伴隨著世界經濟的向前發展,人們對能源的需求也越來越多,對于新能源技術的開發和研究一直沒有停止腳步。但是有人的地方就有爭端就有戰爭,新能源的研究和開發也是因為軍事需要才開始發展。
在陽光充足的地區太陽能的應用具有極高的性價比,但是在黑龍江某地卻不是如此。
德國的核動力發電廠遍布全國,幸虧他們戰敗了。
在我國廣大的西部地區風力發電不僅僅是一種新技術的應用,更是可以解決燃眉之急。
自上個世紀80年代西方各個國家,在經歷了70年代的石油危機后。普遍認同能源問題,將作為日后國與國之間爆發戰爭的根源。而為了盡快扭轉各國對傳統能源的需求,開始轉入開發新能源。無論是太陽能,還是核動力,甚至風力發電,都屬于新能源應用的一種表現,都在強調將自然資源能量轉變為,可用的且可以人為控制的能源。
那么西方國家,尤其是美英法德這些軍事強國,對于新能源在軍事領域方面的應用又如何呢?
上圖是德國萊茵金屬公司研制出的一款混合動力軍用輪式戰車。廠家代號為GeFaS系統,意為“堆積式模塊化車輛”。其研發對象為德國國防軍下屬偵察部隊使用,而其潛在客戶包括美軍、英軍等向對口單位。
這是在6年前德國萊茵金屬公司,對這款采用混合動力系統模塊化裝配的車輛設計構想圖。可以很直觀的辨認出,整車前后驅動橋、動力艙、駕駛艙、前后防護裝甲系統、都是采用整體式構造,通過不同的模塊化的艙室可以“拼接”出不同的組合,制造出不同功能和結構的標準軍用車輛。
萊茵金屬公司在設計之初就明確表示,這款模塊化混合動力軍用車,將有極其豐富的變形,且操作簡便。在構筑出標準的車輛平臺:前后驅動橋;駕駛艙;傳動組件即可。在此基礎上可以增加艙室的大小,防護裝甲的級別,武器基站的種類等等。
這是GeFaS車輛的基型車設計圖。
這是成品車且加裝了武器基站特寫。
整車最關鍵的動力系統采用MTU890系列直列四缸柴油機,而此系列的動力系統有V型6缸、8缸甚至10缸產品。大量應用在德軍各型輪式履帶戰車上。整車動力驅動系統為:MTU柴油機向發電機提供動力,發電機向四條輪胎上的輪轂電機提供電力,以達到驅動車輛向前或向后進行運動。并可以根據環境車況,決定車輛是采用柴電聯合推進,還是采用純電動進行推進,或采用四輪驅動還是采用兩輪驅動,等幾種工作模式。而MTU890系列的直列四缸發動機,可以爆發出440千瓦的功率,與其緊湊的體積相比對,單位功率密度是傳統汽油機的兩倍。
這是GeFaS系統的標準驅動橋模塊特寫。每條輪圈內都采用輪轂電機進行推動動作。按照廠家的設計思想,驅動橋可以從最簡單的2軸4輪驅動,增加到3軸6論推進和4軸8論推進。
這是使用輪轂電機驅動的電動車輛驅動部分特寫,橘紅色的電纜為動力線,從發電機引出到輪轂電機。
作為日后偵察車輛使用,對車輛的噪音,車速以及熱信號輻射都有著嚴格要求。首先噪音不能大,車輛推進速度要快,車輛的熱輻射信號要么被抑制,要么就是很小。符合這樣的基本要求,才能充當偵察車輛使用。在GeFaS系統中,如果日常行駛中可以通過傳統的柴油機向發電機提供動力,進行2輪驅動形式。
在越野工況下,可以采用四輪驅動行駛。
無論采用哪種驅動形式,都會因為相對傳統車輛減少了很多傳動部件,最大化的減輕車身自重以及噪音。
輪轂電機的出現,使得動力通過線纜直接傳遞給全部驅動輪,完全取消了復雜的前傳動軸和前部分動箱。
“混動”的四驅系統,只是通過控制模塊將發電機傳遞出的電力輸出到前后四條輪轂電機。保持車輛四驅貨量去狀態形式。省去了重量較大,噪音較高的分動箱。
同樣,“混動”四驅輪式軍用車后傳同軸,后差速器都可以說再見了。
這是倫克公司的混合動力驅動系統的演示模型,柴油機將動力輸出傳遞給發電機,然后發電機發出電力通過控制系統進行輸出的負荷大小,決定驅動形式。少一些金屬傳動部件,就減少一分噪音和重量。
GeFaS“混動”車輛系統經過了六年的開發和不斷地改進,整車的從車型設計之初就考慮到,日后車輛的使用的環境,可能會遭到地雷反坦克武器的攻擊。因此對車輛的防護性能無論從造型設計,還是底部排泄壓力的V型車身都做出最大的防護設計。而車輛根據不同的模塊,可以更換不同防護級別的裝甲。
這是萊茵金屬公司制成的,GeFaS“混動”4軸8輪驅動的地空導彈發射車。在2006年參加了德國國防軍的防空系統競標。在2010年德國航空航天展上搭載了SYSFLA公司的新型LFK系列地空導彈系統的樣車。
這套系統可以攔截低空高度為5千米,距離10千米的飛行目標。
GeFaS“混動”車輛系統駕駛倉特寫。
目前這款幾乎可以量產的混合動力系統,做為德國國防軍下一階段主要裝備,正在進行更加深入的測試。或許在2015年就可以正式成為國防軍制式裝備。
那么美國軍方對“混動”車輛有什么動作呢?
