Өткен ғасырдың тұжырымдамалары негізінде жасалған әскери техника табалдырыққа жақындады, оның сыртында үлкен күштер мен шығындар жеткіліксіз төмен нәтиже береді. Мұның себептерінің бірі - жаңа АМЭ қондырғыларының энергия тұтынуының едәуір артуы. Тығырықтан шығудың жолы бар ма?
Әр түрлі энергия түрлері (механикалық, жылулық, электрлік және т.б.) жауынгерлік қолданудың барлық кезеңінде сұранысқа ие: барлау, ақпарат беру, өңдеу, қару қолдану, жаудан қорғау, маневр және т.б. Қазіргі уақытта генерация жүргізілуде. алдын ала және энергия MTO қызметтерімен жеткізіледі. Бірақ әскерлерге қажет көлем мен мөлшерлеме өзін-өзі қамтамасыз ететін мақсат пен проблемаға айнала бастайды.
Tesla ізімен
Жағдай АМЕ -дің жаңа түрлерінің (электромагниттік қару, бағытталған энергетикалық қару) пайда болуымен қиындады. Қару -жарақ жүйесін дамыту энергиямен қамтамасыз ету тұжырымдамасын өзгертуді қажет ететіні барған сайын айқын бола бастады. Әйтпесе, жаңа дизайндағы мүмкіндіктерді іске асыру мүмкін емес.
Бұл тенденция назар аударарлық. Бір жағынан, толықтай электрлік және гибридті әскери техниканы белсенді дамыту жүріп жатыр. Екінші жағынан, генераторлық жүйелер мен құралдар шығынсыз немесе әскерлерге жеткізілетін энергия тасымалдаушылардың (күн батареялары, жел турбиналары, отынның жаңа түрлері) шығындарының төмендеуімен құрылады. Сонымен бірге, ең тартымды болып көрінетін энергияны алыс қашықтыққа сымсыз жіберу бойынша іргелі зерттеулер жүргізілуде (әсіресе АҚШ пен Жапонияда белсенді түрде). Идея - қуатты көз (атом электр станциясы, гидроэлектростанциясы және т.б.) әуе (ғарыштық) каналы арқылы қару мен әскери техниканы қабылдайтын құрылғыларды қоректендіреді. Мұндай схеманы енгізу әскерлерге орасан зор энергия (отын) жеткізу қажеттілігін түбегейлі жояды, олардың жауынгерлік дайындығы мен жауынгерлік тиімділігін түбегейлі арттырады.
Энергияны сымсыз қашықтыққа беру мүмкіндігі алғаш рет 1899-1900 жылдары Колорадо Спрингсінде Никола Тесла жүргізген эксперимент арқылы дәлелденді. Электрлік импульс 40 шақырымға берілді. Алайда, әзірге мұндай тәжірибені қайталау мүмкін болмады.
1968 жылы американдық ғарыш зерттеушісі Питер Глэйзер үлкен күн батареяларын геостационарлық орбитаға орналастыруды және олар шығаратын энергияны (5-10 ГВт) микротолқынды сәулемен Жерге жіберуді, тұрақты немесе ауыспалы токқа айналдыруды және тұтынушыларға таратуды ұсынды. ….
Микротолқынды электрониканың қазіргі даму деңгейі мұндай сәулемен энергияны берудің жоғары тиімділігі туралы айтуға мүмкіндік береді - 70-75 пайыз. Бірақ мұны жүзеге асыру әлі де қиын. Жеткізуші антеннаның диаметрі километрге, ал жердегі қабылдағыштың ені 35 градус болатын ауданға арналған өлшемі 10х13 шақырымға тең болуы керектігін айту жеткілікті. Сондықтан жоба ұмытылды, бірақ соңғы уақытта соңғы технологиялық жетістіктерді ескере отырып, зерттеулер қайта жанданды. Лазер көмегімен энергияны сымсыз жіберу бойынша эксперименттер жүргізілуде.
Бірақ біздің автокөлік …
Электр энергиясын өндірудің және берудің жаңа әдістерін әзірлегенде прогресс соншалықты маңызды болмаса да, электрлік объектілерді құру саласында олар әсерлі. Бұл негізде әскери (тек қана емес) технологиялар идеясы мүлдем жаңа деп айтуға болмайды. Ол электр қуатын өндіру, сақтау, түрлендіру мен таратудағы, қуатты қатты денелі электроникадағы, автоматтандыру мен басқарудағы прогрестің арқасында экономикалық және техникалық жағынан тартымды болды. Барлық электрлік қондырғыларда шу аз, тиімділігі жоғары, тұтынушылар арасында қуатты рационалды бөлу мүмкіндігі, жоғары экологиялық тазалық және басқа да қасиеттері бар, бұл оларды азаматтық және әскери салада өте тартымды етеді.
Электр берілісі бар алғашқы машиналар өткен ғасырдың басында, американдық LeTourneau компаниясы өздігінен жүретін қырғыштарда электр жетегін қолдана бастаған кезде пайда болды. Ал 1954 жылдан бастап біртұтас аса ауыр рельефті автокөліктер, снегоходтар, әскери тасымалдаушылар-эвакуаторлар және жетекші тракторға (жетекшіге) орнатылған генератормен басқарылатын барлық жетекші доңғалақты бұрандалармен жабдықталған көп секциялы автопоездар шығарылды. Әлемдік тәжірибеде олар бірінші рет автокөліктің доңғалақ торабына орнатылған қуатты жинақы электр қозғалтқыштарын қолдана бастады.
1959 жылы тіркеме доңғалақтарының жеңілдетілген электр жетегі бар кеңестік белсенді екі секциялық автопоезд жасалды. Бірақ энергия көздерімен барлық жетекші дөңгелектердің жұмысын толық үйлестіруге қол жеткізу мүмкін болмады. Басқа отандық кәсіпорындардың одан әрі дамуы да күтілген табысқа әкелмеді. Электр берілісі бар машиналарды басқаруды автоматтандыру мәселесі кедергі болды: түйіндер арасындағы энергия ағынының ұтымды таралуы, бастапқы жану қозғалтқышының отынның минималды шығыны, максималды тиімділігі бар оңтайлы температуралық жағдайлар және т. ол кезде де, сәйкес бағдарламалық қамтамасыз ету де жеткіліксіз болды.
Соңғы жылдары жағдай түбегейлі өзгерді және толық электрлік қару мен әскери техника туралы идея жаңа сапалық деңгейге оралды. Ұшқышсыз көліктердің пайда болуы қызығушылықты одан сайын арттырды. Электрлік беріліс радио немесе бағдарламаланатын құрылғы арқылы басқарылатын толық автоматтандырылған жауынгерлік нысандарды құруды жеңілдетеді.
Күн астында желкен
Толық электр қондырғысы тұжырымдамасының ең шұғыл жүзеге асырылуы теңіз технологиясында танылуы тиіс. Бірнеше себеп бар:
әр түрлі мақсаттарға арналған берілістердің (ұзартқыштардың) жоғары ұзындығы, әр түрлі типті: механикалық, жылу, гидравликалық және электрлік жетектер мен энергия түрлендіргіштердің үлкен ассортименті;
энергия тұтынушылардың едәуір саны: бұрандалы біліктердің жетектері, артиллериялық және зымырандық қондырғылар, радиолокациялық станциялар мен электронды соғыс жүйелері, басқа механизмдер;
жоғары энергия шығынын қажет ететін қару -жарақ жүйелерінің пайда болуы (бағытталған энергетикалық қару мен әскери техника, электромагниттік қару және т.б.).
Толық электрлік кемелердің негізі жоғары вольтты генерациялау мен тарату қондырғыларын, оны жинауға және түрлендіруге арналған ықшам модульдерді, әр түрлі жұмыс режимдерінде (толық жылдамдықта, жауынгерлік қолданыстағы энергияны тұтынуды басқаратын автоматтандырылған басқару жүйелерін) қамтитын біртұтас (біріктірілген) энергетикалық жүйе болып табылады. қару -жарақ, маневр және т.б.). Ең көрнекті тәжірибе-американдық DDG 1000 бағдарламасы және оған құрылған Зумволт жойғыш (https://vpk-news.ru/articles/17993). Өкінішке орай, көптеген отандық бұқаралық ақпарат құралдары оқырмандардың назарын кеменің дамуының мәнінен алшақтатып, тіпті бұл идеяның беделін түсіретін осы жобаның техникалық және технологиялық сәтсіздіктеріне тоқталды.
DDG 1000 - американдық ғылым мен техниканың қару -жарақ кешендері мен жүйелері саласындағы соңғы жетістіктерінің орталығы. Бірақ олардың барлығы кеменің энергиясының мүмкіндіктерін ескере отырып, операцияның, орынның және рөлдің сипаттамалық ерекшеліктерін түсіну арқылы кемеге біріктіріледі (Біріктірілген қуат жүйесі - IPS). Ол барлық жүйелер мен қондырғылардың жеткізілуін қамтамасыз етеді, олардың жұмысын бақылайды және бақылайды. Толық электрлік қозғалысқа көшу оқ -дәрілерді орналастыру үшін ішкі кеңістіктің едәуір көлемін босатуға, экипажға қолайлы жағдай жасауға мүмкіндік берді. Барлық механизмдердің бу, пневматикалық және гидравликалық жетектері толығымен электрліктерге ауыстырылады. Энергетикалық жүйенің жалпы қуаты - шамамен 80 МВт - басқа тұтынушылардың өнімділігіне елеулі зақым келтірместен жетілдірілген қаруды (лазер, микротолқынды пеш, электромагниттік қару) орнату үшін жеткілікті.
Кемеде радардың қолтаңбасы төмен. Тиімді тарату аймағы (EPR) алдыңғы буын жойғыштардан 50 есе дерлік аз. Көзге көрінбейтін!
Бақылау жалпы бағдарламалық қамтамасыз етумен және «коммерциялық» интерфейсі бар Total Ship Computing Environment (TSE) арқылы жүзеге асырылады, ол басқалармен қатар техникалық қызмет көрсету мен экипаждың дайындығын жеңілдетеді. Зумвольт сынды жойғыштардың қондырмасы композициялық материалдардан жасалған.
Мұндай жойғыштың үшінші корпусына жоғары температураның жоғары өткізгіштігі мен электромагниттік қарудың әсерін қолдана отырып, винтті қозғалтқыштарды орнату жоспарлануда. Рельсті мылтықты пайдалану үшін кеме 10-25 МВт қуатты генерациялауды қамтамасыз етуі керек, оған қазірдің өзінде қол жеткізілді.
Сіз бұл кемеде қолданылған немесе жоспарланған инновацияларды тізімдеуді жалғастыра аласыз, бірақ американдықтарда басқа елдерде жоқ жаңа буын оффшорлық платформа бар. Әзірге тек француз кеме жасайтын DCNS компаниясы 2025 жылға қарай Advansea толық электрлік жауынгерлік кемесін құру жоспарын жариялады.
Су асты технологиясына келетін болсақ, гибридті немесе толық электрмен жабдықтау бастапқыда оның дизайнының алғы шарты болды, сондықтан бұл саладағы жаңалықтарды егжей-тегжейлі талқылаудың қажеті жоқ.
Азаматтық кеме жасауда күн энергиясын қолдана алатын модельдер де әзірленуде. Үш тұжырымдама іске асады: оларда орналасқан күн батареялары бар желкенің қозғалуы мен қоректенуін қамтамасыз етеді, сонымен қатар олар судан сутегінің қозғалысы мен алынуы үшін корпусқа орналастырылады, өндірілген энергия винт білігінің электр қозғалтқыштарын қуаттандыруға және батареяларды қайта зарядтаңыз.
