Заманбап суу алдындагы кемелердин негизги бөлүгү дизель-электр станциялары менен жабдылган. Мындай түзмөктөрдүн мүнөздүү кемчиликтери бар, ошондуктан ыңгайлуу жана кирешелүү альтернативаларды издөө жүргүзүлөт. Практика көрсөткөндөй, технологиянын заманбап деңгээли атомдук эмес суу асты кайыктары үчүн эффективдүү электр станцияларын түзүүгө мүмкүндүк берет жана биз ар кандай архитектуралык системалар жөнүндө сөз кылабыз.
Көйгөйлөр жана чечимдер
Дизель-электр суу астында жүрүүчү кемелердин негизги кемчилиги-дизелдик генератордун жардамы менен батарейкаларды үзгүлтүксүз толтуруу зарылдыгы. Бул үчүн суу астындагы кеме жер бетине калкып чыгышы же перископтун тереңдигинде жылышы керек - бул душман тарабынан аныктоо ыктымалдыгын жогорулатат. Ошол эле учурда, батарейкаларга чумкуунун узактыгы, адатта, бир нече күндөн ашпайт.
Дизельге ачык альтернатива - бул атомдук электр станциясы, бирок аны колдонуу дайыма эле мүмкүн эмес жана татаалдыгына жана кымбаттыгына байланыштуу. Буга байланыштуу, бир нече ондогон жылдар бою, керектүү мүнөздөмөлөргө ээ жана дизель-электр системасынын кемчиликтери жок абадан көз карандысыз электр станцияларын (ВНЭУ) түзүү маселеси изилденген. Мындай бир катар жаңы технологиялар ийгиликтүү ишке киргизилди жана жакынкы аралыкта башкалардын ишке берилиши күтүлүүдө.
Жалпысынан алганда, VNEU түзүү үчүн бир нече ыкмалар бар. Биринчиси, кирүүчү абага анча талап кылбаган башка кыймылдаткычтын жардамы менен дизель генераторун кайра курууну камтыйт. Экинчиси деп аталган электр энергиясын өндүрүүнү сунуштайт. күйүүчү клеткалар. Үчүнчүсү - батарейкаларды жакшыртуу, анын ичинде. өз муунунун баш тартуусуна чейин.
Стирлингдин альтернативасы
1996-жылы ишке кирген толук кандуу VNEU менен биринчи өзөктүк эмес суу астында сүзүүчү кемеси Швед кемеси Gotland болгон. Бул суу астында жүрүүчү кайыктын узундугу 60 м жана жылышы 1600 тонна болгон, ошондой эле эки калибрлүү 6 торпедо түтүкчөсү болгон. Анын электростанциясы стандарттык дизелдик-электриктин негизинде курулган жана жаңы компоненттер менен толукталган.
Жер үстүндө чуркоо жана электр энергиясын өндүрүү эки MTU 16V-396 дизели жана Hedemora V12A / 15-Ub генераторлору менен камсыздалат. Бардык режимдердеги винт электр кыймылдаткычы менен башкарылат. Сууга чөккөн абалда суу астында жүрүүчү кеме дизелдердин ордуна суюк отунду жана суюлтулган кычкылтекти колдонуп, Kockums v4-275R тибиндеги Stirling кыймылдаткычын иштетет. Акыркылардын коругу суунун астында 30 күнгө чейин көтөрүлбөстөн турууга мүмкүндүк берет. Мындан тышкары, Стирлинг кыймылдаткычы азыраак ызы -чуу жана суу астындагы кеменин бетин ачпайт.
Үч жаңы суу алдындагы кеме Готланд долбооруна ылайык курулган; экинчи жана үчүнчү имараттар 1997 -жылы пайдаланууга берилген. 2000 -жылдардын башында Södermanland коду бар долбоор ишке ашырылган. Ал Готландия долбоорунан VNEU орнотуу менен Västergötland тибиндеги эки дизель-электр суу астында жүрүүчү кемени модернизациялоону караган. Япония Швециянын өнүгүшүнө кызыгып калды. Лицензия боюнча, ал "Сорю" тибиндеги суу астында жүрүүчү кемелер үчүн VNEU чогулткан. Чоң өлчөмдөрүнө жана орун которуштуруусуна байланыштуу, япон суу астында сүзүүчү кемелери бир убакта төрт v4-275R кыймылдаткычын көтөрүшөт.
Суу астындагы турбиналар
Scorpène долбоорун иштеп чыгуу учурунда француз кеме куруучулары альтернативдүү кыймылдаткычтын негизинде ВНЕУнун өз версиясын сунушташкан. Module d'Energie Sous-Marine Autonome (MESMA) деп аталган мындай орнотуу потенциалдуу кардарларга жаңыдан курулган суу астында жүрүүчү кемелерде колдонуу үчүн сунушталган.
MESMA долбоору этанол жана кысылган аба менен иштеген атайын буу турбинасынын кыймылдаткычын сунуштады. Спирт-аба аралашмасынын күйүшү генераторду башкаруучу турбинага буу чыгарышы керек болчу. Жогорку басымдагы көмүр кычкыл газы жана суу буусу түрүндөгү күйүү продуктуларын иштетүү тереңдиктеринин бардык диапазонунда кемеге таштоо сунушталган. Эсептөөлөр боюнча, VNEU MESMA менен Скорпен суу астындагы кемеси 21 күнгө чейин суу астында калышы мүмкүн.
MESMA заводу ар кандай кардарларга сунушталган. Мисалы, Индия үчүн Scorpène-Kalvari долбоорунда колдонуу пландаштырылган. Бирок, пилоттук завод жетишсиз көрсөткүчтөрдү көрсөттү жана долбоорго болгон кызыгуу кескин түрдө азайды. Натыйжада, жаңы француз дизель -электр суу астында жүрүүчү кайыктары дагы эле дизелдик кыймылдаткычтар менен жабдылган - бирок иштеп чыгуучулар буга чейин башка келечектүү чечимдерди киргизүү менен жаңы модернизацияны жарыялашкан.
2019-жылы россиялык кеме куруучулар жабык циклдүү газтурбиналык кыймылдаткычтын негизинде принципиалдуу жаңы VNEU иштеп чыгарын жарыялашкан. Анын курамына суюлтулган кычкылтек үчүн цистерналар кирет: ал бууланып, кыймылдаткычка берилет. Иштетилген газдарды тоңдуруу жана коопсуз аймакта сыртка чыгарууда гана ыргытуу сунушталат. Окшош VNEU P-750B долбоорунун алкагында иштелип жатат.
Күйүүчү май клеткасы
Токсонунчу жылдардын аягында Германия VNEUнун өзүнүн версиясын түзгөн. 1998 -жылы ушундай типтеги система менен жабдылган жаңы Type 212 долбоорунун башкы суу алдындагы кемесинин курулушу башталган. Немис долбоору электр кыймылдаткычын жана суутек отун клеткаларын бириктирген Siemens SINAVY системасын колдонууну камтыйт. Беттеги кыймыл үчүн дизель генератору сакталып калган.
SINAVY комплексине суюлтулган кычкылтек танкасынан металл гидридине негизделген Siemens PEM протон алмашуучу отун клеткалары кирет. Кошумча коопсуздук үчүн металл гидрид жана кычкылтек контейнерлери бышык жана жеңил корпустардын ортосундагы мейкиндикте жайгашкан. ВНЭУнун иштөө учурунда металл гидридинен алынган суутек кычкылтек менен бирге атайын мембраналарга жана электроддорго берилет, ал жерде ток пайда болот.
"212" суу алдындагы кайыктын автономиясы 30 күнгө жетет. VNEU SINAVYнин маанилүү артыкчылыгы - жетишерлик жогорку иштөөдө иштөө учурунда ызы -чуунун дээрлик толук жоктугу. Ошол эле учурда өндүрүү жана иштетүү кыйын, ошондой эле башка кемчиликтери бар.
Германиянын деңиз флоту үчүн 212 суу алдындагы 6 кеме курулган. 2006-2017-жылдары. бул кемелердин төртөөсү испан флотунда кызматка киришти. "212" базасында иштеп жаткан ВНЭУнун сакталышын караган "214" долбоору түзүлгөн. Мындай суу астында жүрүүчү кемелер эл аралык рынокто абдан популярдуу. Заказдар 20дан ашык кайыкка төрт өлкөдөн алынды. Буга чейин 15 кеме курулуп, кардарларга жеткирилген.
Бул күйүүчү клеткаларга негизделген VNEU Германияда гана эмес, иштелип жатканын белгилей кетүү керек. Франциядагы MESMA долбооруна параллелдүү түрдө, күйүүчү клеткаларды колдонуу менен «Скорпен» суу асты кемесинин варианты иштелип чыккан. Дал ушул суу астында жүрүүчү кемелер Индияга сатылган. Азыр жаңы муундун элементтери түзүлүүдө. Буга чейин анын күйүүчү элементтери Орусияда иштелип жатканы кабарланган. Бул типтеги VNEU буга чейин скамейкалык сыноолордон өткөн жана келечекте эксперименталдык кемеде сыналат.
Батарея менен иштеген суу астында жүрүүчү кеме
Негизинен жаңы кыймылдаткычтардын жана муун каражаттарынын пайда болушу учурдагы технологияларды жана агрегаттарды андан ары өнүктүрүү зарылдыгын жокко чыгарбайт. Ошентип, буга чейин белгилүү жана өздөштүрүлгөн типтеги сактоо батареялары жогорку баалуулукту сактап калат. Келечектүү долбоорлордо алар бардык системалар үчүн бирден -бир энергия булагы катары каралат.
Жапон кеме курууда кызык процесстер байкалат. Япония VNEUду Stirling мотору менен биринчилерден болуп өздөштүргөн, бирок 2015 жана 2017 -жылдары. модификацияланган Сорю долбоорунун эки суу асты кемеси мындай системаларсыз салынган. Заманбап литий-иондук батареялар үчүн стандарттык батареялар жана VNEU агрегаттары үчүн орун берилген. Ушундан улам сууга түшүүнүн узактыгы мурунку муундун батареяларына салыштырмалуу эки эсе көбөйдү.
2018 -жылдан берибашында дизель-электрдик орнотуу жана литий-иондук батареяларды колдонуу менен иштелип чыккан жаңы Тайгей долбоорунун суу алдындагы кемелеринин курулушу жүрүп жатат. Жаңы долбоордун жетектөөчү кемеси буга чейин ишке киргизилген, өткөн жылдан бери дагы эки корпустун курулушу жүрүп жатат. Жалпысынан 2022 -жылдан тартып жети суу алдында жүрүүчү кемени куруу пландалууда.
Батареялар менен гана жабдылган өтө кичинекей суу асты кайыктарынын көптөгөн долбоорлору бар. Келечекте бул архитектура "чоң" долбоорлордо колдонмону табышы мүмкүн. Жакында француз кеме куруучулары эң батыл чечимдерди бириктирген SMX31E концепция долбоорун сунушташты. Атап айтканда, суу алдында жүрүүчү бардык көлөмдө, анын ичинде жайгаштырылган батареяларды гана алган. бышык жана жеңил денелердин ортосунда. Батарейкалар деңизге барардан мурун базада заряддалышы керек.
Толук кубатталганда, SMX31E айдоонун ылдамдыгына жана жалпы энергия керектөөсүнө жараша 30-60 күн суу астында кала алат деп болжолдонууда. Мында бардык стандарттык жана кошумча түзүлүштөрдүн, комплекстердин ж.б.
Эволюция процессинде
Ошентип, акыркы он жылдыктарда өзөктүк эмес суу астындагы кемелер үчүн ВНЭУ тармагында олуттуу жылыштар болду. Белгилүү өзгөчөлүктөрү жана артыкчылыктары бар мындай системалардын ар кандай варианттары иштелип чыккан, сыналган, долбоорлорго киргизилген жана кызматка коюлган. Бирок, акыркы абадан көз карандысыз орнотмолордун да кээ бир кемчиликтери бар. Алар өндүрүү жана иштетүү үчүн да татаал жана кымбат бойдон калууда.
Тактикалык жана техникалык мүнөздөмөлөрдөгү артыкчылыктарга карабастан, ВНЕУга ээ суу астындагы кемелер азырынча "салттуу" архитектуранын дизель-электр суу астында жүрүүчү кемелерин алмаштыра алышпайт. Андан тышкары, экинчилери эң заманбап технологияларды жана компоненттерди иштеп чыгышат жана колдонушат. Ар кандай класстардын ортосундагы мындай атаандаштыктын жаркын мисалы дизелдик-электрдик схемага жаңы техникалык деңгээлде кайтып келген япон суу астында сүзүүчү флотунун өнүгүшү болуп саналат.
Кыязы, абадан көз карандысыз жана дизель-электрдик орнотмолордун ортосундагы атаандаштык жакынкы келечекте дагы уланат-жана азырынча так фаворит жок. Ошол эле учурда дүйнөнүн флоттору жеңүүчү экени көрүнүп турат. Алар бардык талаптарга эң жооп берген электростанциянын эң жакшы вариантын тандоо мүмкүнчүлүгүнө ээ болушат.
