美國(guó)海軍新項(xiàng)目無人艇。
沒有艙室,沒有舷梯,沒有應(yīng)急通道。
整條船55米長(zhǎng),240噸排水量,目標(biāo)是在公海獨(dú)立運(yùn)行最長(zhǎng)一年。
它叫Defiant,是美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局牽頭的無人化艦船項(xiàng)目的全尺寸驗(yàn)證船,去年2月下水,目前正在海試。
這艘船作為3D打印發(fā)電機(jī)技術(shù)的候選試驗(yàn)平臺(tái)。
一家叫Hyliion的公司將交付一套完整的800千瓦動(dòng)力系統(tǒng),由四臺(tái)200千瓦的核心組成。海試定在2027年。
這是首次有一艘無人海軍艦艇,把核心動(dòng)力交給完全由3D打印造出來的發(fā)電機(jī)。
電機(jī)的原理可以追溯到200年前。
一種叫斯特林循環(huán)的熱力學(xué)方法,把工作氣體封在密閉腔體里加熱,氣體膨脹推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),活塞上的磁鐵陣列經(jīng)過銅線圈,產(chǎn)生電流。
整個(gè)過程沒有燃燒,是一種低溫的氧化反應(yīng)。
聽起來不復(fù)雜。
問題是,斯特林技術(shù)過去兩個(gè)世紀(jì)一直沒成氣候,原因在制造。
它需要的熱交換器、燃燒腔,幾何形狀復(fù)雜到傳統(tǒng)機(jī)加工和焊接根本做不出來。
勉強(qiáng)做出來的版本,效率上不去,可靠性下不來,必須用油潤(rùn)滑,關(guān)鍵零件每隔一段時(shí)間就得拆開翻修。
直到金屬3D打印把這個(gè)局面打開。
公司公開信息說發(fā)電機(jī)核心關(guān)鍵部件的復(fù)雜結(jié)構(gòu),只有靠增材制造才能實(shí)現(xiàn)。
每臺(tái)200千瓦的核心長(zhǎng)這樣:
四個(gè)同步的活塞軸,每個(gè)軸上只有一個(gè)直線作動(dòng)器,運(yùn)行在低摩擦的氦氣軸承上。
整臺(tái)機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件只有四個(gè),沒有油,沒有潤(rùn)滑劑,完全密封。
目前公布的凈效率約50%,是常規(guī)柴油或燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的兩倍。
冷啟動(dòng)到滿功率約4分鐘,熱待機(jī)狀態(tài)下可以更快。
同一臺(tái)硬件可以燒20多種燃料,包括天然氣、丙烷、氫氣、重質(zhì)液體燃料。
這次驗(yàn)證版本,燒的是海軍艦用柴油。
800千瓦動(dòng)力系統(tǒng)整套是模塊化的。
四臺(tái)200千瓦的核心不是簡(jiǎn)單并聯(lián)在一起,而是可以分布在船的不同位置。
任何一臺(tái)出問題,剩下三臺(tái)繼續(xù)支撐任務(wù),冗余直接做在物理布局里。
冷卻方式叫【龍骨冷卻】,就是發(fā)電機(jī)的散熱回路直接通過船體龍骨與海水換熱,省掉了獨(dú)立的海水冷卻泵和管路,密封性更好,能出故障的環(huán)節(jié)更少。
低噪聲、低紅外熱信號(hào)、運(yùn)動(dòng)部件極少、不需要換油,這幾個(gè)特征很關(guān)鍵。
海上獨(dú)立運(yùn)行一年的目標(biāo),落到動(dòng)力系統(tǒng)上,就是減少維修維保頻率。
目前項(xiàng)目處于岸上測(cè)試階段。
美國(guó)國(guó)會(huì)在去年協(xié)調(diào)法案里,為中型無人水面艦艇專項(xiàng)撥款21億美元。
DARPA已經(jīng)明確,完成擴(kuò)展海試后將移交美國(guó)海軍。
#增材制造 #無人艇 #發(fā)電機(jī)
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.