Panssarivaunut

Mikä on hyöty sotakoneen hybriydylle kun polttoainetalous ja päästöt ei niin ratkaisevassa roolissa ole?

Lisää tekniikkaa, huoltoa ja potentiaalisesti luotettavuusongelmia. Lisää painoa ja syö tiloja. Lisää hetkellistä voimaa joo ja mahdollisuus hiljaiseen ajoon, mutta telakone nyt kuuluu muutenkin. Valaiskaa?
Onhan tankeissa ollut jo WW2 aikoina sähköisiä voimansiirtoratkaisuja. Saksalaisilla oli omansa ja Neukuilla omansa. Menneinä aikoina halliottavuudessa diesel-sähköratkaisulla oli etunsa. Uskoakseni hybridi voimansiirrossa tankeissa ei tarvita vastaavaa vaihdelaatikkoa, kuin perinteisessä ratkaisussa. Eli ainakin yksi iso ja painava komponentti pois. Sähkömoottorin tasainen vääntö kaikilla kierroksilla myös on merkittävä etu. Hybridi-järjestelmässä ainakin sähköä on tarjolla reilusti vaunun järjestelmille. En kovin hyvin tunne tankeissa käytettävää hybridi-järjestelmää, mutta uskoisin sillä olevan merkittävä etu verrattuna normaaliin ratkaisuun ainakin luotettavuudessa. Aika kovilla meinaan perinteisen voimasiirtoratkaisut 70 tonnia painavassa kulkuneuvossa. Tankeissahan järjestelmät tuskin tulevat olemaan samanlaisia periaatteeltaan, kuin henkilöautoissa nykyään.
 
Viimeksi muokattu:
eikös sähkömoottorissa kumminkin ole paljon vähemmän liikkuvia osia eli yhtäkun luotettavampi?
Eika siina kaikki: voimayksikoita voidaan jakaa eri puolelle vaunun rakennetta, jolloin osumasta "yksi pois pelista" jattaa viela muita
 
Mikä on hyöty sotakoneen hybriydylle kun polttoainetalous ja päästöt ei niin ratkaisevassa roolissa ole?

Lisää tekniikkaa, huoltoa ja potentiaalisesti luotettavuusongelmia. Lisää painoa ja syö tiloja. Lisää hetkellistä voimaa joo ja mahdollisuus hiljaiseen ajoon, mutta telakone nyt kuuluu muutenkin. Valaiskaa?
Kuten @Nhhk sanoikin, niin lämpöjälkeä saadaan pienemmäksi, kun moottoria ei tarvitse pitää päällä yhtä paljon. Esimerkiksi vaunun voi ajaa väijyyn ja sammuttaa dieselmoottorin, ja jos tulee tarve lähteä liikkeelle, voi sen tehdä sähkömoottorilla samalla vasta dieselkonetta käynnistellen. Lisäksi hybridijärjestelmän suurikapasiteettisilla akuilla voidaan tehokkaasti lämmittää dieselkone käynnistäessä.
Venäläiset olivat ainakin jo T-95:ssä hahmotelleet hybridijärjestelmää juuri liikkellelähdön nopeuttamiseksi ja lämpöjäljen vähentämiseksi.

Optimaalisessa systeemissä hybridijärjestelmä olisi tietenkin irtikytkettävissä, jos se vikaantuu syystä tai toisesta. Ongelmana toki tulee lisääntynyt paino, akkujen paloturvallisuus ja hybridijärjestelmän eristysvaatimukset (voimakas sähköjärjestelmä ja metallinen vaunun runko eivät ole ehkä paras mahdollinen yhdistelmä jos eristys on huono tai vaunu vaurioitunut).
 
hybridijärjestelmän suurikapasiteettisilla akuilla voidaan tehokkaasti lämmittää dieselkone käynnistäessä.
ja niilla voidaan paikalla ollessa mjuutenkin pitaa taysi valmius paalla/

