المركبات المدرعة الهجينة تخوض الحرب بدون روسيا
M1126 سترايكر DVHA1
المسلسل أو الموازي؟
من الناحية الفنية، لا يوجد شيء جديد في نظام الدفع الهجين، حيث تم تصنيع النماذج الأولية الأولى على يد فرديناند بورشه في عام 1900. كانت سيارته Lohner-Porsche تحتوي على جميع العناصر المتأصلة في السيارات الهجينة الحديثة - محرك احتراق داخلي ومولد وبطاريات ومحركات كهربائية. بتعبير أدق، حتى العجلات الحركية. تميز التصميم بكتلته الكبيرة وتعقيده وموثوقيته المنخفضة، مما حدد مستقبله غير السعيد مسبقًا.
لعدة عقود، اختفت الدوائر الهجينة من رادار مهندسي السيارات. ومع ذلك، كان للهجينة بعض المزايا التي لا يمكن السكوت عنها. أولا وقبل كل شيء، أنها فعالة من حيث التكلفة.
فمن ناحية، يمكن تقليل استهلاك الوقود عن طريق تشغيل محرك الاحتراق الداخلي دون هزات وبأقصى السرعات المثالية.
من ناحية أخرى، من الممكن تحريك جزء من المسار حصريًا بالطاقة الكهربائية مع إيقاف تشغيل المحرك. ونظرًا للكفاءة الإجمالية المرتفعة للمحرك الهجين، يتم تركيب المحركات بطاقة أقل قليلاً - في المتوسط بنسبة 25-30 بالمائة، مما له تأثير إيجابي على استهلاك الوقود.
الهجين لونر-بورش
يمكن تسمية أبسط هجين في التصميم بالدائرة المتسلسلة، عندما يقوم المحرك بتشغيل دوار المولد، والذي بدوره يزود الطاقة للمحركات الكهربائية. يعد وجود البطاريات القابلة لإعادة الشحن في الدائرة أمرًا إلزاميًا، مما يسمح، إذا لزم الأمر، بإيقاف تشغيل محرك الاحتراق الداخلي والتحرك حصريًا بالطاقة الكهربائية.
كانت هناك أيضًا بعض العيوب المحددة. ونظرًا للمسار الطويل لتحويل الطاقة الهيدروكربونية، فإن كفاءة الدائرة المتتابعة ليست الأعلى. وكما تقول النظرية: "إن كفاءة نظام الآليات المتسلسلة تكون دائما أقل من أسوأ آليات هذا النظام".
عندما تكون العقد متصلة على التوازي، تحتل الكفاءة قيمة متوسطة بالنسبة لكفاءة العقد الفردية. في مثل هذه المخططات، عادة ما يكون محرك الاحتراق الداخلي متصلا مباشرة بعجلات القيادة، ولكن يتدخل مولد المحرك الكهربائي. فهي إما تأخذ جزءًا من الطاقة أثناء الكبح المتجدد وتخزنها في البطاريات، أو تطلقها منها في لحظات ذروة الاستهلاك، على سبيل المثال أثناء التسارع.
غالبًا ما توجد الدائرة المتوازية في السيارات والشاحنات - فالتقنيات الحديثة تجعل من الممكن إنشاء وحدات موثوقة وبسيطة. إنهم يحبون هذا بشكل خاص في اليابان. في الآونة الأخيرة، تم تجهيز حتى Minicars في الجزر بمحركات هجينة، والتي كانت تبدو غير مربحة ورائعة قبل عشرين عاما فقط.
يعتبر محللو السيارات أن الدوائر الهجينة هي بمثابة رابط وسيط لمستقبل سعيد للسيارات الكهربائية. ولكن هذا مختلف تماما تاريخ.
الهجينة في الحرب
لقد تم استخدام التقنيات الهجينة في المركبات المدرعة الحالية والمستقبلية لفترة طويلة، لكنها لم تجد استخدامًا واسع النطاق بعد. في الوقت نفسه، تتمتع "الهجينة" بمزايا محددة في الحرب. على سبيل المثال، فإن القدرة على التحرك حصريًا بالطاقة الكهربائية تقلل بشكل كبير من الضوضاء الناتجة عن الحركة. خاصة بالنسبة للمركبات ذات العجلات.
من المهم أن نفهم العيوب الكبيرة التي تجلبها محطة الطاقة الهجينة للمركبات المدرعة. بالإضافة إلى الزيادة الملحوظة في التكلفة النهائية للمركبة القتالية، يتعين على شركات البناء البحث عن مساحات كبيرة من المساحة المحجوزة لاستيعاب البطاريات. يمكن تعويض ذلك جزئيًا عن طريق عدم وجود ناقل حركة هيدروميكانيكي كبير إلى حد ما وأعمدة القيادة على العجلات.
