Gradbeništvo
Prvi električni avtomobili so se pojavili pred avtomobili z motorji z notranjim zgorevanjem (ICE), leta 1828. V začetku 20. stoletja so električna vozila predstavljala več kot tretjino celotnega voznega parka ZDA. Vendar so se nato postopoma začeli odpovedati svojim položajem, popustili so avtomobilom v smislu dosega, udobja polnjenja goriva in drugih parametrov.
Za električna vozila je mogoče izvesti več možnosti oblikovanja. Klasično električno vozilo poganjajo baterije, polnjene na polnilni postaji. Električno vozilo z zunanjim dovodom električne energije prejema električno energijo iz zunanjih vodnikov po kontaktni metodi ali z elektromagnetnimi polji. Za polnjenje baterij električnega vozila je mogoče namestiti motor z notranjim zgorevanjem z generatorjem ali pa elektriko proizvesti iz tekočih ali plinastih goriv neposredno z uporabo katalitičnih gorivnih celic. Vse zgornje sheme je mogoče kombinirati na različne načine.
Občasno se je zanimanje za električna vozila obnavljalo, običajno med zvišanjem cen naftnih derivatov, vendar je hitro izzvenelo: avtomobili z motorji z notranjim zgorevanjem so ostali zunaj konkurence. Posledično se je oprema z električnim pogonom razširila v segmentu prometa z zunanjo oskrbo z električno energijo: električni vlaki, tramvaji in trolejbusi, v niši skladiščne opreme.
Ločen segment lahko ločimo s posebno opremo, na primer rudarskimi tovornjaki s tovornjaki več kot 100 ton, na katerih se uporablja elektromehanski prenos.
V začetku 21. stoletja se je zanimanje za električna vozila ponovno vzpostavilo na novi ravni. Odločilni dejavnik ni bil dvig cen naftnih derivatov, ampak povpraševanje okoljskih aktivistov po zmanjšanju škodljivih emisij. Ameriško podjetje Tesla, ki ga obožujejo (sovražijo) številni Elon Musk, je postalo proizvajalec, ki je čim bolj pregnal "okoljski val".
A kdorkoli in ne glede na to, kako so povezani z Elonom Muskom, ni mogoče zanikati, da je Tesla odlično opravil svoje delo: pravzaprav je nastal poseben segment avtomobilskega trga, električni avtomobili so postali področje, na katerem so se začeli avtomobilski velikani. aktivno vlagati. Če se razvoj aktivno izvaja v neki smeri, bo rezultat prej ali slej dosežen. Na voljo bodo nove baterije s povečano zmogljivostjo, visokimi stopnjami polnjenja in razširjenim temperaturnim območjem uporabe, učinkovitejši in kompaktnejši elektromotorji z vgrajenimi menjalniki, ki jih je mogoče namestiti v motorna kolesa z nizko težo brez vzmetenja in druge dogodke.
Nobenega dvoma ni, da bodo v bližnji prihodnosti električni avtomobili praktično zamenjali avtomobile z motorji z notranjim zgorevanjem, in to ne iz okoljskih razlogov, ampak zaradi splošne tehnične prednosti električnih vozil.
Vojaška oprema
Leta 1917 je francosko podjetje FAMH izdelalo 400 rezervoarjev Saint Chamond z električnim menjalnikom Crochat Collendeau, v katerem je bil bencinski motor Panhard priključen neposredno na električni generator, ki je poganjal dva elektromotorja, od katerih je bil vsak priključen na pogonsko kolo in gosenico voziti. Tudi leta 1917 so v Veliki Britaniji preizkusili rezervoar z električnimi menjalniki iz Daimlerja in britanske Westinghouse.
Kasnejši primeri so nemška težka samohodna topniška enota (SAU) "Ferdinand" ("Slon"), težka 65 ton. Elektrarna "Ferdinand" je vključevala dva V-oblikovana 12-valjna motorja z vodnim hlajenjem uplinjača "Maybach" HL 120 TRM s prostornino 265 litrov. str., dva električna generatorja Siemens-Schuckert Typ aGV z napetostjo 365 voltov in dva vlečna elektromotorja Siemens-Schuckert D149aAC z močjo 230 kW, nameščena v zadnjem delu trupa, ki sta vsako od njiju gnala skozi redukcijo orodje, izdelano po planetarni shemi.
Čeprav je Ferdinand relativno nov, se glede njenega dela ne pritožuje veliko. Kot tak lahko opazimo večjo zapletenost in stroške v primerjavi z elektrarnami klasične zasnove, pa tudi potrebo po uporabi velike količine bakra, ki ga v Nemčiji primanjkuje.
Poleg samohodnih pušk Ferdinand je bila uporaba električnega pogona obravnavana tudi v nemškem super težkem tanku, 188-tonskem tanku Maus.
Približno v istem obdobju je bil v ZSSR na osnovi tanka KV-1 razvit poskusni težki tank EKV z elektromehansko elektrarno. Tehnična zasnova tanka EKV je bila razvita septembra 1941, leta 1944 pa je prototip tanka EKV šel v preizkušanje. Predvidevalo se je, da bi uporaba elektromehanskega menjalnika na rezervoarju zmanjšala porabo goriva, izboljšala okretnost in dinamične lastnosti rezervoarja.
Elektromehanski prenos rezervoarja EKV je vključeval zaganjalni generator DK-502B, povezan z dizelskim motorjem V-2K, in dva vlečna motorja DK-301V z dvema vgrajenima menjalnikoma in krmilno opremo.
Glede na rezultate preskusov je bila zasnova rezervoarja EKV priznana kot nezadovoljiva, delo na projektu je bilo skrajšano.
Projekti "električnih" rezervoarjev so se izvajali v Veliki Britaniji, ZDA, ZSSR, Nemčiji in Franciji, pa tudi v drugih državah skozi celo stoletje. Kljub temu so trenutno tanki in oklepna vozila tradicionalne postavitve dosegli največji razvoj.
Prednosti in perspektive
Zakaj se kljub velikemu številu zaprtih poskusnih projektov nenehno vračamo k vprašanju zagotavljanja električnega pogona kopenskih bojnih vozil?
Po eni strani je razvoj tehnologij, katerih uporaba v električnih pogonskih sistemih omogoča računanje na doseganje pozitivnih rezultatov, ki so bili prej nedosegljivi. Razvijajo se trajni magneti in asinhroni elektromotorji, visoko učinkoviti generatorji električnega toka, sistemi za distribucijo energije, baterije za hitro polnjenje in še veliko več.
V zadnjem času ne govorimo le o zemeljski tehnologiji z električnim pogonom, ampak tudi o ustvarjanju popolnoma električnih letal do dokaj velikih modelov potnikov.
Po drugi strani pa so prednosti, ki jih lahko električni pogon prinese zemeljski bojni opremi, vse bolj povpraševane:
- možnost prilagodljive postavitve bojnega vozila zaradi odsotnosti v električnem prenosu enot s togo mehansko povezavo, ki jo zagotavljajo gredi;
- povečana preživetje vojaške opreme zaradi možnosti odvečnosti sestavnih delov električnega prenosa;
- možnost opustitve požarno nevarnih hidravličnih pogonov v korist električnih;
- možnost premikanja vojaške opreme na omejenih odsekih poti v maksimalnem maskirnem načinu, z minimalnimi razkritji zaradi zvočnih in toplotnih značilnosti;
- sposobnost ponovnega pridobivanja električne energije med zaviranjem;
- najboljše dinamične lastnosti in parametri tekaških oklepnih vozil, opremljenih z električnim menjalnikom;
- velika enostavnost upravljanja oklepnih vozil z električnim pogonom;
- sposobnost zagotavljanja zadostne količine električne energije za vedno večje število opreme, senzorjev, naprednega orožja.
Oglejmo si te prednosti podrobneje. Glavni vir energije je dizelska ali plinska turbina, pri avtomobilih z električnim prenosom bodo imeli večji vir in učinkovitost zaradi dejstva, da je na začetku mogoče izbrati optimalno število vrtljajev motorja, pri katerem bo imel minimalno obrabo in največ goriva učinkovitost. Povečane obremenitve med pospeševanjem in intenzivnim manevriranjem bodo nadomestile vmesne baterije.
Na primer, v kombinaciji z generatorjem je mogoče namestiti visokohitrostno plinsko turbino, ki bo delovala v načinu "vklop / izklop" za polnjenje medpomnilniških baterij, ne da bi pri tem spreminjala hitrost.
