Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá

Obsah:

Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá
Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá

Video: Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá

Video: Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá
Video: Přísná pravidla, která si BTS stanovili - Jak si BTS budují sebekázeň? 2024, November
Anonim

Podľa webovej stránky rosinform.ru špecialisti Vojenskej priemyselnej spoločnosti dokončili vývoj a testovanie kolesového vozidla na základe BTR-90 Rostok v rámci výskumných prác (kód Krymsk). Novinka využíva hybridnú elektráreň a elektrickú prevodovku.

Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá
Elektrické prevodovky pre moderné bojové vozidlá

Samozrejme, stojí za to osláviť úspech ruských vývojárov. Stojí však za zmienku, že projekty podobných vozidiel s hybridným elektrickým pohonom už boli vytvorené v západných krajinách a niektoré z nich sa objavili pred viac ako desiatimi rokmi.

Spomenúť možno vozidlo 8x8, ktoré používalo Advanced Hybrid Electric Drive (AHED), pancierový kanónový systém United Defence Thunderbolt s hybridným elektrickým pohonom, bojové vozidlo Reconnaissance, Surveillance and Target Designation (RST-V), Anglo- Americký program pre prieskumné vozidlo budúceho FSCS / TRACER a niektoré ďalšie.

Praktické využitie

Elektrické pohony budú použité v civilných aj vojenských vozidlách. Technológia elektrického pohonu kolies, ktorá napríklad umožňuje, aby bolo dno stroja ploché a pevné, ponúka jasnú konštrukčnú výhodu. Táto technológia už dokázala svoju účinnosť a spoľahlivosť pri každodennom používaní. Zámerom armády je predovšetkým preniesť túto technológiu na prototypy na použitie vo veľkých programoch. V americkom programe - bojovom systéme budúcnosti (FCS) - sa dieselovo -elektrický kombinovaný pohon stal hlavnou formou pohonu a stal sa najdôležitejšou konfiguráciou celej rodiny strojov. Momentálne prototypy sériových strojov vybavených elektrickými pohonmi prechádzajú fázou testovania.

Hlavným dôvodom použitia technológie elektrického pohonu vo vojenskom vybavení sú nové bojové vlastnosti a vlastnosti, ktoré je možné dosiahnuť iba týmto spôsobom. V prvom rade sa to týka spoľahlivosti vozidla, jeho ochrany a logistickej podpory. Toto je kľúč pre novú základnú výrobu kolesových vozidiel.

Pri použití tejto technológie je možné vytvoriť modul pohonu kolies, v ktorom je elektromotor úplne zabudovaný do náboja. Odpruženie, pohon, riadenie a tlmič budú integrované do kompaktného, štandardizovaného podvozkového modulu. Brzdy budú tiež elektrické, pričom iba parkovacia brzda bude pôsobiť ako dodatočná mechanická brzda.

Obrázok
Obrázok

Modul pohonu kolesa s elektromotorom namontovaným v náboji kolesa

Obrázok
Obrázok

Využiteľná priestorová výhoda kolesového vozidla vďaka použitiu elektrického pohonu v porovnaní so starou tuhou nápravou (zdroj: magnetický motor)

Pokročilý stroj s hybridným pohonom (AHED)

Ako relevantný príklad takejto techniky môže slúžiť vozidlo so sľubným hybridným elektrickým pohonom (AHED) a usporiadaním kolies 8x8 od spoločnosti General Dynamics Land Systems (GDLS). Verejnosti bol prvýkrát predstavený v roku 2002 na výročnej výstave AUSA vo Washingtone.

Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok

Stroj s usporiadaním kolies 8 × 8 a pokročilým hybridným elektrickým pohonom (AHED) od GDLS s elektrickým pohonom v náboji kolesa Magnet-Motor

Tento stroj bol vybavený elektrickým pohonom náboja kolesa od spoločnosti Magnet-Motor GmbH (na objednávku spoločnosti GDLS). Je na ňom nainštalovaný naftový generátor a akumulátory. Pohony kolies MM sú súčasťou modulu kolies, ktorý je nainštalovaný na všetkých hnacích kolesách. Primárny výkon je generovaný generátorom 200 kW, ktorý je priamo spojený s naftovým motorom pomocou príruby. Ďalších 200 kW výkonu poskytuje vysoko účinná batéria. Celkový pohonný výkon je teda asi 400 kW. Na dobitie batérií počas jazdy slúži brzdná energia a tiež prebytočný primárny výkon. Táto kombinovaná konfigurácia poskytuje ďalšie výhody vrátane tichých hodiniek a skrytého režimu. Okrem toho vo vnútri stroja nie sú žiadne súčasti pohonného systému, ani žiadne „dvojité dno“, do ktorého by sa zmestili jeho mechanické časti. V porovnaní s bežnými modelmi pohonu je silueta výrazne nižšia.

Moduly kolies majú flexibilný „pupočný kábel“, ktorý zaisťuje všetky elektrické funkcie snímacieho a napájacieho potrubia a dodáva tiež chladiace kvapaliny.

Obrázok
Obrázok

Konfigurácia kolesového vozidla 8 × 8 s pokročilým hybridným elektrickým pohonom (AHED)

Za zmienku stojí aj výkonová elektronika, ktorá stroju dodáva elektrickú energiu a integruje do systému vysokovýkonné batérie. Nachádzajú sa v prednej časti stroja, trochu ho „zdvihnú“.

Prieskumné bojové vozidlo s určením cieľa a sledovaním (RST-V)

Obrázok
Obrázok

Bojové vozidlo prieskumu, sledovania a určovania cieľov (RST-V)

Ďalšou objednávkou od GDLS, realizovanou spoločnosťou Magnet-Motor, bol elektrický kombinovaný pohonný systém, ktorý bol použitý v štyroch prototypoch prieskumného, cieľového a sledovacieho (RST-V) bojového vozidla. Boli postavené pre námorný zbor USA a Agentúru pre pokročilé plánovanie obrany (DARPA). Pohonný systém zahŕňa aj pohony nábojov kolies a energiu z naftového generátora a batérií. Použitie elektrických modulov kolies umožnilo nainštalovať na vozidlo špeciálne pohyblivé a skladacie zavesenie kolies, aby sa zmenila jeho svetlá výška. Auto má navyše zvýšenú podlahu medzi zadnými a prednými kolesami. Vďaka tomu sa zmestí do lietadla Osprey V 22. Celkový hnací výkon je 210 kW (110 kW naftový generátor a 100 kW batérie), čo stroju s hmotnosťou 3,8 t zrýchľuje na 120 km / h a stúpa až o 60%.

Prototypy stroja prešli niekoľkými úspešnými testami, ktoré potvrdili ich súlad s charakteristikami. Aktuálne prebiehajú práce na prvej malej šarži, ktorá bude zahŕňať ďalšie intenzívne testovanie.

Stojí za zmienku, že všetky pohony Magnet-Motor neobsahujú žiadne opotrebiteľné diely a minimum pohyblivých častí. Prakticky nevyžadujú údržbu, sú vysoko spoľahlivé a v dôsledku toho vyžadujú počas prevádzky nízke náklady. Vývoj mechanizmov a elektroniky navyše zohľadnil potrebu zníženia nákladov na personál a údržbu zariadení a materiálu, čo zlepšilo logistiku. V praxi vodičovi odľahčuje používanie plne automatického a vysoko efektívneho pohonu. Radenie prevodových stupňov je elektrické, nie mechanické, kolesá auta sa ovládajú oddelene, čo zaisťuje lepšie zrýchlenie.

Dokonca aj prvé prototypy spoločnosti Magnet-Motor mohli poskytovať elektrickú energiu z pohonnej siete stroja rôznym externým spotrebiteľom, napríklad svetelným prvkom a rôznym mechanizmom. Oba pohonné systémy vyvinuté pre GDLS majú elektronické komponenty, ktoré sú priamo integrované do elektrického pohonného systému. S ich pomocou môžete k napájaciemu zdroju pripojiť veliteľské stanovištia, radarové zariadenia, inžinierske vozidlá atď. Elektrickú pohonnú sieť je možné použiť aj ako elektrický primárny napájací systém pre elektrické bojové systémy budúcnosti, napríklad elektrické delá, kombinované delá, laserové a mikrovlnné zbrane.

Thunderbolt - pancierový kanónový systém

Obrázok
Obrázok

Pancierový kanónový systém Thunderbolt

Obrázok
Obrázok

Pancierový kanónový systém United Defense Thunderbolt s hybridným elektrickým pohonom strieľa zo svojho 120 mm tankového dela.

Pancierový kanónový systém Thunderbolt bol vyvinutý v septembri 2003. Jedná sa o modernizovaný pancierový kanónový systém M8 ako súčasť 120 mm tankového dela XM291 (namiesto 105 mm kanónu M35). Hlavnou výhodou systému je úspora miesta vďaka použitiu hybridného elektrického pohonu. V prednej časti trupu sa objavili dva trakčné motory a v jednom zo sponsonov sa objavil dieselový motor s výkonom 300 koní. Tým sa uvoľnil priestor, v ktorom sa predtým nachádzala naftová pohonná jednotka s výkonom 580 koní a konečné pohony. Teraz sa doň zmestia štyria ľudia alebo ďalšia munícia. Rozdiel vo výkone je kompenzovaný energiou bloku 24 olovených batérií.

Počas procesu vývoja bol použitý demo model TTD - hlavný vývojový nástroj pre pohon HED. Použitie naftového motora John Deere (250 k 187 kW) a sady 40 olovených batérií (187 kW) znížilo spotrebu paliva o 89% v porovnaní so štandardným obrneným transportérom M113A3, ktorý je vybavený dieselovým motorom Detroit (275 k). A hydrodynamická prevodovka Allison X2000-4A pri jazde po nerovnom teréne so zmenami výšky a na cestách.

Je pravda, že toto zlepšenie čiastočne priamo súvisí iba s výmenou motora, pretože dieselová pohonná jednotka Detroit má pomerne vysokú špecifickú spotrebu paliva.

Elektrické prevodovky pohonných systémov United Defence sú klasické dvojsmerné, dvojparalelné obvody, ktoré prenášajú prúd z generátora poháňaného motora stroja do samostatných pohonných motorov pre každú stopu. Podobné obojsmerné systémy boli použité aj v iných elektricky poháňaných pásových vozidlách. Je pravda, že ak boli v prevodovkách United Defense použité indukčné motory, potom používali elektrické motory s permanentnými magnetmi, ktoré boli vyvinuté neskôr.

Systémy FCS-T a FCS-W s hybridným elektrickým pohonom

United Defense taktiež predstavila ďalšie dve platformy pre bojové systémy budúcnosti. Prvá s označením FCS-T (pásová) je platforma pôvodne vyvinutá spoločnosťou UDLP pre konzorcium Lancer ako možná platforma nasadená v lietadlách C-130 pre v súčasnosti vyraďovaný program prieskumných vozidiel Anglo-American FSCS / TRACER.

Obrázok
Obrázok

FCS-T a FCS-W s hybridným elektrickým pohonom.

Platforma FCS-T používa hybridný systém s tromi režimami: hybridný, iba na batérie a iba na motor. Pri prevádzke na batériové napájanie (kamufláž, tichý režim) môže auto prejsť zhruba štyri kilometre, pričom je poháňané lítiovou batériou (167 kW) s napätím 600 voltov. Tento režim sa používa aj na zabezpečenie dlhodobého (až 6 hodín pri 2,5 kW) tichého pozorovania, keď posádka používa iba elektronické detekčné zariadenia.

CERV - Diesel -Electric Hybrid Vehicle

Obrázok
Obrázok

Diesel-elektrické hybridné vozidlo CERV

CERV Long Range Covert Vehicle je ľahké naftovo-elektrické vozidlo s maximálnou rýchlosťou 130 km / h. Hlavným účelom je vykonávať špeciálne operácie podpory, prieskumu a určovania cieľov. Hlavnou výhodou stroja je tichý pohyb a šetrnosť k životnému prostrediu. Na vývoji auta sa podieľala kalifornská spoločnosť Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide.

