مقاله میکروتوربین



مقاله:
میکروتوربین

میکروتوربین
میکروتوربینها در واقع توربینهای گازی کوچکی هستند که معمولاً ظرفیت آنها بین 30 تا 500 کیلووات می باشد. اجزای اصلی یک میکروتوربین در شکل2 نشان داده شده است. در یک میکروتوربین هوا توسط یک کمپرسور جریان شعاعی (سانتریفوژ) متراکم شده و سپس در یک مبدل حرارتی رکوپراتور توسط گازهای گرم خروجی از توربین، پیش گرم می شود. آنگاه هوای گرم شده در محفظه احتراق با سوخت مخلوط شده و محترق می گردند. گازهای داغ حاصل از احتراق که فشار و دمای بالایی دارند، در یک توربین منبسط شده و از این طریق روی توربین کار انجام می دهند. سپس این کار توسط یک ژنراتور به توان الکتریسیته تبدیل می شود. کار حاصل از انبساط با چرخاندن توربین، باعث حرکت دادن کمپرسور نیز می شود. سرانجام گازهای خروجی از توربین انبساط به مبدل حرارتی رکوپراتور رفته و باعث پیش گرم شدن هوای خروجی از کمپرسور می شود.
اکثر طرحهای میکروتوربین ها تک محوره می باشد که از یک ژنراتور مغناطیس دائم سرعت بالا، برای تولید ولتاژ و فرکانس متغیر جریان متناوب (AC) استفاده می شود. بیشتر واحدهای میکروتوربین ها برای مصارف دائمی طراحی می شوند که می توان برای افزایش راندمان، گرما را نیز بازیافت کرد.

شکل2 اجزای اصلی یک میکروتوربین که برای کاربرد CHP بکار می رود.
کاربرد میکروتوربین در تولید همزمان
برخی از مشخصات میکروتوربینها در حالت CHP در جدول2 ارائه شده است. دمای گازهای خروجی از میکروتوربین در حدود 205 تا 320 درجه سانتیگراد می باشد. در کاربردهای CHP با استفاده از یک مبدل حرارتی دیگر (بجز رکوپراتور) گرمای موجود در گازهای احتراقی خروجی، به سیستم آب داغ منتقل می گردد. این گرمای خروجی می تواند در مصارف مختلفی به کار گرفته شود، مثلاً در گرمایش آب شرب، در چیلرهای جذبی و تجهیزات رطوبت زدایی خشک کن، گرمایش فضاها، گرمایش فرآیندها و سایر اماکن و ساختمانها. البته در بعضی از میکروتوربینهایی که در CHP به کار می روند، از رکوپراتور استفاده نمی شود، در این صورت دمای خروجی، بالاتر است.

جدول2 برخی از پارامترهای کاری میکروتوربینها در حالت CHP

سیستم 1
سیستم 2
سیستم 3
سیستم 4
ظرفیت نامی تولید الکتریسیته (kW)
30
70
100
350
بازده الکتریکی (%)
23.4
25.2
27.0
29.0
دبی گازهای خروجی (lbs/sec)
0.72
1.40
1.74
5.00
دمای گازهای خروجی (°C)
260
224
260
320
دمای خروجی از مبدل حرارتی (°C)
66
54.5
55
60
گرمای بازیافت شده (معادل kW)
64
108
163
582
بازده کلی CHP (%)
73
64
71
77

میکروتوربین ها
استفاده از میکروتوربین ها در آمریکا گسترش روزافزونی یافته است. پدیده ای که امروز Power Deregulation نامیده می شود باعث شده است تا در بسیاری جاها، ژنراتورهای خصوصی جای تغذیه از سوی شرکت های برق سراسری یا منطقه ای را بگیرند.
د رحال حاضر بیش از
میکروتوربین ها
استفاده از میکروتوربین ها در آمریکا گسترش روزافزونی یافته است. پدیده ای که امروز Power Deregulation نامیده می شود باعث شده است تا در بسیاری جاها، ژنراتورهای خصوصی جای تغذیه از سوی شرکت های برق سراسری یا منطقه ای را بگیرند.
د رحال حاضر بیش از
سازندگان میکروتوربین ها
: Allied Signal (75 KW) و Copstone (30 kw).

