美国海军陆战队正在测试一种新的欺骗性背心,该背心将部分利用太阳能为便携式电子设备供电。目的是减轻后勤方面的噩梦和将常规电池带入战场的物理挑战,使海军陆战队能够在偏远或难以供应的地方有效地工作更长的时间。
由于军事技术具有跳入民用领域的历史,因此值得一看,以了解他们的能力。
美国海军和海军陆战队的柔性动力
我们的普通读者可能已经注意到,当我们涵盖先进的太阳能和相关的R&D项目时,至少有一部分资金经常来自海军渠道(例如,这里和这里)。
考虑到海军在一个世纪的时间内将风能,煤炭,石油和核能等未来燃料推向极限的记录,这不足为奇。既然海军已经开始向混合动力和全电船过渡,那么海上航行就迫切需要一个更灵活,后勤效率更高的能源系统。
美国海军Elliot Fabrizio制作的MAPS背心。
这是海军陆战队的两倍,在这种情况下,一次典型的96小时巡逻可能会负担多达60磅的电池和水,同时还会增加包括无线电,夜视镜,GPS甚至是电力在内的电力相关装备的负荷笔记本电脑。仅这些电池即可重达20磅。
便携式太阳能
我们第一次接触到美国海军陆战队的便携式太阳能计划时,他们正在测试一个大型手提箱大小的便携式太阳能阵列。
背心是一项更加复杂的工作,它将便携性提高到了耐磨性水平。它被称为用于海上紧急巡逻系统的MAPS,它包括净水器和太阳能电池板。
MAPS太阳能电池板是通过海军研究实验室(NRL)开发的。它大约是一张纸的大小,是一种先进的多结太阳能电池,转换效率约为30%。
这比目前军方使用的典型太阳能电池高约22%,但NRL并没有就此停止。实验室希望通过提高50%或更高的效率来打破44%的全球效率记录。
即使只有30%,太阳能电池板也已经证明了其相对于仅基于常规电池的便携式能源系统的优越性。在上周的一次扩展的野外测试中,MAPS太阳能电池板继续为测试小组的收音机供电,而控制小组却没电了。
自言自语的太阳能背心
太阳能电池板是背心的主要特征,但远非唯一。VPM-402(用于背心电源管理系统)将所有部件组合在一起,使海军陆战队可以将多个设备连接到同一符合人体工程学设计的扁平形电池。
VPM会自动调整每个设备的电压要求,但最有趣的功能是它能够在其他连接的设备的存储能量之间进行通信,以及与太阳能进行通信。
这些“电气对话”提供了从一种设备到另一种设备的无缝能量传输,如项目负责人和电气工程师Eric South所解释的那样:
在某些情况下,他们的收音机可能会坏掉,但GPS电量充足。MAPS系统将使海军陆战队能够从GPS向失效的无线电设备供电……您可以插入几乎介于4到34 [直流伏特]之间的任何能源,以及任何下岗战斗人员通常佩戴或携带的能源负荷。无论您要取电还是通电,电源管理器都会自动识别出所插入的电源,并自行进行电气对话。
MAPS电池也可以从包括民用和军用车辆在内的常规电源进行充电。
美国海军陆战队与可再生能源
如果听起来像是由可再生能源支持的便携式微电网,那么您可能会有所准备。我们一直在注意到军方对由军事基地的可再生能源支持的车辆到电网和微电网系统的迅速增长的兴趣(新的SPIDERS微电网就是一个例子),而可穿戴微电网正是这一转变的一部分。
想法是通过将先进的储能系统与现场或超本地能源(主要是太阳能以及风能,地热能,沼气和生物燃料)相结合,开发出更具弹性,安全性和可靠性的系统。
作为海军研究办公室的大卫·斯迈利(David Smalley)所描述的“减轻负载”计划的一部分,海军陆战队特别对轻便的便携式微电网具有历史性的兴趣:
海军陆战队标志着其高机动性,高节奏的远征根源的回归,着眼于为战士减轻“负担”的需求……整个兵团的愿景不仅限于减轻武器或其他平台的物理重量。目的是帮助不成熟的海军陆战队和整个海军陆战队空地特遣部队全面思考,超越机动和超越敌人。
并非没有,但“支持我们的部队”党可能要暂停其反科学/基础研究的乐趣,以为依靠过时的燃料和过时的技术的负担完全落在了他们自称关心的人的肩膀。
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