Lëvizshmëria e shkëlqyeshme në kushtet më të vështira është karakteristika kryesore e të gjitha automjeteve ushtarake. Sidoqoftë, është shumë më e vështirë të arrihet kjo për automjetet e blinduara, por është jashtëzakonisht e rëndësishme në mënyrë që ata të mund të kryejnë me sukses detyrat e tyre
Lëvizshmëria është shumë e rëndësishme për automjetet e blinduara, por në të njëjtën kohë konkurron me karakteristika të tjera kritike, të tilla si, për shembull, sigurimi i mbijetesës së automjetit dhe ekuipazhit. Dhe këtu kjo kërkesë lehtë mund të bie ndesh me kërkesën për të ruajtur lëvizshmërinë. Sidoqoftë, është e qartë se ushtarëve, siguria e të cilëve varet nga automjete të tilla, kanë nevojë për rritjen e kalueshmërisë jashtë rrugës, përshpejtimin më të shpejtë dhe shpejtësinë më të madhe, të gjitha pa ndikuar negativisht në mbijetesën. Këto kërkesa po nxisin zhvillimin e paketave të reja të energjisë dhe sistemeve të transportit në mënyrë që të gjejnë zgjidhje optimale për të përmbushur këto kërkesa shpesh konfliktuale. Sidoqoftë, për t'u pajtuar me to, është i nevojshëm një kombinim dhe ekuilibër i një numri parametrash të projektimit. Këto përfshijnë karakteristikat e sistemit të pezullimit, i cili ndikon drejtpërdrejt në cilësinë e lëvizjes, sipërfaqen mbështetëse të shinave ose rrotave, e cila përcakton presionin e tokës, pastrimin e automjetit nga toka dhe daljen e motorit. Karakteristika e fundit konsiderohet të jetë më e rëndësishmja dhe më e vështira për t'u arritur. Kjo është për shkak të faktit se edhe në çështjen e gjenerimit dhe shpërndarjes së fuqisë së motorit, projektuesi duhet të bëjë kompromise, ndonjëherë edhe duke shkelur në fyt të këngës së tij. Rritja e fuqisë në një automjet të blinduar kufizohet nga faktorë të tillë si vëllimi i ndarjes së motorit, nevoja për të ruajtur një gamë, kufizimet e peshës dhe nevoja për të përmbushur kërkesat e energjisë të sistemeve në bord, për shembull, pajisjet e komunikimit, sistemet e navigimit, sensorët dhe sistemet e mbrojtjes aktive dhe pasive.
Mbrojtja efektive kundër kërcënimeve në zhvillim të sotëm është e domosdoshme, veçanërisht ato që vendosin kërkesat më të mëdha mbi motorin dhe karrocat e poshtme. Mbrojtja pothuajse në mënyrë të pashmangshme do të thotë forca të blinduara, dhe forca të blinduara shtojnë pjesën më të madhe. Lind një kontradiktë që na detyron të bëjmë kompromise të papërshtatshme: me rritjen e nivelit të kërcënimit, niveli i mbrojtjes gjithashtu duhet të rritet. Një rritje në nivelin e mbrojtjes, si rregull, përkthehet në një nevojë për forca të blinduara shtesë, dhe prenotimet shtesë mund të kontribuojnë në një rritje të masës së automjetit. Ruajtja ose përmirësimi i karakteristikave të funksionimit të një automjeti të blinduar kërkon në mënyrë të pashmangshme një rritje të fuqisë së motorit dhe efikasitetit të transmetimit dhe fuqive të lidhura me të. Sidoqoftë, masa e një automjeti përcaktohet gjithashtu nga madhësia e tij: sa më i madh të jetë automjeti dhe sipërfaqja që duhet blinduar, aq më e rëndë bëhet. Kështu, njësia e re e energjisë (motori me transmetim dhe drejtues) nuk duhet të jetë vetëm më i fuqishëm, por duhet të paktën të përshtatet në vëllimin e caktuar ose, mundësisht, të ketë një vëllim të përgjithshëm më të ulët. Ky kriter, para së gjithash, është absolut për njësitë e energjisë të krijuara për të modernizuar automjetet e blinduara ekzistuese, por është gjithashtu shumë i dëshirueshëm për platforma të reja.
