Geçen yüzyılın kavramları temelinde oluşturulan askeri teçhizat, devasa çabaların ve maliyetlerin yeterince düşük bir sonuç vermediği eşiğe yaklaştı. Bunun nedenlerinden biri, yeni AME tesislerinin enerji tüketimindeki önemli artıştır. Bu çıkmazdan kurtulmanın bir yolu var mı?
Muharebe kullanımının tüm aşamalarında çeşitli enerji türleri (mekanik, termal, elektrik vb.) Talep edilmektedir: keşif, bilgi aktarımı, işleme, silah kullanımı, düşmandan korunma, manevra vb. Şu anda üretim yapılmaktadır. önceden ve MTO hizmetleri tarafından sağlanan enerji. Ancak birliklerin ihtiyaç duyduğu miktar ve oranlar, kendi kendine yeterli bir hedef ve soruna dönüşmeye başlıyor.
Tesla'nın izinde
Durum, yeni AME türlerinin (elektromanyetik silahlar, yönlendirilmiş enerji silahları) ortaya çıkmasıyla daha da kötüleşiyor. Silah sisteminin geliştirilmesinin enerji arzı kavramlarında bir değişiklik gerektirdiği giderek daha açık hale geliyor. Aksi takdirde yeni tasarımlarda ortaya konan potansiyeli gerçekleştirmek mümkün değildir.
Bu eğilim dikkat çekicidir. Bir yandan, tamamen elektrikli ve hibrit askeri teçhizatın aktif gelişimi devam ediyor. Öte yandan, birliklere teslim edilen enerji taşıyıcılarının (güneş panelleri, rüzgar türbinleri, yeni yakıt türleri) maliyetsiz veya azaltılmış maliyetleriyle üretim sistemleri ve araçları oluşturulmaktadır. Aynı zamanda, en çekici görünen uzun mesafelerde enerjinin kablosuz iletimi konusunda (özellikle ABD ve Japonya'da aktif olarak) temel araştırmalar yürütülmektedir. Fikir, güçlü bir kaynağın (nükleer santral, hidroelektrik santral vb.) hava (uzay) kanalı yoluyla silah ve askeri teçhizatın alıcı cihazlarını beslemesidir. Böyle bir planın uygulamaya konulması, birliklere büyük miktarda enerji (yakıt) sağlama ihtiyacını neredeyse tamamen ortadan kaldırarak, savaşa hazır olmalarını ve savaş etkinliğini kökten artıracaktır.
Enerjiyi kablolar olmadan bir mesafeden iletme olasılığı ilk kez 1899-1900 yıllarında Colorado Springs'te Nikola Tesla tarafından yapılan deneyle kanıtlandı ve gösterildi. Elektriksel dürtü 40 kilometre iletildi. Ancak şimdiye kadar böyle bir deneyi tekrarlamak mümkün olmamıştır.
1968'de Amerikalı uzay araştırmacısı Peter Glazer, büyük güneş panellerini durağan yörüngeye yerleştirmeyi ve ürettikleri enerjinin (5-10 GW) odaklanmış bir mikrodalga ışını tarafından Dünya'ya iletilmesini, doğrudan veya alternatif akıma dönüştürülmesini ve tüketicilere dağıtılmasını önerdi. … …
Mikrodalga elektroniğinin mevcut gelişme seviyesi, böyle bir ışınla oldukça yüksek bir enerji aktarımı verimliliğinden bahsetmeyi mümkün kılıyor - yüzde 70-75. Ama bunu uygulamak yine de oldukça zor. 35 derecelik bir enlemdeki bir alan için verici antenin çapının bir kilometreye eşit olması ve yer alıcısının 10x13 kilometre boyutunda olması gerektiğini söylemek yeterlidir. Bu nedenle proje unutuldu, ancak son zamanlarda en son teknolojik gelişmeler dikkate alınarak araştırmalara yeniden başlandı. Bir lazer kullanarak enerjinin kablosuz iletimi üzerine deneyler yapılmaktadır.