Abrams vaunuissa, kun niihin vuosien mittaan lastattiin lisaa ja lisaa sensoreita+ muuta elektroniikkaa, jouduttiin absurdiin tilanteeseen, etta paamoottori piti aika ajoin kaynnistaa. Ja sen kaltaisen (turbiini)moottorin kylla kuulee eika ole lampojalkikaan ihan pieni
 
ja niilla voidaan paikalla ollessa mjuutenkin pitaa taysi valmius paalla/

Abrams vaunuissa, kun niihin vuosien mittaan lastattiin lisaa ja lisaa sensoreita+ muuta elektroniikkaa, jouduttiin absurdiin tilanteeseen, etta paamoottori piti aika ajoin kaynnistaa. Ja sen kaltaisen (turbiini)moottorin kylla kuulee eika ole lampojalkikaan ihan pieni

Siksipä niissä onkin nykyisin APU (Auxiliary Power Unit) jonka ansiosta turbiinikonetta ei tarvite käynnistää systeemien takia:

Using a high power density 330 cc (20 in3) Wankel rotary engine modified to use diesel and military grade jet fuel, the Army's TARDEC developed a 220-pound (100 kg) Auxiliary Power Unit designed to fit into the M1 Abrams, replacing an existing battery pack that weighs about 500 pounds (230 kg). The new APU will also be more fuel efficient than the tank's main engine.[106] Testing of the first APUs began in 2009.
 
replacing an existing battery pack that weighs about 500 pounds (230 kg)
Hybridissa noita olisi siis monta ja tuskinpa painavat enaa samaa/ vievat tilaa, kuin parikymmenta vuotta sitten
 
Jos otetaan vauhtia heidan edellisesta yrityksestaan (joka meni makeen, kun paino alkoi olla yli kaikkien nykyistenkin), niin sita, mita tuleman pitaa voi tutkia silloin kontrahdin saaneiden tuotekehityksen kautta... hyva tilaisuus niille, jotka tykkaa lehteilla esitteita (viittaan pieneen tappelun poikaseen talta aamulta:)):
"
Northrop Grumman will be responsible for the C4ISR systems. QinetiQ North America will supply the electric drive propulsion system. Engine and battery systems will be provided by MTU and Saft Group respectively. L3 will supply the suspension units, while iRobot will deliver the unmanned components
"
 
MAPS_1021.png


The U.S. Army Tank Automotive Research Development & Engineering Center (TARDEC) has just released the MAPS Framework (MAF) – the key element in TARDEC’s roadmap to standardize the development and upgradability of Active Protection Systems (APS) and subsystem technologies utilized to protect ground vehicle platforms. The newly released document outlines the different standards that guide system providers in government and industry to develop products that are modular, upgradable, safe, and secure.

The adoption and implementation of MAF 1.0 is the first step to establish ‘MAPS compliant’ products that are affordable, common, interchangeable and able to be integrated with any APS subsystem on any ground vehicle platform across the Army. MAF was released as a Beta version in February 2016. “Over the past months, we have built on that baseline by conducting integration efforts using three different APS defeat approaches and demonstrating the first end-to-end engagement, from cue to defeat using the MAPS approach.” Said Jeff Koshko, TARDEC’s associate director, Ground Vehicle Survivability & Protection. “The modular framework will continue to evolve, but we are confident this version will provide our collaboration partners an excellent starting point for adapting their APS technologies for MAF compliance.”
http://defense-update.com/20171010_maf.html
 
Mikä on hyöty sotakoneen hybriydylle kun polttoainetalous ja päästöt ei niin ratkaisevassa roolissa ole?

Valaiskaa?

