Litiumjonbatterier: en lång resa in i ubåtsflottan

Innehållsförteckning:

Litiumjonbatterier: en lång resa in i ubåtsflottan
Litiumjonbatterier: en lång resa in i ubåtsflottan

Video: Litiumjonbatterier: en lång resa in i ubåtsflottan

Video: Litiumjonbatterier: en lång resa in i ubåtsflottan
Video: C2 Greyhound catapulting from the USS Ronald Reagan 2024, April
Anonim
Bild
Bild

Den 5 mars 2020 sjösattes den elfte ubåten i Soryu -serien i den japanska staden Kobe. Båten kommer att bli en del av de japanska marinstyrkorna under beteckningen SS 511 Oryu. Den nya japanska dieselelektriska ubåten blev den första stridsubåten i världen som fick litiumjonbatterier, och den blev också den första ubåten i serien.

Enligt experter, på grund av användningen av nya typer av laddningsbara batterier, som länge har registrerats i smartphones, kommer japanerna att kunna överge användningen av inte bara traditionella bly-syrabatterier på ubåtar, utan också luftoberoende Stirling-motorer. Detta är en mycket nyfiken och betydelsefull händelse för ubåtsflottan, eftersom även luftoberoende kraftverk själva vid ett tillfälle blev ett verkligt genombrott för dieselbåtar, vilket sparar ubåtar från behovet att ofta stiga upp till ytan under segling. Förresten, Ryssland har fortfarande inte en enda serieubåt utrustad med ett luftoberoende kraftverk.

Lanserade en ny japansk ubåt med litiumjonbatterier är redan den elfte båten i serien. Dessutom har den japanska flottan 11 ubåtar i Oyashio-klass (inklusive två träningsbåtar), som också är svåra att tillskriva de gamla modellerna, eftersom båtarna designades på 1990-talet och den sista av dem överfördes till flottan i 2008 år. Det är redan känt att den japanska flottan snart kommer att få en annan ubåt från Soryu-projektet (SS 512-båt) med litiumjonbatterier, varefter Japan kommer att fortsätta byggandet av ubåtar till ett nytt projekt, så långt känt som 29SS (första ubåten SS 513). Totalt omfattar den japanska flottan nu 22 ubåtar, av vilka den äldsta togs i bruk 1998.

Första ubåten med litiumjonbatterier

Invigningsceremonin för de japanska sjöfartsförsvarets styrkor för den första SS 511 Oryu litiumjonbatteriets stridsubåt hölls i Kobe den 5 mars 2020. Ceremonin ägde rum på Kobe Shipyard & Machinery Works, som ägs av Mitsubishi Heavy Industries, ett stort företag som spänner över en mängd olika industrifält i Japan. Den nya båten har blivit den 11: e i en serie båtar av typen "Soryu", och totalt kommer 12 sådana fartyg att byggas, de två sista med litiumjonbatterier. Byggandet av SS 511 Oryu -båten började i mars 2015, båten sjösattes den 4 oktober 2018.

Bild
Bild

Det är känt att konstruktionen av den elfte båten kostade de japanska skattebetalarna ett belopp som översteg kostnaden för någon av de tio byggda båtarna i samma projekt. Det rapporteras att kostnaden för att bygga ubåten SS 511 var 64,4 miljarder yen (cirka 566 miljoner dollar, enligt andra källor, kostade båten ännu mer - 66 miljarder yen). Det är i alla fall en fjärdedel mer än den tionde SS 510 Shoryu -ubåten (51,7 miljarder yen eller 454 miljoner dollar) kostar. Nästan hela skillnaden i kostnad mellan de tionde och elfte båtarna i serien faller på kostnaden för nya litiumjonbatterier, liksom omarbetning av hela det medföljande elsystemet i ubåten och ändrar designen.

Den tolfte av de planerade Soryu -båtarna ska komma in i flottan 2021. Båten SS-512 har redan sjösatts, det hände redan i november förra året. Under de kommande åren kommer båda båtarna med litiumjonbatterier att bli en verklig testplats för testning av batterier och deras drift under verkliga driftförhållanden, inklusive i förhållanden nära kamp. Testresultaten är mycket viktiga, eftersom de kommer att göra det möjligt för de japanska amiralerna att justera programmen för konstruktion och utveckling av ubåtsflottan, samt att utveckla ett projekt för nästa generations strejkbåtar.

SS 511 Oryu utmanar traditionella ubåtar

Det är värt att notera att den japanska flottan har kläckt ut planer för användning av litiumjonbatterier i ubåtar under lång tid. Utseendet på SS 511 Oryu var kulmen på forskning och utveckling som fortsatte i flera decennier. Det är känt att japanska designers började det första arbetet i denna riktning redan 1962, och det första litiumjonbatteriet som var avsett att placeras ombord på en ubåt var klart 1974.

Trots dessa framgångar var de första batterierna långt ifrån idealiska, uppfyllde inte de angivna operativa kraven och passade inte militären i många avseenden. Samtidigt var sådana laddningsbara batterier mycket dyra under lång tid. Detta överlagrades på den högre risken för sådana batterier, som var benägna att spontant förbrinna och explodera, som ombord på ubåten var fylld av en verklig katastrof. De medföljande riskerna och de höga priserna, i kombination med ännu inte tillräckligt "mogen" teknik, tvingade de japanska amiralerna att vända sig till luftoberoende kraftverk (VNEU). 1986 beslutades det att utveckla och bygga ubåtar med Stirling -systemet VNEU, med fokus på den framgångsrika svenska upplevelsen.