میکروتوربین
Allied Signal با سوخت های مختلف گاز و مایع کار میکند. این میکروتوربین که Parlon 75 نامیده می شود برای شرکت های متوسط و کوچک طراحی شده است. انتظار می رود که اکثر شرکت ها به طور متناوب یا در زمان پیک بار از این میکروتوربین استفاده کنند . 75 Parlon تنها یک قسمت متحرک دارد. به این دلیل اصطکاک داخلی بسیار کم است، هزینه های نگهداری پایین تر و قابلیت اطمینان هم بالاتر است.
میکروتوربین Copstone بیش از 6000 ساعت کار مداوم در نوامبر 1999 داشته است و برای مقاصد صنعتی و تجاری هر دو به کار می رود. این میکروتوربین ها با گاز طبیعی فشار بالا و پایین، پروپان، گازوئیل و گاز H2S تا 7% کار می کند. همه اجزای گردشی روی یک شافت نصب شده اند و بوسیله یاتاقان های هوایی نگهداری می شوند.

توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها
هزینه انتقال و توزیع برق سهم بالائی از هزینه تولید انرژی را در بر می گیرد این میزان برای شبکه های رایج تا 500 دلار به ازای هر KW می رسد. در مسیر انتقال و توزیع الکتریسیته تا 7% انرژی هدر می رود بنابراین چنانچه توزیع تولید جایگزین انتقال و توزیع الکتریسیته گردد هزینه انرژی الکتریکی به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت
در صنعت برق آمریکا در دهه 1990 توزیع تولید گسترش بیشتری یافته بطوریکه 20% نیروگاههای جدیدالتاسیس از نوع واحدهای کوچک می باشند. براساس اطلاعات موجود در حدود 10 GW از نیروگاههای موجود در گستره 1-10 MW می باشند که حدود 80% آن را نیروگاههای دیزلی (رفت و برگشت) تشکیل می دهند. قسمت اعظم واحدهای کوچک تولید برق توسط کارخانه کاترپیلار (Caterpillar) ساخته شده اند. جنرال الکتریک (GE) ، زیمنس و ABB نیز در این زمینه با کاترپیلار رقابت دارند موتورهای رفت و برگشتی از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و قطعات یدکی و سرویس آنها نیز به سادگی در سراسر دنیا در دسترس است ولی نکته منفی این ماشینها نگهداری و آلودگی ایجاد شده توسط آنهاست. گرچه تلاشهای زیادی در زمینه بهبود این دو مسئله برای ماشینهای رفت و برگشتی می شود ولی میکروتوربینها از لحاظ نگهداری و ایجاد آلودگی وضعیت بهتری در مقایسه با موتورهای دیزلی دارند.
زمانیکه میکروتوربین مدل 330 توسط کپستون ارائه شد موجب معرفی فن آوری جدید میکروتوربین گردید. البته تاکنون یک تعریف دقیق برای میکروتوربین نشده است ولی معمولا" این لفظ برای توربین های گازی با سرعت بالا در گستره قدرت 15-300 KW بکار می رود. صنعت میکروتوربین در چند تکنولوژی توربین های گازی کوچک، مولدهای کمکی و اتوموبیل های توربو مطرح گردید. هسته اصلی یک میکروتوربین قسمت توربین – کمپرسور است که با سرعت بسیار بالا دوران می کند (در مدل Capstone 330 سرعت دوران 96000rpm می باشد) و در امتداد آن ژنراتور با سرعت بالا وجود دارد که دارای مغناطیس های دائمی است. یک پارامتر کلیدی جهت کاهش اصطکاک استفاده از یاتاقانهای هوائی یا بعبارتی یاتاقانهای گازی است که ضمن کاهش اصطکاک عمر یاتاقان را نیز افزایش داده و امکان داشتن سرعت بالا را فراهم می کند.
ژنراتور سرعت بالا برق با فرکانس بالا (در مدل Capstone 330 ، 1600 HZ) تولید کرده و فرکانس برق تولیدی به روش الکترونیکی به مقدار مناسب کاهش می یابد.
بطور کلی میکروتوربین دو مزیت عمده دارد یکی کاهش تزریق آلاینده ها به محیط و دیگر کاهش تعمیرات در مقایسه با مولدهای دیگر می باشد. در جدول زیر مقادیر تولیدی
THC , CO , NOx (هیدروکربورها) برای چند نمونه مقایسه شده است .
همانطور که ملاحظه می شود میزان ذرات اشاره شده در محصولات خروجی میکروتوربین کمترین است.
در ارتباط با تعمیرات تجربه نشان داده که میکروتوربین ها نیاز به تعمیرات بسیارکمی دارند. بطور نمونه یک واحد میکروتوربین در Tulsa بعد از 20000 ساعت کار تنها نیاز به تعویض فیلترهای هوا داشته است. بعلاوه میکروتوربین ها سبک وکوچک هستند و عملکرد آنها با لرزش کم و تولید صدای اندک همراه است.
نکته دیگری که برای میکروتوربین ها وجود دارد چگونگی اتصال به شبکه سراسری برق است. این مسئله به کمک الکترونیک و میکروپروسسورها تا حد زیادی مرتفع شده و همچنان در حال پیشرفت می باشد. البته به غیر از مسئله تکنیکی اشاره شده در صنعت برق آمریکا جهت اتصال به شبکه، شرایط حداقلی لازم است که این نیز مسئله ای برای میکروتوربین ها وجود دارد ولی این شرایط در حال بهبود بوده و ارتباط میکروتوربین ها با شبکه سراسری آسانتر شده است.
مسئله دیگری که در گسترش میکروتوربین ها مطرح است هزینه تمام شده می باشد این هزینه برای یک واحد تا 1100 دلار بازاء هر KW می باشد گرچه این مبلغ کمتر از مقادیر مربوط به واحدهای توزیع قدرت مشابه مانند توربین های بادی و پیل سوختی است ولی از میزان 500 دلار مربوط به واحدهای دیزلی بیشتر است. چنانچه میکروتوربین ها به تعداد زیاد مورد استفاده قرار گیرند هزینه اشاره شده در بالا کاهش یافته و با هزینه مربوط به انواع دیزلی قابل رقابت بوده بخصوص که از لحاظ تعمیرات بسیار بهتر از واحدهای دیزلی می باشند.
ترکیب میکروتوربین ها با تجهیزات ذخیره انرژی (مانند باطری ها و چرخ لنگرها) موجب بهبود کیفی برق تولیدی و افزایش قابلیت سیستم خواهد شد. امکانات ایجاد شده توسط شبکه اینترنت و کامپیوترهای حساس موجب افزایش کارآئی صنعت تولید برق شده است. البته تولید برق تنها مسئله میزان KWh نیست بلکه بیشتر مسئله کیفیت و قابلیت در مدار بودن برق تولیدی است. بیشتر قطعی برق در شبکه ها در قسمت توزیع می باشد که بهترین راه حل این مسئله توزیع تولید می باشد. با توجه به آلودگی کم میکروتوربین ها و بخصوص عدم استفاده از روغن در یاتاقانها امکان استفاده از محصولات خروجی توربین در بعضی فرآیندهای صنعتی وجود دارد و می توان از این واحدها در سیستم های تولید مشترک قدرت و حرارت بنحو مناسب استفاده کرد. در اینصورت راندمان کلی واحد تا 70-80% افزایش خواهد یافت. استفاده بعنوان شارژر باطری در بعضی از اتومبیل های جدید (باتوجه به آلودگی کم) مورد توجه قرار گرفته که این مورد بطور عملی در نوعی اتوبوس در آمریکا استفاده شده و نتیجه مثبت داشته است
توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها
هزینه انتقال و توزیع برق سهم بالایی از هزینه تولید انرژی را در برمی گیرد. این میزان برای شبکه های رایج تا 500 دلار به ازای هر KW می رسد. در مسیر انتقال و توزیع الکتریسیته تا7% انرژی هدر می رود. بنابراین چنانچه توزیع تولید جایگزین انتقال و توزیع الکتریسیته گردد هزینه انرژی الکتریکی به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت. در صنعت برق آمریکا در دهه 1990 توزیع تولید گسترش بیشتری یافته به طوری که 20% نیروگاههای جدیدالتاسیس از نوع واحدهای کوچک می باشند. براساس اطلاعات موجود در حدود GW10 از نیروگاههای موجود در گستره -1MW10 می باشند که حدود 80% آن را نیروگاههای دیزلی (رفت و برگشت) تشکیل می دهند. قسمت اعظم واحدهای کوچک تولید برق توسط کارخانه کاترپیلار (Caterpillar) ساخته شده اند. جنرال الکتریک (GE)، زیمنس و ABB نیز در این زمینه با کاترپیلار رقابت دارند . موتورهای رفت و برگشتی از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و قطعات یدکی و سرویس آنها نیز به سادگی در سراسر دنیا دردسترس است ولی نکته منفی این ماشینها نگهداری و آلودگی ایجاد شده توسط آنهاست. گرچه تلاشهای زیادی در زمینه بهبود این دو مساله برای ماشینهای رفت و برگشتی می شود ولی میکروتوربینها از لحاظ نگهداری و ایجاد آلودگی وضعیت بهتری در مقایسه با موتورهای دیزلی دارند.
زمانی که میکروتوربین مدل 330 توسط کپستون ارایه شد موجب معرفی فن آوری جدید میکروتوربین شد. البته تاکنون یک تعریف دقیق برای میکروتوربین نشده است ولی معمولاً این لفظ برای توربینهای گازی با سرعت بالا در گستره قدرت KW300-15 بکار می رود. صنعت میکروتوربین در چند تکنولوژی توربینهای گازی کوچک، مولدهای کمکی و اتومربینهای توربو مطرح شد. هسته اصلی یک میکروتوربین قسمت توربین ـ کمپرسور است که با سرعت بسیار بالا دوران می کند (در مدل Capstone 330 سرعت دوران rpm96000 است) و در امتداد آن ژنراتور با سرعت بالا وجود دارد که دارای مغناطیس های دایمی است. یک پارامتر کلیدی جهت کاهش اصطکاک استفاده از یاتاقانهای هوایی یا به عبارتی یاتاقان های گازی است که ضمن کاهش اصطکاک عمر یاتاقان را نیز افزایش داده و امکان داشتن سرعت بالا را فراهم می کند.
ژنراتور سرعت بالا برق با فرکانس بالا (در مدل Capstone 330, 1600HZ) تولید کرده و فرکانس برق تولیدی به روش الکترونیکی به مقدار مناسب کاهش می یابد.
به طور کلی میکروتوربین دو مزیت عمده دارد یکی کاهش تزریق آلاینده ها به محیط و دیگر کاهش تعمیرات و مقایسه با مولدهای دیگر است. در جدول زیر مقادیر تولیدی THC, CO, Nox (هیدروکربورها) برای چند نمونه مقایسه شده است.
ارتقاءکیفیت توان با استفاده از میکروتوربینها
شرکتHarbec Plastics سازنده قطعات پلاستیکی برای صنایع پزشکی وغذایی، دارای تجارب ناخوش آیندی ازقطع توان درکارخانجاتش میباشد.مجموعه تجهیزات این کارخانه یک پروسه تولیدپیچیده شامل30ماشین
(Computer Numerical- Controlled)CNC وتعدادی ماشینCAD (Computer Aided Design)میباشد.
قطع لحظه ای قدرت در کارخانه باعث خروج از تنظیم ماشینهای CNC خواهد شد. در بهترین وضعیت خروج یک ماشین نیاز به شش تا هشت ساعت زمان برای بازیابی عملکرد عادی و راه اندازی مجدد دارد. در بدترین وضعیت باعث تخریب محصول شده، تولیدات چند روز را ضایع می سازد.
مدیریت شرکت خواهان یک راه حل بود که مستقل از شبکه، بتواند یک منبع تغذیه AC مداوم و پیوسته را برای تغذیه بارها و موتورهای الکتریکی کارخانه (تاHp 60) ایجاد نماید. خصوصیات منبع مورد نیاز در دسترس بودن بصورت مداوم، اقتصادی بودن، قابلیت تولید ولتاژ سه فاز Hz60 ، نیاز کم به تعمیرات، اقتصادی بودن سوخت آن، تشعشعات و آلودگی کم بود. پس از مطالعه انواع سیستمها از جمله ژنراتورها، میکروتوربینها، توربینهای بزرگ، سلولهای سوختی ( Fuel Sells) و فتوولتائیک سرانجام شرکت راه حل میکرو توربینها را برگزید.
فناوری میکروتوربین : میکروتوربینها ژنراتورهای کوچک الکتریسیته و حرارت میباشند که عملکرد آنها مشابه یک توربین جت است با این تفاوت که می توانند تنوعی از سوختهای اقتصادی قابل دسترسی نظیرگاز طبیعی، گازوئیل و پروپانول را بپذیرند. این واحدها که از نظرحجم تقریبا"به اندازه یک یخچال می باشند قابلیت کاردر یک شبکه(متصل به شبکه)،عملکرد بصورت مستقل وجدا از شبکه وسرانجام مد دوگانه(Dual) را دارا میباشند.
کارکرد در حالت اتصال به شبکه به واحد اجازه کار به صورت موازی با شبکه را می دهدبنحویکه آنرا برای تامین بار پایه و پیک زدایی مهیا می کند. حالت عملکرد مستقل، امکان کارکرد واحد را بصورت کاملا" مستقل از شبکه فراهم می کند. در حالت دوگانه واحد می تواند بین دو حالت ذکر شده قبلی بصورت اتوماتیک (یا دستی) سوئیچ شود.
میکروتوربینها شامل یک توربوژنراتور، بخش الکترونیک قدرت دیجیتالی و یک سیستم سوخت می باشند. توربوژنراتور شامل یک سیستم احتراق مکانیکی با تنها یک قسمت متحرک ( یک محور با یک روتور توربین در یک انتها و یک ژنراتور مغناطیسی دائم در قسمت دیگر ) و همچنین یک کمپرسور هوا می باشد. کمپرسور هوا را بداخل کشیده و پس از افزایش فشار آن و گرم کردن اولیه هوا، هوای گرم شده با سوخت مخلوط شده، محترق می گردد. انبساط مخلوط هوا و سوخت باعث گردش محور توربین و نهایتا" ایجاد الکتریسیته میگردد.گرم کردن اولیه هوا راندمان سیستم را(با توجه به کاهش سوخت مصرفی) افزایش میدهد.
سیستم میکرو توربین توسط هوا خنک شده و تنها دارای یک عضو متحرک روی تکیه گاههای هوایی است.
این امر فرسودگی و تعمیر قطعات را حداقل کرده، روغنکاری، خنک کننده و سیستمهای مرتبط با آنها را حذف می کند. هم چنین قسمت الکترونیک قدرت که شامل یک اینورتر با کلیدهای نوعIGBT و سیستم کنترل مبتنی بر (Digital Signal Processing) DSP می باشد با هوا خنک می گردد.
دیگر خصوصیات میکروتوربینها بشرح زیر می باشد:
1- کار کرد دائم: اگر چه اغلب برای تامین بار و پیک زدایی و حالت آماده بکار ( Standby)بکار می روند، اما میکرو توربینها برای کار دائم در بارنامی طراحی شده اند.
2- حداقل تعمیر: برای واحدهایی که با سوخت گاز با فشار زیاد کار میکنند تمیز کردن یا تعویض فیلترهای هوا و سوخت به ازاء 8000 ساعت کار دائم ( حدود یکسال کار) توصیه می شود. در هر 16000 ساعت، تمیز کردن یا تعویض سنسور های حرارتی و آتش زنها( igniter) توصیه می گردد. اکثر میکرو توربینها به تعمیرات اساسی ( Over hall) تنها بعد از 40000 ساعت کار دائم، نیاز دارند.
3- آلودگی کم: سیستم احتراق کنترل شده دیجیتالی در بارنامی کمتر ازppm9 اکسید نیتروژن و دیگر هیدروکربنهای نسوخته (در سوخت گازی) تولید می کند.
4- تولید مجدد( Cogeneration) : از حرارت خروجی واحد می توان در کاربردهای مختلفی استفاده نمود. مهمترین موارد استفاده گرم کردن محیط( در فصل زمستان) و کاربردهای خنک کننده و تهویه مطبوع(در فصل تابستان) می باشد. استفاده از حرارت خروجی، بازده سیستم را تا 70 % و بیشتر بالا می برد.
مشخصات سیستم نصب شده : تجهیزات نصب شده شامل 24 واحد میکروتوربین(هریک به قدرت KW30 ) و 5 واحد تولید مجدد می باشد.درصورت ضرورت هریک از واحدها را میتوان جهت سرویس و تعمیرات از مجموعه جدا نمود، بدون اینکه ضرورتی برای خروج دیگرواحدهاباشد.خروجی سیستم سه فازه60هرتز با ولتاژ VAC 480 میباشد.
سیستم نصب شده فعلا" مستقل از شبکه مجموعه را تغذیه کرده، از شبکه تنها به عنوان پشتیبان میکرو توربین استفاده می شود. انتقال قدرت از میکرو توربینها به شبکه در حال حاضر به صورت دستی انجام می شود اما سیستم کنترل مجموعه، امکان انتقال اتوماتیک از میکروتوربینها به شبکه و بالعکس را دارد.
5 واحد تولید مجدد، حرارت خروجی را جذب نموده تا آب 180 درجه فارنهایت تولید کنند. در زمستان بخشی از آب گرم برای گرم کردن محیط انبارهای کارخانه و باقیمانده برای گرمای محیط استفاده می شود. در تابستان گرمای حاصله یک چیلر جذبی 200 تنی که آب سرد شده تولید می کند را تغذیه می کند در نتیجه بدون اضافه کردن بار الکتریکی به کارخانه، سیستم تهویه مطبوع در دسترس می باشد.
خلاصه : میکروتوربینها راه حل مناسب و جذابی برای مواقعی که یک منبع قدرت دائم مورد نیاز است می باشند. سوخت آنها متنوع بوده بنحویکه قادر به سوئیچ کردن از گاز طبیعی به پروپان هستند.آلودگی آنها تقریبا" صفربوده، نیاز به تعمیرات نداشته و امکان بازیافت حرارت خروجی آنها نیز وجود دارد.

کاربرد میکروتوربین ها در آینده
زره های فوق بشری و تجهیزات جنگی سال 2020 میلادی
گلادیاتورهای قرن آینده

جالب ترین بخش کلاه خود موتور آن است که در اصل یک ژنراتور میکروتوربین 2 تا 20واتی است که با سوخت هیدروکربن مایع کار می کند. با استفاده از 10انس هیدروکربن مایع کلاه خود می تواند بیش از شش روز کار کند
جواد نصرتی
برای پیشرفت در تجهیزات جنگی نمی توان واژه تکامل تدریجی را به کار برد، زیرا تکنولوژی های مربوط به جنگ افزارها در ساعت تغییر می کنند و در چنین سرعتی تنها می توان واژه انقلاب های فن آوری را استفاده کرد. تمام کشورها به دنبال ساختن کارآمدترین تجهیزات هستند و برای این کار بودجه های هنگفتی را صرف تحقیقات و ساخت مصنوعات جنگی می کنند.
در همین راستا بتازگی کشورهای پیشرفته در حال ساخت کامل ترین تجهیزات انفرادی هستند که نمونه هایی از آنها نیز ساخته شده است. نام آنها، یونیفرم های فوق بشر است که در جنگ های لجستیکی بسیار پرتوان هستند. در صورت داشتن این پوشش جنگی، قدرت دید افراد زیاد و ارتباط آنها با دیگران نیز بیشتر می شود.
مراحل ساخت در دو فاز انجام می شود که فاز اول، لباس هایی برای استفاده در سال 2010 و فاز دوم با بررسی تکنولوژی های مدرن که در هر سال تغییر می کند برای به روز کردن این لباس هاست.
برای طراحی زره های فوق بشری، از اکثر تکنولوژی ها، حتی نانوتکنولوژی اســتفاده شده و پیش بینی ها به گونه ای است که احتمالا فاز دو لباس ها در سال 2020 میلادی ساخته شود. زره های مدرن در کل از چهار بخش تشکیل می شوند.
۱ کــلاه خــود: کــه در آن یک گیرنده موقعیت یاب جهانی (GPS)، رادیو و چندین گیرنده اینترنتی با بردهای کم و زیاد وجود دارد.
۲ – سیستم نمایشگر وضعیت فیزیولوژیک: این بخش از زره، نزدیک ترین قسمت به بدن سرباز است تا بتواند مشخصات وضعیت فیزیولوژیک او مانند ضربان قلب، فشار خون و … را بسنجد و در آن واحد خود سرباز و ستاد فرماندهی از وضعیت او بااطلاع باشند.
۳ زره مایع: این مایع از جنس سیالات مگنتوروژیکال است. این مایع، عکس العمل بسیار عجیبی در قبال امواج مغناطیسی دارد و هنگامی که یک پالس الکتریکی به آن برخورد کند، در یک هزارم ثانیه به حالت جامد تبدیل می شود.
۴ اسکلت و شالوده اصلی: این بخش از مواد بسیار سبک با استحکام بالا ساخته شده و به گونه ای طراحی شده که آزادی کامل را برای تحرکات عضلانی به سرباز می دهد.
اجتماع این چهار بخش، یک زره فوق مدرن را ایجاد می کند که هرکدام از بخش های آن وابسته به کارایی دیگری است.
کلاه خود پیشرفته آن دارای حسگرهای حساس است که کوچکترین امواج و صداها را گرفته و تجزیه و تحلیل می کند. یک مانیتور 17 اینچی منظره گسترده ای از زیر پای سرباز تا چندصد متر آنطرف تر را به صورت واضح نشان می دهد و با استفاده از دوربین های مادون قرمز حتی در شب نیز مانند روز، فضای جلویی را نشان می دهد.

