Gəmidə olan nəqliyyat sistemlərinin artan enerji istehlakı, yeni texnologiyalara gələcəkdə hərbi maşınların gücünü və hərəkətliliyini kökündən dəyişdirmə fürsətindən istifadə etmək şansı verir
Amerika ordusunun gələcək nəslinin hibrid elektrik stansiyasına sahib olma ehtimalını nəzərə alsaq, sənayenin artıq inkişaf etdirdiyi enerji texnologiyalarını (qaçılmaz dəyişikliklərlə birlikdə) tətbiq edə bilməsi üçün genişmiqyaslı bir proqrama ehtiyacı var. döyüş maşınlarının böyük bir hissəsi. Bu bal barelindəki məlhəm bir milçəkdir ki, mövcud planlara görə ordu bu cür vasitələri 2035 -ci ildə qəbul etməyi planlaşdırır. Müvafiq proqramlar Trump prezidentliyinə sürətlənməyincə, konfiqurasiyası ilə bağlı böyük qərarlar böyük ehtimalla 2025 -ci ildən əvvəl qəbul edilməyəcək.
Böyük ehtiyaclar yeni texnologiyaların inkişafı üçün əla bir stimuldur və bu da öz növbəsində bu ehtiyacları ödəmək üçün həll yolları təqdim edə bilər. Məsələn, döyüş sahəsindəki elektrik enerjisinə artan tələbat, yanacaq tədarükü ilə əlaqəli logistika yükünün azaldılması, habelə döyüş qüvvələrinin və döyüş dəstək qüvvələrinin yolsuzluq qabiliyyətinin artırılması ehtiyacı ilə birləşir. Bütün bunlar, köməkçi güc qurğularının, ağıllı mühərrik idarəetmə sistemlərinin və hibrid elektrik sürücüsünün geniş yayılmasının və nəticədə xarici istehlakçılar üçün istehsal olunan gücün kəskin artmasının lehinə inandırıcı sübutlardır.
İnertliyi aradan qaldırın
Müxtəlif hərbi strukturlar üçün hibrid avtomobil texnologiyası nümayişçilərinin istehsalında və mülki sektor üçün hibrid avtobusların istehsalında geniş təcrübəyə malik olan BAE Systems, bu texnologiyanın bu gün harada olduğunu və perspektivlərinin nə olduğunu qiymətləndirmək üçün yaxşı mövqedədir. Eyni şey bir çox nümayiş layihəsinə qatılan DRS Technologies üçün də keçərlidir. DRS Şəbəkə Hesablama və Test Çözümlərinin Ticarət Direktoru Tom Weaver, bazarın hələ də inkişaf etdiyini və elektrikli avtomobillərin faydalarının hələ də ənənəvi avtomobillərin ətalətini aşmadığını söylədi. Bu cür ətalət, son on ildə "ən az 100%" artan ehtiyaclara baxmayaraq, xarici istehlakçılar üçün lazım olan gücü istehsal edə bilən maşınların inkişafına mənfi təsir göstərir.
"DRS, müxtəlif performans testlərində inteqrasiya olunmuş yeni texnologiyalı maşınları nümayiş etdirmək üçün fərqli müştərilərlə işləyir. Uğurlu nümayişlər və istifadəçilərin müsbət rəyləri bu cür vasitələrin qoşunlarda yerləşdirilməsinə səbəb olmadı, üstəlik onlara olan tələblər belə hazırlanmadı. Ancaq yenə də, xüsusən ekspedisiya əməliyyatları və istiqamətləndirilmiş enerji silah sistemləri kimi xüsusi vasitələrə olan tələbat artmağa davam edəcək."
DRS, Allison ilə birlikdə hazırlanan Transmissiya İnteqral Generatoru şəklində Orta Taktik Vasitə (MTV) və HMMWV avadanlığı üçün yerüstü güc sistemi təqdim edir. Məsələn, bir MTV yük maşınına quraşdırılmış bu sistem, göyərtədə və ya xarici sistemlərdə 125 kVt -a qədər enerji istehsal edir. Şirkət həmçinin müxtəlif nəqliyyat vasitələri üçün digər enerji idarəetmə sistemləri istehsal edir. Bu cür sistemlərlə də məşğul olan BAE Systems şirkətinin baş mühəndisi Andrew Rosenfield, sırf elektrikli avtomobillərin, əsasən batareyaların doldurulması ilə əlaqədar problemlər səbəbiylə quru döyüşlərində böyük rol oynayacağının mümkün olmadığını düşünür.
