A modern tengeralattjárók nagy része dízel-villamos erőművekkel van felszerelve. Az ilyen eszközök jellegzetes hátrányokkal rendelkeznek, ezért keresik a kényelmes és jövedelmező alternatívákat. Amint a gyakorlat azt mutatja, a technológia modern szintje lehetővé teszi hatékony erőművek létrehozását nem nukleáris tengeralattjárók számára, és különböző felépítésű rendszerekről beszélünk.
Problémák és megoldások
A dízel-elektromos tengeralattjárók fő hátránya, hogy rendszeresen fel kell tölteni az akkumulátorokat dízelgenerátor segítségével. Ehhez a tengeralattjárónak le kell úsznia a felszínre, vagy periszkópmélységben kell mozognia - ami növeli az ellenség észlelésének valószínűségét. Ugyanakkor az elemeken való merülés időtartama általában nem haladja meg a több napot.
A dízel nyilvánvaló alternatívája az atomerőmű, de használata nem mindig lehetséges és indokolt a bonyolultság és a magas költségek miatt. E tekintetben több évtizede tanulmányozták a kívánt tulajdonságokkal rendelkező, dízel-elektromos rendszerek hátrányait nélkülöző, levegőtől független erőművek (VNEU) létrehozásának kérdését. Számos ilyen típusú új technológiát sikerült sikeresen üzembe helyezni, és a közeljövőben más üzembe helyezése is várható.
Általában több megközelítés létezik a VNEU létrehozására. Az első magában foglalja a dízelgenerátor újjáépítését egy másik motor segítségével, amely kevésbé igényes a bejövő levegőre. A második a villamos energia előállítását javasolja az ún. üzemanyagcellák. A harmadik az akkumulátorok javítása, beleértve a egészen a saját generációjának elutasításáig.
Stirling alternatívája
Az első nem nukleáris tengeralattjáró, amely teljes körű VNEU-val szolgálatba állt, 1996-ban a svéd Gotland hajó volt. Ennek a tengeralattjárónak a hossza 60 m, az elmozdulása pedig 1600 tonna volt, és 6 torpedócsövet is szállított, két kaliberben. Erőműve szabványos dízel-elektromos alapon épült, és új alkatrészekkel egészült ki.
A felszíni futást és az áramtermelést két MTU 16V-396 dízel és egy pár Hedemora V12A / 15-Ub generátor biztosítja. A légcsavart minden üzemmódban elektromos motor hajtja. Merülő helyzetben a tengeralattjáró a dízelmotorok helyett a Kockums v4-275R típusú Stirling motorját indítja el, folyékony üzemanyagot és cseppfolyósított oxigént használva. Ez utóbbi tartaléka lehetővé teszi, hogy akár 30 napig víz alatt maradjon anélkül, hogy fel kellene emelkednie. Ezenkívül a Stirling motor kevésbé zajos, és nem is leleplezi a tengeralattjárót.
Három új tengeralattjáró épült a Gotland projekt alapján; a második és a harmadik épületet 1997 -ben helyezték üzembe. A 2000 -es évek elején egy Södermanland kóddal rendelkező projektet hajtottak végre. Két Västergötland típusú dízel-elektromos tengeralattjáró korszerűsítését írta elő a Gotland projekt VNEU telepítésével. Japán érdeklődni kezdett a svéd fejlemények iránt. Engedély alapján összeállította a VNEU -t a "Soryu" típusú tengeralattjárókhoz. A japán tengeralattjárók nagy méreteik és elmozdulásuk miatt egyszerre négy v4-275R motort szállítanak.
Tengeralattjáró turbinák
A Scorpène projekt fejlesztése során francia hajóépítők javasolták a VNEU alternatív motoron alapuló saját verzióját. Egy ilyen, Module d'Energie Sous-Marine Autonome (MESMA) elnevezésű telepítést kínáltak a potenciális ügyfeleknek az újonnan épített tengeralattjárók használatához.
A MESMA projekt egy speciális gőzturbinás motort javasolt, amelyet etanollal és sűrített levegővel hajtanak meg. Az alkohol-levegő keverék égése során gőzt kellett termelni a generátort hajtó turbina számára. A magas nyomáson szén -dioxid és vízgőz formájában előforduló égéstermékeket javasolták a fedélzeten keresztül üríteni a működési mélységek teljes tartományában. Számítások szerint a Scorpène tengeralattjáró VNEU MESMA -val akár 21 napig is víz alatt maradhat.
A MESMA üzemet különböző ügyfeleknek ajánlották fel. Például az Indiára vonatkozó Scorpène-Kalvari projektben tervezték használni. A kísérleti üzem azonban nem mutatott elegendő teljesítményt, és a projekt iránti érdeklődés jelentősen csökkent. Ennek eredményeképpen az új francia dízel -elektromos tengeralattjárók továbbra is dízelmotorokkal vannak felszerelve - bár a fejlesztők már új korszerűsítést is bejelentettek más ígéretes megoldások bevezetésével.
2019-ben az orosz hajóépítők bejelentették egy alapvetően új, zárt ciklusú gázturbinás motoron alapuló VNEU kifejlesztését. Tartalmazza a cseppfolyósított oxigén tartályait: elpárolog és a motorhoz kerül. A kipufogógázokat csak akkor javasolják, hogy fagyasszák le és dobják ki, ha biztonságos helyen kerülnek felszínre. Hasonló VNEU készül a P-750B projekt keretében.
Benzintank
A kilencvenes évek végére Németország megalkotta a VNEU saját verzióját. 1998 -ban megkezdődött az új típusú 212 -es projekt tengeralattjárójának építése, hasonló rendszerrel felszerelve. A német projekt a Siemens SINAVY rendszer használatát foglalta magában, amely egyesíti az elektromos motort és a hidrogén üzemanyagcellákat. A felszínen való mozgáshoz dízelgenerátort tartottak fenn.
A SINAVY komplexum Siemens PEM protoncserélő üzemanyagcellákat tartalmaz, amelyek cseppfolyósított oxigéntartályból származó fém-hidridre épülnek. A fokozott biztonság érdekében fém -hidrid- és oxigéntartályok vannak elhelyezve a masszív és könnyű házak közötti térben. A VNEU működése során a fém -hidridből nyert hidrogént oxigénnel együtt speciális membránokba és elektródákba táplálják, ahol áram keletkezik.
A "212" tengeralattjáró autonómiája eléri a 30 napot. A VNEU SINAVY fontos előnye a zaj szinte teljes hiánya működés közben, kellően nagy teljesítmény mellett. Ugyanakkor nehéz gyártani és üzemeltetni, és egyéb hátrányai is vannak.
Hat 212 tengeralattjárót építettek a német haditengerészet számára. 2006-2017. ezek közül négy hajó szolgálatba állt a spanyol flottában. A "212" alapján jött létre a "214" projekt, amely biztosítja a meglévő VNEU megőrzését. Az ilyen tengeralattjárók nagyon népszerűek a nemzetközi piacon. Négy országból érkezett megrendelés több mint 20 hajóra. Már 15 hajót építettek és szállítottak az ügyfeleknek.
Meg kell jegyezni, hogy az üzemanyagcellákon alapuló VNEU -t nemcsak Németországban fejlesztik. A franciaországi MESMA projekttel párhuzamosan kifejlesztették a Scorpène tengeralattjáró üzemanyagcellákat alkalmazó változatát. Ezeket a tengeralattjárókat adták el Indiának. Most egy új generáció elemei születnek. Korábban arról számoltak be, hogy üzemanyagcelláit Oroszországban fejlesztik. Az ilyen típusú VNEU már átesett a próbákon, és a jövőben egy kísérleti hajón tesztelik.
Akkumulátoros tengeralattjáró
Az alapvetően új motorok és generációs eszközök megjelenése nem zárja ki a meglévő technológiák és egységek továbbfejlesztésének szükségességét. Így a már ismert és elsajátított típusú akkumulátorok nagy értéket őriznek. Ígéretes projektekben még az összes rendszer egyetlen energiaforrásaként tartják számon.
Különös folyamatok figyelhetők meg a japán hajógyártásban. Japán volt az egyik első ország, amely elsajátította a VNEU -t Stirling motorral, de 2015 -ben és 2017 -ben. a módosított Soryu projekt két tengeralattjáróját ilyen rendszerek nélkül fektették le. A szabványos akkumulátorok és a VNEU egységek számára helyet kapott a modern lítium-ion akkumulátorok. Emiatt a búvárkodás időtartama megduplázódott az előző generációs akkumulátorokhoz képest.
2018 ótafolyamatban van az új Taigei projekt tengeralattjáróinak építése, amelyet eredetileg dízel-elektromos berendezéssel és lítium-ion akkumulátorokkal fejlesztettek ki. Az új projekt vezető hajója már elindult, és tavaly óta további két hajótest épül. Összesen hét tengeralattjáró építését tervezik 2022 -től.
Számos ultrakis tengeralattjáró létezik, amelyek csak akkumulátorokkal vannak felszerelve. A jövőben ez az architektúra alkalmazást találhat "nagy" projektekben. A közelmúltban francia hajóépítők mutatták be az SMX31E koncepció projektet, amely a legmerészebb döntéseket ötvözi. Különösen a tengeralattjáró csak elemeket kapott az elhelyezésükhöz minden rendelkezésre álló térfogatban, beleértve a tartós és könnyű testek között. Az akkumulátorokat a bázison kell feltölteni, mielőtt tengerre indulnak.
Becslések szerint az SMX31E teljesen feltöltve 30-60 napig víz alatt maradhat, a menetsebességtől és a teljes energiafogyasztástól függően. Ugyanakkor a tervek szerint minden szabványos és kiegészítő eszköz, komplex stb.
Az evolúció folyamatában
Így az elmúlt évtizedekben jelentős előrelépés történt a nem nukleáris tengeralattjárók VNEU területén. Az ilyen rendszerek különböző tulajdonságaival és előnyeivel rendelkező változatai kifejlesztésre, tesztelésre kerültek, bevezetésre kerültek a projektekbe és üzembe helyeztek. Azonban még a legújabb, levegőtől független telepítéseknek is vannak bizonyos hátrányai. Továbbra is bonyolultak és drágák mind gyártásuk, mind működésük során.
A taktikai és műszaki jellemzők előnyei ellenére a VNEU-val rendelkező nem tengeralattjárók még nem tudják kiszorítani a "hagyományos" építészetű dízel-elektromos tengeralattjárókat. Sőt, az utóbbiak fejlesztik és a legmodernebb technológiákat és alkatrészeket is használják. A különböző osztályok közötti ilyen verseny szembetűnő példája a japán tengeralattjáró-flotta fejlesztése, amely új műszaki szinten tért vissza a dízel-elektromos rendszerhez.
Nyilvánvaló, hogy a verseny a levegőtől független és a dízelüzemű villamos berendezések között belátható időn belül folytatódik-és egyértelmű favorit még nincs. Ugyanakkor nyilvánvaló, hogy a világ haditengerészete a nyerő. Lehetőséget kapnak arra, hogy kiválasszák a legjobb lehetőséget az erőmű számára, amely a legjobban megfelel minden követelménynek.
