Karinė įranga, sukurta remiantis praėjusio šimtmečio koncepcijomis, priartėjo prie slenksčio, kurį peržengus milžiniškos pastangos ir išlaidos duoda neadekvačiai žemą rezultatą. Viena iš priežasčių - ženkliai padidėjęs naujų AME įrenginių energijos suvartojimas. Ar yra išeitis iš aklavietės?
Įvairios energijos rūšys (mechaninė, šiluminė, elektrinė ir kt.) Yra reikalingos visuose kovinio naudojimo etapuose: žvalgyba, informacijos perdavimas, apdorojimas, ginklų naudojimas, apsauga nuo priešo, manevras ir kt. Šiuo metu gaminama energija. iš anksto, o energiją tiekia MTO tarnybos. Tačiau karių reikalaujami kiekiai ir normos pradeda virsti savarankišku tikslu ir problema.
Teslos pėdomis
Situaciją apsunkina naujų tipų AME atsiradimas (elektromagnetiniai ginklai, nukreiptos energijos ginklai). Vis labiau akivaizdu, kad kuriant ginklų sistemą reikia keisti energijos tiekimo koncepcijas. Priešingu atveju neįmanoma realizuoti naujo dizaino galimybių.
Ši tendencija verta dėmesio. Viena vertus, aktyviai kuriama visiškai elektrinė ir hibridinė karinė įranga. Kita vertus, generuojamos sistemos ir priemonės kuriamos be išlaidų arba sumažėjus kariuomenei tiekiamų energijos nešėjų (saulės kolektorių, vėjo jėgainių, naujų degalų rūšių) sąnaudoms. Tuo pat metu atliekami fundamentalūs tyrimai (ypač aktyviai JAV ir Japonijoje) dėl belaidžio energijos perdavimo dideliais atstumais, kuris atrodo patraukliausias. Idėja yra ta, kad galingas šaltinis (atominė elektrinė, hidroelektrinė ir kt.) Oro (kosmoso) kanalu maitina ginklų ir karinės technikos priėmimo įrenginius. Įvedus tokią schemą beveik visiškai nebereikėtų kariams tiekti didžiulių energijos (degalų) kiekių, radikaliai padidėtų jų kovinis pasirengimas ir kovinis efektyvumas.
Galimybę perduoti energiją per atstumą be laidų pirmą kartą įrodė ir pademonstravo Nikola Tesla 1899–1900 m. Eksperimentas Kolorado Springse. Elektros impulsas buvo perduotas 40 kilometrų. Tačiau pakartoti tokio eksperimento iki šiol nepavyko.
1968 metais amerikiečių kosmoso tyrinėtojas Peteris Glazeris pasiūlė didelius saulės kolektorius pastatyti į geostacionarią orbitą, o jų generuojamą energiją (5-10 GW) perduoti į Žemę fokusuota mikrobangų spinduliu, paversti nuolatine arba kintama srove ir paskirstyti vartotojams. ….
Dabartinis mikrobangų elektronikos išsivystymo lygis leidžia kalbėti apie gana didelį energijos perdavimo tokiu spinduliu efektyvumą - 70–75 proc. Tačiau tai vis dar gana sunku įgyvendinti. Pakanka pasakyti, kad perduodančios antenos skersmuo turėtų būti lygus kilometrui, o antžeminis imtuvas turėtų būti 10x13 kilometrų dydžio 35 laipsnių platumos plote. Todėl projektas buvo pamirštas, tačiau pastaruoju metu, atsižvelgiant į naujausią technologinę pažangą, tyrimai atnaujinti. Atliekami belaidžio energijos perdavimo lazeriu eksperimentai.
Bet mūsų kelių traukinys …
Nors pažanga nėra tokia reikšminga kuriant naujus gamybos ir energijos perdavimo metodus, visiškai elektrinių objektų kūrimo srityje jie yra įspūdingi. Negalima sakyti, kad karinių (ir ne tik) technologijų idėja šiuo pagrindu yra visiškai nauja. Ekonominiu ir techniniu požiūriu jį pavertė pažanga gaminant, kaupiant, transformuojant ir skirstant elektros energiją didelės galios kietojo kūno elektronikos, automatikos ir valdymo srityse. Visi elektriniai įrenginiai turi mažiau triukšmo, didesnį efektyvumą, galimybę racionaliai paskirstyti galią tarp vartotojų, pasižymi dideliu ekologiškumu ir kitomis savybėmis, dėl kurių jie yra labai patrauklūs tiek civilinėje, tiek karinėje srityje.
Pirmosios mašinos su elektrine transmisija atsirado praėjusio amžiaus pradžioje, kai amerikiečių kompanija „LeTourneau“pradėjo naudoti elektrinę pavarą ant savaeigių grandiklių. Ir nuo 1954 m. Buvo gaminamos unikalios itin sunkios visureigės, sniego motociklai, kariniai transporteriai-evakuatoriai ir kelių sekcijų kelių traukiniai su visais pirmaujančiais ratų sraigtais, varomais ant galvos traktoriaus transporto priemonės (lyderio). Pirmą kartą pasaulio praktikoje jie pradėjo naudoti galingus kompaktiškus elektros variklius, sumontuotus tiesiai į automobilio ratų stebulę.
Pirmasis sovietinis dviejų sekcijų kelių traukinys su supaprastinta elektrine priekabos ratų pavara buvo sukurtas 1959 m. Tačiau nepavyko pasiekti visiško visų varančiųjų ratų darbo su energijos šaltiniais koordinavimo. Tolesni kitų vidaus įmonių pokyčiai taip pat nesukėlė lauktos sėkmės. Klupimo akmuo buvo automatizuota mašinų, turinčių elektrinę transmisiją, valdymo problema: racionalus energijos srautų paskirstymas tarp mazgų, minimalios pirminio vidaus degimo variklio degalų sąnaudos, optimalios temperatūros sąlygos su maksimaliu efektyvumu ir tt Nei kompiuterių skaičiavimo galia to laiko ir atitinkamos programinės įrangos nepakako.
Pastaraisiais metais padėtis radikaliai pasikeitė, o visiškai elektrinio ginklo ir karinės įrangos idėja grįžo į naują kokybinį lygį. Bepiločių transporto priemonių atsiradimas dar labiau paskatino susidomėjimą. Elektrinė transmisija leidžia lengviau sukurti visiškai automatizuotus kovinius taikinius, valdomus radijo ar programuojamo įrenginio.
Po saule burė
Skubiausias visų elektrinių įrenginio koncepcijos įgyvendinimas turėtų būti pripažintas karinio jūrų laivyno technologijoje. Yra keletas priežasčių:
didelis galios perdavimo (perdavimo) ilgis įvairiems tikslams, didelis įvairių tipų pavarų ir energijos keitiklių asortimentas: mechaninis, šiluminis, hidraulinis ir elektrinis;
nemaža dalis energijos vartotojų: sraigtų velenų pavaros, artilerijos ir raketų paleidimo įrenginiai, radarų stotys ir elektroninio karo sistemos, kiti mechanizmai;
ginklų sistemų, reikalaujančių daug energijos, atsiradimas (nukreipti energetiniai ginklai ir karinė įranga, elektromagnetiniai ginklai ir kt.).
Visiškai elektra varomų laivų pagrindas yra viena (integruota) elektros sistema, apimanti aukštos įtampos gamybos ir paskirstymo įrenginius, kompaktiškus jos kaupimo ir konvertavimo modulius, automatizuotas valdymo sistemas su energijos suvartojimu įvairiais darbo režimais (visu greičiu, koviniu naudojimu) ginklų, manevravimo ir kt.). Labiausiai iliustruojanti patirtis yra amerikiečių programa DDG 1000 ir ant jos sukurtas naikintojas Zumvolt (https://vpk-news.ru/articles/17993). Deja, daugelis šalies žiniasklaidos priemonių sutelkė dėmesį į technines ir technologines šio projekto nesėkmes, atitraukdamos skaitytojų dėmesį nuo laivo kūrimo prasmės ir net šiek tiek sumenkindamos šią idėją.
„DDG 1000“yra naujausių Amerikos mokslo ir technologijų pasiekimų ginklų kompleksų ir sistemų srityje centras. Bet visi jie yra integruoti į laivą, suvokiant būdingus operacijos, vietos ir vaidmens bruožus, atsižvelgiant į naikintojo energijos galimybes (integruota maitinimo sistema - IPS). Jis užtikrina visų sistemų ir agregatų tiekimą, stebi ir kontroliuoja jų veikimą. Perėjimas prie visiškai elektrinės varomosios jėgos leido atlaisvinti daug vidinės erdvės šaudmenims sudėti, sudaryti patogias sąlygas įgulai. Visų mechanizmų garo, pneumatinės ir hidraulinės pavaros visiškai pakeičiamos elektrinėmis. Bendros elektros sistemos galios - apie 80 MW - pakanka pažangiems ginklams (lazeriui, mikrobangų krosnelei, elektromagnetiniams ginklams) sumontuoti, nedarant didelės žalos kitų vartotojų veiklai.
Laivas turi žemo radaro parašą. Efektyvios išsklaidymo sritis (EPR) yra beveik 50 kartų mažesnė nei ankstesnės kartos naikintojų. Nematomas!
Kontrolė atliekama naudojant „Total Ship Computing Environment“(TSCE) sistemą su bendra programine įranga ir „komercine“sąsaja, kuri, be kita ko, palengvina techninę priežiūrą ir įgulos mokymą. „Zumvolt“klasės naikintojų antstatas pagamintas iš kompozicinių medžiagų.
Ant trečiojo tokio naikintojo korpuso planuojama sumontuoti sraigto variklius naudojant aukštos temperatūros superlaidumo ir elektromagnetinių ginklų poveikį. Kad galėtų naudoti geležinkelio pistoletą, laivas turi generuoti 10–25 MW galią, kuri jau buvo pasiekta.
Galite ir toliau išvardyti šiame laive pritaikytas ar planuojamas naujoves, tačiau amerikiečiai jau turi naujos kartos ofšorinę platformą, kurios neturi jokia kita šalis. Kol kas tik Prancūzijos laivų statybos bendrovė DCNS paskelbė apie planus iki 2025 metų sukurti visiškai elektrinį kovinį laivą „Advansea“.
Kalbant apie povandenines technologijas, hibridinis arba visiškai elektrinis maitinimas iš pradžių buvo būtina jo projektavimo sąlyga, todėl nėra prasmės išsamiai diskutuoti apie šios srities naujoves.
Civilinėje laivų statyboje taip pat kuriami modeliai, galintys atsispirti saulės energijai. Įgyvendinamos trys koncepcijos: burė su ant jų esančiomis saulės baterijomis užtikrina varomąją jėgą ir maitinimą, jos taip pat dedamos ant korpuso, kad būtų galima judėti ir ištraukti vandenilį iš vandens, sukurta energija naudojama varomųjų velenų elektros varikliams ir įkrauti baterijas.
Australijos laivų statybos bendrovės „Solar Sailor“kruizinis laivas „Suntech VIP“pagal pirmąją koncepciją buvo pastatytas 2010 m. Antrasis - „Energy Observer“katamaranas, kuris šiuo metu ruošiasi keliauti po pasaulį. Trečioji - Vokietijos planeta „Solar Turanor“, paleista 2010 m., O 2012 m. Visiškai elektrinė nepilotuojama amerikietiška valtis „Solar Voyager“(5,5 metro ilgio ir 0,76 pločio) su saulės baterijomis buvo paleista 2016 m. Birželio mėn. Ir buvo išbandyta. Jie dirba su panašiais projektais Japonijoje, Olandijoje, Italijoje ir kitose šalyse. Tai vis dar egzotiška, tačiau laikui bėgant ji bus pritaikyta karinėje laivų statyboje.
Nedrąsus „daigas“
Kita karinės įrangos rūšis, kuri yra patraukliausia įgyvendinant visiškai elektrinį objektą ir apima daug naujoviškų produktų, yra orlaiviai. Kalbant apie karinę sritį, vis tiek teisingiau kalbėti apie UAV.
Pilotuojami elektromobiliai iki šiol buvo sukurti kaip pažangių technologijų demonstrantai. 2012 metais „Long-ESA“pasiekė elektrinių orlaivių greičio rekordą, testo metu įsibėgėjo iki 326 kilometrų per valandą. „Swiss Solar-Impulse“gali skristi neribotą laiką nuo Saulės (kaip maitinimo šaltinį naudojant baterijas). 2015–2016 m. Ji atliko (su nusileidimais) skrydį aplink pasaulį. Vienintelis praktiniams tikslams naudojamas orlaivis iki šiol yra dviejų vietų mokomasis „Airbus E-Fan“. Vokietijos kompanija „Lilium Aviation“sukūrė visiškai elektrinį rotorių „Lilium Jet“. Skrydžio bandymai vyko nepilotuojamu variantu.
Visi šie prietaisai (karinės srities atžvilgiu) dėl mažo triukšmo lygio gali būti laikomi žvalgybinių įrenginių prototipais, bet nieko daugiau. Pagrindinis sunkumas kuriant pilotuojamus elektrinius orlaivius yra nepakankama baterijų talpa ir smarkiai didėjantys keliamosios galios reikalavimai dėl to, kad laive yra žmogus. Tačiau kai kurios aviacijos įmonės jau dirba prie hibridinių lėktuvų projektų. Visų pirma tai daro EADS kartu su „Rolls-Royce“. Deklaruoti tikslai - mažinti sunaudojamo kuro kiekį, mažinti kenksmingą išmetimą į aplinką ir triukšmą.
Kalbant apie bepiločius orlaivius, tarp jų yra nemažai visiškai elektrinių, sukurtų tiek užsienyje, tiek mūsų šalyje (nors ir importuotų komponentų), ir lėktuvų, ir sraigtasparnių schemų. Buvo pasiekti pirmieji pasaulio rekordai: Didžiosios Britanijos saulės energija varomas „QinetiQ-Zephyr“2010 metais ore išbuvo dvi savaites.
Taikymas karinėje srityje turi plačias perspektyvas: stebėsena, žvalgybos ir smogimo veiksmai, taikinio nustatymas ir tt Apskritai, kuriant tokius orlaivius reikia išspręsti daugelį naujoviškų problemų, įskaitant didelio stiprumo sudėtinių medžiagų, ypač didelių, kūrimą. baterijos, mažo dydžio elektros varikliai su dideliu efektyvumu, automatinės sistemos.
Kalbant apie antžeminę karinę įrangą, čia hibridinio (vidaus degimo variklio, elektros generatoriaus, energijos kaupimo įtaisų, visiškai elektrinių pavarų derinio) ir visiškai elektros spektras yra gana platus, o vietiniai dizaineriai taip pat turi tam tikrą sėkmę.
Tačiau, kaip ir ankstesniais atvejais, kyla klausimas: kokie yra pranašumai? Elektrinė transmisija leidžia optimizuoti varymo režimus (ratus ar vikšrus), laipsniškai reguliuoti važiavimo greitį ir traukos jėgą plačiu diapazonu ir užtikrinti veiksmingų antiblokavimo ir traukos kontrolės sistemų sukūrimą. Tai leidžia sumažinti vairuotojų kvalifikacijai ir psichofizinei būklei keliamus reikalavimus, kartu padidinant pagrindinius judumo rodiklius.
Elektros transmisijos pasižymi didelėmis patikimumo, gamybos, eksploatacijos ir remonto, valdymo galimybėmis. Sumažina triukšmą, padidina ekologiškumą. Daug žadanti galimybė tiekti ginklus ir įrangą, naudojant daug radaro stočių ir elektroninio karo sistemų, elektrotermocheminių ar EMP ginklų ir kt.
Viena iš užduočių yra sukurti galingus mažo dydžio traukos variklius. Didžiausia sėkmė šioje srityje pasiekta JAV ir Vokietijoje, kur jie gaminami naudojant nuolatinius magnetus, naudojant retųjų žemių elementus (samariumą, kobalto ir kt.), Pasižyminčius dideliu magnetizmu. Tai leido žymiai sumažinti elektros mašinų tūrį ir svorį bei palengvinti valdymą.
Rusijoje, remiantis Krymsko tyrimų projektu, buvo sukurta ratinė kovinė transporto priemonė su hibridine jėgaine ir elektros transmisija, pagrįsta „BTR-90 Rostok“. Kaip pranešta, bandymuose jūroje, kurių variklio galia buvo beveik pusantro karto mažesnė nei prototipo, eksperimentinis hibridinio šarvuotojo modelis parodė žymiai geresnius rezultatus. Degalų diapazonas yra pusantro karto didesnis nei „BTR-90“.
Kalbant apie nepilotuojamus (nuotoliniu būdu pilotuojamus ir robotizuotus) visiškai elektrinius objektus, užsienyje ir mūsų šalyje buvo sukurtas didžiulis antžeminių ginklų ir įrangos pavyzdžių asortimentas. Jų plėtra vyksta spartesniu tempu dėl kariuomenės, vykdančios karo veiksmus Afganistane, Irake, Sirijoje ir kituose regionuose, poreikių bei vidaus poreikių. Turime tai užtikrinti Vidaus reikalų ministerijos, FSB, Nacionalinės gvardijos, Nepaprastųjų situacijų ministerijos ir kitų departamentų veiklai.
Visiškai elektrinių arba hibridinių AME įrenginių koncepcija diegiama visose pažangiose pasaulio šalyse. Sistemingiausia ir praktiškiausia - JAV, Vokietijoje, Prancūzijoje, Didžiojoje Britanijoje. Yra mokslinis ir techninis pagrindas plataus spektro produktų kūrimui ir gamybai, kurie artimiausiu metu sudarys ginklų sistemos, pagrįstos visiškai elektrinėmis mašinomis, pagrindą. Tai suteiks veiksmingą, visapusišką ginklų panaudojimą, pagrįstą naujais fiziniais principais.
Visiškai elektrinių karinės technikos objektų dizainas nėra tam tikra duoklė madai. Tai yra viena iš pagrindinių ateities ginklų sistemos formavimo krypčių. Atsiradus naujiems energijos generavimo, perdavimo ir vartojimo metodams, panaudojant ją nugalėti priešą, labai pasikeis karių pajėgumai, jų logistinės ir logistinės paramos proceso pobūdis ir turinys. Nerimą kelia tai, kad mūsų šalyje ir ginkluotosiose pajėgose vis dar nėra sistemingo požiūrio į tokio darbo sąrašo, turinio ir rezultatų nustatymą.
