Dağıtılmış birimlere giderek daha karmaşık sistemler sağlama çabaları, savaş laboratuarlarından savaş alanına koşturan ve güç sistemlerinin standardizasyonunun ve birleştirilmesinin artık sadece ticari bileşenler tarafından belirlenmemesine katkıda bulunan elektrikli uygulamaların artan bir akışına neden oldu.
Amerikan Ordusu’nun TARDEC Zırhlı Araştırma Merkezi’nin amacı, elektrikli askeri teknolojilerin ticarileşmesiyle ilgili endüstriyel ortaklıkları teşvik etmek ve savunma ile iç pazarlar arasında birleşmeyi teşvik etmektir. (Ayrıca, elektrik teknolojisi - çeşitli cihazlar ve elektrik enerjisi üretme yöntemleri)
Örneğin, lityum-iyon ve diğer gelişmiş pil teknolojileri, savaş araçları için teknolojik depolama çözümlerine ordu yatırımları olarak başladı. TARDEC'e göre, askeri ve sivil kamyonlar arasında mevcut bileşen birleştirme düzeyi% 65 -% 70'a ulaştı.
2020’e göre, araç yükseltmeleri ve yeni sistemlerin geliştirilmesi, sermaye yoğun savunma yatırımlarının listesine öncülük edecek ve elektrik teknolojisini giderek daha fazla entegre edecektir. Kara savaş araçları, içten yanmalı motorlardan (ICE) hibrit (HEV) veya tamamen elektrikli (EV) motorlara ve şanzımanlara aktif olarak transfer etmek istedikleri Ar-Ge kategorisindedir.
Örneğin Amerikan Ordusunun ileriye dönük istihbarat toplama programı - istihbarat bilgilerini toplama, işleme ve dağıtma için otomatik bir sistem olan DCGS-A (Dağıtılmış Ortak Yer Sistemi), Ordu Ortak Savaş Komutanlığı - Platformlar (DCGS-A veya Mavi Güç Takibi) veya NETT WARRIOR tabletini temel alan asker bilgi sistemi, savunma fonu "en iyi fiyata hazır olma" ilkesine uygun olarak sürekli elektrik sistemlerinin geliştirilmesini de gerektirecektir.
Güç aktarma araçları
Askeri kara taşıtları için entegre güç kaynakları yeni nesil projelerin kilit unsurlarından biri haline geldi. Gelecek vaat eden araçlar için gereksinimler, örneğin, Amerikan programları JLTV ve GCV altındaki makineler için olan gereksinimler sadece IED'lere karşı balistik korumayı ve şasi güvenliğini arttırmakla kalmadı, aynı zamanda mürettebatın ergonomisini ve operasyonel kontrol yeteneklerini de geliştirdi. Bu bileşenler, sırayla, geliştirilmiş vetroniki (araç elektroniği) gerektirir. Gelecekte görevlerini yerine getirme yeteneği, gelecek vaat eden piyade araçlarının motorlarının, şanzımanlarının ve güç dağıtım sistemlerinin giderek daha fazla elektrik kazanacağı anlamına geliyor.
Polaris Industries firmasından MV800 4 x 4 ATV ATV
PATRIOT motorunu 2007 yılında elektrikli doğrudan yakıt enjeksiyonlu, MV800 4 x 4 ATV'lere taktıktan sonra Polaris Industries, askeri ve spor SUV'lar için hibrit elektrikli güç aktarma organlarının geliştirilmesine odaklandı. XRIX cm760 ve HP 3 gücündeki PATRIOT motoru. Başlangıçta Avustralya firması Orbital ile işbirliği içinde geliştirildi ve geleneksel dizel motorlara kıyasla neredeyse iki kat daha fazla beygir gücü verebilecek hibrid bir konsept olarak tasarlandı. PATRIOT motoru doğrudan kıvılcım ateşlemeli teknolojiyi kullanıyor, sadece standart STANAG ve MIL-STD JP40 yakıtlarında değil aynı zamanda Amerikan standartlarındaki konvansiyonel benzin ve konvansiyonel dizel yakıtlarında da çalışıyor.
