הציוד הצבאי שנוצר על בסיס מושגי המאה הקודמת התקרב לסף, שמעבר לו מאמצים ועלויות ענק נותנים תוצאה נמוכה במידה לא מספקת. אחת הסיבות היא עלייה משמעותית בצריכת האנרגיה של מתקני AME חדשים. האם יש דרך לצאת מהמבוי סתום?
סוגים שונים של אנרגיה (מכנית, תרמית, חשמלית וכו ') מבוקשים בכל שלבי השימוש הלחימה: סיור, העברת מידע, עיבוד, שימוש בנשק, הגנה מפני האויב, תמרון וכו'. כרגע מבוצע הדור מראש, ואנרגיה המסופקת על ידי שירותי MTO. אך הכרכים והשיעורים הנדרשים על ידי החיילים מתחילים להפוך למטרה ובעיה עצמאית.
בעקבות טסלה
המצב מחמיר על ידי הופעתם של סוגים חדשים של AME (רובים אלקטרומגנטיים, נשק אנרגיה מכוון). נהיה יותר ויותר ברור שפיתוח מערכת הנשק דורש שינוי במושגי אספקת האנרגיה. אחרת, אי אפשר לממש את הפוטנציאל הטמון בעיצובים חדשים.
מגמה זו ראויה לציון. מצד אחד, מתפתח פיתוח פעיל של ציוד צבאי חשמלי והיברידי מלא. מצד שני, מערכות ייצור ואמצעים נוצרים ללא עלויות או בעלויות מופחתות של נושאי אנרגיה הנמסרים לחיילים (פאנלים סולאריים, טורבינות רוח, סוגי דלק חדשים). במקביל, נערך מחקר יסודי (במיוחד פעיל בארה ב וביפן) על העברת אנרגיה אלחוטית למרחקים ארוכים, שנראית כאטרקטיבית ביותר. הרעיון הוא שמקור רב עוצמה (תחנת כוח גרעינית, תחנת כוח הידרואלקטרית וכו ') מזין את מכשירי הנשק והציוד הצבאי המתקבל דרך תעלת האוויר (החלל). הכנסת תכנית כזו תבטל כמעט לחלוטין את הצורך בהעברת כמויות עצומות של אנרגיה (דלק) לחיילים, ותגדיל באופן קיצוני את מוכנות הלחימה ויעילות הלחימה.
האפשרות להעברת אנרגיה למרחק ללא חוטים הוכחה והודגמה לראשונה על ידי ניסוי בקולורדו ספרינגס בשנים 1899-1900 על ידי ניקולה טסלה. הדחף החשמלי הועבר 40 קילומטרים. עם זאת, לא ניתן היה לחזור על ניסוי כזה עד כה.
בשנת 1968 הציע חוקר החלל האמריקאי פיטר גלזר להציב פאנלים סולאריים גדולים במסלול גיאו-סטציונרי, ואת האנרגיה שהם מייצרים (5-10 GW) להעביר לכדור הארץ על ידי קרן מיקרוגל ממוקדת, המומרת לזרם ישיר או לסירוגין ומופצת לצרכנים. …
רמת הפיתוח הנוכחית של אלקטרוניקה במיקרוגל מאפשרת לדבר על יעילות גבוהה למדי של העברת אנרגיה על ידי קרן כזו - 70–75 אחוזים. אבל זה עדיין די קשה ליישום. מספיק לומר שקוטר האנטנה המשדרת צריך להיות שווה לקילומטר, ומקלט הקרקע צריך להיות בגודל 10x13 קילומטרים לשטח בקו רוחב של 35 מעלות. לכן הפרויקט נשכח, אך לאחרונה, בהתחשב בהתקדמות הטכנולוגית האחרונה, התחדש המחקר. נערכים ניסויים בהעברת אנרגיה אלחוטית באמצעות לייזר.