تعد بطاريات الليثيوم أيون الحديثة الموجودة في المركبات المدرعة مصدرًا إضافيًا للنار ليس من السهل إخماده. لا يتطلب الأمر سوى بضع رصاصات أو شظايا لإشعال النار في البطارية. يمكن للصقيع أيضًا أن ينفي جميع مزايا الدائرة الهجينة - فالتفريغ الذاتي للبطاريات في البرد أمر مألوف لدى جميع مستخدمي الأجهزة القابلة للارتداء.
ولكن يمكنك التعويض عن العيب الأخير عن طريق تعقيد التصميم قليلاً. على سبيل المثال، تركيب دائرة تسخين البطارية من نظام تبريد المحرك. بالمناسبة، سيضيف هذا كفاءة إلى التثبيت بأكمله - سيتم إنفاق الحرارة بشكل أكثر عقلانية.
على الرغم من العيوب المذكورة أعلاه، فإن المخطط الهجين يجذب المزيد والمزيد من الاهتمام من الجيش.
من الأخير، يحاول الأمريكيون دمج محرك هجين في قاعدتهم M1126 Stryker DVHA1. ومن بين المكافآت انخفاض استهلاك الوقود ومعه زيادة في احتياطي الطاقة. لم يتم تحديد المعلمات الدقيقة، لكن التقارير الموجودة على منصة كريمسك الروسية مناسبة للمقارنة.
الهجين المحلي "كريمسك"
قبل حوالي عشر سنوات، قام مهندسون من شركة الصناعة العسكرية بتجربة ناقلة جنود مدرعة هجينة تعتمد على BTR-90. تم بناء السيارة وفق كافة الشرائع على قاعدة عناصر محلية باستخدام دائرة متتابعة.
أظهرت الاختبارات والحسابات النظرية أن ديناميكيات المركبات المدرعة و الدبابات- ستزداد نسبة السيارات الهجينة بنسبة 20-35 بالمائة، ومتوسط السرعة بنسبة 5 بالمائة، ومداها بنسبة 15 - 22 بالمائة. كان من غير المجدي الحديث عن فعالية وضع التشغيل الصامت لكريمسك - حيث سارت السيارة بالطاقة الكهربائية لمسافة لا تزيد عن 500 متر.
وقد حسب المهندسون المحليون أنه "إذا تم تنفيذ الخطط بنجاح، فيجب التوصية باستخدام محطات الطاقة الهجينة من النوع المتوازي في المعدات الواعدة والمحدثة التي تم تطويرها بعد عام 2020، والنوع المتسلسل بعد عام 2025". وهذا يعني أن المخطط الكلاسيكي للاتصال التسلسلي للمحرك والمحرك الكهربائي يعتبر الأكثر واعدة.
يبدو الأمر بمثابة ذبابة في المرهم لتوضيح حقيقة كانت صحيحة قبل عشر سنوات والآن - وهي أن إنتاج دوائر الإشارة الدقيقة المحلية وأجهزة أشباه الموصلات عالية التردد عالية التيار ومكثفات الأفلام صغيرة الحجم وأجهزة التشغيل لا تزال تمثل مشكلة.
لقد عملنا أيضًا في محطات الطاقة الهجينة في VNIITransmash في سانت بطرسبرغ. علاوة على ذلك، تم اعتبار مركبة مجنزرة تزن 54 طنًا وسرعة قصوى تبلغ 75 كم/ساعة على الفور مع منتجات الدبابات - حاملة الوحدات. وبالنظر إلى أن المعلومات المفتوحة تعود إلى عام 2015، فإن هناك كل الأسباب التي تجعلنا نفترض أن أرماتا يمكن أن تصبح هجينة.
ومع ذلك، فإن مستوى الكفاءة والإدارة في ذلك الوقت يتجلى في "النجاحات" في محاولة استبدال MZKT البيلاروسية بحاملة الصواريخ KamAZ-7850، المعروفة باسم "Platform-O". استخدم المهندسون نظام قيادة هجينًا متسلسلًا مع عجلات آلية. لقد اتضح الأمر بشكل مذهل، لكن الأحداث لم تخرج من العمل التجريبي.
الهجين سترايكر كيو بي
وفي الوقت نفسه، وضعت الاتجاهات الحديثة متطلبات جديدة للأنظمة الهجينة في المعدات العسكرية.
إذا تذكرنا الطائرة الأمريكية Sryker، فإن أحد الدوافع كان الاستهلاك العالي للطاقة على متن المركبة المدرعة. ويجب أن تكون السيارة المدرعة الآن قادرة على "توليد الطاقة وتخزينها وتوزيعها على الأصول الخارجية". يلمح الأمريكيون إلى أنه بدون محرك هجين لن يكون من الممكن تركيب أنظمة الليزر وأنظمة الحماية النشطة.