"Bütün elektriklə işləyən güc ötürmə texnologiyası yaxşı qurulsa da, yanacaq doldurma problemi sırf elektrikli avtomobillərin işə düşməsini əngəlləyə bilər" dedi. "Axı, dizel dünyanın hər yerində mövcuddur, amma səhrada bir batareya doldurma stansiyası tapmaq çox çətindir, amma tapsanız belə, tam doldurulmasını səkkiz saat gözləmək mümkün deyil."
Weaver, hibrid avtomobillərin üstünlük təşkil edəcəyi ilə razılaşdı, eyni zamanda təmiz elektrikli avtomobil şarj infrastrukturunun məhdudiyyətlərindən və dizel və JP8 təyyarə yanacağının hər yerdə olduğunu qeyd etdi. Bununla birlikdə, Rosenfield, müasir fabriklərdə və ya hava limanlarında (aerodrom traktorlarında) olduğu kimi, sırf elektrikli avtomobillərin hərbi bazalarda böyük rol oynaya biləcəyini vurğuladı. "Yanacaq hüceyrə maşınları, çox güman ki, hidrogen ehtiyatlarına sərbəst girişə ehtiyac duyduqları üçün bu cür vəzifələri yerinə yetirə biləcəklər" dedi.
Weaver, yanacaq hüceyrəli avtomobillərin çətin bir yolun olduğuna inanır. "Birincisi, hələ hidrogen qazı infrastrukturu yoxdur və yeni yanacağın yerləşdirilməsinə müəyyən inamsızlıq yaranacaq. Bu cür nəqliyyat vasitələrinin yolu yaxşı təşkil olunmuş ekspedisiya əməliyyatları ilə başlayacaq."
Hibrid dizaynlar da sırf elektrik dizaynlarından daha mürəkkəbdir və onları sırf elektrik və adi elektriklə işləyən maşınlardan daha cəlbedici edən bir neçə xüsusiyyətə malikdir. “Birincisi, hibrid elektrik platformaları ənənəvi dizel avtomobilləri ilə eyni yanacaqdan istifadə edir. İkincisi, aşağı RPM fırlanma anı, kobud ərazi üzərində hərəkət edən və ya çox dik bir yamacda tırmanan maşın üçün idealdır."
Əlavə etdi ki, güclü lazerlərdən istifadə edən rabitə və silah sistemləri kimi yeni qabiliyyətlər işə salındıqca təyyarədə böyük miqdarda elektrik enerjisi istehsal etmək qabiliyyəti getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Bu enerjini ixrac etmək qabiliyyəti də böyük bir üstünlükdür, çünki bu maşınlar döyüş enerjisi və ya təbii fəlakət nəticəsində öz enerji sistemləri zədələnmiş məskunlaşmış ərazilərə və xəstəxanalara enerji verə bilər.
"Nəhayət, əhəmiyyətli yanacaq qənaəti və daha yüksək etibarlılıq ilə əlaqədar azalmış istismar və texniki xidmət xərcləri hibrid elektrikli avtomobilləri ağıllı və uzunmüddətli bir seçim halına gətirir."
Weaverin qeyd etdiyi kimi, döyüş maşınlarında elektrik enerjisinə olan tələbat heç vaxt azalmayıb, yalnız ildən -ilə artacaq. "Daha yeni funksional sistemlər, daşıyıcı platformadan getdikcə daha çox güc tələb edir, həmçinin mövcud avtomobillərin enerji istehsal və paylama sistemlərində davamlı təkmilləşdirmələr aparır."
"Səssiz lokomotiv, radar, qabaqcıl rabitə, siqnal tıxanması və elektromaqnit zireh və ya silah kimi xüsusiyyətlər əlavə etdikdən sonra platforma hibrid elektrik sxeminə keçmədən geridə qalır və idarə oluna bilmir. Önümüzdəki on ildə bütün döyüş maşınları üçün ən vacib komponentlərdən biri də gəmidə böyük miqdarda elektrik enerjisi istehsal etmək olacaq."