美國通用動力與AM系統公司聯合研制的“混動”車型。采用萬國系列的輪式戰術車輛,但是通過采用德國磁電動機公司提供的,超級永磁輪轂電機驅動取代了傳統的驅動軸推進。大量減少了傳動部件和重量。使用大陸系列的柴油機,帶動一個130千萬永磁水冷發電機,并且還配置一部65千瓦的鋰電池。與德國的 GeFaS“混動”車輛系統具有相同的驅動模式。
英國BAE系統公司赫格隆分公司研制的,一款4軸8輪驅動的混合動力輪式裝甲車。雖然基型車還是傳統的動力和驅動模式,但是在其基礎上發展出兩款改型,一種是采用“混動”動力系統,匹配傳統驅動形式的車輛。有著較高的傳動可靠性,但是在燃油消耗上會因為采用“混動”模式有更好的表現。另一款改型車則是純粹的采用“混動”模式,輪轂電機驅動的模式。無論油耗還是傳動效率都要強一些。
這是目前最為成熟的一款3軸6輪驅動的混合動力輪式裝甲車。法國GIAT公司研制,已經在路試中。這款“混動”車型最大的優勢,就是突出了優秀的通過性和隱蔽性。車輛搭載一款MTU6V199系列V型6缸柴油發動機。發電機為德國磁電動機公司生產的傳統散熱發電機,但是功率可達到450千瓦,與輪轂電機相匹配。而電池系統則采用120千萬的鋰電池。整套驅動系統與其22噸的自重相比完全可達到完美的機動性能。這是其輪轂電機特寫,在廠家的介紹中特別強調,這款輪轂電機再配合車輛自身的熱量抑制系統,可以達到較為完美的隱蔽效果。作為整車防衛手段的一部分,輪轂電機的熱信號可以通過干擾光譜的手段來進行降低,通過提高輪轂電機的性能減弱熱信號的輻射。而法國外籍軍團對這款車表示了濃厚的興趣,并開始進一步的評測。
綜上所述,西方軍事強國已經普遍的開始進行了“混合動力”等新技術的研發。在最近5年中,西方國家無論是車輛的控制系統、電磁技術、輪轂電機以及最重要的蓄電池領域中,已經有了突飛猛進的發展。甚至部分車輛已經進入最后的測試階段。反觀我國對于“新能源”、“混合動力”應用都有著太大的差距。即便是在國內電池領域有著絕對優勢的比亞迪,也沒有明顯的動作將其優勢轉入為軍事應用領域上。
在這里要特別的警惕日本!
來自日本豐田的“混動”的普銳斯轎車,已經發展到第三代且風靡全球銷量極大。其“混動”技術十分成熟,且適合大批量工業化生產。
這是日本海軍最新一級潛艇蒼龍號,其動力不僅僅采用傳統的柴電推進,更是增加了急具戰略優勢的“混動”系統,在引進了澳大利亞的AIP“混動”技術后,經日本三菱重工進一步修改和二次開發,并在此基礎上進行技術吸收。雖然這款蒼龍級柴電潛艇是日本海軍最先進的潛艇,但是有確切消息表明,在2018年日本海軍即將下水的另一款潛艇,其“混動”技術將更加先進。無論潛航于水下的續航里程,還是靜音水平都要高出現有技術一個質量級。
往往最尖端的科學技術都是來自軍事研究中,然后通過消化,再轉入民用,最終轉化成為經濟利益,于此成一個良性循環。但是我國目前受制于各種條條框框所限,形成這樣的良性循環還有很多道路要走,很多坎坷要經歷。這其中是必要求政府有一個政策上的引導和支持。
來源:第一電動網
作者:列寧格勒
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