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金年会-全电推进方式军舰交付 “全电动”武器装备的春天到了吗?

时间:2023-07-30 作者:肥仔

持久以来,很多国度一向在研发全电推动的战舰,并获得必然功效。一些国度的科研人员还对相干手艺利用加以延长,试图摸索用“电动”体例来解决坦克、战机的一些问题。

图为采用全电推进系统的西北风级两栖攻击舰。解放军报原文配图

图为采取全电推动系统的西冬风级两栖进犯舰。解放军报原文配图

2月28日,“的黎波里”号两栖进犯舰交付美水兵。除偏重晋升航空功课能力外,该舰据称还一个较年夜特点:它是一艘采取全电推动体例的军舰。

持久以来,很多国度一向在研发全电推动的战舰,并获得必然功效。一些国度的科研人员还对相干手艺利用加以延长,试图摸索用“电动”体例来解决坦克、战机的一些问题。

发机电、电念头加身,仿佛正在成为更多可灵活兵器设备此后成长的一年夜选项。那末——

假如对世界上的战舰、战车、战机鞭策体例略加对照就会发现,当前,对全电推动系统可以相对成熟地加以应用的,是一些国度水兵的舰船。并且,愈来愈多的国度正在对全电推动系统上舰表示出稠密的爱好。

在机械推动手艺已成熟的今天,为何电力推动体例能博得列国水兵垂青?缘由就是,和传统的机械推动比拟,它具有顺应金年会当前舰艇成长和将来战争需求的潜力。

跟着现代战舰上用电举措措施愈来愈多,采取传统机械推动系统的舰船常常需要设置装备摆设最少两套原念头:一套原念头用来驱念头械带动螺旋桨等,使战舰前行;另外一套用来发电,知足舰上各类用电举措措施的需求。这就使得战舰动力布局加倍复杂、造价昂扬,易出故障且难以维修。

采取电力推动体例,用发机电将舰船原念头的机械能转换为电能,再传输给舰船的推动电念头,带动螺旋桨或喷水推动器工作,不但可以下降燃油耗损、公道操纵能源、下降整体本钱,并且可以耽误策动机的利用寿命。

采取全电推动体例的战舰,优势加倍较着。全舰所有原念头都用来发生电力,经由过程计较机分派和节制,电力可以敏捷高效地分派给最需要的组件。如许的动力调配体例,有益在更好地知足电磁弹射装配、电动起落机乃至高能激光兵器等高耗能兵器的需要。

全电推动体例下,能量由电力传输而不是由机械传输,是以舰船可以省去传动轴系和聚散器,削减乃至无需变速箱。如斯,既减重量、省空间,有益在兵器设备公道设置装备摆设,也使得战舰更容易在操控。同时,电力经由过程多路径流向电念头,也能够晋升舰船动力的抗毁性。

固然,电力推动体例所带来的这些特点和优势,不会只表现在战舰上,这类推动体例用在战车和战机上,也一样能带来相干方面的很年夜改变与晋升。

如斯,电力推动成为列国寄与厚望的兵器设备动力选项也就层见迭出了。

战舰:再次驶入“全电推动”时期

当前,列国战舰主流的推动体例仍为机械电力夹杂推动,即以年夜功率的柴油机、蒸汽机、燃汽机为原动力,高速航行时直接采取机械推动体例;低速巡航时,依托电念头驱动螺旋桨等,以知足舰船经济性和低噪声需要。

可是,这类夹杂推动体例今朝正被更“高端”的综合电力推动体例所代替。

与前者还存在机械直接推动分歧,采取综合电力推动体例时,舰上所有的二级能源都为电能,推动、作战等系统的运行全数由电能带动电念头来驱动。舰船的“全电推动”指的就是这类综合电力推动体例,而不是指狭义上的仅靠电池来驱动。

之所以说战舰是再次驶入“全电推动”时期,是由于早在上世纪初,就已有战舰最先利用全电推动系统。

尽人皆知,在燃气轮机范畴,英国一向处在世界领先地位。但上世纪初的全电推动范畴,跑在前面的倒是美水兵。缘由很简单:美国那时还没有研制成功年夜功率蒸汽轮机的减速齿轮。

无奈之下,其设计师在研发水兵“木星”号运煤船时,便想到用蒸汽轮机来发电、再由电念头驱动螺旋桨。后来,“木星”号鬼使神差被改装成航空母舰“兰利”号,这使它极为偶尔地成为人类汗青上第一艘全电推动的战舰。

基在一样缘由,美水兵后来的“田纳西”号战列舰、“科罗拉多”号战列舰、列克星敦级航母都采取了近似的“蒸汽轮机+发机电+电念头”推动设计。

不外,那时舰船上的电路抗损性较差,动力靠得住性不如机械驱动的战舰,所以在年夜型减速齿轮研制成功后,美水兵又回到蒸汽轮机经减速齿轮驱动螺旋桨的时期。

上世纪80年月,跟着新型策动机和发机电的问世和战舰吨位增年夜,电力推动概念苏醒。1987年英国率先在现代护卫舰上采取部门电力推动手艺,验证夹杂电力推动的优胜性。尔后,法、德、美等国的水兵接踵设备了夹杂电力推动舰船,如欧洲多使命护卫舰、F125型护卫舰、“马金岛”号两栖进犯舰等。

这一进程中,综合全电推动系统的研究获得功效。此次,走在前面的还是英国。

2001年,英国全电推动的“海神之子”级船厂登岸舰下水。2006年最先下水的45型摈除舰和2014年下水的“伊丽莎白女王”号常规动力航母一样采取全电推动体例。

法国水兵紧随厥后,2004年下水的西冬风级两栖进犯舰也利用了全电推动系统。

美水兵在其2006年下水的刘易斯和克拉克级弹药补给舰上验证了全电推动手艺,并在2013年最先陆续下水的朱姆沃尔特级摈除舰上采取了全电推动系统,但该摈除舰自下水之日起便问题不竭。

同时,这一手艺最先向潜艇延长。法国红宝石级核潜艇和美国弗吉尼亚BLOCK4进犯型核潜艇均采取全电推动体例。

可以预感,跟着更多高强度、轻质量复合材料在发机电上的利用,和年夜功率、小尺寸电念头手艺的不竭冲破和成长,“全电动”战舰或许将很快迎来本身的春季。

坦克:局部冲破,想说“全电动”不轻易

当前,列国对传统推动动力坦克的研发、改良与挖潜仍在继续。与此同时,作为新概念坦克——全电坦不日益成为研发的重点。

这类新概念坦克和之前的电传动坦克有所分歧,它的火力、灵活和防护都以电能为根本,即不但动力上采取电力推动体例,并且兵器设备也将高度依靠电能,包罗利用电磁装甲、电磁炮、电热炮等进行防护和作战。

假如按之前对电传动坦克的界说,即只从动力上采取电力推动体例来鉴定,那末,在第一次世界年夜战时代,就已有“电动坦克”投入疆场。它就是法国的“圣沙蒙”重型坦克。

这类重达20多吨的坦克,动力源是一台90马力的四缸汽油机,经由过程克罗切特-考拉度电传动系统驱动自动轮,带动履带板向前开进。

尔后,多国在电传动坦克研制方面作过测验考试,包罗英国的TOG重型坦克,美国T1E1重型坦克,德国“虎”P重型坦克、“鼠”超重型坦克和苏联IS-6重型坦克等。只不外,这些测验考试几近都因电传动手艺不敷成熟归在掉败。

德国的费迪南/象式重型坦克歼击车可谓这个期间硕果仅存的“电动坦克”。它曾加入库尔斯克战争,击毁过敌手的很多坦克。可是,跨越60吨的体重,加上传动系统方面的问题,使它在与重型坦克一路冲锋时“环境”不竭。

在此以后,相干摸索并未住手。暗斗时代,美国曾为M113坦克车和AAV7两栖坦克车换装过新型电传动装配,德国也在“黄鼠狼”步卒战车上安装过利用永磁机电的电传动系统。

进入上世纪90年月,跟着发机电、电念头研发范畴呈现较着前进,一些国度提出“全电坦克”的概念,最先以此为根本研发下一代新型坦克。如美国结合防务公司设计研发的转型手艺演示车TTD、德国马克公司推出的LLX型坦克车等,瑞典、法国、南非等国度也前后睁开相干研发。

南非的“年夜山猫”装甲窥伺车经由过程换装德国供给的永磁机电和利用夹杂镍电池,从机械传动装配改装为电传动装配,重量减轻1.8吨多,最年夜行程增添了400千米。这反应出,新型电传动系统已在一些方面获得新冲破。

除动力系统上的电动化外,电磁炮、电磁装甲等新兴兵器设备的研制也在紧锣密鼓地进行。当前,一些国度已研制出电磁炮样炮,据称可用在新型坦克。

可是,不管是电磁炮、电磁装甲,都需要耗损年夜量电能,储电装配体积过在重大,仍将是坦克“全电动化”研制进程中需持久面临的困难。

战机:“多电”方兴,“全电”研发之路依然漫长

和战舰的动力系统有夹杂推动和全电推动之分近似,飞机其实也有多电飞机和全电飞机之分。

一般来讲,多电飞机上利用的首要功率是电功率,但也不解除利用少许其他功率。换句话说,多电飞机首要依托电力飞翔,但也不解除利用部门其他能源。它最主要的特点是年夜量采取电机作动器,用电力驱动取代了机上的液压、气压、机械系统和飞机附件传念头匣。

上世纪80年月中期,美国先行组织展开对多电飞机手艺的研究。研究触及到发电、配电、电力治理、电防冰、电刹车、电力作动和策动机等多个方面。今朝,相干研究功效已逐步获得利用,F-35战役机也是以成为具有必然代表性的多电战机。

广义上的全电飞机则是指以完全的电气系统代替液压、气动和机械系统的飞机,其飞翔节制和机载系统所需功率全数由飞机中心供电系统供给。从成长历程来看,多电飞机可视为全电飞机成长的一个过渡阶段。当前,“多电”方兴日盛,而“全电”相干手艺还不敷成熟,其研发之路依然漫长。

不外,全电战机的影子已在一些实验飞机上闪现,如2019年末美国在阿姆斯特朗飞翔研究中间展现的X-57飞机,就纯洁以燃料电池、太阳能电池为动力源。作为一款全电动载人飞机,其所用的锂离子电池模块已完成飞翔前提下的测试,电念头也已经由过程验收。但在此之前,其锂离子电池在热掉控实验中遭受严重掉败,以致在相干方不能不从头设计电池模块。

而一些以太阳能电池为动力的中年夜型无人机,要具有夜间持久飞翔的能力,也必需先过研发关,即要能研究出可贮存足够能量的高储能光电池阵列。

由此来看,即便是狭义上的全电战机,打造起来也绝非易事。从这个层面来看,不管是广义仍是狭义上的“全电”战机,其研发之路仍将漫长而艰巨。


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