Порядок топливных компонентов EMILY 3000 располагает номинальную выходную мощность 125 Вт и дневную емкость заряда 6 кВт час. Она может перезаряжать немного аккумов либо исполнять функции полевого генератора. Порядок имелась сотворена именно для военных прибавлений, включая тестовые сценарии, в тот или другой сведения по новеньким оборонительным налаженности нужно собирать и расценивать в полевых соглашениях
В окончательном счете, гибридные энергоустановки дают сопоставимые либо даже наилучшие превосходства для бронированных машин. В то период как топливная эффективность, по последней мере, исторически, не имелась наверху перечня неотклонимых черт бронированных машин, тем более, она вправду увеличивает пробег и/либо длительность занятия при принесенной топливной емкости, увеличивает грузоподъемность, охрану либо огневое могущество для принесенной совместной массы и в целом понижают совместную логистическую нагрузку на парк машин.
Гибридный электрический привод может сыграть не последнюю роль в водящемся военных машин, но соответственная отмена и понижение размера почти всех оборонных программ (не пренебрегать о известных FCS и FRES) и борьба за соответствие неотложным запросам для защищенных машин отодвинули его внедрение на войсковых машинках на неопределенное период.
Вообщем, иной раз кандидаты на южноамериканскую наземную боевую машинку GCV (Ground Combat Vehicle) водились объявлены в январе 2011 года, в их числе был чертеж от команды BAE Systems/Northrop Grumman с гибридным электрическим силовым агрегатом с порядком E-X-DRIVE от Qinetiq. Это может рассматриваться как свойского рода авантюра поэтому, что ни один-одинехонек из кандидатов на програмку по лёгкому тактическому кару JLTV (Joint Light Tactical Vehicle), тот или другой предугадывала и гибридный электропривод, не прошел в финал в отношения с тем, что в южноамериканской армии по водящимся принесенным считают, что разработка для данной машинки еще не довольно созрела на принесенном шаге периода. Те более, история гибридных электроприводов в наземных боевых машинках насчитывает достаточное число программ разработки и демонстрации данной технологии. Живет что-то неумолимое и неминуемое в глобальном стремлении ввести технологию, тот или другой обещает сэкономить горючее, сделать лучше свойства и живучесть и в то же время удовлетворить растущие потребности в бортовой электроэнергии. Это, непременно, подкрепляется параллельными разработками в авто индустрии, подталкиваемыми законодательством о охране окружающей среды.
Изготовители военных машин и поставщики налаженности к ним самое большее инвестировали в эту технологию, часто подталкиваемые свойского рода вышеупомянутыми принципиальными правительственными програмками, до того как столкнулись с предназначенной неопределенностью, присущей длительным правительственным планам. Компании AM General, BAE Systems, General Dynamics, Hagglunds, MillenWorks и Qinetiq разработали гибридные электроприводы для английской, южноамериканской и шведской программ, тогда как Nexter действует над програмкой разработки технологии ARCHYBALD, созданной для трудных транспортных средств, гражданских и военных.
Электроприводная коробка E-X-DRIVE для гусеничных машин от QinetiQ, свободная малогабаритная и действенная порядок
Гибридные предшественники
Гибридные энерго конструкции твердо обосновались в боевых кораблях, неподражаемо на подлодках, поездах и трудных грузовиках употребляемых в карьерных и обнаруженных разработках. В этих прибавленьях, первичный движок, к примеру дизельный движок, газовая турбина либо даже обе порядка, приводят в деяние генератор, тот или иной производит ток для приводных движков и зарядки батарей. Некие порядка включают коробку для передачи механической энергии на бортовые редукторы, тогда как в остальных они вполне исключены.