"Elektriklə işləyən avtomobillər öz işlərini ənənəvi mexaniki həmkarlarından daha yaxşı və ya daha yaxşı yerinə yetirməlidirlər" dedi. "Motorlu sistemlər nəinki motorlu sistemlərə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə sadədir və daha az hərəkət edən hissəyə malikdir, həm də çox vaxt təəccüblü dərəcədə yaxşı bir ehtiyata malikdir və bu da onları daha etibarlı edir. Məsələn, əksər transvers elektrik ötürücüləri uğursuz olan tək bir motorla normal işləyə bilər."
Weaver, ictimai nəqliyyatda bəslənilən əsas texnologiyaların artıq mövcud olduğunu və bazara çıxmağa hazır olduğunu söylədi. "Hibrid və elektrik dövrələrinin, xüsusən də şəhərlərarası avtobus və tramvaylarda geniş istifadəsi, motor nəzarətçilərinin, çeviricilərin və çeviricilərin hərbi ehtiyaclara yaxın olan inkişafına səbəb oldu" dedi. "Sənayenin bütün ehtiyacları, kvalifikasiya prosesi üçün ödəmək istəyən müştərilərdir, həm də xərcləri aşağı salmaq üçün kifayətdir."
Bu arada nümayiş üzərində işlər davam edir. General Motors (GM), 2016-cı ilin oktyabr ayında AUSA-da, orta ölçülü pikap yük maşınının şassisi əsasında qurulmuş Chevrolet Colorado ZH2 yanacaq hüceyrəli avtomobilinin "hazır" versiyasını nümayiş etdirdi. Təqvimə əsasən, Colorado ZH2, TARDEC Zirehli Tədqiqat Mərkəzinin köməyi ilə 2017 -ci ildə "ekstremal iş şəraitində" bir sıra hərbi sınaqlardan keçməlidir.
Sürətləndirilmiş bir proqramdı. GM və TARDEC, müqaviləni imzaladıqdan sonra bir ildən az bir müddətdə bir demo yaratmaq üçün birlikdə çalışdılar. TARDEC direktoru Paul Rogers, "Yenilikçi fikirlərin nümayiş etdirilməsi və qiymətləndirilmə sürəti çox yüksəkdir, bu səbəbdən də sənaye əlaqələri ordu üçün çox vacibdir" dedi. "Yanacaq hüceyrələri, sakit işləmə, xarici istehlakçılar üçün enerji istehsalı və sabit tork sayəsində hərbi maşınların imkanlarını əhəmiyyətli dərəcədə artırma potensialına malikdir - bütün bu üstünlüklər bu texnologiyanı daha yaxından araşdırmağa imkan verir."
Doug Hallo, "ZH2, ordunun yanacaq hüceyrə texnologiyasının hərbi tətbiqlərə hazır olduğunu nümayiş etdirməsinə və qiymətləndirməsinə imkan verir, eyni zamanda yanacaq hüceyrəli elektrikli avtomobillərin müəyyən şərtlərdə və müəyyən döyüş tapşırıqlarında nə qədər faydalı ola biləcəyi sualına cavab verir" dedi. TARDEC sözçüsü.
TARDEC-in qiymətləndirməli olduğu gözlənilən faydalar arasında səssiz müşahidə üçün imkan verən səssiz əməliyyat, azalmış termal imzalar, bütün sürətlərdə yüksək təkər torku, bütün iş diapazonunda aşağı yanacaq istehlakı və yanacaq hüceyrələrində baş verən kimyəvi yan məhsul kimi içməli su daxildir.. Colorado ZH2, xarici istehlakçılar üçün göyərtədə PTO-ya malikdir.
Tahrik sistemi, 93 kVt -a qədər birbaşa cərəyan çıxara bilən proton mübadilə membranlı yanacaq hüceyrələrinə və itələmə sistemi üçün başqa 35 kVt gücündə olan və rejenerativ əyləc zamanı doldurulan bir batareyaya əsaslanır. Bunu GM -in ZH2 Layihə Meneceri Kristofer Kolkit izah edir.