Vlera e pranuar përgjithësisht për nivelin e lëvizshmërisë të siguruar nga një automjet i blinduar është i ashtuquajturi densitet i fuqisë, ose raporti i fuqisë (më shpesh në kuaj fuqi) me masën e automjetit. Ky raport, edhe pse nuk merr parasysh të gjithë faktorët e mundshëm që përcaktojnë lëvizshmërinë, është një kriter i përshtatshëm, megjithëse i papërpunuar, dhe është i dobishëm si si një parametër i projektimit ashtu edhe si një mjet për krahasimin e makinave të ndryshme. Si rregull, sa më e lartë të jetë fuqia specifike, për shembull, në hp. për ton, aq më mirë performanca e përgjithshme e drejtimit që makina do të tregojë. Përkundër faktit se kur vlerësoni një automjet, shpejtësia e tij maksimale shpesh merret parasysh, për një automjet luftarak, nxitimi ose përgjigjja e mbytjes së motorit (aftësia për të kaluar shpejt dhe pa probleme nga një operacion i qëndrueshëm në fuqinë minimale në fuqinë maksimale) mund të jetë në të vërtetë shumë më e rëndësishme.karakteristikë. Shpesh neglizhohet në performancën e automjetit, aftësia për të shpejtuar shpejt dhe lëvizur shpejt drejt sigurisë në përgjigje të veprimit sulmues është e paçmueshme. Ndikon drejtpërdrejt në mbijetesën e automjetit dhe ekuipazhit të tij. Kështu, fuqia në dispozicion jo vetëm që kontribuon në rritjen e lëvizshmërisë, por edhe mbijetesën, veçanërisht kur përdoret në kombinim me masat e vetëmbrojtjes, përfshirë sensorë për zbulimin e një goditjeje dhe rrezatimi me lazer, si dhe kundërmasa pasive dhe aktive.
Fuqia në të vogla
Përkundër rasteve individuale të përdorimit të motorëve të turbinave me gaz, të tilla si në familjen e tankeve të betejës kryesore Dynamics M1 Abrams (MBT), motori më i popullarizuar për automjetet e blinduara vazhdon të jetë një motor nafte ose, më saktë, një motor nafte me shumë karburant. Një nga drejtuesit në prodhimin e njësive të energjisë është kompania gjermane MTU. Qasja e tij e integruar është që në një "njësi energjetike" të vetme të përfshihet jo vetëm motori, transmetimi dhe fuqia, por edhe nënsistemet e furnizimit me ajër dhe filtrimit të tij, ftohjes, prodhimit të energjisë dhe të tjera. Secili prej përbërësve të njësisë së energjisë është projektuar dhe montuar me kujdes në mënyrë që të marrë zgjidhjen më kompakte dhe efikase. MTU pranon se për një projektues dhe integrues të automjeteve luftarake, raporti fuqi-vëllim është kritik. Giovanni Spadaro, Shef i NSH -ve në MTU, shpjegoi se për ta “integrimi i të gjithë përbërësve në një sistem të vetëm është shumë i rëndësishëm, ne jemi duke zhvilluar pa u lodhur filozofinë tonë të zhvillimit simbiotik të të gjitha pjesëve të zgjidhjes së zhvilluar. Për ne, kjo do të thotë që fjalë për fjalë gjithçka, arkitektura, koncepti, softueri dhe të gjithë parametrat, ka për qëllim përmirësimin e karakteristikave të njësisë përfundimtare të plotë të energjisë. " Ndikimi i kësaj qasjeje në platformën përfundimtare është i madh, duke pasur parasysh bashkëpunimin e ngushtë me prodhuesit kryesorë kryesorë të automjeteve ushtarake si Krause-Mafei Wegmann (KMW), Nexter, BAE Systems dhe General Dynamics. Një zëdhënës i General Dynamics Land Systems shpjegoi: "Sa i përket njësisë së energjisë, më shumë energji është më e mirë, madhësia më e vogël është më e mirë, më e lirë është përgjithësisht e shkëlqyeshme, por me rritjen e detyrueshme të niveleve të sigurisë, besueshmërisë, qetësisë dhe mirëmbajtjes."
MTU ka demonstruar se përshtatja dhe modifikimi për qëllime ushtarake të njësive të energjisë komerciale është i përshtatshëm për automjete të blinduara të lehta dhe të mesme, për shembull, automjeti i blinduar luftarak me katër boshte ARTEC Boxer, i cili është i pajisur me një motor nafte MTU 8V199 TE20. Sidoqoftë, për automjetet dhe tanket më të rënda të blinduara, nevojiten motorët e tyre, siç janë, për shembull, motorët e serive 880 dhe 890, të krijuar posaçërisht për instalim në platforma të rënda ushtarake. Aftësitë e njësive moderne të fuqisë demonstrohen në automjetin luftarak të këmbësorisë të ndjekur nga Puma. Spadaro tha se "njësia e fuqisë MTU për Puma përfshin kutinë e shpejtësisë, motorin / gjeneratorin dhe sistemet e ftohjes dhe pastrimit të ajrit. Motori me naftë MTU 10V 890 është i njohur për densitetin e tij shumë të lartë të fuqisë dhe dimensionet kompakte. Krahasuar me motorët e tjerë ushtarakë të së njëjtës klasë fuqie, pesha dhe vëllimi janë zvogëluar me rreth 60 përqind. Drejtori i Motorëve të Specializuar në MTU komentoi se "Kjo njësi është më kompakte se çdo njësi e mëparshme e energjisë". Përfitimet e motorëve MTU janë veçanërisht të dukshme kur instaloni njësi të energjisë në gjeneratat e mëparshme të makinave. Motorët e tij nga sfera EuroPowerPack u përdorën nga kompania franceze GIAT (tani Nexter) për të zëvendësuar motorët e tankeve Leclerc-EAU për Emiratet e Bashkuara Arabe. Motorët e kësaj familje janë instaluar gjithashtu në Challenger-2E MBT, ndërsa kursime të konsiderueshme në vëllim u arritën duke rritur gamën për shkak të zvogëlimit të konsumit të karburantit.
E njohur për pajisjet e saj të rënda të ndërtimit, Caterpillar është bërë një furnizues kryesor i motorëve për automjete taktike dhe të blinduara. Ofertat e saj për ushtrinë bazohen në sisteme tregtare jashtë raftit që përdoren në të gjithë botën. Prandaj përfitimet e rëndësishme - kosto e reduktuar e lidhur me vëllimet e prodhimit dhe disponueshmërinë e mbështetjes teknike. Sidoqoftë, zhvillimet e kompanisë janë të njohura për përdorim ushtarak, për shembull, motori C9.3 me një fuqi specifike të rritur prej 600 kf. Sidoqoftë, risia e vërtetë është se C9.3 është i aftë të ndryshojë vlerësimin e fuqisë së tij. Për të përmbushur kërkesat e rrepta evropiane të emetimit Euro-III, ai kalon në një mënyrë të reduktuar në 525 kf. fuqia. Caterpillar vëren se "Përfitimi është se përdoruesi mund të zgjedhë mënyrën e funksionimit. Performanceshtë e mundur të arrihet performanca maksimale gjatë operacionit aktiv në terren, por gjatë trajnimit ose kur punoni në zona me një popullsi civile, mund të kaloni në modalitetin e kontrollit të emetimeve. " Në fakt, ky "ndërprerës" është i rrënjosur në teknologjitë që Caterpillar zhvilloi për sistemet komerciale.
Kompania është e zgjedhur pa ndryshim për programet e zëvendësimit dhe modernizimit të flotave ekzistuese të automjeteve të blinduara. Për shembull, motori i tij CV8 aktualisht është i instaluar në automjetet luftarake të këmbësorisë të Ushtrisë Britanike. Kjo punë kryhet sipas një kontrate me Lockheed Martin për të azhurnuar automjetin në standardin WCSP (Warrior Capability Sustainment Program), i cili do të zgjasë funksionimin e automjeteve deri në vitin 2040. Caterpillar po ndryshon gjithashtu motorin e familjes së automjeteve të blinduara Stryker të Ushtrisë Amerikane me një kapacitet 350 kf. për motorin C9 me një kapacitet 450 kf. Motori i ri "përshtatet" në vëllimin e zënë nga motori i mëparshëm. Zëvendësimi është pjesë e propozimit të General Dynamics për një ndryshim teknik ECP-1, i cili përfshin një alternator 910 amp, përmirësime të pezullimit dhe përmirësime të tjera.