V električni menjalnik ni potrebe po namestitvi kosovnih gredi in menjalnikov. Mehanska povezava v električnem menjalniku je na voljo samo v parih motor-elektrika in električno-motorna kolesa, vendar so te enote lahko izdelane kot ena enota. Preostale enote so povezane s prilagodljivimi kabli.
Za razliko od mehanskih povezav so lahko električne povezave večkrat odveč. Na primer, v fazi sestavljanja ohišja je mogoče položiti zaščitene kabelske kanale, v katerih bo univerzalno napajalno in podatkovno vodilo, vključno z napajalnimi in podatkovnimi kabli.
Prostorska ločitev virov energije, oskrbovalnih in komunikacijskih kanalov ter motorjev in propelerjev z večjo verjetnostjo bo bojnemu vozilu omogočila ohranitev mobilnosti in zavedanje situacije, ko je poškodovan, kar bo zagotovilo možnost umika bojnega vozila iz strelnega območja in evakuacijo z bojišča.
Zavračanje hidravličnih pogonov v korist električnih bo pripomoglo tudi k povečanju preživetja kopenskih bojnih vozil, tako zaradi manjše požarne nevarnosti slednjih, kot tudi zaradi njihove večje zanesljivosti. Rusko letalstvo namerava do leta 2022 opustiti hidravlične pogone lovca pete generacije Su-57.
Prisotnost vmesnih baterij vam bo omogočila, da ostanete mobilni, ne da bi prižgali glavni motor, čeprav na precej omejenem odseku. To bo obetavnim bojnim vozilom omogočilo izvajanje novih taktičnih scenarijev za izvajanje bojnih operacij iz zasede, ko je oklepno vozilo v stanju pripravljenosti v polni bojni pripravljenosti, medtem ko bo njegov toplotni podpis primerljiv s temperaturo okolice.
Baterije bodo omogočale tudi premikanje v primeru okvare glavne elektrarne, kar bo oklepnim vozilom omogočilo, da sami zapustijo bojišče. V nekaterih primerih bo za evakuacijo bojnega vozila z električnim prenosom dovolj, da ga preprosto priključite na zunanji vir energije. Na primer, oklepno reševalno vozilo na ta način lahko hkrati evakuira dva druga oklepna vozila z delno poškodovanim električnim menjalnikom, tako da preprosto vrže napajalne kable čez njih.
Tako kot v civilnih električnih vozilih je tudi pri oklepnih vozilih z električnim prenosom moč obnoviti energijo med zaviranjem.
Kopenska bojna vozila z električnim prenosom bodo imela najboljše lastnosti mobilnosti in vodljivosti zaradi neskončno spremenljivega prenosa moči na propelerje, pa tudi prilagodljive porazdelitve moči med elektromotorji na strani pristanišča in desnega boka. Na primer, med zavojem se bo zmanjšanje moči na motorju zadnje krmilje nadomestilo s povečanjem moči motorja zadnje zanke.
Ena najpomembnejših prednosti električnega prenosa bo zmožnost napajanja opreme in senzorjev, na primer radarskih postaj (radarjev) za izvidništvo, vodenje in vsestransko obrambo kompleksa aktivne zaščite.
V bližnji prihodnosti bo lasersko orožje postalo sestavni del kopenskih bojnih vozil, ki bodo lahko v veliki meri nevtralizirala grožnjo majhnih brezpilotnih letal (UAV), protitankovskih vodenih izstrelkov in kasetnega streliva s termičnimi in optičnimi glavami za usmerjanje.
Električna energija bo morda potrebna tudi za aktivne maskirne sisteme za oklepna vozila v toplotnih in optičnih valovnih dolžinah.
sklepe
Ustvarjanje kopenskih bojnih vozil z električnim pogonom bo verjetno postalo neizogibno z izboljšanjem tehnologije in povečanjem zahtev za oskrbo z energijo vgrajene opreme in orožja. Civilni trg električnih vozil lahko pomembno vpliva na stopnjo uvajanja kopenskih bojnih vozil z električnim pogonom.
Obetavna kopenska bojna vozila z električnim prenosom bodo po dinamičnosti, okretnosti, enostavnosti upravljanja, preživetju in varnosti ter po možnosti postavitvi obetavnega orožja in senzorjev z visoko porabo energije presegla "klasične" modele.