Ama bizim karayolu trenimiz…
Yeni üretim ve güç aktarımı yöntemlerinin geliştirilmesiyle ilerleme o kadar önemli olmasa da, tamamen elektrikli nesneler oluşturma alanında etkileyicidirler. Bu temelde askeri (ve sadece değil) teknoloji fikrinin kesinlikle yeni olduğu söylenemez. Elektriğin üretimi, depolanması, dönüştürülmesi ve dağıtımında, yüksek güçlü katı hal elektroniğinde, otomasyonda ve kontrolde kaydedilen ilerlemeyle ekonomik ve teknik olarak çekici hale getirildi. Tamamen elektrikli tesisler daha az gürültüye, daha yüksek verimliliğe, tüketiciler arasında rasyonel güç dağılımı olasılığına, yüksek çevre dostu olmalarına ve hem sivil hem de askeri alanlarda onları çok çekici kılan diğer niteliklere sahiptir.
Elektrik iletimli ilk makineler, Amerikan şirketi LeTourneau'nun kendinden tahrikli sıyırıcılarda elektrikli tahrik kullanmaya başladığı geçen yüzyılın başına kadar uzanıyor. Ve 1954'ten beri, baş traktöre (lider) monte edilmiş bir jeneratör tarafından tahrik edilen tüm önde gelen tekerlek pervaneleri ile donatılmış benzersiz süper ağır arazi araçları, kar motosikletleri, askeri taşıyıcılar-tahliyeler ve çok bölümlü karayolu trenleri üretildi. Dünya pratiğinde ilk kez, doğrudan bir arabanın tekerlek göbeğine monte edilmiş güçlü kompakt elektrik motorlarını kullanmaya başladılar.
Römork tekerleklerinin basitleştirilmiş elektrikli tahrikine sahip ilk Sovyet aktif iki bölümlü karayolu treni 1959'da geliştirildi. Ancak, tüm tahrik tekerleklerinin çalışmalarının enerji kaynaklarıyla tam koordinasyonunu sağlamak mümkün değildi. Diğer yerli işletmelerin daha da gelişmesi de beklenen başarıya yol açmadı. Engel, elektrik iletimli makinelerin kontrolünü otomatikleştirme sorunuydu: düğümler arasında enerji akışlarının rasyonel dağılımı, birincil içten yanmalı motorun minimum yakıt tüketimi, maksimum verimlilikle optimum sıcaklık koşulları, vb. Ne bilgisayarların hesaplama gücü ne o zamanın ne de ilgili yazılım yeterliydi.
Durum son yıllarda kökten değişti ve tamamen elektrikli silahlar ve askeri teçhizat fikri yeni bir niteliksel seviyeye döndü. İnsansız araçların ortaya çıkması ilgiyi daha da artırdı. Elektrik iletimi, radyo veya programlanabilir bir cihaz aracılığıyla kontrol edilen tam otomatik savaş hedefleri oluşturmayı kolaylaştırır.
güneş altında yelken
Tamamen elektrikli bir tesis konseptinin en acil uygulaması deniz teknolojisinde kabul edilmelidir. Birkaç sebep var:
çeşitli amaçlar için yüksek uzunlukta güç aktarımları (iletimler), çeşitli tiplerde çok çeşitli aktüatörler ve enerji dönüştürücüler: mekanik, termal, hidrolik ve elektrik;
önemli sayıda enerji tüketicisi: pervane şaftlarının tahrikleri, topçu ve roketatarlar, radar istasyonları ve elektronik harp sistemleri, diğer mekanizmalar;
yüksek enerji tüketimi gerektiren silah sistemlerinin ortaya çıkması (yönlendirilmiş enerji silahları ve askeri teçhizat, elektromanyetik silahlar vb.).
