Suurepärane liikuvus kõige raskemates tingimustes on kõigi sõjaväesõidukite peamine omadus. Soomusmasinate puhul on seda aga palju raskem saavutada, kuid see on äärmiselt oluline, et nad saaksid oma ülesandeid edukalt täita
Liikuvus on soomukite jaoks väga oluline, kuid samas konkureerib see teiste kriitiliste omadustega, näiteks näiteks sõiduki ja meeskonna ellujäämise tagamisega. Ja siin võib see nõue kergesti vastuollu liikuvuse säilitamise nõudega. Siiski on selge, et sõdurid, kelle turvalisus sõltub sellistest sõidukitest, vajavad maastikul suuremat läbitavust, kiiremat kiirendust ja suuremat kiirust, mis kõik ei mõjuta ellujäämist negatiivselt. Need nõudmised ajendavad uute jõuallikate ja veermikusüsteemide väljatöötamist, et leida optimaalsed lahendused nende sageli vastuoluliste nõuete täitmiseks. Nende järgimiseks on aga vaja mitmete disainiparameetrite kombinatsiooni ja tasakaalu. Nende hulka kuuluvad vedrustussüsteemi omadused, mis mõjutavad otseselt liikumise kvaliteeti, rööbaste või rataste tugipind, mis määrab maapinna rõhu, sõiduki kliirensi ja mootori väljundi. Viimast omadust peetakse kõige olulisemaks ja kõige raskemini saavutatavaks. See on tingitud asjaolust, et isegi mootorivõimsuse genereerimise ja jaotamise küsimuses peab disainer tegema kompromisse, astudes mõnikord isegi oma laulu kõrile. Soomustatud sõiduki võimsuse suurenemist piiravad sellised tegurid nagu mootoriruumi maht, vahemiku säilitamise vajadus, kaalupiirangud ja vajadus täita rongisiseste süsteemide, näiteks sideseadmete, energiavajadusi, navigatsioonisüsteemid, andurid ning aktiivsed ja passiivsed kaitsesüsteemid.
Tõhus kaitse tänapäeva arenevate ohtude eest on hädavajalik, eriti nende puhul, mis seavad jõuseadmele ja veermikule kõige suuremad nõudmised. Kaitse tähendab peaaegu paratamatult soomust ja raudrüü lisab massi. Tekib vastuolu, mis sunnib meid tegema ebamugavaid kompromisse: ohutaseme tõustes tuleb tõsta ka kaitsetaset. Kaitsetaseme tõus tähendab reeglina vajadust täiendavate soomuste järele ja täiendav broneerimine võib aidata kaasa sõiduki massi suurenemisele. Soomusmasina sõiduomaduste säilitamine või parandamine toob paratamatult kaasa mootori võimsuse ja sellega ühendatud jõuülekande ning jõuülekande efektiivsuse suurenemise. Sõiduki massi määrab aga ka selle suurus: mida suurem on sõiduk ja pind, mida tuleb soomustada, seda raskemaks see muutub. Seega ei pea uus jõuallikas (käigukasti ja ajamitega mootor) olema mitte ainult võimsam, vaid see peab mahtuma vähemalt eraldatud mahu sisse või eelistatavalt väiksema kogumahuga. See kriteerium on esiteks absoluutne jõuseadmete jaoks, mis on kavandatud olemasolevate soomukite moderniseerimiseks, kuid see on väga soovitav ka uute platvormide puhul.
Soomusmasina pakutava liikuvuse taseme üldtunnustatud väärtus on niinimetatud võimsustihedus või võimsuse suhe (kõige sagedamini hobujõudes) ja sõiduki mass. See suhe, kuigi ei arvesta kõiki võimalikke liikuvust määravaid tegureid, on sobiv, kuigi toores kriteerium, ning on kasulik nii disainiparameetrina kui ka erinevate masinate võrdlemise vahendina. Reeglina on suurem erivõimsus, näiteks hj. tonni kohta, seda parem on masina üldine sõiduomadus. Hoolimata asjaolust, et sõiduki hindamisel võetakse sageli arvesse selle maksimaalset kiirust, võib lahingusõiduki, kiirenduse või mootori gaasireaktsiooni (võime kiiresti ja sujuvalt üleminek stabiilselt töölt minimaalse võimsusega maksimaalsele võimsusele) puhul tegelikult arvesse võtta palju olulisem. omadus. Sõiduki jõudluses sageli tähelepanuta jäetud, on ründavale tegevusele reageerides kiiresti kiirendada ja kiiresti ohutuks liikuda. See mõjutab otseselt sõiduki ja selle meeskonna vastupidavust. Seega aitab olemasolev võimsus mitte ainult kaasa liikuvuse suurenemisele, vaid ka ellujäämisele, eriti kui seda kasutatakse koos enesekaitsevahenditega, sealhulgas andurid löögi ja laserkiirguse tuvastamiseks, samuti passiivsed ja aktiivsed vastumeetmed.
Võimsus väikeses
Hoolimata üksikutest gaasiturbiinmootorite kasutamise juhtumitest, näiteks General Dynamics M1 Abrams peamiste lahingutankide (MBT) perekonnas, on soomusmasinate populaarseimaks mootoriks jätkuvalt diiselmootor või täpsemalt mitme kütusega diiselmootor. Jõuseadmete tootmise üks liidreid on Saksa ettevõte MTU. Selle integreeritud lähenemisviis seisneb selles, et ühte "jõuallikasse" ei kuulu mitte ainult mootor, jõuülekanne ja jõuülekanne, vaid ka õhuvarustuse ja selle filtreerimise, jahutamise, elektritootmise jt alamsüsteemid. Toiteploki kõik komponendid on hoolikalt projekteeritud ja kokku pandud, et saada kõige kompaktsem ja tõhusam lahendus. MTU tunnistab, et lahingumasina projekteerija ja integreerija jaoks on võimsuse ja mahu suhe kriitiline. Giovanni Spadaro, MTU riigiettevõtete juht, selgitas, et nende jaoks „kõigi komponentide integreerimine ühte süsteemi on väga oluline, arendame väsimatult oma väljatöötatud lahenduse kõigi osade sümbiootilise arengu filosoofiat. Meie jaoks tähendab see, et sõna otseses mõttes on kõik, arhitektuur, kontseptsioon, tarkvara ja kõik parameetrid, suunatud lõpliku täieliku toiteploki omaduste parandamisele. " Selle lähenemisviisi mõju lõplikule platvormile on tohutu, arvestades tihedat koostööd selliste juhtivate sõjaliste sõidukite tootjatega nagu Krause-Mafei Wegmann (KMW), Nexter, BAE Systems ja General Dynamics. General Dynamics Land Systemsi pressiesindaja selgitas: "Mis puutub jõuallikasse, siis suurem võimsus on parem, väiksem suurus on parem, odavam on üldiselt suurepärane, kuid kohustusliku ohutuse, töökindluse, vaikuse ja hooldatavuse taseme tõstmisega."
MTU on näidanud, et kaubanduslike jõuallikate kohandamine ja muutmine sõjaliseks otstarbeks sobib kergetele ja keskmistele soomusmasinatele, näiteks nelja teljega lahingsoomukile ARTEC Boxer, mis on varustatud diiselmootoriga MTU 8V199 TE20. Raskemate soomukite ja tankide jaoks on aga vaja oma mootoreid, näiteks näiteks 880 ja 890 seeria mootorid, mis on spetsiaalselt ette nähtud paigaldamiseks rasketele sõjalistele platvormidele. Kaasaegsete jõuallikate võimeid demonstreeritakse Puma roomikutega jalaväe lahingumasinas. Spadaro ütles, et „Puma MTU jõuallikas sisaldab käigukasti, starterit / generaatorit ning jahutus- ja õhupuhastussüsteeme. Diiselmootor MTU 10V 890 on tuntud väga suure võimsustiheduse ja kompaktsete mõõtmete poolest. Võrreldes teiste sama võimsusklassi sõjaliste mootoritega on kaalu ja mahtu vähendatud umbes 60 protsenti.” MTU erimootorite direktor kommenteeris, et "see seade on kompaktsem kui ükski varasem jõuallikas." MTU mootorite eelised ilmnevad eriti jõuallikate paigaldamisel eelmiste põlvkondade masinatesse. Selle EuroPowerPack sarja mootoreid kasutas Prantsuse ettevõte GIAT (nüüd Nexter), et asendada Araabia Ühendemiraatide tankide Leclerc-EAU mootorid. Selle perekonna mootorid on paigaldatud ka Challenger-2E MBT-le, samas saavutati märkimisväärne mahu kokkuhoid, vähendades samal ajal vahemikku kütusekulu vähenemise tõttu.
Raske ehitustehnika poolest tuntud Caterpillarist on saanud taktikaliste ja soomustatud sõidukite mootorite peamine tarnija. Selle pakkumised sõjaväele põhinevad üle maailma kasutusel olevatel kaubanduslikel süsteemidel. Sellest ka olulised eelised - tootmismahtudega seotud kulude vähenemine ja tehnilise toe kättesaadavus. Sellele vaatamata on ettevõtte arendused tuntud sõjaliseks kasutamiseks, näiteks C9.3 mootor, mille erivõimsus on 600 hj. Tõeline uuendus on aga see, et C9.3 on võimeline muutma oma võimsust. Euroopa Euro-III heitkoguste rangete nõuete täitmiseks lülitub see režiimile, mille võimsus on vähendatud 525 hj. võimsus. Caterpillar märgib, et „Kasu on see, et kasutaja saab valida töörežiimi. Võimalik on saavutada maksimaalne jõudlus põllul aktiivselt tegutsedes, kuid koolituse ajal või tsiviilelanikkonnaga piirkondades töötades võite minna heitekontrolli režiimi. " Tegelikult on see "lüliti" juurdunud tehnoloogiatesse, mille Caterpillar on välja töötanud kaubandussüsteemide jaoks.
