Lo que le dará a la flota VNEU la segunda etapa
La composición de la instalación FC2G AIP y su colocación en el submarino.
Recientemente, se ha desarrollado una controversia en las páginas de Military Review sobre las ventajas de los nuevos suministros de energía para la propulsión eléctrica del japonés DPL Oryu (Dragon Phoenix), la penúltima unidad de la serie de submarinos tipo Soryu. La razón de la discusión fue la admisión a flota Fuerzas de autodefensa undécimo en una fila (en una serie de doce submarinos ordenados) NPL armados con una batería de iones de litio (LIAB).
En este contexto, el hecho de la creación y operación piloto de una instalación de energía independiente del aire (VNEU) de la llamada segunda etapa permaneció completamente desapercibido. El FC2G AIP fue desarrollado por ingenieros y diseñadores del grupo industrial naval francés Naval Group (NG), el antiguo DCN. Anteriormente, se creó la misma preocupación para el VNEU submarino Agosta-90B del tipo MESMA, que funciona sobre la base de una turbina de vapor de ciclo cerrado.
Vista del compartimento de instalación AIP FC2G para su inserción en la carcasa durante la modernización del submarino
Es lógico hacer una pregunta: ¿no ha habido un intento de producir hidrógeno directamente a bordo de un submarino? Respuesta: realizada. Los estadounidenses y nuestros científicos se ocuparon de la reforma del combustible diesel para producir hidrógeno, así como del problema de la producción directa de energía eléctrica a partir de enlaces químicos de reactivos. Pero el éxito llegó a los científicos e ingenieros de NG. Los ingenieros franceses lograron crear una instalación que, al reformar el combustible diesel estándar OTTO-2, recibe hidrógeno de alta pureza en el barco submarino, mientras que los submarinistas alemanes se ven obligados a transportar reservas de H2 a bordo de sus barcos tipo 212A.
Submarino alemán pr. 212A en el contexto
La importancia de la creación por parte de NG de una instalación para la producción de hidrógeno de pureza ultraalta (pureza 99,999%) directamente a bordo del submarino aún no ha sido del todo apreciada por los especialistas navales. La aparición de dicha instalación está llena de enormes oportunidades para la modernización de los submarinos existentes y la creación de proyectos para nuevos submarinos, para aumentar la duración de su permanencia continua bajo el agua sin salir a la superficie. La relativa economía y disponibilidad del combustible OTTO-2 en la producción de hidrógeno libre para su uso en celdas de combustible VNEU para ECG permitirá a los países con esta tecnología avanzar significativamente en la mejora de las características de rendimiento de los submarinos. El desarrollo de este tipo de sistemas de propulsión anaeróbica es mucho más rentable que lo propuesto anteriormente.
He aquí por qué.
1. VNEU en el ECG es dos veces más silencioso que el motor Stirling, porque simplemente no tienen partes giratorias de la máquina.
2. Cuando se usa combustible diesel, no es necesario llevar a bordo contenedores adicionales para almacenar soluciones que contengan hidruros.
3. El sistema de propulsión anaeróbica del submarino se vuelve más compacto y tiene una traza térmica más baja. Todos los componentes y sistemas están ensamblados en un compartimento separado de ocho metros, y no están dispersos por los compartimentos submarinos.
4. El impacto de las cargas de choque-vibración en la instalación es menos crítico, lo que reduce la posibilidad de su ignición espontánea, lo que no se puede decir de las baterías de iones de litio.
5. Tal instalación es más barata que LIAB.
Algunos lectores pueden objetar razonablemente: los españoles también crearon una planta anaeróbica con reforma de bioetanol (BioEtOH) para producir hidrógeno altamente purificado a bordo. Planean instalar tales unidades en sus submarinos S-80. Se planea instalar el primer AIP en el submarino Cosme García en marzo de 2021.
En mi opinión, la desventaja de la instalación española es que, además del oxígeno criogénico, también es necesario colocar a bordo de los contenedores de bioetanol, que tiene una serie de inconvenientes en comparación con el combustible único OTTO-2.
1. El bioetanol (alcohol industrial) consume un 34% menos de energía que el diesel. Y la potencia del control remoto, el alcance de crucero de los submarinos y los volúmenes de almacenamiento dependen de esto.
2. El etanol es higroscópico, tiene mayor corrosividad. Y alrededor - "agua y hierro".
3. Al quemar 1 litro de bioetanol, se libera la misma cantidad de CO2como la cantidad de combustible quemado. Por lo tanto, la "burbuja" de tal instalación será notable.
4. El bioetanol tiene un número de octano de 105. Por esta razón, no se puede verter en el tanque del generador diesel, ya que la detonación hará que el motor se convierta en tornillos y tuercas.
Por lo tanto, todavía es preferible a VNEU basado en la reforma diesel. Los tanques de combustible DPL son muy voluminosos y de ninguna manera dependen de la disponibilidad de contenedores adicionales para alcohol industrial para el funcionamiento de la instalación de "bioetanol". Además, un solo combustible OTTO-2 siempre estará en abundancia en cualquier base naval o base de origen. Incluso se puede obtener en el mar desde cualquier barco, lo que no se puede decir sobre el alcohol, aunque sea técnico. Y los volúmenes liberados (como opción) se pueden dar para la colocación de oxígeno. Y de ese modo aumentar el tiempo y el alcance de los submarinos de buceo.
Una pregunta más: ¿se necesita LIAB? Respuesta: ciertamente necesaria! Aunque son caros y de alta tecnología, temen el daño mecánico, que puede ser peligroso para el fuego, sin embargo, son más fáciles, pueden tomar cualquier forma (conforme), al menos 2-4 veces (en comparación con las baterías de plomo-ácido de zinc) tienen una mayor capacidad electricidad almacenada Y esta es su principal ventaja.
Pero entonces, ¿por qué un bote con LIAB, algún tipo de VNEU allí?
Se necesita una planta de energía anaeróbica para "no sobresalir" el dispositivo del motor diesel bajo el agua (RDP) en la superficie del mar, para mover o encender el generador diesel para cargar la carga de la batería. Tan pronto como esto suceda, aparecerán de inmediato dos o tres signos que desenmascaran el bote: un interruptor en la superficie del agua de la mina RPD y la visibilidad de radar / TLV / IR de este dispositivo retráctil. Sí, y la visibilidad visual (óptica) del submarino en sí, "colgando" bajo el radar, incluso desde el espacio, será significativa. Y si el gas de escape de un motor diesel en funcionamiento (aunque a través del agua) está en la atmósfera, entonces el analizador de gases del avión BPA (PLO) podrá registrar el hecho de estar en el área del submarino. Esto ha sucedido más de una vez.
Y una cosa más. No importa cuán silenciosamente funcione un motor diesel o un generador diesel en el compartimiento submarino, los oídos sensibles de las fuerzas enemigas y los medios siempre pueden escucharlo.
Los barcos podrán evitar todas estas deficiencias cuando usen AB y VNEU juntos. Por lo tanto, el uso combinado de VNEU y dispositivos de almacenamiento de energía ultraalta, como baterías de magnesio, silicio-metal o azufre, en los que se espera que la capacidad sea de 5 a 10 veces (!) Más que LIAB, será muy prometedor. Y me parece que los científicos y diseñadores ya han tenido en cuenta esta circunstancia al desarrollar nuevos proyectos submarinos.
Entonces, por ejemplo, se supo que al finalizar la construcción de una serie de submarinos del tipo Soryu, los japoneses comenzarán a diseñar e I&D para submarinos de la próxima generación. Recientemente, los medios informaron que será un submarino del tipo 29SS. Estará equipado con un único motor Stirling (todo modo) de diseño mejorado y probablemente un LIAB de gran capacidad. Y dicho trabajo en conjunto con científicos estadounidenses ha estado en marcha desde 2012. El nuevo motor tendrá nitrógeno como fluido de trabajo, mientras que fue helio en los automóviles suecos.
Tipo estimado de submarino tipo 29SS
Los analistas militares creen que el nuevo barco en general mantendrá una muy buena forma, elaborado en submarinos del tipo Soryu. Al mismo tiempo, se planea reducir significativamente el tamaño y dar una forma más aerodinámica a la "vela" (cercado de dispositivos retráctiles). Los timones de proa horizontales serán transferidos a la proa en el casco del bote. Esto reducirá la resistencia hidrodinámica y el nivel de ruido intrínseco cuando el agua fluye alrededor del casco de un submarino a velocidades subacuáticas más altas. Se someterá a cambios y propulsión submarina. La hélice de paso fijo será reemplazada por una propulsión a chorro. Según los expertos, el armamento del submarino no sufrirá cambios significativos. Como antes, el barco tendrá seis tubos de torpedos de proa de 533 mm para disparar torpedos pesados (tipo 89), torpedos antisubmarinos y misiles de crucero de clase Sab Harpoon, así como para establecer campos minados. La munición total a bordo del submarino será de 30-32 unidades. Al mismo tiempo, su carga típica (6 nuevos misiles antibuque, 8 torpedos del submarino Tipo 80, 8 torpedos pesados del Tipo 89, cañones autopropulsados del misil principal y la guerra electrónica) aparentemente se conservarán. Además, se supone que los nuevos barcos tendrán medios activos de defensa antisubmarina (PTZ) y posiblemente sistemas de defensa aérea lanzados desde un tubo de torpedos.
El trabajo en la creación de un nuevo submarino está planeado para llevarse a cabo en los siguientes términos: I + D en el período de 2025 a 2028, se espera la construcción y puesta en marcha del primer edificio submarino del proyecto 29SS en 2031.
Según expertos extranjeros, los estados de las cuencas del Océano Índico y del Pacífico pronto necesitarán modernizar y mejorar sus flotas. Incluidas las fuerzas submarinas. Para el período hasta 2050, la necesidad de submarinos será de aproximadamente 300 unidades. Para comprar embarcaciones que no están equipadas con VNEU, ninguno de los compradores potenciales lo estará. Esto se evidencia de manera convincente en las licitaciones para la adquisición de submarinos en poder de India y Australia. India compró los NPL de tipo Scorpen franceses, y Canbera eligió los NPL de tipo Soryu japoneses para su flota. Y esto no es casualidad. Ambos tipos de embarcaciones tienen VNEU, lo que les permite estar sin salir a la superficie bajo el agua durante un máximo de 2-3 semanas (15-18 días). Japón tiene hoy once NPL. Corea del Sur está construyendo su submarino K-III con baterías de iones de litio.
Desafortunadamente, aún no podemos presumir de éxitos en la creación de submarinos armados con sistemas de propulsión no volátiles no nucleares. Aunque el trabajo en esta dirección se llevó a cabo y, al parecer, el éxito no estaba lejos. Sin embargo, se espera que los especialistas de la Oficina Central de Diseño MT Malakhit, la Oficina Central de Diseño MT Rubin, la Empresa Unitaria del Estado Federal Krylovsky SSC, el Instituto Central de Investigación SET en un futuro próximo puedan crear una contraparte extranjera similar o mejor para un motor submarino no nuclear ruso. Esto aumentará significativamente la preparación para el combate de la flota, fortalecerá nuestra posición en la exportación de submarinos a clientes tradicionales y ayudará a conquistar nuevos mercados para el suministro de nuestros productos navales.
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