Die grootste deel van die moderne duikbote is toegerus met diesel-elektriese kragsentrales. Sulke toestelle het kenmerkende nadele, en daarom word gesoek na gerieflike en winsgewende alternatiewe. Soos die praktyk toon, maak die moderne tegnologie dit moontlik om doeltreffende kragsentrales vir nie-kern-duikbote te skep, en ons praat oor stelsels van verskillende argitekture.
Probleme en oplossings
Die grootste nadeel van diesel-elektriese duikbote is die behoefte aan gereelde herlaai van die batterye deur middel van 'n dieselopwekker. Om dit te kan doen, moet die duikboot na die oppervlak dryf of op 'n periskopdiepte beweeg - wat die waarskynlikheid van opsporing deur die vyand verhoog. Terselfdertyd duur die duik op batterye gewoonlik nie 'n paar dae nie.
'N Duidelike alternatief vir diesel is 'n kernkragaanleg, maar die gebruik daarvan is nie altyd moontlik en geregverdig nie vanweë die kompleksiteit en hoë koste. In hierdie verband is die kwessie van die skep van lugonafhanklike kragstasies (VNEU) vir etlike dekades bestudeer, sonder die nadele van dieselelektriese stelsels. 'N Aantal nuwe tegnologieë van hierdie aard is suksesvol in gebruik geneem, en die inbedryfstelling van ander word in die nabye toekoms verwag.
Oor die algemeen is daar verskillende benaderings tot die oprigting van VNEU. Die eerste behels die heropbou van die dieselgenerator met 'n ander enjin wat minder veeleisend is vir die inkomende lug. Die tweede stel die opwekking van elektrisiteit voor met die sogenaamde. brandstofselle. Die derde is om die batterye te verbeter, insluitend tot die verwerping van sy eie generasie.
Stirling se alternatief
Die eerste nie-kern duikboot met 'n volwaardige VNEU, wat in 1996 in gebruik geneem is, was die Sweedse skip Gotland. Hierdie duikboot het 'n lengte van 60 m en 'n verplasing van 1600 ton gehad, en het ook 6 torpedobuise van twee kalibers gedra. Die kragstasie is gebou op die basis van 'n standaard diesel-elektriese en aangevul met nuwe komponente.
Oppervlakte en kragopwekking word verskaf deur twee MTU 16V-396 diesels en 'n paar Hedemora V12A / 15-Ub kragopwekkers. Die skroef word in alle modusse aangedryf deur 'n elektriese motor. In 'n ondergedompelde posisie begin die duikboot, in plaas van diesels, 'n Stirling-enjin van die Kockums v4-275R-tipe, wat vloeibare brandstof en vloeibare suurstof gebruik. Met die reservaat van laasgenoemde kan u tot 30 dae onder water bly sonder om op te klim. Boonop is die Stirling -enjin minder raserig en ontmasker ook nie die duikboot nie.
Drie nuwe duikbote is volgens die Gotland -projek gebou; die tweede en derde gebou is in 1997 in gebruik geneem. Aan die begin van die 2000's is 'n projek met die Södermanland -kode geïmplementeer. Dit het voorsiening gemaak vir die modernisering van twee diesel-elektriese duikbote van die tipe Västergötland met die installering van VNEU uit die Gotland-projek. Japan het belang gestel in Sweedse ontwikkelinge. Onder lisensie het sy VNEU bymekaargemaak vir duikbote van die tipe "Soryu". Vanweë hul groot afmetings en verplasing dra Japannese duikbote vier v4-275R-enjins tegelyk.
Onderzee turbines
Tydens die ontwikkeling van die Scorpène -projek het Franse skeepsbouers hul eie weergawe van VNEU voorgestel op grond van 'n alternatiewe enjin. So 'n installasie, genaamd die Module d'Energie Sous-Marine Autonome (MESMA), is aan potensiële kliënte aangebied vir gebruik op nuutgeboude duikbote.
Die MESMA -projek het 'n spesiale stoomturbine -enjin voorgestel wat aangedryf word deur etanol en saamgeperste lug. Die verbranding van die alkohol-lugmengsel was veronderstel om stoom te produseer vir die turbine wat die kragopwekker aandryf. Daar word voorgestel dat verbrandingsprodukte in die vorm van koolstofdioksied en waterdamp onder hoë druk oor die hele reeks werksdieptes oorboord gelos word. Volgens berekeninge kan die Scorpène -duikboot met VNEU MESMA tot 21 dae onder water bly.
Die MESMA -aanleg is aan verskeie kliënte aangebied. Dit is byvoorbeeld beplan om in die Scorpène-Kalvari-projek vir Indië gebruik te word. Die loodsaanleg het egter onvoldoende prestasie getoon, en die belangstelling in die projek is skerp verminder. As gevolg hiervan is die nuwe Franse diesel -elektriese duikbote steeds toegerus met dieselenjins - hoewel die ontwikkelaars reeds 'n nuwe modernisering aangekondig het met die bekendstelling van ander belowende oplossings.
In 2019 kondig Russiese skeepsbouers die ontwikkeling aan van 'n fundamenteel nuwe VNEU gebaseer op 'n geslote siklus gasturbine-enjin. Dit bevat tenks vir vloeibare suurstof: dit verdamp en word aan die enjin verskaf. Daar word voorgestel dat uitlaatgasse slegs gevries en weggegooi word in 'n veilige omgewing. 'N Soortgelyke VNEU word ontwikkel binne die raamwerk van die P-750B-projek.
Brandstofsel
Teen die einde van die negentigerjare het Duitsland sy eie weergawe van VNEU geskep. In 1998 begin die bou van die kop -duikboot van die nuwe tipe 212 -projek, toegerus met 'n soortgelyke stelsel. Die Duitse projek behels die gebruik van die Siemens SINAVY -stelsel, wat 'n elektriese motor en waterstofbrandstofselle kombineer. 'N Dieselgenerator is behou vir beweging op die oppervlak.
Die SINAVY-kompleks bevat Siemens PEM-proton-uitruilbrandstofselle wat gebaseer is op metaalhidried uit 'n vloeibare suurstoftenk. Vir ekstra veiligheid is metaalhidriede en suurstofhouers in die ruimte tussen die robuuste en liggewig behuisings geleë. Tydens die werking van die VNEU word die waterstof wat uit die metaalhidried verkry word, saam met suurstof, na spesiale membrane en elektrodes gevoer, waar stroom opgewek word.
Die outonomie van die duikboot "212" bereik 30 dae. 'N Belangrike voordeel van VNEU SINAVY is die byna volledige afwesigheid van geraas tydens werking met voldoende hoë werkverrigting. Terselfdertyd is dit moeilik om te vervaardig en te bedryf, en het dit ook ander nadele.
Ses 212 duikbote is vir die Duitse vloot gebou. In 2006-2017. vier van hierdie skepe het diens gedoen in die Spaanse vloot. Op grond van "212" is die "214" -projek geskep, wat voorsiening maak vir die behoud van die bestaande VNEU. Sulke duikbote is baie gewild in die internasionale mark. Bestellings ontvang uit vier lande vir meer as 20 bote. 15 skepe is reeds gebou en aan kliënte afgelewer.
Daar moet op gelet word dat VNEU gebaseer op brandstofselle nie net in Duitsland ontwikkel word nie. Parallel met die MESMA -projek in Frankryk is 'n variant van die Scorpène -duikboot met die gebruik van brandstofselle ontwikkel. Dit was hierdie duikbote wat aan Indië verkoop is. Nou word elemente van 'n nuwe generasie geskep. Vroeër is berig dat sy brandstofselle in Rusland ontwikkel word. Hierdie soort VNEU het reeds banktoetse geslaag, en in die toekoms sal dit op 'n eksperimentele skip getoets word.
Ondergrondse duikboot
Die voorkoms van fundamenteel nuwe enjins en opwekkingmiddels sluit nie die behoefte aan verdere ontwikkeling van bestaande tegnologieë en eenhede uit nie. Opbergbatterye van reeds bekende en bemeesterde tipes behou dus 'n hoë waarde. In belowende projekte word dit selfs beskou as die enigste bron van energie vir alle stelsels.
Nuuskierige prosesse word waargeneem in die Japannese skeepsbou. Japan was een van die eerste lande wat VNEU met 'n Stirling -enjin bemeester het, maar in 2015 en 2017. twee duikbote van die aangepaste Soryu -projek is sonder sulke stelsels gelê. Ruimte vir standaardbatterye en VNEU-eenhede is gegee vir moderne litium-ioonbatterye. As gevolg hiervan is die duikduur verdubbel in vergelyking met die batterye van die vorige generasie.
Sedert 2018die bou van duikbote van die nuwe Taigei-projek, wat oorspronklik ontwikkel is met behulp van 'n diesel-elektriese installasie en litium-ioonbatterye, is aan die gang. Die hoofskip van die nuwe projek is reeds gelanseer, en nog twee rompe is sedert verlede jaar in aanbou. In totaal word beplan om vanaf 2022 sewe duikbote te bou met inagneming.
Daar is baie projekte van ultra-klein duikbote, slegs toegerus met batterye. In die toekoms vind hierdie argitektuur moontlik toepassing in 'groot' projekte. Onlangs het Franse skeepsbouers die konsepprojek SMX31E aangebied, wat baie van die mees gewaagde besluite kombineer. In die besonder het die duikboot slegs batterye ontvang met hul plasing in alle beskikbare volumes, insluitend tussen duursame en liggewig liggame. Die batterye moet op die basis gelaai word voordat u see toe gaan.
Na raming sal die SMX31E 30-60 dae lank onder water bly, afhangende van die bestuursnelheid en totale energieverbruik. Terselfdertyd word beplan om die volle werking van alle standaard- en bykomende toestelle, komplekse, ens.
In die proses van evolusie
Daar was dus die afgelope dekades aansienlike vordering op die gebied van VNEU vir nie-kern-duikbote. Verskeie variante van sulke stelsels met sekere funksies en voordele is ontwikkel, getoets, in projekte ingebring en in gebruik geneem. Selfs die nuutste lugonafhanklike installasies het egter sekere nadele. Hulle bly kompleks en duur, beide vir vervaardiging en bedryf.
Ondanks die voordele in taktiese en tegniese eienskappe, kan nie-duikbote met VNEU nog nie diesel-elektriese duikbote met 'tradisionele' argitektuur vervang nie. Boonop ontwikkel laasgenoemde die moderne tegnologieë en komponente. 'N Opvallende voorbeeld van so 'n mededinging tussen verskillende klasse is die ontwikkeling van die Japannese duikbootvloot, wat op 'n nuwe tegniese vlak teruggekeer het na die diesel-elektriese skema.
Blykbaar sal die mededinging tussen lug-onafhanklike en diesel-elektriese installasies in die afsienbare toekoms voortduur-en daar is nog geen duidelike gunsteling nie. Terselfdertyd is dit duidelik dat die vloot van die wêreld die wenners is. Hulle kry die geleentheid om die beste opsie te kies vir die kragstasie wat die beste aan al die vereistes voldoen.
