Krab i Borsuk mogą dostać polskie serce. Koniec zależności od Niemiec
To może być największa zmiana technologiczna w polskim uzbrojeniu i polskim przemyśle zbrojeniowym. Polscy naukowcy i inżynierowie stworzyli koncepcję hybrydowego układu napędowego dla armatohaubicy Krab i bojowego wozu piechoty Borsuk.
Armatohaubice Krab i bojowe wozy piechoty Borsuk od lat należą do najważniejszych produktów polskiego przemysłu zbrojeniowego. Jednak ich kluczowy element, układ napędowy, wciąż pochodzi z zagranicy. Polscy naukowcy chcą to zmienić, proponując hybrydowy napęd opracowany w kraju, który ma być tańszy, łatwiejszy w serwisowaniu i przygotowany na wymagania przyszłego pola walki.
Naukowcy zrzeszeni w Politechnicznej Sieci Obronności i Bezpieczeństwa przygotowali koncepcję krajowego hybrydowego układu napędowego dla armatohaubicy Krab oraz bojowego wozu piechoty Borsuk. Projekt powstał we współpracy z Hutą Stalowa Wola (Polska Grupa Zbrojeniowa) i ma uniezależnić produkcję od zagranicznych dostawców, jednocześnie znacząco obniżając koszty oraz zwiększając możliwości eksportowe polskich pojazdów - podaje serwis Polska Zbrojna.
Najdroższy element Kraba pochodzi z zagranicy
Zarówno Krab, jak i Borsuk wykorzystują aktualnie niemieckie zespoły napędowe MTU dostarczane jako kompletne powerpacki. W skład takiego zestawu wchodzi silnik spalinowy oraz przekładnia hydrokinetyczna, tworzące gotowy moduł montowany w pojeździe.
To rozwiązanie solidne, technologicznie dojrzałe, sprawdzone, ale jednocześnie bardzo kosztowne. Według danych przekazanych przez Politechnikę Lubelską cena jednego kompletu może sięgać nawet 12 mln zł. W przypadku armatohaubicy Krab to wydatek odpowiadający mniej więcej jednej piątej wartości całego pojazdu.
Koszty to jednak tylko część problemu. Korzystanie z zagranicznych komponentów to również uzależnienie od producenta, dostępności części zamiennych oraz ewentualnych zgód eksportowych. W praktyce może to utrudniać sprzedaż polskich pojazdów do wybranych państw.
Zupełnie nowa koncepcja
Polscy naukowcy proponują całkowicie nową koncepcję. Zamiast jednego silnika spalinowego i ciężkiej przekładni hydrokinetycznej miałby powstać układ dwóch silników współpracujących z napędem elektrycznym zasilanym przez dwie prądnice. Takie rozwiązanie ma zwiększyć odporność pojazdu na uszkodzenia bojowe oraz poprawiać jego właściwości manewrowe - podaje Polska Zbrojna.
Prace nad nowym napędem prowadzi zespół, w skład którego wchodzą naukowcy z Politechniki Lubelskiej, Politechniki Rzeszowskiej i Politechniki Świętokrzyskiej. IPrace ruszyły po utworzeniu w 2023 r. Politechnicznej Sieci Obronności i Bezpieczeństwa.
Ta współpraca łączy potencjał badawczy trzech uczelni technicznych z doświadczeniem przemysłowym Huty Stalowa Wola. Uczelnie zapewniają zaplecze naukowe, kompetencje projektowe, obliczeniowe i badawcze, natomiast partner przemysłowy wnosi wiedzę dotyczącą konstrukcji pojazdów gąsienicowych, warunków ich produkcji, integracji podzespołów oraz późniejszego wdrożenia. Szczegółowe zadania są dzielone zgodnie z kompetencjami poszczególnych zespołów i zakresem uzgodnionym w dokumentacji projektu – tłumaczy Polsce Zbrojnej prof. dr hab. inż. Jarosław Sęp, prorektor Politechniki Rzeszowskiej ds. rozwoju i współpracy.
Dwa silniki zamiast jednego
Proponowane przez naukowców rozwiązanie znacząco różni się od klasycznej konstrukcji. Zamiast jednego dużego silnika współpracującego z ciężką przekładnią hydrokinetyczną zastosowany zostałby szeregowy układ hybrydowy.
Oznacza to wykorzystanie dwóch silników spalinowych współpracujących z generatorami energii elektrycznej, które zasilają silniki elektryczne napędzające pojazd. Taka architektura jest dobrze znana z nowoczesnych pojazdów cywilnych, jednak w zastosowaniach wojskowych otwiera zupełnie nowe możliwości.
Najważniejszą zaletą jest większa odporność na uszkodzenia. Jeśli jeden z silników zostanie zniszczony podczas walki, drugi może nadal dostarczać energię, pozwalając pojazdowi opuścić zagrożony rejon. W przypadku klasycznego napędu awaria głównego silnika zwykle powoduje całkowite unieruchomienie maszyny.
Projekt zakłada także rezygnację z klasycznej przekładni hydrokinetycznej, która sama waży około dwóch ton. Kompletny powerpack osiąga masę około czterech ton.
Silniki elektryczne oferujące moc szczytową około 340 kW ważą zaledwie około 40 kg. Klasyczny silnik spalinowy o mocy 300 kW waży od 900 do 1400 kg. Oczywiście cały układ napędowy obejmuje znacznie więcej elementów niż same silniki, jednak pokazuje to skalę różnicy między nowoczesnym napędem elektrycznym a tradycyjnymi rozwiązaniami mechanicznymi.
Mniejsza masa oznacza większą swobodę projektowania pojazdu. Konstruktorzy mogą przeznaczyć zaoszczędzone kilogramy na dodatkowy pancerz, większy zapas amunicji lub dodatkowe wyposażenie elektroniczne.
Silniki elektryczne mają jeszcze jedną ważną cechę. Przez krótki czas są w stanie generować moc znacznie przekraczającą ich parametry nominalne. Dzięki temu ciężki pojazd może gwałtowniej przyspieszać, sprawniej pokonywać przeszkody terenowe oraz łatwiej wydostawać się z błota czy grząskiego podłoża.
Powrót do polskiego silnika
Jednym z elementów projektu jest wykorzystanie krajowej bazy przemysłowej. Fundamentem nowego napędu miałby zostać silnik produkowany przed laty w Mielcu, wykorzystywany między innymi w samochodach ciężarowych Jelcz.
Nie chodzi jednak o odtworzenie starej konstrukcji. Inżynierowie planują jej głęboką modernizację obejmującą zwiększenie mocy, zastosowanie nowoczesnych układów wtryskowych oraz elektronicznego sterowania.
Autorzy projektu podkreślają, że wiele polskich przedsiębiorstw już dziś produkuje elementy silników dla światowych koncernów motoryzacyjnych i lotniczych. Oznacza to, że kompetencje przemysłowe istnieją, a wyzwaniem pozostaje ich wykorzystanie na potrzeby krajowego programu wojskowego.
Posiadanie pełnej dokumentacji technicznej, praw do technologii oraz własnych zdolności produkcyjnych daje także większą kontrolę nad serwisowaniem sprzętu przez kilkadziesiąt lat jego eksploatacji.
Hybrydowy Krab mógłby zasilać broń przyszłości
Korzyści z zastosowania napędu hybrydowego nie kończą się na oszczędnościach.
Coraz większe znaczenie na współczesnym polu walki mają systemy wymagające ogromnych ilości energii elektrycznej. Dotyczy to przede wszystkim laserów bojowych oraz przyszłych dział elektromagnetycznych, które są rozwijane jako odpowiedź na rosnące zagrożenie ze strony dronów.
Według autorów projektu nowy układ napędowy miałby zapewniać nawet około 700 kW dostępnej mocy elektrycznej. To poziom, który pozwoliłby w przyszłości integrować z Krabem lub Borsukiem nowoczesne systemy uzbrojenia bez konieczności instalowania dodatkowych źródeł zasilania.
Równie praktyczna wydaje się możliwość prowadzenia tzw. cichego czuwania. Pojazd mógłby przez kilka godzin zasilać wszystkie systemy pokładowe wyłącznie z akumulatorów, bez uruchamiania silnika spalinowego. Ograniczałoby to hałas i zmniejszało sygnaturę cieplną, utrudniając wykrycie przez przeciwnika.
Przy odpowiednio pojemnych bateriach możliwe byłoby także pokonanie kilku kilometrów wyłącznie przy wykorzystaniu napędu elektrycznego.
Wszystko rozbija się o 20 mln zł
Pierwszy etap prac został już zakończony. W 2023 r. Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczyło milion złotych na przygotowanie studium wykonalności.
Efektem jest liczący ponad 600 stron raport opublikowany w maju 2024 r., w którym potwierdzono możliwość opracowania krajowego układu napędowego oraz wskazano potencjalnych polskich dostawców poszczególnych komponentów.
Teraz potrzebny jest kolejny krok. Aby zbudować jeżdżący demonstrator technologii, przeprowadzić badania, certyfikację i przygotować rozwiązanie do produkcji seryjnej, potrzebne jest około 20 mln zł. To właśnie od pozyskania finansowania z Ministerstwa Obrony Narodowej, Agencji Rozwoju Przemysłu lub Narodowego Centrum Badań i Rozwoju zależy, czy projekt opuści etap dokumentacji i trafi na poligon.
Jeżeli środki uda się zdobyć, Polska może zyskać nie tylko własny układ napędowy dla Krabów i Borsuków, ale także technologię, która w przyszłości stanie się jednym z filarów krajowego przemysłu obronnego. W sytuacji, gdy bezpieczeństwo dostaw i niezależność technologiczna mają coraz większe znaczenie, własny napęd może okazać się równie ważny jak nowoczesne uzbrojenie czy pancerz.
Dziennikarz Spider's Web, zajmuje się tematyką militariów i obronności. Jest pasjonatem lotnictwa, broni pancernej i miłośnikiem symulatorów. Pisze o nowych technologiach, takich jak broń hipersoniczna czy laserowa. Interesuje się historią konfliktów oraz Chin i Wietnamu w XX wieku. Dziennikarzem jest od 1998 roku. Pracował w Super Expressie, Gazecie Wyborczej, Purepc. Jest autorem trzech książek poświęconych wojnie w Wietnamie. Prywatnie interesuje się również fizyką, grami, kotami i kolarstwem górskim.