Lieliska mobilitāte visgrūtākajos apstākļos ir visu militāro transportlīdzekļu galvenā īpašība. Tomēr bruņumašīnām to panākt ir daudz grūtāk, taču tas ir ārkārtīgi svarīgi, lai tie varētu veiksmīgi veikt savus uzdevumus
Mobilitāte ir ļoti svarīga bruņumašīnām, bet tajā pašā laikā tā konkurē ar citām kritiskām īpašībām, piemēram, piemēram, nodrošinot transportlīdzekļa un apkalpes izdzīvošanu. Un šeit šī prasība var viegli nonākt pretrunā ar prasību saglabāt mobilitāti. Tomēr ir skaidrs, ka karavīriem, kuru drošība ir atkarīga no šādiem transportlīdzekļiem, ir nepieciešama lielāka bezceļa caurlaidība, ātrāks paātrinājums un lielāks ātrums, un tas viss negatīvi neietekmē izdzīvošanu. Šīs prasības veicina jaunu spēka bloku un šasijas sistēmu izstrādi, lai rastu optimālus risinājumus šīm bieži pretrunīgajām prasībām. Tomēr, lai tos ievērotu, ir nepieciešama vairāku dizaina parametru kombinācija un līdzsvars. Tie ietver piekares sistēmas īpašības, kas tieši ietekmē kustības kvalitāti, sliežu vai riteņu atbalsta virsmu, kas nosaka spiedienu uz zemes, transportlīdzekļa klīrensu un dzinēja jaudu. Pēdējā īpašība tiek uzskatīta par vissvarīgāko un visgrūtāk sasniedzamo. Tas ir saistīts ar faktu, ka pat jautājumā par dzinēja jaudas ģenerēšanu un sadali dizainerim ir jāpieņem kompromisi, dažkārt pat uzkāpjot uz savas dziesmas rīkles. Jaudas pieaugumu bruņumašīnā ierobežo tādi faktori kā dzinēja nodalījuma tilpums, nepieciešamība saglabāt diapazonu, svara ierobežojumi un vajadzība izpildīt borta sistēmu, piemēram, sakaru aprīkojuma, jaudas prasības, navigācijas sistēmas, sensori un aktīvās un pasīvās aizsardzības sistēmas.
Nepieciešama efektīva aizsardzība pret mūsdienu draudiem, īpaši tiem, kas izvirza vislielākās prasības spēka piedziņai un šasijai. Aizsardzība gandrīz neizbēgami nozīmē bruņas, un bruņas palielina apjomu. Rodas pretruna, kas liek mums veikt neērtus kompromisus: pieaugot draudu līmenim, jāpalielina arī aizsardzības līmenis. Aizsardzības līmeņa paaugstināšanās parasti nozīmē nepieciešamību pēc papildu bruņām, un papildu rezervēšana var veicināt transportlīdzekļa masas palielināšanos. Bruņumašīnas braukšanas īpašību saglabāšana vai uzlabošana neizbēgami izraisa dzinēja jaudas un tai pievienotās transmisijas un spēka piedziņas efektivitātes palielināšanos. Tomēr transportlīdzekļa masu nosaka arī tā izmērs: jo lielāks transportlīdzeklis un virsmas laukums, kas jāapbruņo, jo smagāks tas kļūst. Tādējādi jaunajam spēka agregātam (dzinējam ar transmisiju un piedziņām) jābūt ne tikai jaudīgākam, bet tam vismaz jāiekļaujas piešķirtajā tilpumā vai, vēlams, ar mazāku kopējo tilpumu. Šis kritērijs, pirmkārt, ir absolūts spēka agregātiem, kas paredzēti esošo bruņumašīnu modernizēšanai, bet ir ļoti vēlams arī jaunām platformām.