Tamamen elektrikli gemilerin temeli, yüksek voltajlı üretim ve dağıtım tesisleri, biriktirilmesi ve dönüştürülmesi için kompakt modüller, çeşitli çalışma modlarında (tam hız, savaş kullanımı) enerji tüketimine sahip otomatik kontrol sistemleri içeren tek (entegre) bir güç sistemidir. silahlar, manevralar vb.) En açıklayıcı deneyim, Amerikan programı DDG 1000 ve bunun üzerine inşa edilen Zumvolt muhripidir (https://vpk-news.ru/articles/17993). Ne yazık ki, birçok yerli medya, bu projenin teknik ve teknolojik başarısızlıklarına odaklanarak, okuyucuların dikkatini geminin gelişiminin anlamından uzaklaştırdı ve hatta fikri biraz itibarsızlaştırdı.
DDG 1000, Amerikan bilim ve teknolojisinin silah kompleksleri ve sistemleri alanındaki en son başarılarının merkezidir. Ancak bunların tümü, muhrip enerjisinin (Entegre Güç Sistemi - IPS) yetenekleri dikkate alınarak, operasyonun, yerin ve rolün karakteristik özelliklerinin anlaşılması yoluyla gemiye entegre edilmiştir. Tüm sistem ve birimlerin tedarikini sağlar, işleyişini izler ve kontrol eder. Tam elektrikli tahrik sistemine geçiş, mühimmatın yerleştirilmesi için önemli miktarda iç alan boşaltmayı ve mürettebat için rahat koşullar yaratmayı mümkün kıldı. Tüm mekanizmaların buhar, pnömatik ve hidrolik tahrikleri tamamen elektrikli olanlarla değiştirilir. Güç sisteminin toplam gücü - yaklaşık 80 MW - diğer tüketicilerin performansına önemli zarar vermeden gelişmiş silahların (lazer, mikrodalga, elektromanyetik silahlar) kurulumu için yeterlidir.
Geminin radar izi düşük. Etkili dağılma alanı (EPR), önceki nesil muhriplerinkinden neredeyse 50 kat daha azdır. Görünmez!
Kontrol, diğer şeylerin yanı sıra bakım kolaylığı ve mürettebat eğitimi sağlayan ortak yazılım ve "ticari" bir arayüze sahip bir Toplam Gemi Bilgi İşlem Ortamı (TSCE) aracılığıyla gerçekleştirilir. Zumvolt sınıfı muhriplerin üst yapısı kompozit malzemelerden yapılmıştır.
Böyle bir muhripin üçüncü gövdesine yüksek sıcaklık süper iletkenliği ve elektromanyetik silahların etkisi kullanılarak pervane motorlarının kurulması planlanmaktadır. Raylı silahı kullanmak için, geminin halihazırda elde edilmiş olan 10 ila 25 MW'lık bir güçle üretim sağlaması gerekir.
Bu gemide uygulanan veya planlanan yenilikleri sıralamaya devam edebilirsiniz, ancak Amerikalılar zaten başka hiçbir ülkede olmayan yeni nesil bir offshore platformuna sahipler. Şimdiye kadar, yalnızca Fransız gemi inşa şirketi DCNS, 2025 yılına kadar tamamen elektrikli bir savaş gemisi Advansea yaratma planlarını açıkladı.
Denizaltı teknolojisi ile ilgili olarak, hibrit veya tamamen elektrikli güç kaynağı, tasarımı için başlangıçta bir ön koşuldu, bu nedenle bu alandaki yenilikleri ayrıntılı olarak tartışmanın bir anlamı yok.
Sivil gemi yapımında da güneş enerjisiyle yetinebilecek modeller geliştiriliyor. Üç konsept uygulanmaktadır: üzerlerinde bulunan güneş pilleri ile yelken, tahrik ve güç kaynağını sağlar, ayrıca sudan hidrojenin hareketi ve çıkarılması için gövdeye yerleştirilir, üretilen enerji, pervane şaftı elektrik motorlarına güç sağlamak için kullanılır ve pilleri şarj edin.
