Di recente, sulle pagine del Military Review, si sono sviluppate polemiche sui vantaggi delle nuove fonti di energia per la propulsione elettrica del sottomarino giapponese "Oryu" ("Dragon-Phoenix"), la penultima unità della serie di sottomarini del " tipo Soryu". Il motivo della discussione era l'ammissione alla flotta delle forze di autodifesa dell'undicesimo (in una serie di dodici sottomarini ordinati) sottomarino, armato con una batteria di accumulatori agli ioni di litio (LIAB).
In questo contesto, il fatto della creazione e del funzionamento di prova di una centrale elettrica indipendente dall'aria (VNEU) del cosiddetto secondo stadio è rimasto completamente inosservato. L'FC2G AIP è stato sviluppato da ingegneri e designer del gruppo industriale navale francese (NG), precedentemente DCN. In precedenza, la stessa preoccupazione ha creato un tipo MESMA VNEU per il sottomarino Agosta-90B, che opera sulla base di una turbina a vapore a ciclo chiuso.
È logico porsi la domanda: non ci sono mai stati tentativi di produrre idrogeno direttamente a bordo di un sottomarino? Risposta: sono stati intrapresi. Gli americani ei nostri scienziati erano impegnati nella riforma del gasolio per ottenere l'idrogeno, nonché nel problema della generazione diretta di energia elettrica dai legami chimici dei reagenti. Ma il successo è arrivato agli scienziati e agli ingegneri NG. Gli ingegneri francesi sono riusciti a creare un'unità che, riformando il gasolio standard OTTO-2, riceve idrogeno ad alta purezza su una barca sottomarina, mentre i sommergibilisti tedeschi sono costretti a trasportare scorte di H2 a bordo delle loro barche tipo 212A.
L'importanza della creazione da parte di NG Concern di un'unità di produzione di idrogeno ad altissima purezza (99, 999% di purezza) direttamente a bordo del sottomarino non è stata ancora pienamente apprezzata dagli specialisti navali. L'emergere di una tale installazione è irto di colossali opportunità per la modernizzazione dei sottomarini esistenti e la creazione di progetti per nuovi sottomarini, per aumentare la durata della loro continua permanenza sott'acqua senza emergere. La relativa economicità e disponibilità del carburante OTTO-2 quando si ottiene idrogeno gratuito da utilizzare nelle celle a combustibile VNEU presso l'ECH consentirà ai paesi con questa tecnologia di compiere progressi significativi nel miglioramento delle caratteristiche prestazionali dei sottomarini. Padroneggiare questo tipo di sistemi di propulsione anaerobica è molto più redditizio di quanto proposto in precedenza.
Ed ecco perché.
1. I VNEU su EHG funzionano due volte più silenziosi di un motore Stirling, perché semplicemente non hanno parti rotanti della macchina.
2. Quando si utilizza gasolio, non è necessario portare a bordo serbatoi aggiuntivi per lo stoccaggio di soluzioni contenenti idruri.
3. Il sistema di propulsione anaerobica del sottomarino diventa più compatto e ha un minore effetto termico. Tutti i componenti e i sistemi sono raccolti in un compartimento separato di otto metri e non sono sparsi nei compartimenti sottomarini.
4. L'influenza dei carichi di urti e vibrazioni sull'installazione è meno critica, il che riduce la possibilità della sua accensione spontanea, cosa che non si può dire delle batterie agli ioni di litio.
5. Questa configurazione è più economica di LIAB.
Alcuni lettori potrebbero ragionevolmente obiettare: gli spagnoli hanno anche creato un riformatore anaerobico del bioetanolo (BioEtOH) per produrre idrogeno altamente purificato a bordo del sottomarino. Hanno in programma di installare tali unità sui loro sottomarini del tipo "S-80". Il primo AIP dovrebbe essere installato sul sottomarino "Cosme Garcia" nel marzo 2021.
Lo svantaggio dell'impianto spagnolo, a mio avviso, è che, oltre all'ossigeno criogenico, a bordo devono essere collocati anche contenitori per il bioetanolo, il che presenta una serie di svantaggi rispetto al comune carburante OTTO-2.
1. Il bioetanolo (alcol tecnico) consuma il 34% in meno di energia rispetto al gasolio. E questo determina la potenza del telecomando, l'autonomia di crociera del sottomarino e i volumi di stoccaggio.
2. L'etanolo è igroscopico e altamente corrosivo. E tutt'intorno - "acqua e ferro".
3. Quando viene bruciato 1 litro di bioetanolo, viene rilasciata la stessa quantità di CO2come il volume di combustibile bruciato. Pertanto, sarà notevole "far bollire" un simile atteggiamento.
4. Il bioetanolo ha un numero di ottano di 105. Per questo motivo, non può essere versato nel serbatoio del generatore diesel, poiché la detonazione farà esplodere il motore in bulloni e dadi.
Pertanto, è ancora preferibile a VNEU basato sul reforming del gasolio. I serbatoi per carburante DPL sono molto voluminosi e non dipendono in alcun modo dalla disponibilità di serbatoi aggiuntivi per alcol industriale per il funzionamento dell'impianto "bioetanolo". Inoltre, un singolo carburante OTTO-2 sarà sempre in abbondanza in qualsiasi base navale o base. Può anche essere ottenuto in mare da qualsiasi nave, cosa che non si può dire dell'alcol, sebbene tecnica. E i volumi liberati (come opzione) possono essere dati per il posizionamento dell'ossigeno. E quindi aumentare il tempo e l'autonomia delle immersioni sottomarine.
Un'altra domanda: è necessaria la LIAB allora? Risposta: sicuramente necessaria! Sebbene siano costosi e molto high-tech, temono i danni meccanici, in cui sono pericolosi per il fuoco, tuttavia, sono più leggeri, possono assumere qualsiasi forma (conforme), almeno 2-4 volte (rispetto al piombo-zinco batterie ad acido) hanno una maggiore capacità di elettricità immagazzinata. E questo è il loro principale vantaggio.
Ma allora perché una barca del genere che trasporta LIAB, una specie di VNEU?
È necessaria una centrale elettrica anaerobica per non "sporgere" il dispositivo del motore diesel subacqueo (RDP) sulla superficie del mare, per avviare o avviare un generatore diesel per tamponare la carica della batteria. Non appena ciò accade, appariranno immediatamente due o tre segni che smascherano la barca: un interruttore sulla superficie dell'acqua dall'albero RDP e radar / TLV / visibilità IR di questo dispositivo retrattile. E la visibilità visiva (ottica) del sottomarino stesso, "sospeso" sotto il RDP, anche dallo spazio sarà significativa. E se i gas di scarico di un motore diesel funzionante (anche se attraverso l'acqua) nell'atmosfera, l'analizzatore di gas dell'aereo BPA (OLP) sarà in grado di registrare il fatto che un sottomarino si trova nell'area. Questo è successo più di una volta.
E inoltre. Non importa quanto silenziosamente funzioni un generatore diesel o diesel in un compartimento sottomarino, può sempre essere sentito dalle orecchie sensibili delle forze e dei mezzi dell'OLP del nemico.
Tutti questi svantaggi possono essere evitati con l'uso congiunto di AB e VNEU. Pertanto, l'uso congiunto di VNEU e dispositivi di accumulo di energia elettrica a supercapacità, come batterie al magnesio, silicio-metallo o zolfo, in cui la capacità dovrebbe essere 5-10 volte (!) maggiore di quella di LIAB, sarà molto promettente. E mi sembra che scienziati e designer abbiano già preso in considerazione questa circostanza durante lo sviluppo di progetti per nuovi sottomarini.
Così, ad esempio, si è saputo che dopo il completamento della costruzione di una serie di sottomarini del tipo "Soryu", i giapponesi inizieranno la progettazione e la ricerca e sviluppo del sottomarino di nuova generazione. Di recente, i media hanno riferito che si tratterebbe di un sottomarino del tipo 29SS. Sarà dotato di un unico motore Stirling (all-mode) di progettazione migliorata e probabilmente di un LIAB capiente. E tale lavoro, insieme a scienziati americani, è stato svolto dal 2012. Il nuovo motore avrà azoto come fluido di lavoro, mentre l'elio sulle vetture svedesi.
Gli analisti militari ritengono che la nuova nave, in termini generali, manterrà la forma di grande successo elaborata sul sottomarino di classe Soryu. Allo stesso tempo, si prevede di ridurre significativamente le dimensioni e dare una forma più snella alla "vela" (la recinzione dei dispositivi retrattili). I timoni orizzontali di prua verranno spostati a prua dello scafo dell'imbarcazione. Ciò ridurrà la resistenza idrodinamica e il livello di rumore intrinseco quando l'acqua scorre intorno allo scafo del sottomarino ad alte velocità sott'acqua. Anche l'unità di propulsione del sottomarino subirà modifiche. L'elica a passo fisso sarà sostituita da un getto d'acqua. Secondo gli esperti, l'armamento del sottomarino non subirà cambiamenti significativi. Come in precedenza, la barca manterrà sei tubi lanciasiluri di prua da 533 mm per sparare siluri pesanti ("Tipo 89"), siluri antisommergibile e missili da crociera sub Harpoon, nonché per la posa di campi minati. Le munizioni totali a bordo del sottomarino saranno di 30-32 unità. Allo stesso tempo, il suo carico tipico (6 nuovi missili antinave, 8 siluri tipo 80 PLO, 8 siluri pesanti tipo 89, GPA semoventi e veicoli da guerra elettronica) sarà apparentemente mantenuto. Inoltre, si presume che le nuove imbarcazioni avranno una protezione antisommergibile attiva (PTZ), possibilmente difesa aerea, lanciata da un tubo lanciasiluri.
I lavori per la creazione di un nuovo sottomarino dovrebbero essere eseguiti nei seguenti termini: ricerca e sviluppo nel periodo dal 2025 al 2028, la costruzione e la messa in servizio del primo edificio sottomarino del progetto 29SS è prevista nel 2031.
Secondo esperti stranieri, gli Stati dell'Oceano Indiano e del Pacifico dovranno presto modernizzare e rinnovare le proprie flotte. Comprese le forze sottomarine. Per il periodo fino al 2050, il fabbisogno di sottomarini sarà di circa 300 unità. Nessuno dei potenziali acquirenti acquisterà barche non dotate di VNEU. Lo dimostrano in modo convincente le gare d'appalto per l'acquisto di sottomarini indette da India e Australia. L'India ha acquistato sottomarini nucleari francesi di classe Scorpen e Kanbera ha scelto sottomarini nucleari giapponesi di classe Soryu per la sua flotta. E questa non è una coincidenza. Entrambi questi tipi di barche hanno VNEU, che assicurano che rimangano sott'acqua senza affiorare fino a 2-3 settimane (15-18 giorni). Il Giappone ha attualmente undici sottomarini nucleari. La Corea del Sud sta costruendo il suo sottomarino di tipo K-III con batterie agli ioni di litio.
Sfortunatamente, non possiamo ancora vantarci del successo nella creazione di sottomarini armati con sistemi di propulsione non nucleari indipendenti dall'aria. Sebbene il lavoro in questa direzione sia stato svolto, e sembrava che il successo non fosse lontano. Resta da sperare che gli specialisti di CDB MT "Malakhit", CDB MT "Rubin", FSUE "Krylovsky State Scientific Center", Central Scientific Research Institute "SET" nel prossimo futuro saranno ancora in grado di creare un russo indipendente dall'aria motore per sottomarini non nucleari, simile o migliore di analoghi stranieri. Ciò aumenterà significativamente la prontezza al combattimento delle forze navali, rafforzerà le nostre posizioni nell'esportazione di sottomarini agli acquirenti tradizionali e aiuterà a conquistare nuovi mercati per la fornitura dei nostri prodotti navali.