Ettevõte valitakse alati olemasolevate soomukiparkide väljavahetamise ja kaasajastamise programmide jaoks. Näiteks on selle CV8 mootor praegu paigaldatud Briti armee Warrior roomikutega jalaväe lahingumasinatele. See töö toimub lepingu alusel Lockheed Martiniga, et uuendada sõidukit WCSP (Warrior Capability Sustainment Program) standardile, mis pikendab sõidukite tööd kuni 2040. aastani. Caterpillar muudab ka Ameerika armee Strykeri soomusmasinate perekonna mootorit võimsusega 350 hj. C9 mootorile võimsusega 450 hj. Uus mootor "sobib" eelmise mootori hõivatud mahuga. Asendamine on osa General Dynamics'i ECP-1 tehnilise muudatuse ettepanekust, mis sisaldab 910 amprit vahelduvvoolugeneraatorit, vedrustuse uuendamist ja muid täiustusi.
Elektrilised ajamid
Traditsiooniliselt edastatakse mootori jõud mehaaniliselt ratastele või roomikutele. Elektriajamid asendavad selle füüsilise ühenduse veorataste või ketiratastega paigutatud elektrimootoritega. Nende elektrimootorite käitamiseks vajalikku energiat saab võtta akudest, sisepõlemismootorist või mõlemast. Hübriidmeetodi puhul kasutatakse kas diisel- või gaasiturbiinmootorit, mida saab mehaanilistest ühendustest vabaks paigaldada nüüd kõikjale šassiisse, andes disaineritele suurema disainivabaduse. Samuti on võimalik paigaldada kaks mootorit, mille rakendas BAE Systems oma mobiilses katseseadmes HED (Hybrid Electric Drive). BAE Systemsi pressiesindaja Deepak Bazaz märkas, et kaks HED -mootorit on ühendatud generaatorite ja akudega, mis võimaldab tal töötada erinevates režiimides: üks mootor töötab ooterežiimis, säästes kütust, kaks mootorit töötavad, kui on vaja rohkem energiat, või vaikse vaatluse režiimis töötab ainult laetavate akudega. HED -kontseptsiooni rakendatakse roomik -AMPV (Armored Multipurpose Vehicle) platvormil, kuid see on plaanitud skaleerida ja kasutada mis tahes kaalukategooria sõidukil, nii ratastel kui ka roomikutel. Katseelektrijaama HED muutis BAE Systems Northrop Grummani hübriidkontseptsiooni jaoks osana oma ettepanekust Ameerika armee GCV (Ground Combat Vehicle) maapealse lahingumasina kohta.
NATO tehnoloogiauuringute organisatsiooni dokumendis "Hübriidsõidukid on kiiruse, kiirenduse, ronimisvõime ja vaikuse ees mootorsõidukitega võrreldes paremad … samas võib kütusesääst ulatuda 20-30 protsendini." Elektrimootorid pakuvad ka peaaegu kiiret kiirendust, head gaasireaktsiooni ja paremat veojõudu. Viimane sõltub otseselt elektrimootoritele omasest paranenud pöördemomendist. Lahingusõidukite jaoks tähendab see mitmeid eeliseid: vähem reaktsiooniaega kattele liikumisel, raskemini sisse saada ja parem murdmaasõit. HED-seadet toidavad kaks kuuesilindrilist mootorit, eritellimusel valmistatud QinetiQ käigukast ja 600-voldised liitium-ioonakud.
Elektriajami veel üks atraktiivne aspekt on selle võime toota tõhusamat ja kõrgemat elektrienergiat. Northrop Grumman / BAE Systems GCV platvormi elektrijaam suudab toota 1100 kilovatti, kuigi on oluliselt väiksem ja kergem kui traditsioonilised jõuallikad. Kuna aga energia salvestamine on hübriid -elektriajami oluline osa, on aku ebakõla muutumas suureks probleemiks. Seetõttu kaalutakse praegu hübriidsõidukite jaoks mitut tüüpi kõrgema energiatihedusega patareisid, sealhulgas liitiumioon, nikkelmetallhüdriid, nikkelnaatriumkloriid ja liitiumpolümeer. Kuid kõik need on veel tehnoloogia väljatöötamise staadiumis ja neil on teatud puudused, mis tuleb lahendada enne, kui need tunnistatakse sõjalistes rakendustes kasutamiseks sobivaks. Teine töövaldkond, mida tuleb arendada, et soomusmasinatele saaks massiliselt paigaldada hübriidajamid, on kaasaegsete veomootorite projekteerimispiirangute kõrvaldamine. Kuigi need süsteemid on edukalt integreeritud HED-tüüpi näidisprototüüpidesse, on neil süsteemidel suuruse, kaalu ja jahutuse piirangud. Kuni nende probleemide lahendamiseni jäävad kõik elektriahelad, hoolimata nende eelistest, soomukite jaoks illusiooniks.
Paljud teadusasutused on aga jätkuvalt huvitatud elektriajami kontseptsioonist. Näiteks kaitse arenenud uurimisprojektide agentuuri (DARPA) lepingute alusel katsetab QinetiQ oma rummumootorite (hammasratastega mootorite) kontseptsiooni, seadistades need pilootproovideks. Masina rataste võimsad kompaktsed elektrimootorid asendavad arvukad käigukastid, diferentsiaalid ja jõuülekanded. Võimalik, et seda kontseptsiooni saab rakendada ka olemasolevate ratastega soomusmasinate puhul. Tegelikult sõlmis BAE Systems juunis 2017 QinetiQ -ga lepingu uue elektriajami tehnoloogia kasutuselevõtmiseks lahingumasinates. Ettevõtte BAE Systems esindaja ütles, et see "pakub klientidele tõestatud odavat tehnoloogiat, mis suurendab praeguste ja tulevaste lahingumasinate võimalusi".
Võimu tulevased väljakutsed
Viimase kümnendi jooksul on lahingumasinate vajadus elektrienergia järele mitu korda suurenenud. BAE Systemsi lahingumasinate juht Mark Signorelli märkis, et "tulevikus on soomukitel üha raskem elektritarvet täita". Seda kasvavat probleemi püütakse lahendada. Näiteks kaalutakse M2 Bradley perekonna jaoks 300 amprit CE Niehofi generaatorit ja uue AMPV platvormi jaoks kahte 150 amprit generaatorit. Hr Spadaro MTU -st märkis, et „võtmetegurid, mis on mõjutanud ja mõjutavad suurema võimsuse tootmise lahenduste väljatöötamist, on pidevalt kasvav MBT ja ratastega sõidukite mass (peamiselt kõrgema kaitsetaseme nõuete tõttu) ja samal ajal on vaja rohkem elektrit mis tahes tüüpi pardasüsteemide jaoks, olgu selleks elektroonika, kaitsesüsteemid ja meeskonna mugavus, näiteks täiustatud kliimaseade. " MTU usub, et „nendega tegeletakse elektriliste komponentide sügavama integreerimisega toiteplokki. Heaks näiteks on siin taas Puma soomusmasina ülalmainitud jõuallikas MTU, mis sisaldab 170 kW nimivõimsusega starterit / generaatorit, mis annab voolu kahele jahutusventilaatorile, ja kliimaseadme külmutusagensi kompressorit."
Soomusmasinate jõud mõjutab otseselt lahinguvõimet ja ellujäämist. Peamised lahinguväljal ellujäämise kriteeriumid on järgmised: "võtke kõik meetmed, et meid ei märgataks, kui neid nähakse, mitte löögi alla, kui teid tabatakse, mitte tapetakse." Esimest soodustab oskus liikuda sinna, kus vastane sind ei oota. Teine nõuab katte leidmiseks kiiret kiirendamist ja head manööverdusvõimet ning selle teeb keeruliseks vaenlase laskuri võime tabada sihtmärk tõhusalt tapmiseks. Ja kolmanda määrab võime võtta sobivat passiivset kaitset ning rakendada passiivseid ja aktiivseid vastumeetmeid. Kuid kõik need kriteeriumid võivad teisi negatiivselt mõjutada. Näiteks suurendab täiendav soomus massi ja sellest tulenevalt ka liikuvust.
Edusammud soomusmasinate elektrijaamade, uute mootorite, jõuülekannete ja jõuülekannete valdkonnas, uuenduslikud integreerimis- ja paigutusmeetodid võimaldavad sõjatehnika arendajatel rahuldada klientide julgemaid soove. Paljud täiustused, mida me näeme sõjalistel platvormidel, on otseselt võetud äriprojektidest: mootorid ja pardaarvutid, digitaalne elektrooniline juhtimine, süsteemide oleku automaatne jälgimine, elektriajamid ja energiasalvestus ning lõpuks ka hübriidide praktilised rakendused. lahendusi. Selle delikaatse tasakaalu väljakutsed sunnivad tööstust aga arendama üha uuenduslikumaid lahendusi.