"Avtomobilin tanklarında atmosfer təzyiqinin 689 qatından çox olan 10,000 psi -də təxminən 4,2 kq sıxılmış hidrogen var. Atmosfer havası elektrokimyəvi proses üçün lazım olan oksigen mənbəyidir, bunun nəticəsində lazım olan elektrik enerjisi istehsal olunur; Yalnız su buxarı buraxılır "dedi.
Bütün elektrik sürücü sistemlərində, enerjinin mənbədən təkərlərə çatdırılması ənənəvi avtomobillərə nisbətən daha asandır. ZH2 -nin sözün adi mənasında ötürülməsi yoxdur. Tək pilləli sürət qutusu olan AC dartma mühərriki fırlanma anını birbaşa ötürmə qutusuna və dörd təkərli ötürmə sisteminə ötürür”deyə Kolkit izah edir.
Portativ infrastruktur
Bu proqram vasitəsilə TARDEC Mərkəzi, hidrogen mövcudluğu (infrastruktur) probleminin ən azından qismən həlli ola biləcək məsələləri də araşdırır. Buradakı həll yolu, bu kimyəvi elementin müxtəlif mənbələrdən müxtəlif yollarla istehsal oluna bilməsidir. TARDEC Mərkəzinin nümayəndəsinə görə, ZH2 layihəsi üzərində işin ilkin mərhələsində, hər bir sınaq sahəsinə köçürüləcək bir portativ islahatçıda JP8 aviasiya kerosininin islahatı zamanı sıxılmış hidrogen əldə etmək fikri var. maşın, çünki bu vəzifələrin bu mərhələsində həll olunanların sayını artıracaq.
"Hazırda hidrogen istehsal etmək üçün təbii qaz, JP8 təyyarə yanacağı, DF2 dizel və ya propan kimi yerli olaraq mövcud olan müxtəlif mənbələrdən istifadə edə biləcək bir islahatçı yaratmaq istəyirik" dedi. - Su mənbələri ilə yanaşı, bərpa olunan enerji mənbələri də daxil olmaqla, yerli elektrik şəbəkələri hidrogen istehsalı üçün də istifadə edilə bilər. Bu, orduya xüsusi bir əməliyyat teatrına gətirilən yanacaq miqdarını azaltmağa və o teatrda olana güvənməyə imkan verəcək."
İstər akkumulyatorlar, istər yanacaq hüceyrələri, istərsə də qarışıq dizel elektrik stansiyaları, əsas cərəyan olaraq elektrik cərəyanını irəli hərəkətə çevirmək üçün etibarlı və səmərəli elektrik sürücüləri tələb olunur. İngilis şirkəti Magtec, aerokosmik, dəniz və avtomobil bazarları üçün elektrik sürücülük sistemləri istehsal edir, məsələn, ticari yük maşınlarını yeni itələmə sistemlərinə çevirmək üçün bir neçə variant təklif edir.
Bununla birlikdə, şirkət 2000 -ci illərin əvvəllərində İngiltərə və İsveç müdafiə agentlikləri üçün BAE Systems Hagglunds tərəfindən istehsal olunan hibrid texnologiyaları nümayiş etdirmək üçün paletli və təkərli platformalar üçün tam güc ötürücüləri də hazırladı.
Həm təkəri 6x6, həm də paletli SEP (Splitterskyddad EnhetsPlattform) platformaları üçün şirkət, hər birində iki mərhələli azaldıcı dişli və əyləc sistemi, ikiqat generatorlar, idarəetmə avadanlıqları və güc paylanması daxil olmaqla təkərli hub mühərrikləri (motor təkərləri) hazırlamışdır.. SEP üçün, eyni zamanda maşının yerində açılmasına imkan verən güc paylanması, dartma nəzarəti, elektron diferensial kilidlər və sükan kimi əsas funksiyaları idarə etmək üçün proqram hazırladı, quraşdırdı və sınaqdan keçirdi. Bundan əlavə, bu sistem bütün hərbi EMC və ətraf mühit qaydalarına cavab verir.