Vispārpieņemta bruņumašīnas mobilitātes līmeņa vērtība ir tā sauktais jaudas blīvums jeb jaudas attiecība (visbiežāk zirgspēkos) pret transportlīdzekļa masu. Šī attiecība, neņemot vērā visus iespējamos mobilitāti noteicošos faktorus, ir piemērots, kaut arī neapstrādāts kritērijs, un tā ir noderīga gan kā dizaina parametrs, gan kā instruments dažādu mašīnu salīdzināšanai. Kā likums, jo lielāka ir īpatnējā jauda, piemēram, ZS. par tonnu, jo labāka būs mašīnas kopējā braukšanas veiktspēja. Neskatoties uz to, ka, novērtējot transportlīdzekli, bieži tiek ņemts vērā tā maksimālais ātrums, kaujas transportlīdzeklim paātrinājums vai motora droseļvārsta reakcija (spēja ātri un vienmērīgi pāriet no stabilas darbības ar minimālu jaudu uz maksimālo jaudu) faktiski var būt daudz svarīgāka. īpašība. Bieži netiek ņemta vērā transportlīdzekļa veiktspēja, spēja ātri paātrināties un ātri pāriet uz drošību, reaģējot uz uzbrukuma darbību, ir nenovērtējama. Tas tieši ietekmē transportlīdzekļa un tā apkalpes izturību. Tādējādi pieejamā jauda veicina ne tikai lielāku mobilitāti, bet arī izdzīvošanu, it īpaši, ja to lieto kopā ar pašaizsardzības pasākumiem, ieskaitot sensorus šāviena un lāzera apstarošanas noteikšanai, kā arī pasīvus un aktīvus pretpasākumus.
Jauda mazā
Neskatoties uz atsevišķiem gāzturbīnu dzinēju izmantošanas gadījumiem, piemēram, General Dynamics M1 Abrams galveno kaujas tanku (MBT) saimē, bruņumašīnu populārākais dzinējs joprojām ir dīzeļdzinējs vai, precīzāk, daudzdegvielu dīzeļdzinējs. Viens no spēka agregātu ražošanas līderiem ir Vācijas uzņēmums MTU. Tā integrētā pieeja ir tāda, ka vienā "barošanas blokā" ietilpst ne tikai dzinējs, transmisija un spēka piedziņas, bet arī gaisa padeves apakšsistēmas un tā filtrēšana, dzesēšana, enerģijas ražošana un citi. Katra barošanas bloka sastāvdaļa ir rūpīgi izstrādāta un samontēta, lai iegūtu viskompaktāko un efektīvāko risinājumu. MTU atzīst, ka kaujas transportlīdzekļu projektētājam un integrētājam jaudas un tilpuma attiecība ir kritiska. Džovanni Spadaro, MTU valsts uzņēmumu vadītājs, paskaidroja, ka viņiem “visu sastāvdaļu integrēšana vienā sistēmā ir ļoti svarīga, mēs nenogurstoši attīstām savu filozofiju par visu izstrādātā risinājuma daļu simbiotisko attīstību. Mums tas nozīmē, ka burtiski viss, arhitektūra, koncepcija, programmatūra un visi parametri, ir vērsti uz galīgā pilnā spēka agregāta īpašību uzlabošanu. " Šīs pieejas ietekme uz pēdējo platformu ir milzīga, ņemot vērā ciešo sadarbību ar lielākajiem vadošajiem militāro transportlīdzekļu ražotājiem, piemēram, Krause-Mafei Wegmann (KMW), Nexter, BAE Systems un General Dynamics. General Dynamics Land Systems pārstāvis paskaidroja: "Attiecībā uz spēka agregātu, lielāka jauda ir labāka, mazāks izmērs ir labāks, lētāks parasti ir lielisks, bet obligāti paaugstinot drošības, uzticamības, klusuma un apkopes līmeni."