Австралиялық Solar Sailor кеме жасау компаниясының Suntech VIP круиздік кемесі бірінші концепция бойынша 2010 жылы салынған. Екіншісінде - Energy Observer катамараны, ол қазір бүкіл әлем бойынша саяхаттауға дайындалып жатыр. Үшіншісі - 2010 жылы ұшырылған және 2012 жылы айналып өткен неміс планетасы Solar Turanor. Күн батареялары бар толық электрмен басқарылатын американдық Solar Voyager қайығы (ұзындығы 5,5 метр және ені 0,76) 2016 жылдың маусымында ұшырылды және сынақтан өтті. Олар Жапонияда, Голландияда, Италияда және басқа елдерде ұқсас жобалармен жұмыс жасауда. Бұл әлі де экзотикалық, бірақ уақыт өте келе ол әскери кеме жасауда қажет болады.
Ұялшақ «өскін»
Толық электр қондырғысының тұжырымдамасын іске асыру үшін неғұрлым тартымды және инновациялық өнімдердің едәуір санын енгізуді көздейтін әскери техниканың тағы бір түрі-ұшақтар. Әскери салаға келетін болсақ, ҰШҚ туралы айту әлі де дұрыс.
Электрмен басқарылатын автокөліктер осы уақытқа дейін озық технологияның демонстрациясы ретінде жасалды. 2012 жылы Long-ESA сынақ кезінде сағатына 326 шақырымға дейін үдейтін электр ұшақтарының жылдамдық рекордын орнатты. Швейцариялық Solar-Impulse Күннен шексіз ұша алады (батареяларды қуат көзі ретінде қолдана отырып). 2015-2016 жылдары ол (қонуымен) бүкіл әлем бойынша ұшуды орындады. Әзірге практикалық мақсаттарда қолданылған жалғыз ұшақ-бұл екі орындық Airbus E-Fan жаттығуы. Lilium Aviation неміс компаниясы Lilium Jet толық электрлік тоторлы қозғалтқышты жасады. Ұшу сынақтары ұшқышсыз нұсқада өтті.
Бұл құрылғылардың барлығын (әскери өріске қатысты), олардың шу деңгейінің төмендігіне байланысты, барлау құрылғыларының прототипі деп санауға болады, бірақ одан басқа ештеңе жоқ. Басқарылатын электрлік ұшақтарды құрудағы басты қиындық - аккумуляторлардың сыйымдылығының жеткіліксіздігі және бортта адамның болуына байланысты жүк көтергіштігіне қойылатын талаптардың күрт артуы. Дегенмен, кейбір авиациялық фирмалар гибридті лайнерлік жобалармен жұмыс жасауда. Атап айтқанда, мұны EADS Rolls-Royce-пен бірге жасайды. Жарияланған мақсаттар - тұтынылатын отын көлемін азайту, қоршаған ортаға зиянды шығарындыларды азайту және шуды азайту.
Ұшқышсыз ұшақтарға келетін болсақ, олардың арасында шетелде де, біздің елде де (импортталатын компоненттерге қарамастан), ұшақтар мен тікұшақтардың схемалары бар бірнеше толық электрлік қондырғылар бар. Бірінші әлемдік рекордтар орнатылды: Ұлыбританияның күн энергиясымен жұмыс істейтін QinetiQ-Zephyr 2010 жылы екі апта бойы ауада болды.
Әскери салада қолдану кең перспективаларға ие: бақылау, барлау және соққы әрекеттері, мақсатты белгілеу және т.б. Жалпы алғанда, мұндай ұшақтарды құру көптеген инновациялық мәселелерді шешуді, соның ішінде жоғары беріктігі бар композиттік материалдарды әзірлеуді қамтиды. аккумуляторлар, жоғары тиімділігі бар шағын көлемді электр қозғалтқыштары, автоматты жүйелер. басқару.
Жердегі әскери техникаларға келетін болсақ, мұнда гибридті спектр (ішкі жану қозғалтқышы, электр генераторы, энергияны сақтайтын қондырғылар, толық электр жетектерінің комбинациясы) және мүлде электрлік әзірлемелер өте кең, ал отандық дизайнерлердің де жетістіктері бар..
Бірақ, алдыңғы жағдайлардағыдай, сұрақ туындайды: қандай артықшылықтары бар? Электрлік беріліс қозғалыс режимдерін (доңғалақтар немесе жолдар) оңтайландыруға, қозғалыс жылдамдығын және тартылу күшін кең ауқымда біртіндеп реттеуге және құлыпқа қарсы және тартымды басқарудың тиімді жүйесін құруды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Бұл жүргізушілердің біліктілігі мен психофизикалық жағдайына қойылатын талаптарды төмендетуге мүмкіндік береді, сонымен қатар ұтқырлықтың негізгі көрсеткіштерін жоғарылатады.
Электрлік берілістер сенімділіктің жоғары сипаттамаларына, өндіруге жарамдылығына, пайдалану мен жөндеуге, басқару мүмкіндігіне ие. Шуды азайтады, экологиялық тазалығын арттырады. Радар станциялары мен электронды соғыс жүйелерін, электротермохимиялық немесе ЭМӨ зеңбіректерін және т.б. жоғары энергия тұтынатын қару мен жабдықты электрмен жабдықтау мүмкіндігі перспективалы.
Міндеттердің бірі-қуатты шағын габаритті қозғалтқыштарды құру. Ең үлкен жетістікке АҚШ пен Германияда қол жеткізілді, онда олар магнитизмнің жоғары дәрежесі бар сирек жер элементтерін (самариум, кобальт және т.б.) пайдаланып тұрақты магниттер негізінде жасалады. Бұл электр машиналарының көлемі мен салмағын едәуір азайтуға, басқаруды жеңілдетуге мүмкіндік берді.
Ресейде гибридті электр станциясы мен БТР-90 Росток негізінде электр берілісі бар доңғалақты жауынгерлік көлік Крымск ғылыми-зерттеу жобасының нәтижесінде жасалды. Хабарланғандай, прототиптен шамамен бір жарым есе аз қозғалтқыш қуаты бар теңіз сынақтарында гибридті бронетранспортерлердің эксперименттік моделі айтарлықтай жақсы нәтиже көрсетті. Жанармай диапазоны БТР-90-ға қарағанда бір жарым есе артық.
Ұшқышсыз (қашықтықтан басқарылатын және роботтандырылған) толық электрлік объектілерге келетін болсақ, шетелде және біздің елде жердегі қару -жарақ пен техниканың көптеген үлгілері жасалды. Олардың дамуы Ауғанстанда, Иракта, Сирияда және басқа аймақтарда соғыс жүргізетін әскерлердің қажеттіліктеріне, сондай -ақ ішкі қажеттіліктерге байланысты жедел қарқынмен жүруде. Бізде бұл Ішкі істер министрлігі, ФСБ, Ұлттық ұлан, ТЖМ және басқа да департаменттердің қызметін қамтамасыз ету үшін бар.
Толық электрлік немесе гибридті АМЕ қондырғылары тұжырымдамасы әлемнің барлық озық елдерінде енгізілуде. Ең жүйелі және практикалық - АҚШ, Германия, Франция, Ұлыбританияда. Өнімдердің кең ассортиментін әзірлеу мен өндірудің ғылыми -техникалық негіздері бар, олар жақын арада толық электрлі машиналарға салынған қару жүйесінің негізін құрайды. Ол жаңа физикалық принциптерге негізделген қаруды тиімді, жан -жақты қолдануды қамтамасыз етеді.
Әскери техниканың барлық электрлік объектілерінің дизайны сәнге деген құрмет емес. Бұл болашақтың қару -жарақ жүйесін қалыптастырудың негізгі бағыттарының бірі. Энергияны өндірудің, берудің және тұтынудың жаңа әдістерінің пайда болуы, оны жауды жеңу үшін пайдалану әскерлердің мүмкіндіктерін, оларды материалдық -техникалық және материалдық -техникалық қамтамасыз ету процесінің сипаты мен мазмұнын айтарлықтай өзгертеді. Біздің елде және Қарулы Күштерде мұндай жұмыстардың тізімін, мазмұны мен нәтижелерін анықтауға әлі де жүйелі көзқарастың жоқтығы алаңдатады.