Avustralyalı gemi inşa şirketi Solar Sailor'un yolcu gemisi Suntech VIP, ilk konsepte göre 2010 yılında inşa edildi. İkincisi - şu anda dünyayı dolaşmaya hazırlanan Energy Observer katamaran. Üçüncüsü, 2010'da başlatılan ve 2012'de çevrelenen Alman Planet Solar Turanor'dur. Güneş panelli tamamen elektrikli insansız Amerikan teknesi Solar Voyager (5.5 metre uzunluğunda ve 0.76 genişliğinde) Haziran 2016'da denize indirildi ve test edildi. Japonya, Hollanda, İtalya ve diğer ülkelerde benzer projeler üzerinde çalışıyorlar. Bu hala egzotik, ancak zamanla askeri gemi yapımında uygulama bulacaktır.
Ürkek "Filiz"
Tamamen elektrikli bir tesis konseptinin uygulanması için en çekici olan ve önemli sayıda yenilikçi ürünün tanıtımını içeren bir başka askeri teçhizat türü de uçaktır. Askeri alana gelince, İHA'lardan bahsetmek daha doğru.
İnsanlı tamamen elektrikli araçlar, şimdiye kadar ileri teknolojinin göstericileri olarak geliştirildi. 2012 yılında Long-ESA, test sırasında saatte 326 kilometre hızlanarak elektrikli uçaklar için bir hız rekoru kırdı. Swiss Solar-Impulse, Güneş'ten süresiz olarak uçabilir (pilleri güç kaynağı olarak kullanır). 2015-2016'da (inişli) dünya çapında bir uçuş gerçekleştirdi. Şimdiye kadar pratik amaçlar için kullanılan tek uçak, iki kişilik eğitim Airbus E-Fan'dır. Alman Lilium Aviation şirketi, tamamen elektrikli tiltrotor Lilium Jet'i geliştirdi. Uçuş testleri insansız bir versiyonda gerçekleştirildi.
Tüm bu cihazlar (askeri alanla ilgili olarak), düşük gürültü seviyeleri nedeniyle keşif cihazlarının prototipleri olarak kabul edilebilir, ancak daha fazlası değil. İnsanlı elektrikli uçak yaratmanın ana zorluğu, pillerin yetersiz kapasitesi ve gemide bir kişinin bulunması nedeniyle taşıma kapasitesi için keskin bir şekilde artan gereksinimlerdir. Ancak, bazı havacılık firmaları halihazırda hibrit uçak projeleri üzerinde çalışıyor. Özellikle bu, EADS tarafından Rolls-Royce ile birlikte yapılıyor. Açıklanan hedefler, tüketilen yakıt miktarını azaltmak, çevreye zararlı emisyonları azaltmak ve gürültüyü azaltmaktır.
Drone'lara gelince, aralarında hem yurtdışında hem de ülkemizde (ithal bileşenlerde de olsa) oluşturulan ve hem uçak hem de helikopter planları olan oldukça az sayıda tamamen elektrikli olanlar var. İlk dünya rekorları kırıldı: İngiltere'nin güneş enerjisiyle çalışan QinetiQ-Zephyr'i 2010'da iki hafta havada kaldı.
Askeri alanda uygulamanın geniş umutları vardır: izleme, keşif ve saldırı eylemleri, hedef belirleme vb. Genel olarak, bu tür uçakların oluşturulması, yüksek mukavemetli kompozit malzemelerin, ultra büyüklerin geliştirilmesi de dahil olmak üzere birçok yenilikçi sorunun çözümünü içerir. piller, yüksek verimli küçük boyutlu elektrik motorları, otomatik sistemler.
Yere dayalı askeri teçhizata gelince, burada hibrit (içten yanmalı motor, elektrik jeneratörü, enerji depolama cihazları, tamamen elektrikli tahriklerin bir kombinasyonu) ve tamamen elektrikli gelişmeler oldukça geniştir ve yerli tasarımcılar da bazı başarılara sahiptir..