Vozidlo s pohonom všetkých štyroch kolies poháňa naftovo-elektrický hybridný pohon Quantum Q-Force ako súčasť 1,4-litrového naftového motora spojeného s generátorom 75 kW a lítium-iónovými batériami. Poháňa elektrický jednosmerný motor (100 kW). Jedinečná ľahká karoséria vyvinutá spoločnosťou Quantum znížila hmotnosť auta na 2267 kilogramov. V zadnej časti vozidla je veľká nákladná plošina.

V rámci prác na aute bolo postavených šesť prototypov. Toto auto má krútiaci moment 6800 Nm, čo vám umožňuje prekonávať vodné prekážky až do 0,8 metra, ako aj stúpania až do 60%.

Obrázok
Obrázok

Použitie hybridného hnacieho ústrojenstva Q-Force znižuje spotrebu paliva o 25% v porovnaní s konvenčnými vozidlami s rovnakou hmotnosťou a veľkosťou, ako aj výrazne znižuje tepelný podpis a emisie oxidu uhličitého.

Pri vývoji CERV boli použité najnovšie technológie, ktoré zlepšili výkon batérie a podľa toho zvýšili dojazd.

Strojné vozidlo Oshkosh Defence L-ATV

Podľa zástupcov spoločnosti Oshkosh Defense ich nový vývoj sebavedomo dominuje v triede ľahkých bojových technických vozidiel, kombinujúcich osvedčené technológie a pokročilé systémy ochrany posádky. Je možné, že toto auto bude náhradou za zastarané kolesové obrnené auto Humvee.

Obrázok
Obrázok

L-ATV

Pri vývoji modelu boli použité skúsenosti získané pri stretoch medzi Afganistanom a Irakom. L-ATV je navrhnutý tak, aby poskytoval vysokú mobilitu a ochranu na úrovni MRAP.

Obrnené auto používa inteligentné, nezávislé zavesenie novej generácie Oshkosh TAK-4i, ktoré má zvýšený zdvih 505 mm, čo zvyšuje účinnosť pri jazde na nestabilných povrchoch. Patentovaná technológia TAK-4 využíva 20-palcové kolesá s nezávislým riadením.

Za zmienku stojí aj inovatívne hybridné naftovo-elektrické pohonné ústrojenstvo Propulse, ktoré dodáva ďalší 70 kW výkonu, keď sa stroj pohybuje, a pri zastavení poskytuje aj výkon pre technické potreby. Napájanie z naftového generátora je dodávané do 4 elektromotorov pre každé hnacie koleso. Elektráreň navyše zlepšila palivovú účinnosť a výkon, čo umožnilo pohybovať sa takmer ticho na krátke vzdialenosti.

Existuje možnosť balíkového brnenia. Rezervácie je možné zmeniť v závislosti od úloh. V spodnej časti vozidla je nainštalovaná špeciálna ochrana proti úlomkom a výbuchu protipechotných mín.

Zlepšenie schopnosti prežiť

Stojí za zmienku, že americké autá ešte musia využiť ďalšiu výhodu elektrického pohonu, a to použitie niektorých malých dieselových motorov s generátormi ako dodávateľmi energie. To výrazne zvyšuje schopnosť prežiť - vozidlo v prípade poškodenia nestratí pohyblivosť a môže sa stále vrátiť, čím sa vyhne strate pohyblivosti. Navyše umožňuje globálne využitie štandardných moderných naftových motorov. Jednotný dizajn uľahčí reakciu na upgrady strojov.

Obrázok
Obrázok

Náčrt stroja 6 × 6 s elektrickými pohonmi kolies a dvojitými konštrukčnými prvkami - naftový motor - generátor

Užitočný objem stroja je v porovnaní s mechanickým pohonom zvýšený. Zníženie hmotnosti navyše umožňuje bezproblémovú prepravu vzduchom.

Ako vidíme, v západných krajinách nevznikli len makety, ale úplne hotové platformy s hybridným elektrickým pohonom.

Odporúča: