EMILY 3000 yonilg'i xujayralari tizimi nominal chiqish quvvati 125 Vt va kundalik zaryadlash quvvati 6 kVt / soat. U bir nechta batareyalarni zaryadlashi yoki maydon generatori vazifasini bajarishi mumkin. Tizim maxsus harbiy dasturlar uchun yaratilgan, shu jumladan yangi mudofaa tizimlari to'g'risidagi ma'lumotlarni maydonda yig'ish va baholash zarur bo'lgan test stsenariylari.
Oxir -oqibat, gibrid elektr stantsiyalari zirhli mashinalarga o'xshash yoki undan ham yaxshi afzalliklarni beradi. Yoqilg'i samaradorligi, hech bo'lmaganda, tarixiy jihatdan zirhli mashinalarning majburiy tavsiflari ro'yxatida birinchi o'rinda bo'lmagan bo'lsa -da, ma'lum bir yonilg'i sig'imi uchun yurish tezligini va / yoki davomiyligini oshiradi, yukni, himoyani yoki o't o'chirish quvvatini oshiradi. og'irlik va umuman, parkdagi umumiy logistika yukini kamaytiradi
Gibrid elektr haydovchi kelgusida harbiy transport vositalarining kelajagida muhim rol o'ynashi mumkin, lekin shunga mos ravishda ko'plab mudofaa dasturlarining bekor qilinishi va hajmini kamaytirish (mashhur FCS va FRESni unutmaslik) va himoyalangan transport vositalariga qo'yiladigan shoshilinch talablarni qondirish uchun kurash kechiktirildi. uni harbiy transport vositalarida muddatsiz amalga oshirish.
Biroq, 2011 yil yanvar oyida GCV (Ground Combat Vehicle) amerikalik er usti jangovar transport vositasiga talabgorlar e'lon qilinganda, ular orasida BAE Systems / Northrop Grumman guruhining Qinetiq kompaniyasining E-X-DRIVE tizimiga ega gibrid elektr blokli loyihasi bor edi. Buni o'ziga xos qimor o'yini sifatida ko'rish mumkin, chunki JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) engil taktik avtomobil dasturiga da'vogarlarning hech biri gibrid elektr haydovchini o'z ichiga olmaganligi sababli finalga chiqa olmadi. mavjud ma'lumotlarga ko'ra, ushbu mashinaning texnologiyasi hozircha etuk emas. Shunga qaramay, er usti jangovar mashinalarida gibrid elektr haydovchilarining tarixi bu texnologiyani ishlab chiqish va namoyish etish uchun etarli miqdordagi dasturlarga ega. Yoqilg'i tejash, ishlash va omon qolish imkoniyatlarini yaxshilash, bortdagi elektr energiyasiga bo'lgan talabni qondirishni va'da qiladigan texnologiya bo'yicha global qidiruvda kechirilmaydigan va muqarrar narsa bor. Bu, shubhasiz, atrof -muhit to'g'risidagi qonun hujjatlari asosida avtomobilsozlik sanoatining parallel rivojlanishi bilan asoslanadi.
Harbiy transport vositalarini ishlab chiqaruvchilar va tizimlar etkazib beruvchilari, uzoq muddatli hukumat rejalariga xos bo'lgan noaniqliklarga duch kelmasdan oldin, yuqorida aytib o'tilgan shuhratparast davlat dasturlari tomonidan ilgari surilgan ushbu texnologiyaga katta mablag 'sarfladilar. AM General, BAE Systems, General Dynamics, Hagglunds, MillenWorks va Qinetiq Buyuk Britaniya, AQSh va Shvetsiya dasturlari uchun gibrid elektr haydovchilarni ishlab chiqdi, Nexter esa og'ir transport vositalari, fuqarolik va harbiylar uchun ARCHYBALD texnologiyasini ishlab chiqish dasturi ustida ishlamoqda.
QinetiQ dan kuzatiladigan transport vositalari uchun E-X-DRIVE elektr haydovchi uzatmasi, engil, ixcham va samarali tizim
Gibrid o'tmishdoshlar
Gibrid harakatlantiruvchi tizimlar harbiy kemalarda, ayniqsa suv osti kemalarida, poezdlarda va karer va ochiq konlarda ishlatiladigan og'ir yuk mashinalarida mustahkam o'rnashdi. Bunday dasturlarda dizel dvigateli, gaz turbinasi yoki hatto ikkalasi kabi asosiy harakatlantiruvchi dvigatellarni haydash va batareyalarni zaryad qilish uchun tok etkazib beradigan generatorni boshqaradi. Ba'zi tizimlar mexanik quvvatni oxirgi disklarga o'tkazish uchun vites qutisini o'z ichiga oladi, boshqalari esa yo'q.
Harbiy kemalarda gibrid elektr stantsiyalari murakkab va juda xilma -xil tezlik rejimlaridan foydalanishga imkon beradi, asosiy harakatlanuvchilar esa samarali tezlik diapazonida ishlaydi: tovushsiz harakatlanish uchun elektr motorlar, oddiy harakatlanish uchun dizel dvigatellari, tezlashtirish uchun gaz turbinalari va boshqalar. An'anaviy usulda ishlaydigan suv osti kemasi sho'ng'in paytida asosiy harakatlantiruvchi qurilmasini ishga tushira olmaydi (agar u shnorkel bo'lmasa) va bu borada asosan batareyalarga yoki boshqa havodan mustaqil harakatlantiruvchi tizimga tayanishga to'g'ri keladi. Gigant tuproqli mashinalar elektr dvigatellari ishlab chiqaradigan nol aylanma aylanish momentiga tayanadi, chunki bunday ishni bajaradigan qo'lda uzatmalar juda katta, murakkab va qimmat bo'ladi. Poezdlar bir xil muammoga ko'proq duch kelishadi, chunki ular bir necha yuz tonnani to'xtab turib, ko'p hollarda tezligi soatiga 150 milgacha ko'tarishi kerak.
Gibrid qo'zg'alish tizimi yoqilg'ini tejash imkonini beradi, bu esa yoqilg'ini tejash imkonini beradi. Elektr drayvlar, shuningdek, past tezlikda harakatlanayotganda, asosiy harakatchini susaytirishi mumkin, bu nisbatan samarasiz bo'lishi mumkin. Zamonaviy gibrid avtomobillar kinetik energiyani (masalan, regenerativ tormoz tizimidan) saqlay oladi va undan batareyalarini zaryadlash uchun foydalanishi mumkin. Qo'shimcha tejamkorlikka tez -tez harakatlanuvchi eng yuqori tezlik oralig'ida ishlash, shuningdek, batareyalarni va / yoki elektr energiyasi iste'molchilarini quvvatlantirish uchun har qanday qo'shimcha energiyadan foydalanish orqali erishiladi.
Zamonaviy harbiy transport vositalari aloqa tizimlari, buyruq -nazorat uskunalari, optoelektronika va radarlar, masofadan boshqariladigan qurolli stansiyalar va qo'lda yasalgan portlovchi moslamalarni (SES) siqish moslamalarini boshqarish uchun tobora ko'proq elektr quvvatiga muhtoj. Elektr zirh kabi ilg'or tizimlar iste'molni yanada oshiradi. Elektr tizimlarini ishga tushirish uchun o'rnatilgan barcha quvvatni ishlatish, nazariy jihatdan, hech bo'lmaganda bitta qo'zg'alish tizimiga, ikkinchisi esa maxsus uskunalarga ega bo'lishdan ko'ra samaraliroqdir.
Qo'zg'olonga qarshi missiyalarda kuzatuv va razvedka ma'lumotlarini to'plash qobiliyatiga ko'proq e'tibor qaratilmoqda va natijada, zirhli mashinalar dasturlarining ko'payishi kuzatilmoqda. Bu elektr energiyasini iste'mol qilish ahamiyatini yanada oshiradi va yonilg'i xujayralarini yanada jozibador qiladi.
Gibrid elektr haydovchi tizimlari ikkita katta toifaga bo'linadi: parallel va ketma -ket. Parallel tizimlarda ichki yonish dvigateli va elektr dvigatel (yoki elektr motorlar) g'ildiraklarni yoki yo'llarni vites qutisi orqali alohida yoki birgalikda aylantiradi. Seriyali gibrid tizimlarda asosiy harakatlantiruvchi faqat generatorni boshqaradi. Tizimli tizim oddiyroq, undagi barcha harakatlantiruvchi kuch elektr dvigatellari orqali o'tishi kerak va shuning uchun ular bir xil mashinaning ishlash talablariga ega bo'lgan parallel tizimdagi elektr motorlaridan kattaroq bo'lishi kerak. Har ikkala turdagi tizimlar ishlab chiqilgan.
Gibrid elektr haydovchilar va yonilg'i xujayralari texnologiyasidagi yangiliklarni tijorat texnologiyalaridan olish mumkin. Masalan, BAE Systems gibrid-elektr avtobuslar ishlab chiqaradi, ulardan foydalanish texnologiyasi og'ir sharoitlarga mo'ljallangan zamonaviy gibrid-elektromobillarning energiya samaradorligi va yaxshilangan egzoz xususiyatlarini ko'rsatish uchun ishlatilishi mumkin.
Omon qolish qobiliyatining oshishi
Gibrid tizimlar, shuningdek, moslashuvchan tuzilish va mina yoki IED portlatilganda yonma -yon o'qqa aylanishi mumkin bo'lgan uzatish komponentlarini yo'q qilish orqali omon qolish qobiliyatini oshiradi. Ayniqsa g'ildirakli zirhli mashinalar bundan foyda ko'radi. Haydovchi motorlarni g'ildirak uyalariga birlashtirib, an'anaviy qo'lda uzatmalar bilan bog'liq bo'lgan barcha pervanel vallari, differentsiallar, qo'zg'aysan millari va vites qutilari yo'q qilinadi va elektr kabellari bilan almashtiriladi, shuning uchun ular qo'shimcha raketalarga aylana olmaydi. Bu mexanizmlarning barchasini yo'q qilish, shuningdek, ekipaj bo'linmasini ma'lum bir avtomobil balandligida erdan yuqoriga ko'tarishga imkon beradi, bu yo'lovchilarni korpus ostidagi portlashlarga nisbatan himoyasiz qiladi. Ushbu turdagi dizayn General Dynamics UK AHED 8x8 ko'rsatgichida va BAE Systems / Hagglunds -dan SEP mashinasining g'ildirakli versiyasida ishlatilgan, uning kuzatilgan versiyasi ham ishlab chiqarilgan (va keyinchalik unutilgan).
Shaxsiy g'ildiraklarga o'rnatilgan elektr motorlar har bir g'ildirakka etkaziladigan quvvatni juda aniq boshqaradi va bu, GD UK ma'lumotlariga ko'ra, yo'lning g'ildiraklarga qaraganda yo'lning ustunligini deyarli yo'q qiladi.
Umidli quruqlikdagi jangovar transport vositasi yo'llarda harakatlanadi va BAE Systems / Northrop Grumman taklifi Qinetiq E-X-DRIVE elektr uzatmasi an'anaviy uzatmalarga qaraganda engilroq, ixchamroq va samaraliroq bo'lishini ko'rsatadi. Bu, shuningdek, xatolarga bardoshlik bilan birga tezlashtirishni yaxshilaydi va mashinalar va texnologiyalarni qabul qilish dasturlarining keng doirasi uchun sozlangan, deydi kompaniya.
Tizim to'rtta doimiy magnitli motorni o'z ichiga olgan bo'lsa-da, E-X-DRIVE-dagi quvvat bloki to'liq elektr emas; burilish va mexanik vites almashish paytida quvvatni tiklash, ikkinchisi - kam debriyaj yordamida. Ushbu dizayn past xavfli echim bo'lib, u dvigatellar, viteslar, vallar va rulmanlarga stressni kamaytiradi. Burilish mexanizmida mexanik quvvatni qayta tiklash uchun oqsoqollar milini ishlatish, faqat elektr uzatishda mustaqil qo'zg'aysan g'ildiraklaridan foydalanishga alternativadir.
E-X-DRIVE markazidagi yangiliklardan biri bu markaziy vites qutisi (sozlash differentsiali sifatida tanilgan) bo'lib, u rulda motorining momentini, asosiy motor momentini va ilgari aytilgan mexanik boshqaruvni tiklash mexanizmini birlashtiradi. Burilish yuklarini minimallashtirishdan tashqari, u an'anaviy echimlar va boshqa gibrid elektr haydovchi tizimlarida ishlatiladigan tashqi kesma milning asosiy va og'irligini yo'q qiladi.
Elektrotexnika sohasidagi yutuqlar
Doimiy magnitli motorlar - bu so'nggi yillarda barcha qo'llanmalarda elektr haydovchi tizimlarining samaradorligi va quvvat zichligini sezilarli darajada yaxshilagan texnologiya sohasi. Doimiy magnitli motorlar stator komponentlarida tok o'tkazuvchi o'rashlarga (elektromagnitlarga) emas, balki tabiiy ravishda paydo bo'ladigan kuchli nodir er magnitlariga tayanadi. Bu motorlarni yanada samaraliroq qiladi, ayniqsa, faqat rotorni elektr toki bilan ta'minlash kerak.
Zamonaviy elektrotexnika, shuningdek, barcha turdagi gibrid elektromobillar uchun asosiy texnologiya hisoblanadi. Masalan, IGBT asosidagi dvigatel boshqaruvchilari elektr motorlaridan aylanish tezligini va chiqish momentini aniqlash uchun batareyadan, generatordan yoki yonilg'i xujayralaridan quvvat oqimini boshqaradi. Ular elektromekanik boshqaruv tizimlariga qaraganda ancha samaraliroq va o'zgarmaydigan tez haydovchilarning ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilaydi - bu texnologiya sanoatda keng qo'llaniladigan sobit tezlik haydovchilaridan ancha kam.
Nyu-Jersi shtatida joylashgan TDI Power-bu fuqarolik va harbiy maqsadlar uchun elektr va gibrid avtomobillar uchun suyuq sovutgichli elektrotexnikaga sarmoya kiritgan investorning misoli. Kompaniya joriy SAE va MIL standartlaridan oshib ketadigan standart modulli DC / DC konvertorlar va invertorlar ishlab chiqaradi.
Harbiy mashinalardagi elektr drayvlar sanoat uchun o'zgaruvchan tezlikda ishlaydigan drayverlarning keng qamrovli ilmiy-tadqiqot ishlaridan foyda ko'radi, bu esa energiyani 15-30%atrofida tejash imkonini beradi, bu esa, agar ko'pchilik sanoat uchun o'zgarmaydigan tezlikli disklar bilan almashtirilsa, amalga oshirilishi mumkin. foydalanuvchilar, Buyuk Britaniyaning Fan va innovatsiyalar boshqarmasi tomonidan topshirilgan Nyukasl Universitetining yaqinda o'tkazilgan tadqiqotida aytilganidek. "Dvigatel yuklarining potentsial samaradorligini oshirish Buyuk Britaniyada yiliga 15 kVt soatni tejaydi, dvigatel va haydovchi samaradorligi yaxshilanganida esa jami 24 milliard kVt soat tejaladi", - deyiladi tadqiqotda.
Har qanday elektr tizimida elektr energiyasini uzatish samaradorligini oshirishning muhim usullaridan biri kuchlanishni kuchaytirishdir, chunki Ohm qonuniga ko'ra, har qanday quvvat uchun kuchlanish qanchalik yuqori bo'lsa, oqim past bo'ladi. Kichik toklar ingichka simlar orqali o'tishi mumkin, bu esa ixcham, engil elektr tizimlariga kerakli yuklarni beradi. Shu sababli milliy elektr tarmoqlari quvvat uzatishda juda yuqori kuchlanishdan foydalanadilar; Masalan, Britaniya elektr tarmoqlari uzatish liniyalarini 400 ming voltgacha ishlaydi.
Harbiy transport vositalarining elektr tizimlarida bunday kuchlanishni ishlatish ehtimoldan yiroq emas, lekin 28 voltli va shunga o'xshash elektr tizimlarining kunlari sanalganga o'xshaydi. Masalan, 2009 yilda Qinetiq Britaniya Mudofaa vazirligi tomonidan 610 voltli texnologiyadan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarish va tarqatishni o'rganish uchun tanlangan. Qinetiq, BAE Systems va elektr mashinalari bo'yicha mutaxassis Provector Ltd ni o'z ichiga olgan guruhni boshqardi, u WARRIOR 2000 BMP -ni 610 voltli yuqori talabli xaridorlarni, shuningdek, 28 voltli mavjud uskunalarni quvvatlantira oladigan namoyishchiga aylantirdi. Mashina ikkita 610 voltli generator bilan jihozlangan, ularning har biri asl mashinaning ikki barobar kuchini ta'minlaydi va bu jangchining elektr quvvatini to'rt baravar oshiradi.
SFC yonilg'i xujayralarini ishlatadigan avtomobil uchun energiya
Dala askarlari mashinalari uchun ishonchli energiya manbaiga muhtoj. U radio, aloqa uskunalari, qurol-yarog 'tizimlari va optik elektron tizimlar kabi bort qurilmalarini tok bilan ta'minlashi kerak. Ammo kerak bo'lganda, u askarlarni tayinlash uchun zaryadlash stantsiyasi vazifasini o'tashi kerak.
Ko'pincha, vazifani bajarayotganda, batareyani zaryad qilish uchun dvigatelni ishga tushirish mumkin emas, chunki bu qurilmaning joylashishini ochib berishi mumkin. Shu sababli, askarlarga elektr tokini olish uchun yo'l kerak - jim, doimiy va mustaqil.
SFC EMILY 2200 tizimi muvaffaqiyatli EFOY yonilg'i xujayralari texnologiyasiga asoslangan. Mashinaga o'rnatilgan EMILY qurilmasi batareyalarning doimiy zaryadlanishini ta'minlaydi. Uning o'rnatilgan regulyatori batareyalardagi kuchlanishni doimiy kuzatib boradi va kerak bo'lganda batareyalarni avtomatik ravishda zaryad qiladi. U jim ishlaydi va uning yagona "chiqindisi" suv bug'lari va karbonat angidrid bo'lib, bolaning nafas olishi bilan tengdir.
Katta mashinalarga katta batareyalar kerak. Bu lityum-ionli hujayra to'plami BAE Systems gibrid avtobus harakatlanish texnologiyasining bir qismidir.
Yoqilg'i xujayralari mumkinmi?
Yoqilg'i xujayralari, kimyoviy jarayonlar yordamida yoqilg'ini to'g'ridan -to'g'ri elektr tokiga katta samaradorlik bilan aylantirish, uzoq vaqtdan beri harbiy sohada keng qo'llaniladigan, shu jumladan, mashinani haydash va bortda elektr energiyasini ishlab chiqarish texnologiyasi sifatida qaraldi. Shu bilan birga, muhim texnik to'siqlarni bartaraf etish kerak. Birinchidan, yonilg'i xujayralari vodorod bilan ishlaydi va uni havodan kislorod bilan aralashtirib, yon mahsulot sifatida elektr tokini hosil qiladi. Vodorod mavjud emas va uni saqlash va tashish qiyin.
Elektr transport vositalarini quvvatlaydigan yonilg'i xujayralarining ko'plab misollari bor, lekin ularning barchasi eksperimental. Avtomobil dunyosida Honda FCX CLARITY tijorat mahsuloti uchun eng yaqin bo'lishi mumkin, lekin shunda ham u faqat vodorod bilan yonilg'i quyish infratuzilmasi mavjud bo'lgan hududlarda va faqat ijara shartnomalari bo'yicha mavjud. Ballard Power kabi yonilg'i xujayralarining etakchi ishlab chiqaruvchilari ham ushbu texnologiyaning avtomobillarda foydalanish uchun mavjud cheklovlarini tan oladilar. Kompaniyaning ta'kidlashicha, yonilg'i bilan ishlaydigan avtomobillarni ommaviy ishlab chiqarish uzoq muddatda. Bugungi kunda ko'pchilik avtomobil ishlab chiqaruvchilari, yonilg'i bilan ishlaydigan avtomobillarni seriyali ishlab chiqarishni 2020 yilga qadar amalga oshirish mumkin emas, deb hisoblaydilar, chunki sanoat vodorod taqsimoti, chidamlilik, energiya zichligi, issiq ishga tushirish qobiliyati va yonilg'i kameralari narxini optimallashtirish bilan bog'liq.
Biroq, dunyoning barcha yirik avtomobil ishlab chiqaruvchilari ko'pincha yonilg'i xujayralari ishlab chiqaruvchilari bilan birgalikda yonilg'i xujayralari ilmiy -tadqiqot ishlariga katta mablag 'sarflaydilar. Ballard, masalan, Ford va Daimler AG qo'shma korxonasi bo'lgan avtomobil yoqilg'i xujayralari kooperatsiyasining bir qismi. Harbiylar yonilg'i xujayralarining qabul qilinishiga yana bir to'siq qo'yadilar, chunki hamma narsa "logistik" yoqilg'ida ishlashi kerak. Yoqilg'i xujayralari dizel yoki kerosin bilan ishlashi mumkin, lekin avval ular kerakli vodorodni olish uchun o'zgartirilishi kerak. Bu jarayon umumiy tizimning hajmiga, og'irligiga, narxiga, murakkabligi va samaradorligiga ta'sir ko'rsatadigan murakkab va katta hajmli uskunalarni talab qiladi.
Yoqilg'i xujayralarining yana bir cheklovi - bu harbiy transport vositasining asosiy harakatlantiruvchisi bo'lib, ular doimiy quvvat sozlamalarida eng yaxshi ishlashi va kerakli o'zgarishlarga tez javob bera olmasligi. Bu shuni anglatadiki, ular maksimal quvvat yuklarini qondirish uchun batareyalar va / yoki superkondansatkichlar va ular bilan bog'liq quvvatni tartibga soluvchi elektronika bilan to'ldirilishi kerak.
"Superkondansatkichlar" sohasida Estoniyaning Skeleton Industries kompaniyasi zamonaviy litrli SkelCap superkondansatkichlarini ishlab chiqardi, ular litr hajmiga besh baravar kuchliroq yoki har bir kilogramm uchun yuqori sifatli batareyalarga qaraganda to'rt baravar kuchliroqdir.. Amalda, bu eng yaxshi harbiy batareyalarga qaraganda 60 foiz ko'proq quvvat va tokdan to'rt baravar ko'p deganidir. SkelCap -ning "superkondansatkichlari" bir zumda kuchlanishni ta'minlaydi va yong'inni nazorat qilishdan tortib to minora tankigacha bo'lgan turli xil dasturlarda ishlatiladi. United Armaments International (UAI) guruhining bir qismi sifatida SkelCap Tallinda joylashgan UAI guruhi orqali turli xil maxsus buyurtmalarni, shuningdek kengaytirilgan dasturlarni bajaradi.
Skeleton sanoatining superkondansatkichlari
Biroq, bu yonilg'i xujayralari gibrid va elektr harbiy mashinalarda joy topa olmaydi degani emas. ISTAR tipidagi jim kuzatuv vazifalarini bajaradigan (axborot yig'ish, nishonni belgilash va razvedka) avtotransport vositalarida yordamchi quvvat bloklari (APU) eng istiqbolli tezkor dastur hisoblanadi."Jim kuzatuv rejimida avtomobil dvigatellari ishlamasligi kerak va batareyalar uzoq muddatli operatsiyalar uchun etarli quvvatni ta'minlay olmaydi",-deydi qattiq oksidli yonilg'i xujayralari generatorlari va APUlarni ishlab chiqarishga rahbarlik qilayotgan AQSh armiyasi muhandislik tadqiqot markazi. harbiy yoqilg'ida, dizel yoqilg'isida va kerosinda ishlay oladi.
Hozirgi vaqtda tashkilot 10 kVtgacha bo'lgan tizimlarga e'tibor qaratib, yonilg'i tizimlarini yonilg'i xujayralari to'plamining ishlash ehtiyojlari bilan to'liq birlashtirishga e'tibor qaratmoqda. Amaliy tizimlarni loyihalashda hal qilinishi kerak bo'lgan vazifalarga bug'lanish va ifloslanishni nazorat qilish, xususan oltingugurtni kükürtten tozalash (kükürtten tozalash) va oltingugurtga chidamli materiallardan foydalanish orqali nazorat qilish, shuningdek tizimda uglerod konlari paydo bo'lishining oldini olish kiradi..
Gibrid elektr haydovchilar harbiy mashinalar uchun juda ko'p imkoniyatlarga ega, biroq bu texnologiyaning afzalliklari aniq bo'lgunga qadar.
