Viime vuosisadan konseptien pohjalta luotu sotilastarvike on lähestynyt kynnystä, jonka ylittäminen jättimäinen ponnistus ja kustannukset antavat riittämättömän alhaisen tuloksen. Yksi syy on uusien AME -laitosten energiankulutuksen merkittävä kasvu. Onko umpikujasta ulospääsyä?
Erilaisille energialähteille (mekaaninen, lämpö, sähkö jne.) On kysyntää kaikissa taistelukäytön vaiheissa: tiedustelu, tiedonsiirto, käsittely, aseiden käyttö, suoja viholliselta, liikkumavara jne. Tällä hetkellä tuotetaan ja keskipitkän aikavälin palvelujen toimittama energia. Mutta joukkojen tarvitsemat määrät ja hinnat alkavat muuttua omavaraiseksi tavoitteeksi ja ongelmaksi.
Teslan jalanjäljissä
Tilannetta pahentaa uusien AME -tyyppien (sähkömagneettiset aseet, suunnatut energia -aseet) syntyminen. On tulossa yhä ilmeisemmäksi, että asejärjestelmän kehittäminen edellyttää energiansaannin käsitteiden muuttamista. Muuten on mahdotonta hyödyntää uusien mallien mahdollisuuksia.
Tämä suuntaus on huomionarvoinen. Toisaalta on käynnissä aktiivinen täysin sähkö- ja hybridi -sotilastarvikkeiden kehittäminen. Toisaalta tuotantojärjestelmiä ja -välineitä luodaan ilman kustannuksia tai pienemmillä kustannuksilla joukkoille toimitetuista energiansiirtokoneista (aurinkopaneelit, tuuliturbiinit, uudenlaiset polttoaineet). Samaan aikaan tehdään perustutkimusta (erityisesti aktiivisesti Yhdysvalloissa ja Japanissa) energian langattomasta siirrosta pitkiä matkoja, mikä näyttää houkuttelevimmalta. Ajatuksena on, että voimakas lähde (ydinvoimala, vesivoimala jne.) Syöttää aseiden ja sotilastarvikkeiden vastaanottolaitteita ilma (avaruus) -kanavan kautta. Tällaisen järjestelmän käyttöönotto poistaisi lähes kokonaan tarpeen toimittaa valtavia määriä energiaa (polttoainetta) joukkoille, mikä lisäisi radikaalisti niiden taisteluvalmiutta ja tehokkuutta.
Mahdollisuus siirtää energiaa pitkän matkan ilman johtoja todistettiin ja osoitettiin Nikola Teslan kokeella Colorado Springsissä vuosina 1899-1900. Sähköimpulssi välitettiin 40 kilometriä. Tällaista kokeilua ei kuitenkaan ole toistaiseksi ollut mahdollista toistaa.
Vuonna 1968 amerikkalainen avaruustutkija Peter Glazer ehdotti suurten aurinkopaneelien sijoittamista geostationaariselle kiertoradalle ja niiden tuottaman energian (5-10 GW) siirtämistä Maahan kohdistetun mikroaaltosäteen avulla, muuntamista tasavirtaksi tai vaihtovirraksi ja jakelua kuluttajille … …
Mikroaaltoelektroniikan nykyinen kehitystaso mahdollistaa puhumisen melko korkeasta energiansiirron tehokkuudesta tällaisella säteellä - 70–75 prosenttia. Mutta tämä on edelleen melko vaikea toteuttaa. Riittää, kun sanotaan, että lähettävän antennin halkaisijan on oltava yhtä suuri kuin kilometri ja maanvastaanottimen on oltava kooltaan 10x13 kilometriä 35 asteen leveysalueella. Siksi hanke unohdettiin, mutta viime aikoina, ottaen huomioon viimeisin teknologinen kehitys, tutkimus on aloitettu uudelleen. Kokeita langattomalla energiansiirrolla laserilla käytetään.
Mutta maantiejuna …
Vaikka edistys ei ole niin merkittävää uusien tuotanto- ja voimansiirtomenetelmien kehittämisessä, ne ovat vaikuttavia täysin sähköisten esineiden luomisen alalla. Ei voida sanoa, että ajatus sotilaallisesta (eikä vain) tekniikasta tällä perusteella olisi aivan uusi. Siitä tehtiin taloudellisesti ja teknisesti houkutteleva edistys sähkön tuotannossa, varastoinnissa, muunnoksessa ja jakelussa, suuritehoisessa puolijohde-elektroniikassa, automaatiossa ja ohjauksessa. Täysin sähkökäyttöisissä tiloissa on vähemmän melua, suurempi hyötysuhde, mahdollisuus järkevään energianjakoon kuluttajien välillä, korkea ympäristöystävällisyys ja muut ominaisuudet, jotka tekevät niistä erittäin houkuttelevia sekä siviili- että sotilasalalla.
Ensimmäiset sähkökäyttöiset koneet ovat peräisin viime vuosisadan alusta, jolloin amerikkalainen LeTourneau-yhtiö alkoi käyttää sähkökäyttöistä itseliikkuvia kaavimia. Vuodesta 1954 lähtien on valmistettu ainutlaatuisia erittäin raskaita maastoajoneuvoja, moottorikelkkoja, sotilaskuljetusajoneuvoja ja evakuointilaitteita sekä moniosaisia maantiejunia, jotka on varustettu kaikilla johtavilla potkureilla, joita ohjaa vetotrukkiin (johtaja) asennettu generaattori. Ensimmäistä kertaa maailman käytännössä he alkoivat käyttää tehokkaita kompakteja sähkömoottoreita, jotka oli asennettu suoraan auton pyörännapoihin.
Ensimmäinen Neuvostoliiton aktiivinen kaksiosainen maantiejuna, jossa on yksinkertaistettu perävaunun pyörien sähkökäyttö, kehitettiin vuonna 1959. Mutta kaikkien vetopyörien työn täydellistä koordinointia energialähteiden kanssa ei ollut mahdollista saada aikaan. Muiden kotimaisten yritysten kehitys ei myöskään johtanut odotettuun menestykseen. Kompastuskivi oli ongelma sähköisen voimansiirron koneiden ohjauksen automatisoinnissa: energiavirtojen järkevä jakautuminen solmujen välillä, ensisijaisen polttomoottorin vähimmäiskulutus, optimaaliset lämpötilaolosuhteet ja suurin hyötysuhde jne. Ei myöskään tietokoneiden laskentateho tuon ajan tai vastaava ohjelmisto ei riittänyt.
Tilanne on muuttunut radikaalisti viime vuosina, ja ajatus täysin sähköisistä aseista ja sotilastarvikkeista on palannut uudelle laadulliselle tasolle. Miehittämättömien ajoneuvojen ilmaantuminen lisäsi kiinnostusta entisestään. Sähköinen lähetys helpottaa täysin automaattisten taistelukohteiden luomista radion tai ohjelmoitavan laitteen kautta.
Purje auringon alla
Täyssähköisen laitoksen käsitteen kiireellisin täytäntöönpano olisi tunnustettava meriteknologiassa. Syitä on useita:
pitkät voimansiirrot (vaihteistot) eri tarkoituksiin, laaja valikoima eri tyyppisiä toimilaitteita ja energianmuuntimia: mekaaniset, lämpö-, hydrauliset ja sähköiset;
huomattava määrä energiankuluttajia: potkuriakselien, tykistö- ja raketinheittimien, tutka -asemien ja elektronisen sodankäynnin järjestelmät, muut mekanismit;
suurta energiankulutusta vaativien asejärjestelmien (suunnatut energia -aseet ja sotilasvälineet, sähkömagneettiset aseet jne.) syntyminen.
Täysin sähköisten alusten perusta on yksi (integroitu) sähköjärjestelmä, joka sisältää suurjännitelaitokset ja -jakelulaitteet, kompaktit moduulit sen keräämiseen ja muuntamiseen, automaattiset ohjausjärjestelmät, jotka kuluttavat energiaa eri toimintatiloissa (täysi nopeus, taistelukäyttö) aseista, ohjaamisesta jne.). Havainnollisin kokemus on amerikkalainen ohjelma DDG 1000 ja siihen rakennettu hävittäjä Zumvolt (https://vpk-news.ru/articles/17993). Valitettavasti monet kotimaiset tiedotusvälineet keskittyivät tämän hankkeen teknisiin ja teknologisiin epäonnistumisiin, vievät lukijoiden huomion kaukana aluksen kehityksen merkityksestä ja jopa hiukan heikentävät ajatusta.
DDG 1000 on amerikkalaisen tieteen ja teknologian uusimpien saavutusten keskus aseiden kompleksien ja järjestelmien alalla. Kaikki ne on kuitenkin integroitu alukseen ymmärtämällä operaation, paikan ja roolin ominaispiirteet ottaen huomioon tuhoajan energian (Integrated Power System - IPS). Se varmistaa kaikkien järjestelmien ja yksiköiden syötön, valvoo ja ohjaa niiden toimintaa. Siirtyminen täyssähköiseen käyttövoimaan mahdollisti huomattavan määrän sisäisen tilan vapauttamista ampumatarvikkeiden sijoittamiseen, jotta miehistölle muodostuivat mukavat olosuhteet. Kaikkien mekanismien höyry-, pneumaattinen- ja hydraulikäyttö korvataan kokonaan sähköisellä. Sähköjärjestelmän kokonaisteho - noin 80 MW - riittää kehittyneiden aseiden (laser, mikroaaltouuni, sähkömagneettiset aseet) asentamiseen vahingoittamatta merkittävästi muiden kuluttajien suorituskykyä.
Aluksella on matala tutka. Tehokas haja -alue (EPR) on lähes 50 kertaa pienempi kuin edellisen sukupolven hävittäjien. Näkymätön!
Valvonta suoritetaan Total Ship Computing Environmentin (TSCE) kautta, jossa on yhteinen ohjelmisto ja "kaupallinen" käyttöliittymä, joka muun muassa helpottaa huoltoa ja miehistön koulutusta. Zumvolt-luokan hävittäjien ylärakenne on valmistettu komposiittimateriaaleista.
Tällaisen hävittäjän kolmanteen runkoon on tarkoitus asentaa potkurimoottoreita, joissa käytetään korkean lämpötilan suprajohtavuuden ja sähkömagneettisten aseiden vaikutusta. Kiskopistoolin käyttämiseksi aluksen on tuotettava 10-25 MW: n teho, joka on jo saavutettu.
Voit edelleen luetella innovaatioita, joita on sovellettu tai suunnitellaan tällä aluksella, mutta amerikkalaisilla on jo seuraavan sukupolven offshore-alusta, jollaista ei ole missään muussa maassa. Toistaiseksi vain ranskalainen laivanrakennusyhtiö DCNS on ilmoittanut suunnitelmistaan luoda täysin sähköinen taistelulaiva Advansea vuoteen 2025 mennessä.
Merenalaisen tekniikan osalta hybridi- tai täyssähkövirtalähde oli alun perin edellytys sen suunnittelulle, joten on turhaa keskustella tämän alan innovaatioista yksityiskohtaisesti.
Siviililaivanrakennuksessa kehitetään myös malleja, jotka voivat pärjätä auringon energialla. Toteutetaan kolme konseptia: purje, jossa on aurinkoparistot, tarjoaa käyttövoimaa ja virtalähdettä, ne asetetaan myös rungolle liikkumaan ja vedyn vetämiseksi vedestä, syntynyt energia käytetään potkurin akselin sähkömoottoreiden ja lataa akut.
Australian laivanrakennusyrityksen Solar Sailorin risteilyalus Suntech VIP on rakennettu vuonna 2010 ensimmäisen konseptin mukaisesti. Toisessa - Energy Observer -katamaraani, joka valmistautuu parhaillaan matkustamaan ympäri maailmaa. Kolmas on Saksan planeetta Solar Turanor, joka lanseerattiin vuonna 2010 ja kierteltiin vuonna 2012. Täysin sähköinen miehittämätön amerikkalainen vene Solar Voyager (5,5 metriä pitkä ja 0,76 leveä) aurinkopaneeleineen saatettiin vesille kesäkuussa 2016 ja testattiin. He työskentelevät vastaavien hankkeiden parissa Japanissa, Hollannissa, Italiassa ja muissa maissa. Tämä on edelleen eksoottista, mutta ajan myötä se soveltuu sotilaalliseen laivanrakennukseen.
Arka "itä"
Toinen sotilastarvikkeiden tyyppi, joka on houkuttelevin täysin sähkökäyttöisen laitoksen käsitteen toteuttamisessa ja johon liittyy huomattavan määrän innovatiivisia tuotteita, on lentokoneet. Sotilaallisen alan osalta on vieläkin oikeampaa puhua UAV: ista.
Miehitetyt täysin sähköajoneuvot on toistaiseksi kehitetty edistyneen teknologian esittelijöiksi. Vuonna 2012 Long-ESA saavutti sähkölentokoneiden nopeusennätyksen, joka kiihtyi testin aikana 326 kilometriin tunnissa. Swiss Solar-Impulse voi lentää rajattomasti auringosta (käyttämällä paristoja virtalähteenä). Vuosina 2015-2016 se suoritti (laskeutumalla) lennon ympäri maailmaa. Ainoa käytännön tarkoituksiin käytetty lentokone on toistaiseksi kaksipaikkainen koulutus Airbus E-Fan. Saksalainen Lilium Aviation on kehittänyt täysin sähköisen rotilottorin Lilium Jet. Lentotestit tehtiin miehittämättömässä versiossa.
Kaikkia näitä laitteita (suhteessa sotilaskenttään) voidaan pitää tiedustelulaitteiden prototyyppeinä niiden alhaisen melutason vuoksi, mutta ei muuta. Suurin vaikeus miehitettyjen sähkölentokoneiden luomisessa on akkujen riittämätön kapasiteetti ja henkilöstön läsnäolosta johtuvat jyrkästi kasvavat kantokykyvaatimukset. Jotkut ilmailualan yritykset kuitenkin työskentelevät jo hybridilentokonehankkeiden parissa. EADS tekee tämän erityisesti Rolls-Roycen kanssa. Ilmoitetut tavoitteet ovat polttoaineen kulutuksen vähentäminen, haitallisten päästöjen vähentäminen ympäristöön ja melun vähentäminen.
Mitä tulee droneihin, niiden joukossa on melko vähän täysin sähköisiä, jotka on luotu sekä ulkomailla että maassamme (tosin tuontikomponenteilla), sekä lentokoneita että helikoptereita. Ensimmäiset maailmanennätykset tehtiin: Britannian aurinkokäyttöinen QinetiQ-Zephyr pysyi ilmassa kaksi viikkoa vuonna 2010.
Sotilaskäytössä on laajat mahdollisuudet: seuranta, tiedustelu- ja iskuoperaatiot, kohteen nimeäminen jne. Yleensä tällaisten lentokoneiden luomiseen liittyy monien innovatiivisten ongelmien ratkaisu, mukaan lukien lujien komposiittimateriaalien kehittäminen, erittäin suuret akut, pienikokoiset tehokkaat sähkömoottorit, automaattiset järjestelmät.
Maanpäällisten sotilastarvikkeiden osalta hybridin (polttomoottorin, sähkögeneraattorin, energian varastointilaitteiden, täysin sähkökäyttöisten laitteiden yhdistelmä) ja täysin sähköisen kehityksen kirjo on melko laaja, ja myös kotimaisilla suunnittelijoilla on menestystä.
Mutta kuten edellisissä tapauksissa, herää kysymys: mitkä ovat edut? Sähkökäyttöisen voimansiirron avulla voidaan optimoida käyttövoimat (pyörät tai telat), säätää portaattomasti ajonopeutta ja vetovoimaa laajalla alueella ja varmistaa tehokkaiden lukkiutumisenesto- ja luistonestojärjestelmien luominen. Tämä mahdollistaa kuljettajien pätevyyttä ja psykofyysistä tilaa koskevien vaatimusten vähentämisen samalla kun parannetaan liikkuvuuden perusindikaattoreita.
Sähkövaihteistoilla on korkeat luotettavuuden, valmistettavuuden, käytön ja korjauksen ominaisuudet sekä ohjausominaisuudet. Vähentää melua, lisää ympäristöystävällisyyttä. Mahdollisuus saada aseita ja varusteita, joissa on paljon virtaa tutka -asemilta ja elektronisista sodankäyntijärjestelmistä, sähkötermokemiallisista tai EMP -aseista jne., On lupaavaa.
Yksi tehtävistä on luoda tehokkaita pienikokoisia vetomoottoreita. Suurin menestys tässä on saavutettu Yhdysvalloissa ja Saksassa, missä ne valmistetaan kestomagneettien perusteella käyttäen harvinaisia maametalleja (samarium, koboltti jne.), Joilla on korkea magneettisuus. Tämä mahdollisti sähkökoneiden tilavuuden ja painon huomattavan pienentämisen ja ohjauksen helpottamisen.
Venäjällä Krymskin tutkimushankkeen tuloksena syntyi pyörillä varustettu taisteluajoneuvo, jossa oli hybridivoimalaitos ja BTR-90 Rostok -pohjainen sähkövaihteisto. Kuten raportoitiin, merikokeissa, joissa moottoriteho oli lähes puolitoista kertaa pienempi kuin prototyypissä, hybridi -panssaroidun kuljettajan kokeellinen malli osoitti huomattavasti parempia tuloksia. Polttoainealue on puolitoista kertaa suurempi kuin BTR-90.
Miehittämättömien (etäohjattujen ja robotisoitujen) täysin sähköisten esineiden osalta ulkomailla ja maassamme on luotu valtava valikoima maa -aseiden ja -laitteiden näytteitä. Niiden kehitys etenee nopeutetusti Afganistanissa, Irakissa, Syyriassa ja muilla alueilla vihollisuuksia käyvien joukkojen tarpeiden sekä sisäisten tarpeiden vuoksi. Meillä on tämä varmistaaksemme sisäministeriön, FSB: n, kansalliskaartin, hätäministeriön ja muiden osastojen toiminnan.
Täysin sähköisten tai hybridi -AME -laitteiden konseptia toteutetaan kaikissa kehittyneissä maissa maailmassa. Järjestelmällisin ja käytännöllisin - Yhdysvalloissa, Saksassa, Ranskassa, Isossa -Britanniassa. On olemassa tieteellisiä ja teknisiä perusteita monenlaisten tuotteiden kehittämiselle ja valmistamiselle, jotka muodostavat lähitulevaisuudessa perustan täysin sähköisille koneille rakennetulle asejärjestelmälle. Se tarjoaa tehokkaan ja kattavan aseiden käytön, joka perustuu uusiin fyysisiin periaatteisiin.
Sotilastarvikkeiden täysin sähköisten esineiden suunnittelu ei ole tietty kunnianosoitus muodille. Tämä on yksi tulevaisuuden asejärjestelmän muodostamisen pääsuunnista. Uusien menetelmien syntyminen energian tuottamiseksi, siirtämiseksi ja kuluttamiseksi sen avulla vihollisen voittamiseksi muuttaa merkittävästi joukkojen kykyjä, niiden logistisen ja logistisen tuen luonnetta ja sisältöä. On huolestuttavaa, että maassamme ja puolustusvoimissa ei edelleenkään ole järjestelmällistä lähestymistapaa tällaisen työn luettelon, sisällön ja tulosten määrittämiseen.
