Литий -ион батареялары: суу алдындагы флотко узак жол

Литий -ион батареялары: суу алдындагы флотко узак жол
Литий -ион батареялары: суу алдындагы флотко узак жол
Anonim
Сүрөт
Сүрөт

2020 -жылдын 5 -мартында Япониянын Кобе шаарында Сорю сериясынын 11 -суу асты кемеси учурулган. Кайык SS 511 Орю белгиси астында япон деңиз күчтөрүнүн бир бөлүгү болуп калат. Жаңы япониялык дизель-электр суу астында жүрүүчү кемеси литий-иондук батареяларды алган дүйнөдөгү биринчи согуштук суу астында жүрүүчү кеме болуп калды, ошондой эле ал өзүнүн сериясындагы биринчи суу астында сүзүүчү кеме болуп калды.

Эксперттердин пикири боюнча, смартфондордо көптөн бери катталып келе жаткан аккумулятордук батареялардын жаңы түрлөрүн колдонуунун эсебинен, япондор суу астындагы кемелерде коргошундуу кислоталуу батареяларды гана колдонбостон, абадан көз карандысыз Stirling кыймылдаткычтарын колдонуудан баш тарта алышат.. Бул суу астында сүзүүчү флот үчүн абдан кызык жана маанилүү окуя, анткени абага көз карандысыз электростанциялар өздөрү бир убакта дизель кайыктары үчүн реалдуу ачылыш болуп, суу астында сүзүүчү кемелерди сүзүп жүргөндө жер үстүнө көтөрүлүү зарылчылыгынан сактап калышкан. Баса, Россияда дагы эле абадан көз карандысыз электр станциясы менен жабдылган бир дагы сериялык суу асты кемеси жок.

Литий-иондук батареялары бар жаңы япон суу алдында жүрүүчү кемеси буга чейин катардагы 11-кайык. Мындан тышкары, япон флотунда 11 Oyashio класстагы суу астында жүрүүчү кайыктар бар (анын ичинде эки машыгуу кайыгы бар), алар да эски моделдерге таандык кылуу кыйын, анткени кайыктар 1990-жылдары иштелип чыккан жана алардын акыркысы флотко которулган. 2008 жыл. Жакында япон флоту литий-иондук батареялары бар Soryu долбоорунун дагы бир суу астында жүрүүчү кемесин (SS 512 кайыгы) алары белгилүү, андан кийин Япония 29SS деп аталган жаңы долбоордун суу астында жүрүүчү кемелерин курууга киришет. биринчи суу астындагы кеме SS 513). Жалпысынан алганда, жапон флотуна азыр 22 суу астында сүзүүчү кеме кирет, алардын эң улуусу 1998 -жылы кызматка киришкен.

Литий-иондук батареялары бар биринчи суу асты кайыгы

Биринчи SS 511 Oryu литий-иондук аккумулятордук согуштук суу асты кемесинин жапон деңиз өзүн өзү коргоо күчтөрүнүн ачылыш аземи 5-мартта Кобеде өттү. Салтанат Япониянын өнөр жай талааларын камтыган Mitsubishi Heavy Industries ири корпорациясына таандык Kobe Shipyard & Machinery Works компаниясында өттү. Жаңы кайык "Сорю" тибиндеги кайыктар сериясындагы 11-болуп калды жана бардыгы болуп 12 ушундай кеме курулат, алардын акыркы экөө литий-иондук батареялар менен. SS 511 Oryu кайыгынын курулушу 2015 -жылдын мартында башталган, кайык 2018 -жылдын 4 -октябрында ишке киргизилген.

Сүрөт
Сүрөт

Белгилүү болгондой, 11 -кайыктын курулушу жапон салык төлөөчүлөрүнө бир эле долбоордун он курулган кайыгынын баасынан ашкан сумманы түзгөн. SS 511 суу асты кемесин куруунун баасы 64,4 миллиард иенди түзгөнү кабарланды (болжол менен 566 миллион доллар, башка булактар боюнча, кайык андан да кымбат - 66 миллиард иен). Кандай болбосун, бул онунчу SS 510 Shoryu суу астындагы кемесинен (51.7 миллиард иен же 454 миллион доллар) чейрек көп. Сериянын онунчу жана он биринчи кайыктарынын ортосундагы баалардын дээрлик бардык айырмасы жаңы литий-иондук батарейкалардын наркына, ошондой эле суу астындагы кайыктын электрдик тутумун кайра иштеп чыгууга жана дизайнын өзгөртүүгө туура келет.

Пландаштырылган Сорю кайыктарынын он экиси 2021 -жылы флотко кирүүгө тийиш. SS-512 кайыгы буга чейин ишке киргизилген, бул өткөн жылдын ноябрь айында болгон. Жакынкы жылдарда литий-иондук батареялары бар эки кайык да батарейкаларды сыноо жана алардын чыныгы иштөө шартында, анын ичинде согушка жакын шарттарда иштөө үчүн чыныгы сыноо полигону болуп калат. Сыноонун жыйынтыктары абдан маанилүү, анткени алар япон адмиралдарына суу астында сүзүүчү флотту куруу жана өнүктүрүү программаларын тууралоого, ошондой эле кийинки муундагы сокку уруучу суу астында жүрүүчү кемелердин долбоорун иштеп чыгууга мүмкүндүк берет.

SS 511 Орю салттуу суу астында жүрүүчү кемелерди сынайт

Белгилей кетүүчү нерсе, япон деңиз флоту суу астында жүрүүчү кемелерде литий-иондук батареяларды колдонуу боюнча пландарын узак убакыттан бери иштеп келе жатат. SS 511 Орюндун көрүнүшү бир нече ондогон жылдар бою улантылган изилдөө жана өнүгүүнүн туу чокусу болгон. Белгилүү болгондой, япон дизайнерлери бул багытта биринчи ишти 1962-жылы башташкан жана суу астында сүзүүчү кайыктын бортуна жайгаштырылган биринчи литий-иондук батарея 1974-жылы даяр болгон.

Бул ийгиликтерге карабастан, биринчи батарейкалар идеалдан алыс болчу, көрсөтүлгөн операциялык талаптарга жооп бербейт жана көп жагынан аскерлерге туура келбейт. Ошол эле учурда мындай кайра заряддалуучу батареялар узак убакыт бою абдан кымбат болгон. Бул суу астында жүрүүчү кеменин бортунда чыныгы кырсыкка дуушар болгон, өзүнөн -өзү күйүп кетүүгө жана жарылууга дуушар болгон батарейкалардын коркунучу жогору болгон. Коштоочу тобокелдиктер жана жогорку баалар, дагы эле "жетиле элек" технология менен коштолуп, жапон адмиралдарын көңүлүн абадан көз карандысыз электр станцияларына (VNEU) бурууга мажбур кылды. 1986 -жылы Швециянын ийгиликтүү тажрыйбасына басым жасап, VNEU Stirling системасы менен суу астында жүрүүчү кемелерди иштеп чыгуу жана куруу чечими кабыл алынган.

Сүрөт
Сүрөт

Бирок, суу астында жүрүүчү кемелерде литий-иондук батареялардын күнү келди. Жаңы технологиялар суу астында сүзүүчү флотту олуттуу түрдө өзгөртө алат. Көптөгөн эксперттер буга чейин мындай дизелдик электрдик кайыктарды бешинчи муундагы суу астында жүрүүчү кемелер катары классификациялашкан. Ошол эле учурда жаңы батареяларды колдонууга өтүү үчүн япон дизайнерлери "Сорю" тибиндеги кайыктардын долбоорун олуттуу түрдө кайра карап чыгууга аргасыз болушкан. Биринчиден, жаңы батареялар долбоордун кайыктардын стабилдүүлүгүн жана балласттуулугун сактоо үчүн аны кайра иштеп чыгууну талап кылды, анткени сериянын биринчи 10 суу асты кайыктарына орнотулган коргошун-кислота батареялары литий-иондук батареяларга караганда бир кыйла оор. Анын үстүнө, жаңы суу астында сүзүүчү кемелердин бир бөлүгү Стирлинг кыймылдаткычтарынын демонтаждалышынан улам такыр "кеткен".

Иш учурунда инженерлер SS 511 Oryu бортундагы электр менен жабдуу тутумун толугу менен кайра карап чыгууга туура келди. Ошондой эле, суу алдында жүрүүчү кайыкка батарейкаларды толтурууга арналган дизель генераторлору орнотулган. Мындан тышкары, дизайнерлер сноркелдерди кайра иштеп чыгууга мажбур болушкан, бул аба менен камсыздоонун көлөмүн көбөйтүү үчүн жана ошол эле учурда чыккан газдарды тазалоо үчүн керек, анткени литий-иондук батареялардын заряддалышы стандарттык коргошун кислотасы бар батареяларга караганда кыйла жогору.

Бүгүнкү күнгө чейин, литий-иондук сактоо батареялары суу астындагы кемелерди VNEU колдонгон кайыктар менен салыштырууга болот. Ал эми келечекте мындай кайыктардын техникалык мүнөздөмөлөрү өсөт. Ошол эле учурда, батареялардын жогорку кубаттуулугу суу астында жүрүүчү кемелердин суу астында узак убакыт бою жогорку ылдамдыкта - болжол менен 20 түйүндө жүрүүсүнө мүмкүндүк берет. Суу астындагы кемелер үчүн жогорку ылдамдыкта узак убакыт бою иштөө абдан маанилүү көрсөткүч. Бул жер үстүндөгү бутага кол салууда жана душмандын чабуулунан качууда жардам берет. Кайык коркунучтуу аймактан канчалык эрте кетсе, ошончолук жакшы болот.

Ошол эле учурда, VNEU менен жабдылган суу астында жүрүүчү кемелерден айырмаланып, жаңы суу асты кайыгы липий-иондук батареялардагы энергия менен жабдууну дайыма толуктап турууга жөндөмдүү. Ошондой эле, литий-иондук батареялардын артыкчылыктары узак кызмат мөөнөтүн камтыйт. Мындай батареялар техникалык тейлөөнү талап кылбайт, жана алардын жардамы менен курулган электр системаларын башкаруу жана долбоорлоо оңой. Ошондой эле, литий-иондук батареялар коргошун-кислота батареяларынан айырмаланат, анткени алар жогорку амперге ээ, бул суучулдар үчүн абдан маанилүү.

Сүрөт
Сүрөт

Сорю классындагы суу астында жүрүүчү кемелердин мүмкүнчүлүктөрү

Сорю класстагы дизель-электр суу астында жүрүүчү кайыктар Жапон деңиз өзүн өзү коргоо күчтөрүнүн сокку уруучу суу астында жүрүүчү кемелери болуп саналат. Бул кайыктар дүйнөдөгү эң заманбап жана эң мыкты деп эсептелет, алар буга чейин япон флотунун суу алдындагы күчтөрүнүн негизин түзөт. Жаңы япон кайыктары абдан чоң, ордун алмаштыруу жагынан алар 677 "Лада", 636 "Варшавянка" жана 877 "Халибут" долбоорлорунун бардык сериялык орусиялык дизель-электр суу астында жүрүүчү кемелеринен ашып түшүштү. Сорю класстагы кайыктар абдан ызы-чуусуз деп эсептелет жана сууга чөмүлүү мөөнөтү боюнча заманбап атомдук суу астында жүрүүчү кемелер менен атаандаша алат.

2005 -жылдан бери Японияда стандарттык бети жылышы 2900 тонна жана суу астында 4200 тонналык сору түрүндөгү суу астында сүзүүчү кайыктар курулган (сериянын биринчи кайыгы коюлган). "Сорю" суу алдындагы кайыктарынын узундугу 84 метр, туурасы 9,1 метр, орточо эсеп менен 8,5 метр тартылган. Кайыктын экипажы 65 суу алдындагы кемеден турат (анын ичинде 9 офицер).

Бул долбоорго ылайык курулган биринчи он дизель-электр суу астында жүрүүчү кемелеринин кубаттуулугу 3900 а.к. болгон эки Kawasaki 12V25 / 25SB дизелдик-электр агрегаттарынан жана 8000 максималдуу кубаттуулугун иштеп чыгуучу төрт Kawasaki Kockums V4-275R Stirling кыймылдаткычтарынан турган курама электр станциясы бар. литр.с. (суу астындагы өтмөк). Кеменин кыймылдаткыч системасы бир винт валында иштейт. Кайыктын бетинин максималдуу ылдамдыгы 13 түйүн (болжол менен 24 км / саат), суу астындагы эң жогорку ылдамдык 20 түйүн (болжол менен 37 км / саат).

Сүрөт
Сүрөт

Сорю класстагы суу астында жүрүүчү кемелердин иштөө тереңдиги 275-300 метрди түзөт. Сууда сүзүү автономиясы - 45 күнгө чейин. Аба көз карандысыз электр станциясы менен жабдылган бул долбоордун кайыктары үчүн круиздик диапазон 6,5 түйүн (болжол менен 12 км / саат) ылдамдыкта 6100 деңиз милине (болжол менен 11 300 км) бааланат. Литий-иондук батареяларды алган жаңы суу астында сүзүүчү кайыктар суу астында дагы көпкө тура алары маалымдалды, чындыгында, алардын мүмкүнчүлүктөрү борттогу азык-түлүк жана таза суу менен гана чектелет.

Сорю класстагы кайыктардын негизги куралы-кемеге каршы торпедолор жана ракеталар. Суу астында жүрүүчү кайыкта 533 мм HU-606 алты торпеда түтүгү бар. Кайыктын ок сыйымдуулугу 30 түрү 89 торпедодон турушу мүмкүн. Заманбап торпедолор 55 түйүндүн (102 км / саат) максималдуу ылдамдыгын иштеп чыгышат, бул ылдамдыкта торпедо суу астында 39 км жол жүрө алат. Ошондой эле, бул торпеда түтүктөрү АКШнын UGM-84 "Харпун" кемеге каршы ракеталарын учуруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Мындай ракеталардын заманбап версиялары 280 километрге чейинки аралыкта жайгашкан буталарга сокку ура алат.

Сунушталууда: