Парогенераторная анаэробная энергетическая установка MESMA
Французская парогенераторная анаэробная энергетическая установка MESMA (Module D’Energie Sous Marine Autonome) позволяет увеличить дальность подводного плавания неатомной субмарины в три — три раз при скорости 4-5 узлов.
Неатомные подводные лодки по-прежнему остаются высокоэффективным средством вооруженной борьбы на море. Скрытность и малошумность являются их существенным преимуществом над атомными подлодками. Однако необходимость регулярного всплытия на поверхность для зарядки аккумуляторов существенно снижает скрытность субмарин. Создание воздухонезависимых энергетических установок (ВНЭУ) для подводных лодок, позволяющих во много раз увеличить время пребывания неатомной субмарины под водой, — важная задача современного кораблестроения. Дальше всех в разработке и внедрении ВНЭУ продвинулись Швеция, Германия и Франция.
Примечательно, что подходы к ВНЭУ у этих стран принципиально различаются. Шведские субмарины оборудуются двигателями Стирлинга. Германия пошла по пути создания электрохимического генератора с интерметаллидными накопителями водорода. Французские инженеры создали парогенераторную анаэробную установку MESMA (Module d’Energie Sous-Marine Autonome) — автономный энергетический модуль для субмарин.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ MESMA
В работе MESMA используется принцип цикла Ранкина, который состоит из процессов нагревания жидкости, ее испарения и перегрева пара, адиабатного расширения пара и его конденсации. Установка создана на основе паровой турбины, работающей по замкнутому циклу. В качестве горючего используется этанол, окислитель — жидкий кислород. Кислородные цистерны разработаны компанией «Эр Ликид» (Air Liquide) на основе аналога, используемого в ракете-носителе «Ариан». Низкая температура жидкого кислорода, в частности, используется для кондиционирования воздуха в отсеках субмарины. Этанол поступает в камеру сгорания, в которую также поступает кислород уже в газообразном состоянии. Температура горения смеси спирта и кислорода может достигать более 700° С. Продукты сгорания этанола — вода и углекислый газ, высокое давление выделяемого углекислого газа (до 60 атмосфер) позволяет легко его удалять за борт без применения компрессора на глубинах до 600 м.
Срок службы камеры сгорания определен в 30 лет. Таким образом, она используется в течение всего срока эксплуатации подводной лодки.
Теплообменник камеры сгорания разогревает парогенератор, изготовленный из никелевых сплавов. Разогретый пар приводит в действие малошумный высокооборотный турбогенератор переменного тока.
Отработанный пар поступает в никель-алюминий-бронзовый конденсатор, который также является охладителем второго контура. Конденсатор охлаждается проточной забортной водой. Полученный конденсат возвращается в парогенератор. Общее количество воды в системе «парогенератор-конденсатор» — около 500 л. Скорость вращения паровой турбины до 10 тыс. об/мин. Номинальная выходная мощность генератора не менее 200 кВт.
ОБЗОР
Производством субмарин с установками MESMA с 1998 года занимается концерн DCN. Первый контракт на ВНЭУ MESMA был заключен DCN с ВМС Пакистана. ВНЭУ установили на подводной лодке «Хамза» (тип «Агоста» 90Б).
Успешное внедрение MESMA в Пакистане инициировало заказ Индией шести субмарин типа «Скорпена» (модель Basic-AlP) с тремя ВНЭУ этого типа. Предполагается возможность лицензионного строительства данных субмарин на индийских верфях компанией «Магазон Док Лтд.»
Для установки MESMA на субмарине «Скорпена» требуется врезка новой секции длиной 8,3 м (27 футов). Модуль спроектирован таким образом, что секцию можно устанавливать не только на строящихся подводных лодках, но и при модернизации введенных в эксплуатацию.
Мощность установки MESMA позволяет развивать субмаринам проекта «Скорпена» подводный ход в 4 узла, при длительности плавания около 250 часов. Для достижения более высоких скоростей используются традиционные аккумуляторные батареи. В дальнейшем скорость хода с использованием MESMA можно будет поднять за счет повышения мощности турбины и электрогенератора.
Для обеспечения малошумности все вращающиеся или движущиеся механизмы MESMA установлены на двухкаскадных амортизаторах.
Оставить эмоциюНравится Тронуло Ха-Ха Ого Печаль Злюсь
3028Проблема создания надежного анаэробного двигателя.: vlad_burtsev — LiveJournal
Этот общий для дизель-электрических подводных лодок порок пытались вылечить во многих странах. В СССР еще в 1935 году решили попробовать жидкий кислород, хранившийся в отсеке при температуре минус 180 градусов. Под экспериментальную двигательную установку переоборудовали подводную лодку С-92. Но вскоре оказалось, что жидкий кислород на подводной лодке – технологический тупик.
Другим путем пошли немцы. Их ученые для продолжительной работы двигателей ДЭПЛ в подводном положении предложили перекись водорода. Так, под самый занавес Второй мировой войны появились германские лодки XXVI серии. Они были способны в течение шести часов развивать на глубине подводную скорость до 25 узлов. В боевых действиях эти чудеса техники принять участие не успели. Но трофеями для союзников по антигитлеровской коалиции оказались ценными. На их основе началось послевоенное развитие подводных флотов ведущих стран мира. В том числе и нашего. Получившиеся в итоге энергетические установки стали называть анаэробными.
В середине 50-х годов прошлого века ВМФ СССР получил 29 малых подводных лодок проекта 615 с анаэробными установками. Эти лодки оказались единственными в мире, способными ходить под водой на дизельном двигателе. Их энергетические установки работали в замкнутом цикле с использованием кислорода и твердого химического поглотителя углекислого газа. Правда, горели корабли проекта 615 столь часто, что сами моряки прозвали их «зажигалками». Да и грохотали эти подлодки на глубине слишком сильно. Поэтому в начале 70-х годов были сняты с вооружения.
Однако к 60-м годам прошлого века в океан вышли первые атомные подводные лодки. Они могли осуществлять подводное боевое патрулирование на огромных скоростях и месяцами не показываться на поверхности. Казалось, время ДЭПЛ ушло безвозвратно. Однако о «дизелюхах» пришлось вспомнить. В том числе и потому, что использование подводных атомоходов в Черном и Балтийском морях запрещено международными соглашениями. К тому же каждая ДЭПЛ в среднем в 4,5 раза дешевле своего собрата с ядерным реактором на борту.
В этой области гонки подводных вооружений мы долгое время были в безусловных технологических лидерах. К 90-м годам прошлого века каждая вторая ДЭПЛ в мире была родом с советских верфей. Наиболее удачными подводными кораблями третьего поколения оказались ПЛ третьего поколения проекта 877 «Варшавянка». За малую шумность и высокую скрытность плавания прозванные в НАТО «черными дырами».
Где-то рядом в технологическом смысле тогда находились немцы. США интереса к дизельным подлодкам не проявляли и не проявляют, поскольку их экспансия простирается на весь Мировой океан. А для такого дела больше подходят атомоходы.
Проблему создания надежного анаэробного двигателя, способного обеспечить долгое пребывание на глубине, с наших конструкторов никто не снимал. В результате их усилий в ВМФ СССР к 90-м годам появился «Катран». Это была экспериментальная лодка наиболее надежного и отработанного проекта 613 с энергетической установкой, оснащенной электрохимическим генератором. Однако плавать ей довелось недолго. Советский Союз рухнул, и наше подводное кораблестроение погрузилось в многолетнюю спячку.
За это время в Германии были спроектированы и запущены в серийное производство достаточно эффективные подводные лодки с анаэробными энергетическими установками на основе электрохимического генератора. Их работа, как и в годы Второй мировой войны, основана на использовании водорода. Проект корабля получил номер 212.
Закладка головной подводной лодки серии состоялась в декабре 1999 года. Первые четыре корабля переданы флоту ФРГ в 2005-07 годах. Затем строительство лодок немцы продолжили. В том числе – на экспорт.
Эти достижения так впечатлили российских конструкторов и моряков, что при создании собственных ДЭПЛ мы тоже решили использовать именно водород. И, кажется, сильно ошиблись. Потому что работы над отечественными анаэробными двигателями в ЦКБ МТ «Рубин» возобновились в начале 90-х, но до сих пор не завершены.
Головная ДЭПЛ четвертого поколения «Санкт-Петербург» в декабре 1997 года была заложена на «Адмиралтейских верфях». Считалось, что пока корабль строят, проектирование российской анаэробной энергетической установки с электрохимическим генератором завершат. Не получилось. С горем пополам «Санкт-Петербург» спустили на воду в 2007 году. Но … с обычным дизельным двигателем, что немедленно девальвировало всю затею.
Но мало того. Недоработанный двигатель «Санкт-Петербурга» работал лишь на 60 процентов от запланированной мощности. Возникли и другие проблемы. После долгих мытарств решено было принять подлодку «в опытную эксплуатацию с недоведенным ГЭД». И с глаз долой отправить ее на Северный флот. Причем, в боевой состав не принимать вообще, а оставить для всяческих экспериментов.
Обозленный Главный штаб ВМФ в 2010 году приказал было вообще свернуть работы по проекту «Лада». Пошли даже разговоры, что чем так мучиться, лучше попросту начать закупать у немцев их ДЭПЛ проекта 212. Вместе с вооружением и прочим.
Но со сменой верховного флотского начальства в 2012 году решено было все запустить по новой. Так питерские кораблестроители и взялись за уже ржавевший на стапеле «Кронштадт». Ставить на который, по большому счету, по-прежнему нечего. Разве что давно отработанный двигатель еще с «Варшавянки». Но тогда это будет корабль никакого не четвертого, а третьего поколения.
Другого выхода нет? Почему же? На Германии свет клином не сошелся. Есть опыт и других стран. Прежде всего – Швеции. Там вообще отказались от использования водорода на подлодках. Свои новейшие ДЭПЛ типа Gotland шведы оснастили так называемыми двигателями Стирлинга. Первая из них принята на вооружение в 1996 году. Еще две – в 1997-м. По мнению экспертов, сегодня это лучшие корабли в своем классе.
Основной принцип работы двигателей Стирлинга основан на постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий.
Почему же мы не пошли вслед шведам? Эту тему еще в 2011 году «Свободная пресса» обсуждала с директором Инновационно-консультативного центра стирлингмашиностроения, заслуженным изобретателем РФ, доктором технических наук Николаем Кирилловым. Вот фрагменты той давней беседы:
«СП»: — Почему мы отстали в двигателях?
— Потому что копировали немцев. В Германии в последние десятилетия были созданы дизельные подводные лодки проектов 212 и 214. Они тоже могут очень долго не всплывать на поверхность. Но в их двигателях замкнутого цикла использован водород. Оказалось, что плавать на водороде очень дорого. В результате их самый последний – 214-й проект брать никто не хочет. Теперь немцы сами признали, что зашли в тупик. А следом за ними и мы.
«СП»: — Выход есть, или мы отстали навсегда?
— Нас спасает то, что в России существуют серьезные заделы по двигателям Стирлинга. Есть даже опытные образцы.
«СП»: — Но под них надо создавать корабли принципиально других проектов?
— Абсолютно необязательно. Двигателями Стирлинга можно оснастить подводные лодки типа «Лада». Тогда они будут не хуже, чем у шведов, которые на сегодня лидируют в строительстве неатомных субмарин. Это сразу позволит и российскому ВМФ сделать огромный рывок, и много добиться в экспорте такого рода вооружений.
Повторяю, с той поры прошла уйма времени. С помпой анонсирован близкий спуск на воду «Кронштадта». 7 мая снова звоню Кириллову.
«СП»: — Николай Геннадьевич, четыре года назад мы подробно разговаривали с вами о трудностях с созданием российских неатомных подводных лодок типа «Лада». Что-нибудь изменилось с той поры?
— Да практически ничего. «Кронштадт», который в Питере собираются спускать на воду в этом году, — это никакой не корабль четвертого поколения. Будет просто улучшенная старая «Варшавянка». То есть корабль все того же третьего поколения. Потому что анаэробной установки для «Кронштадта» так и не сделали.
«СП»: — А что будет?
— Практически тот же двигатель, что и на всех прежних наших неатомных лодках. С незначительными усовершенствованиями. Поэтому и на «Кронштадте» несение боевого дежурства без всплытия для подзарядки аккумуляторов не сможет продолжаться более четырех суток.
«СП»: — Мы что, так отстали в этой области от зарубежных конкурентов?
— Очень отстали. Долго копировали германский опыт. Тридцать лет пытались изготовить свои топливные элементы на водороде. Получилось крайне дорого. И ресурс небольшой. Да и в целом технологии не отработаны.
А шведы давно поставили на свои лодки двигатели Стирлинга и успешно их освоили. Теперь по тому же пути пошел даже Китай. Там поступили еще проще. Взяли купленную у России «Варшавянку», разрезали на две части. И вставляют в ее корпус собственный отсек с двигателем Стирлинга. Поэтому, думаю, очень скоро мы обнаружим, что в строительстве неатомных подводных лодок отстаем даже от Китая.
«СП»: — Но нам-то что мешает пойти по тому же пути?
— Вообще-то вопрос не ко мне. Хотя я тоже интересовался этим у коллег из ЦКБ «Рубин», которое работает над проектом «Лада». Там мне сказали откровенно: мы за тридцать лет работы над водородными топливными элементами сожрали столько бюджетных денег, что если вдруг признать этот путь ошибочным, нас просто порвут на части.
Сейчас старое руководство «Рубина» убрали. Но и новое занимается неизвестно чем. А анаэробной двигательной установки для российских подводных лодок как не было, так и нет.
«СП»: — С связи с этой проблемой кто-нибудь из Министерства обороны или Главного штаба ВМФ выходил на ваш Центр?
— Никто. Признаюсь вам: я вообще очень боюсь, что в обозримой перспективе Россия потеряет неатомное подводное кораблестроение.
Из досье «СП»
Шведские субмарины типа «Готланд» с двигателями Стирлинга способны непрерывно находиться под водой до 20 суток. Двигатели работают на жидком кислороде, который используется в дальнейшем для дыхания, имеют очень низкий уровень шума.
Подобные двигатели установлены также в новейших японских подводных лодках типа «Сорю».
vlad-burtsev.livejournal.com
Начались испытания российской анаэробной установки для подлодок
Подводная лодка проекта «Лада»
shipspotting.com
Российские разработчики приступили к испытаниям анаэробной энергетической установки для перспективных дизель-электрических подводных лодок; испытания проходят наземные прототипы. Об этом, как сообщает РИА Новости, заявил президент Объединенной судостроительной корпорации Алексей Рахманов. По его словам, в ближайшее время разработчики — центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин», морское бюро машиностроения «Малахит» и Крыловский государственный научный центр — также планируют создать морской прототип анаэробной установки.
Современные дизель-электрические подводные лодки имеют несколько преимуществ перед более крупными атомными подводными кораблями. Одним из главных таких преимуществ является практически полная бесшумность хода в подводном положении, поскольку в этом случае за движение корабля отвечают лишь тихие электромоторы, питающиеся от аккумуляторных батарей. Перезарядка этих батарей производится от дизельных генераторов в надводном положении или на глубине, с которой возможно выставить шноркель, специальную трубу, по которой воздух может подаваться к генераторам.
К недостаткам обычных дизель-электрических подводных лодок относится относительно небольшое время, которое корабль может провести под водой. В лучшем случае оно может достигать трех недель, но обычно не превышает 7-10 дней. После этого подлодке необходимо всплыть и запустить дизельные генераторы. Анаэробная энергетическая установка, для работы которой не нужен забортный воздух, позволит неатомной подводной лодке находиться в подводном положении существенно дольше.
Испытания российской анаэробной энергетической установки для подводных лодок планируется завершить до конца 2021 года. Параллельно с ее разработкой и испытаниями специалисты занимаются оценкой экономической составляющей проекта — насколько будет дорогой установка в серийном производстве, в какую сумму будет обходиться ее эксплуатация и обслуживание, а также многие другие аспекты. «У любой работы должен быть экономический смысл. Как только мы его увидим, будем реализовывать», — ответил Рахманов.
Перспективная российская анаэробная энергетическая установка будет использовать для работы водород высокой степени очистки. Этот газ планируется получать на борту корабля из дизельного топлива методом риформинга, то есть преобразования топлива в водородсодержащий газ и ароматические углеводороды, которые затем будут проходить через установку выделения водорода. Затем водород будет подаваться в водородно-кислородные топливные элементы, где и будет вырабатываться электричество для двигателей и бортовых систем.
Топливные элементы разрабатываются Центральным научно-исследовательским институтом судовой электротехники и технологии. Водородные батареи, вырабатывающие электричество за счет реакции водорода и кислорода, получили название БТЭ-50К-Э. Мощность одного такого элемента составляет 50 киловатт. Мощность усовершенствованной батареи составит 100 киловатт. Новая батарея будет входить в состав энергетических модулей перспективных неатомных подлодок мощностью 250-450 киловатт.
Помимо самих электрохимических элементов в состав таких модулей будут входить конверторы углеводородного топлива. Именно в них и будет проходить процесс риформинга дизельного топлива. Конвертор углеводородного топлива пока еще находится на стадии разработки.
В конце сентября судостроительный завод «Адмиралтейские верфи» спустил на воду дизель-электрическую подводную лодку «Кронштадт», первый серийный корабль проекта 677 «Лада». Ожидается, что подводная лодка пройдет полную серию испытаний и будет передана российскому флоту до конца 2019 года. Проект 677 в перспективе предусматривает установку на подлодки анаэробных энергетических установок. Кроме того, такие энергетические установки планируется использовать на перспективных дизель-электрических подводных лодках пятого поколения проекта «Калина».
maxpark.com
Начались испытания российской анаэробной установки для подлодок
Подводная лодка проекта «Лада»
shipspotting.com
Российские разработчики приступили к испытаниям анаэробной энергетической установки для перспективных дизель-электрических подводных лодок; испытания проходят наземные прототипы. Об этом, как сообщает РИА Новости, заявил президент Объединенной судостроительной корпорации Алексей Рахманов. По его словам, в ближайшее время разработчики — центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин», морское бюро машиностроения «Малахит» и Крыловский государственный научный центр — также планируют создать морской прототип анаэробной установки.Современные дизель-электрические подводные лодки имеют несколько преимуществ перед более крупными атомными подводными кораблями. Одним из главных таких преимуществ является практически полная бесшумность хода в подводном положении, поскольку в этом случае за движение корабля отвечают лишь тихие электромоторы, питающиеся от аккумуляторных батарей. Перезарядка этих батарей производится от дизельных генераторов в надводном положении или на глубине, с которой возможно выставить шноркель, специальную трубу, по которой воздух может подаваться к генераторам.
К недостаткам обычных дизель-электрических подводных лодок относится относительно небольшое время, которое корабль может провести под водой. В лучшем случае оно может достигать трех недель, но обычно не превышает 7-10 дней. После этого подлодке необходимо всплыть и запустить дизельные генераторы. Анаэробная энергетическая установка, для работы которой не нужен забортный воздух, позволит неатомной подводной лодке находиться в подводном положении существенно дольше.
Испытания российской анаэробной энергетической установки для подводных лодок планируется завершить до конца 2021 года. Параллельно с ее разработкой и испытаниями специалисты занимаются оценкой экономической составляющей проекта — насколько будет дорогой установка в серийном производстве, в какую сумму будет обходиться ее эксплуатация и обслуживание, а также многие другие аспекты. «У любой работы должен быть экономический смысл. Как только мы его увидим, будем реализовывать», — ответил Рахманов.
Перспективная российская анаэробная энергетическая установка будет использовать для работы водород высокой степени очистки. Этот газ планируется получать на борту корабля из дизельного топлива методом риформинга, то есть преобразования топлива в водородсодержащий газ и ароматические углеводороды, которые затем будут проходить через установку выделения водорода. Затем водород будет подаваться в водородно-кислородные топливные элементы, где и будет вырабатываться электричество для двигателей и бортовых систем.
Топливные элементы разрабатываются Центральным научно-исследовательским институтом судовой электротехники и технологии. Водородные батареи, вырабатывающие электричество за счет реакции водорода и кислорода, получили название БТЭ-50К-Э. Мощность одного такого элемента составляет 50 киловатт. Мощность усовершенствованной батареи составит 100 киловатт. Новая батарея будет входить в состав энергетических модулей перспективных неатомных подлодок мощностью 250-450 киловатт.
Помимо самих электрохимических элементов в состав таких модулей будут входить конверторы углеводородного топлива. Именно в них и будет проходить процесс риформинга дизельного топлива. Конвертор углеводородного топлива пока еще находится на стадии разработки.
В конце сентября судостроительный завод «Адмиралтейские верфи» спустил на воду дизель-электрическую подводную лодку «Кронштадт», первый серийный корабль проекта 677 «Лада». Ожидается, что подводная лодка пройдет полную серию испытаний и будет передана российскому флоту до конца 2019 года. Проект 677 в перспективе предусматривает установку на подлодки анаэробных энергетических установок. Кроме того, такие энергетические установки планируется использовать на перспективных дизель-электрических подводных лодках пятого поколения проекта «Калина».
Василий Сычёв
nplus1.ru
мощная и воздухонезависимая – не миф, а реальность
Неразличимые в морской глубине, практически бесшумные и, что самое главное – полностью автономные. Именно таковой будет неатомная субмарина «Лада». Эту возможность лодке обеспечит новейшая анаэробная – воздухонезависимая энергетическая установка (ВНЭУ). Она избавит корабль от необходимости постоянно всплывать на поверхность для подзарядки аккумуляторов и пополнения запаса воздуха, необходимого для работы дизель-генераторов в подводном положении. Благодаря новым агрегатам, «Лада» сможет находиться в подводном положении до нескольких недель, не выдавая своего присутствия.
Неатомные подводные лодки приводятся в движение моторами с помощью накопленной аккумуляторами электроэнергии. Однако, заряда батарей хватает ненадолго. Передвижение в зоне боевого патрулирования со скоростью 2-4 узла в подводном положении может длиться максимум четверо суток; при этом батареи разряжаются на 80%. И для их подзарядки требуется двое суток. При движении с максимальной скоростью, аккумуляторы вообще разряжаются за считанные часы. После этого их приходится подзаряжать с помощью дизеля, которому для работы нужен воздух. То есть, лодка должна обязательно всплыть на поверхность на подзарядку аккумуляторов, тем самым полностью себя демаскировав.
Именно по этой причине во Время второй мировой войны погибло больше экипажей лодок, чем их было уничтожено глубинными бомбами или минами в подводном положении. Всплывавшие на поверхность лодки становились легкой мишенью для барражирующей над морем авиации противника. И зачастую, спасаясь от авиаудара, экипаж совершал экстренное погружение, даже не успев закрыть люк рубочной шахты.
Анаэробный, или воздухонезависимый двигатель – это двигатель, которому для работы не нужен атмосферный воздух. Корабль может не всплывать постоянно на поверхность для подзарядки, а значит, будет оставаться незамеченным для противника.
Пионерами в мировой разработке ВНЭУ считаются немцы с субмариной проекта U-212/214. В 2014 году об успехах в создании аналогичных систем сообщила французская оборонная компания DCNS. Созданная ей установка предназначена для подлодок типа «Scorpene». Другой проект DCNS – более крупная субмарина, известная под именами «SMX Ocean» и «Shortfin Barracuda», был выбран ВМС Австралии для своей программы. Однако самой успешной и опасной считается шведская лодка HSwMS Gotland. Этот корабль стал настоящей легендой. Причем не шведского, а американского флота.
Корабль построен из маломагнитной стали. На его борту стоят 27 компенсирующих электромагнитов, которые полностью исключают обнаружение корабля детекторами магнитных аномалий. Благодаря всережимному электродвигателю и виброзащите механизмов, Gotland практически не различается локаторами даже в непосредственной близости от американских кораблей. Лодка сливается с естественным тепловым и шумовым фоном океана. Но самое главное, что она, вооруженная 18 торпедами, может не всплывать на поверхность до 20 суток.
Самые совершенные российские неатомные подводные лодки проекта 636.3 «Варшавянка» за малошумность и скрытность получили название «черная дыра». Сегодня они вооружены самыми совершенными торпедами и крылатыми ракетами «Калибр». Первые способны потопить любой корабль или даже авианосец. Вторые – уничтожить береговую цель на дальности до 2,5 тысяч километров. Но, как и корабли второй мировой войны, «Варшавянка» вынуждена часто всплывать для подзарядки аккумуляторов, а значит, в длительном противостоянии экипаж такого корабля всегда будет уязвим.
Новейшие подлодки «Лада» идут на смену «Варшавянкам». Сегодня в составе Военно-морского флота уже несет боевую вахту первая субмарина этого проекта «Санкт-Петербург». Вторую – «Кронштадт» сдадут флоту в 2018 году. Третья – «Великие Луки» еще на стапелях судостроительного завода. Предполагается, что следующая за ней лодка будет спущена на воду уже с отечественной анаэробной энергетической установкой. По своим характеристикам она будет существенно отличатся от тех, что стоят на западных кораблях. Над этим сегодня работают два конструкторских бюро традиционно занимающиеся проектированием подводных кораблей: Санкт-петербургское морское бюро машиностроения «Малахит» и Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин».
Детали проекта пока находятся в тайне. Известно, что в основу российской разработки заложен паровой реформинг с электрохимическим генератором на твердотельных элементах. Уже создан его промышленный образец. Из принципиальных технологий в нем реализовано получение из дизельного топлива водорода, создание электрохимического генератора, извлекающего из водорода электрический ток и удаление отходов жизнедеятельности первого цикла. То есть, того, который получается в ходе реакции СО2. Это принципиально отличает российскую систему от зарубежных аналогов, поскольку не нужно возить запас водорода на борту. Его получают непосредственно в установке с помощью реформинга дизельного топлива.
Профессор академии военных наук Вадим Козюлин говорит, что появление воздухонезависимых кораблей серьезно повысит боевой потенциал дизель-электрических подводных лодок. Основное место их применения – внутренние моря с малыми глубинами. Это Балтийское, Черное, Каспийское или Южно-Китайское.
tvzvezda.ru
Российские субмарины получат анаэробные установки
ФГУП «Крыловский государственный научный центр» разрабатывает перспективные воздухонезависимые энергетические установки, которые позволят подводным лодкам не всплывать по несколько недель.
Как сообщают «Известия», в Крыловском государственном научном центре уже занимаются разработкой анаэробных установок. К примеру, создан промышленный образец установки с паровым реформингом и электрохимическим генератором на твердотельных элементах. В ней реализовано получение водорода из дизельного топлива, создание электрохимического генератора, извлекающего из водорода электрический ток, а также удаление углекислого газа.
Наиболее совершенной на сегодняшний день считается воздухонезависимая энергетическая установка на немецкой субмарине проекта U-212/214, аналогичная система есть у французов на подводных лодках типа Scorpene, а у австралийцев — на субмаринах SMX Ocean и Shortfin Barracuda. Российская анаэробная установка принципиально отличается от зарубежных аналогов методом получения водорода, который позволяет не возить его запас на борту, а получать непосредственно в установке с помощью реформинга дизельного топлива.
Первой субмариной ВМФ РФ с воздухонезависимой энергетической установкой станет дизель-электрическая неатомная подводная лодка «Кронштадт» проекта 677 типа «Лада». Она избавится от необходимости всплывать на поверхность для подзарядки аккумуляторов и пополнения запаса воздуха, необходимого для работы дизель-генераторов в подводном положении. Благодаря новой силовой установке «Лада» сможет находиться в подводном положении до нескольких недель.
Подводную лодку должны спустить на воду в 2018 году. Воздухонезависимые энергетические установки имеют преимущество в акваториях, которые плотно контролируются противолодочными силами противника. «Лада» разработана Санкт-Петербургским ЦКБ «Рубин» и имеет водоизмещение 17500 тонн. Длина субмарины — 67 метров, ширина — 7,1 метра, скорость подводного хода — 21 узел, автономность плавания — 45 суток. Подводная лодка получит крылатые ракет увеличенной дальности «Калибр» или противокорабельные сверхзвуковые ракеты «Оникс».
www.popmech.ru
Анаэробный двигатель для подлодок: у России есть качественный задел. Анаэробные двигатели
Анаэробная силовая установка
Но самым перспективным оказалось направление, связанное с превращением химической энергии непосредственно в электрическую, без процесса горения или механического движения, иными словами с выработкой электрической энергии бесшумным способом. Речь идет об электрохимических генераторах. На практике такой способ нашел применение на современной германской подводной лодке U-212. Компоновка анаэробной энергетической установки показана на рисунке 12.
Электромеханический генератор создан на базе топливныхэлементов. По сути это аккумуляторная батарея с постоянной подзарядкой. Физика его работы базируется на процессе, обратном электролизу воды, когда при соединении водорода с кислородом выделяется электроэнергия. При этом энергетическое превращение происходит бесшумно, а единственным побочным продуктом реакции является дистиллированная вода, которой достаточно легко найти применение на подводной лодке.
По критериям эффективности и безопасности водород хранится в связанном состоянии в форме металлогидрида (сплав металла в соединении с водородом), а кислород — в сжиженном виде в специальных емкостях между легким и прочным корпусами субмарины. Между водородным и кислородным катодами находятся полимерные электролитные мембраны протонного обмена, выполняющие функцию электролита.
Мощность одного элемента достигает 34 кВт, а КПД энергетической установки составляет до 70 процентов. Несмотря на очевидные преимущества разработанной установки на топливных элементах, она не обеспечивает требуемые оперативно-тактические характеристики подводной лодки океанского класса, прежде всего в части, касающейся выполнения скоростных маневров при преследовании цели или уклонении от торпедной атаки противника. Поэтому подводные лодки проекта 212 оснащены комбинированной двигательной установкой, в которой для движения на высоких скоростях под водой используются аккумуляторные батареи или топливные элементы, а для плавания в надводном положении — традиционный дизель-генератор, в состав которого входит 16-цилиндровый V-образный дизель и синхронный генератор переменного тока. Дизель генераторы используются также для подзарядки аккумуляторных батарей — традиционного элемента неядерных подводных лодок. Электрохимический генератор, состоящий из девяти модулей топливных элементов, имеет суммарную мощность 400 л. с. и обеспечивает движение подлодки в подводном положении со скоростью 3 узла в течение 20 суток с показателями шумности ниже уровня естественных шумов моря.
Комбинированные силовые установки
В последнее время стали популярны комбинированные силовые установки. Первоначально комбинированные энергетические установки породили желание обеспечить военным кораблям одновременно высокую скорость для боя большую дальность плавания для действий в удаленных районах Мирового океана. В частности, та на германских крейсерах времен второй мировой войны появилась комбинация котлотурбинной и дизельной энергетических установок. В 1960-е годы на кораблях появились газовые турбины, которые по своей экономичности и особенностям эксплуатации могли использоваться только кратковременно и на больших оборотах. Для компенсации этого недостатка их стали комбинировать с котлотурбинной (COSAG) или дизельной (CODAG) энергетической установкой. Несколько позже появились та называемые маршевые газовые турбин, к которым требовались форсажные турбины (COGAG). Только появление всережимных газовых турбин позволили перейти к однородной газотурбинной энергетической установке.
Бывают даже уникальные комбинации энергетических установок CODEAG (дизель-газотурбинная с полным электродвижением), которая встречается на фрегате «Duke» Королевских ВМС Великобритании. При его создании конструкторы исходили из необходимости обеспечить сверхнизкий уровень шумности на малых ходах при использовании буксируемой антенны гидроакустической системы, а также быстрый переход от малой скорости хода к высокой. Установка включает в себя две газовые турбины суммарной мощностью 31000 л. с., два гребных электродвигателя постоянного тока мощностью по 2000 л. с., встроенных в линии гребных валов и работающих от четырех дизель-генераторов суммарной мощностью 8100 л. с. Такая главная энергетическая установка работает в четырех режимах: малой скорости с минимальным уровнем шумности при отключенных главных редукторах; высокой скорости хода при работе газовых турбин на винты через редукторы совместно с гребными электродвигателями; промежуточной скорости при работе одной газовой турбины на один винт и одного гребного электродвигателя на другой винт при отключенном редукторе; маневрирование при использовании только дизелей. Винты работают на задний ход только от гребных электродвигателей.
studfiles.net
Образец анаэробной установки для подлодок уже работает
Анаэробные энергетические установки на основе двигателей Стирлинга
Современные тенденции развития подводного флота свидетельствуют о необходимости оснащения неатомных подводных лодок (НАПЛ) воздухонезависимыми (анаэробными) вспомогательными энергетическими установками.
Наиболее перспективным направлением в области создания анаэробных энергетических установок является использование в них двигателей Стирлинга. Б есшумность в р
10i5.ru