אבל רכבת הכבישים שלנו …
ההתקדמות אמנם לא כה משמעותית עם פיתוח שיטות ייצור חדשות והעברת כוח, אך ביצירת אובייקטים חשמליים לחלוטין הם מרשימים. לא ניתן לומר כי הרעיון של טכנולוגיה צבאית (ולא רק) על בסיס זה הוא חדש לחלוטין.היא נעשתה אטרקטיבית מבחינה כלכלית וטכנית על ידי התקדמות בייצור, אחסון, טרנספורמציה והפצת חשמל, באלקטרוניקה של מצב מוצק, אוטומציה ובקרה. לכל מתקנים חשמליים יש פחות רעש, יעילות גבוהה יותר, אפשרות לחלוקת כוח רציונלית בין הצרכנים, ידידותיות סביבתית גבוהה ואיכויות אחרות שהופכות אותם לאטרקטיביים מאוד הן בתחום האזרחי והן בתחום הצבאי.
המכונות הראשונות עם תיבת הילוכים חשמלית מתוארכות לתחילת המאה שעברה, אז החלה חברת LeTourneau האמריקאית להשתמש בכונן חשמלי על מגרדים מונעים עצמית. ומאז 1954 יוצרו רכבי שטח שטח ייחודיים במיוחד, אופנועי שלג, מובילים-מפנים צבאיים ורכבות כביש מרובי חלקים המצוידים בכל מדחפי הגלגלים המובילים המונעים על ידי גנרטור המותקן על רכב הטרקטור הראש (לידר). לראשונה בתרגול העולמי, הם החלו להשתמש במנועים חשמליים קומפקטיים רבי עוצמה המותקנים ישירות ברכזות הגלגלים של מכונית.
רכבת הכבישים הפעילה הסובייטית הראשונה בת שני המקטעים עם הנעה חשמלית פשוטה של גלגלי הקרוואן פותחה בשנת 1959. אך לא ניתן היה להשיג תיאום מלא של עבודת כל גלגלי הנהיגה עם מקורות אנרגיה. גם התפתחויות נוספות של מפעלים מקומיים אחרים לא הובילו להצלחה הצפויה. אבן הנגף הייתה בעיית אוטומציה של השליטה במכונות בעלות הילוכים חשמליים: חלוקה רציונלית של זרימות האנרגיה בין הצמתים, צריכת דלק מינימלית של מנוע הבעירה הפנימית העיקרית, תנאי טמפרטורה אופטימליים עם יעילות מרבית וכו 'וגם לא כוח המחשוב של המחשבים. של אותה תקופה וגם התוכנה המתאימה לא הספיקה.
המצב השתנה באופן קיצוני בשנים האחרונות והרעיון של כלי נשק חשמליים וציוד צבאי חזר לרמה איכותית חדשה. הופעתם של רכבים בלתי מאוישים עוררה עניין עוד יותר. תיבת הילוכים חשמלית מקלה על יצירת מטרות לחימה אוטומטיות לחלוטין הנשלטות על ידי רדיו או באמצעות מכשיר שניתן לתכנות.
מתחת לשמש מפרש
יש להכיר ביישום הדחוף ביותר של הרעיון של מתקן חשמלי לחלוטין בטכנולוגיה הימית. ישנן מספר סיבות:
אורך גבוה של שידורי הספק (שידורים) למטרות שונות, מגוון גדול של מפעילים וממירי אנרגיה מסוגים שונים: מכני, תרמי, הידראולי וחשמלי;
מספר משמעותי של צרכני אנרגיה: הנעות של פירים מדחפים, משגרי תותחים ורקטות, תחנות מכ ם ומערכות לוחמה אלקטרוניות, מנגנונים אחרים;
הופעת מערכות נשק הדורשות צריכת אנרגיה גבוהה (נשק אנרגיה מכוון וציוד צבאי, רובים אלקטרומגנטיים וכו ').
הבסיס של ספינות חשמליות במלואן הוא מערכת חשמל אחת (משולבת), הכוללת מתקני ייצור והפצה במתח גבוה, מודולים קומפקטיים לצבירה והמרה שלה, מערכות בקרה אוטומטיות עם צריכת אנרגיה במצבי פעולה שונים (מהירות מלאה, שימוש קרבי של נשק, תמרון וכו '). החוויה הממחישה ביותר היא התוכנית האמריקאית DDG 1000 והמשחתת Zumvolt שנבנתה עליה (https://vpk-news.ru/articles/17993). לרוע המזל, אמצעי תקשורת מקומיים רבים התמקדו בכישלונות הטכניים והטכנולוגיים של הפרויקט הזה, והסירו את תשומת ליבם של הקוראים מהמשמעות של התפתחות הספינה ואף הורידו מעט את הרעיון.
DDG 1000 מהווה מוקד להישגים האחרונים של המדע והטכנולוגיה האמריקאים בתחום מתחמי מערכות ומערכות נשק. אך כולם משולבים בספינה באמצעות הבנה של המאפיינים האופייניים לפעולה, המקום והתפקיד, תוך התחשבות ביכולות של אנרגיית המשחתת (Integrated Power System - IPS).הוא מבטיח את אספקת כל המערכות והיחידות, עוקב ושולט על פעולתן. המעבר להנעה חשמלית מלאה איפשר לפנות נפחים משמעותיים של שטח פנימי למיקום תחמושת, כדי ליצור תנאים נוחים לצוות. כונני קיטור, פנאומטי והידראולי של כל המנגנונים מוחלפים לחלוטין במנגנונים חשמליים. הספק הכולל של מערכת החשמל - כ -80 מגה -וואט - מספיק להתקנת כלי נשק מתקדמים (לייזר, מיקרוגל, אקדחים אלקטרומגנטיים) ללא פגיעה משמעותית בביצועים של צרכנים אחרים.
לספינה חתימת מכ ם נמוכה. אזור הפיזור האפקטיבי (EPR) קטן כמעט פי 50 מזה של המשחתות מהדור הקודם. בלתי נראה!
השליטה מתבצעת באמצעות סביבת מחשוב טוטאלית (TSCE) עם תוכנות משותפות וממשק "מסחרי", אשר, בין היתר, מספקים קלות תחזוקה והכשרת צוות. מבנה העל של המשחתות ברמה של Zumvolt עשוי מחומרים מרוכבים.
מתוכנן להתקין מנועי מדחף תוך שימוש בהשפעת מוליכות-טמפרטורה גבוהה ותותחים אלקטרומגנטיים על גוף השלישי של משחתת כזו. כדי להשתמש באקדח המסילה, על הספינה לספק לדור הספק של 10 עד 25 מגוואט, שכבר הושג.
אתה יכול להמשיך ולפרט את החידושים שיושמו או מתוכננים באוניה זו, אך לאמריקאים יש כבר פלטפורמה ימתית מהדור הבא, שאין לאף מדינה אחרת. עד כה, רק חברת בניית הספינות הצרפתית DCNS הכריזה על תוכניות להקים ספינת לחימה חשמלית מלאה עד 2025.
בכל הקשור לטכנולוגיה תת-ימית, אספקת חשמל היברידית או כל חשמלית הייתה במקור תנאי הכרחי לעיצוב שלה, כך שאין טעם לדון בפירוט בחידושים בתחום זה.
בבניית ספינות אזרחיות מפותחים גם דגמים שיכולים להסתפק באנרגיה של השמש. שלושה מושגים מיושמים: המפרש עם סוללות סולאריות הממוקמות עליהם מספק את ההנעה ואספקת החשמל, הם מונחים גם על גוף התנועה לתנועה ומיצוי מימן מהמים, האנרגיה שנוצרת משמשת להפעלת מנועים חשמליים של פיר המדחף ו להטעין את הסוללות.
ספינת השייט Suntech VIP של חברת בניית האוניות האוסטרלית Solar Sailor נבנתה בשנת 2010 על פי הקונספט הראשון. בשני - קטמרן של Energy Observer, המתכוננת בימים אלה לטיולים ברחבי העולם. השלישי הוא כוכב הלכת הגרמני סולארית טוראנור, שהושק בשנת 2010 והוקף בשנת 2012. הסירה האמריקאית החשמלית הבלתי מאוישת סולאר וויאג'ר (אורכה 5.5 מטר ורוחבה 0.76) עם פאנלים סולאריים הושקה ביוני 2016 ונבדקה. הם עובדים על פרויקטים דומים ביפן, הולנד, איטליה ומדינות אחרות. זה עדיין אקזוטי, אך עם הזמן הוא ימצא יישום בבניית ספינות צבאיות.
"נבט" ביישן
סוג נוסף של ציוד צבאי שהכי אטרקטיבי ליישום הרעיון של מתקן חשמלי הכולל הכנסת מספר לא מבוטל של מוצרים חדשניים הוא מטוסים. לגבי התחום הצבאי, עדיין נכון יותר לדבר על מל טים.
כלי רכב חשמליים מאוישים פותחו עד כה כמפגינים של טכנולוגיה מתקדמת. בשנת 2012, Long-ESA קבעה שיא מהירות למטוסים חשמליים, שהאיצה ל -326 קילומטרים בשעה במהלך הבדיקה. ה- Solar-Impulse השוויצרי יכול לעוף ללא הגבלת זמן מהשמש (באמצעות סוללות כמקור כוח). בשנים 2015-2016 היא ביצעה (עם נחיתות) טיסה ברחבי הגלובוס. המטוס היחיד ששימש למטרות מעשיות עד כה הוא איירבוס E-Fan של שני מושבים.החברה הגרמנית Lilium Aviation פיתחה את הטרטורוטור החשמלי כולו Lilium Jet. מבחני טיסה התקיימו בגרסה בלתי מאוישת.
כל המכשירים הללו (ביחס לתחום הצבאי) יכולים להיחשב כאב טיפוס של מכשירי סיור בשל רמת הרעש הנמוכה שלהם, אך לא יותר מכך. הקושי העיקרי ביצירת מטוסים חשמליים מאוישים הוא הקיבולת הלא מספקת של הסוללות והדרישות הגדלות חדות ליכולת הנשיאה עקב הימצאותו של אדם על הסיפון. עם זאת, כמה חברות תעופה כבר עובדות על פרויקטים של מטוסים היברידיים. בפרט, זה נעשה על ידי EADS יחד עם רולס רויס. המטרות המוצהרות הן הפחתת כמות הדלק הנצרכת, הפחתת פליטות מזיקות לסביבה והפחתת רעש.
באשר למזל"טים, ביניהם יש לא מעט חשמליים לחלוטין, שנוצרו הן בחו"ל והן בארצנו (אם כי על רכיבים מיובאים), והן תוכניות מטוסים ומסוקים. השיאים העולמיים הראשונים נקבעו: קינטק Q-Zephyr המונע על ידי בריטניה שהה באוויר במשך שבועיים בשנת 2010.
ליישום בתחום הצבאי יש סיכויים רחבים: ניטור, פעולות סיור ושביתה, ייעוד מטרה וכו '. באופן כללי יצירת מטוסים כאלה כוללת פתרון של בעיות חדשניות רבות, כולל פיתוח חומרים מרוכבים בעלי חוזק גבוה, אולטרה-גדולים. סוללות, מנועים חשמליים קטנים בעלי יעילות גבוהה, מערכות אוטומטיות. ניהול.
באשר לציוד צבאי קרקעי, כאן הספקטרום של היברידי (שילוב של מנוע בעירה פנימית, גנרטור חשמלי, מכשירי אחסון אנרגיה, כוננים חשמליים לגמרי) והתפתחויות חשמל לגמרי הוא רחב למדי, וגם למעצבים ביתיים יש הצלחה מסוימת.