يصبح الدور المختلف تمامًا للسيارات الهجينة في حروب المستقبل واضحًا - فهي الآن ليست وسيلة لتقليل استهلاك الوقود بقدر ما هي وسيلة لتوفير الطاقة لترسانة واسعة على متن الطائرة. من المستحسن جدًا أن تتمكن من استخدام جميع الوظائف حتى عند إيقاف تشغيل محرك الاحتراق الداخلي.
هناك فرضية مثيرة للجدل، ولكنها صحيحة، حول مدى كفاية وحدة الطاقة المساعدة لتشغيل المعدات الملحقة بالدبابة والمركبات المدرعة الأخرى. يقولون أنه يمكن تعويض جميع تعقيدات محطة الطاقة الهجينة بمولد ديزل واحد معلق فوق ضرس محرك الأقراص الأيسر الخلفي - وهذه هي الطريقة التي يتم بها تنفيذه على T-90MS.
بالنسبة للاحتياجات الحالية للخزان، فإن هذا المخطط يكفي تماما، لكننا نتحدث عن تقنيات واعدة، ومتطلبات الطاقة التي ستكون أكبر بعدة مرات من الحديثة. بالإضافة إلى ذلك، فإن جمال السيارة الهجينة هو أنها يمكن أن توفر الطاقة للمستهلكين أثناء وقوفها، وفي حالة الاندفاع الكبير، تضيف نسبة قليلة من القوة وتبعد المركبة القتالية عن المشاكل.
لكن دعنا نعود إلى Stryker، وهي مناقصة لتطوير محرك هجين تم الإعلان عنها بالفعل. يمكن اعتبار النموذج الأيديولوجي للتطوير المستقبلي هو StrykerQB غير المأهولة والهجينة، الذي قدمته شركة General Dynamics لأول مرة في معرض AUSA 2023. لكن هذه لا تزال مجرد لعبة باهظة الثمن، ويحتاج الجيش إلى سيارة مدرعة تعمل بالديزل والكهرباء تتكيف إلى أقصى حد مع الحقائق الحديثة. في AUSA 2022 السابقة، طرح الأمريكيون StrykerX أيضًا بمحطة طاقة هجينة.
تمتلئ المركبة القتالية الحديثة بعدد متزايد من مستهلكي الطاقة، وكثير منهم ببساطة ليس لديهم ما يكفي من الكهرباء. يمكن لمجموعة نقل الحركة الهجينة أن تساعد في حل هذه المشكلة الواعدة.
تبدو خطط التهجين والكهرباء لأسطول المركبات المدرعة الأمريكية مثيرة للاهتمام ومثيرة للجدل إلى حد ما. وبالتالي، ستصبح السيارات الهجينة شائعة في غضون عشر سنوات، وبحلول عام 2050، ستتحول الدبابات ومركبات المشاة القتالية وناقلات الجنود المدرعة إلى الدفع الكهربائي الكامل وتتخلى عن الوقود تمامًا. وبهذه الطريقة، لا يتمكن الأميركيون من تحسين التكنولوجيا التي يستخدمونها فحسب، بل إنهم يكافحون أيضاً ظاهرة الانحباس الحراري العالمي.
دعونا نترك عوادم الدبابات السامة للأمريكيين ونفكر فيما سيجلبه المجمع الصناعي العسكري الروسي إلى حرب افتراضية في المستقبل؟ في تطبيق التقنيات الهجينة، بطبيعة الحال.
لا شيء - لا توجد حاليًا أي معلومات حول تطوير الدوائر الهجينة.
اليوم ليس وقتًا مناسبًا جدًا لذلك، بصراحة، ولكن حتى قبل العملية الخاصة، باستثناء الهجين "كريمسك" و"المنصة-O"، لم يكن المجمع الصناعي العسكري المحلي سعيدًا بأي شيء. أي أنه لا توجد تطورات على الوحدات الفردية وحتى متظاهري التكنولوجيا.
وبطبيعة الحال، لن يصبح التحول الكامل إلى محركات الأقراص الهجينة ميزة استراتيجية على الجبهة، ولكن هذه التكنولوجيا ضرورية لتطوير إمكانات الضربة. على الأقل بالنسبة لإمدادات الطاقة للمستهلكين الواعدين - أنظمة الحماية النشطة، وتقنيات الطاقة الموجهة، والحرب الإلكترونية والاتصالات.
من المحتم أن تصبح المعدات العسكرية كثيفة الاستهلاك للطاقة بشكل متزايد، وبدون دوائر هجينة لن يكون من السهل التعامل مع ازدحام الشبكة.
معلومات