Pojazdy elektryczne dla armii amerykańskiej. Ważny kierunek z niepewną przyszłością
W nadchodzących latach personel wojskowy USA nie będzie musiał rozstawać się z kanistrami. Fot. Departament Obrony USA
Pentagon jest zainteresowany każdą obiecującą technologią, a samochody elektryczne nie są wyjątkiem. W ciągu ostatnich kilku lat armia amerykańska prowadziła różne badania i analizowała realne perspektywy tego kierunku. Przeszliśmy już również do pełnego testowania dostępnych modeli sprzętu. Zakłada się, że w odległej przyszłości takie samochody przyszłości będą w stanie uzupełnić lub nawet zastąpić istniejące samochody silnikami spalinowymi.
Podstawy teoretyczne
Do tej pory Pentagon i powiązane organizacje przeprowadziły szereg badań nad pojazdami elektrycznymi, ich realnymi możliwościami i perspektywami w zakresie działania armii. Wyniki tych badań pozostają ogólnie negatywne. Pokazują, że napęd elektryczny i związane z nim systemy mają pewne zalety w porównaniu z silnikami spalinowymi. Jednocześnie występują poważne niedociągnięcia, których do tej pory nie da się naprawić.
Na przykład w ubiegłym roku przeprowadzono pracę badawczą „Zasilanie amerykańskiej armii przyszłości”. W jego realizację zaangażowanych było kilka firm motoryzacyjnych posiadających doświadczenie w zakresie silników spalinowych i instalacji elektrycznych. Wspólnie ustalili optymalny kształt hipotetycznego samochodu elektrycznego i porównali go z samochodem z silnikiem Diesla.
Badanie potwierdziło, że elektryczny system napędowy jest znacznie tańszy w eksploatacji niż silnik wysokoprężny. Silnik elektryczny jest cichszy i emituje mniej ciepła. Dodatkowo taki silnik posiada szerszy zakres optymalnych charakterystyk, co poprawia parametry prędkości, dynamiki i trakcji podwozia.
Hybrydowy pojazd zaawansowanej mobilności naziemnej firmy GDLS. Fot. Departament Obrony USA
Są jednak specyficzne problemy. Tak więc samochód z silnikiem diesla otrzymuje energię bezpośrednio z paliwa, a także może przewozić kanistry z jego zapasem. Z kolei samochód elektryczny potrzebuje stacji ładującej i źródła energii. Pod względem zmagazynowanej energii olej napędowy jest znacznie lepszy od akumulatora, a do zastąpienia 1 galona (3,8 l) JP8 wymagany jest akumulator o wadze 140 funtów (63,5 kg).
Wszystko to poważnie komplikuje działanie pojazdów elektrycznych, a także wymaga stworzenia osobnej infrastruktury. Ponadto instalacja elektryczna jest mniej wytrzymała i odporna na działania wroga. W efekcie samochód elektryczny wykonany przy użyciu nowoczesnych technologii nie będzie mógł stać się pełnoprawnym zamiennikiem „zwykłego” samochodu.
Zajęcia praktyczne
Obecność problemów na obecnym etapie nie wyklucza nowych badań, a nawet działań praktycznych. Ostatnio kilkakrotnie informowano, że Pentagon testuje istniejące pojazdy elektryczne różnych modeli. Ponadto rozpoczęto konkurencyjny rozwój lekkiego pojazdu rozpoznawczego Electric Light Reconnaissance Vehicle (eLRV).
Kilka firm od razu zainteresowało się programem eLRV i opracowuje własne wersje takiego samochodu. Tak więc wiosną ubiegłego roku do testów porównawczych wyszły dwa nowe samochody z napędami elektrycznymi, a także kilka modeli hybrydowych i sprzęt z ulepszonym silnikiem spalinowym.
Doświadczony samochód General Motors ISV. Na razie jest wyposażony w silnik wysokoprężny, ale planowana jest elektryfikacja. Zdjęcia General Motors Defense
Na podstawie wyników tych działań wyciągnięto wnioski o charakterze naukowym i praktycznym. Ponadto wyjaśniono wymagania dotyczące obiecujących wojskowych pojazdów elektrycznych. Zdobyte doświadczenie zostanie wykorzystane w nowej fazie programu eLRV – jeśli zostanie uruchomiony.
Kilka innych organizacji rozwija swoje projekty lub planuje przyłączyć się do tego kierunku. Na przykład jesienią ubiegłego roku GMC wyraziło zainteresowanie tematem eLRV. Niedawno opracował Hummer EV na rynek cywilny i jest teraz gotowy do zbudowania jego wersji wojskowej. W przypadku zamówienia z Pentagonu prace zostaną wykonane w możliwie najkrótszym czasie.
Pod koniec czerwca amerykańskie publikacje specjalistyczne donosiły, że Pentagon jest zainteresowany samochodem Lifestyle firmy Canoo, który niedawno wszedł na rynek. Efektem tego była umowa na dostawę sprzętu do testów. Sądząc po cenie 67 tys. dolarów, mówimy o jednym lub dwóch samochodach. W najbliższym czasie taki sprzęt zostanie przekazany klientowi i poddany testom. Będzie musiała wykazać się swoimi cechami w warunkach działania armii.
Systemy pomocnicze
Istniejąca flota pojazdów ICE jest w sposób krytyczny uzależniona od dostaw paliwa, a w celu rozwiązania takich problemów stworzono złożony, wielokomponentowy system logistyczny. Z kolei pojazdy elektryczne potrzebują stacji ładowania i powiązanej infrastruktury. Kwestie te są również opracowywane w ramach programu eLRV oraz w podobnych badaniach.
Hipotetyczna wojskowa wersja Hummera EV. Grafika GMC
Obecnie armia amerykańska dysponuje kilkoma rodzajami mobilnych systemów zasilania. Przede wszystkim są to generatory diesla w kontenerach, w wersji samochodowej lub stacjonarnej. Stopniowo wprowadzane są także „zielone” technologie, głównie panele słoneczne. Fundusze te są wykorzystywane do autonomicznego zasilania zdalnych baz i innych podobnych obiektów.
W przyszłości systemy zasilania baz będą obciążone zadaniem ładowania pojazdów elektrycznych, co zwiększy wymagania dla nich. W tym celu opracowywane są już różne opcje modernizacji istniejących systemów i badane są zasadniczo nowe rozwiązania. Ciekawe, że takie projekty przydadzą się niezależnie od dostępności pojazdów elektrycznych – powstałe elektrownie będą mogły współpracować z dowolnymi innymi odbiorcami.
Trwa rozwój istniejących generatorów diesla, mający na celu poprawę wydajności ekonomicznej i środowiskowej przy jednoczesnym utrzymaniu lub zwiększeniu mocy. Ponadto projektowane są nowe systemy „przyjazne dla środowiska”. Jednocześnie badane są również nowe możliwości technologii paliw płynnych. Tak więc od zeszłego roku przetestowano stację Twelve E-Jet, która działa na energię elektryczną i jest w stanie wytwarzać paliwo syntetyczne z wody i powietrza. Podczas gdy ona tylko syntetyzuje lotnictwo naftę, ale w przyszłości będzie mógł produkować inne rodzaje paliwa.
Jednak wszystkie projekty systemów energetycznych wspierające eksploatację pojazdów elektrycznych napotykają jeden wspólny problem. Potrzebują źródła zasilania do wytwarzania energii elektrycznej. W tej pojemności szeroko stosowane jest paliwo płynne, które można po prostu wlać do baku samochodu i wykorzystać z wyższą wydajnością całego układu.
Canoo Lifestyle to nowy cel badań Pentagonu. Zdjęcia kajaków
Z niepewnymi perspektywami
Tak więc do tej pory rozwinęła się bardzo ciekawa sytuacja, ale jej perspektywy wciąż pozostają pod znakiem zapytania. Pentagon jest poważnie zainteresowany elektrycznymi i hybrydowymi systemami napędowymi do samochodów i już ukończył kilka niezbędnych badań. Ponadto przeprowadzono testy porównawcze kilku istniejących maszyn z różnymi opcjami elektrowni. Równolegle opracowywane są zagadnienia infrastruktury i systemów pomocniczych.
Jednak wyniki wszystkich dotychczas przeprowadzonych prac są dalekie od ideału. Na poziomie teorii i praktyki pojazdy elektryczne wykazują tylko pewne zalety, ale jednocześnie wykazują szereg wad. Co więcej, pozbycie się tych problemów jest niezwykle trudne lub wręcz niemożliwe na obecnym poziomie technologii.
Przyszłość kierunku elektrycznego jest wciąż niejasna. Potrzeba dalszego rozwoju istniejących projektów, takich jak eLRV, nie jest zdefiniowana – podobnie jak potrzeba zupełnie nowych programów. Jednak najprawdopodobniej prace będą kontynuowane. Jeśli się powiedzie, doprowadzą do pojawienia się nowego sprzętu o specjalnych zdolnościach i wpłyną na dalszy rozwój armii. I niezależnie od wyniku projekty te przyniosą korzyści polityczne, finansowe i wizerunkowe.
informacja