Ehitustehnika
Esimesed elektriautod ilmusid enne sisepõlemismootoriga (ICE) autosid 1828. aastal. 20. sajandi alguses moodustasid elektrisõidukid üle kolmandiku kogu USA autopargist. Kuid siis hakkasid nad järk -järgult oma positsioonidest loobuma, andes autodele ulatuse, tankimise mugavuse ja muude parameetrite osas.
Elektrisõidukitele saab rakendada mitmeid disainivõimalusi. Klassikalist elektrisõidukit toidavad laadimisjaamas laetud akud. Välise elektrienergiaga elektrisõiduk võtab elektrit välisjuhtidelt vastu kontaktmeetodil või elektromagnetväljade abil. Elektrisõiduki akude laadimiseks saab paigaldada generaatoriga sisepõlemismootori või elektrit toota vedelatest või gaasilistest kütustest otse katalüütiliste kütuseelementide abil. Kõiki ülaltoodud skeeme saab kombineerida mitmel viisil.
Perioodiliselt taastub huvi elektrisõidukite vastu, tavaliselt naftatoodete hinnatõusu ajal, kuid hääbub kiiresti: sisepõlemismootoriga autod jäid konkurentsist välja. Selle tulemusel on elektrilise tõukejõuga seadmed laialt levinud välise elektrienergiaga varustava transpordi segmendis: elektrirongid, trammid ja trollibussid, laoseadmete nišis.
Eraldi segmenti saab eristada erivarustusega, näiteks kaevanduskalluritega, mille kandevõime on üle 100 tonni ja millel kasutatakse elektromehaanilist jõuülekannet.
21. sajandi alguses taastus huvi elektrisõidukite vastu uuel tasemel. Määravaks teguriks ei olnud naftatoodete hinnatõus, vaid keskkonnaaktivistide nõudmine vähendada kahjulikke heitmeid. Ameerika ettevõttest Tesla, keda paljud Elon Musk jumaldavad (vihkavad), sai tootja, kes on võimalikult palju "keskkonnalainega" sõitnud.
Kuid kes iganes ja olenemata sellest, kuidas nad Elon Muskiga suhestuvad, ei saa eitada, et Tesla on teinud suurepärast tööd: tegelikult on loodud autoturgude eraldi segment, elektriautod on muutunud alaks, kus autohiiglased on alustanud aktiivselt investeerida. Kui arengut aktiivselt mingis suunas läbi viia, saavutatakse tulemus varem või hiljem. Saadaval on uued suurema võimsusega akud, kõrge laadimiskiirus ja laiendatud temperatuurivahemik, tõhusamad ja kompaktsemad elektrimootorid koos integreeritud käigukastidega, mida saab paigutada väikese vedrustamata kaalu ja muu arendusega mootorratastesse.
Pole kahtlust, et lähitulevikus asendavad elektriautod praktiliselt sisepõlemismootoriga autosid ja seda mitte keskkonnakaalutlustel, vaid elektrisõidukite üldise tehnilise paremuse tõttu.
Sõjaline varustus
1917. aastal valmistas prantsuse ettevõte FAMH 400 Saint -Chamondi tanki koos Crochat Collendeau elektrilise ülekandega, milles Panhardi bensiinimootor ühendati otse elektrigeneraatoriga, mis töötas kahe elektrimootori abil, millest igaüks oli ühendatud veoratta ja röövikuga sõita. Samuti katsetati 1917. aastal Suurbritannias Daimleri ja Briti Westinghouse'i elektriülekannetega paaki.
Hilisemate näidete hulka kuulub Saksa raske iseliikuv suurtükiväeüksus (SAU) "Ferdinand" ("Elephant"), mis kaalub 65 tonni. Elektrijaam "Ferdinand" sisaldas kahte V-kujulist 12-silindrilist vesijahutusega karburaatormootorit "Maybach" HL 120 TRM, mille maht oli 265 liitrit. lk., kaks elektrigeneraatorit Siemens-Schuckert Typ aGV pingega 365 volti ja kaks veojõu elektrimootorit Siemens-Schuckert D149aAC võimsusega 230 kW, mis asuvad kere tagaosas, mis ajasid iga ratta läbi reduktori planeetide skeemi järgi valmistatud käik.
Kuigi Ferdinand on suhteliselt uus, pole tema töö kohta palju kaebusi. Sellisena võib märkida suuremat keerukust ja kulusid võrreldes klassikalise disainiga elektrijaamadega, samuti vajadust kasutada märkimisväärses koguses vaske, mida Saksamaal napib.
Lisaks Ferdinandi iseliikuvatele püssidele kaaluti elektrilise tõukejõu kasutamist ka Saksa üliraske tankis, 188-tonnises Mausi paagis.
Umbes samal perioodil töötati NSV Liidus välja tank-KV-1 baasil elektromehaanilise elektrijaamaga eksperimentaalne raskepaak EKV. EKV tanki tehniline disain töötati välja 1941. aasta septembris ja 1944. aastal läks EKV tanki prototüüp katsetamisele. Eeldati, et elektromehaanilise jõuülekande kasutamine paagil vähendab kütusekulu, parandab paagi manööverdusvõimet ja dünaamilisi omadusi.
EKV paagi elektromehaaniline ülekanne sisaldas VK-2K diiselmootoriga ühendatud starter-generaatorit DK-502B ja kahte veomootorit DK-301V koos kahe pardal oleva käigukasti ja juhtimisseadmetega.
Katsetulemuste kohaselt tunnistati EKV paagi disain ebarahuldavaks, tööd projektiga piirati.
"Elektriliste" paakide projekte viidi läbi XX sajandi Suurbritannias, USA -s, NSV Liidus, Saksamaal ja Prantsusmaal, aga ka teistes riikides. Sellegipoolest on traditsioonilise paigutusega tankid ja soomukid maksimaalselt arenenud.
Kasu ja väljavaated
Miks pöördutakse pidevalt tagasi maapealsete lahingumasinate elektrilise tõukejõu tagamise küsimuse juurde, hoolimata suletud katseprojektide suurest arvust?
Ühest küljest areneb tehnoloogia, mille kasutamine elektriajamites võimaldab loota positiivsete tulemuste saamisele, mida varem ei olnud võimalik saavutada. Arendatakse püsimagnetit ja asünkroonseid elektrimootoreid, suure efektiivsusega elektrivoolugeneraatoreid, toitejaotussüsteeme, kiirlaadimisakusid ja palju muud.
Hiljuti ei räägi me mitte ainult elektriajamiga maapealsest tehnoloogiast, vaid ka täielikult elektriliste lennukite loomisest kuni üsna suurte reisimudeliteni.
Teisest küljest on eelised, mida elektriline tõukejõud maapealsele lahingutehnikale pakkuda võib, üha enam nõutud:
- lahingusõiduki paindliku paigutuse võimalus, kuna võllide pakutava jäiga mehaanilise ühendusega üksuste elektriline ülekanne puudub;
- sõjavarustuse suurem elujõulisus, mis on tingitud elektrilise jõuülekande komponentide koondamise võimalusest;
- võimalus loobuda tuleohtlikest hüdraulilistest ajamitest elektriajamite kasuks;
- sõjatehnika liikumise võimalus piiratud rajaosadel maksimaalse kamuflaaži režiimis, minimaalse paljastamisega heli- ja soojusomaduste järgi;
- võime pidurdamise ajal elektrit taastada;
- elektrilise jõuülekandega soomukite parimad dünaamilised omadused ja murdmaaparameetrid;
- elektrilise tõukejõuga soomusmasinate väga lihtne juhtimine;
- võime pakkuda piisava koguse elektrit üha suuremale hulgale seadmetele, anduritele, täiustatud relvadele.
Vaatame neid eeliseid lähemalt. Peamiseks energiaallikaks on diisel- või gaasiturbiin, elektrilise jõuülekandega autodel on nende ressurss ja efektiivsus suurem, kuna algselt saab valida optimaalse mootori pöörlemiskiiruse, mille juures on minimaalne kulumine ja maksimaalne kütus tõhusust. Kiirendamise ja jõulise manööverdamise ajal suurenenud koormusi kompenseerivad puhverpatareid.
Näiteks koos generaatoriga saab paigaldada kiiret gaasiturbiini, mis töötab puhverpatareide laadimiseks "sisse / välja" režiimis ilma kiirust muutmata.
Elektrilise jõuülekande korral ei ole vaja paigaldada suuremahulisi võlli ja käigukasti. Elektrilise jõuülekande mehaaniline ühendus on saadaval ainult mootori-elektrigeneraatori ja elektrimootori rattapaarides, kuid neid agregaate saab valmistada ühe üksusena. Ülejäänud seadmed on ühendatud painduvate kaablitega.
Erinevalt mehaanilistest ühendustest võivad elektriühendused olla mitu korda ülearused. Näiteks korpuse kokkupaneku etapis saab paigaldada kaitstud kaablikanalid, kuhu paigutatakse universaalne toite- ja andmesiin, sealhulgas toite- ja andmekaablid.
Suurema tõenäosusega energiaallikate, toite- ja sidekanalite, samuti mootorite ja propellerite ruumiline eraldamine võimaldab lahingumasinal säilitada liikuvust ja olukorrateadlikkust, kui see on kahjustatud, mis tagab võimaluse lahingumasina laskmistsoonist välja viia. ja evakueerimine lahinguväljalt.
Hüdrauliliste ajamite tagasilükkamine elektriajamite kasuks aitab samuti suurendada maapealsete lahingumasinate vastupidavust nii nende väiksema tuleohu kui ka suurema töökindluse tõttu. Venemaa õhujõud kavatsevad 2022. aastaks loobuda viienda põlvkonna hävitaja Su-57 hüdraulilistest ajamitest.
Puhverpatareide olemasolu võimaldab teil liikuda ilma peamasinat sisse lülitamata, ehkki üsna piiratud osas. See võimaldab paljutõotavatel lahingumasinatel rakendada uusi taktikalisi stsenaariume lahingutegevuse läbiviimiseks varitsusest, kui soomuk on ooterežiimis täielikus lahinguvalmiduses, samas kui selle soojusallikas on võrreldav ümbritseva õhu temperatuuriga.
Patareid annavad ka võimaluse liikuda peaelektrijaama rikke korral, mis võimaldab soomukitel lahinguväljalt iseseisvalt lahkuda. Mõnel juhul piisab elektrilise jõuülekandega lahingumasina evakueerimiseks selle ühendamisest lihtsalt välise toiteallikaga. Näiteks saab sel viisil soomustatud taaskasutussõiduk üheaegselt evakueerida veel kaks soomukit, millel on osaliselt kahjustatud elektriülekanne, lihtsalt toitekaablid üle nende visates.
Nagu tsiviilisõidukite elektrisõidukite puhul, saab ka elektriülekandega soomukites energiat pidurdamise ajal taastada.
Elektrilise jõuülekandega maasõidukitel on parimad liikuvuse ja juhitavuse omadused, mis tulenevad lõpmatult muutuvast jõuülekandest sõukruvidele, samuti paindlikust energiajaotusest sadama ja parema külje elektrimootorite vahel. Näiteks pöörde ajal kompenseeritakse tagumise ääriku mootori võimsuse vähenemine tagakülje mootoriga võimsuse suurenemisega.
Elektriülekande üks olulisemaid eeliseid on võimalus varustada seadmeid ja andureid, näiteks radarijaamu (radareid) aktiivse kaitsekompleksi tutvumiseks, juhtimiseks ja igakülgseks kaitsmiseks.
Lähiajal muutuvad laserrelvad maapealsete lahingumasinate lahutamatuks osaks, mis suudavad suures osas neutraliseerida väikeste mehitamata õhusõidukite (UAV), tankitõrjega juhitavate rakettide ning termilise ja optilise sihtimispeaga kobarlaskemohu.
Elektrit võidakse nõuda ka soomustatud sõidukite aktiivsete kamuflaažisüsteemide puhul termilise ja optilise lainepikkuse vahemikus.
järeldused
Elektrilise tõukejõuga maapealsete lahingumasinate loomine muutub tõenäoliselt vältimatuks, kui tehnoloogia paraneb ning nõuded rongisisese varustuse ja relvade toiteallikale suurenevad. Elektrisõidukite tsiviilturg võib oluliselt mõjutada elektriliste tõukejõuga maapealsete lahingumasinate kasutuselevõtu määra.
Elektrilise jõuülekandega paljulubavad maapealsed lahingumasinad ületavad dünaamilisuse, manööverdusvõime, juhtimismugavuse, ellujäämise ja turvalisuse ning võimalusel ka paljulubavate relvade ja suure energiatarbimisega andurite paigutuse poolest "klassikalisi" mudeleid.