אך, כמו במקרים הקודמים, נשאלת השאלה: מהם היתרונות? תיבת ההילוכים החשמלית מאפשרת לייעל את מצבי ההנעה (גלגלים או מסילות), להתאים את מהירות הנסיעה ואת כוח המשיכה ללא צעדים בטווח רחב, ולהבטיח יצירת מערכות יעילות נגד נעילה ובקרת משיכה. זה מאפשר להפחית את הדרישות לכישורים ולמצב הפסיכופיזי של הנהגים תוך הגדלת האינדיקטורים הבסיסיים לניידות.
תיבות הילוכים חשמליות בעלות מאפיינים גבוהים של אמינות, יכולת ייצור, תפעול ותיקון, יכולות שליטה. מפחית רעש, מגביר את הידידות הסביבתית. אפשרות לאספקת חשמל של נשק וציוד עם צריכת חשמל גבוהה של תחנות מכ ם ומערכות לוחמה אלקטרוניות, אקדמים אלקטרו -כימיים או אקדחי EMP וכו 'מבטיחה.
אחת המשימות היא יצירת מנועי משיכה חזקים בגודל קטן. ההצלחה הגדולה ביותר בכך הושגה בארה ב ובגרמניה, שם הם מיוצרים על בסיס מגנטים קבועים באמצעות יסודות אדמה נדירים (סמריום, קובלט וכו ') עם רמה גבוהה של מגנטיות. זה איפשר להפחית באופן משמעותי את הנפח והמשקל של מכונות חשמליות, ולהקל על השליטה.
ברוסיה, רכב קרבי עם גלגל עם תחנת כוח היברידית ותיבת הילוכים חשמלית המבוססת על רוסטוק BTR-90 נוצר כתוצאה מפרויקט המחקר קרימסק. כפי שדווח, בניסויי ים עם הספק מנוע כמעט פי שניים וחצי מזה של האב טיפוס, דגם ניסיוני של משוריין היברידי הראה תוצאות טובות משמעותית. טווח הדלק הוא פי שניים וחצי מזה של ה- BTR-90.
באשר לאובייקטים חשמליים לחלוטין (ללא טייס ומרובוט) לחלוטין, נוצרו מגוון עצום של דגימות של נשק וציוד קרקעיים בחו ל ובארצנו. התפתחותם מתקדמת בקצב מואץ, בשל צרכי הכוחות המנהלים פעולות איבה באפגניסטן, עיראק, סוריה ואזורים אחרים, כמו גם מצרכים פנימיים.יש לנו את זה כדי להבטיח את פעילות משרד הפנים, ה- FSB, המשמר הלאומי, משרד החירום ומחלקות אחרות.
הרעיון של מתקני AME חשמליים או היברידיים מיושם בכל המדינות המתקדמות בעולם. השיטתי והמעשי ביותר - בארצות הברית, גרמניה, צרפת, בריטניה הגדולה. קיימות יסודות מדעיים וטכניים לפיתוח וייצור מגוון רחב של מוצרים, שבעתיד הקרוב יהוו את הבסיס למערכת נשק הבנויה על מכונות חשמליות לחלוטין. הוא יספק שימוש יעיל ומקיף בנשק המבוסס על עקרונות פיזיים חדשים.
העיצוב של כל החפצים החשמליים של ציוד צבאי אינו מחווה מסוימת לאופנה. זהו אחד הכיוונים העיקריים להיווצרות מערכת הנשק של העתיד. הופעתן של שיטות חדשות לייצור, העברה וצריכת אנרגיה, השימוש בה להביס את האויב תשנה משמעותית את יכולות החיילים, את אופי ותוכן תהליך התמיכה הלוגיסטית והלוגיסטית שלהם. מדאיג שבמדינה שלנו ובצבא עדיין אין גישה שיטתית לקביעת הרשימה, התוכן והתוצאות של עבודות מסוג זה.
