A múlt század koncepciói alapján létrehozott katonai felszerelés megközelítette a küszöböt, amelyen túl a gigantikus erőfeszítések és költségek nem megfelelően alacsony eredményt adnak. Ennek egyik oka az új AME -létesítmények energiafogyasztásának jelentős növekedése. Van kiút a zsákutcából?
Különféle energiaforrásokra (mechanikus, termikus, elektromos stb.) Van szükség a harci felhasználás minden szakaszában: felderítés, információtovábbítás, feldolgozás, fegyverhasználat, védelem az ellenséggel szemben, manőver stb. Jelenleg a generálás folyik előre, és az MTO -szolgáltatások által szállított energia. De a csapatok által megkövetelt mennyiségek és arányok kezdenek önellátó célgá és problémává válni.
A Tesla nyomában
A helyzetet súlyosbítja az új típusú AME (elektromágneses fegyverek, irányított energiafegyverek) megjelenése. Egyre nyilvánvalóbb, hogy a fegyverrendszer kifejlesztéséhez szükség van az energiaellátás fogalmának megváltoztatására. Ellenkező esetben lehetetlen megvalósítani az új tervekben rejlő lehetőségeket.
Figyelemre méltó ez a tendencia. Egyrészt a teljesen elektromos és hibrid katonai felszerelések aktív fejlesztése folyik. Másrészről azonban generálási rendszereket és eszközöket hoznak létre költségmentesen vagy csökkentett költséggel a katonáknak szállított energiahordozók (napelemek, szélturbinák, új típusú üzemanyagok). Ugyanakkor alapvető kutatások folynak (különösen aktívan az USA -ban és Japánban) a vezeték nélküli energia nagy távolságokra történő továbbításáról, ami úgy tűnik, hogy a legvonzóbb. Az elképzelés szerint egy erőteljes forrás (atomerőmű, vízerőmű stb.) Táplálja a fegyverek és katonai felszerelések fogadó eszközeit a levegő (űr) csatornán keresztül. Egy ilyen rendszer bevezetése szinte teljesen megszüntetné annak szükségességét, hogy hatalmas mennyiségű energiát (üzemanyagot) juttassanak el a csapatokhoz, radikálisan növelve harci felkészültségüket és harci hatékonyságukat.
Az energia távolsági továbbításának lehetőségét vezetékek nélkül először Nikola Tesla 1899-1900-as kísérlete bizonyította és bizonyította a Colorado Springsben. Az elektromos impulzus 40 kilométert továbbított. Egy ilyen kísérletet azonban eddig nem sikerült megismételni.
1968-ban Peter Glazer amerikai űrkutató azt javasolta, hogy helyezzenek nagy napelemeket geostacionárius pályára, és az általuk termelt energiát (5-10 GW) továbbítsák a Földre egy fókuszált mikrohullámú sugárral, egyenáramra vagy váltakozó árammá alakítva, és elosztva a fogyasztóknak. … …
A mikrohullámú elektronika jelenlegi fejlettségi szintje lehetővé teszi, hogy az ilyen sugár által nyújtott energiaátvitel meglehetősen magas hatékonyságáról beszéljünk - 70–75 százalék. De ezt még mindig elég nehéz megvalósítani. Elég, ha azt mondjuk, hogy az adóantenna átmérőjének egy kilométernek kell lennie, a földi vevőnek pedig 10x13 kilométer méretűnek kell lennie egy 35 fokos szélességű területen. Ezért a projekt feledésbe merült, de a közelmúltban, figyelembe véve a legújabb technológiai fejlődést, újrakezdték a kutatást. Kísérleteket végeznek az energia vezeték nélküli átvitelével lézer segítségével.
De a mi közúti vonatunk …
Bár az előrelépés nem olyan jelentős az új termelési és erőátviteli módszerek kifejlesztésével, a teljesen elektromos tárgyak létrehozása területén lenyűgözőek. Nem lehet azt mondani, hogy a katonai (és nem csak) technológia ötlete ezen az alapon teljesen új. Gazdaságilag és technikailag is vonzóvá tette a villamosenergia-termelés, -tárolás, -átalakítás és -elosztás, a nagy teljesítményű szilárdtest-elektronika, az automatizálás és a vezérlés terén elért fejlődés. A teljesen elektromos létesítmények kevesebb zajt, nagyobb hatékonyságot, az energia racionális elosztásának lehetőségét a fogyasztók között, magas környezetbarát tulajdonságokat és más tulajdonságokat tartalmaznak, amelyek nagyon vonzóvá teszik őket mind a polgári, mind a katonai területen.
Az első elektromos hajtású gépek a múlt század elejéről származnak, amikor az amerikai LeTourneau cég elektromos hajtást kezdett használni önjáró kaparókon. 1954 óta pedig egyedi szupernehéz terepjárókat, motoros szánokat, katonai szállító-evakuátorokat és többszakaszos közúti szerelvényeket gyártanak, amelyek minden vezetőkerékcsavarral vannak felszerelve, amelyet a fejtraktorra (vezető) felszerelt generátor hajt. A világgyakorlatban először kezdtek el használni nagy teljesítményű kompakt villanymotorokat, amelyeket közvetlenül az autó kerékagyaiba szereltek.
1959-ben fejlesztették ki az első szovjet aktív kétszakaszos közúti szerelvényt, amely a pótkocsi kerekeinek egyszerűsített elektromos hajtásával készült. De nem volt lehetséges az összes hajtókerék energiaforrásokkal történő munkájának teljes összehangolása. Más hazai vállalkozások további fejlesztései sem vezettek a várt sikerhez. A buktató az elektromos hajtású gépek vezérlésének automatizálásának problémája volt: az energiaáramok racionális elosztása a csomópontok között, az elsődleges belső égésű motor minimális üzemanyag -fogyasztása, optimális hőmérsékleti viszonyok maximális hatékonysággal stb. Sem a számítógépek számítási teljesítménye akkor sem a megfelelő szoftver nem volt elég.
A helyzet gyökeresen megváltozott az elmúlt években, és a teljesen elektromos fegyverek és katonai felszerelések gondolata új minőségi szintre tért. A pilóta nélküli járművek megjelenése még inkább felkeltette az érdeklődést. Az elektromos átvitel megkönnyíti a teljesen automatizált harci célok létrehozását rádión vagy programozható eszközön keresztül.
Vitorla a nap alatt
A teljesen elektromos létesítmény koncepciójának legsürgősebb megvalósítását el kell ismerni a haditengerészeti technológiában. Ennek több oka is lehet:
nagy hosszúságú erőátvitel (átvitel) különböző célokra, különféle típusú hajtóművek és energiaátalakítók nagy választéka: mechanikus, termikus, hidraulikus és elektromos;
jelentős számú energiafogyasztó: légcsavar tengelyek, tüzérségi és rakétaindítók, radarállomások és elektronikus hadviselési rendszerek, egyéb mechanizmusok;
a nagy energiafogyasztást igénylő fegyverrendszerek (irányított energiafegyverek és katonai felszerelések, elektromágneses fegyverek stb.) megjelenése.
A teljesen elektromos hajók alapja egy (integrált) energiaellátó rendszer, amely magában foglalja a nagyfeszültségű termelési és elosztó létesítményeket, a felhalmozására és átalakítására szolgáló kompakt modulokat, az automatizált vezérlőrendszereket energiafogyasztással különböző üzemmódokban (teljes sebesség, harci használat) fegyverek, manőverezés stb.). A legillusztrálóbb élmény az amerikai DDG 1000 program és a rá épülő Zumvolt romboló (https://vpk-news.ru/articles/17993). Sajnos sok hazai média a projekt technikai és technológiai kudarcaira összpontosított, messze elvonva az olvasók figyelmét a hajó fejlesztésének értelmétől, sőt némileg hiteltelenné téve az ötletet.
A DDG 1000 az amerikai tudomány és technológia legújabb vívmányainak központja a fegyverkomplexumok és rendszerek területén. De mindegyiket integrálják a hajóba a művelet, a hely és a szerep jellegzetes jellemzőinek megértése révén, figyelembe véve a romboló energia képességeit (Integrált Energiarendszer - IPS). Biztosítja az összes rendszer és egység ellátását, figyeli és vezérli azok működését. A teljes elektromos meghajtásra való áttérés lehetővé tette, hogy jelentős mennyiségű belső teret szabadítson fel a lőszer elhelyezésére, és kényelmes körülményeket teremtsen a személyzet számára. Valamennyi mechanizmus gőz-, pneumatikus és hidraulikus hajtását teljesen elektromos hajtás váltja fel. Az energiaellátó rendszer teljes teljesítménye - körülbelül 80 MW - elegendő a fejlett fegyverek (lézer, mikrohullámú, elektromágneses fegyverek) felszereléséhez anélkül, hogy más fogyasztók teljesítménye jelentősen károsodna.
A hajó alacsony radar aláírással rendelkezik. A hatékony disszipációs terület (EPR) majdnem 50 -szer kisebb, mint az előző generációs rombolóké. Láthatatlan!