Magtecin icraçı direktoru, döyüş dəstəyi missiyaları üçün geniş çeşidli elektrikli avtomobillər üçün yaxşı inkişaf potensialı gördüyünü söylədi. Eyni zamanda, yeni texnologiyalar hərəkətliliyin əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşmasına, yanacaq istehlakının azalmasına, daha çox ehtiyata kömək edir və üstəlik orijinal plan qərarları verməyə imkan verir. O, həmçinin qeyd etdi ki, elektrik itkisi uzaqdan idarəetmə və muxtariyyətin tətbiqini asanlaşdırır.
Lazımi texnologiyaların daha da inkişaf etdirilməsi ilə əlaqədar olaraq, sürücü sistemlərinin silikon karbidli yarımkeçirici sxemlərə əsaslanan təkmilləşdirilmiş güc elektronikası (güc sürücülərini idarə etmək üçün) ilə bazara çıxmağa hazır olduğunu qeyd etdi. Yeni nəsil elektrik sistemlərinin işlədiyi yüksək gərginliyi idarə etmək üçün lazımdır. Magtec direktoru, əksər müasir sistemlərin işlədiyi 24 voltun əsas elektrik istehlakçıları üçün indi çox aşağı olduğunu qeyd etdi (gərginliyin artması amperi həddindən artıq artırmadan kabellər vasitəsilə daha çox güc ötürülməsinə imkan verir).
Sahədəki bir şirkət olan GE Aviation, silikon karbid güc elektronikasının inkişafı və nümayiş etdirilməsi üçün 2,1 milyon dollarlıq müqavilə qazandı.18 aylıq inkişaf proqramından sonra şirkətin 15 kVt, 28/600 volt iki istiqamətli DC / DC konvertorunda galyum nitrid cihazları ilə birlikdə silikon karbid metal oksid FET texnologiyasının faydalarını nümayiş etdirməsi gözlənilir.
Şirkətdən verilən məlumata görə, bu avadanlıq cari silikon elektrik elektronikası ilə müqayisədə həcminin yarısını tutarkən iki dəfə gücə sahib ola bilər, eyni zamanda çeviricilər paralel işləyə və CAN standartına uyğun proqramlaşdırıla bilər.
Şirkət, TARDEC-dən yeni nəsil bir avtomobil güc quruluşu hazırlayır və onu pozucu bir texnologiya adlandırır və bir texnologiya nümayişinin 2017-ci ilin ortalarına qədər hazır olacağını ümid edir.
İkiqat sürət
Digər bir yeni texnologiya, DARPA Müdafiə Qabaqcıl Araşdırma Layihələri Agentliyinin elektrik sistemlərinin əhəmiyyətli rol oynayacağı Yer X-Vehicle Technology (GXV-T) layihəsidir. Layihənin məqsədi perspektivli zirehli maşınların heyətini, çəkisini və sayını yarı yarıya azaltmaq, sürətini iki dəfə artırmaq, ərazinin 95% -ni aşmaq qabiliyyəti, həmçinin görmə əlamətlərini azaltmaqdır.
2016-cı ilin iyul ayında DARPA, Qinetiqə GXV-T layihəsi üçün elektrik sürücüsü sistemlərinin texnologiyasını təkmilləşdirmək üçün 2.7 milyon dollarlıq bir investisiya verdi. Şirkət bu texnologiyanı təkərlər içərisində müxtəlif sürət qutuları, diferensiallar və idarəetmə şaftlarını əvəz edən kompakt və son dərəcə güclü elektrik mühərrikləri kimi təsvir edir. Şirkətin dediyinə görə, bu yanaşma platformanın ümumi çəkisini kəskin şəkildə azaldır və təhlükəsizliyi və performansı artıracaq yeni dizayn variantları açır.
Qinetiq, bu texnologiyanın GXV-T kimi yeni anlayışlarda istifadəsinə əlavə olaraq, modernləşdirmə zamanı mövcud nəqliyyat vasitələrinin imkanlarını da artıra biləcəyini vurğulayır. Məsələn, mərkəz təkərləri və ya motor təkərləri ilə təkmilləşdirilmiş çox təkərli bir piyada avtomobili "çəki qənaətinin təmin etdiyi artan gücdən və hərəkətlilikdən faydalana bilər və ya əksinə, bu qənaətləri qorumanı yaxşılaşdırmaq, avadanlıq quraşdırmaq və ya sərnişin tutumunu artırmaq üçün istifadə edə bilər."
