“Due barche diesel-elettriche del Progetto 677 Lada saranno consegnate alla flotta russa nel 2018-2019. Le prossime barche saranno costruite secondo il nuovo progetto Kalina. Il progetto Kalina, sviluppato dal Rubin Central Design Bureau di MT, è già in atto, ma non è stato ancora approvato e concordato con il Ministero della Difesa. Le caratteristiche principali di questo progetto saranno una centrale elettrica anaerobica standard (indipendente dall'aria)”(RIA Novosti).
"Non approvato" e "non concordato" significa che non esiste una scadenza.
Una lunga e infruttuosa epopea con la creazione di un sottomarino diesel-elettrico domestico con un'installazione indipendente dall'aria (VNEU) suggerisce un pensiero semplice: è necessario?
Primo, non funziona.
In secondo luogo, qual è la necessità di barche dotate di VNEU per la flotta russa?
Quanto al primo punto, in Russia manca oggettivamente una base tecnologica per la produzione di centrali anaerobiche (ovviamente in presenza di una massa di brevetti e idee). Hai sentito parlare molto delle celle a combustibile domestiche? I tentativi sono stati fatti più volte. Nel 2005, grazie agli sforzi dell'Accademia Russa delle Scienze e di Norilsk Nickel, è stata istituita la National Innovative Company New Energy Projects (NIK NEP) nel campo dell'energia a idrogeno e delle celle a combustibile. sbarazzarsi di beni non redditizi).
La centrale è l'elemento più complesso che determina i parametri di qualsiasi sistema. L'unico prodotto russo competitivo nel campo delle centrali elettriche navali è il reattore nucleare. Ma di questo ne parleremo un po' più tardi.
Oggi, l'emergere di generatori elettrochimici di fabbricazione russa sembra fantascienza. Il motore Stirling, meno complesso nella progettazione, ha i suoi problemi (raffreddamento, ossigeno liquido), mentre crea oggettivamente un livello di rumore quattro volte superiore all'ECH.
Non ci sono inoltre analoghi domestici di un'unità di turbina a vapore a ciclo chiuso (PTUZts) del tipo francese MESMA. Inoltre, un motore del genere non è la soluzione migliore; PTUZts offre metà della corsa rispetto a ECH.
Bisogno?
I sottomarini diesel-elettrici risalgono in superficie ogni 2-3 giorni per ricaricare le batterie. È meglio rifiutare l'uso di un boccaglio (RDP, per il funzionamento di un motore diesel alla profondità del periscopio) in condizioni di combattimento. La barca diventa impotente; a causa del rombo dei motori diesel, non sente nulla, ma tutti possono sentirla.
L'idea di dotare i sottomarini diesel-elettrici di una centrale ibrida (diesel + centrale anaerobica ausiliaria), che sarà in grado di prolungare l'immersione, non è nata oggi. I primi campioni sperimentali (ad esempio, il progetto sovietico A615, sono state costruite 12 barche) utilizzavano una centrale elettrica diesel a ciclo chiuso con ossigeno liquefatto e un assorbitore di anidride carbonica. La pratica ha dimostrato un alto rischio di incendio di tale soluzione.
I moderni sottomarini non nucleari utilizzano VNEU molto meno potenti, ma più sicuri, esempi dei quali sono stati discussi sopra. Stirling, EHG o PTUZts.
Con un consumo economico di composizioni chimiche e agenti ossidanti, sono in grado di rimanere continuamente sott'acqua per 2-3 settimane. In questo caso la barca non giace a terra, ma può muoversi ininterrottamente a 5 nodi. Dal punto di vista degli specialisti, questo è abbastanza per il pattugliamento segreto nel quadrato indicato e "sgattaiolare" alle navi nemiche che passano per la posizione.
Il problema principale è il costo. Un'analisi comparativa dei sottomarini stranieri mostra che un moderno sottomarino con VNEU costa alla marina ad un prezzo di 500-600 milioni di euro per unità.
Come dimostra la pratica mondiale, per circa la stessa cifra puoi costruire una barca, in grado di stare sott'acqua non 2-3 settimane, ma un paio di mesi. Allo stesso tempo, non ha bisogno di strisciare con un tratto di 5 nodi, risparmiando l'ossidante.
Una velocità operativa di 20 nodi per la maggior parte del viaggio. Dispiegamento segreto ovunque nell'oceano. Manovra illimitata e scorta delle squadre di sciopero navale.
Questo è Rubino. Una serie di sei sottomarini nucleari francesi che sono diventati i più piccoli sottomarini nucleari del mondo. Con una lunghezza dello scafo di 74 metri, il loro dislocamento in superficie è di sole 2400 tonnellate (sott'acqua - 2600 tonnellate).
