Ưu thế và triển vọng của phương tiện chiến đấu mặt đất chạy điện

Xe-máy quân sự chạy điện

Trong thực tế, những chiếc xe điện đầu tiên xuất hiện trước xe dùng động cơ đốt trong, vào năm 1828. Đầu thế kỷ XX, ô tô điện chiếm hơn một phần ba tổng số xe ở Mỹ. Tuy nhiên, sau đó, chúng dần nhường chỗ cho những chiếc xe chạy xăng và diesel có tầm hoạt động xa, dễ dàng tiếp nhiên liệu hơn.

Theo chu kỳ, sự quan tâm đến xe điện được hồi sinh, thường là trong thời gian các sản phẩm dầu khí tăng giá, mặc dù xe động cơ đốt trong vẫn không bị cạnh tranh gay gắt. Chạy bằng điện đã trở nên phổ biến đối với phân khúc dùng nguồn điện bên ngoài như tàu điện, xe điện, xe buýt và các thiết bị kho vận…

Pháo tự hành hạng nặng Ferdinand (Đức); Nguồn: TW

Các dự án xe tăng "điện" được thực hiện ở Anh, Mỹ, Liên Xô, Đức, Pháp và nhiều nước khác trong suốt thế kỷ 20. Năm 1917, công ty FAMH của Pháp đã sản xuất 400 xe tăng «Sairt Chamond» chuyển đổi điện Crochat Collendeau, trong đó động cơ xăng Panar được kết nối trực tiếp với máy phát điện, cung cấp năng lượng điện cho hai động cơ điện, mỗi động cơ được kết nối với bánh chủ động và tang trống kéo xích.

Tại Liên Xô, xe tăng hạng nặng thử nghiệm EKV với bộ phận truyền động cơ điện được phát triển trên cơ sở xe tăng KV-1 từ tháng 9/1941, và năm 1944, một nguyên mẫu EKV đã được thử nghiệm. Người ta cho rằng việc sử dụng hệ truyền động cơ điện trên xe tăng sẽ làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, nâng cao khả năng cơ động và đặc tính động học của xe. Tuy nhiên, theo kết quả thử nghiệm, thiết kế của EKV được cho là không đạt yêu cầu, dự án đã bị dừng triển khai.

Ưu thế và triển vọng

Tại sao luôn có sự ủng hộ việc sử dụng điện cho các phương tiện chiến đấu mặt đất mặc dù nhiều dự án thí điểm bị hủy? Một mặt, các công nghệ sử dụng trong các hệ thống cơ điện phát triển, cho phép có được kết quả tốt hơn mà trước đây không thể đạt được. Động cơ trên cơ sở nam châm vĩnh cửu và động cơ không đồng bộ, máy phát điện hiệu suất cao, hệ thống phân phối năng lượng, ắc-quy xạc nhanh… đang được phát triển. Gần đây, người ta đề cập nhiều không chỉ của các phương tiện mặt đất chạy điện mà cả các máy bay hành khách cỡ lớn chạy hoàn toàn bằng điện.

Xe bọc thép chạy điện được cho có khả năng sống sót cao trong trường hợp bị tấn công; Nguồn: TW

Mặt khác, những ưu thế thiết bị quân sự mặt đất chạy điện thể hiện ngày càng rõ. Các nguồn năng lượng chính - diesel hoặc tuabin khí, máy móc chuyển đổi điện sẽ có nguồn dự trữ và tính kinh tế hơn do tốc độ động cơ ban đầu có thể được lựa chọn tối ưu và có thể tiết kiệm nhiên liệu tối đa. Tải tăng trong quá trình tăng tốc và cơ động mạnh sẽ được bù bằng ắc-quy đệm. Kết hợp với máy phát điện, có thể lắp đặt một tuabin khí tốc độ cao, hoạt động ở chế độ bật/tắt để xạc ắc-quy đệm.

Trong xe chạy điện không cần phải lắp đặt trục và hộp số cồng kềnh. Kết nối cơ học trong chuyển đổi điện chỉ có sẵn trong các cặp máy phát-động cơ điện và động cơ điện-bánh xe, nhưng các khối này có thể được kết hợp dưới dạng một tổ máy; các tổ máy còn lại được kết nối bằng cáp linh hoạt.

Sự phân tách không gian các nguồn năng lượng, kênh cung cấp và liên kết, cũng như động cơ và hệ thống mô-tơ sẽ cho phép phương tiện chiến đấu duy trì khả năng cơ động và nhận thức tình huống khi bị tổn thương, có thể rút phương tiện chiến đấu khỏi khu vực bị bắn và di tản khỏi chiến trường.

Việc từ bỏ các thiết bị truyền động thủy lực có lợi cho các thiết bị điện và cũng sẽ giúp tăng khả năng sống sót của các phương tiện chiến đấu mặt đất, vì nguy cơ hỏa hoạn thấp hơn và vì độ tin cậy cao hơn. Không quân Nga đang có kế hoạch loại bỏ các ổ đĩa thủy lực trên máy bay chiến đấu thế hệ thứ 5 Su-57 vào năm 2022.

Hệ thống động lực bị đốt nóng làm lộ xe trước các thiết bị trinh sát hoạt động theo nguyên lý nhiệt; Nguồn: TW

Sự hiện diện của ắc-quy đệm cho phép duy trì khả năng di động mà không cần sử dụng động cơ chính, mặc dù ở khoảng cách khá hạn chế. Điều này sẽ cho phép các phương tiện chiến đấu thực hiện các kịch bản chiến thuật phục kích - khi xe bọc thép ở chế độ chờ, tín hiệu nhiệt của chúng sẽ tương đương với nhiệt độ môi trường. Ắc-quy xạc cũng sẽ cho phép phương tiện chiến đấu tự rời khỏi chiến trường trong trường hợp máy phát điện chính hỏng hóc.

Trong một số trường hợp, để sơ tán một phương tiện chiến đấu chạy điện, sẽ chỉ cần kết nối nó với một nguồn năng lượng bên ngoài, theo đó, một phương tiện sửa chữa-phục hồi bọc thép có thể sơ tán đồng thời hai phương tiện bọc thép khác chạy điện bị hỏng một phần, chỉ đơn giản bằng cách nối cáp điện với chúng.

Trong xe bọc thép chạy điện, năng lượng có thể được phục hồi nhanh trong quá trình phanh. Xe chiến đấu mặt đất dùng điện sẽ có đặc tính cơ động và khả năng điều khiển tốt hơn do truyền sức mạnh trực tiếp đến bộ phận hành động không qua nhiều lần cài số, cũng như sự phân phối công suất linh hoạt giữa động cơ điện bên trái và bên phải. Khi quay đầu xe, việc giảm công suất trên động cơ phía đứng yên sẽ được bù lại bằng sự gia tăng sức mạnh của động cơ phía bên kia.

Các phương tiện chiến đấu hiện đại sẽ được tích hợp nhiều thiết bị và cần nhiều năng lượng điện; Nguồn: TW

Một trong những lợi thế quan trọng nhất của việc dùng điện là khả năng cung cấp năng lượng nuôi cho thiết bị và cảm biến, trinh sát radar, hệ thống hướng dẫn và bảo vệ chủ động.

Trong tương lai gần, vũ khí laser sẽ trở thành một phần không thể thiếu của các phương tiện chiến đấu mặt đất, có khả năng vô hiệu hóa phần lớn mối đe dọa từ các máy bay không người lái nhỏ (UAV), tên lửa chống tăng có điều khiển và các bộ phận tấn công hoạt động theo nguyên lý nhiệt và quang học. Xe bọc thép tiềm năng có thể được trang bị các hệ thống ngụy trang chủ động của xe bọc thép trong khoảng bước sóng nhiệt và quang.

Kết luận

Việc tạo ra các phương tiện chiến đấu mặt đất chạy điện có thể sẽ trở nên tất yếu khi công nghệ được cải thiện và gia tăng nhu cầu cung cấp năng lượng cho các thiết bị và vũ khí trên xe. Thị trường xe điện dân dụng có thể có tác động đáng kể đến tốc độ hiện thực hóa các phương tiện chiến đấu mặt đất chạy điện. Các phương tiện chiến đấu mặt đất tiềm năng chạy điện sẽ vượt qua các mô hình cổ điển về tính động học, khả năng việt dã, dễ điều khiển, khả năng sống sót và an toàn, cũng như khả năng tích hợp vũ khí và cảm biến có mức tiêu thụ năng lượng cao.