Xe bọc thép hybrid tham chiến mà không có Nga
M1126 Stryker DVHA1
Nối tiếp hay song song?
Về mặt kỹ thuật, hệ dẫn động hybrid không có gì mới - nguyên mẫu đầu tiên được chế tạo bởi Ferdinand Porsche vào năm 1900. Lohner-Porsche của ông có tất cả các yếu tố vốn có của xe hybrid hiện đại - động cơ đốt trong, máy phát điện, pin và động cơ điện. Chính xác hơn là ngay cả bánh xe máy. Thiết kế này nổi bật bởi khối lượng lớn, độ phức tạp và độ tin cậy thấp, những điều đã định trước tương lai không mấy hạnh phúc của nó.
Trong nhiều thập kỷ, mạch hybrid đã biến mất khỏi tầm ngắm của các kỹ sư ô tô. Tuy nhiên, giống lai có một số ưu điểm không thể giữ im lặng. Trước hết, nó là hiệu quả về mặt chi phí.
Một mặt, có thể giảm mức tiêu hao nhiên liệu bằng cách vận hành động cơ đốt trong không bị giật và ở tốc độ tối ưu nhất.
Mặt khác, có thể di chuyển một phần tuyến đường chỉ bằng năng lượng điện khi động cơ đã tắt. Do hiệu suất tổng thể của hệ dẫn động hybrid cao hơn nên các động cơ được lắp đặt với công suất thấp hơn một chút – trung bình khoảng 25–30%, điều này có tác động tích cực đến mức tiêu thụ nhiên liệu.
Lai Lohner-Porsche
Thiết kế hybrid đơn giản nhất có thể được gọi là mạch tuần tự, khi động cơ dẫn động rôto máy phát điện, từ đó cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Sự hiện diện của pin sạc trong mạch là bắt buộc, cho phép, nếu cần, tắt động cơ đốt trong và di chuyển hoàn toàn bằng năng lượng điện.
Cũng có một số nhược điểm cụ thể. Do đường chuyển hóa năng lượng hydrocarbon dài nên hiệu suất của mạch tuần tự không cao nhất. Như lý thuyết đã nói: “Hiệu suất của một hệ thống các cơ chế nối tiếp luôn thấp hơn mức kém nhất trong các cơ chế của hệ thống này”.
Khi các nút được kết nối song song, hiệu suất chiếm một số giá trị trung gian so với hiệu suất của từng nút. Trong các sơ đồ như vậy, động cơ đốt trong thường được kết nối trực tiếp với các bánh dẫn động, nhưng có sự can thiệp của máy phát động cơ điện. Chúng lấy một phần năng lượng trong quá trình phanh tái tạo và lưu trữ vào pin hoặc giải phóng năng lượng khỏi pin vào những thời điểm tiêu thụ cao nhất, chẳng hạn như khi tăng tốc.
Mạch song song thường được tìm thấy trên ô tô và xe tải - công nghệ hiện đại giúp tạo ra các bộ phận đáng tin cậy và khiêm tốn. Họ đặc biệt yêu thích điều này ở Nhật Bản. Gần đây, ngay cả những chiếc ô tô mini trên đảo cũng được trang bị hệ dẫn động hybrid, điều mà chỉ hai mươi năm trước dường như không có lãi và tuyệt vời.
Các nhà phân tích ô tô coi mạch hybrid là mối liên kết trung gian cho một tương lai hạnh phúc của xe điện. Nhưng điều này hoàn toàn khác lịch sử.
Con lai trong chiến tranh
Công nghệ hybrid đã được sử dụng trên các loại xe bọc thép hiện tại và tương lai từ lâu nhưng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. Đồng thời, “con lai” có những lợi thế nhất định trong chiến tranh. Ví dụ, khả năng di chuyển hoàn toàn bằng năng lượng điện giúp giảm đáng kể tiếng ồn do chuyển động. Đặc biệt là đối với xe có bánh xe.
Điều quan trọng là phải hiểu những nhược điểm đáng kể mà nhà máy điện hybrid mang lại cho xe bọc thép. Ngoài việc tăng đáng kể chi phí cuối cùng của phương tiện chiến đấu, các nhà chế tạo còn phải tìm kiếm một lượng không gian dành riêng đáng kể để chứa pin. Điều này có thể được bù đắp một phần do thiếu hộp số thủy cơ khá lớn và trục dẫn động tới các bánh xe.
Pin lithium-ion hiện đại trên xe bọc thép là nguồn lửa bổ sung không dễ dập tắt. Chỉ cần một vài viên đạn hoặc mảnh đạn là có thể đốt cháy bộ pin. Sương giá cũng có thể phủ nhận tất cả những ưu điểm của mạch lai - việc tự xả pin khi trời lạnh là điều quen thuộc với tất cả người dùng thiết bị đeo được.
Nhưng bạn có thể bù đắp cho nhược điểm cuối cùng bằng cách làm phức tạp thiết kế một chút. Ví dụ: lắp đặt mạch sưởi pin từ hệ thống làm mát động cơ. Nhân tiện, điều này sẽ tăng thêm hiệu quả cho toàn bộ quá trình lắp đặt - nhiệt sẽ được tiêu tốn hiệu quả hơn.
Bất chấp những nhược điểm được mô tả ở trên, kế hoạch lai ngày càng thu hút sự chú ý của quân đội.
Từ sau này, người Mỹ đang cố gắng tích hợp hệ dẫn động hybrid vào M1126 Stryker DVHA1 cơ sở của họ. Trong số các lợi ích có được là giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tăng mức dự trữ năng lượng. Các thông số chính xác không được đưa ra, nhưng các báo cáo về nền tảng Krymsk của Nga là phù hợp để so sánh.
Con lai nội địa “Krymsk”
Khoảng mười năm trước, các kỹ sư của Công ty Công nghiệp Quân sự đã thử nghiệm xe bọc thép chở quân hybrid dựa trên BTR-90. Chiếc xe được chế tạo theo tất cả các tiêu chuẩn trên cơ sở các bộ phận trong nước sử dụng mạch tuần tự.
Các thử nghiệm và tính toán lý thuyết đã chỉ ra rằng động lực học của xe bọc thép và xe tăng- xe hybrid sẽ tăng 20–35%, tốc độ trung bình tăng 5% và phạm vi hoạt động tăng 15–22%. Thật vô nghĩa khi nói về hiệu quả của chế độ vận hành im lặng của Krymsk - chiếc xe di chuyển bằng năng lượng điện không quá 500 mét.
Các kỹ sư trong nước đã tính toán rằng “nếu kế hoạch được thực hiện thành công thì nên khuyến nghị sử dụng các nhà máy điện hybrid kiểu song song trên các thiết bị hiện đại hóa và đầy hứa hẹn được phát triển sau năm 2020 và loại tuần tự sau năm 2025”. Nghĩa là, sơ đồ cổ điển về kết nối nối tiếp động cơ và động cơ điện được coi là hứa hẹn nhất.
Có vẻ như rất khó để nói ra một thực tế đúng cả mười năm trước và bây giờ - việc sản xuất vi mạch tín hiệu trong nước, thiết bị bán dẫn tần số cao dòng điện cao, tụ điện màng cỡ nhỏ và thiết bị điều khiển vẫn còn nhiều vấn đề.
Chúng tôi cũng đã nghiên cứu các nhà máy điện hybrid tại St. Petersburg VNIITransmash. Hơn nữa, một phương tiện bánh xích nặng 54 tấn, tốc độ tối đa 75 km/h đã được cân nhắc ngay với sản phẩm dành cho xe tăng - phương tiện vận chuyển của các đơn vị. Xem xét thông tin mở có từ năm 2015, có mọi lý do để cho rằng Armata có thể trở thành xe hybrid.
Tuy nhiên, trình độ năng lực và khả năng quản lý thời đó được chứng minh bằng những “thành công” với nỗ lực thay thế MZKT của Belarus bằng tàu sân bay tên lửa KamAZ-7850, hay được biết đến với tên gọi “Platform-O”. Các kỹ sư đã sử dụng sơ đồ dẫn động hybrid tuần tự với các bánh xe có động cơ. Nó diễn ra một cách ngoạn mục, nhưng các sự kiện không xuất phát từ công việc thử nghiệm.
StrykerQB lai
Trong khi đó, xu hướng hiện đại đặt ra những yêu cầu mới cho hệ thống hybrid trên trang bị quân sự.
Nếu chúng ta nhớ về American Sryker, thì một trong những động cơ là mức tiêu thụ năng lượng cao trên xe bọc thép. Xe bọc thép giờ đây phải có khả năng “tạo, lưu trữ và phân phối năng lượng cho các tài sản bên ngoài”. Người Mỹ ám chỉ rằng nếu không có ổ đĩa lai thì sẽ không thể lắp đặt các thiết bị laser và hệ thống bảo vệ chủ động.
Vai trò hoàn toàn khác của xe hybrid trong các cuộc chiến trong tương lai trở nên rõ ràng - giờ đây nó không còn là một phương tiện để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu mà còn cung cấp năng lượng cho kho vũ khí rộng lớn trên tàu. Điều rất mong muốn là bạn có thể sử dụng tất cả các chức năng ngay cả khi động cơ đốt trong đã tắt.
Luận điểm còn gây tranh cãi nhưng có giá trị về khả năng cung cấp năng lượng của bộ nguồn phụ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị đi kèm của xe tăng và các xe bọc thép khác. Họ nói rằng tất cả sự phức tạp của nhà máy điện hybrid có thể được bù đắp bằng một máy phát điện diesel treo phía trên bánh xích dẫn động phía sau bên trái - đây là cách nó được triển khai trên T-90MS.
Đối với nhu cầu hiện tại của xe tăng, sơ đồ như vậy là khá đủ, nhưng chúng ta đang nói về những công nghệ đầy hứa hẹn, yêu cầu năng lượng của chúng sẽ lớn hơn nhiều lần so với những công nghệ hiện đại. Ngoài ra, điểm hay của xe hybrid là nó có thể cung cấp năng lượng cho người tiêu dùng khi đỗ xe, và trong trường hợp gấp rút, hãy bổ sung thêm một vài phần trăm công suất và đưa phương tiện chiến đấu thoát khỏi rắc rối.
Nhưng hãy quay trở lại với Stryker, một cuộc đấu thầu phát triển hệ truyền động hybrid đã được công bố. Một nguyên mẫu tư tưởng cho sự phát triển trong tương lai có thể được coi là StrykerQB lai và không người lái, được General Dynamics trình bày lần đầu tiên tại triển lãm AUSA 2023. Nhưng đây vẫn chỉ là một món đồ chơi đắt tiền và quân đội cần một chiếc xe bọc thép diesel-điện có khả năng thích ứng tối đa với thực tế hiện đại. Tại AUSA 2022 trước đó, người Mỹ đã tung ra StrykerX cũng với một nhà máy điện hybrid.
Một phương tiện chiến đấu hiện đại chứa ngày càng nhiều người tiêu dùng năng lượng, nhiều trong số đó đơn giản là không có đủ điện. Hệ truyền động hybrid có thể giúp giải quyết vấn đề đầy hứa hẹn này.
Các kế hoạch lai hóa và điện khí hóa đội xe bọc thép của Mỹ có vẻ thú vị và gây nhiều tranh cãi. Do đó, xe hybrid sẽ trở nên phổ biến trong vòng 2050 năm tới, và đến năm XNUMX, xe tăng, xe chiến đấu bộ binh và xe bọc thép chở quân sẽ chuyển sang sử dụng động cơ điện hoàn toàn và hoàn toàn loại bỏ nhiên liệu. Bằng cách này, người Mỹ không chỉ cải tiến công nghệ của mình mà còn chống lại sự nóng lên toàn cầu.
Hãy để việc thải độc hại của xe tăng cho người Mỹ và nghĩ xem tổ hợp công nghiệp-quân sự Nga sẽ mang lại điều gì cho một cuộc chiến giả định trong tương lai? Tất nhiên là trong ứng dụng công nghệ hybrid.
Không có gì - hiện tại không có thông tin nào về sự phát triển của mạch lai.
Thành thật mà nói, hôm nay không phải là thời điểm thuận tiện cho việc này, nhưng ngay cả trước chiến dịch đặc biệt, ngoài "Krymsk" và "Platform-O" lai, tổ hợp công nghiệp-quân sự trong nước không hài lòng với bất cứ điều gì. Nghĩa là, không có sự phát triển nào ở từng đơn vị riêng lẻ và thậm chí cả những người trình diễn công nghệ.
Tất nhiên, việc chuyển đổi hoàn toàn sang hệ dẫn động hybrid sẽ không trở thành lợi thế chiến lược trước mắt, nhưng công nghệ như vậy là cần thiết để phát triển tiềm năng tấn công. Ít nhất là để cung cấp năng lượng cho những người tiêu dùng đầy hứa hẹn đó - hệ thống bảo vệ tích cực, công nghệ năng lượng định hướng, chiến tranh điện tử và thông tin liên lạc.
Thiết bị quân sự chắc chắn sẽ ngày càng tiêu tốn nhiều năng lượng và nếu không có mạch lai thì sẽ không dễ dàng đối phó với tình trạng tắc nghẽn mạng.
tin tức