Đội tàu VNEU giai đoạn XNUMX sẽ mang lại những gì
Thành phần của việc lắp đặt FC2G AIP và vị trí của nó trên tàu ngầm
Trên các trang Military Review, một cuộc tranh cãi gần đây đã nổ ra về lợi thế của nguồn năng lượng mới cho động cơ điện của tàu ngầm Oryu Nhật Bản (Rồng Phượng), chiếc áp chót trong loạt tàu ngầm loại Soryu. Lý do cho cuộc thảo luận là việc nhận vào hạm đội Lực lượng tự vệ đứng thứ XNUMX liên tiếp (trong chuỗi XNUMX tàu ngầm đã đặt hàng) NNS, được trang bị pin lithium-ion (LIAB).
Trong bối cảnh đó, thực tế về việc thành lập và vận hành thử nghiệm một nhà máy điện không phụ thuộc vào không khí (VNEU) của cái gọi là giai đoạn hai vẫn hoàn toàn không được chú ý. Việc lắp đặt FC2G AIP được phát triển bởi các kỹ sư và nhà thiết kế của tập đoàn công nghiệp hải quân Pháp Naval Group (NG), DCN trước đây. Trước đó, mối quan tâm tương tự cũng được đặt ra đối với tàu MESMA loại DPL "Agosta-90B" VNEU, hoạt động trên cơ sở một tuabin hơi chu trình kín.
Quang cảnh khoang lắp đặt FC2G AIP để lắp vào thân tàu khi nâng cấp tàu ngầm
Thật hợp lý khi đặt một câu hỏi: chưa từng có nỗ lực nào được thực hiện để thu được hydro trực tiếp trên tàu ngầm? Trả lời: họ đã làm. Việc cải cách nhiên liệu diesel để sản xuất hydro, cũng như vấn đề sản xuất trực tiếp năng lượng điện từ các liên kết hóa học của thuốc thử, đã được người Mỹ và các nhà khoa học của chúng ta giải quyết. Nhưng thành công đã đến với các nhà khoa học và kỹ sư của NG. Các kỹ sư Pháp đã cố gắng tạo ra một hệ thống lắp đặt, bằng cách cải tiến nhiên liệu diesel tiêu chuẩn OTTO-2, nhận được hydro độ tinh khiết cao trên tàu ngầm, trong khi các tàu ngầm Đức buộc phải mang theo lượng H2 dự trữ trên tàu Type 212A của họ.
Tàu ngầm Đức trang 212A trong phần
Ý nghĩa của việc chế tạo nhà máy sản xuất hydro có độ tinh khiết cực cao (độ tinh khiết 99,999%) trên tàu ngầm chưa được các chuyên gia hải quân đánh giá đầy đủ. Sự xuất hiện của một hệ thống lắp đặt như vậy che giấu những cơ hội to lớn để nâng cấp các tàu ngầm hiện có và tạo ra các dự án cho các tàu ngầm phi hạt nhân mới, để tăng thời gian ở dưới nước liên tục mà không nổi lên của chúng. Giá thành tương đối rẻ và tính sẵn có của nhiên liệu OTTO-2 trong việc sản xuất hydro miễn phí để sử dụng trong pin nhiên liệu của VNEU trên ECG sẽ cho phép các quốc gia có công nghệ này đạt được tiến bộ đáng kể trong việc cải thiện các đặc tính hoạt động của tàu ngầm. Việc phát triển loại hệ thống đẩy kỵ khí này có lợi hơn nhiều so với đề xuất trước đây.
Và đây là lý do.
1. VNEU trên ECG hoạt động êm hơn gấp đôi so với động cơ Stirling, vì đơn giản là chúng không có các bộ phận quay của máy.
2. Khi sử dụng nhiên liệu điêzen, không cần thiết phải mang lên máy bay thêm các thùng chứa dung dịch chứa hydrua.
3. Hệ thống đẩy kỵ khí của tàu ngầm trở nên nhỏ gọn hơn và có tác động nhiệt thấp hơn. Tất cả các thành phần và hệ thống được lắp ráp trong một khoang tám mét riêng biệt, và không nằm rải rác trên các khoang của tàu ngầm.
4. Ảnh hưởng của tải trọng rung động đối với việc lắp đặt ít quan trọng hơn, điều này làm giảm khả năng tự bốc cháy của nó, điều này không thể nói về pin lithium-ion.
5. Cài đặt như vậy rẻ hơn LIAB.
Một số độc giả có thể phản đối một cách hợp lý: người Tây Ban Nha cũng đã tạo ra một nhà máy kỵ khí với công nghệ cải tạo cồn sinh học (BioEtOH) để sản xuất hydro tinh khiết cao trên tàu ngầm. Họ có kế hoạch lắp đặt các đơn vị như vậy trên tàu ngầm loại S-80 của họ. AIP đầu tiên được lên kế hoạch lắp đặt trên tàu ngầm Cosme Garcia vào tháng 2021 năm XNUMX.
