Građevinarstvo
Prvi električni automobili pojavili su se prije automobila s motorima s unutrašnjim sagorijevanjem (ICE) 1828. Početkom 20. stoljeća električna vozila činila su više od trećine cjelokupnog američkog voznog parka. Međutim, tada su postupno počeli odustajati od svojih pozicija, popuštajući automobilima u smislu dometa, pogodnosti punjenja gorivom i drugih parametara.
Može se implementirati nekoliko mogućnosti dizajna električnih vozila. Klasično električno vozilo pokreće baterije napunjene na stanici za punjenje. Električno vozilo s vanjskim napajanjem električnom energijom prima električnu energiju iz vanjskih vodiča kontaktnom metodom ili pomoću elektromagnetskih polja. Motor s unutarnjim sagorijevanjem s generatorom može se instalirati za punjenje baterija električnog vozila ili se električna energija može stvarati iz tekućih ili plinovitih goriva izravno pomoću katalitičkih gorivnih ćelija. Sve gore navedene sheme mogu se kombinirati na različite načine.
Povremeno se interesovanje za električna vozila obnavljalo, obično tokom rasta cijena naftnih derivata, ali je brzo nestalo: automobili sa motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem ostali su van konkurencije. Kao rezultat toga, oprema s električnim pogonom postala je široko rasprostranjena u segmentu transporta s vanjskim opskrbom električnom energijom: električni vlakovi, tramvaji i trolejbusi, u niši skladišne opreme.
Poseban segment može se izdvojiti posebnom opremom, na primjer, rudarskim kiperima nosivosti preko 100 tona, na kojima se koristi elektromehanički prijenos.
Početkom 21. stoljeća interes za električna vozila se vratio na novu razinu. Odlučujući faktor nije bio rast cijena naftnih derivata, već zahtjev ekoloških aktivista za smanjenje štetnih emisija. Američka kompanija Tesla, koju mnogi obožavaju (mrze) Elona Muska, postala je proizvođač koji je koliko je to moguće zajahao "ekološki val".
No, tko god i bez obzira na to kako se oni odnosili s Elonom Muskom, ne može se poreći da je Tesla napravio odličan posao: ustvari, stvoren je zaseban segment tržišta automobila, električni automobili postali su područje u kojem su počeli auto -divovi aktivno ulagati. Ako se razvoj aktivno odvija u nekom smjeru, rezultat će se postići prije ili kasnije. Bit će novih baterija povećanog kapaciteta, visokih brzina punjenja i proširenog raspona temperatura primjene, učinkovitijih i kompaktnijih elektromotora, s integriranim mjenjačima koji se mogu postaviti u kotače motora s malom neovježenom težinom i drugim razvojima.
Nema sumnje da će u dogledno vrijeme električni automobili praktično zamijeniti automobile s motorima s unutarnjim sagorijevanjem, i to ne iz ekoloških razloga, već zbog opće tehničke superiornosti električnih vozila.
Vojna oprema
Godine 1917. francuska kompanija FAMH proizvela je 400 tenkova Saint Chamond s električnim prijenosom Crochat Collendeau, u kojima je benzinski motor Panhard bio spojen izravno na električni generator, koji je pokretao dva elektromotora, od kojih je svaki bio spojen na pogonski kotač i gusjenicu voziti.1917. godine u Velikoj Britaniji je testiran tenk sa električnim mjenjačem iz Daimlera i britanskog Westinghousea.
Kasniji primjeri uključuju njemačku tešku samohodnu artiljerijsku jedinicu (SAU) "Ferdinand" ("Slon") tešku 65 tona. Elektrana "Ferdinand" uključivala je dva V-oblika 12-cilindrična karburatorska motora sa vodenim hlađenjem "Maybach" HL 120 TRM, kapaciteta 265 litara. str., dva električna agregata Siemens-Schuckert Typ aGV s naponom od 365 volti i dva vučna elektromotora Siemens-Schuckert D149aAC snage 230 kW, smještena u stražnjem dijelu trupa, koji su svaki od njihovih kotača probijali kroz redukciju zupčanik napravljen prema planetarnoj shemi.
Iako je Ferdinand relativno nov, nema mnogo pritužbi na njen rad. Kao takvi, može se primijetiti veća složenost i cijena u odnosu na elektrane klasičnog dizajna, kao i potreba za korištenjem značajne količine bakra, koje u Njemačkoj nedostaje.
Osim samohodnih topova Ferdinand, upotreba električnog pogona razmatrana je i u njemačkom superteškom tenku, tenku Maus od 188 tona.
Otprilike u isto vrijeme, u SSSR-u je na bazi tenka KV-1 razvijen eksperimentalni teški tenk EKV s elektromehaničkom elektranom. Tehnički dizajn tenka EKV razvijen je u septembru 1941. godine, a 1944. prototip tenka EKV je otišao na testiranje. Pretpostavljalo se da će upotreba elektromehaničkog mjenjača na spremniku smanjiti potrošnju goriva, poboljšati upravljivost i dinamičke karakteristike spremnika.
Elektromehanički prijenos spremnika EKV uključivao je pokretač-generator DK-502B povezan s V-2K dizelskim motorom i dva vučna motora DK-301V, s dva ugrađena mjenjača i upravljačkom opremom.
Prema rezultatima ispitivanja, dizajn spremnika EKV prepoznat je kao nezadovoljavajući, pa su radovi na projektu skraćeni.
Projekti "električnih" tenkova izvedeni su u Velikoj Britaniji, SAD -u, SSSR -u, Njemačkoj i Francuskoj, kao i u drugim zemljama tokom cijelog XX vijeka. Ipak, u ovom trenutku tenkovi i oklopna vozila tradicionalnog rasporeda dobili su maksimalan razvoj.
Prednosti i perspektive
Zašto se, unatoč velikom broju zatvorenih eksperimentalnih projekata, stalno vraća na pitanje osiguravanja električnog pogona kopnenih borbenih vozila?
S jedne strane, postoji razvoj tehnologija čija upotreba u električnim pogonskim sustavima omogućuje računanje na postizanje pozitivnih rezultata koji su prije bili nedostižni. Razvijaju se trajni magneti i asinhroni elektromotori, visokoefikasni generatori električne struje, sistemi za distribuciju energije, baterije za brzo punjenje i još mnogo toga.
U posljednje vrijeme ne govorimo samo o zemaljskoj tehnologiji s električnim pogonom, već io stvaranju potpuno električnih zrakoplova do prilično velikih putničkih modela.
S druge strane, prednosti koje električni pogon može pružiti borbenoj opremi na kopnu sve su traženije:
- mogućnost fleksibilnog rasporeda borbenog vozila zbog odsutnosti u električnom prijenosu jedinica sa krutom mehaničkom vezom koju pružaju vratila;
- povećana opstojnost vojne opreme zbog mogućnosti redundancije komponenti električnog prijenosa;
- mogućnost napuštanja hidrauličnih pogona opasnih od požara u korist električnih;
- mogućnost kretanja vojne opreme na ograničenim dionicama staze u maksimalnom kamuflažnom načinu, uz minimalnu demaskiranje zvučnim i toplinskim karakteristikama;
- mogućnost povrata električne energije tokom kočenja;
- najbolje dinamičke karakteristike i parametri cross-country oklopnih vozila opremljenih električnim mjenjačem;
- velika lakoća upravljanja oklopnim vozilima s električnim pogonom;
- mogućnost pružanja dovoljne količine električne energije za sve veći broj opreme, senzora, naprednog naoružanja.
Pogledajmo pobliže ove prednosti. Glavni izvor energije je dizel ili plinska turbina, u automobilima s električnim prijenosom oni će imati veći resurs i efikasnost zbog činjenice da se u početku može odabrati optimalna brzina motora, pri kojoj će imati minimalno trošenje i maksimalno gorivo efikasnost. Povećana opterećenja tijekom ubrzanja i snažnog manevriranja kompenzirat će se međuspremnicima.
Na primjer, u kombinaciji s generatorom, može se instalirati plinska turbina velike brzine, koja će raditi u načinu "uključivanje / isključivanje" radi punjenja međuspremnika, bez promjene brzine.
