10 فناوری برتر در کاهش مصرف انرژی نیروهای نظامی

در دوره ای که قیمت انرژی هر روز بیشتر می شود و با درک این واقعیت که امروز تولید نفت جهان به بیشترین میزان خود رسیده و در آینده نزدیک با کاهش ذخایر، روند تولید آن رو به کاهش خواهد گذاشت، صنایع نظامی بیش از پیش به دنبال راه حل هایی برای کاهش هزینه های خود از طریق کاهش مصرف انرژی و به حداقل رساندن وابستگی به منابع تجدید ناپذیر هستند.
صنایع نظامی با چالش های بیشتری در این زمینه رو به رو هستند، طبق برنامه ریزی های انجام گرفته کاهش هزینه ها باید به سمت کاهش مصرف در زمینه منابع تجدیدناپذیر باشند، در نتیجه برای آنکه اختلالی در عملکرد نیروهای حاضر در میدان نبرد پیش نیاید باید سرمایه گذاری ها بر پایه برنامه های مدرنیزاسیون ضروری انجام بگیرند.
به علاوه یکی از پرخطرترین مأموریت های ممکن برای نیروهایی که در حال انجام مأموریت در مناطق دشمن هستند حمل مقادیر عظیم سوخت مصرفی واحدهای موجود در منطقه است، در نتیجه کاهش نیاز نیروها به سوخت تأثیر مستقیمی روی کاهش تلفات زمان جنگ خواهد داشت. در این نوشتار به بررسی 10 فناوری برتر در حوزه تکنولوژی های نظامی که با هدف کاهش مصرف انرژی طی چند سال اخیر به اجرا درآمده اند می پردازیم.

پروژه سرباز خورشیدی

هدف اصلی این برنامه کاهش وزن باری است که سربازان پیاده نظام مجبور به حمل آن هستند، پروژه سرباز خورشیدی همچنین می تواند باعث کاهش آسیب های وارده به طبیعت از سوی سربازان نیز گردد. برنامه شامل استفاده از سلول های خورشیدی از نوع فتوولتائیک و ترموالکتریک در میان بخش هایی از لباس سربازان به منظور تولید و ذخیره انرژی به دست آمده از پرتوهای نور خورشید است. این برنامه توسط وزارت دفاع بریتانیا (MOD) و انجمن تحقیقات فیزیک مهندسی (EPSRC) در حال اجراست و هدف اصلی از انجام آن کاهش باتری های مورد نیاز برای تأمین انرژی لوازم و تجهیزات سربازان است. در برنامه مشابهی که در پروژه مدرنیزاسیون سربازان استرالیایی در حال اجراست، نیروها از لباس هایی استفاده می کنند که از پنل های خورشیدی پوشیدنی قابل انعطاف بر پایه نقره ساخته شده اند.

صفحات خورشیدی

چه پروژه سرباز خورشیدی قابل اجرا باشد و چه نباشد، استفاده از صفحات خورشیدی در پایگاه های نظامی از پتانسیل بالایی برای کاهش هزینه های انرژی برخوردار است. پایگاه های خط مقدم به مقادیر زیادی انرژی برای به راه اندازی سامانه های تهویه هوا و شارژ کردن باتری های سربازان نیازمندند و معمولاً در مناطقی قرار دارند که در طول روز مقدار زیادی از پرتوهای خورشید بر آنها تابیده می شود.
در اوایل سال 2011 ارتش ایالات متحده اعلام کرد که بر اساس برنامه Solar Strong این نیرو قصد دارد تا با صرف بودجه ای معادل 344 میلیون دلار از 160 هزار پنل خورشیدی در مجموعه های نظامی خود به منظور کاهش هزینه های مصرفی در بخش انرژی استفاده کند.
هدف استفاده از پنل های خورشیدی در مرحله اول کاهش هزینه های برق مصرفی در پایگاه های مسکونی ارتش است، اما ارتش ایالات متحده در یک چشم انداز بزرگتر قصد دارد تا سال 2025 حداقل 25 درصد از انرژی مورد مصرف خود را از منابع انرژی تجدیدپذیر به دست آورد.

فیلترکننده آب برای استفاده مجدد

علاوه بر کاهش هزینه های مصرفی مجموعه های نظامی در بخش انرژی، ارتش ایالات متحده قصد دارد تا با کاهش 75 درصدی مصرف آب در میان پایگاه های خود میزان کربن وارد شده به جو را نیز کاهش دهد. در حال حاضر ایده استفاده از سامانه هایی برای فیلتر کردن و استفاده مجدد از آب پایگاه ها در حال سپری کردن مراحل آزمایشی خود در آزمایشگاه یکپارچگی سامانه ها در پادگان Fort Devens ایالت ماساچوست است و در صورتی که این مرحله آزمایشی با موفقیت سپری گردد در آینده برای استفاده گسترده توسط نیروهایی که خارج از مرزها در حال خدمت هستند به کار گرفته می شود که این امر خود باعث کاهش هزینه های لازم برای دسترسی نیروها به آب سالم می گردد.

عینک های دید در شب از نوع LED

آینده عینک های دید در شب که امروزه تبدیل به یکی از تجهیزات ضروری هر سربازی شده، به احتمال زیاد بر اساس استفاده از فناوری هایی که انرژی کمتری مصرف می کنند مانند دیودهای ساطع کننده نور زیستی یا OLED ها شکل خواهد گرفت، استفاده همزمان از این LED ها در کنار فیلم های نازکی که توسط پژوهشگران دانشگاه فلوریدا و با سرمایه گذاری DARPA تولید شده، خواهد توانست تا مخازن خلأ موجود، که در اکثر عینک های دید در شب امروزی دیده می شوند را با لایه های نازک فیلم های زیستی نیمه رسانا جایگزین کند. در این صورت حداکثر نیاز عینک های جدید به تنها 5 ولت کاهش می یابد که در نتیجه باعث کوچک شدن اندازه باتری ها و وزنی می گردد که سربازان پیاده مجبور به حمل آن هستند.

تهویه هوا

نیروهای نظامی ایالات متحده در سال 2011 در حدود 20/2 میلیارد دلار را برای تأمین تهویه هوای مناسب برای نیروهای خود در عراق و افغانستان هزینه کرده اند که مبلغ بالایی است.
یک متد برای کاهش مصرف سوخت در مناطق کویری، استفاده از پوشش هایی از جنس فوم های پلی اورتان روی چادرهای نیروهای موجود در افغانستان است، بر پایه آزمایش ها، این عمل می تواند انرژی مصرفی برای خنک یا گرم نگاه داشتن چادر را تا 92 درصد کاهش دهد، که به عبارتی برای صرفه جویی سوختی به اندازه 11 هزار کامیون حمل سوخت کافی خواهد بود.
با خروج نیروها از عراق و کاهش تعداد آنها در افغانستان این هزینه ها کاهش خواهند یافت، اما ارتقا زیرساخت ها در آینده می تواند کمک زیادی به افزایش بهره وری ارتش کند. علاوه بر کاهش هزینه ها استفاده از این فناوری در کنار فناوری صفحات خورشیدی قادر است تا با خارج کردن کامیون های حمل سوخت از جاده ها و نیز کاهش نیاز به لوازم تهویه هوا که یکی از بخش های آسیب پذیر پایگاه به شمار می آیند، علاوه بر پول جان سربازان زیادی را نیز نجات دهد.

بازیافت متان

ارتش ایالات متحده در حال توسعه دادن استفاده خود از منابع تجدیدپذیر بوده و با استفاده از مجموعه ای از سامانه های مختلف در حال استفاده از گاز متان به دام افتاده در فاضلاب ها و سایت های دفن زباله است و می کوشد آن را تبدیل به الکتریسیته کند و این امر در پادگان Fort Benning ایالت آلاباما آغاز شده است. این سامانه که یک میلیون دلار صرف ساخت آن گشته، توسط شرکت Flex Energy و در خلال یک برنامه تحقیقاتی تولید شده و هزینه های خود را از برنامه امنیت محیط زیست وزارت دفاع تأمین می کند.
بر اساس طرح های موجود این سامانه با استفاده از یک سیستم مجاری تو در تو، قادر به تهیه گاز متان کافی برای تأمین برق مورد نیاز حداقل 250 خانه در سال خواهد بود.

