Ang kagamitang pang-militar na nilikha batay sa mga konsepto ng huling siglo ay lumapit sa threshold, lampas na sa mga dakilang pagsisikap at gastos na magbigay ng hindi sapat na mababang resulta. Ang isa sa mga kadahilanan ay isang makabuluhang pagtaas sa pagkonsumo ng enerhiya ng mga bagong pasilidad ng AME. Mayroon bang paraan upang makalabas?
Ang iba't ibang mga uri ng enerhiya (mekanikal, thermal, elektrikal, atbp.) Ay hinihingi sa lahat ng mga yugto ng paggamit ng pagbabaka: pagsisiyasat, paglipat ng impormasyon, pagproseso, paggamit ng sandata, proteksyon mula sa kaaway, pagmamaniobra, atbp Sa kasalukuyan, isinasagawa ang henerasyon nang maaga, at enerhiya na naihatid ng mga serbisyo ng MTO. Ngunit ang mga volume at rate na kinakailangan ng mga tropa ay nagsisimulang maging isang pansariling layunin at problema.
Sa yapak ni Tesla
Ang sitwasyon ay pinalala ng paglitaw ng mga bagong uri ng AME (mga electromagnetic na baril, nakadirekta ng mga sandata ng enerhiya). Ito ay nagiging mas at mas malinaw na ang pag-unlad ng sistema ng sandata ay nangangailangan ng isang pagbabago sa mga konsepto ng supply ng enerhiya. Kung hindi man, imposibleng mapagtanto ang potensyal na inilatag sa mga bagong disenyo.
Kapansin-pansin ang kalakaran na ito. Sa isang banda, isinasagawa ang isang aktibong pagpapaunlad ng ganap na elektrisidad at hybrid na kagamitan sa militar. Sa kabilang banda, ang mga bumubuo ng mga system at paraan ay nilikha nang walang gastos o may pinababang gastos ng mga carrier ng enerhiya na naihatid sa mga tropa (solar panel, wind turbines, mga bagong uri ng gasolina). Sa parehong oras, ang pangunahing pananaliksik ay isinasagawa (lalo na aktibo sa USA at Japan) sa wireless na paghahatid ng enerhiya sa mahabang distansya, na tila ang pinaka kaakit-akit. Ang ideya ay ang isang makapangyarihang mapagkukunan (planta ng lakas na nukleyar, planta ng hydroelectric, atbp.) Pinakain ang mga tumatanggap na aparato ng mga sandata at kagamitan sa militar sa pamamagitan ng air (space) channel. Ang pagpapakilala ng naturang pamamaraan ay halos ganap na aalisin ang pangangailangan na maghatid ng malalaking dami ng enerhiya (fuel) sa mga tropa, na radikal na pinapataas ang kanilang kahandaan sa pagbabaka at pagiging epektibo ng labanan.
Ang posibilidad ng paglilipat ng enerhiya sa isang distansya nang walang mga wire ay unang napatunayan at ipinakita sa pamamagitan ng eksperimento sa Colorado Springs noong 1899-1900 ni Nikola Tesla. Ang salpok ng kuryente ay naipadala sa 40 kilometro. Gayunpaman, hindi posible na ulitin ang gayong eksperimento sa ngayon.
Noong 1968, iminungkahi ng Amerikanong space researcher na si Peter Glazer na maglagay ng malalaking solar panel sa geostationary orbit, at ang enerhiya na nalilikha nila (5-10 GW) upang maipadala sa Earth sa pamamagitan ng isang pokus na microwave beam, ginawang direkta o alternating kasalukuyang at ipinamahagi sa mga mamimili.. …
Ang kasalukuyang antas ng pag-unlad ng mga electronics ng microwave ay ginagawang posible na magsalita ng isang mataas na kahusayan ng paglipat ng enerhiya ng naturang sinag - 70-75 porsyento. Ngunit ito ay medyo mahirap pa ring ipatupad. Sapat na sabihin na ang diameter ng nagpapadala ng antena ay dapat na katumbas ng isang kilometro, at ang ground receiver ay dapat na 10x13 kilometro ang laki para sa isang lugar sa isang latitude na 35 degree. Samakatuwid, ang proyekto ay nakalimutan, ngunit kamakailan, na isinasaalang-alang ang pinakabagong mga teknolohikal na pagsulong, ipinagpatuloy ang pananaliksik. Isinasagawa ang mga eksperimento sa wireless na paghahatid ng enerhiya gamit ang isang laser.
Ngunit ang aming road train …
Habang ang pag-unlad ay hindi gaanong makabuluhan sa pagbuo ng mga bagong pamamaraan ng pagbuo at paghahatid ng kuryente, sa larangan ng paglikha ng lahat ng mga de-kuryenteng bagay na kahanga-hanga sila. Hindi masasabi na ang ideya ng militar (at hindi lamang) teknolohiya sa batayan na ito ay ganap na bago. Ginawa itong pang-ekonomiya at panteknikal na kaakit-akit ng pag-unlad sa pagbuo, pag-iimbak, pagbabago at pamamahagi ng kuryente, sa mga high-power solid-state electronics, automation at control. Ang mga pasilidad na all-electric ay may mas kaunting ingay, mas mataas na kahusayan, ang posibilidad ng makatuwiran na pamamahagi ng kapangyarihan sa pagitan ng mga mamimili, mataas na kabaitan sa kapaligiran at iba pang mga katangian na ginagawang kaakit-akit sa mga larangan ng sibil at militar.
Ang mga unang makina na may de-kuryenteng paghahatid ay nagsimula pa noong huling siglo, nang magsimulang gumamit ang isang Amerikanong kumpanya na LeTourneau ng isang electric drive sa mga self-propelled scraper. At mula noong 1954, ang natatanging sobrang mabibigat na lahat ng mga sasakyan sa buong lupa, mga snowmobile, military transporters-evacuators at mga multi-section na tren sa kalsada na nilagyan ng lahat ng mga nangungunang mga propeller ng gulong na hinimok ng isang generator na naka-install sa head tractor vehicle (pinuno) ay ginawa. Sa kauna-unahang pagkakataon sa pagsasanay sa mundo, nagsimula silang gumamit ng malakas na compact electric motor na naka-mount nang direkta sa mga wheel hub ng isang kotse.
Ang unang aktibong Soviet two-section road train na may isang pinasimple na electric drive ng mga trailer gulong ay binuo noong 1959. Ngunit hindi posible na makamit ang kumpletong koordinasyon ng gawain ng lahat ng mga gulong sa pagmamaneho na may mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang karagdagang mga pagpapaunlad ng iba pang mga domestic enterprise ay hindi rin humantong sa inaasahang tagumpay. Ang hadlang ay ang problema ng pag-automate ng kontrol ng mga makina na may de-kuryenteng paghahatid: makatuwiran na pamamahagi ng daloy ng enerhiya sa pagitan ng mga node, minimum na pagkonsumo ng gasolina ng pangunahing panloob na engine ng pagkasunog, pinakamainam na mga kondisyon ng temperatura na may pinakamataas na kahusayan, atbp Ni ang kapangyarihan sa computing ng mga computer ng oras na iyon o ang kaukulang software ay sapat.
Ang sitwasyon ay radikal na nagbago nitong mga nakaraang taon at ang ideya ng ganap na mga de-kuryenteng sandata at kagamitan sa militar ay bumalik sa isang bagong antas na husay. Ang paglitaw ng mga walang sasakyan na sasakyan ay lalong nagdulot ng interes. Ginagawang mas madali ng paghahatid ng kuryente upang makalikha ng ganap na awtomatikong mga target sa labanan na kinokontrol ng radyo o sa pamamagitan ng isang nai-program na aparato.
Sa ilalim ng araw ng paglalayag
Ang pinaka-kagyat na pagpapatupad ng konsepto ng isang all-electric na pasilidad ay dapat kilalanin sa teknolohiyang pandagat. Mayroong maraming mga kadahilanan:
mataas na haba ng mga transmisyon ng kuryente (mga paghahatid) para sa iba't ibang mga layunin, isang malaking hanay ng mga actuator at mga converter ng enerhiya ng iba't ibang mga uri: mekanikal, thermal, haydroliko at elektrikal;
isang makabuluhang bilang ng mga consumer ng enerhiya: mga drive ng mga propeller shafts, artilerya at rocket launcher, mga istasyon ng radar at mga electronic warfare system, iba pang mga mekanismo;
ang paglitaw ng mga sistema ng sandata na nangangailangan ng mataas na pagkonsumo ng enerhiya (nakadirekta na sandata ng enerhiya at kagamitan sa militar, mga electromagnetic na baril, atbp.).
Ang batayan ng ganap na mga de-kuryenteng barko ay isang solong (isinama) na sistema ng kuryente, na kinabibilangan ng high-voltage na henerasyon at mga pasilidad ng pamamahagi, mga compact module para sa akumulasyon at conversion nito, mga awtomatikong control system na may pagkonsumo ng enerhiya sa iba't ibang mga mode ng operasyon (buong bilis, paggamit ng labanan ng mga sandata, maneuvering, atbp.). Ang pinakanilalarawan na karanasan ay ang programang Amerikano na DDG 1000 at ang tagawasak na Zumvolt na itinayo dito (https://vpk-news.ru/articles/17993). Sa kasamaang palad, maraming domestic media na nakatuon sa mga pagkabigo sa teknikal at teknolohikal ng proyektong ito, na ang pansin ng mga mambabasa ay malayo sa kahulugan ng pag-unlad ng barko at kahit na pinapahiya ang ideya.
Ang DDG 1000 ay isang hub ng pinakabagong mga nakamit ng agham at teknolohiya ng Amerikano sa larangan ng mga armas at sistema ng sandata. Ngunit ang lahat sa kanila ay isinama sa barko sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga tampok na katangian ng pagpapatakbo, lugar at papel, isinasaalang-alang ang mga kakayahan ng enerhiya ng mananaklag (Integrated Power System - IPS). Tinitiyak nito ang supply ng lahat ng mga system at unit, sinusubaybayan at kinokontrol ang kanilang operasyon. Ang paglipat sa buong electric propulsyon ay ginawang posible upang malaya ang makabuluhang dami ng panloob na puwang para sa paglalagay ng bala, upang lumikha ng mga kumportableng kondisyon para sa mga tauhan. Ang mga singaw, niyumatik at haydroliko na mga drive ng lahat ng mga mekanismo ay ganap na pinalitan ng mga de-koryenteng. Ang kabuuang lakas ng system ng kuryente - halos 80 MW - ay sapat para sa pag-install ng mga advanced na sandata (laser, microwave, electromagnetic gun) nang walang makabuluhang pinsala sa pagganap ng iba pang mga consumer.
Ang barko ay may mababang pirma sa radar. Ang mabisang lugar ng pagwawaldas (EPR) ay halos 50 beses na mas mababa kaysa sa mga nakaraang nawasak na henerasyon. Hindi nakikita!
Isinasagawa ang kontrol sa pamamagitan ng isang Total Ship Computing Environment (TSCE) na may karaniwang software at isang "komersyal" na interface, na, bukod sa iba pang mga bagay, ay nagbibigay ng kadalian sa pagpapanatili at pagsasanay sa tauhan. Ang supersastraktura ng mga Zumvolt-class na nagsisira ay gawa sa mga pinaghalong materyales.
Plano nitong mag-install ng mga propeller motor na ginagamit ang epekto ng superconductivity na may mataas na temperatura at mga electromagnetic na baril sa pangatlong katawan ng naturang isang nagsisira. Upang magamit ang railgun, ang barko ay dapat magbigay ng pagbuo ng lakas na 10 hanggang 25 MW, na nakamit na.
Maaari mong ipagpatuloy na ilista ang mga makabagong ideya na naipatupad o pinaplano sa barkong ito, ngunit ang mga Amerikano ay mayroon nang susunod na henerasyon na malayo sa pampang na platform, na wala sa ibang bansa. Sa ngayon, ang kumpanya lamang ng paggawa ng barko sa Pransya na DCNS ang nagpahayag ng mga plano na lumikha ng isang all-electric combat ship na Advansea sa 2025.
Tungkol sa teknolohiyang subsea, ang hybrid o all-electric power supply ay orihinal na isang paunang kinakailangan para sa disenyo nito, kaya't walang point sa pagtalakay nang detalyado sa lugar na ito nang detalyado.
Sa paggawa ng mga bapor sa sibil, ang mga modelo ay binuo din na maaaring gawin sa lakas ng araw. Tatlong konsepto ang ipinatupad: ang layag na may mga solar baterya na matatagpuan sa mga ito ay nagbibigay ng propulsyon at supply ng kuryente, inilalagay din ito sa katawan ng barko para sa paggalaw at pagkuha ng hydrogen mula sa tubig, ang nabuong enerhiya ay ginagamit upang mapatakbo ang propeller shaft electric motor at muling magkarga ng baterya.
Ang cruise ship na Suntech VIP ng Australian shipbuilding company na Solar Sailor ay itinayo noong 2010 ayon sa unang konsepto. Sa pangalawa - ang Energy Observer catamaran, na kasalukuyang naghahanda upang maglakbay sa buong mundo. Ang pangatlo ay ang German Planet Solar Turanor, na inilunsad noong 2010 at pinalibot sa 2012. Ang buong de-kuryenteng unmanned American boat na Solar Voyager (5.5 metro ang haba at 0.76 ang lapad) na may solar panel ay inilunsad noong Hunyo 2016 at nasubukan. Nagtatrabaho sila sa mga katulad na proyekto sa Japan, Holland, Italy at iba pang mga bansa. Exotic pa rin ito, ngunit sa paglipas ng panahon ay makakahanap ito ng aplikasyon sa paggawa ng barko ng militar.