U električnom mjenjaču nema potrebe za ugradnjom glomaznih vratila i mjenjača. Mehaničko povezivanje u električnom mjenjaču dostupno je samo u paru motor-električni generator i električni motor-kotači, ali ove jedinice mogu se izraditi kao jedna jedinica. Ostale jedinice povezane su fleksibilnim kabelima.
Za razliku od mehaničkih veza, električni spojevi mogu biti višestruko suvišni. Na primjer, u fazi sastavljanja kućišta mogu se postaviti zaštićeni kabelski kanali u kojima će se nalaziti univerzalna sabirnica za napajanje i podatke, uključujući kablove za napajanje i podatke.
Prostorno odvajanje izvora energije, opskrbnih i komunikacijskih kanala, kao i motora i propelera s povećanom vjerovatnoćom omogućit će borbenom vozilu da održi mobilnost i svjesnost o situaciji kada je oštećeno, što će osigurati mogućnost povlačenja borbenog vozila iz zone paljbe i evakuacija sa bojnog polja.
Odbijanje hidrauličkih pogona u korist električnih također će pomoći u povećanju opstojnosti kopnenih borbenih vozila, kako zbog manje opasnosti od požara, tako i zbog njihove veće pouzdanosti. Rusko ratno zrakoplovstvo planira napustiti hidraulične pogone lovca Su-57 pete generacije do 2022. godine.
Prisutnost tampon baterija omogućit će vam da ostanete pokretni bez uključivanja glavnog motora, iako na prilično ograničenom dijelu. To će omogućiti perspektivnim borbenim vozilima da implementiraju nove taktičke scenarije za izvođenje borbenih operacija iz zasjede, kada je u stanju pripravnosti oklopno vozilo u punoj borbenoj gotovosti, dok će njegov toplinski potpis biti uporediv s temperaturom okoline.
Baterije će također omogućiti kretanje u slučaju kvara glavne elektrane, što će omogućiti oklopnim vozilima da sami napuste bojište. U nekim slučajevima, za evakuaciju borbenog vozila s električnim mjenjačem, bit će dovoljno jednostavno ga spojiti na vanjski izvor napajanja. Na primjer, oklopno vozilo za oporavak na ovaj način može istovremeno evakuirati dva druga oklopna vozila s djelomično oštećenim električnim mjenjačem, jednostavno prebacivanjem kabela za napajanje preko njih.
Kao i u civilnim električnim vozilima, u oklopnim vozilima s električnim mjenjačem, oporavak energije može se provesti tijekom kočenja.
Kopnena borbena vozila s električnim prijenosom imat će najbolje karakteristike pokretljivosti i upravljivosti zbog beskonačno promjenjivog prijenosa snage na elise, kao i fleksibilne raspodjele snage između elektromotora sa strane luke i desnog boka. Na primjer, tokom zavoja, smanjenje snage motora na zadnjoj kuglici kompenzirat će se povećanjem snage motora na zadnjoj kuglici.
Jedna od najvažnijih prednosti električnog prijenosa bit će mogućnost napajanja opreme i senzora, na primjer, radarskih stanica (radara) za izviđanje, navođenje i svestranu obranu kompleksa aktivne zaštite.
U bliskoj budućnosti lasersko oružje postat će sastavni dio kopnenih borbenih vozila, koje će moći u velikoj mjeri neutralizirati prijetnju od malih bespilotnih letjelica (bespilotnih letjelica), protutenkovskih vođenih projektila i kasetne municije s toplinskim i optičkim glavama za navođenje.
Električna energija može biti potrebna i za aktivne kamuflažne sisteme za oklopna vozila u rasponu toplinskih i optičkih valnih duljina.
zaključci
Stvaranje kopnenih borbenih vozila s električnim pogonom vjerovatno će postati neizbježno s poboljšanjem tehnologije i povećanjem zahtjeva za napajanjem opreme i oružja u vozilu. Civilno tržište električnih vozila može imati značajan utjecaj na stopu uvođenja kopnenih borbenih vozila s električnim pogonom.
Obećavajuća zemaljska borbena vozila s električnim prijenosom nadmašit će "klasične" modele po dinamici, upravljivosti, jednostavnosti upravljanja, preživljavanju i sigurnosti, kao i, ako je moguće, postavljanju obećavajućeg oružja i senzora s velikom potrošnjom energije.