Az irányítást a Total Ship Computing Environment (TSCE) rendszeren keresztül végzik, közös szoftverrel és "kereskedelmi" interfésszel, amely többek között megkönnyíti a karbantartást és a személyzet képzését. A Zumvolt osztályú rombolók felépítménye kompozit anyagokból készül.
A tervek szerint a magas hőmérsékletű szupravezető képesség és az elektromágneses fegyverek hatását használó propellermotorokat telepítenek egy ilyen romboló harmadik hajótestére. A sínpisztoly használatához a hajónak 10-25 MW teljesítményű villamosenergia -termelést kell biztosítania, amit már elértek.
Továbbra is sorolhatja az ezen a hajón alkalmazott vagy tervezett újításokat, de az amerikaiaknak már van egy következő generációs offshore platformja, amely más országgal nem rendelkezik. Eddig csak a francia DCNS hajógyártó cég jelentette be terveit, hogy 2025-ig teljesen elektromos harci hajót hoz létre.
Ami a tengeralattjáró technológiát illeti, a hibrid vagy teljesen elektromos áramellátás eredetileg előfeltétele volt a tervezésnek, így nincs értelme részletesen tárgyalni az innovációkat ezen a területen.
A polgári hajóépítésben olyan modelleket is fejlesztenek, amelyek képesek beérni a nap energiájával. Három koncepciót valósítanak meg: a vitorla, amelyen napelemek találhatók, biztosítja a meghajtást és az áramellátást, továbbá a hajótestre vannak helyezve, hogy mozogjanak és hidrogént vonjanak ki a vízből, a keletkező energiát a hajtótengely villanymotorjainak és töltse fel az elemeket.
Az ausztrál Solar Sailor hajógyártó cég Suntech VIP tengerjáró hajója 2010 -ben épült az első elképzelés szerint. A második - az Energy Observer katamarán, amely jelenleg a világ körüli utazásra készül. A harmadik a német Solar Turanor bolygó, amelyet 2010 -ben indítottak el és 2012 -ben kerültek meg. A teljesen elektromos pilóta nélküli amerikai Solar Voyager hajót (5,5 méter hosszú és 0,76 széles) napelemekkel 2016 júniusában bocsátották vízre és tesztelték. Hasonló projekteken dolgoznak Japánban, Hollandiában, Olaszországban és más országokban. Ez még mindig egzotikus, de idővel alkalmazást talál a katonai hajóépítésben.
Félénk "hajtás"
Egy másik típusú katonai felszerelés, amely a legvonzóbb a teljesen elektromos létesítmény koncepciójának megvalósítása szempontjából, és jelentős számú innovatív termék bevezetésével jár, a repülőgépek. Ami a katonai területet illeti, még mindig helyesebb az UAV -okról beszélni.
Az emberes, teljesen elektromos járműveket eddig a fejlett technológia demonstrálóként fejlesztették ki. 2012-ben a Long-ESA gyorsasági rekordot állított fel az elektromos repülőgépeknél, a teszt során 326 kilométer / órára gyorsult fel. A svájci Solar-Impulse korlátlan ideig repülhet a Naptól (akkumulátorokat használva áramforrásként). 2015-2016-ban (leszállással) repülést hajtott végre a világ körül. Az egyetlen gyakorlati célokra használt repülőgép eddig a kétüléses képző Airbus E-Fan. A német Lilium Aviation cég kifejlesztette a teljesen elektromos Lilium Jet rotátorot. A repülési tesztek pilóta nélküli változatban zajlottak.
Mindezek az eszközök (a katonai terület vonatkozásában) alacsony zajszintjük miatt tekinthetők a felderítő eszközök prototípusainak, de semmi több. A legnehezebb a személyzettel rendelkező elektromos repülőgépek létrehozásában az elemek elégtelen kapacitása és a fedélzeten tartózkodó személy miatti meredeken növekvő teherbírási követelmények. Egyes légiközlekedési cégek azonban már dolgoznak hibrid repülőgép -projekteken. Ezt különösen az EADS és a Rolls-Royce végzi. A bejelentett célok az elfogyasztott üzemanyag mennyiségének csökkentése, a környezetbe történő káros kibocsátás és a zaj csökkentése.
Ami a drónokat illeti, köztük jó néhány teljesen elektromos, külföldön és hazánkban is létrehozott (bár importált alkatrészeken), valamint repülőgépek és helikopterek. Megszülettek az első világrekordok: Nagy-Britannia napelemes QinetiQ-Zephyr két hétig maradt a levegőben 2010-ben.
A katonai területen történő alkalmazásnak széles körű kilátásai vannak: megfigyelés, felderítési és sztrájkakciók, célmegjelölés stb. Általánosságban elmondható, hogy az ilyen repülőgépek létrehozása számos innovatív probléma megoldását foglalja magában, beleértve a nagy szilárdságú kompozit anyagok kifejlesztését. akkumulátorok, kis méretű elektromos motorok nagy hatékonysággal, automatikus rendszerek.
Ami a földi katonai felszerelést illeti, itt a hibrid (belső égésű motor, elektromos generátor, energiatároló eszközök, teljesen elektromos hajtások kombinációja) és a teljesen elektromos fejlesztések spektruma meglehetősen széles, és a hazai tervezőknek is van némi sikere.
De mint az előző esetekben, felmerül a kérdés: mik az előnyei? Az elektromos sebességváltó lehetővé teszi a meghajtási módok (kerekek vagy vágányok) optimalizálását, a menetsebesség és a vonóerő széles tartományban történő fokozatmentes beállítását, valamint a hatékony blokkolásgátló és tapadásgátló rendszerek létrehozását. Ez lehetővé teszi a járművezetők képesítésére és pszichofizikai állapotára vonatkozó követelmények csökkentését, miközben növeli a mobilitás alapvető mutatóit.
Az elektromos sebességváltók magas megbízhatósággal, gyárthatósággal, üzemeltetéssel és javítással, vezérlési képességekkel rendelkeznek. Csökkenti a zajt, növeli a környezetbarátságot. A fegyverek és felszerelések áramellátásának lehetősége radarállomások és elektronikus hadviselési rendszerek, elektrotermokémiai vagy EMP fegyverek stb.
Az egyik feladat erőteljes kis méretű vontatómotorok létrehozása. Ebben a legnagyobb sikert az USA és Németország érte el, ahol állandó mágnesek alapján készülnek, ritkaföldfém -elemek (szamárium, kobalt stb.) Felhasználásával, nagyfokú mágnesességgel. Ez lehetővé tette az elektromos gépek térfogatának és súlyának jelentős csökkentését, valamint az irányítás megkönnyítését.
Oroszországban a Krymsk kutatási projekt eredményeként létrehozták a kerekes harci járművet hibrid erőművel és a BTR-90 Rostok alapú elektromos sebességváltóval. Mint arról beszámoltunk, a tengeri kísérleteken, amelyek motorteljesítménye csaknem másfélszer kisebb, mint a prototípusé, egy hibrid páncélozott hordozó kísérleti modellje lényegesen jobb eredményeket mutatott. Az üzemanyagtartomány másfélszerese a BTR-90-nek.
Ami a pilóta nélküli (távirányítású és robotizált) teljesen elektromos tárgyakat illeti, a földi fegyverek és felszerelések hatalmas mintapalettáját hozták létre külföldön és hazánkban. Fejlesztésük felgyorsult ütemben halad, az Afganisztánban, Irakban, Szíriában és más régiókban harcot folytató csapatok szükségletei, valamint a belső szükségletek miatt. Ezzel biztosítjuk a Belügyminisztérium, az FSZB, a Nemzetőrség, a Vészhelyzetek Minisztériuma és más osztályok tevékenységét.
A teljesen elektromos vagy hibrid AME létesítmények koncepcióját a világ minden fejlett országában megvalósítják. A legszisztematikusabb és legpraktikusabb - az USA -ban, Németországban, Franciaországban, Nagy -Britanniában. Tudományos és műszaki alapok állnak rendelkezésre a termékek széles skálájának kifejlesztéséhez és gyártásához, amelyek a közeljövőben a teljesen elektromos gépekre épülő fegyverrendszer alapját képezik. Hatékony, átfogó, új fizikai elveken alapuló fegyverek használatát biztosítja.
A katonai felszerelések teljesen elektromos tárgyainak kialakítása nem bizonyos tisztelgés a divat előtt. Ez a jövő fegyverrendszerének kialakításának egyik fő iránya. Az energia előállítására, átadására és fogyasztására szolgáló új módszerek megjelenése, az ellenség legyőzésére való felhasználása jelentősen megváltoztatja a csapatok képességeit, logisztikai és logisztikai támogatásuk folyamatának jellegét és tartalmát. Riasztó, hogy hazánkban és a fegyveres erőkben még mindig nincs szisztematikus megközelítés az ilyen jellegű munka listájának, tartalmának és eredményeinek meghatározására.
