi rong kendaraan lapis baja liyane kanthi transmisi listrik sing rusak, mung kanthi ngirim kabel listrik menyang dheweke.
Kaya ing kendaraan listrik sipil, kendaraan lapis baja kanthi transmisi listrik bisa mbalekake energi nalika ngerem.
Kendaraan tempur darat kanthi transmisi listrik bakal nduweni karakteristik mobilitas lan kontrol sing luwih apik amarga transfer daya tanpa langkah menyang unit propulsi, uga distribusi daya fleksibel antarane port lan motor listrik starboard. Contone, nalika giliran, nyuda daya ing motor listrik saka sisih lagging bakal menehi ganti rugi kanthi nambah daya motor listrik saka sisih mlebu.
Salah sawijining kaluwihan paling penting saka transmisi listrik yaiku kemampuan kanggo nyedhiyakake daya peralatan lan sensor, contone, stasiun radar (RLS) kanggo pengintaian, panuntun dhumateng lan kabeh-babak pertahanan Komplek pertahanan aktif.
Radar kanthi susunan antena fase aktif (AFAR) ing menara tank T-14 saka platform Armata
Ing wektu sing cendhak, bagean integral saka kendaraan tempur darat bakal dadi senjata laser, sing umume bisa netralake ancaman saka kendaraan udara cilik tanpa awak (UAV), misil sing dipandu anti-tank lan submunisi kluster kanthi kepala homing termal lan optik.
Sistem laser tempur Stryker MEHEL, dirancang kanggo numpes UAV cilik
Listrik uga dibutuhake kanggo sistem kamuflase aktif kanggo kendaraan lapis baja ing kisaran dawa gelombang termal lan optik.
Kendaraan lapis baja canggih bisa dilengkapi kamuflase aktif ing kisaran dawa gelombang termal lan optik
temonan
Nyiptakake kendaraan tempur darat kanthi propulsi listrik bisa uga ora bisa dihindari amarga teknologi saya mundhak lan syarat pasokan tenaga kanggo peralatan lan senjata ing papan saya tambah. Pasar sipil kanggo kendharaan listrik bisa nduwe pengaruh sing signifikan babagan kecepatan introduksi kendaraan tempur darat kanthi propulsi listrik.
Kendaraan tempur darat sing janji karo transmisi listrik bakal ngluwihi model "klasik" ing babagan dinamisme, maneuverability, ease saka kontrol, survivability lan keamanan, uga kamungkinan kanggo nyelehake senjata lan sensor canggih karo konsumsi energi dhuwur.
- Andrey Mitrofanov
- popmech.ru, belaz.by, tesla.com, topwar.ru, btvt.narod.ru, naukatehnika.com, nti-aeronet.ru
- Dhukungan geni tank, BMPT "Terminator" lan siklus OODA John Boyd
Kendaraan lapis baja nglawan infanteri. Sapa sing luwih cepet: tank utawa infantri?
Nambah kesadaran situasional kru kendaraan tempur lapis baja
Ergonomi papan kerja lan algoritma pertempuran saka kendaraan lapis baja sing njanjeni
Sistem tanpa awak kanggo kendaraan lapis baja canggih
Alexa