Zamonaviy suv osti kemalarining asosiy qismi dizel-elektr stantsiyalari bilan jihozlangan. Bunday qurilmalarning o'ziga xos kamchiliklari bor, shuning uchun qulay va foydali alternativalarni qidirish amalga oshiriladi. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, zamonaviy texnologiyalar darajasi yadroviy bo'lmagan suv osti kemalari uchun samarali elektr stantsiyalarini yaratishga imkon beradi va biz turli arxitektura tizimlari haqida gapiramiz.
Muammolar va echimlar
Dizel-elektr suv osti kemalarining asosiy kamchiligi-dizel generatori yordamida batareyalarni muntazam zaryadlash zarurati. Buning uchun suv osti kemasi sirtga suzishi yoki periskop chuqurligida harakatlanishi kerak - bu dushman tomonidan aniqlanish ehtimolini oshiradi. Shu bilan birga, batareyalarda sho'ng'in davomiyligi odatda bir necha kundan oshmaydi.
Dizel yoqilg'isiga aniq alternativ - bu atom elektr stantsiyasi, lekin uni ishlatish har doim ham mumkin emas va murakkabligi va qimmatligi tufayli oqlanadi. Shu munosabat bilan, bir necha o'n yillar davomida, kerakli xususiyatlarga ega va dizel-elektr tizimlarining kamchiliklari bo'lmagan, havodan mustaqil elektr stantsiyalarini (VNEU) yaratish masalasi o'rganildi. Bu kabi bir qator yangi texnologiyalar muvaffaqiyatli ishga tushirildi va yaqin kelajakda boshqalari foydalanishga topshirilishi kutilmoqda.
Umuman olganda, VNEUni yaratishga bir nechta yondashuvlar mavjud. Birinchisi, kiruvchi havoga talab kam bo'lgan boshqa dvigatel yordamida dizel generatorini qayta qurishni o'z ichiga oladi. Ikkinchisi elektr energiyasini ishlab chiqarishni taklif qiladi. yonilg'i xujayralari. Uchinchisi, batareyalarni yaxshilash, shu jumladan. o'z avlodining rad etishigacha.
Stirlingning alternativasi
1996 yilda foydalanishga topshirilgan VNEU to'la yadroviy bo'lmagan suv osti kemasi Shvedning Gotland kemasi edi. Bu suv osti kemasining uzunligi 60 m va sig'imi 1600 tonna edi, shuningdek ikkita kalibrli 6 ta torpedo naychalari bor edi. Uning elektr stantsiyasi standart dizel-elektr asosida qurilgan va yangi komponentlar bilan to'ldirilgan.
Yuzaki yugurish va quvvat ishlab chiqarish ikkita MTU 16V-396 dizellari va bir juft Hedemora V12A / 15-Ub generatorlari bilan ta'minlanadi. Barcha rejimlarda pervanel elektr motor bilan boshqariladi. Suv osti kemasi, dizel o'rniga, suyuq yoqilg'i va suyultirilgan kisloroddan foydalangan holda Kockums v4-275R tipidagi Stirling dvigatelini ishga tushiradi. Ikkinchisining zaxirasi sizga 30 kungacha suv ostida qolishga imkon bermaydi. Bundan tashqari, Stirling dvigateli kamroq shovqinli va suv osti kemasini ham ochmaydi.
Gotland loyihasi bo'yicha uchta yangi suv osti kemasi qurildi; ikkinchi va uchinchi binolar 1997 yilda foydalanishga topshirildi. 2000 -yillarning boshlarida Södermanland kodli loyiha amalga oshirildi. U Gotland loyihasidan VNEU o'rnatilishi bilan Västergötland tipidagi ikkita dizel-elektr suv osti kemasini modernizatsiya qilishni ko'zda tutgan. Yaponiya Shvetsiyaning rivojlanishiga qiziqib qoldi. Litsenziya bo'yicha u "Soryu" tipidagi suv osti kemalari uchun VNEU yig'di. Katta o'lchamlari va joy almashishi tufayli yapon suv osti kemalari bir vaqtning o'zida to'rtta v4-275R dvigatellarini olib yurishadi.
Suv osti turbinalari
Scorpène loyihasini ishlab chiqish paytida frantsuz kema ishlab chiqaruvchilari alternativ dvigatelga asoslangan VNEUning o'z versiyasini taklif qilishdi. Module d'Energie Sous-Marine Autonome (MESMA) deb nomlangan bunday o'rnatish potentsial xaridorlarga yangi qurilgan suv osti kemalarida foydalanish uchun taklif qilingan.
MESMA loyihasi etanol va siqilgan havo bilan ishlaydigan maxsus bug 'turbinli dvigatelni taklif qildi. Spirt-havo aralashmasining yonishi generatorni boshqaradigan turbin uchun bug 'chiqarishi kerak edi. Yuqori bosimli karbonat angidrid va suv bug'lari ko'rinishidagi yonish mahsulotlarini ish chuqurligining butun diapazoni bo'ylab kemaga tashlab yuborish taklif qilindi. Hisob -kitoblarga ko'ra, VNEU MESMA -ga ega bo'lgan Scorpène suv osti kemasi 21 kungacha suv ostida qolishi mumkin edi.
MESMA zavodi turli xaridorlarga taklif qilingan. Masalan, Hindiston uchun Scorpène-Kalvari loyihasida foydalanish rejalashtirilgan edi. Biroq, tajriba zavodi etarli darajada ishlash ko'rsatmadi va loyihaga qiziqish keskin kamayib ketdi. Natijada, yangi frantsuz dizel -elektr suv osti kemalari hanuzgacha dizel dvigatellari bilan jihozlangan - garchi ishlab chiquvchilar boshqa istiqbolli echimlarni kiritish bilan yangi modernizatsiya haqida e'lon qilishgan bo'lsa ham.
2019 yilda rus kema quruvchilari yopiq tsikli gaz turbinali dvigatelga asoslangan tubdan yangi VNEU ishlab chiqarilishini e'lon qilishdi. U suyultirilgan kislorod uchun tanklarni o'z ichiga oladi: u bug'lanadi va dvigatelga etkazib beriladi. Egzoz gazlarini muzlatish va tashlab yuborish faqat xavfsiz hududda yuzaga chiqqanda tavsiya etiladi. Shunga o'xshash VNEU P-750B loyihasi doirasida ishlab chiqilmoqda.
Yoqilg'i xujayrasi
90 -yillarning oxiriga kelib Germaniya VNEUning o'z versiyasini yaratdi. 1998 yilda shunga o'xshash tizim bilan jihozlangan yangi 212 turdagi yangi suv osti kemasining qurilishi boshlandi. Germaniya loyihasi Siemens SINAVY tizimidan foydalanishni o'z ichiga oladi, u elektr dvigatel va vodorod yonilg'i xujayralarini birlashtiradi. Sirtda harakatlanish uchun dizel generatori saqlanib qoldi.
SINAVY majmuasida suyultirilgan kislorodli idishdan metall gidridga asoslangan Siemens PEM proton almashinadigan yonilg'i xujayralari mavjud. Qo'shimcha xavfsizlik uchun metall gidrid va kislorodli idishlar mustahkam va engil korpuslar orasidagi bo'shliqda joylashgan. VNEU ishlayotganda, metall gidriddan olingan vodorod kislorod bilan birgalikda maxsus membranalar va elektrodlarga beriladi, bu erda tok hosil bo'ladi.
"212" suv osti kemasining avtonomiyasi 30 kunga etadi. VNEU SINAVY -ning muhim afzalligi - ish paytida shovqinning deyarli to'liq yo'qligi, yuqori darajada ishlashda. Shu bilan birga, ishlab chiqarish va ishlatish qiyin, shuningdek boshqa kamchiliklari ham bor.
Olmon dengiz floti uchun oltita 212 suv osti kemasi qurilgan. 2006-2017 yillarda. bu kemalardan to'rttasi Ispaniya flotida xizmatga kirdi. "212" asosida "VNEU" ning saqlanishini ta'minlaydigan "214" loyihasi yaratildi. Bunday suv osti kemalari xalqaro bozorda juda mashhur. 20 dan ortiq qayiq uchun to'rt mamlakatdan buyurtmalar olindi. 15 ta kema qurilib, xaridorlarga etkazib berildi.
Ta'kidlash joizki, yonilg'i xujayralariga asoslangan VNEU nafaqat Germaniyada ishlab chiqilmoqda. Frantsiyadagi MESMA loyihasiga parallel ravishda yonilg'i xujayralari ishlatilgan "Scorpène" suv osti kemasining varianti ishlab chiqildi. Bu Hindistonga sotilgan suv osti kemalari edi. Endi yangi avlod elementlari yaratilmoqda. Avvalroq uning yonilg'i xujayralari Rossiyada ishlab chiqarilayotgani haqida xabar berilgan edi. Ushbu turdagi VNEU allaqachon dastgoh sinovlaridan o'tgan va kelajakda u eksperimental kemada sinovdan o'tkaziladi.
Batareya bilan ishlaydigan suv osti kemasi
Yangi dvigatellar va ishlab chiqarish vositalarining paydo bo'lishi mavjud texnologiyalar va agregatlarni yanada rivojlantirish zarurligini istisno qilmaydi. Shunday qilib, allaqachon ma'lum va o'zlashtirilgan turdagi akkumulyator batareyalari yuqori qiymatini saqlab qoladi. Istiqbolli loyihalarda ular hatto barcha tizimlar uchun yagona energiya manbai hisoblanadi.
Yaponiya kemasozligida qiziq jarayonlar kuzatilmoqda. Yaponiya VNEUni Stirling dvigateliga ega bo'lgan birinchi mamlakatlardan biri edi, lekin 2015 va 2017 yillarda. o'zgartirilgan Soryu loyihasining ikkita suv osti kemasi bunday tizimlarsiz yotqizilgan. Zamonaviy lityum-ionli batareyalar uchun standart batareyalar va VNEU birliklari uchun joy ajratilgan. Shu sababli, sho'ng'in davomiyligi avvalgi avlod akkumulyatorlariga qaraganda ikki baravar ko'paydi.
2018 yildan beridastlab dizel-elektr qurilmasi va lityum-ionli batareyalar yordamida ishlab chiqilgan yangi Taigei loyihasining suv osti kemalari qurilishi davom etmoqda. Yangi loyihaning etakchi kemasi allaqachon ishga tushirilgan, o'tgan yildan beri yana ikkita korpus qurilishi davom etmoqda. Hammasi bo'lib, 2022 yildan foydalanishga qabul qilinadigan ettita suv osti kemasini qurish rejalashtirilgan.
Faqat batareyalar bilan jihozlangan juda kichik suv osti kemalarining ko'plab loyihalari mavjud. Kelajakda ushbu arxitektura "yirik" loyihalarda qo'llanilishi mumkin. Yaqinda frantsuz kema ishlab chiqaruvchilari ko'plab jasoratli qarorlarni birlashtirgan SMX31E kontseptual loyihasini taqdim etishdi. Xususan, suv osti kemasi faqat mavjud bo'lgan barcha hajmlarga joylashtirilgan batareyalarni oldi. bardoshli va engil tanalar o'rtasida. Dengizga chiqishdan oldin batareyalar bazada zaryadlanishi kerak.
Hisob-kitoblarga ko'ra, SMX31E to'liq zaryad olganda, haydash tezligiga va umumiy energiya sarfiga qarab 30-60 kun suv ostida qolishi mumkin. Shu bilan birga, barcha standart va qo'shimcha qurilmalar, komplekslar va boshqalarning to'liq ishlashini ta'minlash rejalashtirilgan.
Evolyutsiya jarayonida
Shunday qilib, so'nggi o'n yilliklarda yadroviy bo'lmagan suv osti kemalari uchun VNEU sohasida sezilarli yutuqlarga erishildi. Bunday tizimlarning ma'lum xususiyatlari va afzalliklariga ega bo'lgan turli xil variantlari ishlab chiqilgan, sinovdan o'tgan, loyihalarga kiritilgan va xizmatga qo'yilgan. Biroq, hatto havodan mustaqil bo'lgan eng so'nggi qurilmalar ham ma'lum kamchiliklarga ega. Ular ishlab chiqarish va ishlatish uchun murakkab va qimmat bo'lib qoladi.
Taktik va texnik xususiyatlarning afzalliklariga qaramay, VNEUga ega bo'lmagan suv osti kemalari hali "an'anaviy" arxitekturadagi dizel-elektr suv osti kemalarini o'rnini bosa olmaydi. Bundan tashqari, ikkinchisi rivojlanmoqda va eng zamonaviy texnologiyalar va komponentlardan foydalanmoqda. Turli sinflar o'rtasidagi bunday raqobatning yorqin namunasi, dizel-elektr sxemasiga yangi texnik darajaga qaytgan Yaponiya suv osti kemalarining rivojlanishi.
Ko'rinib turibdiki, havodan mustaqil va dizel-elektr qurilmalari o'rtasidagi raqobat yaqin kelajakda ham davom etadi-va hozircha aniq favorit yo'q. Shu bilan birga, jahon flotlari g'olib bo'lgani aniq. Ular barcha talablarga eng mos keladigan elektr stantsiyasining eng yaxshi variantini tanlash imkoniyatiga ega bo'ladilar.