449,9’teki BAE Systems ve Northrop Grumman geliştirme ekibine verilen 2011 milyon değerindeki iki yıllık bir sözleşmeye göre, QinetiQ, BAE’nin sorumlu olduğu GCV programının teknolojik gelişim aşamasının bu bölümü için EX-DRIVE iletim sistemleri tedarik edecek. QinetiQ, GCV prototip makinesi için hibrit elektrikli tahrik sistemine dayalı bir temel iletim teknolojisi tedarikçisidir. EX-DRIVE sisteminin ana özellikleri, motor, şasi ve şanzıman arasındaki mekanik bağlantının, elektrik alt sistemlerinin kullanılmasıyla ortadan kaldırılmasıdır. Bu, motor ve şanzıman gibi güç ünitesinin ana bileşenlerinin konumunu değiştirmenize olanak sağlar. Doğrusal bir şemaya, enerji kaynaklarının seçiminde esnekliğin arttırılmasına ve makinenin şasisine yerleştirilmesine gerek yoktur. Bu yapılandırmalar ayrıca umut verici ve standart olmayan boyutlarda yakıt hücrelerinin, bataryaların ve diğer enerji depolama sistemlerinin kullanılmasına da izin verir.
GCV projesinin bir diğer yarışmacısı, ana yüklenici olarak General Dynamics'in başkanlık ettiği ve ortakları Lockheed Martin, Detroit Diesel ve Raytheon'u içeren bir ekip.
Bren-Tronics'in çok çeşitli askeri pilleri ve taktik şarj cihazları
BAE Sistemlerinden HYBRIDRIVE
BAE Systems, dizel motor, jeneratör, elektrik motoru ve enerji depolama sistemine dayanan kendi HYBRIDRIVE tahrik sistemini geliştirdi. EX-DRIVE'a benzer bir dijital kontrol sistemine bağlanırlar, bağlantı kesme kararını basitleştirir ve güç devresinin bileşenlerini herhangi bir yere yerleştirmenize olanak tanır. Aslında, HYBRIDRIVE enerji santralleri, Oshkosh PROPULSE tahrikinde (aşağıda açıklandığı gibi) olduğu gibi bir sistemi tamamen dışlar, tahrik motorunun makineyi yavaşlattığı ve aynı zamanda enerji depolama sistemine yükün bir kısmını sağladığı geri kazanımlı bir fren sistemi kullanılır.
Oshkosh tarafından
HEMTT A3 Oshkosh kamyonlara monte edilen PROPULSE sürücü, her bir diferansiyelin özel motorlarına ayrı ayrı güç sağlayan modüler bir hibrid güç aktarma devresine sahiptir. Dizel motor, elektriği doğrudan tekerleklere aktaran 335 kW elektrik jeneratörünü kullanıyor. Sistemin bir tork konvertörüne, bir şanzımana, bir aktarma kutusuna ve bir tahrik krank miline olan ihtiyacı ortadan kaldırdığı ve aynı zamanda artan bir verime ve daha az hareketli parçaya sahip olduğu iddia edilmektedir.
APD (Autonomus Platform Göstericisi - tek başına gösteri platformu)
Quantum Fuel Systems Technologies'in Q-DRIVE sistemi, yüksek verimli değiştirilebilir powerplant mimarisine dayanan benzer bir çözümdür. Q-DRIVE sistemi, arabadaki bileşenlerin çeşitli alternatif düzenlerini almanızı ve şasi tasarımını değiştirmenizi sağlayan modülerliğiyle de ayırt edilir. CERV (Clandestine Extended Range Vehicle) olarak adlandırılan TARDEC destekli prototip devriye arabası, hafif ve alçak bir şasiye monte edilmiş Q-DRIVE güç tahrikine dayanıyor. Bu kombinasyon, aracın gizliliğini artıran akustik ve radar imzalarını azaltır. Daha önceki bir devriye aracı programının bir parçası olarak, DARPA liderliğindeki AeroVironment, ABD Deniz Kuvvetleri için bir prototip geliştirdi.
CERV yeni bir hibrit dizel-elektrik şasisine dayanıyor. Bir litre ile 1,4 dizel motor, bir 100 kilowatt elektrik motoru ile birleştirilmiştir. Güç ünitesinin toplam torku limitin hemen üstünde, metre başına neredeyse 7000 Newton! Bundan dolayı, araba 60 derece yükselişinin üstesinden gelebilir ve buggy aracının maksimum hızı 130 km / s'dir. Aynı zamanda,% 25 yakıt tüketimi, geleneksel bir içten yanmalı motorla benzer bir otomobilin yakıt tüketiminden daha azdır.
Ortak Elektrikli Taktik Araç (JETV)
CERV (Clandestine Extended Range Vehicle) Genişletilmiş Mobilite Aracı
APD (Autonomus Platform Demonstrator - otonom gösteri platformu), mobil bir robotun tamamen elektrikli bir zırhlı prototipidir. TARDEC zırhlı merkezinin yürüttüğü GVSET (Yer Araç Sistemleri Mühendisliği ve Teknolojisi) girişiminin bir parçası olarak, yılın nisan 2012'inde açılan yeni güç ve enerji ordusu laboratuvarında hem CERV hem de APD prototiplerinin testleri planlanmaktadır.
Bren-Tronics, dünya çapındaki ordulara 1 000 000 lityum iyon piller ve 100 000 şarj cihazları tedarik eden büyük bir askeri pil ve şarj cihazı üreticisidir. Sürekli araştırma ve yapıcı iyileştirmeler sayesinde bu alanda önemli bir oyuncu olan firma, güvenliği ve en iyi performansı sağlamak için askerlere en son teknolojiyi sunuyor.
1973'ten beri Bren-Tronics, ABD uçağına gönderilen taşınabilir güç kaynakları alanında standartlar belirledi. Batarya sistemleri üreticilerinden biri olan şirket, silahlı kuvvetlere birincil ve ikincil bataryalar, askeri standartlarda taşınabilir ve taşınabilir şarj cihazları, ayrıca kablolar, konektörler ve adaptörler sunmaktadır. Temel ekipman bağlantısını basitleştiren yerleşik sistem kontrol veri yolu ile BB-2590 / U askeri lityum iyon pilleri üretir (fotoğrafa bakın).
Bir araca veya yürüyerek monte edilen, SFC Energy'nin EMILY 2200 güç kaynağı, uzun süre sessiz ve güvenilir bir şekilde çalışır ve kullanıcının müdahalesine gerek yoktur. Yakıt hücresi cihazı, hava ve iklim durumuna bakılmaksızın, iletişim, navigasyon ve gece görüş sistemleri ve diğer bütünleşik sistemler gibi mobil ekipmanlara artan güvenilirlik ve güç sağlar.
Yakıt Hücresi SFC EMILY 2200
Yardımcı elektrik enerjisi
Gelişmiş askeri makine konseptleri, güç üretimini ve güç bileşenlerini onboard sistemlere entegre eder. Ayrıca, çalışma sırasında yardımcı enerji kaynaklarının kullanılmasını sağlarlar. Yardımcı enerji kaynakları, yalnızca önemli rüzgar sensörleri (savaş araçlarının savaş ve iş süreçleri için otomasyon sistemleri), hareket halindeki bilgi alışverişi ve çok fonksiyonlu bir bilgi ve kontrol sistemi için ek güç sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yangın söndürme sistemleri de dahil olmak üzere mürettebat koruma sistemleri için yedek güç sağlar. Örneğin MERKAVA 4 MBT, El-Op (Elbit Systems'in bir iştiraki) tarafından geliştirilen tamamen elektrikli bir taretin yanı sıra modern bir SLA ve Rafael'in TROPHY aktif koruma kompleksi ile donatılmıştır. Ayrıca, önceki çözümlere kıyasla yaklaşık% 12 oranında bir artış sağlayan yükseltilmiş V-25 dizel motor için de dikkat çekicidir.
Askeri güç üretim ve dağıtım sistemleri çok çeşitli boyutlarda, şekillerde ve parametrelerde mevcuttur, ancak bunların tümü, hem sabit hem de mobil versiyonlarda kuvvetlerinin korunmasında ve korunmasında önemli bir rol oynar. Taşınabilir yardımcı güç üretim ekipmanı (jeneratör setleri veya APU'lar), küçük bilgisayarlı taktik cihazlara ve insansız hava, kara ve denizaltı araçlarına büyük ölçüde bağımlı olan ağ bağlantılı operasyonlarda kritik bir taktik kaynak haline geldi. Ayrıca dizüstü bilgisayar masaüstü bilgisayarları, sunucular, yönlendiriciler, anahtarlama cihazları ve dijital iletişim ile giderek daha fazla yüklenen mobil yer nesnelerine de kurulurlar, ayrıca uçuş öncesi enerji hazırlığı sağlarlar. uçak sistemleri.
Elbette, sayısallaştırılmış savaşçıların bile karanlıkta traş olamayacağını unutmamalı ve askeri üslerin aydınlatılması, iklimlendirilmesi ve ısıtılması gibi prosaik kullanımın, santrallerin orduya teslim edilmesi ve konuşlandırılması için güçlü bir teşvik olduğunu da unutmamalıyız.
Rolls-Royce FEPS Jeneratör Setleri
Rolls-Royce’un Dağıtım Üretimi Sistemleri bölümü, ağ merkezli işlemler ve birlik koruması için sürekli artan karmaşık elektrik gücü tedarikine hizmet etmek de dahil olmak üzere zorlu koşullarda çalışan gelecek seferlik kuvvetlerin ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmış bir dizi taktik yardımcı güç ünitesi üretmektedir. Rolls-Royce muharebe portatif güç jeneratörleri, ağır hizmet tipi APU olarak kullanılmak üzere optimize edilmiştir. Bu şirketin jeneratör seti FEPS (Alan Elektrik Güç Kaynağı), sabit mıknatıslı alternatör teknolojisini kullanır. Dijital olarak kontrol edilen bu jeneratörler, ayarlanabilir dönme hızına sahip enerji üretir, zorlu ortamlarda, aşırı sıcaklık ve irtifalarda çalışabilirler. Bu jeneratörler ayrıca lojistik veya lojistik yük miktarını önemli ölçüde azaltır.
Dewey Electronics şirketi ABD Savunma Bakanlığı için taktik dizel jeneratör tedarik ediyor. Bu portatif jeneratör setlerinde, dizel motor, elektrik jeneratörü ve enerji depolama sistemleri teknolojileri birleştirilmiştir; savaş koşullarında çeşitli radyasyon türlerini azaltmak için akustik, termal ve elektromanyetik korumayı geliştirmişlerdir. Ayrıca son derece hafif olan Dewey, taktik jeneratörleri 2KVV'yi ABD askeri varlıkları içindeki en hafif taşınabilir alternatif ve doğru akım dizel jeneratörleri olarak adlandırıyor.
Exelis'den CRUX üreteci
Raporlara göre, Exelis'in CRUX jeneratörleri (Yarat, Düzenle, Kullan, eXport - yarat, ayarla, kullan, ihraç et), sert çöl koşullarında birden fazla dizel yakıt deposunda 8 saate kadar sürekli çalışmaktadır. Bu tür ürünlerin genişletilmiş model yelpazesinin, askeri araçlara, çekilir jeneratörün enerjisini geleneksel bir alternatörün küçük bir lojistik yüküyle besleyen ilk jeneratör setleri olduğu bildirilmektedir.
Birleşik Krallık Savunma Bakanlığı'na jeneratör setleri tedarik eden G&M Elektrik Santrali, 40 kW ila 2 MW arasında güç ekipmanı üretmekte ve son kullanıcı spesifikasyonlarına standart ve özel ekipman tedarik etmektedir.
Taktik aküler
Taktik enerjinin çoğu piller tarafından üretildiği için, elektrik tedarik zincirinin bu kısmı, askeri teçhizat tedarikçileri tarafından yürütülen Ar-Ge'nin de bir konusudur. Piller, taktik robotlar ve iletişim ekipmanı dahil olmak üzere savaşmanın anahtarıdır; önerilen exoskeleton ve robotik paket katırları gibi elektrikli silah ve robotların önerildiği, GSE’nin SOLDIER WARRIOR (SWAR) kısmı gibi bir asker için programlarda önemi ve kullanımı artabilir. QinetiQ USA'den SEGMULE (eskiden Deniz Piyade Birliği için Uygulamalı Algı girişimi), bireysel bir piyadecinin savaş yeteneğini önemli ölçüde arttırmada önemli bir rol oynayabilir.
Elektrikli zırh kullanan ve elektrik alanlarını kullanan imzaları azaltan gelecekteki savunma araç sistemlerinin olanakları tartışılırken, bu olanaklar (enerji tüketimi ile ilgili) piyade düzeyinde de oldukça uygulanabilir. Asker dış iskeletinin prototipleri, örneğin Amerikan HULC sistemi ve Fransız elektrikli HERCULE (birincisi, ABD GSE programının piyade bileşenleri için test ediliyor) test ediliyor.
Yeni nesil Ar-Ge, yapısal bir batarya teknolojisinin geliştirilmesini içerir, örneğin, BAE Sistemleri geliştirilmesinde büyük çaba harcarlar. Adından da anlaşılacağı gibi, yapısal batarya teknolojisi, batarya gücünü doğrudan elektrik ve elektronik sistem mimarisine entegre eder. Bu daha az belirgin görünebilir, ancak yapısal pillerle ilgili araştırmalar, mikroişlemcilerin çevresel izleme veya izinsiz giriş tespiti gibi verileri sağlamak için doğrudan akıllı tahtalara entegre edildiği yapısal zırhın geliştirilmesinin bir parçasıdır.
Bataryalardan gelen güç kaynağını diğer bileşenlerle entegre ederek, bu teknoloji, batarya, şarj cihazı ve adaptörleri ön hatta tedarik ederken toplam sistem kütlesinde ve lojistik kısıtlamalarda azalma vaat ediyor. Bununla birlikte, geliştirmenin ilk aşamalarında olan prototipler, BAE'nin “nikel pillerin kimyası” olarak tanımladığı ve on yıllarca (yıllarca ölçülen lityum pil ömrünün aksine) çalıştığı temeline dayanarak yapısal pillerin kullanılmasına zaten izin vermiştir. örneğin İHA'lar için enerji kaynağı olarak çalıştıkları karbon fiber ve cam-plastik gibi.
Gelişimden sonra, bu tür bataryalar, platformun tüm ömrünü, ağırlığın önemli bir azalması ile çalıştırabilir, güneş panelleri ile aynı hizada çalışabilir ve birlikte gelişmiş asker sistemleri ve taktik robotik için tek bir kendi kendine yeten güç kaynağı oluşturabilir. Ancak yakın gelecekte, şu anda kapalı olan Amerikan FCS programı için BAE hibrit toprak destekli araçlar için orijinal olarak Saft tarafından geliştirilen yüksek voltajlı 4 kW piller, elektrikli araçlar ve asker teknolojisi üzerine devam eden programlar çerçevesinde kalacaktır.
Amerika Birleşik Devletleri, NATO ve dünyadaki devlet kurumları tarafından kullanılan askeri sistemler için gelişmiş taşınabilir güç sistemleri üreticisi olan Bren-Tronics, modern mühendislik tasarımını, en iyi hazır bileşenleri ve en verimli yakıt hücrelerini kullanır. Bu ek portatif şarj sistemleri yüksek talep görüyor, dünyadaki askerler tarafından kullanılıyor.
SFC Güç Yöneticisi 3G
Akıllı enerji çözümlerini JENNY 600S ve SFC Enerji'den (resimdeki) SFC Güç Yöneticisi 3G birleştirerek yüksek verimli bir enerji sistemi geliştirilmiştir. JENNY plus SFC Power Manager birkaç pili şarj eder ve aynı zamanda güç ekipmanına güç sağlar. SFC çözümü, minimum kütle ile maksimum güce ve işlevsel esnekliğe sahip bir enerji sistemi oluşturur.
Gelecek ne olursa olsun, bugünün taktik bataryaları ve şarj cihazları oldukça karmaşıktır, bu Amerikan Ordusunun güç yönetiminin şarj edilebilir bataryaları ve Marine Corps’un güç ofislerinin rehberliği altındaki programlarla açıkça belirtilmiştir. SINCGARS radyo istasyonlarını, AN / PVS gece görüş cihazlarını, DRAGON gece manzaralarını ve programlanabilir AN / PRC radyo istasyonlarını içeren taşınabilir askerlerin güç sistemlerinin, şarj cihazlarının ve kilit muharebe sistemlerinin cihazlarının çalıştırılmasını, yönetilmesini ve imha edilmesini ayrıntılı olarak tanımlayan genişletilmiş kılavuzlar yayınlanmaktadır (bu örneklere, Amerikan ordusunun standart ekipmanlarında).
Ordu Kara Güç Sistemleri Laboratuvarı (GSPEL)
Pentagon’un, tüm savaş sistemlerinin üçte birinin 2015 tarafından otomatik olacağı yönündeki öngörüsü doğruysa, o zaman bu sistemleri güçlendirmek ve kontrol etmek için elektrik teknolojilerinin geliştirilmesine yapılan yatırımlar katlanarak büyümelidir.
Kara Kuvvetleri Asker Topluluğu (SWAR bileşeni bir asker-makine arayüzünün potansiyelini keşfetmede önemli bir rol oynar) gibi kara temelli seferi kuvvetlerinin ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanan olası askeri teçhizat ve teçhizat, gelecekteki yetenekler geliştikçe daha enerji yoğun hale gelecektir. Bu, bu ihtiyaçları karşılayacak yeni organizasyonların oluşturulmasına yol açtı.
Nisan ayında, TARDEC Araştırma Zırhlı Merkezi olan 2012, Detroit'te uzmanlaşmış bir ajans açtı. Ordu Toprak Gücü ve Enerji Laboratuvarı'nın (GSPEL) Toprak Gücü Sistemleri Laboratuvarı'nın temel işlevi, bir piyade için güç yeteneklerinin geliştirilmesini ve üretilmesini denetlemektir. Bu kompleksin sekiz laboratuvarından en önemlisi, umut verici kara taşımacılığı sistemlerinin prototiplerinin tam olarak araştırılmasını sağlayan PEVEL (Güç ve Enerji Araç Çevre Laboratuvarı) laboratuvarıdır. ABD Deniz Piyadeleri Seferi Enerji Sistemleri İdaresi bir diğer Amerikan askeri enerji sistemleri laboratuarıyken, Afganistan ve Irak'taki 400 elektrik santrallerinden daha fazlasını inşa ve inşasında yer alan kara kuvvetlerinin mühendislik güçleri en büyük tek sağlayıcıdır (diğerlerinden daha büyük) tüm Amerikan seferi birliği için elektrik altyapısı.
Bir dereceye kadar, piyadelerin göbeklerinde hareket ettiğini söyleyen eski sözler hala doğrudur, ancak bu metafor bugün MRAP makinesinin dibine uygulanabilir, ancak elektrik enerjisinde “doymaz bir susuzluğa sahip” yerleşik sistemler vardır. .
Kullanılan malzemeler:
Askeri teknoloji
www.bren-tronics.com
www.qinetiq.com
www.qtww.com