Walang imik na "Sprout"
Ang isa pang uri ng kagamitang pang-militar na pinaka-kaakit-akit para sa pagpapatupad ng konsepto ng isang all-electric na pasilidad at nagsasangkot ng pagpapakilala ng isang makabuluhang bilang ng mga makabagong produkto ay sasakyang panghimpapawid. Na patungkol sa larangan ng militar, mas tama pa rin upang pag-usapan ang tungkol sa mga UAV.
Ang mga de-koryenteng sasakyang de-kuryente ng tao ay napakalaki bilang mga demonstrador ng advanced na teknolohiya. Noong 2012, ang Long-ESA ay nagtakda ng isang record ng bilis para sa sasakyang panghimpapawid ng kuryente, na bumibilis sa 326 kilometro bawat oras sa pagsubok. Ang Swiss Solar-Impulse ay maaaring lumipad nang walang katiyakan mula sa Araw (gamit ang mga baterya bilang mapagkukunan ng kuryente). Noong 2015-2016, gumanap ito (na may mga landing) isang paglipad sa buong mundo. Ang nag-iisang sasakyang panghimpapawid na ginamit para sa mga praktikal na hangarin sa ngayon ay ang dalawang-upuang pagsasanay na Airbus E-Fan. Ang kumpanya ng Aleman na Lilium Aviation ay bumuo ng all-electric tiltrotor Lilium Jet. Ang mga pagsubok sa paglipad ay naganap sa isang walang bersyon na bersyon.
Ang lahat ng mga aparatong ito (na may kaugnayan sa larangan ng militar) ay maaaring isaalang-alang bilang mga prototype ng mga aparatong reconnaissance dahil sa kanilang mababang antas ng ingay, ngunit wala na. Ang pangunahing kahirapan sa paglikha ng manned electric sasakyang panghimpapawid ay ang hindi sapat na kapasidad ng mga baterya at ang matalim na pagtaas ng mga kinakailangan para sa pagdala ng kapasidad dahil sa pagkakaroon ng isang tao sa board. Gayunpaman, ang ilang mga firm firm ay gumagana na sa mga hybrid airliner na proyekto. Sa partikular, ginagawa ito ng EADS kasama ang Rolls-Royce. Ang idineklarang mga layunin ay upang mabawasan ang dami ng natupok na gasolina, bawasan ang mga nakakapinsalang emisyon sa kapaligiran, at mabawasan ang ingay.
Tulad ng para sa mga drone, kasama ng mga ito mayroong ilang mga ganap na kuryente, na nilikha kapwa sa ibang bansa at sa ating bansa (kahit na sa mga na-import na sangkap), at kapwa mga iskema ng sasakyang panghimpapawid at helikoptero. Ang unang tala ng mundo ay naitakda: Ang kapangyarihan ng solar na QinetiQ-Zephyr ng Britain ay nanatili sa himpapawid ng dalawang linggo noong 2010.
Ang aplikasyon sa larangan ng militar ay may malawak na mga prospect: pagsubaybay, reconnaissance at mga aksyon ng welga, target na pagtatalaga, atbp Sa pangkalahatan, ang paglikha ng naturang sasakyang panghimpapawid ay nagsasangkot ng solusyon ng maraming mga makabagong problema, kabilang ang pagbuo ng mataas na lakas na pinaghiwalay na mga materyales, sobrang laki baterya, maliit na sukat na de-kuryenteng motor na may mataas na kahusayan, awtomatikong mga sistema ng pamamahala.
Tulad ng para sa mga kagamitang pang-militar na nakabatay sa lupa, narito ang spectrum ng hybrid (isang kombinasyon ng isang panloob na engine ng pagkasunog, isang generator ng kuryente, mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya, lahat ng de-kuryenteng drive) at ganap na mga pagpapaunlad ng kuryente ay medyo malawak, at ang mga tagadisenyo ng tahanan ay mayroon ding tagumpay..
Ngunit, tulad ng sa mga nakaraang kaso, ang tanong ay lumabas: ano ang mga kalamangan? Ginagawang posible ng paghahatid ng kuryente na i-optimize ang mga mode ng propulsyon (gulong o mga track), walang hakbang na ayusin ang bilis ng paglalakbay at lakas ng traksyon sa isang malawak na saklaw, at tiyakin ang paglikha ng mabisang anti-lock at mga control system ng traksyon. Ginagawa nitong posible na bawasan ang mga kinakailangan para sa mga kwalipikasyon at psychophysical na estado ng mga driver habang pinapataas ang mga pangunahing tagapagpahiwatig ng kadaliang kumilos.
Ang mga pagpapadala ng kuryente ay may mataas na katangian ng pagiging maaasahan, kakayahang gumawa, pagpapatakbo at pagkumpuni, mga kakayahan sa pagkontrol. Binabawasan ang ingay, nagdaragdag ng pagkamagiliw sa kapaligiran. Ang posibilidad ng supply ng kuryente ng mga sandata at kagamitan na may mataas na pag-inom ng kuryente ng mga istasyon ng radar at mga elektronikong sistema ng pakikidigma, electrothermochemical o EMP na baril, atbp.
Ang isa sa mga gawain ay ang paglikha ng makapangyarihang maliit na sukat na mga motor na traksyon. Ang pinakadakilang tagumpay dito ay nakamit sa USA at Alemanya, kung saan ginawa ang mga ito batay sa permanenteng mga magnet na gumagamit ng mga bihirang elemento ng lupa (samarium, kobalt, atbp.) Na may mataas na antas ng pang-akit. Ginawang posible upang mabawasan nang malaki ang dami at bigat ng mga de-koryenteng makina, at upang mapadali ang kontrol.
Sa Russia, ang isang may gulong na sasakyang labanan na may isang hybrid power plant at isang de-kuryenteng paghahatid batay sa BTR-90 Rostok ay nilikha bilang isang resulta ng proyekto sa pagsasaliksik ng Krymsk. Tulad ng naiulat, sa mga pagsubok sa dagat na may lakas ng engine halos isa at kalahating beses na mas mababa kaysa sa prototype, isang modelo ng pang-eksperimentong isang hybrid na nakabaluti na tauhan ng mga tauhan ang nagpakita ng mas mahusay na mga resulta. Ang saklaw ng gasolina ay isa at kalahating beses na higit pa sa BTR-90.
Tulad ng para sa hindi nakapangasiwaan (malayuang naka-pilote at naka-robot) na kumpletong mga de-koryenteng bagay, isang malaking hanay ng mga sample ng mga sandata at kagamitan sa lupa ang nilikha sa ibang bansa at sa ating bansa. Ang kanilang pag-unlad ay nagpapatuloy sa isang pinabilis na tulin, dahil sa mga pangangailangan ng mga tropa na nagsasagawa ng poot sa Afghanistan, Iraq, Syria at iba pang mga rehiyon, pati na rin ang panloob na mga pangangailangan. Mayroon kaming ito upang matiyak ang mga gawain ng Ministri ng Panloob na Ugnayang, ang FSB, ang Pambansang Guwardya, ang Ministri ng Mga Kagipitan, at iba pang mga kagawaran.
Ang konsepto ng ganap na elektrikal o hybrid na mga pasilidad ng AME ay ipinatutupad sa lahat ng mga advanced na bansa sa mundo. Ang pinaka sistematik at praktikal - sa USA, Germany, France, Great Britain. Mayroong pang-agham at panteknikal na batayan para sa pagbuo at paggawa ng isang malawak na hanay ng mga produkto, na sa malapit na hinaharap ay mabubuo ang batayan ng isang sistema ng sandata na itinayo sa ganap na mga electric machine. Magbibigay ito ng isang mabisa, komprehensibong paggamit ng mga sandata batay sa mga bagong prinsipyong pisikal.
Ang disenyo ng lahat-ng-de-kuryenteng mga bagay ng kagamitan sa militar ay hindi isang tiyak na pagkilala sa fashion. Ito ay isa sa mga pangunahing direksyon ng pagbuo ng sistema ng sandata ng hinaharap. Ang paglitaw ng mga bagong pamamaraan ng pagbuo, paglilipat at pag-ubos ng enerhiya, gamit ito upang talunin ang kaaway ay makabuluhang magbabago ng mga kakayahan ng mga tropa, ang kalikasan at nilalaman ng proseso ng kanilang suporta sa logistik at logistik. Nakakaalarma na sa ating bansa at sa Armed Forces ay wala pa ring sistematikong diskarte sa pagtukoy ng listahan, nilalaman at mga resulta ng ganitong uri ng trabaho.
