Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā

Satura rādītājs:

Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā
Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā

Video: Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā

Video: Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā
Video: New Russian Tank - Sprut-SDM1 Light Tank 2024, Marts
Anonim
Attēls
Attēls

Civilā inženierija

Pirmās elektriskās automašīnas parādījās pirms automašīnām ar iekšdedzes dzinējiem (ICE) 1828. gadā. 20. gadsimta sākumā elektriskie transportlīdzekļi veidoja vairāk nekā trešdaļu no visa ASV autoparka. Tomēr tad viņi pamazām sāka atteikties no savām pozīcijām, piekāpjoties automašīnām diapazona, degvielas uzpildes ērtības un citu parametru ziņā.

Attēls
Attēls

Var īstenot vairākas elektrisko transportlīdzekļu konstrukcijas iespējas. Klasisko elektrisko transportlīdzekli darbina akumulatori, kas uzlādēti uzlādes stacijā. Elektriskais transportlīdzeklis ar ārēju elektroenerģijas padevi saņem elektrību no ārējiem vadītājiem, izmantojot kontakta metodi vai izmantojot elektromagnētiskos laukus. Iekšdedzes dzinēju ar ģeneratoru var uzstādīt, lai uzlādētu elektromobiļa akumulatorus, vai arī elektroenerģiju var ražot no šķidrā vai gāzveida kurināmā tieši, izmantojot katalītiskās kurināmā elementus. Visas iepriekš minētās shēmas var kombinēt dažādos veidos.

Periodiski interese par elektriskajiem transportlīdzekļiem atsākās, parasti naftas produktu cenu kāpuma laikā, bet ātri izgaisa: automašīnas ar iekšdedzes dzinējiem palika ārpus konkurences. Līdz ar to iekārtas ar elektrisko piedziņu ir kļuvušas plaši izplatītas transporta segmentā ar ārēju elektroenerģijas padevi: elektrovilcieni, tramvaji un trolejbusi, noliktavu aprīkojuma nišā.

Atsevišķu segmentu var atšķirt ar īpašu aprīkojumu, piemēram, ieguves pašizgāzējiem ar kravnesību virs 100 tonnām, uz kuriem tiek izmantota elektromehāniskā transmisija.

Attēls
Attēls

21. gadsimta sākumā interese par elektriskajiem transportlīdzekļiem atsākās jaunā līmenī. Noteicošais nebija naftas produktu cenu kāpums, bet vides aktīvistu prasība samazināt kaitīgās emisijas. Amerikāņu kompānija Tesla, kuru dievināja (ienīda) daudzi Elons Musks, kļuva par ražotāju, kas pēc iespējas vairāk ir uzbraucis "vides vilnim".

Bet neatkarīgi no tā, kā un ar ko viņi ir saistīti ar Elonu Musku, nevar noliegt, ka Tesla ir paveikusi lielisku darbu: patiesībā ir izveidots atsevišķs automašīnu tirgus segments, elektromobiļi ir kļuvuši par jomu, kurā ir sākušies auto giganti aktīvi ieguldīt. Ja attīstība tiek aktīvi veikta kādā virzienā, rezultāts agrāk vai vēlāk tiks sasniegts. Būs jauni akumulatori ar palielinātu jaudu, lieliem uzlādes ātrumiem un paplašinātu pielietošanas temperatūru diapazonu, efektīvāki un kompaktāki elektromotori ar integrētām pārnesumkārbām, kuras var ievietot motora riteņos ar mazu atsperu svaru un citi jauninājumi.

Nav šaubu, ka pārskatāmā nākotnē elektromobiļi praktiski nomainīs automašīnas ar iekšdedzes dzinējiem, turklāt ne vides apsvērumu dēļ, bet gan elektrisko transportlīdzekļu vispārējā tehniskā pārākuma dēļ.