Secondo i dati ufficiali, il bambino "Rube" si è rivelato sei volte più economico del "Seawolf" americano (≈350 milioni di dollari nei prezzi degli anni '80). Anche aggiustato per l'inflazione, il costo attuale di una barca del genere può essere paragonato ai sottomarini nucleari più "avanzati" in Europa e nell'Estremo Oriente. Contratto tedesco-turco - 3,5 miliardi di euro per sei sottomarini con ECH; Giappone - $ 537 milioni per il sottomarino Soryu con un motore Stirling più semplice ed economico.
"Ruby", questa nave in miniatura a propulsione nucleare, non è un supereroe in grado di schiacciare nessuno e regnare supremo nelle profondità del mare. Uno dei tanti tipi di sottomarini nucleari di terza generazione con un modesto insieme di caratteristiche. Ma anche con i loro compromessi "Rubin" è una spanna sopra qualsiasi "motore diesel" con un VNEU ausiliario in termini di capacità di combattimento.
Così come le navi di superficie con motore termico (diesel - KTU - GTU) sono assolutamente superiori ai veicoli marini con fonti energetiche alternative (eolico, pannelli solari, ecc.). Mezze misure troppo deboli e inaffidabili, incapaci di fornire una produzione a lungo termine e affidabile della quantità di energia richiesta.
I motori diesel non funzionano sott'acqua. L'unica fonte in grado di fornire un livello comparabile di approvvigionamento energetico era e rimane un reattore nucleare.
Invisibile
Come ogni soluzione tecnica, VNEU ha i suoi vantaggi e svantaggi. Uno dei principali "vantaggi" del movimento sott'acqua utilizzando Stirling ed ECH è chiamato l'aumento della furtività della barca. Il parametro da cui tutto dipende.
In primo luogo, dimensioni più ridotte e, di conseguenza, una superficie bagnata più piccola e un rumore idrodinamico inferiore durante la guida. Dettato dalle dimensioni ridotte dei sottomarini non nucleari.
Ma, come accennato in precedenza, la nave a propulsione nucleare Ryubi differisce di poco dal sottomarino diesel-elettrico. La lunghezza del sottomarino nucleare francese è identica a quella del Varshavyanka. Inoltre, la larghezza dello scafo “Ryubi” è di due metri in meno.
Tuttavia, la fonte di rumore più evidente (soprattutto alle basse velocità) è il sistema di propulsione. I sottomarini non nucleari sono privi di pompe ronzanti che assicurano la circolazione del liquido di raffreddamento nel reattore. Non hanno turbo-ingranaggi e potenti macchine frigorifere, solo batterie silenziose. L'installazione indipendente dall'aria non crea rumori e vibrazioni evidenti durante il funzionamento.
Tutto questo, ovviamente, è vero: un sottomarino diesel-elettrico che si insinua nelle profondità è più silenzioso della più silenziosa nave a propulsione nucleare. Con un emendamento: questa è una tecnica diversa per risolvere problemi diversi. A che serve l'elevata segretezza del sottomarino nucleare, se semplicemente non è in grado di attraversare l'oceano in una posizione sommersa? Altrettanto incapace di accompagnare uno squadrone (AUG o KUG) in crociera a 18-20 nodi.
Due diversi tipi di attrezzatura.
La scelta dipende dal concetto di utilizzo della Marina. Nonostante gli ovvi vantaggi dei sottomarini diesel-elettrici (aumento della segretezza dei "buchi neri", costo relativamente basso), gli Stati Uniti hanno smesso di costruire sottomarini diesel 60 anni fa. Secondo loro, non hanno nessuno che difenda la costa. Tutte le ostilità vengono condotte in remoti teatri marittimi nelle acque europee, in Asia e in Estremo Oriente. Lì, dove solo i sottomarini nucleari possono arrivare in tempo (senza perdere la furtività e non risalire mai in superficie).
Un parere simile è condiviso dal Regno Unito, dove gli ultimi sottomarini diesel-elettrici furono dismessi nel 1994. Attualmente, la flotta sottomarina britannica è composta interamente da navi a propulsione nucleare (11 unità in servizio).
Il rumore è uno dei fattori di smascheramento nella guerra sottomarina.
Un altro metodo di rilevamento promettente riguarda la scia di calore del sottomarino. Un sottomarino con un reattore con una potenza termica di 190 MW fornisce all'acqua di mare 45 milioni di calorie al secondo. Ciò aumenta la temperatura dell'acqua nelle immediate vicinanze del sottomarino di 0,2 ° C. Differenza di temperatura sufficiente per l'attenzione delle termocamere sensibili.
Il sottomarino svedese del tipo "Gotland" opera con capacità di ordine diverso. Due macchine "Stirling" generano una potenza utile di 150 kW sott'acqua, tenendo conto dell'efficienza, la potenza termica delle macchine sarà di 230 … 250 kW.
190 e 0,25 megawatt. Hai ancora dubbi?
Esatto, il confronto non è corretto. Il lancio del reattore della barca a piena potenza è possibile solo in circostanze eccezionali. A bassa velocità (5 nodi), i sottomarini nucleari utilizzano una piccola percentuale della potenza nominale del reattore. Quindi, lo strategico 667BDR è sufficiente per il 20% della potenza del reattore e solo un lato (18% - limitazione automatica del sistema di controllo e protezione del reattore Brig-M). Il reattore dall'altra parte è mantenuto in uno stato "freddo".
Totale: dei due reattori nucleari ne viene utilizzato solo uno (90 MW), alla potenza minima (circa il 20%).
In futuro, la maggior parte di questi megawatt viene "persa" sulla turbina. I joule di calore vengono convertiti in joule di lavoro utile. Viene messo in moto un vettore missilistico sottomarino con un'altezza di un edificio di 7 piani. Il vapore surriscaldato (300 °) all'uscita della turbina si trasforma in "acqua bollente" a 100 gradi, che viene inviata al condensatore. Lì si raffredda, ma non allo zero assoluto, ma solo a 50 ° C. È questa differenza di temperatura che deve essere "dispersa" nello spazio esterno.
In pratica, la traccia termica di un sottomarino è determinata non dalle emissioni termiche del motore, ma dalla miscelazione degli strati d'acqua durante il passaggio del sottomarino. In questo senso, i sottomarini nucleari hanno persino vantaggi rispetto ai sottomarini non nucleari. La forma del loro scafo è idealmente abbinata per il movimento sott'acqua, mentre la maggior parte dei "diesel" sono costretti ad avere contorni pronunciati "di superficie" (dove trascorrono metà del loro tempo).
conclusioni
Tra i paesi operativi di sottomarini con motore indipendente dall'aria ci sono Israele (tipo "Dolphin"), Svezia ("Gotland" e Progetto A26), Grecia, Italia, Turchia, Corea del Sud e Portogallo (sottomarino tedesco tipo 214), Giappone (digitare "Soryu”), Brasile, Malesia, Cile (francese“Scorpen”). È interessante notare che gli stessi francesi, che stanno costruendo eccellenti sottomarini non nucleari per altri paesi, hanno completamente abbandonato i sottomarini non nucleari a favore di navi a propulsione nucleare (10 unità).
La forte domanda di sottomarini a propulsione anaerobica è formata da paesi che vogliono avere una flotta moderna ed efficiente, ma non hanno la capacità di costruire e far funzionare sottomarini nucleari.
Una nave nucleare non è solo una nave. Questa è l'industria nucleare di accompagnamento, le tecnologie per la ricarica dei reattori nucleari, lo scarico e lo smaltimento del combustibile esaurito. Infrastruttura di base con misure speciali di sicurezza e controllo.
Russia, USA, Cina, Francia e Gran Bretagna hanno accumulato queste tecnologie per decenni. Il resto dovrebbe ricominciare tutto da capo. Pertanto, per Grecia, Malesia e Turchia, l'illusione di scegliere tra un sottomarino nucleare e un motore diesel con VNEU ausiliario (al prezzo di una nave a propulsione nucleare) ha l'unica soluzione. Flotta di sottomarini non nucleari.
In Russia è tutto diverso.
A partire dal 2017, la marina ha 48 sottomarini nucleari e 24 sottomarini diesel-elettrici, incl. sei nuovi "Varshavyankas" con un sistema sonar aggiornato e missili da crociera "Calibre".
Gli "squali" atomici sono progettati per operare ovunque negli oceani. Diesel-elettrico "Varshavyanka" è una soluzione razionale per la vicina zona di mare. Per le azioni nelle aree a cui sono destinati questi sottomarini, la presenza di VNEU non ha molta importanza. Muovendosi sott'acqua alla velocità nodale più lenta, 3-5, "Varshavyanka" striscia sul Mar Nero (dalla Crimea alla costa della Turchia) in un solo giorno. E lo farà il più silenziosamente possibile, a differenza di Stirling. Le batterie non generano alcun rumore.
La scelta tra un costoso sottomarino a propulsione anaerobica e un sottomarino nucleare in miniatura (come il "Rube" francese) ha poca importanza per la Russia. Nelle realtà esistenti e nell'attuale concetto dell'uso della Marina, semplicemente non c'è posto per loro.