Aktivizuesit elektrikë
Tradicionalisht, fuqia nga motori transmetohet mekanikisht në rrota ose gjurmë. Makinat elektrike zëvendësojnë këtë lidhje fizike me motorë elektrikë të vendosur në rrota ose dhëmbëza. Energjia për të drejtuar këta motorë elektrikë mund të merret nga bateritë, një motor me djegie të brendshme, ose të dyja. Qasja "hibride" përdor ose një motor nafte ose një turbinë me gaz që, pa lidhje mekanike, tani mund të instalohet kudo në shasi, duke u dhënë projektuesve më shumë liri në dizajn. Alsoshtë gjithashtu e mundur të instaloni dy motorë, të cilët u zbatuan nga BAE Systems në objektin e tij të testimit celular HED (Hybrid Electric Drive). Zëdhënësi i BAE Systems Deepak Bazaz vuri re se dy motorë HED janë të lidhur me gjeneratorë dhe bateri, gjë që e lejon atë të punojë në mënyra të ndryshme: një motor punon në gjendje boshe, duke kursyer karburant, dy motorë punojnë kur nevojitet më shumë energji, ose në vëzhgim të heshtur. punon vetëm në bateri të rimbushshme. Koncepti HED zbatohet në platformën e gjurmuar AMPV (Automjeti i Armatosur me shumë qëllime), por është planifikuar të jetë e shkallëzuar dhe të përdoret në një automjet të çdo kategorie peshe, me rrota dhe të gjurmuara. Centrali eksperimental i energjisë HED u modifikua nga BAE Systems për një koncept hibrid nga Northrop Grumman si pjesë e propozimit të tij për një automjet luftarak tokësor të ushtrisë amerikane GCV (Ground Combat Vehicle).
Në një punim të Organizatës së Kërkimit të Teknologjisë të NATO-s, "Automjetet elektrike hibride janë superiore në shpejtësi, përshpejtim, ngjitje dhe heshtje ndaj automjeteve të drejtuara nga fuqia … ndërsa kursimet e karburantit mund të shkojnë nga 20 në 30 përqind." Motorët elektrikë gjithashtu ofrojnë nxitim pothuajse të menjëhershëm, përgjigje të mirë të mbytjes dhe tërheqje më të mirë. Kjo e fundit varet drejtpërdrejt nga çift rrotullues i përmirësuar që është i natyrshëm në motorët elektrikë. Për automjetet luftarake, kjo do të thotë disa përparësi: më pak kohë reagimi kur lëvizni për të mbuluar, më e vështirë për t'u futur dhe aftësi më të mirë ndër-vend. Njësia HED mundësohet nga dy motorë me gjashtë cilindra, një transmetim QinetiQ i krijuar me porosi dhe bateri litium-jon 600 volt.
Një aspekt tjetër tërheqës i makinës elektrike është aftësia e saj për të gjeneruar nivele më efikase dhe më të larta të energjisë elektrike. Termocentrali i platformës Northrop Grumman / BAE Systems GCV do të jetë në gjendje të sigurojë 1,100 kilovat, edhe pse është dukshëm më i vogël dhe më i lehtë se njësitë tradicionale të energjisë. Sidoqoftë, meqenëse ruajtja e energjisë është një pjesë e rëndësishme e makinës elektrike hibride, mospërputhja e baterisë po bëhet një problem i madh. Prandaj, disa lloje të baterive të avancuara me densitet më të lartë të energjisë aktualisht janë duke u marrë në konsideratë për automjetet hibride, duke përfshirë jonin litium, hidrid metal nikel, klorur natriumi nikel dhe polimer litium. Sidoqoftë, të gjithë ata janë ende në fazën e zhvillimit të teknologjisë dhe kanë disa të meta që duhet të zgjidhen para se të njihen si të përshtatshme për përdorim në aplikimet ushtarake. Një fushë tjetër e punës që duhet të zhvillohet në mënyrë që disqet hibride të mund të instalohen masivisht në automjetet e blinduara është heqja e kufizimeve të projektimit të motorëve tërheqës modernë. Edhe pse të integruar me sukses në prototipet demonstruese të tipit HED, këto sisteme kanë kufizime në madhësi, peshë dhe ftohje. Derisa të zgjidhen këto probleme, të gjitha qarqet elektrike, pavarësisht përparësive të tyre, do të mbeten një iluzion për automjetet e blinduara.
Sidoqoftë, shumë organizata kërkimore mbeten të interesuara për konceptin e makinës elektrike. Për shembull, sipas kontratave nga Agjencia e Projekteve të Kërkimit të Avancuar të Mbrojtjes (DARPA), QinetiQ do të testojë konceptin e tij të motorëve shpërndarës (motorë me ingranazhe) duke i vendosur ato për prova të rreme pilot. Kuti ingranazhesh të shumta, diferenciale dhe drejtues të fuqisë do të zëvendësojnë motorët elektrikë kompakt të fuqishëm në rrotat e makinës. Conceptshtë e mundur që ky koncept të mund të zbatohet edhe në automjetet e blinduara me rrota ekzistuese. Në fakt, në qershor 2017, BAE Systems nënshkruan një marrëveshje me QinetiQ për të futur teknologji të re të drejtimit elektrik në automjetet luftarake. Një përfaqësues i kompanisë BAE Systems tha se kjo "do t'u ofrojë klientëve një teknologji të provuar me kosto të ulët që do të rrisë aftësitë e automjeteve luftarake aktuale dhe të ardhshme".
Sfidat e ardhshme të pushtetit
Gjatë dekadës së fundit, nevojat e automjeteve luftarake për energji elektrike janë rritur disa herë. Mark Signorelli, kreu i automjeteve luftarake në BAE Systems, vuri në dukje se "në të ardhmen, do të jetë gjithnjë e më e vështirë për automjetet e blinduara të plotësojnë nevojat për energji elektrike". Po bëhen përpjekje për të adresuar këtë problem në rritje. Për shembull, një gjenerator 300 amp CE Niehof po konsiderohet për familjen M2 Bradley, dhe dy gjeneratorë 150 amp për platformën e re AMPV. Z. Spadaro i MTU deklaroi se "faktorët kryesorë që kanë ndikuar dhe po ndikojnë në zhvillimin e zgjidhjeve për të gjeneruar më shumë energji janë masa në rritje të vazhdueshme e MBT dhe automjeteve me rrota (kryesisht si rezultat i kërkesave për nivele më të larta të mbrojtjes) dhe në në të njëjtën kohë nevoja për më shumë energji elektrike për sistemet e bordit të çdo lloji, qoftë elektronikë, sisteme mbrojtëse dhe komoditet për ekuipazhin, për shembull, një sistem i avancuar i ajrit të kondicionuar. " MTU beson se "ato po adresohen nga integrimi më i thellë i përbërësve elektrikë në njësinë e energjisë. Një shembull i mirë këtu është përsëri njësia e sipërpërmendur e energjisë MTU e automjetit të blinduar Puma, e cila përfshin një motor ndezës / gjenerator me një fuqi nominale 170 kW, duke furnizuar rrymë me dy tifozë ftohës dhe një kompresor ftohës të kondicionuar."
Fuqia e automjeteve të blinduara ndikon drejtpërdrejt në aftësitë luftarake dhe mbijetesën. Kriteret kryesore për mbijetesë në fushën e betejës janë si më poshtë: "merrni të gjitha masat në mënyrë që të mos vëreni, nëse shihet, të mos goditet, nëse goditeni, të mos vriteni". E para lehtësohet nga aftësia për të lëvizur atje ku kundërshtari nuk ju pret. E dyta kërkon përshpejtim të shpejtë dhe manovrim të mirë për të gjetur mbulesë dhe është e ndërlikuar nga aftësia e gjuajtësit të armikut për të kapur në mënyrë efektive objektivin për të vrarë. Dhe e treta përcaktohet nga aftësia për të marrë mbrojtjen e duhur pasive dhe për të përdorur kundërmasa pasive dhe aktive. Sidoqoftë, secili prej këtyre kritereve mund të ndikojë negativisht në të tjerët. Për shembull, forca të blinduara shtesë rrisin masën dhe, si rezultat, lëvizshmërinë.
Përparimet në fushën e termocentraleve për automjete të blinduara, motorë të rinj, transmetime dhe lëvizje, metoda inovative të integrimit dhe paraqitjes lejojnë zhvilluesit e pajisjeve ushtarake të kënaqin dëshirat më të guximshme të klientëve. Shumë nga përmirësimet që ne shohim në platformat ushtarake janë marrë drejtpërdrejt nga projektet komerciale: motorët dhe kompjuterët në bord, kontrolli dixhital elektronik, monitorimi automatik i gjendjes së sistemeve, disqet elektrike dhe ruajtja e energjisë dhe, së fundi, zbatimet praktike të hibridit Zgjidhjet. Sidoqoftë, sfidat ndaj këtij ekuilibri delikat po e detyrojnë industrinë të zhvillojë gjithnjë e më shumë zgjidhje inovative.