Theo tôi, nhược điểm của việc lắp đặt của Tây Ban Nha là ngoài oxy đông lạnh, người ta còn phải đặt các bồn chứa cồn sinh học trên tàu, điều này có một số nhược điểm so với nhiên liệu OTTO-2 đơn lẻ.
1. Ethanol sinh học (cồn kỹ thuật) tiêu tốn ít năng lượng hơn 34% so với nhiên liệu diesel. Và sức mạnh của điều khiển từ xa, phạm vi hoạt động của tàu ngầm, và khối lượng kho chứa phụ thuộc vào điều này.
2. Ethanol có tính hút ẩm và ăn mòn cao. Và xung quanh - "nước và sắt."
3. Khi đốt cháy 1 lít cồn sinh học thì lượng khí CO thoát ra như nhau2, là lượng nhiên liệu được đốt cháy. Do đó, việc cài đặt như vậy sẽ "bong bóng" một cách đáng chú ý.
4. Etanol sinh học có chỉ số octan là 105. Vì lý do này, không thể đổ nó vào bình chứa máy phát điện diesel, vì khi kích nổ sẽ làm nổ động cơ vào bu lông và đai ốc.
Do đó, VNEU dựa trên cải cách nhiên liệu diesel vẫn được ưu tiên hơn. Các thùng nhiên liệu DPL rất lớn và không phụ thuộc vào sự hiện diện của các thùng chứa bổ sung cồn kỹ thuật cho hoạt động của nhà máy "cồn sinh học". Ngoài ra, nhiên liệu OTTO-2 duy nhất sẽ luôn dồi dào tại bất kỳ căn cứ hải quân hay cứ điểm nào. Thậm chí sẽ có thể lấy được nó trên biển từ bất kỳ con tàu nào, điều này không thể nói về cồn, mặc dù về mặt kỹ thuật. Và thể tích được giải phóng (như một tùy chọn) có thể được đưa ra để bố trí oxy. Và từ đó tăng thời gian và phạm vi lặn của tàu ngầm.
Một câu hỏi nữa: lúc đó có cần LIAB không? Trả lời: hoàn toàn cần thiết! Mặc dù chúng đắt tiền và công nghệ rất cao, chúng sợ hư hỏng cơ học, vì chúng nguy hiểm cháy, tuy nhiên, chúng nhẹ hơn, có thể có bất kỳ hình dạng nào (tuân theo quy luật), ít nhất là 2-4 lần (so với chì kẽm acquy axit) có dung lượng lưu trữ điện cao hơn. Và đây là lợi thế chính của họ.
Nhưng tại sao một con thuyền chở LIAB như vậy lại cần một số loại VNEU?
Một nhà máy điện kỵ khí là cần thiết để “không nhô ra” động cơ diesel dưới thiết bị nước (RDP) trên mặt biển để chuyển động hoặc khởi động máy phát điện diesel để tăng điện tích AB. Ngay khi điều này xảy ra, hai hoặc ba dấu hiệu cho thấy con thuyền sẽ ngay lập tức xuất hiện: một thiết bị ngắt trên mặt nước từ mỏ RDP và khả năng hiển thị radar / TLV / IR của thiết bị có thể thu vào này. Và khả năng hiển thị trực quan (quang học) của chính chiếc tàu ngầm, "treo" dưới RDP, ngay cả từ không gian, sẽ rất đáng kể. Và nếu khí thải của một động cơ diesel đang hoạt động (mặc dù qua nước) vào bầu khí quyển, thì bộ phân tích khí của máy bay UAV (PLO) sẽ có thể ghi lại thực tế là đang ở trong khu vực tàu ngầm. Điều này đã xảy ra nhiều hơn một lần.
Và xa hơn. Dù động cơ diesel hay máy phát diesel hoạt động trong khoang tàu ngầm âm thầm đến mức nào, đôi tai nhạy cảm của lực lượng và phương tiện ASW của đối phương luôn có thể nghe thấy.
Tất cả những thiếu sót này của con thuyền có thể tránh được khi có sự sử dụng chung của AB và VNEU. Do đó, việc sử dụng chung của VNEU và các thiết bị lưu trữ năng lượng điện siêu công suất, chẳng hạn như pin magie, silicon-kim loại hoặc lưu huỳnh, trong đó dung lượng dự kiến sẽ gấp 5-10 lần (!) So với LIAB, sẽ rất hứa hẹn. Và đối với tôi, dường như các nhà khoa học và nhà thiết kế đã tính đến tình huống này khi phát triển các dự án cho tàu ngầm mới.
Ví dụ, người ta biết rằng sau khi hoàn thành việc đóng một loạt tàu ngầm loại Soryu, người Nhật sẽ bắt đầu thiết kế và R & D cho thế hệ tàu ngầm tiếp theo. Gần đây, có thông tin trên các phương tiện truyền thông cho rằng đó sẽ là tàu ngầm loại 29SS. Nó sẽ được trang bị một động cơ Stirling (tất cả các chế độ) có thiết kế cải tiến và rất có thể là LIAB dung lượng lớn. Và công việc như vậy đã được thực hiện cùng với các nhà khoa học Mỹ kể từ năm 2012. Động cơ mới sẽ có nitơ làm chất lỏng hoạt động của nó, trong khi trên những chiếc xe Thụy Điển thì đó là heli.
Dự kiến loại tàu ngầm loại 29SS
Các nhà phân tích quân sự tin rằng con tàu mới, về mặt tổng thể, sẽ giữ được hình thức rất thành công, đã được nghiên cứu trên tàu ngầm lớp Soryu. Đồng thời, nó được cho là sẽ giảm kích thước đáng kể và mang lại hình dạng hợp lý hơn cho "cánh buồm" (hàng rào của các thiết bị có thể thu vào). Các bánh lái của mũi tàu nằm ngang sẽ được chuyển đến mũi tàu trên thân thuyền. Điều này sẽ làm giảm lực cản thủy động lực học và mức độ tiếng ồn nội tại khi nước chảy quanh thân tàu ngầm ở tốc độ cao dưới nước. Lực đẩy của tàu ngầm cũng sẽ có những thay đổi. Cánh quạt sân cố định sẽ được thay thế bằng vòi phun nước. Theo các chuyên gia, vũ khí trang bị của tàu ngầm sẽ không có những thay đổi đáng kể. Như trước đây, sáu ống phóng ngư lôi 533 mm ở mũi tàu sẽ vẫn ở trên thuyền để bắn ngư lôi hạng nặng ("kiểu 89"), ngư lôi chống ngầm và tên lửa hành trình thuộc lớp Sub Harpoon, cũng như để thiết lập các bãi mìn. Tổng cơ số đạn trên tàu ngầm sẽ là 30-32 chiếc. Đồng thời, tải trọng điển hình của nó (6 tên lửa chống hạm mới, 8 ngư lôi cho PLO "loại 80", 8 ngư lôi hạng nặng "loại 89", phương tiện tự hành GPA và EW) dường như sẽ được giữ nguyên. Ngoài ra, người ta cho rằng các tàu mới sẽ có chức năng bảo vệ chống tàu ngầm chủ động (PTZ), và có thể là hệ thống phòng không phóng từ ống phóng ngư lôi.
Công việc chế tạo tàu ngầm mới được lên kế hoạch thực hiện theo các điều kiện sau: R & D trong giai đoạn từ năm 2025 đến năm 2028, xây dựng và đưa vào vận hành chiếc đầu tiên của tàu ngầm Đề án 29SS dự kiến vào năm 2031.
Theo các chuyên gia nước ngoài, các quốc gia thuộc lưu vực Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương sẽ sớm cần phải hiện đại hóa và đổi mới đội tàu của họ. Kể cả lực lượng tàu ngầm. Trong giai đoạn đến năm 2050, nhu cầu về tàu ngầm sẽ là khoảng 300 chiếc. Không ai trong số những người mua tiềm năng sẽ mua những chiếc thuyền không được trang bị của VNEU. Điều này được chứng minh một cách thuyết phục qua các cuộc đấu thầu mua tàu ngầm do Ấn Độ và Australia nắm giữ. Ấn Độ mua tàu ngầm hạt nhân lớp Scorpena của Pháp, trong khi Canbera chọn tàu ngầm hạt nhân lớp Soryu của Nhật Bản cho hạm đội của mình. Và điều này không phải là ngẫu nhiên. Cả hai loại thuyền này đều có VNEU, đảm bảo rằng chúng ở dưới nước lên đến 2-3 tuần (15-18 ngày) mà không nổi lên. Nhật Bản hiện có XNUMX tàu ngầm hạt nhân. Hàn Quốc đang đóng tàu ngầm hạt nhân loại K-III với pin lithium-ion.
Thật không may, chúng ta vẫn chưa thể tự hào về thành công trong việc chế tạo tàu ngầm được trang bị hệ thống động cơ đẩy không phụ thuộc vào đường không hạt nhân. Mặc dù công việc theo hướng này đã được tiến hành, và có vẻ như thành công không còn xa. Vẫn còn hy vọng rằng các chuyên gia của Cục Thiết kế Trung ương MT "Malachite", Cục Thiết kế Trung ương MT "Rubin", Xí nghiệp Đơn nhất Nhà nước Liên bang "Trung tâm Khoa học Bang Krylovsky", Viện Nghiên cứu Trung ương "SET" trong tương lai gần vẫn sẽ có thể tạo ra một động cơ độc lập trên không của Nga tương tự hoặc tốt hơn các động cơ tương tự của nước ngoài cho các tàu ngầm phi hạt nhân. Điều này sẽ làm tăng đáng kể khả năng sẵn sàng chiến đấu của lực lượng hạm đội, củng cố vị thế của chúng tôi trong việc xuất khẩu tàu ngầm cho các khách hàng truyền thống và giúp chúng tôi chinh phục các thị trường mới để cung cấp các sản phẩm hải quân của mình.
tin tức