Die militêre toerusting wat op die basis van die konsepte van die vorige eeu geskep is, het die drempel bereik, waarna reusagtige pogings en koste 'n onvoldoende lae resultaat lewer. Een van die redes is 'n aansienlike toename in die energieverbruik van nuwe AME -fasiliteite. Is daar 'n uitweg uit die doodloopstraat?
Daar is verskillende soorte energie (meganies, termies, elektries, ens.) In alle stadiums van gevegsgebruik in aanvraag: verkenning, oordrag van inligting, verwerking, gebruik van wapens, beskerming teen die vyand, maneuver, ens. Tans word opwekking uitgevoer vooraf, en energie gelewer deur MTO -dienste. Maar die volumes en tariewe wat die troepe benodig, begin omskep in 'n selfonderhoudende doel en probleem.
In die voetspore van Tesla
Die situasie word vererger deur die opkoms van nuwe tipes AME (elektromagnetiese gewere, gerigte energiewapens). Dit word al hoe duideliker dat die ontwikkeling van die wapensisteem 'n verandering in die konsepte van energievoorsiening vereis. Andersins is dit onmoontlik om die potensiaal van nuwe ontwerpe te besef.
Hierdie neiging is opmerklik. Aan die een kant is 'n aktiewe ontwikkeling van ten volle elektriese en hibriede militêre toerusting aan die gang. Aan die ander kant word opwekkingstelsels en middele geskep sonder koste of met verminderde koste van energiedraers wat aan die troepe gelewer word (sonpanele, windturbines, nuwe soorte brandstof). Terselfdertyd word fundamentele navorsing gedoen (veral aktief in die VSA en Japan) oor draadlose oordrag van energie oor lang afstande, wat die aantreklikste blyk te wees. Die idee is dat 'n kragtige bron (kernkragaanleg, hidro -elektriese kragstasie, ens.) Die ontvangstoestelle van die wapens en militêre toerusting deur die lug (ruimte) kanaal voed. Die bekendstelling van so 'n skema sou die behoefte om groot hoeveelhede energie (brandstof) aan die troepe te lewer, byna heeltemal uitskakel, wat hul gevegsgereedheid en gevegsdoeltreffendheid radikaal sou verhoog.
Die moontlikheid om energie oor 'n afstand sonder drade oor te dra, is eers bewys deur die eksperiment in Colorado Springs in 1899-1900 deur Nikola Tesla. Die elektriese impuls is 40 kilometer oorgedra. Dit was egter tot dusver nie moontlik om so 'n eksperiment te herhaal nie.
In 1968 stel die Amerikaanse ruimte-navorser Peter Glazer voor om groot sonpanele in 'n geostasionêre wentelbaan te plaas, en die energie wat hulle opwek (5-10 GW) word deur 'n gefokusde mikrogolfstraal na die aarde oorgedra, omgeskakel in gelykstroom of wisselstroom en aan verbruikers versprei. …
Die huidige ontwikkelingsvlak van mikrogolfelektronika maak dit moontlik om te praat van 'n redelik hoë doeltreffendheid van energie -oordrag deur so 'n balk - 70-75 persent. Maar dit is nogal moeilik om te implementeer. Dit is voldoende om te sê dat die deursnee van die senderantenne gelyk is aan 'n kilometer en die grondontvanger 10x13 kilometer groot moet wees vir 'n gebied op 'n breedtegraad van 35 grade. Daarom is die projek vergeet, maar onlangs, met inagneming van die nuutste tegnologiese vooruitgang, is navorsing hervat. Eksperimente word uitgevoer oor draadlose oordrag van energie met behulp van 'n laser.
Maar ons pad trein …
Alhoewel die vordering nie so beduidend is met die ontwikkeling van nuwe metodes vir opwekking en kragtoevoer nie, is dit indrukwekkend op die gebied van die skep van elektriese voorwerpe. Daar kan nie gesê word dat die idee van militêre (en nie net) tegnologie op hierdie basis absoluut nuut is nie. Dit is ekonomies en tegnies aantreklik gemaak deur die vordering in die opwekking, berging, transformasie en verspreiding van elektrisiteit in hoëkrag-elektrisiteit in vaste toestand, outomatisering en beheer. Alle elektriese fasiliteite het minder geraas, hoër doeltreffendheid, die moontlikheid van rasionele verdeling van krag tussen verbruikers, hoë omgewingsvriendelikheid en ander eienskappe wat hulle baie aantreklik maak op beide burgerlike en militêre gebiede.