Tietävämmät kertoivat jo paljon, joten lisävalaisen tietämättömyydestä käsin. Niinpä asiavirheet todennäköisiä ja asiaa tuntevat korjatkoot ja naurakoot korjatessaan:

Ekana pitäisi tietää että mimmoinen hybridi? Jos ei tiedetä, niin keksin omasta päästäni:

Kevytversio:

Ei starttimoottoria, laturia, vaihteistoa ja sen jälkeistä mekaanista voimansiirtoa. Moottorina iso rekan kone, jota on modattu niin. että vauhtipyörän paikalla/sijaan on generaattori-moottori. Se toimii siis myös käynnistysmoottorina. Teloja liikuttavia sähkömoottoreita on vaikka kuutisen kappaletta noin 200-250kW per kappale.

Tankki tarttee4 harvoin kauan huipputehoa, mutta vääntöä pitää olla paljon. Niinpä joku 15.6 litrainen ja 425kW MB:n kone riittää ihan kevyesti.

Tankin moottori + vaihteisto + mekaaninen voimansiirto on siis vaihtunut rekan koneeseen jota on kevennetty ja pienennetty kytkimen ja vaihteiston verran vaikka mukaan tulikin se generaattori.

Voima siirretään sähkönä = vähemmän häviöitä.

Koko alapuoli ja sen tilankäyttö voidaan suunnitella paremmin kun vaihteistot ja voimaa siirtävät akselit saadaan pois.

Akkuja voidaan tunkea alapohjaan paljon kunhan paloturvallisuus huolehditaan.

Löpösäilöä tarpeen mukaan = lisää tilaa vaikka toimintasädettä kasvatettaisiin.

Lämpöjälki putoaa murto-osaan ja se tulee isommalla viiveellä.

Hiljainen.

Jos suunnitellaan kokonaan uusi laite, niin tilansäästö voidaan käyttää ulkomittojen pienentämiseen samoilla sisätiloilla = kevyempi, pienempi maali, ketterämpi ahtaissa paikoissa, parempi polttoainetalous...

Suojan ja tulivoiman pysyessä samana noin kaikki muu paranee rutosti - myös toimintavarmuus.
 
Arvelisin tarvitsevan kuitenkin tarvitsevan ehkä tuplasti tuon tehoisen dieselin, jottei akut heti tyhjenisi. Muuten tuntuu oikealta minunkin mielestä.
 
Abrams sai turbiinin ikaankuin "vahingossa". US Army oli jo valinnut GM version, mutta Chrysler oli menossa konkkaan, ja kontrahti annettiin sille (lahes sama tankki, mutta turbiini dieselin sijaan).

M1A2 version yhteydessa yli puolitoista vuosikymmenta sitten pohdittiin moottorivaihtoehtoja seuraavan modernisointikierroksen pohjaksi:

With this [hybrid] configuration, the diesel engine need only be sized to meet cruising power requirements, and can operate all the time at its most effective speed or be turned off entirely during idle, resulting in significant fuel savings. A hybrid electric engine can also be operated in electric-only mode, bringing not only the infrared, but also the acoustic signature down to nearly nothing.

The advantage of the diesel in a tank designed for one is real, but there is an issue [however] in retrofitting the M1 family. The smallest diesel with the power and speed to drive this main battle tank is significantly larger and heavier than the turbine. In order to fit one in the chassis, something will have to be sacrificed
- no, sittemmin dieselit ovat pienentyneet, esim. Challenger 2:n vanhan 1200 hevosen tilalle mahtuu 1500 ilman mitaan muutoksia (voimansiirron vahvistaminen on muutos sinansa, muttei muuta moottoriosaston mitoitusta).

Saas nakkee mita muutoksia veli-venalainen joutuu tekemaan T-80 "me-too" turbiinitankkeihinsa, nyt kun niita modernisoidaan (Armada-haverin takia) otettavaksi takaisin kayttoon
 
Arvelisin tarvitsevan kuitenkin tarvitsevan ehkä tuplasti tuon tehoisen dieselin, jottei akut heti tyhjenisi. Muuten tuntuu oikealta minunkin mielestä.

