Inginerii ZF şi Rolls-Royce au creat primul sistem de propulsie hibridă pentru un nou tanc european, succesor al lui Leopard şi Leclerc

Compania germană ZF şi divizia germană MTU a companiei britanice Rolls-Royce au anunţat crearea primului sistem de propulsie hibridă pentru un nou tanc european, menit să devină succesorul simultan al tancului german Leopard 2 şi al celui francez Leclerc. Noul tanc are numele de program MGCS şi reprezintă o colaborare dintre Germania şi Franţa de a dezvolta o nouă generaţie, iar cele două guverne au desemnat mai multe companii din fiecare ţară responsabile pentru diverse părţi din proiectare şi construcţia componentelor tancului. Ei bine, MTU Rolls-Royce a primit sarcina de a dezvolta sistemul de propulsie, datorită experienţei sale uriaşe în motoare durabile mari, iar ZF e un subcontractor aici, datorită experienţei uriaşe în cutii de viteze.

Foto: Noul sistem de propulsie hibridă

Rolls-Royce a dezvăluit încă acum aproape doi ani un concept de sistem de propulsie hibridă pentru un viitor tanc, dar la acea etapă ZF nu era implicat. Configuraţia de bază de atunci a evoluat, iar beneficiile aduse de ZF sunt enorme în manevrabilitate şi eficienţă în consum.

Poate părea un pic bizar să vorbim despre eficienţă la un tanc, ba chiar şi despre un sistem de propulsie hibridă, dar acest caz nu e unic în lume, ba chiar există exemple şi mai bizare de atât, precum primul tanc din lume propulsat electric pe bază de hidrogen, creat de sud-coreenii de la Hyundai Rotem şi dezvăluit în toamna anului 2024. Printre avantajele acelui tanc erau silenţiozitatea, dar e foarte greu de imaginat logistica de a asigura o staţie de alimentare cu hidrogen în condiţii reale de teren în acţiunile reală, nu în antrenamente.

Foto: Tancul sud-coreean cu propulsie de hidrogen

Tancul germano-francez de acum e mult mai realist în abordare, făcând uz de un sistem hibrid de propulsie mai ales datorită avantajelor de silenţiozitate, care-l poate face mai greu de observat şi auzit, dar şi datorită unui consum mai mic de carburant, care poate însemna alimentări mai rare, greutate mai mică şi agilitate sporită datorită componentei de propulsie electrică.

Motorul cu propulsie e unul nou, cu arhitectură V10 twn turbo diesel, derivat din familia actuală de motoare MTU din familia 199. Această familie de motoare avea versiuni V6 şi V8, iar în 2024 a fost prefaţat şi conceptul unui motor V10, care a ajuns acum la etapa matură a producţiei de serie, iar între timp familia a mai obţinut şi un motor V12.

Pe noul sistem de propulsie hibridă de pe tancul MGCS, motorul V10 diesel Rolls-Royce MTU va livra 1.100 kW putere mecanică, sau 1.496 CP. Acesta are 22,3 litri în capacitate cilindrică, e răcit cu apă, are nu doar două tubine, ci şi un intercooler cu aer, are demaror electric şi injecţie directă, iar cuplul său maxim e de-a dreptul uriaş, atingând 5.000 Nm!

Şi toate astea la o greutate proprie de doar 1.670 kg. Şi motorul poate opera atât cu combustibil diesel standardizat F-54, cât şi cu combustibil de aviaţie F-34, pe bază de kerosen.

Partea şi mai interesantă vine la partea pe care a elaborat-o ZF, adică transmisia cu propulsie electrică integrată. Rolul acestei transmisii porneşte de la unul similar maşinilor hibride, prin care trebuie să preia puterea de la motorul cu combustie şi s-o transmită către axele de propulsie, ajustând raportul necesar şi jonglând când e cazul şi cu sursa de propulsie electrică. Acest nou tanc va avea un sistem paralel de propulsie hibridă, ceea ce înseamnă că atât electromotorul, cât şi motorul cu combustie, pot să-şi trimită forţa către axele de propulsie, separat sau combinat.

Doar că un tanc nu are roţi obişnuite şi un diferenţial între ele, ci şenile. Iar direcţia acestuia se realizează prin variaţia vitezei uneia de şenile faţă de alta. Iar cutia de viteze trebuie să transmită putere către ambele şenile, fiind totodată pregătită pentru această diferenţă majoră care are putea surveni între o şenilă şi alta. De obicei direcţionarea tancurilor se face prin frânarea unei şenile sau prin ambreiaje, dar ambele metode înseamnă rezistenţă suplimentară şi consum adiţional de energie în van.

Noua transmisie ZF are un electromotor integrat între propulsorul diesel şi cutia propriu-zisă, datorită căruia puterea cumulată ajunge la 1.400 kW sau 1.903 CP. Ulterior în schema constructivă urmează partea de roţi dinţate clasice, mari şi durabile, pentru a putea menaja puterea de 1.903 CP şi a asigura schimbul necesar de trepte.

Apoi urmează un mecanism de supra distribuţie între roţi, prin care ambele şenile trec printr-un soi de reductor cu raport continuu variabil, controlat electromecanic. Ne putem imagina acest reductoare pe principiul unui diferenţial cu două intrări, în care există un electromotor suplimentar. Acesta induce la un moment dat o diferenţă proprie, care alterează distribuţia de cuplu între cele două şenile fără a pierde energie în aplicarea de rezistenţă. Practic, dacă motorul cu combustie şi cutia cu trepte transmite 30 km/h viteză de bază şi acel electromotor intervine cu o diferenţă introdusă de 3 km/h pe şină, atunci acea viteză de 30 km/h e distribuită între şine ca 27 km/h pe una şi 33 km/h pe alta, iar astfel vehiculul virează spre direcţia unde şina are viteză mai mică.

Faptul că tot procesul e controlat de un electromotor, ghidat electronic, îi dă tancului o precizie de manevrare nemaivăzută, spun cei de la ZF şi Rolls-Royce, întrucât rata de variaţie e continuă şi poate fi controlată cu mare precizie. Şi e valabil şi la pivotările pe loc.

Toate sistemele electronice ale noului tanc sunt protejate de condiţii de mediu dure, dar şi de interferenţe magnetice exterioare. Ba chiar şi motorul V10 diesel are un sistem de injecţie proiectat să înghită şi combustibil de calitate joasă, cu impurităţi, fără a fi afectat — un atribut mai rar pentru zilele noastre, care ne spune că acest tanc nu mai e proiectat doar pentru parade şi antrenamente, ci pentru a fi compatibil cu condiţii realiste de luptă.