Nyligen, på sidorna i Military Review, har det uppstått kontroverser om fördelarna med nya kraftkällor för den elektriska framdrivningen av den japanska ubåten "Oryu" ("Dragon-Phoenix"), den näst sista enheten i serien av ubåtar av " Soryu "typ. Anledningen till diskussionen var inträdet i flottan av självförsvarskrafterna i elfte (i en serie av tolv beställda ubåtar) ubåt, beväpnad med ett litiumjon-ackumulatorbatteri (LIAB).
Mot denna bakgrund förblev det faktum att ett luftoberoende kraftverk (VNEU) skapades och försöktes i det så kallade andra steget helt obemärkt. FC2G AIP utvecklades av ingenjörer och designers från French Naval Industrial Group (NG), tidigare DCN. Tidigare skapade samma oro en MESMA av VNEU-typ för ubåten Agosta-90B, som fungerar på grundval av en ångturbin med slutna cykler.
Det är logiskt att ställa frågan: har det inte varit försök att producera väte direkt ombord på en ubåt tidigare? Svar: har genomförts. Amerikanerna och våra forskare var engagerade i reformering av dieselbränsle för att få väte, liksom problemet med direkt generering av elektrisk energi från kemiska bindningar av reagenser. Men framgång kom till NG -forskare och ingenjörer. Franska ingenjörer lyckades skapa en enhet som, genom att reformera standard OTTO-2 dieselbränsle, tar emot väte med hög renhet på en ubåt, medan tyska ubåtar tvingas bära H2-lager ombord på sina typ 212A-båtar.
Betydelsen av NG-koncernens skapande av en väteproduktionsenhet med ultrahög renhet (99, 999% renhet) direkt ombord på ubåten har ännu inte fullt ut uppskattats av marinspecialister. Framväxten av en sådan installation är fylld med kolossala möjligheter för modernisering av befintliga ubåtar och skapande av projekt för nya ubåtar, för att öka varaktigheten av deras kontinuerliga vistelse under vatten utan att ytbelägga. Den relativa billigheten och tillgängligheten av OTTO-2-bränsle när man får gratis väte för användning i VNEU-bränslecellerna vid ECH gör det möjligt för länderna med denna teknik att göra betydande framsteg när det gäller att förbättra ubåtarnas prestandaegenskaper. Att behärska denna typ av anaeroba framdrivningssystem är mycket mer lönsamt än tidigare föreslagit.
Och det är varför.
1. VNEU på EHG fungerar två gånger tystare än en Stirling -motor, eftersom de helt enkelt inte har roterande delar av maskinen.
2. Vid användning av dieselbränsle är det inte nödvändigt att bära ombord ytterligare tankar för lagring av hydridhaltiga lösningar.
3. Ubåtens anaeroba framdrivningssystem blir mer kompakt och har en lägre termisk effekt. Alla komponenter och system samlas i ett separat åtta meters fack och är inte utspridda över ubåtsfacken.
4. Stöt- och vibrationsbelastningens påverkan på installationen är mindre kritisk, vilket minskar risken för spontan antändning, vilket inte kan sägas om litiumjonbatterier.
5. Denna installation är billigare än LIAB.
Vissa läsare kan rimligen argumentera: spanjorerna skapade också en anaerob bioetanolreformator (BioEtOH) för att producera högrenat väte ombord på ubåten. De planerar att installera sådana enheter på sina ubåtar av typen "S-80". Den första AIP är planerad att installeras på ubåten "Cosme Garcia" i mars 2021.
Enligt min mening är nackdelen med den spanska installationen att förutom kryogent syre måste även behållare för bioetanol placeras ombord, vilket har ett antal nackdelar i jämförelse med det vanliga OTTO-2-bränslet.
1. Bioetanol (teknisk alkohol) är 34% mindre energikrävande än diesel. Och detta bestämmer kraften i fjärrkontrollen, ubåtens marschintervall och lagringsvolymer.
2. Etanol är hygroskopiskt och mycket frätande. Och runt om - "vatten och järn".
3. När 1 liter bioetanol bränns frigörs samma mängd CO2som bränslevolymen brändes. Därför kommer det att vara anmärkningsvärt att "bubbla upp" en sådan attityd.
4. Bioetanol har ett oktantal på 105. Av denna anledning kan den inte hällas i dieselgeneratortanken, eftersom detonationen kommer att blåsa motorn i bultar och muttrar.
Därför är det fortfarande att föredra framför VNEU baserat på reformering av dieselbränsle. DPL -bränsletankar är mycket omfattande och beror inte på något sätt på tillgängligheten av ytterligare tankar för industriell alkohol för driften av "bioetanol" -anläggningen. Dessutom kommer ett enda OTTO-2-bränsle alltid att finnas i överflöd på alla marinbaser eller baser. Det kan till och med erhållas till sjöss från vilket fartyg som helst, vilket inte kan sägas om alkohol, om än tekniskt. Och de lediga volymerna (som tillval) kan ges för placering av syre. Och därmed öka tiden och räckvidden för ubåtsdykning.
En fråga till: behövs LIAB då alls? Svar: verkligen nödvändigt! Även om de är dyra och mycket högteknologiska, är de rädda för mekaniska skador, där de är brandfarliga, men ändå är de lättare, kan ta någon form (konform), minst 2-4 gånger (jämfört med bly-zink sura batterier) har en lagrad elektricitet med högre kapacitet. Och detta är deras främsta fördel.
Men varför då en sådan båt med LIAB, någon sorts VNEU?
Ett anaerobt kraftverk behövs för att inte "sticka ut" enheten för undervattensdieselmotor (RDP) på havsytan för att starta eller starta en dieselgenerator för att tappa batteriladdningen. Så snart detta händer kommer två eller tre skyltar som maskerar båten att visas omedelbart: en brytare på vattenytan från RDP-axeln och radar / TLV / IR-sikt för denna infällbara enhet. Och den visuella (optiska) synligheten av ubåten själv, "hängande" under RDP, även från rymden kommer att vara betydande. Och om avgaserna från en fungerande dieselmotor (om än genom vatten) in i atmosfären, kommer gasanalysatorn för BPA (PLO) -flygplanet att kunna registrera det faktum att en ubåt är i området. Detta har hänt mer än en gång.
Och vidare. Oavsett hur tyst en diesel- eller dieselgenerator fungerar i ett ubåtskammare kan den alltid höras av de känsliga öronen på fiendens PLO -styrkor och medel.
Alla dessa nackdelar kan undvikas genom gemensam användning av AB och VNEU. Därför kommer gemensam användning av VNEU och superkapacitetslagringsenheter för elektrisk energi, såsom magnesium-, kiselmetall- eller svavelbatterier, i vilka kapaciteten förväntas vara 5-10 gånger (!) Större än LIAB, mycket stor lovande. Och det verkar som om forskare och designers redan har tagit hänsyn till denna omständighet när de utvecklade projekt för nya ubåtar.
Så till exempel blev det känt att efter att byggandet av en serie ubåtar av typen "Soryu" slutförts kommer japanerna att börja med design och FoU för nästa generations ubåt. Nyligen rapporterade media att det skulle vara en ubåt av typen 29SS. Den kommer att vara utrustad med en enda (all-mode) Stirling-motor med förbättrad design och förmodligen en rymlig LIAB. Och sådant arbete, tillsammans med amerikanska forskare, har utförts sedan 2012. Den nya motorn kommer att ha kväve som arbetsvätska, medan helium på de svenska bilarna.
Militära analytiker tror att det nya fartyget i allmänhet kommer att behålla den mycket framgångsrika formen som utarbetats på ubåten i Soryu-klassen. Samtidigt är det planerat att avsevärt minska storleken och ge en mer strömlinjeformad form till "seglet" (staketet för infällbara enheter). De horisontella bågroderna flyttas till bågen på båtskrovet. Detta kommer att minska det hydrodynamiska motståndet och nivån av inneboende buller när vatten rinner runt ubåtskrovet vid höga undervattenshastigheter. Ubåtens framdrivningsenhet kommer också att genomgå förändringar. Propellern med fast stigning kommer att ersättas av en vattenstråle. Enligt experter kommer ubåtens beväpning inte att genomgå väsentliga förändringar. Som tidigare kommer båten att behålla sex båge 533 mm torpedorör för avfyrning av tunga torpeder ("Typ 89"), ubåtstorpeder och kryssningsmissiler i klass Harpun-klass, samt för att lägga minfält. Den totala ammunitionen ombord på ubåten kommer att vara 30-32 enheter. Samtidigt kommer den typiska lasten (6 nya missfartygsmissiler, 8 typ 80 PLO-torpeder, 8 tunga torpeder typ 89, självgående GPA och elektroniska krigsfordon) tydligen att behållas. Dessutom antas det att de nya båtarna kommer att ha aktivt anti-ubåtskydd (PTZ), eventuellt luftvärn, som sjösatts från ett torpedorör.
Arbetet med att skapa en ny ubåt planeras att utföras i följande termer: FoU under perioden 2025 till 2028, konstruktion och driftsättning av den första ubåtskonstruktionen av projekt 29SS förväntas år 2031.
Enligt utländska experter kommer staterna i Indiska och Stilla havet snart att behöva modernisera och förnya sina flottor. Inklusive ubåtskrafterna. Under perioden fram till 2050 kommer behovet av ubåtar att vara cirka 300 enheter. Ingen av de potentiella köparna kommer att köpa båtar som inte är utrustade med VNEU. Detta bevisas övertygande av anbuden på inköp av ubåtar som innehas av Indien och Australien. Indien köpte franska atomubåtar i Scorpen-klass och Kanbera valde japanska kärnbåtar i Soryu-klass till sin flotta. Och detta är ingen slump. Båda dessa typer av båtar har VNEU, som säkerställer att de håller sig under vatten utan att dyka upp i upp till 2-3 veckor (15-18 dagar). Japan har för närvarande elva atomubåtar. Sydkorea bygger sin ubåt av K-III-typ med litiumjonbatterier.
Tyvärr kan vi fortfarande inte skryta med framgång med att skapa ubåtar beväpnade med icke-kärnvapenluftoberoende framdrivningssystem. Även om arbetet i denna riktning utfördes, och det verkade som om framgången inte var långt borta. Det återstår att hoppas att specialister från CDB MT "Malakhit", CDB MT "Rubin", FSUE "Krylovsky State Scientific Center", Central Scientific Research Institute "SET" fortfarande kommer att kunna skapa ett ryskt luftoberoende motor för icke-nukleära ubåtar, liknande eller bättre än utländska analoger. Detta kommer att öka marinberedskapens stridsberedskap avsevärt, stärka våra positioner i export av ubåtar till traditionella köpare och hjälpa till att erövra nya marknader för leverans av våra marinprodukter.