MTU ir pierādījis, ka komerciālo spēka agregātu pielāgošana un pārveidošana militāriem mērķiem ir piemērota vieglajiem un vidējiem bruņumašīnām, piemēram, četru asu kaujas bruņumašīnai ARTEC Boxer, kas aprīkota ar dīzeļdzinēju MTU 8V199 TE20. Tomēr smagākām bruņumašīnām un tankiem nepieciešami savi dzinēji, piemēram, 880. un 890. sērijas dzinēji, kas īpaši paredzēti uzstādīšanai smagās militārās platformās. Mūsdienu spēka agregātu iespējas tiek demonstrētas kājnieku kaujas transportlīdzeklī Puma. Spadaro teica, ka “Puma MTU barošanas blokā ir pārnesumkārba, starteris / ģenerators un dzesēšanas un gaisa attīrīšanas sistēmas. Dīzeļdzinējs MTU 10V 890 ir pazīstams ar ļoti augstu jaudas blīvumu un kompaktajiem izmēriem. Salīdzinot ar citiem tās pašas jaudas klases militārajiem dzinējiem, svars un tilpums ir samazināti par aptuveni 60 procentiem.” MTU speciālo dzinēju direktors komentēja, ka "šī iekārta ir kompaktāka nekā jebkurš iepriekšējais spēka agregāts." MTU motoru priekšrocības ir īpaši acīmredzamas, uzstādot barošanas blokus iepriekšējās mašīnu paaudzēs. Tās dzinējus no EuroPowerPack sērijas izmantoja franču uzņēmums GIAT (tagad Nexter), lai aizstātu Apvienoto Arābu Emirātu Leclerc-EAU tanku dzinējus. Šīs saimes dzinēji ir uzstādīti arī uz Challenger-2E MBT, bet tika panākts ievērojams apjoma ietaupījums, vienlaikus palielinot klāstu samazinātā degvielas patēriņa dēļ.
Caterpillar, kas ir slavens ar savu smago celtniecības aprīkojumu, ir kļuvis par vadošo taktisko un bruņumašīnu dzinēju piegādātāju. Tās piedāvājumi militārajiem spēkiem ir balstīti uz komerciālām sistēmām, kas tiek izmantotas visā pasaulē. Līdz ar to būtiskie ieguvumi - samazinātas izmaksas, kas saistītas ar ražošanas apjomiem, un tehniskā atbalsta pieejamība. Neskatoties uz to, uzņēmuma attīstība ir zināma militārām vajadzībām, piemēram, dzinējs C9.3 ar palielinātu īpatnējo jaudu 600 ZS. Tomēr patiesais jauninājums ir tas, ka C9.3 spēj mainīt savu jaudas novērtējumu. Lai izpildītu stingrās Eiropas Euro-III emisijas prasības, tas pārslēdzas uz režīmu, kas samazināts līdz 525 ZS. jauda. Caterpillar atzīmē, ka “Ieguvums ir tas, ka lietotājs var izvēlēties darbības režīmu. Ir iespējams sasniegt maksimālu sniegumu aktīvas darbības laikā uz lauka, bet apmācību laikā vai strādājot apgabalos, kur dzīvo civiliedzīvotāji, jūs varat pāriet uz emisijas kontroles režīmu. " Faktiski šis "slēdzis" sakņojas tehnoloģijās, kuras Caterpillar izstrādāja komerciālām sistēmām.
Uzņēmums vienmēr tiek izvēlēts esošo bruņumašīnu autoparku nomaiņas un modernizācijas programmām. Piemēram, tā CV8 dzinējs šobrīd ir uzstādīts uz Lielbritānijas armijas Warrior kāpurķēžu kājnieku kaujas mašīnām. Šis darbs tiek veikts saskaņā ar līgumu ar Lockheed Martin, lai atjauninātu transportlīdzekli līdz WCSP (Warrior Capability Sustainment Program) standartam, kas pagarinās transportlīdzekļu darbību līdz 2040. Caterpillar maina arī Amerikas armijas Stryker saimes bruņumašīnu dzinēju ar jaudu 350 ZS. dzinējam C9 ar jaudu 450 ZS. Jaunais dzinējs "iekļaujas" iepriekšējā dzinēja aizņemtajā tilpumā. Nomaiņa ir daļa no General Dynamics priekšlikuma par ECP-1 tehniskajām izmaiņām, kas ietver 910 amp ģeneratoru, balstiekārtas uzlabojumus un citus uzlabojumus.