İnvestisiyanın ardınca 2015 -ci ilin sentyabr ayında elan edilmiş bir müqavilə imzalandı, bunun altında konsept əsl dizayna çevriləcək və sınaqdan keçiriləcək, bundan sonra iki tam işlək prototip istehsal olunacaq.
Qinetiq şirkətinin tədqiqat rəhbəri, "Konvensiyalı aktuatorlar olduqca ağırdır, tutumu məhduddur və mina partladığı təqdirdə ölümcül mərmilərə çevrilə bilən komponentlərdən ibarətdir" dedi. "Sürücüləri təkərlərə daşımaq bu təhlükəni aradan qaldırır və artan müdafiə səviyyəsi və silah gücünə görə nəqliyyat vasitələrinin daha ağır və daha az hərəkət etmə tendensiyasını pozur."
Mövcud maşınlar, hərəkət etməyən alt sistemlərin elektrikləşdirilməsindən də faydalana bilər. Məsələn, Alman şirkəti Jenoptik, Polşa Leopard 2PL tank modernizasiya proqramı üçün 126 elektrik qülləsi və silah sabitləşdirmə sistemi tədarük edəcək. Şirkətdən verilən məlumata görə, elektrik sistemləri tankdakı hidravlik sistemləri əvəz edəcək və bununla da istismar və istilik istehsalını azaldacaq.
Çatdırılma 2017-2020-ci illərdə Polşanın Bumar Labédy şirkəti ilə 2016-cı ilin oktyabr ayında imzalanmış 23 milyon dollarlıq müqavilə əsasında həyata keçirilməlidir. Eyni şirkət Bumar Labedy, 2017 -ci ilin fevral ayında Almaniyanın Rheinmetall şirkəti ilə tankların modernləşdirilməsi ilə bağlı əməkdaşlıq müqaviləsi imzaladı.
Jenoptikin fəaliyyətlərindən biri, kompakt sabitləşdirilmiş silah / sensor platformaları, qüllələr və silahlar üçün idarəetmə sistemləri və zirehli maşınların görmə xəttini sabitləşdirmək üçün güzgülərin hazırlanması və istehsalıdır.
Məsələn, böyük silah sistemləri üçün bir silah və taret sürücülük sistemi, əsas və ehtiyat idarəetmə qurğularının siqnallarından asılı olaraq, silahı azimut və yüksəklikdə istiqamətləndirən üfüqi və şaquli istiqamətləndirici elektrik mühərriklərindən ibarətdir. Hər iki sürücüyə, hər bir mühərrikin çıxış dişli hissəsi ilə silah qurğusunun dişli sektoru arasında sıfır boşluğu olan fırçasız sinxron mühərriklərin mütləq yerləşdirilməsi daxildir.
Təchizat gərginliyi 28 və 610 volt olan DC ilə işləyə bilən sistem, silahı hər bir təyyarəyə 60 ° / s -ə qədər və ya 0,2 mrad / s -dən daha yavaş ata bilər.
Sürücü idarəetmə vahidi, sensorlar, idarəetmə və aktiv görmə qabiliyyətindən gələn giriş siqnallarına uyğun olaraq, enerji təchizatını qüllə və silah rəhbərliyi, stabilizasiya və hərəkətə gətirən servomotorların hər biri üçün üç fazalı sistemə çevirir.
IDTechEx araşdırma şirkətinin ötən ilki hesabatına görə, qlobal avtomobil elektrikləşdirmə bazarı 2026 -cı ilə qədər 300 milyard dollar olacaq. Nəqliyyat vasitəsinə düşən elektrik mühərriklərinin sayının artması (sükan, asma və digər əvvəllər mexaniki, pnevmatik və hidravlik hissələr elektrik sistemlərinin yerini aldığı üçün) nəticəsində yaranan bu artım kütləvi bazar üçün texnoloji bir zəmin yaradacaq və bununla da maya dəyərini azaldacaq. hərbi maşınlar üçün.
