Trenes de propulsión eléctricos e híbridos para vehículos del ejército de EE. UU.
Mantenimiento de un automóvil HMMWV con una planta de energía diesel estándar. Foto del Departamento de Defensa de EE. UU.
El Ejército de los EE. UU. Está tratando de estudiar y dominar cualquier nueva tecnología que pueda proporcionar ciertas ventajas. Recientemente, centró su atención en los sistemas de propulsión eléctricos e híbridos para automóviles. Ya se han iniciado trabajos de investigación y diseño a gran escala de diversos tipos. Si tienen éxito, el Pentágono puede actualizar sus planes para desarrollar una flota de vehículos militares.
Proyectos de futuro
Los principales desarrolladores estadounidenses de equipos militares, viendo el interés de las fuerzas armadas y otros clientes, ya han propuesto varios conceptos para vehículos eléctricos militares. En presencia de pedidos reales, dichos proyectos se desarrollarán y probarán. Los nuevos vehículos tendrán entonces la oportunidad de ingresar al suministro, aunque tales resultados no están garantizados.
Uno de los primeros proyectos propuestos fue una profunda modernización del vehículo blindado de serie Oshkosh JLTV. Su desarrollador apunta a la posibilidad fundamental de reemplazar una transmisión mecánica con sistemas eléctricos impulsados por un motor diesel estándar. Si es necesario, el vehículo blindado híbrido podrá funcionar como una central eléctrica móvil.
Sin embargo, el Pentágono aún no se ha interesado por esta propuesta, y solo ingresan al ejército vehículos con una transmisión estándar basada en mecánicas. No se sabe si el cliente cambiará de opinión, pero es muy posible que con el tiempo el ejército tome esa decisión. Los JLTV se producirán en los próximos 20 años y el proyecto híbrido podría recibir la atención que desea.
Vehículo blindado Oshkosh JLTV en configuración de serie. En el futuro, podría tener un tren motriz híbrido. Foto del Departamento de Defensa de EE. UU.
En este momento, General Motors Defense está dominando la producción en masa de vehículos ligeros multiusos ISV (Vehículo de escuadrón de infantería). En su configuración actual, están equipados con un motor diesel turboalimentado y una transmisión automática con tracción a las cuatro ruedas. En este tipo, los vehículos se entregan a las tropas para la operación de prueba.
Hace unos meses, se supo que GM Defense había desarrollado y construido una versión experimental del ISV con un sistema de propulsión totalmente eléctrico. Ahora se está sometiendo a pruebas de fábrica y está programado para ser presentado al Pentágono. Es posible que algunos de los vehículos requeridos por el ejército eventualmente se construyan con una configuración eléctrica actualizada.
El año pasado, GMC presentó el Hummer EV, una plataforma totalmente eléctrica que alimentará camionetas y SUV civiles. Recientemente se supo que se creará un vehículo militar polivalente sobre la base de esta plataforma. Tal máquina puede convertirse en un análogo funcional del HMMWV existente: será un transporte de personas y mercancías o un portador de armas y equipo especial.
Enfoque científico
Como puede ver, la industria estadounidense ya está lista para crear nuevos vehículos eléctricos para el Pentágono con un rendimiento suficientemente alto y amplias capacidades. Sin embargo, el ejército no tiene prisa por aceptar tales propuestas y primero tiene la intención de estudiar cuidadosamente las nuevas tecnologías. Por eso, este año se llevó a cabo un importante estudio para determinar el potencial científico y técnico real de los vehículos eléctricos.
Una familia prometedora de vehículos tripulados y no tripulados basados en el chasis JLTV. Quizás el proyecto utilice sistemas híbridos. Gráficos del Departamento de Defensa de EE. UU.
El estudio Impulsando al Ejército de EE. UU. Del Futuro se lanzó en abril por iniciativa del Comando del Futuro del Ejército. Fueron contratados por seis empresas comerciales de las industrias automotriz y eléctrica. En dos meses, tuvieron que estudiar todos los conceptos básicos de las plantas de energía eléctrica, encontrando sus fortalezas y debilidades. También hubo que compararlos con las unidades diésel JP8.
En general, el estudio confirmó los hechos ya conocidos sobre las plantas de energía eléctrica. Se ha restablecido que los vehículos eléctricos tienen pros y contras, pero la proporción aún está lejos de ser ideal. En consecuencia, es poco probable que esta técnica sea de interés para el ejército, tanto ahora como a largo plazo.
Se ha comprobado que la instalación eléctrica es más económica en términos económicos que la diésel, y también la supera en algunas características. Por lo tanto, los motores eléctricos mejoran la dinámica del automóvil y proporcionan más par en una amplia gama de velocidades. Además, se diferencian en tiempos menos de firma acústica y térmica.
Un vehículo multipropósito GM Defense ISV con motor diesel. Foto GM Defense
Sin embargo, existen problemas importantes. Por ejemplo, el diesel convierte el combustible líquido directamente en energía mecánica para la propulsión. Un automóvil eléctrico se puede cargar con un generador diesel, pero en este caso se agrega una etapa adicional de conversión de energía a la cadena general, lo que reduce la eficiencia final de todo el sistema.
En términos de parámetros energéticos, las baterías existentes no se pueden comparar con el combustible líquido. Por lo tanto, la energía de quemar 1 galón (3,8 L) de combustible JP8 es equivalente a cargar una batería de iones de litio de 140 lb (63,5 kg). En consecuencia, para reemplazar el tanque de combustible de 87 litros "Humvee" se requiere una batería que pesa casi 1,5 toneladas. Obviamente, tal "modernización" del automóvil simplemente no tiene sentido.
A diferencia de un automóvil con motor de combustión interna, un automóvil eléctrico no puede llevar latas de combustible y necesita una fuente de energía para cargarlo. Por lo tanto, en las bases o durante el despliegue, deberán proporcionarse sistemas de generación y distribución adicionales para satisfacer la "demanda" de nueva tecnología. Además, en este contexto, existe un problema que requiere mucho tiempo: llenar el tanque con combustible diesel lleva varios minutos, mientras que cargar un vehículo eléctrico puede llevar varias horas.
La capacidad de supervivencia y estabilidad de combate de los vehículos eléctricos es muy cuestionable. Los sistemas de propulsión tradicionales se adaptan bien a este tipo de requisitos. Por lo tanto, el daño al sistema de combustible no siempre conduce a un incendio inmediato, y el motor aún conserva la capacidad de funcionar durante algún tiempo y sacar el automóvil del incendio. En caso de daños similares, la batería al menos fallará e inmovilizará el vehículo eléctrico. Además, existe un alto riesgo de incendio o explosión inmediatos, y las baterías modernas son extremadamente difíciles de extinguir.
Posible buscar un Hummer EV en una configuración militar. Gráficos GMC
Direcciones de desarrollo
El principal resultado de la investigación "Impulsando al Ejército de los Estados Unidos del Futuro" fue la conclusión sobre la falta de perfección de las plantas de energía eléctrica "limpias". Con todas sus ventajas, en cuanto a la combinación de características técnicas, operativas y económicas, son inferiores a los sistemas tradicionales con motores de combustión interna.
Este retraso se basa en la capacidad insuficiente de las baterías actuales. A pesar de todos los avances de los últimos años, siguen siendo inferiores a los combustibles líquidos. Esto limita las características del equipo y también requiere la creación de una infraestructura compleja especial para ello.
Los autores del estudio creen que, en su forma actual, los vehículos eléctricos no son de interés práctico para el ejército. Es poco probable que el progreso esperado en el campo de las baterías cambie esta situación a corto y mediano plazo. Tampoco debe esperarse que el ejército pueda crear toda la infraestructura necesaria en un plazo razonable.
Si el ejército todavía tiene la intención de cambiar a la tracción eléctrica, entonces debería prestar atención a las plantas de energía híbrida. Los chasis con generadores diésel, baterías y motores de tracción se diferencian de los vehículos eléctricos "limpios" por un mejor equilibrio de funciones y capacidades básicas. Además, las tecnologías disponibles ya permiten crear un automóvil con un nivel de rendimiento aceptable.
Tres variantes de transmisiones eléctricas QinetiQ EX-Drive para vehículos de diferentes clases. Gráficos QinetiQ
Cabe señalar que la dirección híbrida ya se está desarrollando bajo la supervisión del ejército. En este momento se están implementando varios proyectos de este tipo en diversos campos. Por iniciativa y por orden del ejército, se están elaborando proyectos de vehículos de diferentes clases y se están llevando a cabo los primeros experimentos en el campo de los vehículos blindados. En un futuro próximo, quedará claro el éxito que tendrán.
Por lo tanto, el Pentágono está seriamente interesado en prometedores desarrollos en el campo de las centrales eléctricas para la tecnología terrestre y está haciendo todo lo posible para dominar esta dirección. Hasta ahora, el trabajo en este ámbito se reduce principalmente a los primeros estudios, a partir de los cuales se elaborarán planes para el futuro. Cuáles serán estos planes, qué tan pronto y en qué medida se realizarán, el tiempo lo dirá. Es muy posible que a mediano plazo, el Ejército de los EE. UU., Mostrando interés en cualquier tecnología prometedora, comience, no obstante, la transición al transporte eléctrico.
información