Elektriskie izpildmehānismi
Tradicionāli dzinēja jauda tiek mehāniski pārnesta uz riteņiem vai sliedēm. Elektriskās piedziņas aizstāj šo fizisko savienojumu ar elektromotoriem, kas ievietoti piedziņas riteņos vai zobratos. Enerģiju šo elektromotoru darbināšanai var ņemt no akumulatoriem, iekšdedzes dzinēja vai abiem. "Hibrīda" pieejā tiek izmantots vai nu dīzeļdegvielas, vai gāzes turbīnas dzinējs, ko bez mehāniskiem savienojumiem tagad var uzstādīt jebkurā šasijas vietā, dodot dizaineriem lielāku dizaina brīvību. Ir iespējams uzstādīt arī divus motorus, kurus BAE Systems ieviesa savā mobilajā testēšanas iekārtā HED (Hybrid Electric Drive). BAE Systems pārstāvis Deepak Bazaz pamanīja, ka divi HED dzinēji ir savienoti ar ģeneratoriem un akumulatoriem, kas ļauj tam strādāt dažādos režīmos: viens dzinējs darbojas tukšgaitas režīmā, ietaupot degvielu, divi dzinēji darbojas, kad nepieciešama lielāka jauda, vai klusā novērošanas režīmā darbojas tikai ar uzlādējamām baterijām. HED koncepcija tiek īstenota uz kāpurķēžu AMPV (Armored Multipurpose Vehicle) platformas, taču to ir plānots mērogot un izmantot jebkuras svara kategorijas transportlīdzeklim, gan ar riteņiem, gan kāpurķēdēm. Eksperimentālo spēkstaciju HED modificēja BAE Systems, lai izstrādātu hibrīda koncepciju, ko izstrādāja Northrop Grumman kā daļu no priekšlikuma par Amerikas armijas sauszemes kaujas transportlīdzekli GCV (Ground Combat Vehicle).
NATO Tehnoloģiju pētniecības organizācijas dokumentā "Hibrīdie elektriskie transportlīdzekļi ir pārāki par ātrumu, paātrinājumu, kāpjamību un klusumu salīdzinājumā ar mehāniskajiem transportlīdzekļiem … savukārt degvielas ietaupījums var svārstīties no 20 līdz 30 procentiem." Elektromotori nodrošina arī gandrīz tūlītēju paātrinājumu, labu droseles reakciju un labāku saķeri. Pēdējais ir tieši atkarīgs no uzlabotā griezes momenta, kas raksturīgs elektromotoriem. Kaujas transportlīdzekļiem tas nozīmē vairākas priekšrocības: mazāk reakcijas laika, pārejot uz segumu, grūtāk iekļūt un labākas distanču spējas. HED vienību darbina divi sešu cilindru dzinēji, pēc pasūtījuma izgatavota QinetiQ transmisija un 600 voltu litija jonu akumulatori.
Vēl viens pievilcīgs elektriskās piedziņas aspekts ir tā spēja radīt efektīvāku un augstāku elektroenerģijas līmeni. Northrop Grumman / BAE Systems GCV platformas spēkstacija spēs nodrošināt 1100 kilovatus, lai gan tā ir ievērojami mazāka un vieglāka nekā tradicionālie spēka agregāti. Tomēr, tā kā enerģijas uzkrāšana ir svarīga hibrīda elektriskās piedziņas sastāvdaļa, akumulatoru neatbilstība kļūst par galveno problēmu. Tāpēc hibrīda transportlīdzekļiem pašlaik tiek apsvērti vairāku veidu uzlaboti akumulatori ar lielāku enerģijas blīvumu, tostarp litija jons, niķeļa metāla hidrīds, niķeļa nātrija hlorīds un litija polimērs. Tomēr visi no tiem vēl ir tehnoloģijas izstrādes stadijā, un tiem ir daži trūkumi, kas jāatrisina, pirms tie tiek atzīti par piemērotiem izmantošanai militāros nolūkos. Vēl viena darba joma, kas jāattīsta, lai hibrīdpiedziņas varētu masveidā uzstādīt bruņumašīnās, ir mūsdienu vilces motoru konstrukcijas ierobežojumu atcelšana. Lai gan šīs sistēmas ir veiksmīgi integrētas HED tipa demonstrācijas prototipos, šīm sistēmām ir izmēru, svara un dzesēšanas ierobežojumi. Kamēr šīs problēmas netiks atrisinātas, visas elektriskās ķēdes, neskatoties uz to priekšrocībām, bruņumašīnām paliks ilūzija.
Tomēr daudzas pētniecības organizācijas joprojām ir ieinteresētas elektriskās piedziņas koncepcijā. Piemēram, saskaņā ar Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūras (DARPA) līgumiem QinetiQ pārbaudīs savu rumbas motoru (reduktoru motoru) koncepciju, iestatot tos izmēģinājuma izmēģinājuma izmēģinājumiem. Mašīnas riteņos esošos jaudīgos kompaktos elektromotorus aizstās daudzas pārnesumkārbas, diferenciāļi un spēka piedziņas. Iespējams, ka šo koncepciju var īstenot arī esošajās bruņumašīnās ar riteņiem. Faktiski 2017. gada jūnijā BAE Systems parakstīja līgumu ar QinetiQ par jaunas elektriskās piedziņas tehnoloģijas ieviešanu kaujas transportlīdzekļos. Uzņēmuma BAE Systems pārstāvis sacīja, ka tas "piedāvās klientiem pārbaudītu zemu izmaksu tehnoloģiju, kas uzlabos pašreizējo un nākotnes kaujas transportlīdzekļu iespējas".
Nākotnes varas izaicinājumi
Pēdējās desmitgades laikā kaujas transportlīdzekļu vajadzības pēc elektroenerģijas ir palielinājušās vairākas reizes. BAE Systems kaujas transportlīdzekļu vadītājs Marks Signorelli atzīmēja, ka "nākotnē bruņumašīnām būs arvien grūtāk apmierināt elektroenerģijas vajadzības". Notiek mēģinājumi risināt šo pieaugošo problēmu. Piemēram, tiek apsvērts 300 amp CE Niehof ģenerators M2 Bradley saimei un divi 150 amp ģeneratori jaunajai AMPV platformai. Spadaro kungs no MTU norādīja, ka “galvenie faktori, kas ir ietekmējuši un ietekmē risinājumu izstrādi lielākas enerģijas ražošanai, ir nepārtraukti augošā MBT un riteņu transportlīdzekļu masa (galvenokārt augstāka aizsardzības līmeņa prasību dēļ) un tajā pašā laikā ir nepieciešama lielāka elektroenerģija jebkura veida borta sistēmām, piemēram, elektronikai, aizsardzības sistēmām un apkalpes komfortam, piemēram, uzlabota gaisa kondicionēšanas sistēma. " MTU uzskata, ka “tie tiek risināti, dziļāk integrējot elektriskos komponentus barošanas blokā. Labs piemērs šeit atkal ir iepriekš minētais Puma bruņumašīnas spēka agregāts MTU, kurā ietilpst starteris / ģenerators ar nominālo jaudu 170 kW, kas piegādā strāvu diviem dzesēšanas ventilatoriem, un gaisa kondicionētāja aukstumaģenta kompresors."
Bruņumašīnu spēks tieši ietekmē kaujas spējas un izdzīvošanu. Galvenie izdzīvošanas kritēriji kaujas laukā ir šādi: "veic visus pasākumus, lai netiktu pamanīts, ja to redzētu, netrāpītu, ja tiktu notriekts, netiktu nogalināts." Pirmo veicina spēja pārvietoties tur, kur pretinieks tevi negaida. Otrais prasa ātru paātrinājumu un labu manevrēšanas spēju, lai atrastu segumu, un to sarežģī ienaidnieka šāvēja spēja efektīvi notvert mērķi nogalināt. Un trešo nosaka spēja veikt atbilstošu pasīvo aizsardzību un izmantot pasīvus un aktīvus pretpasākumus. Tomēr katrs no šiem kritērijiem var nelabvēlīgi ietekmēt citus. Piemēram, papildu bruņas palielina masu un līdz ar to arī mobilitāti.
Sasniegumi bruņumašīnu spēkstaciju jomā, jauni dzinēji, transmisijas un spēka piedziņas, novatoriskas integrācijas un izkārtojuma metodes ļauj militārā aprīkojuma izstrādātājiem apmierināt visdrosmīgākās klientu vēlmes. Daudzi uzlabojumi, ko mēs redzam militārajās platformās, ir tieši ņemti no komerciāliem projektiem: dzinēji un borta datori, digitālā elektroniskā vadība, sistēmu stāvokļa automātiska uzraudzība, elektriskās piedziņas un enerģijas uzglabāšana, un, visbeidzot, praktiskas hibrīda ieviešanas iespējas. risinājumi. Tomēr šī delikātā līdzsvara problēmas liek rūpniecībai izstrādāt arvien vairāk novatorisku risinājumu.