В боевых кораблях гибридные энергоустановки разрешают употреблять комплексные и пространно варьирующиеся скоростные профили, при всем этом первичные движители эксплуатируются в действенном спектре скоростей: электродвигатели для бесшумного движения, дизельные движки для нормального движения, газовые турбины для ускорения и т.д. Подлодка, приводимая в деяние обычным методом, не может запускать личный первичный движитель во период погружения (ежели не располагает шноркель) и в отношения с сиим приходится полагаться в генеральном на батареи либо иную воздухонезависимую силовую агрегат. Громадные землеройные машинки при движении надеются на громадный вращающий фактор с нуля о/мин, творимый электродвигателями в отношения с тем, что мех-ские коробки, тот или иной могли бы исполнять сходственную занятие, будут большущими, трудными и дорогостоящими. Поезда заслуживают перед экий же неувязкой даже в большей ступени, потому что они обязаны тащить за собой немного сотен тонн с площади, во почти всех вариантах до скоростей, превосходящих 150 миль в час.
Гибридная силовая конструкция может экономить горючее, дозволяя употреблять без ухудшения черт наименьший, наиболее экономичный первичный движок поэтому, что порядок при полном отжатии водителем педали «газа» дополняет главной движок электродвигателями, кормящимися от аккумов. Электрические приводы также разрешают заглушать первичный движитель при движении на маленьких скоростях, иной раз он быть может сравнительно неэффективным. Современные гибридные машинки могут также накапливать кинетическую энергию (к примеру, за счет рекуперативной тормозной порядка) и употреблять ее для заряда собственных батарей. Доборная экономия достигается за счет занятия первичного движителя крупную количество периода в более действенном спектре скоростей, также как употребления всякий доборной энергии для заряжания батарей и/либо запитывания бортовых потребителей электроэнергии.
Современным боевым машинкам требуется больше электрической мощности для занятия налаженности отношения, оборудования командования и управления, детекторов наблюдения и разведки, к примеру оптоэлектроники и радаров, дистанционно управляемых боевых модулей и глушителей рукодельных взрывных установок (СВУ). Многообещающие порядка, к примеру электрическая броня, еще более прирастят потребление. Внедрение целой определенной мощности для занятия электрических налаженности, в теории, по последней мере, наиболее действенно, чем располагать одну порядок для движения и еще одну для спец оборудования.
Всё больший упор делается на потенциала по наблюдению и сбору инфы в противоповстанческих задачках, и в отношения с сиим запроса по бесшумному наблюдению выдвигаются во всё большем числе программ по бронированным машинкам. Это еще более увеличивает значимость употребляемой электрической мощности и мастерит топливные компоненты наиболее симпатичными.
Порядка гибридных электроприводов делятся на две пространные категории: параллельные и поочередные. В параллельных порядках движок внутреннего сгорания и эл-двигатель (либо электродвигатели) вертят колеса либо гусеницы спустя коробку, или отдельно, или совместно. В поочередных гибридных порядках первичный движитель приводит в деяние только лишь генератор. Поочередная порядок примитивнее, вся движущая мощность в ней обязана идти спустя электродвигатели и потому они обязаны водиться знатнее электродвигателей в параллельной налаженности при эких же запросах к рабочим чертам машинки. Водились разработаны порядка обоих разновидностей.
Новшества в гибридно-электрических приводах и в сфере топливных компонентах могут водиться арестованы из коммерческих технологий. К примеру, компания BAE Systems производит гибридно-электрические автобусы, технологии из тот или другой могут водиться употреблены для демонстрации эффективности употребления энергии и усовершенствованных черт выхлопов идущих в ногу со временем гибридно-электрических транспортных средств созданных для трудных соглашений
Увеличение живучести
Гибридные порядка также повышают живучесть за счет наиболее эластичной компоновки и исключения компонентов коробки, тот или иной могли бы замерзнуть побочным снарядом при подрыве на мине либо СВУ. Неподражаемо от этого выигрывают колесные бронированные машинки. При интеграции приводных электродвигателей в ступицы колес, все карданные валы, дифференциалы, водящие валы и редукторы, ассоциирующиеся с традиционными мех-скими трансмиссиями, исключаются и заменяются силовыми кабелями и потому они не сумеют замерзнуть доп снарядами. Исключение целых этих устройств также дозволяет поднять отделение экипажа над миром при принесенной возвышению машинки, что мастерит пассажиров наименее уязвимыми при подрывах под корпусом. Экий тип сборки был применен в демонстраторе General Dynamics UK AHED 8x8 и колесном варианте машинки SEP от BAE Systems/Hagglunds, гусеничный вариант тот или иной также был сделан (и потом благоприятно забыт).
