В подлодках на смену ядерному реактору придут анаэробные установки

Свежий номер

РГ-Неделя

Родина

Тематические приложения

Союз

Свежий номер

23.07.2019 19:03

Рубрика:

Власть

Подводную лодку с анаэробной установкой предлагают сразу два конструкторских бюро

Александр Емельяненков (Санкт-Петербург — Москва)

Характеристики этого аппарата, заявленные его разработчиками из Санкт-Петербургского морского бюро машиностроения «Малахит», впечатляют: 1200 миль непрерывная подводная дальность плавания, предельная глубина погружения — 300 метров, автономность — до 30 суток, экипаж — 18-20 человек, плюс группа из 16 боевых пловцов.

Куличенко К./Фотохроника ТАСС

Но это при условии, что подлодкой движет ВНЭУ — воздухонезависимая (по-другому — анаэробная) энергетическая установка, в основе которой инновационный газотурбинный двигатель замкнутого цикла. То есть такой, что может работать без прямой подпитки воздухом из атмосферы, как того требуют дизельные агрегаты, давно используемые в подводном кораблестроении.

Ядерный реактор — это тоже воздухонезависимая энергоустановка, которая пришла на флот более полувека назад. И не просто пришла, а совершила «революцию под водой», как тогда говорили. Хотя добиться, чтобы «атомный котел» работал в абсолютно замкнутом пространстве, и при этом работал надежно, не создавая угрозы для экипажа подводной лодки, удалось далеко не сразу. Но удалось.

Однако и теперь ядерно-энергетическая установка, даже в ее модульном варианте для подводной лодки или ледокола, остается довольно громоздкой, дорогой и сложной в эксплуатации. И годится не для всякого подводного аппарата, в том числе по критерию «стоимость-эффективность».

А в случае с подводной лодкой прибрежного действия П-705Б, разработанной умельцами «Малахита» в продолжение их же серии малых подводных лодок типа «Пиранья», этот критерий определяющий. Потому конструкторы и задались целью оснастить ее единой энергоустановкой подводного и надводного хода, что значительно, в 5-6 раз, повышает дальность непрерывного подводного плавания в сравнении с проектами «Пиранья-Т» и «Пиранья-Т. 1″

Первые сообщения о том, что в конструкторском бюро «Малахит» проведены испытания воздухонезависимой энергетической установки для перспективной неатомной подлодки, появились в отчете этого бюро за 2018 год. На форуме «Армия-2019» были приоткрыты некоторые характеристики самой подлодки и создающейся для нее анаэробной установки. А на Международном военно-морском салоне в Петербурге уже открыто представили макет корабля с такой инновационной ВНЭУ.

Для ВМФ нужны неатомные подлодки, которые бы сочетали в себе преимущества АПЛ с меньшими габаритами и меньшей акустической заметностью

Внешние параметры предлагаемого к постройке корабля довольно скромные: длина — 65,5 м, ширина — 7, осадка — 5,2, корпус из стали. Но при этом общая дальность плавания — 4300 миль. По словам официальных представителей «Малахита», такие подводные лодки предназначены, главным образом, для выполнения специальных задач в прибрежной зоне. Могут использоваться как ударная сила или, например, для транспортировки, скрытной высадки и приема боевых пловцов. Они же — надежная охрана и защита морских границ путем скрытого патрулирования, постановки минных заграждений. Весьма эффективны при ведении радиотехнической разведки в назначенных районах.

Представители минобороны не скрывают, что давно хотели бы иметь в составе нашего флота новые типы неатомных подлодок, которые бы сочетали в себе преимущества атомных субмарин с меньшими габаритами и меньшей акустической заметностью. Сообщалось, что над проектом такой субмарины с воздухонезависимой энергоустановкой не первый год работают в Центральном конструкторском бюро морской техники «Рубин».

Новым подтверждением тому стал опубликованный недавно годовой отчет Объединенной судостроительной корпорации, куда входят и «Рубин», и «Малахит». В нем, среди прочего, упоминается проект под названием «Перспектива «Н» со сроком реализации до 2025 года, в котором участвует «Рубин». Из лаконичной справки о том, что сделано в 2018 году, узнаем: «Выполнялись работы по созданию корабельного образца воздухонезависимой энергетической установки и специального плавучего стенда для проведения испытаний воздухонезависимой энергетической установки совместно с литий-ионной аккумуляторной батареей».

Там же, в отчете, есть и такой пассаж: «Разработаны концепты (облики) инновационных кораблей будущего: авианосец, эсминец, фрегат, неатомные подводные лодки с воздухонезависимой энергетической установкой, атомные подводные лодки 5-го поколения». АПЛ нового поколения разработчики видят в двух вариантах: стратегические и многоцелевые. А по типу энергоустановки — атомные и с ВНЭУ.

По сведениям из открытых источников, российский подход к созданию воздухонезависимых энергоустановок принципиально отличается от зарубежных аналогов методом получения водорода. Его выработка в требуемом количестве обеспечивается прямо на борту подлодки методом реформинга дизельного топлива. Благодаря этому запасы водорода высокой чистоты не придется возить с собой на борту.

В руководстве ВМФ России заявляли, что ожидают получить готовую анаэробную установку от «Рубина» в 2021-2022 годах. Теперь, комментируя премьеру «Малахита» на морском салоне в Петербурге, недавно назначенный главкомом адмирал Николай Евменов заявил, что решение о выборе проекта воздухонезависимой энергетической установки для подводных лодок может быть принято после сравнительных испытаний того, что предлагают «Рубин» и «Малахит».

«Заявленные параметры хороши у каждого конструкторского бюро, — дал понять адмирал Евменов. — Поэтому будем выбирать. И чем больше будет предложений, тем лучше». Глава ОСК Алексей Рахманов главкома поддержал, сказав, что здоровую конкуренцию между конструкторскими бюро никто не отменял: «Пусть показывают, на что способны… Следующим этапом будет проведение сравнительных испытаний».

Российская газета — Федеральный выпуск: №160(7918)

Армия

Главное сегодня

  • Экс-глава ЕП Шульц: Венгрия и Польша создают барьеры для вступления Украины в ЕС

  • Военкор Руденко: Российским огнем уничтожены иностранные наемники у Артемовска

  • Asia Times: США могут оказать помощь Киеву для наступления на Крым

  • Пользователи соцсети возмутились высказыванием главы ЕК фон дер Ляйен про Россию

  • РИА Новости: Киев приказал усилить обстрелы Каховской ГЭС

  • Грузинский политик Гиоргадзе: США спровоцировали протесты в Тбилиси для смены власти

Российская анаэробная установка для подлодок получит батарею увеличенной мощности

Перспективная российская анаэробная энергетическая установка, которую планируется установить на опытовую подводную лодку проекта 677 «Лада» и новую неатомную субмарину проекта «Калина», получит батарею удвоенной мощности. Как пишет Mil.Press FlotProm, электрическая мощность усовершенствованной батареи составит сто киловатт вместо 50 у существующего сегодня образца. Разработку и испытания новой батареи для анаэробных энергетических установок подводных лодок планируется завершить к 2020 году.

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 (для сравнения, у атомных подлодок этот показатель составляет 60-90 дней), после чего подлодке придется 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. Например, подлодка проекта «Лада» с такой установкой может находиться под водой 45 суток.

Перспективная российская анаэробная энергетическая установка будет использовать для работы водород высокой степени очистки. Этот газ будут 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.

Батарея, иначе называемая электрохимическим генератором, разрабатывается Центральным научно-исследовательским институтом судовой электротехники и технологии. Эта батарея, вырабатывающая электричество за счет реакции водорода и кислорода, получила название БТЭ-50К-Э. Ее мощность составляет 50 киловатт. Мощность усовершенствованной батареи составит сто киловатт. Новая батарея будет входить в состав энергетических модулей перспективных неатомных подлодок мощностью 250-450 киловатт.

Помимо самих электрохимических элементов, иначе называемых водородными топливными ячейками, в состав таких модулей будут входить конверторы углеводородного топлива. Именно в них и будет проходить процесс риформинга дизельного топлива. Как рассказал изданию Mil.Press FlotProm один из разработчиков новой батареи, конвертор углеводородного топлива в настоящее время находится на стадии разработки. Ранее сообщалось, что разработку анаэробной энергетической установки для подводных лодок планируется завершить до конца 2018 года.

В феврале прошлого года исследователи из Технологического института Джорджии объявили о разработке компактной четырехтактовой поршневой установки для каталитического риформинга метана и получения водорода. Новые установки могут быть объединены в цепь, тем самым повышая выход водорода. Установка достаточно компактна и не требует сильного нагрева. Реактор работает по четырехтактному циклу. На первом такте метан, смешанный с паром, через клапаны подается в цилиндр. При этом поршень в цилиндре плавно опускается. После того, как поршень достигает нижней точки, подача смеси перекрывается.

На втором такте поршень поднимается, сжимая смесь. Одновременно цилиндр подогревается до 400 градусов Цельсия. В условиях высокого давления и нагрева происходит процесс риформинга. По мере выделения водорода, он проходит через мембрану, которая останавливает углекислый газ, также образующийся во время риформинга. Углекислый газ при этом поглощается адсорбирующим материалом, смешанным с катализатором.

На третьем такте поршень опускается в самое нижнее положение, резко снижая давление в цилиндре. При этом углекислый газ высвобождается из адсорбирующего материала. Затем начинается четвертый такт, на котором в цилиндре открывается клапан, а поршень вновь начинает подниматься. Во время четвертого такта углекислый газ из цилиндра выдавливается в атмосферу. После четвертого такта цикл начинается снова.

Василий Сычёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Как работает воздушно-независимая силовая установка (AIP)! – Defencyclopedia

INTRODUCTION

С тех пор как подводные лодки стали основным средством ведения боевых действий на море, разработчики сосредоточились на том, чтобы сделать их тише и увеличить их подводную выносливость. Традиционным дизель-электрическим подводным лодкам необходимо часто всплывать на поверхность для зарядки аккумуляторов, а их подводная продолжительность составляет всего несколько дней. По мере совершенствования аккумуляторной техники пропорционально увеличивалась выносливость этих подводных лодок. Но этого было недостаточно, чтобы продержаться дольше недели. Внедрение воздушно-независимой силовой установки (AIP) значительно улучшило подводную выносливость этих подводных лодок и дало им явное преимущество.

Вот почему мы видим большое количество флотов, стоящих в очереди, чтобы купить или построить подводные лодки с системами AIP. Самое приятное то, что технологию AIP можно установить на существующие подводные лодки старого поколения, вставив новую секцию корпуса во время модернизации. В этой статье речь пойдет о работе, преимуществах, недостатках и применении АИП на современных подводных лодках.

Дизель-электрические подводные лодки

Как следует из названия, дизель-электрические подводные лодки работают на дизельном топливе и электричестве. У них есть большая сеть аккумуляторов, которые заряжаются от дизель-генератора. Они шноркель , что означает путешествие чуть ниже поверхности воды с перископом и выхлопной трубой дизель-генератора над поверхностью воды. Как только они заряжают свои батареи, они ныряют в океан и бесшумно работают от батареи с отключенными дизельными генераторами. После нескольких дней работы под водой батарея разряжается, и этим подводным лодкам приходится снова всплывать, чтобы перезарядить свои батареи. Дизель-электрические подводные лодки также называются SSK (Sub Surface Hunter-Killer) в военно-морском обозначении США или обычно называются 9. 0013 дизель.

Надводная дизель-электрическая подводная лодка Подводная дизель-электрическая подводная лодка

8 9 АИП зачем?

Под водой бортовые батареи питают гребной винт и другие электрические системы на борту подводной лодки. Эти батареи разряжаются в течение 4-5 дней, и подводная лодка нуждается в их подзарядке. Делается это с помощью снорклинга , что делает их незаметными для радаров противника и делает легкой мишенью для вражеских противолодочных средств. Хотя современные трубки покрыты радиопоглощающей краской и имеют незаметную форму, они по-прежнему обнаруживаются радарами с высоким разрешением. Существуют также датчики, называемые дизельными снифферами, которые могут обнаруживать выбросы выхлопных газов дизель-генераторов подводных лодок во время подводного плавания. Подводная лодка, которая должна всплывать каждый день, теряет элемент неожиданности и повышает свою уязвимость для противолодочных средств противника.

Следовательно, нам нужна система, позволяющая дизель-электрическим подводным лодкам перезаряжать батареи без запуска двигателей. Это позволит им продолжать плавание под водой и сохранять элемент неожиданности, оставаясь незамеченными. Система также должна позволять ДЭБ сохранять свои чрезвычайно низкие шумовые характеристики и не должна снижать характеристики подводной лодки. Система, которая позволяет все это, называется Air Independent Propulsion (AIP).

Хотя атомные подводные лодки обладают гораздо большей выносливостью и скоростью, они не подходят для прибрежных мелководий, и большинство военно-морских сил не могут позволить себе их строительство и обслуживание, поскольку они очень дороги. Также у дизельных подводных лодок есть то преимущество, что они могут полностью выключать свои двигатели и находиться в засаде, в отличие от атомных подводных лодок, чьи реакторы не могут быть отключены по желанию. Это в сочетании с бесшумностью современных дизельных подводных лодок сделало дизельные подводные лодки, оснащенные AIP, очень привлекательной альтернативой для многих стран. Многие страны эксплуатируют как атомные, так и дизельные подводные лодки для их соответствующих преимуществ. Военно-морские силы, которые хотят эксплуатировать неатомные подводные лодки с большим радиусом действия и большим боевым вооружением, теперь могут использовать большие дизельные подводные лодки, оснащенные AIP, которые представляют собой ближайшую альтернативу атомным подводным лодкам. Некоторые примеры Soryu класса из Японии, Type 216 , разрабатываемый в Германии, и Shortfin Barracuda из Франции, который будет эксплуатироваться Австралией.

РАБОТА

Прежде чем мы сможем понять работу систем AIP, нам нужно понять значение нескольких инженерных терминов.

Двигатель с замкнутым циклом: Тепловая машина, в которой рабочее вещество непрерывно циркулирует и не нуждается в пополнении.

Паровая турбина: Тип турбины, в которой высокоскоростная струя пара используется для вращения лопаток турбины, которые, в свою очередь, вращают вал. Вал может быть подключен к генератору переменного тока для выработки электроэнергии или к гребному винту для движения корабля/подводной лодки.

Рабочая жидкость : Это сжатый газ или жидкость, которая используется для поглощения/передачи энергии в термодинамической системе.

Скруббер: Процесс удаления определенных газов из выхлопных газов с использованием соответствующих химикатов в скруббере.

Типы систем AIP:

  • Дизельные двигатели замкнутого цикла
  • Паровые турбины замкнутого цикла
  • Двигатели цикла Стерлинга
  • Топливные элементы
Дизельные двигатели замкнутого цикла

Эта технология включает в себя хранение запаса кислорода на подводной лодке для запуска дизельного двигателя в подводном положении. Жидкий кислород (LOX) хранится в баках на борту подводной лодки и направляется в дизельный двигатель для сжигания. Поскольку им необходимо имитировать концентрацию атмосферного кислорода для безопасной работы двигателей без повреждений, кислород смешивается с инертным газом (обычно аргоном), а затем направляется в двигатель. Выхлопные газы охлаждаются и очищает для извлечения из них остатков кислорода и аргона, а оставшиеся газы выбрасываются в море после смешивания с морской водой. Аргон, извлеченный из выхлопных газов, снова направляется в дизельный двигатель после смешивания с кислородом.

Основной задачей  с этой технологией является безопасное хранение жидкого кислорода на борту подводных лодок. Советские подводные лодки, использовавшие эту технологию в 1960-х годах, обнаружили, что они очень подвержены возгоранию, и впоследствии прекратили их использование. Таким образом, AIP дизельного топлива с замкнутым циклом равен 9.0078 не предпочитает для современных подводных лодок, хотя он сравнительно дешевле и упрощает логистику за счет использования стандартного дизельного топлива.

Паровые турбины замкнутого цикла

Паровые турбины используют источник энергии для нагрева воды и преобразования ее в пар для приведения в действие турбины. На атомных подводных лодках реакторы обеспечивают тепло для преобразования воды в пар. Но в обычных паровых двигателях с замкнутым циклом для того же используется неядерный источник энергии. Французский MESMA (Module d’Energie Sous-Marine Autonome / Автономный подводный энергетический модуль) — единственная доступная такая система, использующая этанол и кислород в качестве источников энергии. Сжигание этанола и кислорода под высоким давлением используется для получения пара . Генерируемый пар является рабочей жидкостью и используется для запуска

турбины . Сгорание под высоким давлением позволяет выбрасывать выхлопной углекислый газ наружу в море на любой глубине без использования компрессора.

MESMA AIP

Преимуществом MESMA является более высокая выходная мощность по сравнению с альтернативами, которые обеспечивают более высокие скорости под водой, но основным недостатком является более низкая эффективность . Также говорят, что скорость потребления кислорода очень высока, и эти системы очень сложны. Эти недостатки заставляют несколько военно-морских сил выбирать альтернативы стерлинговому циклу и топливным элементам.

Двигатели цикла Стерлинга

Двигатель Стерлинга представляет собой двигатель замкнутого цикла с рабочим телом, составляющим постоянно содержал в системе. Источник энергии используется для нагрева этой рабочей жидкости, которая, в свою очередь, приводит в движение поршни и приводит в действие двигатель. Двигатель соединен с генератором, который вырабатывает электричество и заряжает аккумулятор. Источником энергии, используемым здесь, обычно является

LOX в качестве окислителя и дизельное топливо , которое сжигается для выработки тепла для рабочей жидкости. Затем выхлоп очищается и выбрасывается в морскую воду.

Стерлинговый AIP от Saab

Двигатель Sterling (справа) и подключаемый модуль для модернизации существующих субмарин (слева)

Преимущество использования двигателей Sterling заключается в легкой доступности дизельного топлива и низких затратах на заправку по сравнению с топливными элементами. Они также тише, чем MESMA, и поэтому японцы предпочитают их класс S oryu , Швеция — класс Gotland

и Västergötland, а Китай — класс Yuan .

Основным недостатком является то, что они относительно шумные по сравнению с топливными элементами из-за наличия большого количества движущихся частей. Они также громоздки по сравнению с топливными элементами. Рабочая глубина подводной лодки, использующей Sterling AIP, ограничена 200 м при включенном AIP.

Топливные элементы

Топливный элемент — это устройство, которое преобразует химическую энергию в электричество . Это делается с использованием топлива и окислителя. Типичный топливный элемент преобразует Водород (топливо) и Кислород (окислитель) в электричество с выделением воды и тепла в качестве побочных продуктов. Это делается с помощью электролитической ячейки, состоящей из двух электродов, одного положительного (анода) и другого отрицательного (катода), разделенных электролитическим барьером.

Реакция между катодом и анодом производит электрический ток, который используется для зарядки аккумуляторов. Для ускорения реакции используется химический катализатор.

Топливные элементы Siemens PEM

Фосфорнокислотные топливные элементы ( PAFC ) и топливные элементы с протонообменной мембраной ( PEMFC ) в настоящее время используются на подводных лодках. Говорят, что Германия является мировым лидером в разработке и внедрении этого типа AIP, что подтверждается большим количеством полученных экспортных заказов. Франция разрабатывает AIP нового поколения на топливных элементах в качестве преемника своего MESMA. Индия — еще одна страна, разрабатывающая AIP на топливных элементах для интеграции на свои подводные лодки.

Работа топливного элемента PEM

Топливные элементы являются наиболее передовой и предпочтительной технологией AIP на сегодняшний день. Это из-за основных преимуществ, которые они предлагают в

скрытности и выработке энергии. Они способствуют малозаметности субмарины, поскольку топливные элементы почти не имеют движущихся частей, что значительно снижает акустическую сигнатуру субмарины. Топливные элементы могут достигать КПД более 80% при определенных обстоятельствах. Их также можно легко масштабировать до больших или малых размеров в зависимости от водоизмещения подводной лодки. Это проще, чем разрабатывать разные системы для каждого класса подводных лодок. Водородные топливные элементы также очень безопасны для окружающей среды, поскольку они не производят выхлопных газов, что, в свою очередь, устраняет необходимость в специальном оборудовании для очистки и удаления выхлопных газов. Единственным недостатком является то, что они дороги и сложны.

ПРЕИМУЩЕСТВА АИП

Использование АИП на дизель-электрической подводной лодке значительно увеличивает их подводную выносливость, позволяя им непрерывно оставаться под водой в течение нескольких недель, не всплывая. Хотя подводной лодке в конечном итоге необходимо всплыть для зарядки своих батарей, а их выносливость не соответствует уровню атомных подводных лодок, значительное увеличение выносливости, предлагаемое AIP, дает им преимущество перед дизель-электрическими подводными лодками, не оборудованными AIP. Однако AIP не дает никакого преимущества, кроме увеличения подводного преимущества, и не следует предполагать, что подводные лодки, оборудованные AIP, всегда будут побеждать своих аналогов, не оснащенных AIP.

В апреле 2006 г. подводная лодка ВМС Германии U-32, оснащенная протонообменной мембраной Siemens (PEM) со сжатым водородом топливным элементом   AIP , совершила 2800 км непрерывного подводного путешествия без всплытия/снорклинга! Это резко контрастирует с подводными лодками, не оборудованными AIP , которые могут пройти всего 500-800 км , прежде чем им придется подняться на поверхность и перезарядить свои батареи с помощью шумных дизельных генераторов. Для сравнения, атомных двигателей 9Подводная лодка 0079 имеет неограниченных подводных выносливостей!

Unterseeboot U-32 ВМС Германии

Снова в 2013 году U-32 установила рекорд, пройдя под водой непрерывно 18 дней без всплытия! Для сравнения, дизельная подводная лодка без AIP имеет подводную продолжительность всего 4-6 дней, прежде чем она должна всплыть. Это показывает, что дизель-электрические подводные лодки, оснащенные AIP, гораздо более эффективны, чем их аналоги без AIP, когда речь идет о выносливости.

Использование AIP по всему миру

По состоянию на 2016 год следующие страны разработали свои собственные системы AIP для установки на подводных лодках.

  •  Германия — топливный элемент
  • Швеция – Стерлинг
  • Япония – Стерлинг
  •  Франция – MESMA
  •  Испания – топливный элемент
  •  Индия — топливный элемент
  •  Россия — Топливный элемент
  • Китайская Народная Республика – Стерлинг

 

ОГРАНИЧЕНИЯ AIP

  • За исключением топливных элементов, 3 оставшиеся технологии имеют много движущихся частей, которые создают шум. Это нежелательно, так как бесшумность очень важна для всех подводных лодок. Таким образом, используя системы Stirling, MESMA и CCD AIP, подводные лодки пожертвуют частью своей малозаметности ради дополнительной выносливости.
  • Несмотря на то, что AIP на топливных элементах имеет много преимуществ, их приобретение и обслуживание чрезвычайно дороги.
  • Подводные лодки, использующие AIP , должны плыть со скоростью менее 10 узлов , чтобы достичь заявленной исключительной выносливости в 14-18 дней. Для сравнения, атомная подводная лодка может путешествовать на неограниченное расстояние со скоростью 30-35 узлов без ущерба для выносливости. Таким образом, подводные лодки, оснащенные AIP, не могут заменить атомные подводные лодки, когда речь идет о открытой воде или длительных операциях.

СЦЕНАРИЙ БОЯ

Преимущество повышенной выносливости под водой можно использовать для «засады» на приближающийся флот. В одном из таких сценариев подводная лодка, оборудованная AIP, может бродить возле пролива, ожидая приближения своей цели. Подлодка будет ходить на сверхтихих скоростях 2-4 узла в течение нескольких недель, а затем атаковать цель при ее появлении торпедами. Несмотря на то, что подводная лодка без AIP может делать то же самое, время ожидания, которое очень важно для подводной засады, значительно меньше.

В другом сценарии подводная лодка, оснащенная AIP, может перемещаться вблизи вражеской территории гораздо дольше, чем подлодка без AIP. Таким образом, в этой ситуации, когда собираются разведданные и выполняются шпионские миссии, AIP дает этим тихим дизельным подводным лодкам преимущество, позволяя им неделями бездельничать без необходимости всплывать на поверхность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Что нужно помнить об AIP, так это то, что только потому, что подводная лодка оснащена этой технологией, она не обязательно будет использовать ее при каждом развертывании. Во время регулярного патрулирования или на дружественной территории подводная лодка, оборудованная AIP, будет часто нырять, чтобы перезарядить свои батареи. Только когда он будет развернут в рабочем состоянии, он сможет использовать AIP для увеличения своей подводной выносливости. Это связано с тем, что большинство топлива, окислителей и других расходных материалов, используемых в AIP, довольно дороги, и пополнять их ежемесячно было бы неэкономично.

Емкость и надежность батарей повышаются благодаря обширным исследованиям, проводимым в этой области. Возможности различных упомянутых технологий AIP также значительно улучшатся. Объединение этих двух технологий позволит подводным лодкам будущего, оборудованным AIP, оставаться под водой в течение нескольких месяцев, что сделает их псевдоатомными подводными лодками. У этой технологии большое будущее, и мы увидим, как все больше современных военно-морских сил примут ее для своих дизель-электрических подводных лодок.

Понравилось читать статью? Оцените это ниже.

Оцените:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Писатель, построивший первую в мире подводную лодку с двигателем | История

План Ictineo, первой в мире подводной лодки с двигателем. Википедия

Человек не может однажды просто решить построить подводную лодку, тем более первую подводную лодку с двигателем , тем более, если этот человек писатель. Но именно это и сделал Нарсис Монтуриоль.

Будучи молодым головорезом середины 19-го века, Монтуриоль заигрывал с подстрекательскими темами, включая феминизм и коммунизм, что поставило его под бдительное наблюдение репрессивного режима. Когда он бежал в Кадакес, изолированный город на средиземноморском побережье Испании, он нашел мирную рыбацкую деревню, где мог развить свои идеи утопического мира. Оказалось, что Кадакес также стал источником вдохновения для его самой большой идеи.

В Кадакесе немногочисленные местные жители в основном ловили рыбу с берега или с лодок. Другие ныряли за кораллами и возвращались с волшебным разнообразием вещей — рыбами, крабами, улитками и, конечно же, огромными и чудесными кораллами, которые продаются в качестве украшения для местных домов. Монтуриоль был очарован этими сокровищами, считая их безделушками, подобающими утопии. Он восхищался коралловыми ныряльщиками за их поиски — поиски открытий в неизвестном царстве под водой, которое он назвал «новым континентом», — но был обеспокоен несчастным случаем в 1857 году, когда один ныряльщик утонул.

Увиденное настолько тронуло его, что он захотел сделать что-нибудь, чтобы облегчить жизнь ныряльщикам за кораллами. Как выразился Роберт Робертс, один из более поздних сотрудников Монтуриоля, «сбор ценных кораллов и относительно скудных плодов, рождающихся у тех, кто посвящает свои средства к существованию этой жалкой индустрии… подстрекает Нарциса Монтуриоля».

Мунтуриол всегда был мечтателем. Он родился в 1819 году в Фигерасе, городе в Каталонии, регионе, который впоследствии дал жизнь выдающимся художникам, включая Сальвадора Дали, Антония Гауди, Пабло Пикассо и Хуана Миро.

Отец Монтуриоля был бондарем, проектировавшим и производившим бочки для виноделия.

Монтурьоль мог бы пойти по стопам отца, но вместо этого решил стать писателем и социалистом-революционером. В раннем возрасте Монтуриоль начала писать о феминизме, пацифизме, коммунизме и новом будущем Каталонии, обо всем этом делающем диктатуру, такую ​​как власть тогдашнего испанского государственного деятеля Рамона Марии Нарваэса, неудобной. Преследуемый за свои убеждения, Монтуриоль на некоторое время бежал во Францию, прежде чем вернуться в Испанию. Когда его сочинения снова попали в беду, на этот раз во Франции, он приехал в Кадакес, прибрежный город всего в нескольких милях от Фигераса.

В 1857 году, с видением нового континента, своей утопией, которую он и его друзья создадут посредством письма и искусства, Монтурьоль отправился домой в Фигерас, чтобы начать свой проект. Все это звучит смешно и донкихотски, потому что так оно и есть.

Неясно, как именно Монтуриоль пришел к своим конкретным планам. Возможно, благодаря влиянию отца, хотя Монтурьоль также нанял в помощь мастера-строителя кораблей и дизайнера, подводная лодка стала немного напоминать гигантскую винную бочку, суженную с обоих концов. Это было одновременно просто и изысканно.

Подводные технологии не были чем-то новым для Монтуриоля и его современников: исторические упоминания о «водолазных лодках» восходят ко временам Александра Македонского. Первую настоящую подводную лодку — судно, способное плавать под водой, — построил Корнелиус Дреббель, голландский изобретатель, служивший при дворе английского короля Якова I в эпоху Возрождения. Суда Дреббеля приводились в движение вручную, и для гребли на подводном судне требовалось 12 гребцов, погружение которых контролировалось надуванием или сдуванием связанных веревкой свиных пузырей, размещенных под сиденьем каждого гребца. В 18 и 19В XX веке русские усовершенствовали видение Дреббеля, создав первый прототип вооруженной подводной лодки под покровительством царя Петра I в июне 1720 года. Подводные технологии продолжали вызывать интерес новаторов, особенно в России и Германии, но экономические и научные ограничения препятствовало распространению подводных технологий в 19 веке.

К лету 1859 года, всего через два года после утопления, его мечта была построена. Подводная лодка была 23 фута в длину и снабжена приспособлениями для сбора кораллов и всего, что можно было найти в великой и неизвестной бездне. Монтуриоль очень хотел испытать подводную лодку и вместе с командой из двух человек, включая судостроителя, взял ее на испытания в гавани Барселоны — даже он не был достаточно смелым, чтобы попытаться совершить первое плавание в бурной бухте Кадакеса. Подводная лодка, названная Ictíneo, слово Monturiol, созданное из греческих слов, обозначающих рыбу и лодку, имело двойной корпус, причем каждый корпус был сделан из планок оливкового дерева, обшитых медью. Он двигался благодаря собственной силе ноги Монтуриоля с помощью двух педалей, или, по крайней мере, он надеялся, что он будет двигаться именно так.

Схематический рисунок передней части Ictineo, первой в мире подводной лодки с двигателем. Википедия Реплика Ictineo I выставлена ​​в морском музее в Барселоне. Википедия Портрет изобретателя Иктинео Нарциса Монтуриоля, выполненный художником Рамоном Марти Альсиной. Википедия

Монтуриоль отвязал швартовный канат под наблюдением небольшой толпы, забрался внутрь, помахал рукой и закрыл люк. Подводная лодка начала двигаться под действием человеческой силы и при этом исчезла в воде. Это сработало! В итоге Монтуриоль совершил более 50 погружений и установил, что подводная лодка способна погружаться на глубину 60 футов и оставаться под водой в течение нескольких часов. Подводная лодка могла погружаться глубже и на большее количество часов, чем любая из когда-либо построенных подводных лодок.

Для Монтуриоля этот опыт был одновременно потрясающим и ужасающим. Как он позже напишет: «Тишина, сопровождающая погружение…; постепенное отсутствие солнечного света; огромная масса воды, которую с трудом проницает взгляд; бледность, которую свет придает лицам; уменьшение движения в Иктинео ; рыба, проплывающая перед иллюминаторами, — все это способствует возбуждению воображения».

Некоторое время Монтуриоль наслаждался азартом и пытался вызвать интерес инвесторов к f или производству более совершенных подводных лодок.   Каталонцы давали деньги на концерты, театральные представления и другие собрания, проводившиеся из города в город, чтобы собрать средства и поддержать его начинания. Гавань, и раздавил ее. Никто не пострадал, но сон раскололся.0005

Монтуриоль был в отчаянии. На Ictineo ушли годы его жизни. Теперь у него не было выбора. Ему придется построить Ictineo II , еще более крупную подводную лодку.

В 1867 году успешно запущен Ictineo II . Монтуриоль спустился на 98 футов, и все же ему эта попытка все еще казалась неуклюжей. Трудно было привести подводную лодку в движение только ногами. Монтуриоль решил разработать паровой двигатель для использования внутри подводной лодки. Паровой двигатель, как и подводная лодка, не был новым изобретением. Он существовал уже почти два столетия: Томас Ньюкомен впервые запатентовал эту идею в 1705 году, а Джеймс Уатт внес бесчисленное количество усовершенствований в 1769 году.. В стандартном паровом двигателе горячий воздух нагнетается в камеру с поршнем, движение которого приводит в движение практически что угодно, например подводную лодку. Однако для Монтуриоля он не мог просто применить технологию стандартной паровой машины, потому что она израсходовала бы весь ценный кислород в подводной лодке. Стандартный паровой двигатель основан на сгорании, используя кислород и другое горючее вещество (обычно уголь или огонь) для производства тепла, необходимого для создания пара. Это не сработает. Вместо этого он использовал паровой двигатель, приводившийся в действие химической реакцией между хлоратом калия, цинком и диоксидом марганца, в результате которой выделялось тепло и кислород. Это сработало, сделав Ictineo II  первая подводная лодка с двигателем внутреннего сгорания любого типа. Никто не повторил бы его подвиг более 70 лет.

Другие пытались скопировать концепцию подводной лодки с двигателем, но многим не удалось воспроизвести анаэробный двигатель, созданный Монтуриолем. Только в 1940-х годах ВМС Германии создали подводную лодку, работающую на перекиси водорода, известную как турбина Вальтера. В современную эпоху наиболее распространенной анаэробной формой движения подводных лодок является ядерная энергия, которая позволяет подводным лодкам использовать ядерные реакции для выработки тепла. Поскольку этот процесс может происходить без кислорода, атомные подводные лодки могут находиться под водой в течение длительного периода времени — в случае необходимости, в течение нескольких месяцев.

Когда Монтуриоль начал строить свою подводную лодку, Соединенные Штаты были вовлечены в Гражданскую войну. Обе стороны в конфликте использовали подводные технологии, хотя их суда были в зачаточном состоянии и часто тонули во время миссий. Когда Монтуриоль прочитал о Гражданской войне и попытках использовать в конфликте технологии подводных лодок, он написал Гидеону Уэллсу, министру военно-морского флота США, с предложением поделиться своим опытом и разработками на Севере. К сожалению, к тому времени, когда Уэллс ответил на просьбу Монтуриоля, Гражданская война уже закончилась.

Подводная лодка была невероятным нововведением, но время было неудачным. Он не мог продать подводную лодку и по какой-то причине не решил исследовать ее самостоятельно. Он отчаянно нуждался и хотел большего финансирования, чтобы прокормить себя и, конечно же, производить больше подводных лодок, и в этот момент он сделал бы для этого почти все. Он даже установил на подводную лодку пушку, чтобы заинтересовать военных — то ли испанских, то ли, как он пытался позже, Соединенных Штатов (настолько ради пацифизма), — все напрасно. В 1868 году он продал подводную лодку своей мечты на металлолом. Его окна выходили в испанские ванные комнаты, а его двигатель — первый в мире двигатель подводной лодки — стал частью устройства, используемого для измельчения пшеницы. Грандиозный механизм его воображения будет использоваться для приготовления пищи, и каждый кусочек, как можно предположить, несет в себе какой-то привкус снов Монтуриоля.

Монтуриоль умер разоренным, и его подводные лодки, похоже, не вдохновили других. Тем не менее, в Каталонии он обрел некую заниженную славу. Он был Дали до Дали, первого художника-визионера Каталонии, который работал с инструментами инженерии, а не с живописью. Наиболее конкретными свидетельствами являются копия его подводной лодки в гавани Барселоны и его скульптура на площади в Фигерасе. На скульптуре Монтуриоль окружен музами. Несмотря на то, что музы обнажены, статуя, кажется, остается в городе почти незамеченной, затмеваемой в городе более выдающимся наследием Дали. Но, может быть, настоящим свидетельством Монтуриоля является то, что его дух, похоже, продолжал жить в Каталонии под поверхностью земли. Люди знают его историю, и время от времени его дух, кажется, поднимается вверх, как перископ, через который провидцы — будь то Дали, Пикассо, Гауди, Миро или кто-либо еще — могут увидеть мир таким, каким его видел он, состоящий только из снов.