Tämmöiseen ajatteluun nojasin ton moottorin teholuokan:

Jos vaihteisto ja voiman mekaaninen siirto saadaan pois, niin koko alaosa voidaan suunnitella paremmin käyttötarkoituksen ehdoilla.
+
Jos moottori pienenee rajusti + polttoainesäiliö pienenee 400 litraa, niin tässäkin saadaan tilan suunnitteluun lisää mahdollisuuksia.
+
kun jousitus/iskunvaimennus voidaan suunnitella uusiksi, niin taas tulee alaosaan tilankäytön mahdollisuuksia
===>
Ulkomittoja saadaan noin 8% per suunta pienemmiksi suojan kärsimättä. 0.92^3 ≈ 0.78
=>
55t taistelupainosta ≈> 43 tonnin taistelupainoon.
Maksimitehon tarve leikkautuu noin 22%

Isohävikkisen mekaanisen voimansiirron korvautuminen noin 1% hävikin sähköisellä järjestelmällä pienentää moottoritehon tarvetta noin 10%. Teloilla kääntyillessä sähkömoottorien tuottama hyöty on vielä isompi.

Maksimitehoa tarvitaan lyhyitä aikoja kerrallaan, nopeisiin syöksyihin, joita seuraa käännös, hidastus tai pysähdys. Jarrutusenergian talteenotto tuottaa 5% - 10% plussaa silloin kun tarvitaan maksimitehoa.

Vääntöä on aina yllinkyllin.

Jos 55t taistelupaino korkeahäviöllisellä voimansiirrolla vaatii 1 100kW niin matalahävikkinen saa saman suorituskyvyn 950 kW tehontuotolla.

Jos taistelupaino putoaa 55t => 43t niin maksimitehon tarve pienihäviöisenä 950kW => 740kW.

Jos 425kW moottorin avuksi saadaan huipputehoa tarvitessa 10% lisä jarrutusenergian talteenotolla, niin maksimitehontuotto on silloin noin 465kW. (460kW moottoriversiolla se olisi 505kW.)

(Äkkijarrutuksessa hetkellinen jarrutusenergian talteenotto ylittäisi taatusti akkujen kyvyn ottaa energiaa vastaan, joten sitä ei kannara huomioida ellei lisäapuna ole jotain kondensaattorityyppistä talteenottoa.)

Jos akuista saadaan tarvittaessa hetkellisesti ammennettua noin 400kW lisäpotkua, niin kuusi 200-250kW sähkömoottoria tuottaisi ymmärtääkseni esim. nyky-Leopardia ärhäkämmän liikkumiskyvyn jo 425kW tehoversiolla, joka ilman hybridiapuja liikuttaa ylipainoista täysperävaunuyhdistelmää maantienopeuksilla.

Kun tankilta ei tartte odottaa yli miljoonan kilometrin kestoa moottorille niin veikkaisin että samasta koneesta voisi aika turvallisesti puristaa 800kW maksimituotto. Se olisi vain viitisenkymmentä kW per litra.

(Se on pakko tunnustaa, että vedin sen koneen intuitiolla ja laskin ja tarkensin asioita vasta tähän.)
 
Viimeksi muokattu:
  • Tykkää
Reactions: ctg
Jos tulevaisuudessa pukkaa miniaturisoitua raidetykkiä, niin se kondensaattori on hyvä olla olemassa joka tapauksessa. Ainakin jatkosuunnitelmissa.

Yhden laukauksen enegiantarve on kertaluokkaa 0.5*5kg * (2000m/s )^2. ~10MJ. Jos ei lasketa häviötä mukaan.
Edit2: ja laukauksen jälkeen tippuvia sabotin osia.
 
Viimeksi muokattu:
Jos tulevaisuudessa pukkaa miniaturisoitua raidetykkiä,
"Hassua" kylla jo kauan sitten Abrams'sin turbiiniversio oli nimenomaan varautumista tuohon. Ja historian oikusta valittiinkin sitten, vaikka seka tuo tykki etta myohemmin 140mm versiot jatettiin "lapaamaan".
 
Maksimitehoa tarvitaan lyhyitä aikoja kerrallaan, nopeisiin syöksyihin, joita seuraa käännös, hidastus tai pysähdys. Jarrutusenergian talteenotto tuottaa 5% - 10% plussaa silloin kun tarvitaan maksimitehoa.

Jos 425kW moottorin avuksi saadaan huipputehoa tarvitessa 10% lisä jarrutusenergian talteenotolla, niin maksimitehontuotto on silloin noin 465kW. (460kW moottoriversiolla se olisi 505kW.)

(Se on pakko tunnustaa, että vedin sen koneen intuitiolla ja laskin ja tarkensin asioita vasta tähän.)

Periaatteessa hyväksyn ajatuskuvion, mutta pari huomiota:
- Et saa lisätehoa jarrutusenergian talteenotossa, sillä jarrutus ja kiihdytys ovat eri aikaa.
- Superelkot ottavat sähköä talteen (ja luovuttavat) akkujakin nopeammin. Sellaisia akuston kylkeen.
- Jos polttomoottori generoi virtaa alle puolet sähkömoottoreiden (huippu)tehosta, tyhjennät akkuja aika nopeasti. Akkujen tulee olla isot. No, joo - laskit toki mielestäni järkevästi, paljonko sitä tehoa tarvitaan. Polttomoottorin pitää olla niin tehokas, että sillä pystyy generoimaan sähköt tasaiseen ajoon reilusti (sillä reilulla lataillaan sitten taas akkuja rynnäkön lisätarpeisiin). Eli; polttomoottorin teho (eli akkujen latausteho) olisi syytä olla ehkä 1,25 - 1,5 kertainen tasaisen ajon tehovaateeseen. Vähintään. Luulisin. Muuten tarvitaan pirun iso akkupaketti ja piiiiitkät lataustauot lyhyiden rynnäkköjen jälkeen. Ja kyllä se akkupakettikin vaan painaa.

Periaatteessa kuitenkin siis hyväksyn hahmotelmasi.
 
generoimaan sähköt tasaiseen ajoon reilusti (sillä reilulla lataillaan sitten taas akkuja rynnäkön lisätarpeisiin). Eli; polttomoottorin teho (eli akkujen latausteho) olisi syytä olla ehkä 1,25 - 1,5 kertainen tasaisen ajon tehovaateeseen. Vähintään. Luulisin. Muuten tarvitaan pirun iso akkupaketti ja piiiiitkät lataustauot
Mita mielta turbiinista jatkossa? Enemman tehoa samassa tilassa/ samalla painolla kuin dieselissa, mutta pitaa sitten olla bensatankin taas isompi
- tarkoitan siis hybridissa, yhdistelmana
 
Mita mielta turbiinista jatkossa? Enemman tehoa samassa tilassa/ samalla painolla kuin dieselissa, mutta pitaa sitten olla bensatankin taas isompi
- tarkoitan siis hybridissa, yhdistelmana
Mää oon elektroniikkamiäs enkä mikään komemiäs. :)
Perusidea kuulostaa hyvältä, vaikka eivätpä ne Chryslerin yrityksestä huolimatta yleistyneen henkilöautoissakaan. PA-talous? Kuumuudet? Moottorin operointi on vaativampaa kuin dieselin, joskin moderni automaatio helpottaa. Jenkit käyttää, rys...venäläiset yrittää käyttää. Ideana olen puolesta, mutten tosiaan ole asiantuntija.
edit typoja
 
Kunnia ja velvollisuus
Suomen Sotilas | 19.10.2017 | Artikkeli http://www.suomensotilas.fi/kunnia-ja-velvollisuus/


Asevelvollisena Panssariprikaatissa

Lataa sähköinen kirja klikkaamalla kansikuvaa

Tätä kirjoittaessani palvelusajastani on kulunut päälle kaksi vuotta. Elämä on mennyt eteenpäin, mutta moni asia on muuttunut verrattuna elämään ennen armeijaa. Hyvässä sekä pahassa.

Ajatus kirjasta kypsyi oikeastaan jo palveluksen aikana; kaiken näkemänsä ja kokemansa halusi käsitellä jotenkin, eikä kirjoja nykyajan varusmiehenä olemisesta ole kovinkaan montaa. Viime sodat ja rauhanturvaoperaatiot hallitsevat kirjallista kenttää, mutta tuhansia miehiä ja satoja naisia vuosittain koskeva tapahtuma ja elämänvaihe on jäänyt pimentoon. Silti jokaiselle jää muistoja, joita jaetaan tutuille ja tuntemattomille sopivan tilaisuuden tullen, halusivat kuulla tai eivät. Viimeistään siinä vaiheessa, kun aloin nähdä unia, jossa palaan lomilta vain huomatakseni olevani reservissä, tajusin, että mielenrauhani takia asiat on hyvä kirjoittaa paperille.

Kirjaa lukiessa kannattaa muistaa, että kyseessä on korostetusti subjektiivinen kokemus. Ihmiset kokevat asiat eri tavoin, jopa saman yksikön sisällä, saati muissa joukko-osastoissa. Esitän kritiikkiä ja kehun silloin kun koen sen aiheelliseksi. Olen kirjoittanut päiväkirjamaisesti, mutta ulkomuistista – siksi ajanjaksoissa voi olla päällekkäisyyksiä ja ristiriitaisuuksia. Olen pyrkinyt käyttämään entisten inttitovereideni apua virheiden korjaamisessa, mutta otan täyden vastuun jäljellä olevista kömmähdyksistä. Olen säilyttänyt autenttisen kielenkäytön ja inttislangin, myös roisimmissa tapauksissa. Taiteilijan vapaudella olen poiminut tilanteita, jotka mielestäni sopivat esimerkeiksi lajeistaan, ja jättänyt pois häveliäisyyssyistä tiettyjä asioita palvelustovereistani. Samasta syystä myös nimet on muutettu.

Kirjaani ei ole tarkoitettu hyökkäykseksi armeijaa vastaan esimerkiksi Pentti Haanpään ”Kenttä ja kasarmi” -kirjan tapaan, vaikka esittämäni kritiikki on välillä purevaa. Uskon, että asevelvollisuus on paras vaihtoehto Suomelle, mutta uskon myös, että Puolustusvoimat kaipaa uudistuksia. Välillä ristiriita opetetun ja todellisuuden välillä oli hämmentävä, näin muun muassa johtajakoulutuksessa. Kannattaa muistaa, että esimerkiksi armeijassa opittu johtamistyyli siirtyy herkästi myös siviiliin – oli se relevantti tai ei.

Monessa kohdassa käsittelen myös hyvin henkilökohtaisia asioita, välillä rankkojakin. Toivon lukijalta kärsivällisyyttä sekä ymmärrystä näissä kohdissa. Pakottauduin kirjoittamaan kuten asiat aikoinaan koin, vaikka nykyiset tuntemukseni ovatkin erilaiset. Asioita on sovittu ja puhuttu halki. Aina ei mene kuten toivoo, toisinaan paska osuu tuulettimeen – mutta kaikesta voi selvitä. Päivä kerrallaan.

19.4.2017 Lappeenrannassa
Juhani Veijalainen

Avainsanat: asevelvollisuus, varusmiehet, varusmieskoulutus, varusmiespalvelu

http://www.suomensotilas.fi/wp-content/uploads/2017/10/Kunnia_ja_velvollisuus_Juhani_Veijalainen.pdf
 
Back
Top