Die eerste masjiene met elektriese ratkas dateer uit die begin van die vorige eeu, toe die Amerikaanse onderneming LeTourneau 'n elektriese aandrywing op selfaangedrewe skrapers begin gebruik het. En sedert 1954 word unieke super-swaar terreinvoertuie, sneeuwscooters, militêre vervoerers-ontruimers en meerdelige treine vervaardig wat toegerus is met al die voorste wielpropellers wat aangedryf word deur 'n kragopwekker wat op die koptrekker (leier) geïnstalleer is. Vir die eerste keer in die wêreldpraktyk het hulle kragtige kompakte elektriese motors begin gebruik wat direk in die wielnawe van 'n motor gemonteer is.
Die eerste Sowjet-aktiewe tweesnit-treintrein met 'n vereenvoudigde elektriese aandrywing van die sleepwaens is in 1959 ontwikkel. Maar dit was nie moontlik om die werk van alle dryfwiele met energiebronne volledig te koördineer nie. Verdere ontwikkelings van ander plaaslike ondernemings het ook nie tot die verwagte sukses gelei nie. Die struikelblok was die probleem van die outomatisering van die beheer van masjiene met elektriese transmissie: rasionele verspreiding van energiestrome tussen knope, minimum brandstofverbruik van die primêre verbrandingsmotor, optimale temperatuuromstandighede met maksimum doeltreffendheid, ens. Ook nie die rekenaarkrag van die rekenaars nie van daardie tyd, nóg die ooreenstemmende sagteware was genoeg.
Die situasie het die afgelope paar jaar radikaal verander en die idee van ten volle elektriese wapens en militêre toerusting het na 'n nuwe kwalitatiewe vlak teruggekeer. Die ontstaan van onbemande voertuie het belangstelling nog meer aangewakker. Elektriese transmissie maak dit makliker om ten volle outomatiese gevegsteikens te skep wat deur radio of deur 'n programmeerbare toestel beheer word.
Onder die son vaar
Die mees dringende implementering van die konsep van 'n heeltemal elektriese fasiliteit moet erken word in vlootegnologie. Daar is verskeie redes:
hoë lengte kragtransmissies (transmissies) vir verskillende doeleindes, 'n groot verskeidenheid aktuators en energie -omsetters van verskillende tipes: meganiese, termiese, hidrouliese en elektriese;
'n aansienlike aantal energieverbruikers: aandrywing van skroefskagte, artillerie- en vuurpylwerpers, radarstasies en elektroniese oorlogstelsels, ander meganismes;
die opkoms van wapensisteme wat 'n hoë energieverbruik vereis (gerigte energiewapens en militêre toerusting, elektromagnetiese gewere, ens.).
Die basis van volledig elektriese skepe is 'n enkele (geïntegreerde) kragstelsel, wat hoogspanningsopwekkings- en verspreidingsfasiliteite insluit, kompakte modules vir die opbou en omskakeling daarvan, outomatiese beheerstelsels met energieverbruik in verskillende werkswyses (volspoed, gevegsgebruik wapens, maneuver, ens.). Die mees illustratiewe ervaring is die Amerikaanse program DDG 1000 en die vernietiger Zumvolt wat daarop gebou is (https://vpk-news.ru/articles/17993). Ongelukkig het baie huishoudelike media gefokus op die tegniese en tegnologiese mislukkings van hierdie projek, en die aandag van die lesers ver verwyder van die betekenis van die ontwikkeling van die skip en selfs die idee in diskrediet gebring.
DDG 1000 is 'n spilpunt van die nuutste prestasies van Amerikaanse wetenskap en tegnologie op die gebied van wapenkomplekse en -stelsels. Maar almal is geïntegreer in die skip deur 'n begrip van die kenmerkende eienskappe van die werking, plek en rol, met inagneming van die vermoëns van die vernietiger -energie (Integrated Power System - IPS). Dit verseker die verskaffing van alle stelsels en eenhede, monitor en beheer die werking daarvan. Die oorgang na volle elektriese aandrywing het dit moontlik gemaak om aansienlike hoeveelhede interne ruimte vry te stel vir die plasing van ammunisie, om gemaklike omstandighede vir die bemanning te skep. Stoom, pneumatiese en hidrouliese aandrywing van alle meganismes word heeltemal vervang deur elektriese. Die totale krag van die kragstelsel - ongeveer 80 MW - is voldoende vir die installering van gevorderde wapens (laser, mikrogolfoond, elektromagnetiese gewere) sonder om die prestasie van ander verbruikers aansienlik te beskadig.
Die skip het 'n lae radar -handtekening. Die effektiewe verspreidingsgebied (EPR) is byna 50 keer minder as dié van die vorige generasie vernietigers. Onsigbaar!