از میان برداشتن سامانه های گرمایی

یک بررسی جامع توسط مهندسان نیروی هوایی نشان داده سامانه های گرمکن مرکزی که در برخی موارد بیش از نیم قرن از زمان ساختشان می گذرد، با کارآیی پایین تر از 50 درصد سوخت استفاده می کنند و این در حالی است که سامانه های تبخیری جدید می توانند با بهره وری بالای 95 درصد از سوخت برای گرم کردن محیط استفاده کنند.
نیروی هوایی تاکنون 10 عدد از سامانه های گرمایی مرکزی خود را حذف کرده و برنامه های جدید دیگری در این زمینه در حال اجرا هستند، این سرمایه گذاری بخشی از تلاش نیروی هوایی برای رسیدن به برنامه دولت ایالات متحده است که بر طبق آن تمامی بخش های دولتی موظف هستند تا پایان سال مالی 2015 هر سال هزینه های خود در زمینه انرژی را 3 درصد کاهش دهند. طبق مطالعات انجام شده سرمایه گذاری 14 میلیون دلاری که روی اتقا سامانه های گرمایی و تعمیرات در پایگاه هوایی تنسی انجام پذیرفته بهره وری سوخت در این پایگاه را تا 20 درصد افزایش داده و در سال اول 920 هزار دلار در هزینه های این پایگاه صرفه جویی به همراه داشته است.

برنامه زیست سوخت نیروی دریایی

در آوریل سال 2010 نیروی دریایی ارتش ایالات متحده یک هواپیمای F/A 18 Super Homet را که از ترکیب 50 ــ 50 سوخت زیستی و سوخت معمولی استفاده می کرد با نام Green Homet را به نمایش گذاشت، که نقطه عطفی در استفاده این نیرو از زیست سوخت ها برای هواگردهای عملیاتی خود بود. از آن زمان تاکنون نیروی دریایی چند برنامه دیگر را نیز برای استفاده گسترده تر از زیست سوخت ها در میان واحدهای خود اجرا کرده است. ترکیب سوخت مشابهی برای به پرواز درآوردن هلی کوپترهای Seahawk یک فروند از هواپیمای پیشرفته F-22 Raptor و اخیراً اولین پرواز یک هواگرد بدون سرنشین به وسیله MQ-8B Fire Scout با استفاده از زیست سوخت ها، بخشی از این تلاش به شمار می آیند. نیروی دریایی مانند تمامی بخش های ارتش وظیفه دارد تا سال 2025 حداقل 25 سوخت مصرفی خود را از منابع انرژی تجدیدپذیر به دست بیاورد، همچنین این ترکیب سوخت در مقایسه با انواع معمولی تا 75 درصد co2 کمتر را راهی جو می کند.

پیل های سوختی در پایگاه های نظامی

وزارت انرژی ایالات متحده اعلام کرده که قصد دارد برای 18 عدد از پست های ارتش این کشور، سامانه های پشتیبان بر پایه سلول های سوختی را توسعه دهد تا در یک حرکت مشترک با وزارت دفاع استفاده از انرژی در میان واحدهای ارتش را بیش از پیش بهینه کرده و امنیت آن را ارتقا دهد.
امروزه معمولاً از ژنراتورهای دیزل به عنوان واحد پشتیبان برق در مجموعه های نظامی استفاده می گردد، در مقام مقایسه سلول های سوختی صدای کمتری تولید می کنند، به نگهداری کمتری نیاز دارند و آلودگی کمتری را هم برای محیط زیست به وجود می آورند.
پروژه سلول های سوختی در حدود 6/6 میلیون دلار هزینه بر وزارت انرژی تحمیل می کند، اگرچه سلول های سوختی در مقام مقایسه با موارد موجود برای نصب قیمت بیشتری دارند، از هزینه به کارگیری پایین تری برخوردارند و با حذف فرایند خطرناک سوخت رسانی جان سربازان کمتری را به خطر می اندازند.
واحد برق اضطراری که بر پایه فناوری پیل سوختی توسعه یافته امروزه تبدیل به جایگزینی برای ژنراتورهای دیزل شده است.
کاروان حمل سوخت نیروهای ناتو که در 22 آگوست 2011 به وسیله طالبان مورد تهاجم قرار گرفت در این حمله 19 تانکر سوخت نابود شدند.
مجموعه استخراج گاز متان از زباله ها و تبدیل آن به برق
تلاش برای کوچک و کم مصرف کردن عینک های دید در شب امروزه بسیار مورد توجه است.
عایق بندی چادرها با فوم پلی اورتان مصرف انرژی در آنها را تقریباً دو برابر بهینه می کند.
منبع: ماهنامه نوآور 90