Maa- ja vesirakentaminen
Ensimmäiset sähköautot ilmestyivät ennen polttomoottorisia (ICE) autoja vuonna 1828. 1900 -luvun alussa sähköajoneuvojen osuus oli yli kolmannes Yhdysvaltojen koko autokannasta. Kuitenkin sitten he alkoivat vähitellen luopua asemistaan ja antautuivat autoille valikoiman, tankkausmukavuuden ja muiden parametrien suhteen.
Sähköajoneuvoille voidaan toteuttaa useita suunnitteluvaihtoehtoja. Klassinen sähköauto saa virtansa latausasemalla ladatuista akuista. Sähköajoneuvo, jolla on ulkoinen sähköenergia, vastaanottaa sähköä ulkoisilta johtimilta kosketusmenetelmällä tai sähkömagneettisten kenttien avulla. Sähköajoneuvon akkujen lataamiseksi voidaan asentaa generaattorilla varustettu polttomoottori tai sähkö voidaan tuottaa nestemäisistä tai kaasumaisista polttoaineista suoraan katalyyttisten polttokennojen avulla. Kaikki yllä olevat järjestelmät voidaan yhdistää eri tavoin.
Ajoittain kiinnostus sähköautoja kohtaan jatkui, yleensä öljytuotteiden hintojen nousun aikana, mutta heikkeni nopeasti: polttomoottoriset autot pysyivät kilpailun ulkopuolella. Tämän seurauksena sähkökäyttöiset laitteet ovat yleistyneet kuljetusalalla, jossa on ulkoinen sähköenergia: sähköjunat, raitiovaunut ja johdinautot, varastotilojen kapealla alueella.
Erillinen segmentti voidaan erottaa erikoislaitteista, esimerkiksi kaivosautoista, joiden kantavuus on yli 100 tonnia ja joissa käytetään sähkömekaanista voimansiirtoa.
2000 -luvun alussa kiinnostus sähköajoneuvoihin nousi uudelle tasolle. Ratkaiseva tekijä ei ollut öljytuotteiden hintojen nousu, vaan ympäristöaktivistien vaatimus vähentää haitallisia päästöjä. Amerikkalaisesta Teslasta, jota monet Elon Musk ihailevat (vihasivat), tuli valmistaja, joka on ratsastanut "ympäristöaallolla" mahdollisimman paljon.
Mutta kuka tahansa ja riippumatta siitä, miten he suhtautuvat Elon Muskiin, ei voida kiistää, että Tesla on tehnyt hyvää työtä: itse asiassa on luotu erillinen segmentti automarkkinoista, sähköautoista on tullut alue, jossa autojätit ovat alkaneet sijoittamaan aktiivisesti. Jos kehitystä toteutetaan aktiivisesti johonkin suuntaan, tulos saavutetaan ennemmin tai myöhemmin. Uusia akkuja on lisätty kapasiteetilla, korkeilla latausnopeuksilla ja laajennetulla käyttöalueella, tehokkaampia ja pienikokoisempia sähkömoottoreita, joissa on integroidut vaihteistot, jotka voidaan sijoittaa pienen jousittamattoman painon omaaviin moottoripyöriin.
Ei ole epäilystäkään siitä, että lähitulevaisuudessa sähköautot käytännössä korvaavat polttomoottorilla varustetut autot, eikä ympäristösyistä vaan sähköajoneuvojen yleisen teknisen paremmuuden vuoksi.
Sotilaskalusto
Vuonna 1917 ranskalainen FAMH -yhtiö valmisti 400 Saint Chamond -säiliötä Crochat Collendeau -sähkövaihteistolla, jossa Panhard -bensiinimoottori oli kytketty suoraan sähkögeneraattoriin, joka käytti kahta sähkömoottoria, joista jokainen oli kytketty vetopyörään ja toukkoon. ajaa. Myös vuonna 1917 Isossa -Britanniassa testattiin säiliö, jossa oli sähkömoottorit Daimlerilta ja British Westinghouselta.
Myöhempiä esimerkkejä ovat saksalainen raskas itseliikkuva tykistöyksikkö (SAU) "Ferdinand" ("norsu"), joka painaa 65 tonnia. Voimalaitos "Ferdinand" sisälsi kaksi V-muotoista 12-sylinteristä vesijäähdytteistä kaasutinmoottoria "Maybach" HL 120 TRM, joiden tilavuus oli 265 litraa. s., kaksi sähkögeneraattoria Siemens-Schuckert Typ aGV, jonka jännite on 365 volttia, ja kaksi vetosähkömoottoria Siemens-Schuckert D149aAC, joiden teho on 230 kW, rungon takaosassa, mikä ajoi jokaisen pyörän läpi vaihde, joka on valmistettu planeettakaavion mukaan.
Vaikka Ferdinand on suhteellisen uusi, hänen työstään ei ole paljon valituksia. Sellaisena voidaan huomata monimutkaisuus ja kustannukset verrattuna klassiseen muotoon rakennettuihin voimalaitoksiin sekä tarve käyttää huomattavaa määrää kuparia, josta on pulaa Saksassa.
Ferdinandin itseliikkuvien aseiden lisäksi sähkökäyttöistä voimaa käytettiin myös saksalaisessa superraskaassa säiliössä, 188 tonnin Maus-säiliössä.
Saman ajanjakson aikana Neuvostoliitossa kehitettiin kokeellinen EKV-raskas säiliö sähkömekaanisella voimalaitoksella KV-1-säiliön perusteella. EKV -säiliön tekninen suunnittelu kehitettiin syyskuussa 1941, ja vuonna 1944 EKV -säiliön prototyyppi lähti testaukseen. Oletettiin, että sähkömekaanisen voimansiirron käyttö säiliössä vähentäisi polttoaineen kulutusta, parantaisi säiliön ohjattavuutta ja dynaamisia ominaisuuksia.
EKV-säiliön sähkömekaaninen voimansiirto sisälsi DK-502B-käynnistysgeneraattorin, joka oli kytketty V-2K-dieselmoottoriin, ja kaksi DK-301V-vetomoottoria, joissa oli kaksi vaihteistoa ja ohjauslaitteet.
Testitulosten mukaan EKV -säiliön rakenne todettiin epätyydyttäväksi, projektin työ rajoitettiin.
"Sähköisten" säiliöiden hankkeita toteutettiin Britanniassa, Yhdysvalloissa, Neuvostoliitossa, Saksassa ja Ranskassa sekä muissa maissa koko XX vuosisadan ajan. Siitä huolimatta perinteisen rakenteen säiliöt ja panssaroidut ajoneuvot ovat kehittyneet parhaalla mahdollisella tavalla.
Hyödyt ja näkymät
Miksi maa -taisteluajoneuvojen sähköisen työntövoiman varmistamista koskevaan kysymykseen palataan jatkuvasti, huolimatta lukuisista suljetuista koehankkeista?
Toisaalta on kehittymässä tekniikoita, joiden käyttö sähkökäyttöisissä käyttövoimajärjestelmissä mahdollistaa sen, että saavutetaan myönteisiä tuloksia, joita ei aiemmin voitu saavuttaa. Kestomagneetti- ja asynkronisia sähkömoottoreita, tehokkaita sähkövirtageneraattoreita, virranjakelujärjestelmiä, pikalatausakkuja ja paljon muuta kehitetään.
Viime aikoina puhumme paitsi sähköteknologialla varustetusta maateknologiasta, myös täysin sähköisten lentokoneiden luomisesta melko suuriin matkustajamalleihin.
Toisaalta edut, joita sähkökäyttöiset voimat voivat tarjota maataistelulaitteille, ovat yhä kysytyimpiä:
- mahdollisuus taisteluajoneuvon joustavaan sijoitteluun, koska akselien tarjoaman jäykän mekaanisen liitännän omaavia yksiköitä ei ole sähköisessä voimansiirrossa;
- sotilastarvikkeiden selviytymiskyvyn parantuminen sähkövaihteiston komponenttien redundanssin vuoksi;
- mahdollisuus luopua palovaarallisista hydraulikäytöistä sähkökäyttöisten hyväksi;
- mahdollisuus siirtää sotilastarvikkeita rajoitetuilla polkuosuuksilla maksimaalisella naamiointitilalla ilman minimaalista paljastusta ääni- ja lämpöominaisuuksilla;
- kyky palauttaa sähkö jarrutuksen aikana;
- sähkövoimansiirrolla varustettujen panssaroitujen ajoneuvojen parhaat dynaamiset ominaisuudet ja maastohiihtoparametrit;
- erittäin helppo hallita panssaroituja ajoneuvoja sähköisellä käyttövoimalla;
- kyky tuottaa riittävä määrä sähköä jatkuvasti kasvavalle määrälle laitteita, antureita ja kehittyneitä aseita.
Katsotaanpa tarkemmin näitä etuja. Tärkein energialähde on diesel- tai kaasuturbiini, sähkökäyttöisillä autoilla niillä on enemmän resursseja ja hyötysuhdetta, koska aluksi voidaan valita optimaalinen moottorin kierrosluku, jolla se kuluu mahdollisimman vähän ja polttoaine on suurin tehokkuutta. Puskuriparistot kompensoivat kiihtyvyyden ja voimakkaan ohjauksen aikana lisääntyneitä kuormia.
Esimerkiksi yhdessä generaattorin kanssa voidaan asentaa nopea kaasuturbiini, joka toimii "päälle / pois" -tilassa puskuriparistojen lataamiseksi muuttamatta nopeutta.
Sähkökäyttöiseen voimansiirtoon ei tarvitse asentaa suuria akseleita ja vaihteistoja. Sähkövaihteiston mekaaninen liitäntä on saatavana vain moottori-sähkögeneraattori- ja sähkömoottoripyöräpareina, mutta nämä yksiköt voidaan tehdä yhtenä kokonaisuutena. Muut yksiköt on kytketty joustavilla kaapeleilla.
Toisin kuin mekaaniset liitännät, sähköliitännät voivat olla tarpeettomia monta kertaa. Esimerkiksi kotelon kokoamisvaiheessa voidaan asentaa suojatut kaapelikanavat, joihin mahtuu universaali teho- ja dataväylä, mukaan lukien virta- ja datakaapelit.
Energialähteiden, syöttö- ja viestintäkanavien sekä moottoreiden ja potkurien tilallinen erottaminen suuremmalla todennäköisyydellä antaa taisteluajoneuvolle mahdollisuuden säilyttää liikkuvuus ja tilannetietoisuus vaurioituneena, mikä takaa mahdollisuuden vetää taisteluajoneuvo ampuma -alueelta ja evakuoitiin taistelukentältä.
Hydraulikäyttöjen hylkääminen sähkökäyttöisten hyväksi auttaa myös parantamaan maataisteluajoneuvojen kestävyyttä sekä jälkimmäisten pienemmän palovaaran että niiden suuremman luotettavuuden vuoksi. Venäjän ilmavoimat aikovat luopua viidennen sukupolven Su-57-hävittäjän hydraulikäytöstä vuoteen 2022 mennessä.
Puskuriparistojen ansiosta voit pysyä liikkuvana käynnistämättä päämoottoria, vaikkakin melko rajoitetulla alueella. Tämä antaa lupaaville taisteluajoneuvoille mahdollisuuden toteuttaa uusia taktisia skenaarioita taisteluoperaatioiden suorittamiseksi väijytyksestä, kun panssaroitu ajoneuvo on valmiustilassa täydessä taisteluvalmiudessa, kun taas sen lämpöominaisuus on verrattavissa ympäristön lämpötilaan.
Akut tarjoavat myös mahdollisuuden liikkua päävoimalaitoksen vian sattuessa, jolloin panssaroidut ajoneuvot voivat poistua taistelukentältä yksin. Joissakin tapauksissa taisteluajoneuvon evakuoimiseksi sähköisellä voimansiirrolla riittää, että kytket sen yksinkertaisesti ulkoiseen virtalähteeseen. Esimerkiksi panssaroitu pelastusajoneuvo voi tällä tavoin evakuoida samanaikaisesti kaksi muuta panssaroitua ajoneuvoa, joissa on osittain vaurioitunut sähkövaihteisto, yksinkertaisesti heittämällä virtajohtoja niiden päälle.
Kuten siviilikäyttöisissä sähköajoneuvoissa, panssaroiduissa ajoneuvoissa, joissa on sähköinen voimansiirto, energian talteenotto voidaan suorittaa jarrutuksen aikana.
Sähkökäyttöisellä maastoajoneuvolla on parhaat liikkuvuus- ja hallittavuusominaisuudet, jotka johtuvat portaattomasti vaihtelevasta voimansiirrosta potkureihin sekä joustava tehonjako vasemman ja oikean puolen sähkömoottoreiden välillä. Esimerkiksi käännöksen aikana perähelmimoottorin tehon väheneminen kompensoidaan peräpalkkimoottorin tehon kasvulla.
Yksi sähköisen voimansiirron tärkeimmistä eduista on kyky syöttää virtaa laitteille ja antureille, esimerkiksi tutka-asemille (tutka) tutustumista, ohjausta ja aktiivisen suojakompleksin monipuolista puolustusta varten.
Lähitulevaisuudessa laseraseista tulee erottamaton osa maataisteluajoneuvoja, jotka pystyvät suurelta osin neutraloimaan pienten miehittämättömien ilma-alusten (UAV), panssarintorjuntaohjusten ja lämpö- ja optisilla päätelaivoilla varustetun ammuksen uhan.
Sähköä voidaan tarvita myös panssaroitujen ajoneuvojen aktiivisille naamiointijärjestelmille lämpö- ja optisilla aallonpituusalueilla.
johtopäätökset
Maalla sijaitsevien sähkökäyttöisten taisteluajoneuvojen luominen tulee todennäköisesti väistämättömäksi, kun tekniikka paranee ja junien laitteiden ja aseiden virtalähteen vaatimukset lisääntyvät. Sähköajoneuvojen siviilimarkkinat voivat vaikuttaa merkittävästi sähkökäyttöisten maalla olevien taisteluajoneuvojen käyttöönottoon.
Lupaavat maastoautot, joissa on sähköinen voimansiirto, ylittävät "klassiset" mallit dynaamisuuden, ohjattavuuden, hallittavuuden, selviytymiskyvyn ja turvallisuuden sekä mahdollisuuksien mukaan lupaavien aseiden ja antureiden, joilla on suuri energiankulutus, suhteen.