Beheer word uitgevoer deur middel van 'n Total Ship Computing Environment (TSCE) met algemene sagteware en 'n 'kommersiële' koppelvlak, wat onder meer gemak bied aan onderhoud en opleiding van bemanning. Die opbou van die vernietigers van die Zumvolt-klas is gemaak van saamgestelde materiale.
Daar word beplan om skroefmotors te installeer met die effek van hoë temperatuur supergeleiding en elektromagnetiese gewere op die derde romp van so 'n vernietiger. Om die spoorgeweer te gebruik, moet die skip 'n kragopwekking van 10 tot 25 MW lewer, wat reeds bereik is.
U kan voortgaan met die lys van die innovasies wat op hierdie skip toegepas is of beplan word, maar die Amerikaners het reeds 'n buitelandse platform van die volgende generasie, wat geen ander land besit nie. Tot dusver het slegs die Franse skeepsboumaatskappy DCNS planne aangekondig om teen 2025 'n volledig elektriese gevegskip Advansea te skep.
Wat die onderzeese tegnologie betref, was hibriede of elektriese kragtoevoer oorspronklik 'n voorvereiste vir die ontwerp daarvan, dus is daar geen sin om innovasies op hierdie gebied in detail te bespreek nie.
In die burgerlike skeepsbou word ook modelle ontwikkel wat met die energie van die son kan klaarkom. Drie konsepte word geïmplementeer: die seil met sonbatterye wat daarop geleë is, bied die aandrywing en kragtoevoer, hulle word ook op die romp geplaas vir die beweging en die onttrekking van waterstof uit die water, die opgewekte energie word gebruik om die motor van die skroefas aan te dryf en herlaai die batterye.
Die vaartuig Suntech VIP van die Australiese skeepsboumaatskappy Solar Sailor is in 2010 volgens die eerste konsep gebou. Op die tweede - die Energy Observer -katamaran, wat tans voorberei om die wêreld vol te reis. Die derde is die Duitse Planet Solar Turanor, wat in 2010 gelanseer is en in 2012 omseil is. Die volledig elektriese onbemande Amerikaanse boot Solar Voyager (5,5 meter lank en 0,76 breed) met sonpanele is in Junie 2016 gelanseer en is getoets. Hulle werk aan soortgelyke projekte in Japan, Holland, Italië en ander lande. Dit is nog steeds eksoties, maar dit sal mettertyd van toepassing wees in militêre skeepsbou.
Skaam "Spruit"
'N Ander soort militêre toerusting wat die aantreklikste is vir die implementering van die konsep van 'n geheel-elektriese fasiliteit en wat die bekendstelling van 'n aansienlike aantal innoverende produkte behels, is vliegtuie. Met betrekking tot die militêre gebied, is dit nog meer korrek om oor UAV's te praat.
Bemande elektriese voertuie is tot dusver ontwikkel as demonstrateurs van gevorderde tegnologie. In 2012 het Long-ESA 'n spoedrekord opgestel vir elektriese vliegtuie, wat versnel het tot 326 kilometer per uur tydens die toets. Die Switserse Solar-Impulse kan onbepaald van die son af vlieg (met behulp van batterye as 'n kragbron). In 2015-2016 het dit (met landings) 'n vlug oor die hele wêreld uitgevoer. Die enigste vliegtuig wat tot dusver vir praktiese doeleindes gebruik is, is die twee-sitplek-opleiding Airbus E-Fan. Die Duitse maatskappy Lilium Aviation het die volledig elektriese tiltrotor Lilium Jet ontwikkel. Vlugtoetse het in 'n onbemande weergawe plaasgevind.
Al hierdie toestelle (met betrekking tot die militêre gebied) kan beskou word as prototipes van verkenningstoestelle vanweë hul lae geraasvlak, maar niks meer nie. Die grootste probleem by die skep van bemande elektriese vliegtuie is die onvoldoende kapasiteit van die batterye en die skerp toenemende vereistes vir drakrag as gevolg van die aanwesigheid van 'n persoon aan boord. Sommige lugvaartondernemings werk egter reeds aan hibriede vliegtuigprojekte. Dit word veral gedoen deur EADS saam met Rolls-Royce. Die verklaarde doelwitte is om die hoeveelheid brandstof wat verbruik word, te verminder, skadelike uitstoot in die omgewing te verminder en geraas te verminder.
Wat drones betref, is daar 'n hele paar heeltemal elektriese wat in die buiteland en in ons land geskep is (alhoewel op ingevoerde komponente), sowel as vliegtuig- en helikopterskemas. Die eerste wêreldrekords is opgestel: Brittanje se sonkrag-aangedrewe QinetiQ-Zephyr het in 2010 twee weke lank in die lug gebly.
Toepassing op militêre gebied het breë vooruitsigte: monitering, verkennings- en staking, teikenaanwysings, ens. Oor die algemeen behels die skepping van sulke vliegtuie die oplossing van baie innoverende probleme, insluitend die ontwikkeling van hoë sterkte saamgestelde materiale, ultra-groot batterye, klein elektriese motors met 'n hoë doeltreffendheid, outomatiese stelsels.
Wat militêre toerusting op die grond betref, hier is die spektrum van hibriede ('n kombinasie van 'n binnebrandenjin, 'n elektriese kragopwekker, toestelle vir energieopberging, elektriese aandrywings) en heeltemal elektriese ontwikkelings redelik breed, en huishoudelike ontwerpers het ook 'n paar sukses behaal..
Maar, soos in die vorige gevalle, ontstaan die vraag: wat is die voordele? Die elektriese ratkas maak dit moontlik om die voortstuwingsmetodes (wiele of spore) te optimaliseer, die rijsnelheid en trekkrag in 'n wye reeks traploos aan te pas en te verseker dat effektiewe anti-slot- en trekkragbeheerstelsels geskep word. Dit maak dit moontlik om die vereistes vir die kwalifikasies en psigofisiese toestand van bestuurders te verminder, terwyl die basiese aanwysers van mobiliteit verhoog word.
Elektriese transmissies het hoë kenmerke van betroubaarheid, vervaardigbaarheid, werking en herstel, beheervermoëns. Verminder geraas, verhoog omgewingsvriendelikheid. Die moontlikheid van kragtoevoer van wapens en toerusting met 'n hoë kragverbruik van radarstasies en elektroniese oorlogstelsels, elektrotermochemiese of EMP -gewere, ens., Is belowend.
Een van die take is die skep van kragtige klein trekkragmotors. Die grootste sukses hiervan is behaal in die VSA en Duitsland, waar dit gemaak word op grond van permanente magnete met behulp van seldsame aardelemente (samarium, kobalt, ens.) Met 'n hoë graad van magnetisme. Dit het dit moontlik gemaak om die volume en gewig van elektriese masjiene aansienlik te verminder en beheer te vergemaklik.
In Rusland is 'n gevegsvoertuig met wiele met 'n hibriede kragstasie en 'n elektriese ratkas gebaseer op die BTR-90 Rostok geskep as gevolg van die Krymsk-navorsingsprojek. Soos gerapporteer, het 'n eksperimentele model van 'n hibriede gepantserde personeeldraer aansienlik beter resultate getoon op seeproewe met 'n enjinvermoë van byna anderhalf keer minder as dié van die prototipe. Die brandstofreeks is anderhalf keer meer as dié van die BTR-90.
Wat onbemande (op afstand bestuurde en gerobotiseerde) heeltemal elektriese voorwerpe betref, is 'n groot aantal monsters grond wapens en toerusting in die buiteland en in ons land gemaak. Hulle ontwikkeling gaan in 'n versnelde tempo voort, as gevolg van die behoeftes van die troepe wat vyandelikhede in Afghanistan, Irak, Sirië en ander streke voer, sowel as interne behoeftes. Ons het dit om die aktiwiteite van die Ministerie van Binnelandse Sake, die RFD, die Nasionale Garde, die Ministerie van Noodgevalle en ander departemente te verseker.
Die konsep van ten volle elektriese of hibriede AME -fasiliteite word in alle gevorderde lande ter wêreld geïmplementeer. Die mees sistematiese en praktiese - in die VSA, Duitsland, Frankryk, Groot -Brittanje. Daar is wetenskaplike en tegniese grondslae vir die ontwikkeling en vervaardiging van 'n wye reeks produkte, wat in die nabye toekoms die basis sal vorm van 'n wapenstelsel wat op volledig elektriese masjiene gebou is. Dit bied 'n doeltreffende, omvattende gebruik van wapens wat gebaseer is op nuwe fisiese beginsels.
Die ontwerp van elektriese voorwerpe van militêre toerusting is nie 'n duidelike eerbetoon aan die mode nie. Dit is een van die belangrikste rigtings vir die vorming van die wapensisteem van die toekoms. Die opkoms van nuwe metodes om energie op te wek, oor te dra en te gebruik, om dit te gebruik om die vyand te verslaan, sal die vermoëns van troepe, die aard en inhoud van die proses van hul logistieke en logistieke ondersteuning aansienlik verander. Dit is kommerwekkend dat daar in ons land en die weermag steeds geen sistematiese benadering bestaan om die lys, inhoud en resultate van hierdie soort werk te bepaal nie.