Электродвигатели, интегрированные в отдельные колеса, разрешают править мощностью подаваемой на каждое колесо чрезвычайно метко и это, сообразно принесенным компании GD UK, практически исключает превосходства гусениц над колесами касательно завышенной внедорожной проходимости.
Многообещающая наземная боевая машинка будет передвигаться на гусеницах и в предложении BAE Systems/Northrop Grumman указывается, что электрическая коробка E-X-DRIVE от Qinetiq будет свободнее, компактнее и эффективнее в сопоставлении с традиционными трансмиссиями. Она также дозволяет располагать улучшенное ускорение вместе с отказоустойчивостью и конфигурируется для пространной палитры машинки и программ внедрения технологий, молвят в компании.
Желая порядок включает четыре мотора с неизменными магнитами, силовая коробка в E-X-DRIVE не вполне электрическая; рекуперация мощности при поворотах и переключение передач мех-ские, ругательное с применением кулачковой муфты. Эта схема приходит заключением с басистым риском, минимизирующим перегрузки в движках, зубчатых передачах, валах и подшипниках. Внедрение схемы с поперечными валами для регенерации механической мощности в механизме поворота приходит кандидатурой употреблению самостоятельных водящих колес в аккуратно электрической коробки.
Одной из инноваций в сердечко E-X-DRIVE приходит центральный редуктор (узнаваемый как регулировочный дифференциал), тот или иной соединяет фактор мотора управляющего управления, фактор главного мотора и ранее упомянутый механизм рекуперации механического управления. Вприбавок к минимизации вращающих нагрузок он исключает громоздкость и массу наружного поперечного вала, употребляемого в обычных заключениях и остальных порядках с гибридным электрическим приводом.
Успехи в электрике
Электродвигатели с неизменными магнитами доставляют собой сферу технологий, в тот или иной в бранные годы веско повышена эффективность и удельная мощность электроприводных налаженности во целых прибавленьях. Движки с неизменными магнитами при твореньи магнитных полей в компонентах статора базируются на встречающихся в природе могучие магнитах из редкоземельных металлов, а не на токонесущих обмотках (электромагнитах). Это мастерит движки наиболее действенными в частности из-за того, что только лишь на ротор нужно подавать электрический ток.
Современная силовая электроника также приходит главный технологией для гибридных электрических машин целых разновидностей. Контроллеры электродвигателей, базирующиеся на биполярном транзисторе с изолированным затвором, к примеру, регулируют поток энергии от батареи, генератора либо топливных ячеек с целью определения скоростей вращения и выходного крутящего фактора от электродвигателей. Они еще наиболее эффективны по сопоставлению с электромеханическими правящими налаженностью и веско повышают свойства электроприводов с регулируемой частотой вращения - технологии еще наименее зрелой по сопоставлению с электроприводами с концентрированной скоростью, тот или иной пространно приноравливаются в индустрии.
Компания из Нью-Джерси TDI Power приходит образцом инвестора, вкладывающегося в силовую электронику жидкостного остывания для электрических и гибридных машин для гражданского и военного употребления. Компания производит нормальные модульные преобразователи неизменного тока и инверторы, тот или иной превосходят действующие стандарты SAE и MIL.
Электроприводы в военных машинках выиграют от широких НИОКР по электроприводам с регулируемой скоростью для индустрии, подстегиваемых перспективой совместной экономии энергии около 15-30%, что быть может реализовано, ежели машинки с регистрированными механизмами будут изменены приводами с регулируемыми скоростями для большей количества промышленных потребителей, как изложено в недавнем исследовании института Ньюкасла по заказу английского управления науки и инноваций. «Увеличение возможной эффективности нагрузок на приводы, как планируется, сэкономит Англии 15 кВт млрд часов за год, а в сочетании с ростом КПД мотора и его привода корпоративная экономия составит 24 млрд кВтч», говорится в исследовании.
Один-одинехонек из главных методов роста эффективности передачи мощности в всякий электрической налаженности приходит увеличение напряжения, так как закон Ома диктует, что для всякий принесенной мощности, чем выше напряжение, тем басистее множество тока. Незначительные токи могут пройти по высоким электропроводам, что дозволит малогабаритным беглым электрическим налаженности обеспечить нужные перегрузки. Вот отчего в государственных энергосистемах применяются чрезвычайно высочайшие напряжения при передаче мощности; английские энергосистемы, к примеру, эксплуатируют близкие ЛЭП на напряжении до четыресто 000 вольт.
Маловероятно, что в электрических порядках военных машин будет применяться напряжение эких величин, но дни 28 вольт и сходственных электрических налаженности, по целой видимости, сочтены. В 2009 году, к примеру, английское министерство защиты избрало Qinetiq по исследованию по выработке и распределению электрической мощности с применением технологии 610 вольт. Компания Qinetiq возглавила команду, в тот или другой вошли BAE Systems и спец по электрическим машинкам Provector Ltd, тот или другой переработала БМП WARRIOR 2000 в демонстратор, способный запитать потребителей с высочайшими запросами 610 вольт, а также имеющееся оборудование 28 вольт. Машинка оборудована 2-мя генераторами по 610 вольт, любой из тот или другой обеспечивает в два раза главным образом энергии по сопоставлению с необычным генератором машинки, это практически в четыре раза увеличивает выходную электрическую мощность Warrior.
Энергия для транспортного средства с применением топливных компонентов от компании SFC
Бойцы в поле нуждаются в надежном источнике энергии для собственных машин. Он соответствен подавать ток этаким бортовым установкам как радиостанция, оборудование средств отношения, порядка вооружения и оптические электронные порядка. Но по мере необходимости он также соответствен действовать в качестве зарядной станции для боец, находящихся на задании.
Нередко нет потенциала при исполненьи задачки запустить движок для заряда батарей в отношения с тем, что может это может раскрыть положение подразделения. Потому бойцам нужен метод получения электро тока тихо, повсевременно и самостоятельно.
Порядок EMILY 2200 компании SFC базируется на удачной технологии топливных ячеек EFOY. Принятый на машинку, агрегат EMILY дает гарантию, что батареи остаются повсевременно заряженными. Его интегрированный регулятор повсевременно выслеживает напряжение в батареях и по мере необходимости автоматом перезаряжает батареи. Он действует бесшумно и его единственным «выхлопом» прибывают водяной пар и двуокись углерода в числе сопоставимом с дыханием малыша.
Большим машинкам нужны большущие батареи. Этот кулек литий-ионных компонентов приходит отчасти технологии гибридного движителя для автобусов компании BAE Systems
Топливные компоненты вероятны?
Топливные компоненты, употребляющие хим процессы для искренний конвертации горючего в электрический ток с великий эффективностью, длительное период рассматривались как разработка, тот или другой может довольно пространно приспосабливаться в военной сфере, включая приведение машинки в движение и выработку электроэнергии на борту. Все-таки есть веские технические препятствия, тот или иной нужно преодолеть. Во-главных, топливные компоненты функционируют на водороде и путают его с кислородом из воздуха для получения электро тока в качестве побочного продукта. Водород не настолько просто доступен, его тяжело беречь и перевозить.
Живет самое большее образцов топливных компонентов, приводящих в деяние электрические транспортные средства, но они все прибывают экспериментальными. В авто мире FCX CLARITY от Honda по готовности возможно поближе в итоге к коммерческому продукту, да и то он доступен только лишь в площадях, где живет определенная инфраструктура дозаправки водородом и только лишь по лизинговым договорам. Даже водящие изготовители топливных компонентов, как к примеру Ballard Power признают сегодняшние ограничения данной технологии для употребления в карах. В компании молвят о том, что «серийное общее создание транспортных средств на топливных компонентах находится в длительной перспективе. Настоящее большая часть автопроизводителей считают, что организация серийного производства каров на топливных компонентах не осуществима ориентировочно до 2020 года, в отношения с тем, что индустрия заслуживает перед вопросцами распределения водорода, оптимизации долговечности, густоты энергии, потенциала старта без разогрева и стоимости топливных элементов».
Вообщем, все главные автопроизводители мира вкладывают веские средства в НИОКР по топливным ингредиентам, ведущиеся часто общо с производителями топливных компонентов. Ballard, к примеру, приходит отчасти Automotive Fuel Cell Cooperation, общего компании Ford и Daimler AG. Военные ставят очередное препятствие на пути принятия топливных компонентов в облике свойского запроса о том, что все подобать действовать на «логистических» топливах. Топливные компоненты могут действовать на дизельном горючем либо керосине, но они в основную очередь обязаны водиться изменены с целью извлечения нужного им водорода. Этот процесс призывает трудного и массивного оборудования, влияя на размахи, массу, стоимость, сложность и эффективность порядка в целом.
Еще один-одинехонек ограничением топливных компонентов при занятию в качестве первичного мотора военной машинки приходит тот факт, что они функционируют идеальнее всего при неизменных параметрах мощности и не могут прытко реагировать на нужные конфигурации. Это значит, что они обязаны дополняться батареями и/либо суперконденсаторами и соответственной электроникой регулирования мощности для ублажения пиковых нагрузок мощности.
В области «суперконденсаторов» эстонская компания Skeleton Industries разработала линейку идущих в ногу со временем суперконденсаторов SkelCap, тот или иной в 5 разов сильнее на литр размера либо наиболее чем в четыре один раз сильнее на килограмм по сопоставлению с высококлассными военными батареями. Фактически это значит на 60 процентов увеличение мощности и в четыре один раз больший ток по сопоставлению с превосходнейшими военными батареями. «Суперконденсаторы» SkelCap обеспечивают моментальный импульс мощности и применяются для самых разнообразных задач, от управления огнем до поворотных башен танков. Прибывая отчасти группы United Armaments International (UAI), SkelCap исполняет разные спец заказы, а также расширенные программы спустя группу UAI, базирующуюся в Таллине.
Суперконденсаторы от компании Skeleton Industries
Вообщем, это не значит что топливные компоненты не разыщут площади в гибридных и электрических военных машинках. Самым перспективным наиблежайшим использованием прибывают вспомогательный силовые конструкции (ВСУ) в машинках исполняющие задачки бесшумного наблюдения вида ISTAR (сбор инфы, наблюдение целеуказание и разведка). «В режиме бесшумного наблюдения движки машин не обязаны действовать, а аккумуляторные батареи одни не могут обеспечить довольно энергии для долгих операций», молвят в инженерном исследовательском центре южноамериканской армии, тот или иной возглавляет занятия по разработке генераторов на твердооксидных топливный компонентах и ВСУ, тот или иной могут действовать на военных топливах, дизельном горючем и керосине.
Эта организация в нынешнее время сосредоточена на порядках мощностью до 10 кВт с упором на полную интеграцию топливных налаженности с рабочими нуждами комплекта топливных компонентов. Задачки, тот или иной нужно решать при разработке практических налаженности, включают контроль парообразования и загрязнения, неподражаемо тут принципиальна борьба с сероватой за счет десульфуризации (обессеривания) и использование устойчивых к сере веществ, а также исключение формирования углеродистых отложений в налаженности.
Гибридные электрические приводы могут почти все предложить для военных машин, но пройдет еще какое-то период, до того как превосходства данной технологии станут ощутимыми.