Mobiliti yang sangat baik dalam keadaan paling sukar adalah ciri utama semua kenderaan tentera. Walau bagaimanapun, jauh lebih sukar untuk mencapainya untuk kenderaan berperisai, tetapi sangat penting agar mereka dapat melaksanakan tugas dengan jayanya
Mobiliti sangat penting untuk kenderaan berperisai, tetapi pada masa yang sama ia bersaing dengan ciri-ciri kritikal lain, seperti, misalnya, memastikan daya tahan kenderaan dan anak kapal. Dan di sini syarat ini mudah bertentangan dengan syarat untuk menjaga mobiliti. Namun, jelas bahawa tentera, yang keselamatannya bergantung pada kenderaan seperti itu, memerlukan peningkatan kepatuhan di luar jalan, percepatan yang lebih cepat dan kelajuan yang lebih tinggi, semuanya tanpa memberi kesan negatif terhadap daya tahan. Tuntutan ini mendorong pengembangan pek kuasa baru dan sistem undercarriage untuk mencari penyelesaian optimum untuk memenuhi keperluan yang sering bertentangan ini. Walau bagaimanapun, untuk mematuhinya, diperlukan kombinasi dan keseimbangan sejumlah parameter reka bentuk. Ini termasuk ciri-ciri sistem suspensi, yang secara langsung mempengaruhi kualitas pergerakan, permukaan pendukung trek atau roda, yang menentukan tekanan tanah, jarak tanah kenderaan dan output mesin. Ciri terakhir dianggap paling penting dan paling sukar dicapai. Ini disebabkan oleh fakta bahawa walaupun dalam masalah menjana dan mengedarkan tenaga enjin, pereka perlu membuat kompromi, bahkan kadang-kadang menginjak lagu sendiri. Peningkatan daya pada kenderaan berperisai dibatasi oleh faktor-faktor seperti jumlah petak enjin, keperluan untuk menjaga jarak, sekatan berat dan keperluan untuk memenuhi keperluan kuasa sistem on-board, misalnya, peralatan komunikasi, sistem navigasi, sensor, dan sistem perlindungan aktif dan pasif.
Perlindungan yang berkesan terhadap ancaman yang sedang berkembang kini sangat diperlukan, terutama yang memberikan tuntutan yang paling besar pada kereta api dan undercarriage. Perlindungan hampir tidak dapat dielakkan bermaksud perisai, dan baju besi menambah banyak. Percanggahan timbul yang memaksa kita untuk membuat pertukaran yang tidak menyenangkan: ketika tingkat ancaman meningkat, tingkat perlindungan juga harus ditingkatkan. Peningkatan dalam tahap perlindungan, sebagai peraturan, diterjemahkan menjadi perlunya perisai tambahan, dan pemesanan tambahan dapat menyumbang pada peningkatan massa kenderaan. Mengekalkan atau memperbaiki ciri-ciri berjalan kenderaan berperisai pasti memerlukan peningkatan kuasa enjin dan kecekapan transmisi dan pemacu kuasa yang disambungkan dengannya. Walau bagaimanapun, jisim kenderaan juga ditentukan oleh ukurannya: semakin besar kenderaan dan luas permukaan yang mesti dilengkapkan, semakin berat. Oleh itu, unit kuasa baru (enjin dengan transmisi dan pemacu) bukan sahaja lebih kuat, tetapi sekurang-kurangnya mesti masuk ke dalam jumlah yang diperuntukkan atau, lebih baik, mempunyai jumlah keseluruhan yang lebih rendah. Kriteria ini, pertama sekali, adalah mutlak untuk unit kuasa yang dirancang untuk memodenkan kenderaan perisai yang ada, tetapi juga sangat diinginkan untuk platform baru.
Nilai yang diterima umum untuk tahap mobiliti yang disediakan oleh kenderaan berperisai adalah ketumpatan kuasa yang disebut, atau nisbah daya (paling sering dalam kuasa kuda) dengan jisim kenderaan. Nisbah ini, walaupun tidak memperhitungkan semua kemungkinan faktor yang menentukan mobiliti, adalah kriteria yang sesuai, walaupun kasar, dan berguna baik sebagai parameter reka bentuk dan sebagai alat untuk membandingkan mesin yang berbeza. Sebagai peraturan, semakin tinggi daya spesifik, misalnya, dalam hp. per tan, semakin baik prestasi pemanduan keseluruhan yang akan ditunjukkan oleh mesin. Walaupun ketika menilai kenderaan, kelajuan maksimumnya sering diperhitungkan, untuk kenderaan tempur, pecutan atau tindak balas pendikit mesin (kemampuan untuk beralih dengan cepat dan lancar dari operasi stabil pada daya minimum ke daya maksimum) sebenarnya lebih penting.karakteristik. Seringkali diabaikan dalam prestasi kenderaan, kemampuan untuk mempercepat dan bergerak dengan cepat ke keselamatan sebagai tindak balas terhadap tindakan menyerang sangat berharga. Ia secara langsung mempengaruhi daya tahan kenderaan dan anak kapal. Oleh itu, kekuatan yang ada tidak hanya menyumbang pada peningkatan mobilitas, tetapi juga daya tahan, terutama ketika digunakan dalam kombinasi dengan langkah-langkah pertahanan diri, termasuk sensor untuk mengesan tembakan dan penyinaran laser, serta penanggulangan pasif dan aktif.
Kuasa kecil
Walaupun terdapat kes individu menggunakan enjin turbin gas, seperti dalam keluarga tangki pertempuran utama General Dynamics M1 Abrams (MBT), enjin paling popular untuk kenderaan perisai terus menjadi enjin diesel atau, lebih tepatnya, enjin diesel multi-bahan bakar. Salah satu pemimpin dalam pengeluaran unit kuasa adalah syarikat Jerman MTU. Pendekatan bersepadu adalah bahawa dalam satu "unit kuasa" tidak hanya merangkumi enjin, transmisi dan pemacu kuasa, tetapi juga subsistem bekalan udara dan penapisan, penyejukan, penjanaan tenaga dan lain-lain. Setiap komponen unit kuasa dirancang dan dipasang dengan teliti untuk mendapatkan penyelesaian yang paling padat dan cekap. MTU menyedari bahawa untuk pereka kenderaan tempur dan penyatuan, nisbah kuasa-ke-volume sangat penting. Giovanni Spadaro, Ketua BUMN di MTU, menjelaskan bahawa bagi mereka "penyatuan semua komponen ke dalam satu sistem sangat penting, kami tanpa lelah mengembangkan falsafah pengembangan simbiotik kami dari semua bahagian penyelesaian yang dikembangkan. Bagi kami, ini bermaksud bahawa secara harfiah segala sesuatu, seni bina, konsep, perisian dan semua parameter, bertujuan untuk meningkatkan ciri-ciri unit kuasa akhir yang terakhir. " Kesan pendekatan ini pada platform akhir sangat besar, memandangkan kerjasama erat dengan pengeluar kenderaan tentera terkemuka seperti Krause-Mafei Wegmann (KMW), Nexter, BAE Systems dan General Dynamics. Jurucakap General Dynamics Land Systems menjelaskan: "Bagi unit kuasa, lebih banyak kuasa lebih baik, ukuran lebih kecil lebih baik, lebih murah umumnya lebih baik, tetapi dengan peningkatan wajib dalam tahap keselamatan, kebolehpercayaan, ketenangan dan kesenggaraan."
MTU telah membuktikan bahawa penyesuaian dan pengubahsuaian untuk tujuan ketenteraan unit kuasa komersial sesuai untuk kenderaan berperisai ringan dan sederhana, misalnya, kenderaan perisai tempur empat roda ARTEC Boxer, yang dilengkapi dengan enjin diesel MTU 8V199 TE20. Namun, untuk kenderaan dan kereta kebal berperisai yang lebih berat, enjinnya sendiri diperlukan, seperti, misalnya, enjin siri 880 dan 890, yang direka khusus untuk pemasangan di platform tentera yang berat. Keupayaan unit kuasa moden ditunjukkan dalam kenderaan tempur infantri yang dilacak oleh Puma. Spadaro mengatakan bahawa "unit kuasa MTU untuk Puma termasuk kotak gear, starter / generator, dan sistem penyejukan dan pemurnian udara. Mesin diesel MTU 10V 890 terkenal dengan ketumpatan kuasa yang sangat tinggi dan dimensi padat. Berbanding dengan enjin tentera lain dengan kelas kuasa yang sama, berat dan isipadu telah dikurangkan sekitar 60 peratus. " Pengarah Mesin Khusus di MTU memberi komen bahawa "Unit ini lebih padat daripada unit kuasa sebelumnya." Kelebihan motor MTU sangat ketara apabila memasang unit kuasa pada mesin generasi sebelumnya. Enjinnya dari rangkaian EuroPowerPack digunakan oleh syarikat Perancis GIAT (sekarang Nexter) untuk menggantikan enjin tangki Leclerc-EAU untuk Emiriah Arab Bersatu. Mesin keluarga ini juga dipasang pada MBT Challenger-2E, sementara penjimatan jumlah yang signifikan dicapai sambil meningkatkan jarak kerana penggunaan bahan bakar yang berkurang.
Terkenal dengan peralatan pembinaannya yang berat, Caterpillar telah menjadi pembekal utama enjin kenderaan taktikal dan berperisai. Penawarannya kepada tentera didasarkan pada sistem komersial di luar dunia yang digunakan di seluruh dunia. Oleh itu, faedah yang ketara - pengurangan kos yang berkaitan dengan jumlah pengeluaran dan ketersediaan sokongan teknikal. Walaupun begitu, perkembangan syarikat terkenal untuk kegunaan ketenteraan, misalnya, mesin C9.3 dengan peningkatan kekuatan khusus 600 hp. Walau bagaimanapun, inovasi sebenarnya ialah C9.3 mampu mengubah penarafan kuasanya. Untuk memenuhi syarat pelepasan Euro-III Eropah yang ketat, ia beralih ke mod yang dikurangkan menjadi 525 hp. kuasa. Caterpillar menyatakan bahawa "Manfaatnya ialah pengguna dapat memilih mod operasi. Adalah mungkin untuk mencapai prestasi maksimum semasa operasi aktif di lapangan, tetapi semasa latihan atau ketika bekerja di daerah dengan penduduk awam, Anda dapat memasuki mod kawalan pelepasan. " Sebenarnya, "suis" ini berakar pada teknologi yang dikembangkan oleh Caterpillar untuk sistem komersial.
Syarikat ini selalu dipilih untuk program penggantian dan pemodenan armada kenderaan berperisai yang ada. Sebagai contoh, enjin CV8nya kini dipasang pada kenderaan tempur infantri yang dijejaki oleh British Army Warrior. Kerja ini dilakukan berdasarkan kontrak dengan Lockheed Martin untuk menaik taraf kenderaan ke standard WCSP (Warrior Capability Sustainment Program), yang akan memperpanjang operasi kenderaan hingga 2040. Caterpillar juga mengubah enjin kenderaan perisai keluarga Stryker Angkatan Darat Amerika dengan kapasiti 350 hp. untuk enjin C9 dengan kapasiti 450 hp. Enjin baru "sesuai" dengan kelantangan yang dihuni oleh enjin sebelumnya. Penggantian itu adalah sebahagian daripada cadangan General Dynamics untuk perubahan teknikal ECP-1, yang merangkumi alternator 910 amp, peningkatan penggantungan dan peningkatan lain.
Penggerak elektrik
Secara tradisional, kuasa dari enjin dihantar secara mekanikal ke roda atau trek. Pemacu elektrik menggantikan sambungan fizikal ini dengan motor elektrik yang terletak di roda pemacu atau sproket. Tenaga untuk menyalakan motor elektrik ini boleh diambil dari bateri, enjin pembakaran dalaman, atau kedua-duanya. Pendekatan "hibrida" menggunakan enjin diesel atau turbin gas yang, tanpa sambungan mekanikal, kini boleh dipasang di mana sahaja di casis, memberikan lebih banyak kebebasan reka bentuk kepada pereka. Memasang dua motor juga dimungkinkan oleh BAE Systems di kemudahan ujian mudah alihnya HED (Hybrid Electric Drive). Jurucakap BAE Systems, Deepak Bazaz menyedari bahawa dua enjin HED disambungkan ke penjana dan bateri, yang membolehkannya berfungsi dalam mod yang berbeza: satu enjin berfungsi dalam mod terbiar, menjimatkan bahan bakar, dua enjin berfungsi apabila diperlukan lebih banyak kuasa, atau dalam mod pemerhatian senyap berfungsi hanya pada bateri yang boleh dicas semula. Konsep HED dilaksanakan pada platform AMPV (Armored Multipurpose Vehicle) yang dilacak, tetapi dirancang untuk diskalakan dan digunakan pada kenderaan dari kategori berat apa pun, beroda dan juga dilacak. Loji tenaga eksperimen HED telah diubahsuai oleh BAE Systems untuk konsep hibrid oleh Northrop Grumman sebagai sebahagian daripada cadangannya untuk kenderaan tempur darat tentera Amerika Syarikat GCV (Ground Combat Vehicle).
Dalam sebuah makalah oleh Organisasi Penyelidikan Teknologi NATO, "Kenderaan elektrik hibrid lebih tinggi dari segi kelajuan, pecutan, kemampuan mendaki dan ketenangan daripada kenderaan yang digerakkan oleh tenaga … sementara penjimatan bahan bakar dapat berkisar antara 20 hingga 30 persen." Motor elektrik juga memberikan pecutan hampir seketika, tindak balas pendikit yang baik dan daya tarikan yang lebih baik. Yang terakhir ini secara langsung bergantung kepada peningkatan tork yang terdapat pada motor elektrik. Untuk kenderaan tempur, ini bermaksud beberapa kelebihan: kurang masa reaksi ketika bergerak ke penutup, lebih sukar untuk masuk dan kemampuan merentas desa yang lebih baik. Unit HED dikuasakan oleh dua enjin enam silinder, transmisi QinetiQ yang direka khas dan bateri lithium-ion 600 volt.
Aspek lain yang menarik dari pemacu elektrik adalah kemampuannya untuk menghasilkan tahap tenaga elektrik yang lebih cekap dan lebih tinggi. Loji kuasa platform GCV Northrop Grumman / BAE Systems akan dapat menyediakan 1,100 kilowatt, walaupun jauh lebih kecil dan lebih ringan daripada unit kuasa tradisional. Walau bagaimanapun, kerana penyimpanan tenaga adalah bahagian penting dari pemacu elektrik hibrid, ketidakcocokan bateri menjadi masalah utama. Oleh itu, beberapa jenis bateri maju dengan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi sedang dipertimbangkan untuk kenderaan hibrid, termasuk ion litium, hidrida logam nikel, natrium klorida nikel dan polimer litium. Namun, semuanya masih dalam tahap pengembangan teknologi dan mempunyai kekurangan tertentu yang mesti diselesaikan sebelum diakui sebagai sesuai untuk digunakan dalam aplikasi ketenteraan. Satu lagi bidang kerja yang perlu dikembangkan supaya pemacu hibrid dapat dipasang secara besar-besaran pada kenderaan berperisai adalah penghapusan kekangan reka bentuk motor daya tarikan moden. Walaupun berjaya disatukan ke dalam prototaip demonstrasi jenis HED, sistem ini mempunyai batasan dalam ukuran, berat, dan penyejukan. Sehingga masalah ini diselesaikan, semua litar elektrik, walaupun kelebihannya, akan tetap menjadi khayalan untuk kenderaan berperisai.
Walau bagaimanapun, banyak organisasi penyelidikan tetap berminat dengan konsep pemacu elektrik. Sebagai contoh, berdasarkan kontrak dari Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Pertahanan (DARPA), QinetiQ akan menguji konsep motor hub (motor roda gigi) dengan menetapkannya untuk percubaan tiruan. Banyak kotak gear, perbezaan dan pemacu kuasa akan menggantikan motor elektrik kompak yang kuat di roda mesin. Ada kemungkinan konsep ini juga dapat dilaksanakan pada kenderaan perisai beroda yang ada. Malah, pada bulan Jun 2017, BAE Systems menandatangani perjanjian dengan QinetiQ untuk memperkenalkan teknologi pemacu elektrik baru ke dalam kenderaan tempur. Seorang wakil syarikat BAE Systems mengatakan bahawa ini akan "menawarkan kepada pelanggan teknologi kos rendah yang terbukti yang akan meningkatkan kemampuan kenderaan tempur semasa dan masa depan."
Cabaran kuasa masa depan
Selama dekad yang lalu, keperluan kenderaan tempur untuk tenaga elektrik meningkat beberapa kali. Mark Signorelli, ketua kenderaan tempur di BAE Systems, menyatakan bahawa "pada masa akan datang, kenderaan perisai semakin sukar untuk memenuhi keperluan elektrik." Usaha sedang dijalankan untuk mengatasi masalah yang semakin meningkat ini. Sebagai contoh, penjana 300 amp CE Niehof sedang dipertimbangkan untuk keluarga M2 Bradley, dan dua penjana 150 amp untuk platform AMPV baru. Mr. Spadaro dari MTU menyatakan bahawa “faktor utama yang mempengaruhi dan mempengaruhi pengembangan penyelesaian untuk menjana lebih banyak tenaga adalah jisim MBT dan kenderaan beroda yang terus meningkat (terutamanya hasil daripada keperluan untuk tahap perlindungan yang lebih tinggi) dan pada pada masa yang sama keperluan untuk lebih banyak elektrik untuk sistem onboard apa pun, sama ada elektronik, sistem perlindungan dan keselesaan untuk kru, misalnya, sistem penghawa dingin yang canggih. " MTU percaya bahawa "mereka ditangani oleh penyatuan komponen elektrik yang lebih mendalam ke dalam unit kuasa. Contoh yang baik di sini adalah unit kuasa MTU kenderaan perisai Puma yang disebutkan di atas, yang merangkumi pemula / penjana dengan kuasa pengenal 170 kW, membekalkan arus kepada dua kipas penyejuk, dan pemampat penyejuk penyaman udara."
Kekuatan kenderaan berperisai secara langsung mempengaruhi keupayaan pertempuran dan daya tahan. Kriteria utama untuk bertahan hidup di medan perang adalah seperti berikut: "ambil semua langkah agar tidak diperhatikan, jika dilihat, tidak dipukul, jika anda dipukul, tidak dibunuh." Yang pertama difasilitasi oleh kemampuan untuk bergerak ke tempat lawan tidak mengharapkan anda. Yang kedua memerlukan pecutan cepat dan kemampuan bergerak yang baik untuk mencari perlindungan dan rumit oleh kemampuan penembak musuh untuk berjaya menangkap sasaran untuk dibunuh dengan berkesan. Dan yang ketiga ditentukan oleh kemampuan untuk mengambil perlindungan pasif yang sesuai dan menggunakan penanggulangan pasif dan aktif. Walau bagaimanapun, setiap kriteria ini boleh memberi kesan buruk kepada orang lain. Sebagai contoh, perisai tambahan meningkatkan jisim dan, sebagai hasilnya, pergerakan.
Kemajuan dalam bidang loji tenaga untuk kenderaan berperisai, enjin baru, transmisi dan pemacu kuasa, kaedah integrasi dan susun atur inovatif membolehkan pemaju peralatan ketenteraan memenuhi kehendak pelanggan yang paling berani. Banyak penambahbaikan yang kita lihat pada platform ketenteraan diambil secara langsung dari projek komersial: enjin dan komputer dalam pesawat, kawalan elektronik digital, pemantauan automatik keadaan sistem, pemacu elektrik dan penyimpanan tenaga, dan, akhirnya, pelaksanaan praktikal hibrid penyelesaian. Walau bagaimanapun, cabaran untuk keseimbangan halus ini memaksa industri untuk mengembangkan penyelesaian yang lebih banyak dan inovatif.
