Подзарядился - и в бой!
Российская армия — и это признают все — догнала по уровню оснащенности электроникой самые современные армии мира. Командирские гаджеты, тепловизоры, военные мобильники — без всего этого не представить уже наших спецназовцев или десантников. Но вместе с плюсами цифровизация принесла и проблемы. Например, с подзарядкой. Ведь военная операция может длиться неделями. Как сделать, чтобы за это время вся военная электроника «не умерла» без электричества? Наши конструкторы нашли выход. Создали линейку автономных источников энергии, включая солнечные батареи, ветроэлектрогенераторы и даже микро-ГЭС.
Армии нашей по части использования различного рода электронных устройств в силу многих причин пришлось быть в роли догоняющей. Вооруженные силы США, например, технологическую революцию пережили на пару десятилетий раньше. С 90-х годов американцы обкатывали новое оружие в практически перманентных военных действиях на Ближнем Востоке: в Ираке, Афганистане, Сирии… Соответственно, и с проблемой подзарядки в полевых условиях электронных систем вооружения Пентагон столкнулся раньше.
Так, при Комитете начальников штабов вооруженных сил США появился специальный орган — межведомственный комитет по солнечной энергетике. Он контролирует выполнение плана по внедрению автономных возобновляемых источников электроэнергии в войсках. О значении, которое Пентагон уделил проблеме, говорит то, что ею усиленно занялось американское Агентство по передовым оборонным и научно-исследовательским разработкам (DARPA). Оно профинансировало ряд крупных разработок.
Пентагон, кстати, всерьез озабочен повышением энергоэффективности. ВМС США к 2020 году сократят потребление топлива на 15%. Энергоэффективность авиации планируется повысить на 10%. А корпус морской пехоты ВМС США к 2025 году должен в 1,5 раза улучшить показатель энергоэффективности в условиях боя. То есть ежедневный расход топлива в расчете на одного морпеха сократится на 50%.
Одна из целей энергореформы Пентагона — повышение энергонезависимости войск, действующих на необеспеченных территориях. В подразделениях тактического звена армии США в качестве индивидуального источника энергии широко применяются системы Enhanced Operational Power System (EOPS). А в качестве групповых источников энергии — оборудование Ground Renewable Expeditionary Energy Systems (GREENS). Благодаря этим системам подразделения армии США могут в течение длительного времени проводить операции в автономном режиме, независимо от географического положения и энергетической инфраструктуры.
В России постарались максимально учесть мировые военные тенденции. Как сообщили «Армейскому стандарту» в управлении начальника Инженерных войск, альтернативные возобновляемые источники энергии создаются у нас двух типов: межвидового применения и специального назначения. Устройства первой группы предназначены для обеспечения электропитания в любых воинских формированиях — мотострелковых, танковых, авиационных, ПВО. Вторая же группа разрабатывается и используется для энергообеспечения образцов вооружения, военной и специальной техники, воинских формирований и автономных военных объектов с учетом специфики их функционирования.
К автономным возобновляемым источникам межвидового использования относятся солнечные энергосистемы, ветрогенераторы, микро-ГЭС и электрохимические генераторы. Они бывают индивидуальными и групповыми.
Спектр устройств самый широкий. Это и зарядные солнечные устройства, и переносные фотоэлектростанции, и сетевые солнечные электростанции, и комбинированные энергоустановки.
Требования к генераторам военного назначения традиционные: некритичность к большому количеству включений и отключений и высокий коэффициент полезного действия.
Цели разработки энергопреобразователей самые прагматичные: энергообеспечение солдат и подразделений при выполнении ими задач на не обеспеченных электросетями территориях, электропитание образцов вооружения, а также снижение затрат на оплату традиционных энергоносителей.
Особенно актуальными подобные задачи стали после начала операции российских ВКС в Сирии. Там же новые устройства апробировались. К примеру, полученные в ходе инициативных опытно-конструкторских работ межвидовые автономные возобновляемые источники прошли войсковую эксплуатацию в Сирии в 2017 году. По информации Минобороны, эта система представляет собой мобильное компактное солнечное зарядное устройство с фотоэлектросистемой в виде раскладной солнечной батареи.
Созданы также индивидуальные источники электроэнергии трех вариантов: мощностью в 30, 50 и 100 Вт. Плюсом новых батарей является применение в их конструкции фотоэлектрических преобразователей не импортного, а российского производства. Собираются они по современной технологии, имеют коэффициент полезного действия свыше 20%.
Главные потенциальные потребители новых энергоустройств военнослужащие подразделений ВДВ, морской пехоты, сил специальных операций, других мобильных подразделений, выполняющих задачи там, где нет централизованного энергоснабжения.
В отличие от индивидуальных источников электроэнергии групповые представляют собой полный цикл операций по выработке, накоплению и преобразованию энергии. Для войсковых потребителей разработана серия раскладных солнечных батарей. Так, в ГИЭЭ-100 применяется одиночная батарея мощностью 72 Вт, а в ГИЭЭ-200 и ГИЭЭ-300 используются соответственно четыре и восемь батарей, мощность каждой из которых составляет 80 Вт.
Четыре батареи объединяются в единую фотоэлектросистему. Мощность ГИЭЭ-200 составляет 320 Вт, а ГИЭЭ-300 — 640 Вт. Такой мощности достаточно, чтобы поддерживать функционирование энергосистем в подразделении. Аккумуляторы изготовлены по литий-ионной технологии. Системы управления максимально автоматизированы, многие операции могут проводиться без участия человека.
Источники энергии оснащаются преобразователями напряжения с рабочими параметрами с 1,5 до 24 В, а также с 12 до 5,5 В. Подключение — через гнездо USB. В комплекте зарядные устройства для малогабаритных аккумуляторных батарей типа АА, ААА, 18650, а также широкий ряд универсальных адаптеров и соединительных кабелей.
Принцип разделения накопителя и фотоэлектрической системы в групповых источниках позволяет летом эксплуатировать фотоэлектрическую систему в оптимальных условиях, сохраняя накопители в естественной или искусственно созданной тени.
При эксплуатации зимой фотоэлектрическая система может функционировать на открытом воздухе при температурах до -50 градусов Цельсия. При этом накопитель, находящийся в помещении с более высокой температурой, работает в комфортных условиях.
ГИЭЭ-200 и ГИЭЭ-300 — это многокорпусные системы, размещенные в герметичных кейсах. Их удобно транспортировать и хранить.
По оценке экспертов, опорная конструкция фотоэлектрической системы построена с минимальным использованием отдельных деталей. Она улучшила условия эксплуатации групповых источников, сократив время развертывания фотоэлектрической системы в три раза и уменьшив штатный расчет до одного военнослужащего.
Конструкция фотоэлектрической системы выполнена таким образом, чтобы солнечный луч на поверхности батареи был близок к прямому углу. Это позволяет генерировать максимальное количество энергии.
Поставка индивидуальных и групповых источников электроэнергии в инженерные войска Вооруженных сил России запланирована на 2019 год. Они будут закреплены как за отдельными военнослужащими, так и за отделениями, ротами и батальонами.
Энергосистемы снимут зависимость снабжения подразделений и мобильных образцов вооружения, военной и специальной техники на поле боя и на территориях, где электроснабжения нет или есть его дефицит.
Разработка автономных возобновляемых источников энергии продолжается. Управление начальника инженерных войск совместно с представителями оборонно-промышленного комплекса планирует в ближайшие годы представить для эксплуатации в Вооруженные силы серию автономных энергоустановок нового поколения. В линейке устройств четыре мобильных накопителя тактического звена (энергоемкость от 2 до 16 кВт/ч), два накопителя оперативного звена (120 и 260 кВт/ч) и ряд мобильных автономных энергетических модулей межвидового и арктического применения. Последние используют в качестве генерирующих систем фотоэлектросистемы, ветрогенераторы и микро-ГЭС с выходными параметрами по мощности от 5 до 60 кВт.
При реализации энергетической стратегии Министерством обороны России воинские формирования родов и видов Вооруженных сил будут надежно обеспечены электроэнергией для проведения операций в автономном режиме независимо от географического положения и наличия энергетической инфраструктуры.