Attēls
Attēls

Militārais aprīkojums

1917. gadā franču uzņēmums FAMH saražoja 400 Saint -Chamond cisternas ar Crochat Collendeau elektrisko transmisiju, kurā Panhard benzīna dzinējs tika savienots tieši ar elektrisko ģeneratoru, kas darbināja divus elektromotorus, no kuriem katrs bija savienots ar piedziņas riteni un kāpuru. braukt. Arī 1917. gadā Lielbritānijā tika pārbaudīta tvertne ar Daimler un britu Westinghouse elektriskajām transmisijām.

Vēlākie piemēri ir vācu smagā pašgājēja artilērijas vienība (SAU) "Ferdinand" ("Zilonis"), kas sver 65 tonnas. Spēkstacija "Ferdinand" ietvēra divus V formas 12 cilindru ūdens dzesēšanas karburatora dzinējus "Maybach" HL 120 TRM ar tilpumu 265 litri. lpp., divi elektriskie ģeneratori Siemens-Schuckert Typ aGV ar spriegumu 365 volti un divi vilces elektromotori Siemens-Schuckert D149aAC ar jaudu 230 kW, kas atrodas korpusa aizmugurē, un tas samazināja katru riteņu pārnesums, kas izgatavots pēc planētas shēmas.

Attēls
Attēls

Lai gan Ferdinanda ir salīdzinoši jauna, par viņas darbu nav daudz sūdzību. Tādējādi var atzīmēt lielāku sarežģītību un izmaksas salīdzinājumā ar klasiska dizaina spēkstacijām, kā arī nepieciešamību izmantot ievērojamu daudzumu vara, kura Vācijā trūkst.

Papildus Ferdinanda pašgājējiem lielgabaliem elektrisko dzinēju izmantošana tika apsvērta arī vācu īpaši smagajā tvertnē-188 tonnu smagajā Maus tvertnē.

Aptuveni tajā pašā laika posmā PSRS, pamatojoties uz tanku KV-1, tika izstrādāta eksperimentāla EKV smagā tvertne ar elektromehānisko spēkstaciju. EKV tvertnes tehniskais dizains tika izstrādāts 1941. gada septembrī, un 1944. gadā EKV tvertnes prototips tika nodots testēšanai. Tika pieņemts, ka elektromehāniskās transmisijas izmantošana tvertnē samazinās degvielas patēriņu, uzlabos tvertnes manevrētspēju un dinamiskās īpašības.

EKV tvertnes elektromehāniskajā transmisijā bija startera ģenerators DK-502B, kas savienots ar dīzeļdzinēju V-2K, un divi vilces motori DK-301V, ar divām borta pārnesumkārbām un vadības aprīkojumu.

Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā
Elektriskā tvertne: elektriskās piedziņas izmantošanas perspektīvas sauszemes kaujas aprīkojumā

Saskaņā ar testa rezultātiem EKV tvertnes konstrukcija tika atzīta par neapmierinošu, darbs pie projekta tika ierobežots.

"Elektrisko" tvertņu projekti tika veikti Lielbritānijā, ASV, PSRS, Vācijā un Francijā, kā arī citās valstīs visu XX gadsimtu. Neskatoties uz to, šobrīd tradicionālā izkārtojuma tanki un bruņumašīnas ir maksimāli attīstītas.

Ieguvumi un perspektīvas

Kāpēc, neraugoties uz lielo slēgto eksperimentālo projektu skaitu, pastāvīgi atgriežas pie jautājuma par sauszemes kaujas transportlīdzekļu elektriskās piedziņas nodrošināšanu?

No vienas puses, attīstās tehnoloģijas, kuru izmantošana elektriskajās vilces sistēmās ļauj paļauties uz pozitīvu rezultātu iegūšanu, kas iepriekš nebija sasniedzami. Tiek izstrādāti pastāvīgie magnēti un asinhronie elektromotori, augstas efektivitātes elektriskās strāvas ģeneratori, enerģijas sadales sistēmas, ātri uzlādējamas baterijas un daudz kas cits.

Attēls
Attēls

Nesen mēs runājam ne tikai par zemes tehnoloģijām ar elektrisko piedziņu, bet arī par pilnībā elektrisku lidmašīnu izveidi līdz diezgan lieliem pasažieru modeļiem.

Attēls
Attēls

No otras puses, priekšrocības, ko elektriskā piedziņa var sniegt sauszemes kaujas aprīkojumam, ir arvien pieprasītākas:

- elastīga kaujas transportlīdzekļa izkārtojuma iespēja, jo elektriskajā transmisijā nav vienību ar stingru mehānisko savienojumu, ko nodrošina vārpstas;

- palielināta militārā aprīkojuma izturība, jo iespējama elektriskās transmisijas sastāvdaļu dublēšanās;

- iespēja atteikties no ugunsbīstamām hidrauliskām piedziņām par labu elektriskām;

- iespēja pārvietot militāro aprīkojumu ierobežotos ceļa posmos maksimālā maskēšanās režīmā, minimāli atmaskojot skaņas un siltuma īpašības;

- spēja atgūt elektrību bremzēšanas laikā;

- bruņumašīnu, kas aprīkotas ar elektrisko transmisiju, labākie dinamiskie raksturlielumi un apvidus parametri;

- ļoti viegli kontrolēt bruņumašīnas ar elektrisko piedziņu;

- spēja nodrošināt pietiekamu elektroenerģijas daudzumu arvien lielākam aprīkojuma, sensoru, modernu ieroču skaitam.

Apskatīsim šīs priekšrocības tuvāk. Galvenais enerģijas avots ir dīzeļdegviela vai gāzes turbīna, automašīnām ar elektrisko pārnesumkārbu tiem būs lielāki resursi un efektivitāte, jo sākotnēji var izvēlēties optimālo motora apgriezienu skaitu, pie kura tam būs minimāls nodilums un maksimālā degviela efektivitāte. Paātrinājuma un enerģiskās manevrēšanas laikā palielinātās slodzes kompensēs bufera baterijas.

Piemēram, kombinācijā ar ģeneratoru var uzstādīt ātrgaitas gāzes turbīnu, kas darbosies "ieslēgšanas / izslēgšanas" režīmā, lai uzlādētu bufera baterijas, nemainot ātrumu.

Elektriskajā transmisijā nav nepieciešams uzstādīt lielgabarīta vārpstas un pārnesumkārbas. Mehāniskais savienojums elektriskajā transmisijā ir pieejams tikai dzinēja-elektriskā ģeneratora un elektromotora riteņu pāros, taču šīs vienības var izgatavot kā vienu vienību. Pārējās ierīces ir savienotas ar elastīgiem kabeļiem.

Attēls
Attēls

Atšķirībā no mehāniskiem savienojumiem elektriskie savienojumi var būt lieki daudzkārt. Piemēram, korpusa salikšanas stadijā var tikt uzlikti aizsargāti kabeļtelevīzijas kanāli, kuros atradīsies universāla barošanas un datu kopne, ieskaitot barošanas un datu kabeļus.

Attēls
Attēls

Enerģijas avotu, piegādes un sakaru kanālu, kā arī dzinēju un propelleru telpiskā nošķiršana ar paaugstinātu varbūtību ļaus kaujas transportlīdzeklim saglabāt mobilitāti un situācijas izpratni, ja tas ir bojāts, kas nodrošinās iespēju izvest kaujas transportlīdzekli no šaušanas zonas un evakuēties no kaujas lauka.

Attēls
Attēls

Hidraulisko piedziņu noraidīšana par labu elektriskajām arī palīdzēs palielināt sauszemes kaujas transportlīdzekļu izturību gan zemāku ugunsbīstamības dēļ, gan to lielākas uzticamības dēļ. Krievijas gaisa spēki līdz 2022. gadam plāno atteikties no piektās paaudzes iznīcinātāja Su-57 hidrauliskās piedziņas.

Buferšķīduma akumulatoru klātbūtne ļaus jums palikt mobilam, neieslēdzot galveno dzinēju, kaut arī diezgan ierobežotā sadaļā. Tas ļaus daudzsološiem kaujas transportlīdzekļiem īstenot jaunus taktiskos scenārijus kaujas operāciju veikšanai no slazdiem, kad gaidīšanas režīmā bruņumašīna ir pilnā kaujas gatavībā, bet tās termiskais paraksts būs salīdzināms ar apkārtējās vides temperatūru.

Attēls
Attēls

Baterijas nodrošinās arī iespēju pārvietoties galvenās elektrostacijas atteices gadījumā, kas ļaus bruņumašīnām patstāvīgi pamest kaujas lauku. Dažos gadījumos, lai evakuētu kaujas transportlīdzekli ar elektrisko pārnesumkārbu, būs pietiekami vienkārši to savienot ar ārēju barošanas avotu. Piemēram, bruņotais glābšanas transportlīdzeklis šādā veidā var vienlaicīgi evakuēt divus citus bruņumašīnas ar daļēji bojātu elektrisko pārnesumkārbu, vienkārši metot tiem pāri strāvas kabeļus.

Tāpat kā civilajos elektriskajos transportlīdzekļos, bruņumašīnās ar elektrisko pārnesumkārbu enerģijas atgūšanu var veikt bremzēšanas laikā.

Sauszemes kaujas transportlīdzekļiem ar elektrisko transmisiju būs vislabākās mobilitātes un vadāmības īpašības, pateicoties bezgalīgi mainīgajai jaudas pārnesei uz dzenskrūvēm, kā arī elastīgam jaudas sadalījumam starp elektromotoriem ostā un labajā pusē. Piemēram, pagrieziena laikā jaudas samazināšanos uz aizmugurējā lodītes motora kompensēs ar aizmugurējā lodītes motora jaudas palielināšanos.

Viena no svarīgākajām elektriskās transmisijas priekšrocībām būs iespēja nodrošināt enerģiju iekārtām un sensoriem, piemēram, radaru stacijām (radariem) aktīvās aizsardzības kompleksa iepazīšanai, vadīšanai un visaptverošai aizsardzībai.

Attēls
Attēls

Tuvākajā laikā lāzera ieroči kļūs par sauszemes kaujas transportlīdzekļu neatņemamu sastāvdaļu, kas lielā mērā spēs neitralizēt draudus, ko rada mazie bezpilota lidaparāti (UAV), prettanku vadāmās raķetes un kasetņu apakššaušanas munīcijas ar termiskām un optiskām pretgaismas galvām.

Attēls
Attēls

Elektroenerģija var būt nepieciešama arī aktīvām maskēšanās sistēmām bruņumašīnām termiskā un optiskā viļņu garuma diapazonā.

Attēls
Attēls

secinājumus

Sauszemes kaujas transportlīdzekļu ar elektrisko piedziņu radīšana, visticamāk, kļūs neizbēgama, uzlabojoties tehnoloģijām un palielinoties prasībām attiecībā uz borta aprīkojuma un ieroču elektroapgādi. Elektrisko transportlīdzekļu civilais tirgus var būtiski ietekmēt sauszemes kaujas transportlīdzekļu ar elektrisko piedziņu ieviešanas ātrumu.

Daudzsološi sauszemes kaujas transportlīdzekļi ar elektrisko transmisiju pārsniegs "klasiskos" modeļus dinamikas, manevrēšanas spēju, vadības viegluma, izdzīvošanas un drošības ziņā, kā arī, ja iespējams, daudzsološu ieroču un sensoru ar lielu enerģijas patēriņu izvietošanu.

Ieteicams: