磨剑六年 西方军用新能源车辆技术揭秘

列宁格勒

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伴随着世界经济的向前发展,人们对能源的需求也越来越多,对于新能源技术的开发和研究一直没有停止脚步。但是有人的地方就有争端就有战争,新能源的研究和开发也是因为军事需要才开始发展。

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在阳光充足的地区太阳能的应用具有极高的性价比,但是在黑龙江某地却不是如此。

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德国的核动力发电厂遍布全国,幸亏他们战败了。

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在我国广大的西部地区风力发电不仅仅是一种新技术的应用,更是可以解决燃眉之急。

自上个世纪80年代西方各个国家,在经历了70年代的石油危机后。普遍认同能源问题,将作为日后国与国之间爆发战争的根源。而为了尽快扭转各国对传统能源的需求,开始转入开发新能源。无论是太阳能,还是核动力,甚至风力发电,都属于新能源应用的一种表现,都在强调将自然资源能量转变为,可用的且可以人为控制的能源。

那么西方国家,尤其是美英法德这些军事强国,对于新能源在军事领域方面的应用又如何呢?

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上图是德国莱茵金属公司研制出的一款混合动力军用轮式战车。厂家代号为GeFaS系统,意为“堆积式模块化车辆”。其研发对象为德国国防军下属侦察部队使用,而其潜在客户包括美军、英军等向对口单位。

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这是在6年前德国莱茵金属公司,对这款采用混合动力系统模块化装配的车辆设计构想图。可以很直观的辨认出,整车前后驱动桥、动力舱、驾驶舱、前后防护装甲系统、都是采用整体式构造,通过不同的模块化的舱室可以“拼接”出不同的组合,制造出不同功能和结构的标准军用车辆。

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莱茵金属公司在设计之初就明确表示,这款模块化混合动力军用车,将有极其丰富的变形,且操作简便。在构筑出标准的车辆平台:前后驱动桥;驾驶舱;传动组件即可。在此基础上可以增加舱室的大小,防护装甲的级别,武器基站的种类等等。

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这是GeFaS车辆的基型车设计图。

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这是成品车且加装了武器基站特写。

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整车最关键的动力系统采用MTU890系列直列四缸柴油机,而此系列的动力系统有V型6缸、8缸甚至10缸产品。大量应用在德军各型轮式履带战车上。整车动力驱动系统为:MTU柴油机向发电机提供动力,发电机向四条轮胎上的轮毂电机提供电力,以达到驱动车辆向前或向后进行运动。并可以根据环境车况,决定车辆是采用柴电联合推进,还是采用纯电动进行推进,或采用四轮驱动还是采用两轮驱动,等几种工作模式。而MTU890系列的直列四缸发动机,可以爆发出440千瓦的功率,与其紧凑的体积相比对,单位功率密度是传统汽油机的两倍。

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这是GeFaS系统的标准驱动桥模块特写。每条轮圈内都采用轮毂电机进行推动动作。按照厂家的设计思想,驱动桥可以从最简单的2轴4轮驱动,增加到3轴6论推进和4轴8论推进。

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这是使用轮毂电机驱动的电动车辆驱动部分特写,橘红色的电缆为动力线,从发电机引出到轮毂电机。

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作为日后侦察车辆使用,对车辆的噪音,车速以及热信号辐射都有着严格要求。首先噪音不能大,车辆推进速度要快,车辆的热辐射信号要么被抑制,要么就是很小。符合这样的基本要求,才能充当侦察车辆使用。在GeFaS系统中,如果日常行驶中可以通过传统的柴油机向发电机提供动力,进行2轮驱动形式。

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在越野工况下,可以采用四轮驱动行驶。

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无论采用哪种驱动形式,都会因为相对传统车辆减少了很多传动部件,最大化的减轻车身自重以及噪音。

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轮毂电机的出现,使得动力通过线缆直接传递给全部驱动轮,完全取消了复杂的前传动轴和前部分动箱。

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“混动”的四驱系统,只是通过控制模块将发电机传递出的电力输出到前后四条轮毂电机。保持车辆四驱货量去状态形式。省去了重量较大,噪音较高的分动箱。

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同样,“混动”四驱轮式军用车后传同轴,后差速器都可以说再见了。

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这是伦克公司的混合动力驱动系统的演示模型,柴油机将动力输出传递给发电机,然后发电机发出电力通过控制系统进行输出的负荷大小,决定驱动形式。少一些金属传动部件,就减少一分噪音和重量。

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GeFaS“混动”车辆系统经过了六年的开发和不断地改进,整车的从车型设计之初就考虑到,日后车辆的使用的环境,可能会遭到地雷反坦克武器的攻击。因此对车辆的防护性能无论从造型设计,还是底部排泄压力的V型车身都做出最大的防护设计。而车辆根据不同的模块,可以更换不同防护级别的装甲。

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这是莱茵金属公司制成的,GeFaS“混动”4轴8轮驱动的地空导弹发射车。在2006年参加了德国国防军的防空系统竞标。在2010年德国航空航天展上搭载了SYSFLA公司的新型LFK系列地空导弹系统的样车。

这套系统可以拦截低空高度为5千米,距离10千米的飞行目标。

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GeFaS“混动”车辆系统驾驶仓特写。

目前这款几乎可以量产的混合动力系统,做为德国国防军下一阶段主要装备,正在进行更加深入的测试。或许在2015年就可以正式成为国防军制式装备。

那么美国军方对“混动”车辆有什么动作呢?

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美国通用动力与AM系统公司联合研制的“混动”车型。采用万国系列的轮式战术车辆,但是通过采用德国磁电动机公司提供的,超级永磁轮毂电机驱动取代了传统的驱动轴推进。大量减少了传动部件和重量。使用大陆系列的柴油机,带动一个130千万永磁水冷发电机,并且还配置一部65千瓦的锂电池。与德国的 GeFaS“混动”车辆系统具有相同的驱动模式。

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英国BAE系统公司赫格隆分公司研制的,一款4轴8轮驱动的混合动力轮式装甲车。虽然基型车还是传统的动力和驱动模式,但是在其基础上发展出两款改型,一种是采用“混动”动力系统,匹配传统驱动形式的车辆。有着较高的传动可靠性,但是在燃油消耗上会因为采用“混动”模式有更好的表现。另一款改型车则是纯粹的采用“混动”模式,轮毂电机驱动的模式。无论油耗还是传动效率都要强一些。

这是目前最为成熟的一款3轴6轮驱动的混合动力轮式装甲车。法国GIAT公司研制,已经在路试中。这款“混动”车型最大的优势,就是突出了优秀的通过性和隐蔽性。车辆搭载一款MTU6V199系列V型6缸柴油发动机。发电机为德国磁电动机公司生产的传统散热发电机,但是功率可达到450千瓦,与轮毂电机相匹配。而电池系统则采用120千万的锂电池。整套驱动系统与其22吨的自重相比完全可达到完美的机动性能。这是其轮毂电机特写,在厂家的介绍中特别强调,这款轮毂电机再配合车辆自身的热量抑制系统,可以达到较为完美的隐蔽效果。作为整车防卫手段的一部分,轮毂电机的热信号可以通过干扰光谱的手段来进行降低,通过提高轮毂电机的性能减弱热信号的辐射。而法国外籍军团对这款车表示了浓厚的兴趣,并开始进一步的评测。

综上所述,西方军事强国已经普遍的开始进行了“混合动力”等新技术的研发。在最近5年中,西方国家无论是车辆的控制系统、电磁技术、轮毂电机以及最重要的蓄电池领域中,已经有了突飞猛进的发展。甚至部分车辆已经进入最后的测试阶段。反观我国对于“新能源”、“混合动力”应用都有着太大的差距。即便是在国内电池领域有着绝对优势的比亚迪,也没有明显的动作将其优势转入为军事应用领域上。

在这里要特别的警惕日本!

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来自日本丰田的“混动”的普锐斯轿车,已经发展到第三代且风靡全球销量极大。其“混动”技术十分成熟,且适合大批量工业化生产。

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这是日本海军最新一级潜艇苍龙号,其动力不仅仅采用传统的柴电推进,更是增加了急具战略优势的“混动”系统,在引进了澳大利亚的AIP“混动”技术后,经日本三菱重工进一步修改和二次开发,并在此基础上进行技术吸收。虽然这款苍龙级柴电潜艇是日本海军最先进的潜艇,但是有确切消息表明,在2018年日本海军即将下水的另一款潜艇,其“混动”技术将更加先进。无论潜航于水下的续航里程,还是静音水平都要高出现有技术一个质量级。

往往最尖端的科学技术都是来自军事研究中,然后通过消化,再转入民用,最终转化成为经济利益,于此成一个良性循环。但是我国目前受制于各种条条框框所限,形成这样的良性循环还有很多道路要走,很多坎坷要经历。这其中是必要求政府有一个政策上的引导和支持。

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