Ancak, önceki durumlarda olduğu gibi, şu soru ortaya çıkıyor: avantajlar nelerdir? Elektrikli şanzıman, tahrik modlarını (tekerlekler veya paletler) optimize etmeyi, geniş bir aralıkta seyir hızını ve çekiş kuvvetini kademesiz olarak ayarlamayı ve etkili kilitlenme önleyici ve çekiş kontrol sistemlerinin oluşturulmasını mümkün kılar. Bu, hareketliliğin temel göstergelerini arttırırken, sürücülerin nitelikleri ve psikofiziksel durumları için gereksinimlerin azaltılmasını mümkün kılar.
Elektrikli şanzımanlar, güvenilirlik, üretilebilirlik, işletme ve onarım, kontrol yetenekleri gibi yüksek özelliklere sahiptir. Gürültüyü azaltır, çevre dostu olmayı artırır. Radar istasyonları ve elektronik harp sistemleri, elektrotermokimyasal veya EMP silahları vb. yüksek güç tüketimine sahip silah ve teçhizata güç sağlama imkanı umut vericidir.
Görevlerden biri, güçlü küçük boyutlu çekiş motorlarının oluşturulmasıdır. Bu konudaki en büyük başarı, yüksek derecede manyetizma ile nadir toprak elementleri (samaryum, kobalt, vb.) kullanılarak kalıcı mıknatıslar temelinde yapıldıkları ABD ve Almanya'da elde edildi. Bu, elektrikli makinelerin hacmini ve ağırlığını önemli ölçüde azaltmayı ve kontrolü kolaylaştırmayı mümkün kıldı.
Rusya'da, Krymsk araştırma projesinin bir sonucu olarak, hibrit bir enerji santrali ve BTR-90 Rostok'a dayalı bir elektrik şanzımanına sahip tekerlekli bir savaş aracı oluşturuldu. Bildirildiği gibi, motor gücü prototipinkinden neredeyse bir buçuk kat daha az olan deniz denemelerinde, hibrit zırhlı personel taşıyıcısının deneysel bir modeli önemli ölçüde daha iyi sonuçlar verdi. Yakıt aralığı, BTR-90'ınkinden bir buçuk kat daha fazladır.
İnsansız (uzaktan kumandalı ve robotize edilmiş) tamamen elektrikli nesnelere gelince, yurt dışında ve ülkemizde çok çeşitli kara silah ve teçhizat örnekleri oluşturulmuştur. Afganistan, Irak, Suriye ve diğer bölgelerde husumeti yürüten birliklerin ihtiyaçları ve iç ihtiyaçlar nedeniyle gelişimleri hızla ilerliyor. İçişleri Bakanlığı, FSB, Ulusal Muhafızlar, Acil Durumlar Bakanlığı ve diğer departmanların faaliyetlerini sağlamak için buna sahibiz.
Tam elektrikli veya hibrit AME tesisleri konsepti dünyanın tüm gelişmiş ülkelerinde uygulanmaktadır. En sistematik ve pratik - ABD, Almanya, Fransa, Büyük Britanya'da. Yakın gelecekte tamamen elektrikli makineler üzerine kurulu bir silah sisteminin temelini oluşturacak geniş bir ürün yelpazesinin geliştirilmesi ve üretilmesi için bilimsel ve teknik temeller bulunmaktadır. Yeni fiziksel ilkelere dayalı olarak etkin ve kapsamlı bir silah kullanımı sağlayacaktır.
Askeri teçhizatın tamamen elektrikli nesnelerinin tasarımı, modaya kesin bir övgü değildir. Bu, geleceğin silah sisteminin oluşumunun ana yönlerinden biridir. Yeni enerji üretme, aktarma ve tüketme, onu düşmanı yenmek için kullanma yöntemlerinin ortaya çıkması, birliklerin yeteneklerini, lojistik ve lojistik destek sürecinin doğasını ve içeriğini önemli ölçüde değiştirecektir. Ülkemizde ve Silahlı Kuvvetler'de bu tür çalışmaların listesini, içeriğini ve sonuçlarını belirlemeye yönelik sistematik bir yaklaşımın halen olmaması endişe vericidir.
