Inxhinieri civile
Makinat e para elektrike u shfaqën para makinave me motorë me djegie të brendshme (ICE), në 1828. Në fillim të shekullit të 20 -të, automjetet elektrike përbënin mbi një të tretën e të gjithë flotës së automjeteve amerikane. Sidoqoftë, atëherë ata gradualisht filluan të heqin dorë nga pozicionet e tyre, duke u dhënë makinave për sa i përket gamës, komoditetit të karburantit dhe parametrave të tjerë.
Mund të zbatohen disa opsione të projektimit për automjetet elektrike. Një automjet klasik elektrik mundësohet nga bateritë e ngarkuara në një stacion karikimi. Një automjet elektrik me një furnizim të jashtëm të energjisë elektrike merr energji elektrike nga përçuesit e jashtëm me një metodë kontakti ose me anë të fushave elektromagnetike. Një motor me djegie të brendshme me një gjenerator mund të instalohet për të rimbushur bateritë e një automjeti elektrik, ose energjia elektrike mund të gjenerohet nga lëndë djegëse të lëngëta ose të gazta drejtpërdrejt duke përdorur qeliza katalitike të karburantit. Të gjitha skemat e mësipërme mund të kombinohen në mënyra të ndryshme.
Periodikisht, interesi për automjetet elektrike rifilloi, zakonisht gjatë rritjes së çmimeve për produktet e naftës, por shpejt u zbeh: makinat me motorë me djegie të brendshme mbetën jashtë konkurrencës. Si rezultat, pajisjet me shtytje elektrike janë bërë të përhapura në segmentin e transportit me një furnizim të jashtëm të energjisë elektrike: trena elektrikë, tramvaje dhe karroca, në kamaren e pajisjeve të magazinave.
Një segment i veçantë mund të dallohet me pajisje speciale, për shembull, kamionë hale minierash me një kapacitet mbajtës mbi 100 tonë, mbi të cilët përdoret një transmetim elektromekanik.
Në fillim të shekullit 21, interesi për automjetet elektrike rifilloi në një nivel të ri. Faktori përcaktues nuk ishte rritja e çmimeve për produktet e naftës, por kërkesa e aktivistëve mjedisorë për të zvogëluar emetimet e dëmshme. Kompania amerikane Tesla, e adhuruar (urryer) nga shumë Elon Musk, u bë prodhuesi që ka hipur në "valën mjedisore" sa më shumë që të jetë e mundur.
Por kushdo dhe pavarësisht se si lidhen me Elon Musk, nuk mund të mohohet që Tesla ka bërë një punë të shkëlqyeshme: në fakt, është krijuar një segment i veçantë i tregut të makinave, makinat elektrike janë bërë një zonë në të cilën kanë filluar gjigantët e automjeteve për të investuar në mënyrë aktive. Nëse zhvillimi kryhet në mënyrë aktive në një drejtim, rezultati do të arrihet herët a vonë. Do të ketë bateri të reja me kapacitet të shtuar, tarifa të larta të karikimit dhe një gamë të zgjeruar të aplikimit të temperaturës, motorë elektrikë më efikas dhe kompakt, me kuti ingranazhesh të integruar që mund të vendosen në rrotat motorike me një peshë të ulët të pashprehur dhe zhvillime të tjera.
Nuk ka dyshim se në të ardhmen e parashikueshme, makinat elektrike praktikisht do të zëvendësojnë makinat me motorë me djegie të brendshme, dhe jo për arsye mjedisore, por për shkak të epërsisë së përgjithshme teknike të automjeteve elektrike.
Pajisje ushtarake
Në vitin 1917, kompania franceze FAMH prodhoi 400 tanke Saint Chamond me transmetim elektrik Crochat Collendeau, në të cilin një motor benzine Panhard ishte i lidhur drejtpërdrejt me një gjenerator elektrik, i cili mundësonte dy motorë elektrikë, secili prej të cilëve ishte i lidhur me një timon dhe një vemje ngas. Gjithashtu në 1917, një rezervuar me transmetime elektrike nga Daimler dhe British Westinghouse u testua në Britaninë e Madhe.
Shembujt e mëvonshëm përfshijnë njësinë e artilerisë së rëndë vetëlëvizëse gjermane (SAU) "Ferdinand" ("Elefant") që peshon 65 tonë. Termocentrali "Ferdinand" përfshinte dy motorë karburatorë të ftohur me ujë në formë V-12 "Maybach" HL 120 TRM me një kapacitet 265 litra. f., dy gjeneratorë elektrikë Siemens-Schuckert Typ aGV me një tension prej 365 volt dhe dy motorë tërheqës elektrikë Siemens-Schuckert D149aAC me një fuqi prej 230 kW, të vendosura në pjesën e pasme të bykut, të cilat drejtuan secilën nga rrotat e tyre përmes një reduktimi ingranazhe të bëra sipas një skeme planetare.
