В соответствии с планами осуществлении программы FCS (Боевые системы будущего), армия США планирует крупномасштабные испытания гибридных дизель-электрических двигателей.
Данные испытания являются важным этапом, на котором будут собраны данные, необходимые в дальнейшем при проектировании целой гаммы машин с гибридным приводом.
Специалисты научно-исследовательского центра бронетехники армии США (Tardec) утверждают, что гибридный привод будет играть важную роль в будущем, хотя переход от дизелей к газовым двигателям не будет легким. Для гибридных двигателей требуются более современные аккумуляторы и более глубокое понимание необходимости задействовать максимальную мощность в машинах при различных условиях работы.
В FCS впервые предпринимается серьезная попытка внедрения в боевых машинах гибридной электрической системы. Ранее предпринимались экспериментальные усилия, однако, такие эксперименты нельзя отнести к процедуре серьезных испытаний.
Отсутствие испытаний по четко обозначенной программе означает нехватку данных для изучения рабочих циклов гибридных приводов для решения конкретной задачи. Другими словами, никому реально неизвестно, в каком режиме нагрузки следует использовать гибридный двигатель при заданном весе и условиях. Без этой информации нельзя предсказать, каким окажется реальный расход топлива у гибридной машины. Настоящая программа испытаний имеет задачей узнать реальный пробег и экономичность использования топлива при различных рабочих циклах.
Изготовители коммерческих гибридных автомобилей рекламируют топливную экономичность своих машин по сравнению с традиционными легковыми машинами. Однако по утверждению экспертов выпуск военных гибридных машин, которые только сейчас входят в стадию испытаний, не всегда будет приводить к существенному удлинению пробега.
Однако целью применения гибридных приводов в военных машинах далеко не всегда является достижение экономии топлива. Они также способны вырабатывать для полезную электрическую энергию, предназначенную для питания различных потребителей на борту машины — боевых модулей, РЛС, медицинского оборудования и других систем.
Гибридные машины могут использовать свои аккумуляторы параллельно с дизельным двигателем для кратковременного высокоскоростного ускорения. Кроме того, машины могут бесшумно работать от аккумуляторов. Длительность эксплуатации определяется емкостью аккумуляторов. Современные конструкции аккумуляторов слишком громоздки для военных машин, имеющих ограниченный объем, и слишком чувствительны к высоким и низким температурам.
Возможным решением является использование новых химических составов для аккумуляторов. Как правило, используются свинцово-кислотные или литиевые аккумуляторы. В будущем аккумуляторы могут использовать более мощные кремниево-карбидные или литиевые элементы. Например, ион лития обладает самой высокой энергетической плотностью, но при этом возникают проблемы, связанные с безопасностью и надежностью. Следует подчеркнуть, что альтернативные химические составы для аккумуляторов являются более дорогими.
Управление электрической энергией требует использования систем управления питанием, которые должны быстрее реагировать на изменение условий, чем находящиеся сейчас в эксплуатации.
В данный момент усилия военных направлены на самостоятельную разработку гибридных двигателей. Сегодня коммерческий сектор видимо удовлетворен существующей неглубокой проработкой и изучением гибридных двигателей. Для изменения сложившегося положения дел нужны серьезные инвестиции, вкладываемые в разработку современных гибридных двигателей.
Сегодня 1кBт мощности, получаемой от ионно-литиевого аккумулятора, стоит порядка 3500 долларов США. Это примерно в 100 раз дороже, чем получение той же мощности от свинцово-кислотных аккумуляторов. Поэтому должен существовать спрос и конкуренция, которые позволят снизить цену.
На данный момент специалисты Tardec весьма оптимистично настроены на сотрудничество армии и производителей машин в вопросах будущего гибридных двигателей. Понятно, что существующие сегодня конструкции не обещают больших преимуществ. Модернизация Humvees, Abrams M1 и боевых машин пехоты Bradley M2 на сегодня не является рентабельным.
Сергей Вэй
04.02.2008