Oshkosh L-ATV sing diusulake kanggo program JLTV Angkatan Darat AS duwe pilihan sepur tenaga diesel-listrik hibrida
Teknologi drive hibrida lan listrik cenderung luwih digandhengake karo jagad kendaraan komersial tinimbang karo platform militer. Nanging, kabeh bisa owah.
Pasar kendaraan lapis baja ngrasakake keuntungan saka kemajuan teknologi, nanging tetep ngati-ati babagan akibat saka inovasi. Kemajuan minangka proses pangembangan tambahan, tujuane kanggo nuduhake keuntungan operasional sing jelas kanggo para pelanggan, amarga sukses utama kendaraan tempur diukur kanthi tugas sing wis rampung lan nylametake nyawa.
Keandalan mekanik mesin diesel, transmisi kacepetan otomatis, poros penggerak lan diferensial wis suwe dibuktekake, lan padha bisa uga diarani teknologi hibrida lan listrik. Nanging sanajan program evaluasi, kendaraan demonstrasi, perusahaan sing gelem nandur modal ing riset lan pangembangan, lan pangembangan drive diesel / listrik hibrida sing cukup sukses ing sektor sipil, aplikasi teknologi drive listrik ing militer saiki winates banget.
Pendekatan Langsung
Sampeyan bisa uga bisa njupuk risiko gumantung ing teknologi drive langsung ing pertempuran manungsa, nanging wis mbuktekake angel banget kanggo nindakake langkah kasebut. Konsumen pengin proteksi balistik sing luwih apik kanthi lambung berbentuk V, daya tembak modul senjata sing dikontrol kanthi jarak jauh, lan sistem informasi lan kontrol sing luwih apik. Padha uga mbutuhake kinerja powertrain buktiaken kanggo nindakake kabeh sistem iki ing kacepetan tengen, nalika isih nyediakake torsi lan daya cukup kanggo rembugan lereng lan meksa kali.
Ngandelake drive listrik tegese ngganti mekanika kanthi arsitektur sing dhasar beda. Ing kasus kabeh-listrik drive, iki tegese nggunakake baterei kanggo drive motor listrik sing langsung muter gembong. Sirkuit kabeh-listrik iki wis kabukten sukses ing sistem tanpa awak, kayata kendaraan pembuangan amunisi Cutlass Northrop Grumman, dirilis ing 2013 lan saiki digunakake ing angkatan bersenjata Inggris. Kendaraan roda enem iki, amarga motor listrik ing hub, bisa nyepetake nganti 11 km / jam.
L-3 Combat Propulsion Systems CTO Michael Soimar nerangake manawa jinis drive listrik iki dikemas karo rem ing jero roda. Asil ana sirkuit sing diarani "drive langsung bener."
Babagan mupangat, dheweke ujar: "Perangkat pengurangan tambahan kalebu ing roda drive kanggo ngoptimalake kacepetan lan torsi. Saben rodha bisa nyopir mesin kanthi mandiri, nyedhiyakake redundansi sing signifikan lan tambah safety.
Miturut Soimar, unit drive langsung liyane duwe motor listrik ing as, nanging ora duwe kaluwihan sing padha karo motor hub.
Mesin diesel-listrik HEMTT A3 ing papan latihan Yuma kanthi bedhil anti-pesawat Phalanx
Ing wewayangan
Ora ana jembatan mbebasake ruang ing awak lan ngidini sampeyan ngganti tata letak mesin kanthi signifikan. Kaluwihan saka desain drive langsung iki dievaluasi ing 2004 dening Korps Marinir lan Komando Operasi Khusus ing pengintaian jero lan kendaraan sebutan target, jenenge Shadow (bayangan).
Shadow dibangun dening General Dynamics karo produsen Jerman Magnet-Motor (saiki divisi saka L-3 Komunikasi) nyediakke motor hub. Mobil nggunakake suspensi udara kanggo ngganti headroom; gembong sing retracted menyang awak dening 43 cm lan reresik lemah wis suda kanggo 10 cm. Iki tegese mesin Shadow, gadhah volume internal padha HMMWV, bisa bebas ngetik tiltrotor V-22 Osprey kanggo tujuan airlift. .
Kerugian traksi listrik yaiku durasi operasi gumantung saka kapasitas baterei lan kasedhiyan sumber daya eksternal kanggo ngisi ulang. Wektu roto maksimum kanggo Cutlass, contone, mung telung jam.
Berjuang karo watesan kasebut nyebabake pangembangan drive listrik hibrida (HEP), sing nggunakake mesin pembakaran internal kanggo nyopir generator sing bakal ngisi daya baterei. Iki wis ngembangake bidang aplikasi mesin drive langsung, lan perusahaan kayata Iveco wis nandur modal akeh ing teknologi iki, sanajan biasane digunakake ing portofolio komersial.
kemajuan komersial
Iveco nawakake sistem hibrida ECODaily lan Eurocargo, sing dibedakake kanthi anané drive listrik lan, minangka asil, ora duwe sepur gear. Mesin pembakaran internal dianggo mung kanggo drive generator sing feed baterei, lan gembong drive kontrol liwat sistem elektronik.
Iki tegese kanggo tujuan akselerasi cepet, baterei bisa nyedhiyakake energi luwih akeh ing wektu sing tepat. Kajaba iku, skema kasebut ngidini rem regeneratif, amarga rem ditindakake kanthi ngontrol motor listrik. Mbalikake kanggo mungkasi mesin dadi dinamo, ngasilake daya luwih akeh kanggo ngisi ulang baterei lan luwih akeh listrik kanggo digunakake ing subsistem.
Bebarengan karo Iveco, sing ora ngupayakake ngowahi kendaraan militer dadi drive hibrida, perusahaan Israel IAI uga nuduhake strategi bisnis sing padha. Ing Februari 2015, ngumumake peningkatan penjualan kendaraan lapis baja ringan RAM Mk3 4x4 lan layanan traktor pesawat listrik hibrida 800 hp TaxiBot, dikembangake bebarengan karo Lufthansa.
Senadyan sukses mesin RAM, sing wis didol luwih saka 450 unit nganti saiki, lan komisioning traktor TaxiBot tugas abot kanggo maskapai Jerman, IAI ora weruh potensial kanggo nggunakake drive listrik. Perusahaan kasebut dikonfirmasi manawa "IAI ora nganggep panggunaan teknologi hibrida kanggo RAM Mk3."
Soimar nerangake manawa kapentingan ing teknologi drive listrik ing antarane manufaktur kendaraan militer saya tambah akeh, nanging tenaga pendorong ing kene, mesthi, yaiku industri mesin.
"Teknologi drive hibrida listrik wis diwasa ing saindenging jagad. Industri otomotif nggoleki ekonomi bahan bakar lan pengurangan emisi lan iki nyurung pangembangan teknologi.
Dheweke ujar manawa rem regeneratif, umpamane, akeh digunakake ing sektor komersial sipil ing kendharaan kayata Toyota Prius lan Tesla Roadster kabeh-listrik, nanging ing kendaraan militer mung bisa ditindakake ing HEMTT A3 (Heavy Expanded). Mobility Tactical Truck) diprodhuksi dening Oshkosh, ing ngendi iku (regenerative braking) minangka bagéan integral saka sistem hibrida diesel-listrik ProPulse.
Drive hibrida bakal nuduhake dhewe
Sanajan masarakat ora cepet-cepet ngurmati teknologi iki, adopsi drive listrik ing mangsa ngarep bakal dadi luwih yakin amarga sektor sipil entuk keuntungan teknis ing wilayah kasebut. "Kemajuan signifikan sing ditindakake sajrone sawetara taun kepungkur ing piranti lunak lan kontrol elektronik saka drive listrik hibrida komersial bakal dihargai dening masyarakat lan bisa kasedhiya kanggo kendaraan militer," jelas Soimar.
Pangembangan ing teknologi terobosan ora mung kanggo sistem kontrol. Teknologi baterei uga saya apik, ngganti jinis asam timbal kanthi sistem lithium-ion voltase sing luwih entheng lan luwih dhuwur.
Saft ora mung ngasilake baterei lithium-ion kanggo elektronik industri lan sipil, nanging uga dikarepake ing pasar pertahanan. Ing taun 2011, perusahaan kasebut ngirimake baterei lithium-ion ESS menyang BAE Systems minangka bagéan saka kontrak demonstrasi teknologi kanggo ngembangake drive hibrida kanggo kendaraan tempur sing dilacak GCV (Ground Combat Vehicle) canggih Angkatan Darat AS.
Kanthi kolaborasi karo Northrop Grumman, BAE njupuk proyek kasebut lan mbangun rig test dalan kanggo ngevaluasi sistem sing dipasang kalebu drive daya, generator, pengontrol lan piranti lunak. Jarak tempuh instalasi kasebut 3200 km.
Rincian sing diwenehake dening BAE ing taun 2012 sing ana gandhengane karo peningkatan kinerja drive listrik hibrida 1500 hp. lan ngasilake daya listrik 1100 kW, nalika ngirit bahan bakar ing kasus iki nganti 20%.
Tes kasebut mbantah asumsi manawa drive hibrida ora cukup kuat kanggo kendaraan taktis. Akselerasi mobil saka 0 kanggo 32 km / h ing 7-8 detik direkam, lan perusahaan ngandika sing drive eksperimen rampung bisu ing operasi, ora ala kanggo mobil bobot 70 ton.
Kendaraan Ultra Ringan kanthi drive hibrida nggabungake sawetara teknologi paling anyar
Masalah daya?
Iku misconception sing GEO bakal duwe liyane masalah karo drive saka ulat, lan ora gembong. Deepak Bazaz, direktur program anyar lan amfibi ing BAE Systems, ujar: "Ora ana masalah khusus nalika nggunakake drive listrik hibrida ing kendaraan sing dilacak. Skema iki bener luwih gampang kanggo ngleksanakake ing wong-wong mau, minangka drive wheel kendaraan dilacak ing sak panggonan, iki ora sawetara as kanggo sistem wheel.
Tujuan saka program GCV yaiku kanggo ngganti armada Bradley IFV Angkatan Darat AS nganggo kendaraan hibrida, nanging kanthi biaya kira-kira $29 milyar lan $595 yuta kanggo pangembangan teknologi wae, Kongres mutusake yen kabeh proyek kasebut larang banget. Ing taun 2014, dheweke nyuda anggaran pembangunan kanthi $400 yuta kanthi ngedhunake program GCV dadi demonstrator teknologi.
Pangembangan prototipe kasebut ditransfer saka pabrikan menyang Pusat Armored Riset lan Pembangunan Angkatan Darat. Produksi kendaraan tempur prototipe kanthi drive hibrida samesthine ing 2019-2020.
Senadyan keputusan kasebut, Bazaz ujar manawa perusahaan kasebut tetep yakin ing GEO lan ujar, "Kita terus tes winates kanggo nduduhake linuwih sistem kasebut."
Nasib GCV mbabarake masalah drive listrik sing ana gandhengane karo layanan kasebut. Pelanggan bakal ngupaya, nanging ora bakal dibutuhake supaya, manufaktur ora bakal njupuk risiko pangembangan teknologi lengkap tanpa dhukungan pelanggan lan pesenan tenan; lan loro-lorone ngarep-arep industri bakal ngembangake pasar kanthi lengkap lan entuk teknologi kasebut.
Ngenteni lan ndeleng
Pendekatan Inggris khas. Senadyan anggaran sing nyenyet lan downsizing, Departemen Pertahanan shrugged mati kasunyatan ketok sing bahan bakar biaya dhuwit lan nandatangani kontrak ing 2012 kanggo apa disebut-sistem bahan bakar terpadu sing bakal biaya nganti £1bn setahun.
Adopsi mesin sing didorong listrik saiki ora dianggep, sanajan bisa ngirit biaya. Nanging, pendekatan "ngenteni lan ndeleng" wis diadopsi.
Laboratorium Ilmu lan Teknologi Pertahanan nerangake: "Laboratorium kasebut nganakake sinau babagan ETF, sing nggabungake karya sadurunge babagan teknologi ETF lan kesesuaian kanggo kahanan militer. Kanggo nambah tingkat pangerten babagan teknologi kasebut, panliten kasebut nggambar karya sadurunge babagan GEO; kalebu riset kepungkur lan saiki saka Departemen Pertahanan, industri pertahanan, lan industri otomotif komersial."
Asil praktis saka proses iki sing drive elektrik ora dianggep minangka pilihan kanggo program Tentara Inggris anyar kanggo kendaraan lapis baja Scout SV.
Nanging, Inggris ora mung nyingkiri drive listrik. Australia, Prancis lan Polandia kabeh saiki ing proses pengadaan utama kanggo ngganti armada kendaraan lapis baja taktis, nanging ora ana kendaraan anyar (dianggep utawa dikembangake) sing duwe teknologi iki.
Alangan utama
Ukuran lan biaya program kasebut minangka alangan utama. Biaya mung batch pisanan saka total 2000 kendaraan Scorpion tentara Prancis, pangiriman sing dijadwalake kanggo 2018, kira-kira luwih saka 930 yuta dolar. Amarga rega lan volume tumbas kasebut (Scorpion bakal ngganti kabeh armada operator personel lapis baja VAB Prancis), wektu kanggo nyebarake teknologi drive daya anyar mung ora paling apik, utamane nalika kasunyatan lan praktik ndhikte nggawe sing anyar. rantai pasokan kanggo ndhukung.
Sanajan drive hibrida lan listrik durung dianggep cukup diwasa kanggo dileksanakake, ing mangsa ngarep, ngganti jinis drive bisa uga mbenerake dhewe. Minangka conto, njupuk mobil patroli dilindhungi saka British Army Foxhound. Mobil wojo iki, sing mlebu layanan ing 2010, dikembangake dening Ricardo, sing uga kerja ing bidang hibridisasi lan elektrifikasi. Foxhound saiki didhukung dening mesin turbodiesel Steyr, nanging V-hull wis dirancang dening Ricardo kanthi kemungkinan HEP ing mangsa ngarep.
Ing panaliten sing ditindakake ing taun 2009 babagan pangembangan mesin anyar (banjur diarani Ocelot), Ricardo ngandhakake masalah drive daya, kanthi alesan manawa militer bakal kasengsem ing drive hibrida ing mangsa ngarep amarga kudu ngasilake. listrik luwih lan sumber daya apik kanggo peralatan luwih canggih.
Soimar setuju karo sudut pandang iki lan nerangake sawetara aplikasi GEO sing bisa ditindakake. "Jumlah energi sing signifikan sing diasilake ngidini pertempuran khusus lan ciri taktik, contone: observasi bisu [mesin mati, nanging sensor didhukung dening baterei] lan maneuver; nambah akselerasi kanggo cepet ninggalake wilayah mbebayani; lan kemampuan kanggo nyedhiyakake macem-macem sensor lan subsistem anyar, kayata sistem proteksi aktif, energi sing diarahake lan piranti bledosan improvisasi.
Motor listrik saka Zero Motorcycles diuji dening Komando Operasi Khusus AS
Investasi mangsa ngarep
Tambah akeh, modernisasi kendaraan dianggep babagan daya listrik. Sarujuk karo panemune Soimar, Bazaz nerangake apa sing dianggep BAE Systems minangka target investasi ing GCV.
"We are nggunakake rig test kita kanggo njelajah potensial pinunjul saka HEP, daya kang duweni potensi bisa nduduhake sistem energi laser diarahake," ngandika.
Kaya kanggo konfirmasi tembung kasebut, ing Maret 2015, Lockheed Martin nuduhake semangat sing luwih gedhe kanthi sukses nguji lapangan Advanced Test High Energy Asset, sing ngobong mesin mobil kanthi laser serat optik 30 kW adhedhasar lemah saka jarak 1,6 km.
Pangembangan subsistem anyar iki bakal menehi dorongan kanggo ngenalake drive hibrida ing mangsa ngarep, amarga tenaga listrik tambahan sing diasilake bakal dadi kabutuhan mutlak.
Inisiatif hemat energi uga dadi prioritas dhuwur kanggo militer AS, dipeksa ngirit dhuwit kanggo bahan bakar fosil. Nanging, kaya sing kasebut ing perusahaan Oshkosh Defense, nyuda katergantungan iki bakal duwe pengaruh ing keselarasan pungkasan pasukan.
"Departemen Pertahanan minangka salah sawijining konsumen bahan bakar paling gedhe ing donya," ujare pratelan kasebut. "Ing 2010, Angkatan Darat lan Korps Marinir nggawe prakiraan yen ing Irak lan Afghanistan, total biaya bahan bakar, kanthi kabeh biaya, antara $9 nganti $40 saben galon, gumantung saka rute pangiriman lan cara pengisian bahan bakar."
"Minangka disorot ing strategi energi Departemen Pertahanan, militer wis setya nggunakake luwih apik saka sumber energi kanggo ngurangi risiko kanggo combatants, sumber kasedhiya langsung kanggo tugas prioritas luwih, lan ngurangi biaya."
Iki minangka alesan kenapa penutupan program GVC ora nyuda semangat Departemen Pertahanan kanggo teknologi drive listrik. Program kendaraan taktis ringan JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) saiki nduweni tujuan kanggo ngganti mobil lapis baja HMMWV karo kendaraan teknologi GEO.
Pengalaman sadurunge
Oshkosh minangka salah sawijining peserta ing program JLTV lan, kaya sing diterangake perusahaan, prototipe L-ATV (Light Combat Tactical All-Terrain Vehicle) bakal nggunakake kabeh pengalaman sing sugih ing bidang sistem diesel-listrik.
"Powertrain hibrida diesel-listrik Oshkosh ProPulse opsional wis dirancang, diinstal lan diuji ing L-ATV kita," ujare perusahaan kasebut.
Adhedhasar tambah tekanan kompetitif sing ana gandhengane karo program JLTV, Oshkosh nolak ujar manawa L-ATV bakal duwe pembangkit listrik, nanging dikonfirmasi manawa pembangkit listrik dipasang ing kendaraan prototipe JLTV "nyedhiyakake daya kanggo sistem on-board lan eksternal. konsumen."
Daya kanggo konsumsi eksternal, sing diasilake dening kabeh armada kendharaan, ngunggahake prospek jaringan daya taktis (microgrids energi), sing seluler minangka pasukan darat sing didhukung. Dheweke bisa nyuda katergantungan ing bahan bakar cair lan ngisi ulang baterei sing saiki gumantung.
Pusat Riset Elektronik lan Komunikasi Angkatan Darat AS wis ngluncurake program Generasi Tenaga Taktis kanggo njelajah ide iki, lan Demonstrasi Teknologi Konsep Daya Ekspedisi Angkatan Darat sing dianakake ing wulan Juni nuduhake solusi sing ora bisa ditindakake kanggo nyukupi kabutuhan kendaraan hibrida lan baterei ing mangsa ngarep. .
Teknologi sing gegandhengan
Sayange, kecepatan introduksi teknologi drive listrik isih ana gandhengane karo kacepetan pangembangan kendaraan taktis, ana hubungan sing kuat ing kene. Produksi JLTV, umpamane, ora bakal diwiwiti nganti 2018 paling awal, kanthi produksi nganti 2030-an. Ing wektu sing cendhak, kendharaan tanpa awak lan kendaraan ultralight adhedhasar lemah minangka pesaing sing luwih kuat kanggo panyebaran ekspor listrik lan energi.
Contone, operator barangrobot Carry-kabeh Modular Equipment Landrover saka Northrop Grumman lan Multi-purpose Unmanned Tactical Transport saka General Dynamics Land Systems (GDLS), diuji dening Korps Marinir ing 2014, dirancang kanggo ngiringan lan ndhukung regu sing dismounted.
Sistem propulsi diesel-listrik saka loro kendaraan robot kasebut ora mung bisa ngasilake energi sing cukup kanggo motor listrik propulsi dhewe, nanging uga ngekspor 1-2 kW saka apa sing diarani GDLS "energi ekspedisi".
Kangge, kapentingan ing kendaraan ultra-ringan loro-lan telu-kursi saya akeh, mbukak pasar kendaraan taktis kanggo produsen motor hibrida / listrik kayata Millenworks lan TomCar. Kaloro perusahaan kasebut nggunakake kemampuan manufaktur kanggo nyukupi panjaluk kendharaan patroli udhara sing fitur utama yaiku kecepatan lan kemampuan maneuver, uga drive hibrida / listrik kanggo entuk manfaat saka nyopir sing sepi lan suda panas lan tandha knalpot.
Semangat kanggo kendaraan sing entheng lan cepet uga nyebabake minat Departemen Pertahanan ing motor listrik lan hibrida. Ing taun 2014, Komando Operasi Khusus nguji sepedha motor MMX kabeh listrik sing diprodhuksi dening Zero Motorcycles.
Perusahaan Zero ora pindhah menyang rincian tes, nanging ngandika sing padha isih aktif, lan wis ana kapentingan ing baris motor kanggo polisi lan pasukan keamanan saka unit polisi militèr. Perusahaan kasebut uga ngonfirmasi manawa kerjane karo sawetara tentara asing.
Kapentingan DARPA
Ing Januari 2015, DARPA (Badan Riset Lanjutan Pertahanan) dianugerahi Logos Technologies hibah kanggo neliti kamungkinan ngembangaken versi militer saka motor off-road hibrida SilentHawk.
Manajer Program SilentHawk Eric Bell nerangake: "Amarga angel kanggo sistem airlift kayata mobil utawa ATV kanthi jumlah gedhe menyang wilayah mungsuh, sepedha motor sing sepi lan ora bisa mlaku kanthi dawa bisa dadi solusi ing sawetara kasus lan, saliyane, mlebu ing sikil witjaksono karo kendaraan liyane ing konsep ngembangaken musuhan.
"Sepeda motor off-road nyedhiyakake mobilitas ing medan sing ekstrem, kayata alas sing ora ana trail, jalur gunung sing sempit lan medan sing berbatu, ngidini militer bisa ngatasi kabeh iki lan nyedhaki mungsuh ing meh kabeh kahanan."
"Kauntungan saka drive hibrida SilentHawk," ujare Bell, "yaiku pamisahan komponen sing gegandhengan karo bahan bakar - mesin, tangki bahan bakar, lan sistem pendinginan - saka bagean listrik utama."
"Sistem hibrida kabeh, kajaba baterei, dicopot saka motor, mung ninggalake motor listrik, kanthi fungsional, kinerja dhuwur, kanthi drive listrik sing didhasarake cairan sing terintegrasi," ujare. "Kita ngevaluasi panggunaan militer kemampuan kasebut kanthi jarak sing cedhak, ing ngendi penunggang bisa ngganti bobot sistem hibrida kanggo peralatan tambahan sing dibutuhake sajrone misi tempur."
Energi uga kasedhiya kanggo konsumen njaba. Bell nerangake: "Kita rencana nggawe sepedha motor sing ngidini operator ngisi ulang macem-macem piranti saka jaringan listrik. Kita ngrancang SilentHawk kanthi macem-macem konektor daya kanggo nyukupi syarat daya ekstra 500W.
Drive listrik lan listrik kanggo konsumen eksternal mbukak prospek gedhe kanggo pasukan seluler sing gumantung saka sumber energi sing stabil. Teknologi kasebut wis ana, nanging nganti ana wong sing wani mbangun konsep operasi tempur lan dileksanakake, revolusi ing taktik lemah bakal tetep ing tahap "ngenteni lan ndeleng".
Bahan sing digunakake:
www.shephardmedia.com
www.oshkosh.com
www2.l-3com.com
www.generaldynamics.com
www.baesystems.com
www.zeromotorcycles.com
www.darpa.mil