Ndërsa Ferdinand është relativisht i ri, nuk ka shumë ankesa për punën e saj. Si e tillë, mund të vërehet kompleksiteti dhe kostoja më e madhe në krahasim me termocentralet e një modeli klasik, si dhe nevojën për të përdorur një sasi të konsiderueshme të bakrit, e cila është në mungesë në Gjermani.
Përveç armëve vetëlëvizëse Ferdinand, përdorimi i shtytjes elektrike u konsiderua edhe në rezervuarin super të rëndë gjerman, rezervuarin Maus prej 188 tonësh.
Rreth të njëjtës periudhë, një rezervuar eksperimental i rëndë EKV me një termocentral elektromekanik u zhvillua në BRSS në bazë të rezervuarit KV-1. Dizajni teknik i rezervuarit EKV u zhvillua në Shtator 1941, dhe në 1944 prototipi i rezervuarit EKV shkoi për testim. Supozohej se përdorimi i një transmetimi elektromekanik në rezervuar do të zvogëlonte konsumin e karburantit, do të përmirësonte manovrimin dhe karakteristikat dinamike të rezervuarit.
Transmetimi elektromekanik i rezervuarit EKV përfshinte një gjenerator startues DK-502B të lidhur me një motor nafte V-2K dhe dy motorë tërheqës DK-301V, me dy kuti ingranazhesh në bord dhe pajisje kontrolli.
Sipas rezultateve të testit, dizajni i rezervuarit EKV u njoh si i pakënaqshëm, puna në projekt u kufizua.
Projektet e tankeve "elektrike" u kryen në Britani, SHBA, BRSS, Gjermani dhe Francë, si dhe në vende të tjera gjatë gjithë shekullit XX. Sidoqoftë, për momentin, tanket dhe automjetet e blinduara të një paraqitjeje tradicionale kanë marrë zhvillimin maksimal.
Përfitimet dhe perspektivat
Pse ka një kthim të vazhdueshëm në çështjen e sigurimit të shtytjes elektrike të automjeteve luftarake tokësore, pavarësisht numrit të madh të projekteve eksperimentale të mbyllura?
Nga njëra anë, ekziston një zhvillim i teknologjive, përdorimi i të cilave në sistemet shtytëse elektrike bën të mundur llogaritjen në marrjen e rezultateve pozitive që ishin më parë të paarritshme. Motorët magnetikë të përhershëm dhe elektronikë asinkronë, gjeneratorët e rrymës elektrike me efikasitet të lartë, sistemet e shpërndarjes së energjisë, bateritë me karikim të shpejtë dhe shumë më tepër janë duke u zhvilluar.
Kohët e fundit, ne po flasim jo vetëm për teknologjinë tokësore me shtytje elektrike, por edhe për krijimin e avionëve plotësisht elektrikë deri në modele mjaft të mëdha pasagjerësh.
Nga ana tjetër, përparësitë që shtytja elektrike mund të sigurojë për pajisjet luftarake tokësore janë gjithnjë e më të kërkuara:
- mundësia e një paraqitje fleksibël të automjetit luftarak për shkak të mungesës në transmetimin elektrik të njësive me një lidhje të ngurtë mekanike të siguruar nga boshtet;
- rritje e mbijetesës së pajisjeve ushtarake për shkak të mundësisë së tepricës së përbërësve të transmetimit elektrik;
- mundësia e braktisjes së vozitjeve hidraulike të rrezikshme nga zjarri në favor të atyre elektrike;
- mundësia e lëvizjes së pajisjeve ushtarake në seksione të kufizuara të rrugës në mënyrën maksimale të kamuflimit, me demaskim minimal nga karakteristikat e zërit dhe termike;
- aftësia për të rikuperuar energjinë elektrike gjatë frenimit;
- karakteristikat më të mira dinamike dhe parametrat ndër-vend të automjeteve të blinduara të pajisura me një transmetim elektrik;
- lehtësi e madhe e kontrollit të automjeteve të blinduara me shtytje elektrike;
- aftësia për të siguruar një sasi të mjaftueshme të energjisë elektrike për një numër gjithnjë në rritje të pajisjeve, sensorëve, armëve të përparuara.
Le të hedhim një vështrim më të afërt në këto përfitime. Burimi kryesor i energjisë është një naftë ose një turbinë me gaz, në makina me transmetim elektrik ata do të kenë një burim dhe efikasitet më të madh për faktin se shpejtësia optimale e motorit mund të zgjidhet fillimisht, në të cilën do të ketë konsum minimal dhe karburant maksimal efikasiteti. Ngarkesat e rritura gjatë nxitimit dhe manovrimit të fuqishëm do të kompensohen nga bateritë tampon.
Për shembull, në kombinim me një gjenerator, mund të instalohet një turbinë gazi me shpejtësi të lartë, e cila do të funksionojë në modalitetin "on / off" për të rimbushur bateritë tampon, pa ndryshuar shpejtësinë.
Në transmetimin elektrik, nuk ka nevojë të instaloni boshte të rëndë dhe kuti ingranazhesh. Lidhja mekanike në transmetimin elektrik është e disponueshme vetëm në gjeneratorin motor-elektrik dhe çiftet elektrike-rrota, por këto njësi mund të bëhen si një njësi e vetme. Pjesa tjetër e njësive janë të lidhura me kabllo fleksibël.
Ndryshe nga lidhjet mekanike, lidhjet elektrike mund të jenë të tepërta shumë herë. Për shembull, në fazën e montimit të rastit, mund të vendosen kanale kabllore të mbrojtura, të cilat do të strehojnë një autobus universal të energjisë dhe të dhënave, duke përfshirë kabllot e energjisë dhe të dhënave.
Ndarja hapësinore e burimeve të energjisë, kanaleve të furnizimit dhe komunikimit, si dhe motorëve dhe helikave me një probabilitet të shtuar do të lejojë që automjeti luftarak të ruajë lëvizshmërinë dhe vetëdijen për situatën kur dëmtohet, gjë që do të sigurojë mundësinë e tërheqjes së automjetit luftarak nga zona e qitjes dhe evakuimin nga fusha e betejës.
Refuzimi i vozitjeve hidraulike në favor të atyre elektrike do të ndihmojë gjithashtu në rritjen e mbijetesës së automjeteve luftarake tokësore, si për shkak të rrezikut më të ulët të zjarrit të këtyre të fundit, ashtu edhe për shkak të besueshmërisë së tyre më të madhe. Forcat Ajrore Ruse planifikojnë të braktisin vozitjet hidraulike në luftëtarin e gjeneratës së pestë Su-57 deri në vitin 2022.
Prania e baterive tampon do t'ju lejojë të qëndroni të lëvizshëm pa ndezur motorin kryesor, megjithëse në një seksion mjaft të kufizuar. Kjo do të lejojë automjetet luftarake premtuese të zbatojnë skenarë të rinj taktikë për kryerjen e operacioneve luftarake nga një pritë, kur në gjendje gatishmërie automjeti i blinduar është në gatishmëri të plotë luftarake, ndërsa nënshkrimi i tij termik do të jetë i krahasueshëm me temperaturën e ambientit.
Bateritë gjithashtu do të sigurojnë aftësinë për të lëvizur në rast të dështimit të termocentralit kryesor, i cili do të lejojë automjetet e blinduara të largohen nga fusha e betejës më vete. Në disa raste, për të evakuuar një automjet luftarak me një transmetim elektrik, do të jetë e mjaftueshme që thjesht ta lidhni atë me një burim të jashtëm të energjisë. Për shembull, një automjet i blinduar i rimëkëmbjes në këtë mënyrë mund të evakuojë njëkohësisht dy automjete të tjera të blinduara me një transmetim elektrik pjesërisht të dëmtuar, thjesht duke hedhur kabllot e energjisë mbi to.
Ashtu si në automjetet civile elektrike, në automjetet e blinduara me një transmetim elektrik, rikuperimi i energjisë mund të kryhet gjatë frenimit.
Automjetet luftarake tokësore me transmetim elektrik do të kenë karakteristikat më të mira të lëvizshmërisë dhe kontrollueshmërisë për shkak të transmetimit të energjisë pafundësisht të ndryshueshme në helikë, si dhe shpërndarjes fleksibël të energjisë midis motorëve elektrikë në portin dhe anën e djathtë. Për shembull, gjatë një kthesë, një rënie e fuqisë në motorin e rruazës zvarritëse do të kompensohet me një rritje të fuqisë së motorit të rruazës së zvarritur.
Një nga avantazhet më të rëndësishme të transmetimit elektrik do të jetë aftësia për të siguruar energji për pajisjet dhe sensorët, për shembull, stacionet e radarit (radarët) për zbulimin, udhëzimin dhe mbrojtjen e gjithanshme të kompleksit të mbrojtjes aktive.
Në të ardhmen e afërt, armët lazer do të bëhen një pjesë integrale e automjeteve luftarake tokësore, të cilat do të jenë në gjendje të neutralizojnë në masë të madhe kërcënimin nga mjetet e vogla ajrore pa pilot (UAV), raketat e drejtuara kundër tankeve dhe nënmunicionet grupore me koka termike dhe optike të shtëpisë.
Energjia elektrike gjithashtu mund të kërkohet për sistemet maskuese aktive për automjetet e blinduara në intervalin e gjatësisë së valës termike dhe optike.
përfundimet
Krijimi i automjeteve luftarake me bazë tokësore me shtytje elektrike ka të ngjarë të bëhet i pashmangshëm me përmirësimin e teknologjisë dhe rritjen e kërkesave për furnizimin me energji të pajisjeve dhe armëve në bord. Tregu civil për automjetet elektrike mund të ketë një ndikim të rëndësishëm në shkallën e futjes së automjeteve luftarake me bazë tokësore me shtytje elektrike.
Automjetet luftarake tokësore me transmetim elektrik do të tejkalojnë modelet "klasike" për sa i përket dinamizmit, manovrimit, lehtësisë së kontrollit, mbijetesës dhe sigurisë, si dhe, nëse është e mundur, vendosjes së armëve dhe sensorëve premtues me konsum të lartë të energjisë mbi to.