هرگاه سرباز بخواهد منطقه خود را به صورت نقشه ببیند، با فشار یک کلید از وضعیت جغرافیایی خود (منطقه ای یا حتی جهانی) آگاه می شود. با ارتباط ماهواره ای و گیرنده های الکترونیک، یک سرباز می تواند تمامی نیروهای خودی و حتی هواپیماهای در حال انجام ماموریت را ببیند.
حسگرهای فیزیولوژیک نیز تمام مشخصات سرباز حتی درجه حرارت بدن را نشان می دهد و فرماندهان (با نظر پزشکان) بهترین تصمیمات را در مورد آرایش نیروی انسانی شان می گیرند. یکی از مسائلی که در جنگ ها اهمیت زیادی دارد، ارتباط سربازها با یکدیگر است. حسگرهای این بخش در گستره 360 درجه ای به هر سربازی توانایی می دهد تا تنها با استفاده از یک میکروفن و گوشی براحتی با سربازان دیگر ارتباط برقرار کند و یکی دیگر از مزایای این کلاه خودها، قطع کردن صداهایی است که برای گوش سربازان ضرر دارد، مانند صدای حاصل از انفجار بمب ها که بعضی اوقات باعث کر شدن افراد نیز می شود.
جالب ترین بخش کلاه خود، موتور آن است که در اصل یک ژنراتور میکروتوربین دو تا
۲۰ واتی است که با سوخت هیدروکربن مایع کار می کند. با استفاده از 10 انس (Onces) هیدروکربن مایع، کلاه خود می تواند بیش از شش روز کار کند و برای احتیاط، یک باتری نیز دارد که تنها سه ساعت کار می کند.
در قسمت حفاظتی (زرهی) این لباس ها، دیگر از تکنولوژی های قدیمی ساخت زره های ضدگلوله که اکثرا از رشته های کربنی یا مواد مرکب سرامیکی ساخته می شد، خبری نیست.
هم اکنون با استفاده از تحقیقات دانشمندان، مایعی را ساخته اند که کارایی های بسیار جذابی دارد و از مایعات مگنتور لوژیکال ساخته شده است. در ساخت بدنه اصلی یا اسکلت یونیفرم، مواد بسیار سبکی به کار رفته که حدود 300 درصد، توانایی سربازان را برای حمل تسلیحات بالا می برد.
بسیاری از تجهیزات جنگی را می توان روی اسکلت زره تعبیه و براحتی از آنها استفاده کرد. مواد کامپوزیت آنها به گونه ای است که امواج راداری را جذب می کند (یا در زاویه ای دیگر منعکس می کند) تا رادارهای دشمن نتوانند به موقعیت سربازها پی ببرند.
جنگ افزارهایی که روی بدنه تعبیه شده را می توان از طریق کلاه خود کنترل کرد، بخصوص در هنگام هدفگیری، بدون هیچ اشتباهی به هدف اصابت می کند و اگر آن هدف جزو نیروهای خودی باشد، به سرباز تذکر می دهد.
خود شما قضاوت کنید که اگر یک هنگ از سربازان مجهز به زره های فوق مدرن به چندین هنگ از سربازان عادی حمله کنند، کدام گروه بازنده است باتوجه به سیستم ها و سنسورهای موجود در لباس های فوق مدرن، میزان اشتباهات در حدود صفر است و از کیلومترها قبل از رویارویی، افراد زره پوش، دشمن را شناسایی می کنند و فرمانده نیز با آگاهی از وضعیت دشمن و افراد خود، بهترین آرایش رزمی را برای آنها ترتیب می دهد.
ساخت زره های فوق مدرن، صرف هزینه هنگفتی را دربردارد و هر کشوری نمی تواند دست به ساختن آنها بزند. از طرف دیگر اگر پول آن هم باشد، فن آوری هایش نیز لازم است که هرکدام در نوع خود باید از کامل ترین و مدرن ترین تکنولوژی ها باشند.

پروژه زره های فوق مدرن با نام تجهیزات تخصصی نیروهای نظامی آینده هم اکنون تحت نظر وزارت دفاع آمریکا در حال پیگیری است و حتی نمونه های مفهومی آن ساخته شده است. مدیران این پروژه امیدوارند که با پیشرفت تکنولوژی نانو، تغییرات بسیاری در این لباس ها پیش بیاید و با وجود حجم بسیار کم ریزسازه ها یا ریزپردازه ها، بتوانند تجهیزات بیشتری را روی این زره ها گرد آورند تا دیگر به قول آقای اتکینسون ، فرمانده عملیاتی یکی از بخش های نیروی زمینی آمریکا اگر نانوتکنولوژی به صورت گسترده و ارزان درآید تا بتوان در این زره ها از آن استفاده کرد، در سال 2010 میلادی می توانید به جای یک انسان در حال عملیات، یک هواپیمای F-16 را روی دوپا ببینید.

منبع:
http://sabainfo.ir/newsdetail-4659-fa.html

فهرست مطالب
میکروتوربین 2
کاربرد میکروتوربین در تولید همزمان 3
میکروتوربین ها 5
توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها 7
توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها 12
ارتقاءکیفیت توان با استفاده از میکروتوربینها 14
کاربرد میکروتوربین ها در آینده 19
منبع: 27

26