Nguồn điện hóa học và ứng dụng trong quân sự

Bài viết trình bày giới thiệu tổng quan các lọai nguồn điện hóa học đặc chủng, các loại pin hoạt hóa bằng các phương pháp khác nhau sử dụng cho tàu ngầm, máy bay không người lái, trong tên lửa, bom, mìn, thuỷ lôi, đạn pháo có điều khiển, các trạm cấp cứu, tín hiệu,... bài báo cũng giới thiệu tóm tắt về nguyên lý cấu tạo, tính năng kỹ thuật cùng lĩnh vực ứng dụng của các nguồn điện nói trên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguồn điện hóa học và ứng dụng trong quân sự Thông tin khoa học công nghệ NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUÂN SỰ Nguyễn Văn Tú* Tóm tắt: Giới thiệu tổng quan các lọai nguồn điện hóa học đặc chủng, các loại pin hoạt hóa bằng các phương pháp khác nhau sử dụng cho tàu ngầm, máy bay không người lái, trong tên lửa, bom, mìn, thuỷ lôi, đạn pháo có điều khiển, các trạm cấp cứu, tín hiệu,... bài báo cũng giới thiệu tóm tắt về nguyên lý cấu tạo, tính năng kỹ thuật cùng lĩnh vực ứng dụng của các nguồn điện nói trên.Từ khóa: Nguồn điện; Vũ khí; Pin nhiệt; Tên lửa; Tàu ngầm. 1. NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC SỬ DỤNG TRONG QUÂN SỰ Nguồn điện hóa học ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của các ngànhkinh tế quốc dân cũng như trong kỹ thuật quân sự, công nghệ cao. Trong kỹ thuật quân sự nhưtàu ngầm, máy bay, tên lửa, đạn pháo có điều khiển, hệ điều khiển bom, mìn, thuỷ lôi, thiết bịphát, thu tin hiệu cấp cứu,… sử dụng bộ nguồn điện hóa học đặc chủng có dung lượng lớn, thiếtkế đặc biệt hoặc dưới dạng ắc qui hay pin dự trữ (PDT) hoạt động một lần. Nguồn điện sử dụng trong tàu ngầm, máy bay và máy bay không người lái, có các tính năng,thiết kế đặc biệt như: Dung lượng lớn, khả năng phóng nạp ở chế độ dòng cao như nguồn điệnbạc-kẽm, nguồn điện liti-ion, dưới dạng ắc qui [1-3]. Trong khi PDT khác với nguồn điện hóa học thông thường, trong PDT dung dịch điện lyđược cô lập với khối điện cực trong quá trình bảo quản pin và chỉ được đưa vào hoạt hóa trướckhi sử dụng. Do để tách biệt dung dịch điện ly với khối điện cực nên nguồn điện hóa học có thờigian bảo quản lâu, thông thường 5-10 năm, thậm chí trong một số nguồn điện hóa học có thể kéodài 15-20 năm nhờ sử dụng các hệ điện hóa đặc biệt cũng như cải tiến công nghệ chế tạo [4-6]. Trong lĩnh vực quân sự, phụ thuộc vào tính năng kỹ thuật của các vũ khí, khí tài mà người tachế tạo các nguồn điện hóa học với các hệ điện hóa cũng như phương pháp hoạt hóa khác nhaunhư: đập vỡ ampul, nén ampul dung dịch bằng khí, thẩm thấu dung dịch hay làm nóng chảy dungdịch rắn bằng nhiệt [6-8] để đưa pin vào trạng thái hoạt động. Bài báo này, chúng tôi xin giới thiệu một số nguồn điện hóa đặc chủng và các nguyên lý hoạtđộng bới các nguyên lý khác nhau sử dụng trong kỹ thuật quân sự. 2. GIỚI THIỆU CÁC NGUỒN ĐIỆN VÀ PDT SỬ DỤNG QUÂN SỰ2.1. Nguồn điện đặc chủng khởi động cho tàu ngầm, máy bay và xe thiết giáp2.1.1. Nguồn điện cho tàu ngầm Tàu ngầm tiêu thụ rất nhiều năng lượng dưới các dạng khác nhau: Cơ năng, điện năng, ápnăng,... để cung cấp cho các hệ thống thiết bị trên tàu hoạt động như bộ điều khiển, các đông cơ,hệ thống duy trì sự sống, vũ khí, thông tin,... Năng lượng cung cấp chính cho tàu ngầm gồm 03dạng chính: Năng lượng từ phản ứng hạt nhân, năng lượng từ nhiên liệu diezen và hóa năng.Trong khuôn khổ bài viết chỉ đề cập tới năng lượng hóa năng dưới dạng nguồn điện ắc qui, cácnăng lượng hóa năng như pin nhiên liệu, năng lượng hạt nhân chưa đề cập tới [6-8]. Trong tàu ngầm hệ diezen-điện như P3, P4 và tàu kilo, ắc qui chính là nguồn năng lượngchính được sử dụng khi tàu lặn ngầm, cung cấp năng lượng điện duy trì hoạt động của môtơ điện,làm quay tuabin và chuyển động của tàu. Ngược lại khi tàu nổi, hoặc gần bề mặt nước, động cơdiezen hoạt động và cung cấp nguồn năng lượng chính cho tàu. Bảng 1 trình một số tính năng, kỹthuật của nguồn điện cho tàu ngầm [7, 8].164 Nguyễn Văn Tú, “Nguồn điện hóa học và ứng dụng trong quân sự.”Thông tin khoa học công nghệ Bảng 1. Một số tính năng kỹ thuật nguồn điện sử dụng tàu ngầm và tàu ngầm mini [7, 8]. Tên thiết bị Thông số kỹ thuậtTàu ngầm P3 Hệ bạc-kẽm, 120 V-150Ah, khả năng phóng dòng 200A, trọng lượng 90 kg.Tàu ngầm P4 Hệ chì-axit (Pb/H2SO4/PbO2), có dung lượng lớn, 250V-1000Ah, khả năng phóng dòng 200 A, trọng lượng 390 kg.Tàu ngầm Kilo Hệ chì-axit (Pb/H2SO4/PbO2, có dung lượng lớn, 250 V-10.000Ah, khả năng phóng dòng 3600A, trọng lượng 820 kg.2.1.2. Nguồn điện cho máy bay Nguồn điện dạng ắc qui được sử dụng để làm nguồn khởi động cho máy bay trong cả huấnhuyện và chiến đấu. Các yêu cầu về kỹ thuật như hệ số an toàn cao, trước khi làm nhiệm vụ mớiđược lắp đặt nguồn điện. Nguồn điện này thường sử dụng các loại nguồn điện có dung lượngriêng cao, thiết kế gọn, nhẹ và có dòng phóng lớn. Hiện nay có 02 kỹ thuật sử dụng nguồn điệncho hàng không: Nguồn điện bạc-kẽm và nguồn điện lithium chống cháy nổ (LiPo) [6, 9-10].Bảng 2 trình bày một số tính năng, kỹ thuật của các nguồn điện dùng làm nguồn khởi động chocác loại máy bay. Thời gian gần đây với việc phát triển nguồn điện lithium-iron phosphate chốngcháy nổ, thay thế nguồn điện bạc-kẽ ...