Bild
Bild

Ändå har dagen kommit för litiumjonbatterier ombord på ubåtar. Ny teknik kan avsevärt förändra hela ubåtsflottan. Många experter klassificerar redan sådana dieselelektriska båtar som femte generationens ubåtar. Samtidigt, för att gå över till användning av nya lagringsbatterier, var japanska designers tvungna att avsevärt se över projektet av båtar av typen "Soryu". Först och främst krävde de nya batterierna att projektet omarbetades för att bibehålla stabilitet och ballastering av båtarna, eftersom bly-syrabatterierna installerade på de första 10 ubåtarna i serien är betydligt tyngre än litiumjonbatterier. Dessutom gick en del av vikten av de nya ubåtarna överhuvudtaget på grund av demontering av Stirling -motorerna.

Under arbetet var ingenjörerna tvungna att revidera hela strömförsörjningssystemet ombord på SS 511 Oryu. Dessutom installerades mer kraftfulla dieselgeneratorer på ubåten, utformade för att ladda batterier. Dessutom var konstruktörerna tvungna att omarbeta snorklarna, detta är nödvändigt för att öka volymen av lufttillförsel och samtidigt för att ta bort avgaser, eftersom laddningshastigheten för litiumjonbatterier är märkbart högre än vanliga blybatterier.

Redan idag förser litiumjonbatterier batterier med ubåtar med en undervattenskörning som kan jämföras med båtar som använder VNEU. Och i framtiden kommer de tekniska egenskaperna hos sådana båtar bara att växa. Samtidigt tillåter batteriernas höga kapacitet ubåtar att röra sig under vatten under lång tid med hög hastighet - cirka 20 knop. Undervattenskörningens långa varaktighet med hög hastighet är en mycket viktig indikator för ubåtar. Detta kan hjälpa när du attackerar ett ytmål och när du undviker fiendens attacker. Ju tidigare båten lämnar det farliga området, desto bättre.

Samtidigt, till skillnad från ubåtar utrustade med VNEU, kan den nya ubåten ständigt fylla på energiförsörjningen i litiumjonbatterier, genom att ladda batterier med hjälp av en enhet för att driva motorn under RDP. Fördelarna med litiumjonbatterier inkluderar också en längre livslängd. Sådana batterier kräver inget underhåll, och de elektriska systemen som byggts med deras hjälp är lättare att hantera och designa. Litiumjonbatterier skiljer sig också från bly-syrabatterier på kortare laddningstid på grund av den högre strömstyrkan, vilket är mycket viktigt för dykare.

Bild
Bild

Kapacitet hos ubåtar i Soryu-klass

Soryu-klassens dieselelektriska ubåtar är strejkubåtar från Japans sjöfartsförsvar. Dessa båtar anses vara en av de modernaste och bästa i världen, de utgör redan ryggraden i den japanska flottans ubåtskrafter. De nya japanska båtarna är ganska stora, förskjutningsmässigt överträffar de alla seriella ryska dieselelektriska ubåtar av projekten 677 "Lada", 636 "Varshavyanka" och 877 "hälleflundra". Båtar i Soryu-klass anses vara ganska ljudlösa, och vad gäller varaktigheten av deras nedsänkta navigering kan de tävla med moderna atomubåtar.

Ubåtar av typen Soryu med en standard ytförskjutning på 2900 ton och en under vattnet på 4200 ton har byggts i Japan sedan 2005 (den första båten i serien lades ner). Soryu -ubåtarna är 84 meter långa, 9,1 meter breda och har ett genomsnittligt djupgående på 8,5 meter. Båtens besättning består av 65 ubåtar (inklusive 9 officerare).

De första tio dieselelektriska ubåtarna som byggdes enligt detta projekt innehöll ett kombinerat kraftverk bestående av två Kawasaki 12V25 / 25SB dieselelektriska enheter med en kapacitet på 3900 hk vardera och fyra Kawasaki Kockums V4-275R Stirling-motorer som utvecklade en maximal effekt på 8000 liter..s (undervattenspassage). Fartygets framdrivningssystem fungerar på en propelleraxel. Båtens maximala ythastighet är 13 knop (cirka 24 km / h), den maximala undervattenshastigheten är 20 knop (cirka 37 km / h).

Bild
Bild

Driftdjupet för ubåtarna i Soryu-klassen är 275-300 meter. Simning autonomi - upp till 45 dagar. För båtar i detta projekt, utrustade med ett luftoberoende kraftverk, beräknas marschavståndet till 6100 nautiska mil (cirka 11 300 km) med en hastighet av 6,5 knop (cirka 12 km / h). Det rapporteras att nya ubåtar, som tar emot litiumjonbatterier, kommer att kunna ligga under vatten ännu längre, i själva verket kommer deras kapacitet att begränsas endast av tillgången på proviant och färskt vatten ombord.

Huvudrustningen för båtar i Soryu-klass är torpedor och missiler mot fartyg. Ubåten har sex 533 mm HU-606 torpedorör. Båtens ammunitionskapacitet kan bestå av 30 torpeder av typ 89. Moderna torpeder utvecklar en maxhastighet på 55 knop (102 km / h), med denna hastighet kan en torped färdas 39 km under vatten. Dessa torpedorör kan också användas för att skjuta upp amerikanska missiler UGM-84 "Harpoon". Moderna versioner av sådana missiler kan träffa mål på ett avstånd av upp till 280 kilometer.

Rekommenderad: