Průzkumné vozidlo ARV námořní pěchoty: Přichází věk elektrických obrněných vozidel
-
22. 10. 2018
-
146 komentářů
-
Jan Grohmann
Britská společnost QinetiQ získala dvě zakázky od americké námořní výzkumné kanceláře ONR (Office of Naval Research) na dodávku technologií pro budoucí obrněné průzkumné vozidlo ARV (Armored Reconnaissance Vehicle) americké námořní pěchoty (USMC). QinetiQ pro výzkumnou část programu ARV vyvine speciální elektrický pohon a zavěšení kol.
Průzkumné vozidlo ARV námořní pěchoty
ARV je projekt nového průzkumného obrněného vozidla USMC. Úkolem ARV je získávat a zpracovávat informace ve složitém prostředí, kde hrozí střet s početnými a vyspělými zbraňovými systémy protivníka, jako jsou moderní bojová vozidla, drony, protitankové řízené střely (PTŘS) a prostředky radioelektronického nebo kybernetického boje. ONR rovněž uvažuje o robotických verzích ARV začleněných do průzkumných čet (dvě vozidla s posádkou, dvě robotická).
Hlavními rysy ARV se stane velká míra nezávislosti na zásobování, obojživelné schopnosti, automatický kanon, PTŘS (nebo/a kamikaze drony), špičkové senzory a komunikační prostředky, fúze dat, systémy umělé inteligence („robotický rádce“ posádky), prostředky radioelektronického a kybernetické průzkumu / boje, možnost ovládat pozemní a letecké robotické systémy nebo aktivní ochranný systém (Trophy). Posádku mají tvořit dva nebo tři mariňáci, výsadek dva až čtyři průzkumníci.
ONR po ARV požaduje vynikající taktickou i strategickou mobilitu. V prvním případě vozidlo ARV musí držet krok s novými taktickými vozidly JLTV, v druhém případě musí být snadno připravitelné na výsakových lodích, ale i po železnici nebo dopravními letadly C-17 Globemaster III.
Současné úsilí ONR v programu ARV se zaměřuje na prozkoumání technologických možností průmyslu (viz dvě smlouvy s QinetiQ). Oficiální žádost o nabídku RfP (Request for Proposals) ONR vydá na konci roku 2021. V roce 2023 vítězný tým firem dodá první prototypy, první operační nasazení ARV se očekává v roce 2027. Celkově USMC poptává 500 vozidel ARV, které nahradí stárnoucí průzkumné stroje námořní pěchoty LAV-25. Jednotková cena ARV nesmí překročit šest milionů dolarů.
Elektrický pohon od QinetiQ
Úkolem QinetiQ v současné první fázi programu ARV je vyvinout náboj pojezdových kol se zabudovaným elektrickým pohonem a nové (pro tento typ kol nutné) zavěšení kol. Program ARV je tak vlastně druhý pokus amerických ozbrojených sil zavést do operačního použití elektrický pohon pro obrněná vozidla. Prvním (reálným) pokusem byl zrušený program bojového vozidla pěchoty (BVP) GCV (Ground Combat Vehicle),
QinetiQ v této oblasti není rozhodně nováček. Pro zmíněný program GCV Britové vyvinuli hybridní diesel-elektrický pohonný systém E-X-Drive. V roce 2016 firma získala zakázku v hodnotě 2,7 milionu dolarů od americké výzkumné agentury DARPA. Za tyto peníze QinetiQ vyvinula elektrický pohonný systémy HDU (Next Generation Hub Drive Unit) pro program bojových vozidel budoucnosti GXV-T (Ground X Vehicle Technologies). Právě na základě technologií HDU britská firma vyvine „elektrické kolo“ pro program ARV.
HDU je v podstatě 20″ standardní vojenské pojezdové kolo (takové, jaké najdeme například na našich Pandurech II), v jehož náboji je integrován kompaktní elektrický motor, třístupňová planetová převodovka, kapalinou chlazené keramické brzdy a mazání.
Vojenské 20″ kolo má i s pneumatikou průměr přibližně 1,3 m a šířku 0,4 m. Každé kolo pak musí snést zatížení 3,5 až 4 tuny. Samotný náboj HDU s vlastním elektromotorem váží 225 kg. Kola HDU mají výstupní výkon (na ráfku kola) 90 kW. Jak uvádí QinetiQ, při zatížení jednoho kola 3,5 tuny pak tento typ pohon poskytuje (při účinnosti 0,86) výkonovou hustotu 30 kW/t (měřeno na motoru). Současný průměr kolových obrněných vozidel je přitom 15 kW/t a nejlepší vozidla dosahují 20 kW/t. Takový přebytek výkonu se pozitivně projeví na akceleraci a celkové jízdní agilitě.
Firma QinetiQ vyvinula i méně výkonné kolo MAH (Market-Attractive Hub) s výkonem 22 kW/t (hmotnost 186 kg), které lze použít při modernizaci současných kolových obrněných vozidel 4×4, 6×6 i 8×8.
Výhody elektrického pohonu
Díky použití kol s elektromotory lze zcela změnit vnitřní uspořádání bojových vozidel, protože není třeba řešit uložení pohonné jednotky, chlazení motoru, spojku, transmisi, diferenciály, nápravy, všechny potřebné úchyty, ložiska, atd. Lze tak navrhnout robustnější podvozky s lepší balistickou ochranou, protože není nutné z motoru k nápravám zajistit mechanickou transmisi.
„Konvenční pohonné systémy jsou těžké, omezují využitelný vnitřní prostor vozidla a skládají se ze součástí, ze kterých se v případě výbuchu pod vozidlem mohou stát smrtící projektily. Přemístění hnacího systému do kol odstraňuje tuto hrozbu a narušuje trend, kdy jsou vozidla stále těžší a méně mobilní, kvůli rostoucí hmotnosti ochrany a zbraní,“ uvedl v roce 2016 David Moore, ředitel výzkumu v QinetiQ.
Použití kol HDU umožní konstruovat obrněná vozidla, která při stejných vnějších rozměrech nabízejí větší vnitřní prostor, mají níže těžiště (lepší jízdní vlastnosti) a jsou lehčí. Podle QinetiQ hybridní vozidlo 6×6 může mít o 8 % menší hmotnost než konvenční. Úspora hmotnosti dovolí použít silnější pancíř nebo výkonnější zbraně.
Červeně klasický spalovací motor s převodovkou, transmisí a diferenciály, modře hybridní diesel-elektrický pohonný systém od QineticQ; větší foto / QineticQ
Hybridní pohon také vykazuje mnohem nižší spotřebu paliva, zejména proto, že motor s generátorem běží stále ve stejných optimálních otáčkách (při akceleraci se bere energie z baterií). Podle zprávy QinetiQ, odkazující se na vývojové studie elektrických pohonů pro britské ministerstvo obrany, hybridní obrněná vozidla vykazují o 10 až 15 % nižší spotřebu paliva a o 91 % lepší akceleraci.
Zdrojem energie pro kola HDU ve vozidle ARV se (tedy pokud USMC zvolí elektrický pohon) stane spalovací motor, spojený s generátorem elektrické energie, měničem napětí a proudu a bateriemi. Motor s generátorem lze umístit kdekoliv do vozidla, bez nutnosti řešit jeho uložení vzhledem k pohonnému systému.
Co se týče problémů s touto technologií, podle vlastních QinetiQ je výzvou především vměstnat všechny komponenty do náboje 20″ kola (při zajištění odolnosti celého řešení za všech myslitelných podmínek) a nutnost odvádět odpadní teplo z kola.
Skutečný zlom ve vývoji elektrických vojenských vozidel nastane až po příchodu výkonných baterií. Český průmysl může na tomto poli hrát velkou roli díky bateriím HE3DA, které se v příštím roce začnou vyrábět v továrně Magna Energy Storage (MES) v Horní Suché. Baterie HE3DA nabízejí několik zásadních výhod ‒ při stejné energetické hustotě, jako mají nejlepší li-ion baterie, nabízejí jednoduchost (rychlost výroby, nízké výrobní a provozní náklady), bezkonkurenční bezpečnost (nehořlavost), extrémní vybíjecí a nabíjecí proudy, úplnou recyklovatelnost a minimum řídící elektroniky.
Nezanedbatelnou výhodou také je, že baterie HE3DA lze tvarovat do prakticky jakýchkoliv 3D rovinných tvarů (desky, pláty, hranoly, std.) a umístit je ve vozidle například po celé délce podlahy (a častečně nahradit pancíř) nebo na boční pancíř, atd. Hlavní problém je, že se prozatím staví první továrna MES s roční kapacitou 1,5 GWh, ale potřeba trhu je o několik řádů vyšší.
Zdroj: QinetiQ, QinetiQ, Next Generation In Wheel Electric Hub Drives, ONR
Diesel elektrický pohon je dobré řešení, vzhledem k používání více spotřebičů, do budoucna laserů se takový generátor může hodit. Decentralizace pohonu se dá řešit i hydropohonem, ...Zobrazit celý příspěvek
Kluci zklamu vás, ale zrovna z nejrychlejších vlaků. Tedy tam kde to hraje největší problém se buď od začátku (shinkansen) nebo postupně (TGV-AGV), přechází právě na motory přímo ...Zobrazit celý příspěvek
Marw tak ano aj pri lokomotivach potrebujes odpruzeny podvozok to som nenapisal najstastnejsie a teraz ked to po sebe citam tak som napisal v tomto bode blbost. Skor som tym ...Zobrazit celý příspěvek
Slavoslav - na strednej som studoval elektricku trakciu (zameranie na elektro, nie na strojarinu) a kupodivu nam vsade tvrdili to iste - ze napriklad tlapove uchytenie trakcnych ...Zobrazit celý příspěvek
Charlie "celkem elegantně obchází jednu ze zásadních nevýhod systému "motor v náboji" a tou je velká neodpružená hmota" a ake je to elegantne riesenie ktore obchadza tento ...Zobrazit celý příspěvek
QinetiQ celkem elegantně obchází jednu ze zásadních nevýhod systému "motor v náboji" a tou je velká neodpružená hmota. Mnohem lepší řešení (které se už dávno používá na ...Zobrazit celý příspěvek
Načítám diskuzi...