„Dwie łodzie dieslowo-elektryczne z Projektu 677 Łada zostaną przekazane rosyjskiej flocie w latach 2018-2019. Kolejne łodzie powstaną według nowego projektu Kaliny. Projekt Kaliny, opracowany przez Centralne Biuro Projektowe MT Rubin, jest już gotowy, ale nie został jeszcze zatwierdzony i uzgodniony z Ministerstwem Obrony. Głównymi cechami tego projektu będzie standardowa elektrownia beztlenowa (niezależna od powietrza)”(RIA Novosti).
„Nie zaakceptowano” i „nie uzgodniono” oznacza, że nie ma terminu.
Długa i bezowocna epopeja o stworzeniu krajowej łodzi podwodnej z silnikiem Diesla z instalacją niezależną od powietrza (VNEU) sugeruje prostą myśl: czy w ogóle jest potrzebna?
Po pierwsze, to nie działa.
Po drugie, jaka jest potrzeba łodzi wyposażonych w VNEU dla rosyjskiej floty?
Jeśli chodzi o pierwszy punkt, w Rosji obiektywnie brakuje zaplecza technologicznego do produkcji elektrowni beztlenowych (oczywiście w obecności masy patentów i pomysłów). Czy słyszałeś dużo o domowych ogniwach paliwowych? Próby były podejmowane kilkakrotnie. W 2005 roku staraniem Rosyjskiej Akademii Nauk i Norylskiego Niklu powołano do życia Narodową Innowacyjną Firmę Projektów Nowej Energii (NIK NEP) w dziedzinie wodorowej energii i ogniw paliwowych, która została szybko zlikwidowana (w ramach decyzji Norylskiego Niklu). pozbyć się nierentownych aktywów).
Elektrownia jest najbardziej złożonym elementem determinującym parametry każdego systemu. Jedynym konkurencyjnym produktem rosyjskim w dziedzinie elektrowni morskich jest reaktor jądrowy. Ale porozmawiamy o tym trochę później.
Dziś pojawienie się rosyjskich generatorów elektrochemicznych wygląda jak science fiction. Silnik Stirlinga, który jest mniej skomplikowany w konstrukcji, ma swoje własne problemy (chłodzenie, ciekły tlen), obiektywnie wytwarzając jednocześnie czterokrotnie wyższy poziom hałasu niż ECH.
Brak jest również krajowych odpowiedników bloku turbiny parowej o obiegu zamkniętym (PTUZts) francuskiego typu MESMA. Co więcej, taki silnik nie jest najlepszym rozwiązaniem; PTUZts zapewnia o połowę mniejszy zasięg w porównaniu z ECH.
Potrzebować?
Okręty podwodne z napędem spalinowo-elektrycznym wypływają na powierzchnię co 2-3 dni, aby naładować akumulatory. Lepiej odmówić użycia fajki (RDP, do obsługi silnika wysokoprężnego na głębokości peryskopowej) w warunkach bojowych. Łódź staje się bezradna; z powodu ryku silników wysokoprężnych nic nie słyszy, ale wszyscy ją słyszą.
Pomysł wyposażenia okrętów podwodnych z napędem spalinowo-elektrycznym w hybrydową elektrownię (diesel + pomocnicza elektrownia beztlenowa), która będzie w stanie przedłużyć zanurzenie, nie narodził się dzisiaj. Pierwsze próbki eksperymentalne (na przykład radziecki projekt A615, zbudowano 12 łodzi) wykorzystywały elektrownię wysokoprężną o obiegu zamkniętym ze skroplonym tlenem i pochłaniaczem dwutlenku węgla. Praktyka wykazała duże zagrożenie pożarowe takiego rozwiązania.
Nowoczesne okręty podwodne niejądrowe wykorzystują znacznie słabsze, ale bezpieczniejsze VNEU, których przykłady omówiono powyżej. Stirling, EHG lub PTUZts.
Przy oszczędnym zużyciu składu chemicznego i środka utleniającego są w stanie nieprzerwanie przebywać pod wodą przez 2-3 tygodnie. W tym przypadku łódź nie leży na ziemi, ale może poruszać się w sposób ciągły z prędkością 5 węzłów. Z punktu widzenia specjalistów jest to w zupełności wystarczające do tajnego patrolowania wskazanego placu i „podkradania się” do wrogich statków przelatujących obok pozycji.
Głównym problemem jest koszt. Analiza porównawcza zagranicznych okrętów podwodnych pokazuje, że nowoczesny okręt podwodny z VNEU kosztuje marynarkę wojenną w cenie 500-600 milionów euro za sztukę.
Jak pokazuje światowa praktyka, za mniej więcej tyle samo można zbudować łódź, w stanie pozostać pod wodą nie 2-3 tygodnie, ale kilka miesięcy. Jednocześnie nie musi czołgać się skokiem 5 węzłów, oszczędzając utleniacz.
Prędkość operacyjna 20 węzłów przez większość wędrówki. Ukryte wdrożenie w dowolnym miejscu na oceanie. Nieograniczony manewr i eskorta drużyn uderzeniowych statków.
To jest Rubin. Seria sześciu francuskich atomowych okrętów podwodnych, które stały się najmniejszymi atomowymi okrętami podwodnymi na świecie. Przy długości kadłuba 74 metry ich wyporność powierzchniowa wynosi tylko 2400 ton (pod wodą - 2600 ton).
Według oficjalnych danych dziecko „Rube” okazało się sześciokrotnie tańsze niż amerykański „Seawolf” (350 milionów dolarów w cenach z lat 80.). Nawet po uwzględnieniu inflacji, obecny koszt takiej łodzi można porównać z najbardziej „zaawansowanymi” atomowymi okrętami podwodnymi w Europie i na Dalekim Wschodzie. Kontrakt niemiecko-turecki - 3,5 mld euro na sześć okrętów podwodnych z ECH; Japonia – 537 mln USD za okręt podwodny Soryu z prostszym i tańszym silnikiem Stirlinga.
„Ruby”, ten miniaturowy statek o napędzie atomowym, nie jest superbohaterem zdolnym do zmiażdżenia kogokolwiek i niepodzielnie panującym w głębinach morskich. Jeden z wielu typów atomowych okrętów podwodnych trzeciej generacji o skromnym zestawie cech. Ale nawet z ich kompromisami „Rubin” to głowa i ramiona powyżej każdego „silnika wysokoprężnego” z pomocniczym VNEU pod względem zdolności bojowych.
Tak jak statki nawodne z silnikiem cieplnym (diesel - KTU - GTU) są absolutnie lepsze od pojazdów morskich z alternatywnymi źródłami energii (wiatr, panele słoneczne itp.). Zbyt słabe i zawodne półśrodki, które nie są w stanie zapewnić długotrwałej i niezawodnej produkcji wymaganej ilości energii.
Silniki Diesla nie pracują pod wodą. Jedynym źródłem zdolnym do zapewnienia porównywalnego poziomu dostaw energii był i pozostaje reaktor jądrowy.
Podstęp
Jak każde rozwiązanie techniczne, VNEU ma swoje wady i zalety. Jedną z głównych „zalet” poruszania się pod wodą za pomocą Stirlinga i ECH jest zwiększona niewidzialność łodzi. Parametr, od którego wszystko zależy.
Po pierwsze, mniejsze wymiary, a co za tym idzie mniejsza powierzchnia zwilżana i mniejszy hałas hydrodynamiczny podczas jazdy. Podyktowane mniejszymi rozmiarami okrętów podwodnych niejądrowych.
Ale, jak wspomniano powyżej, statek o napędzie atomowym Ryubi niewiele różni się wielkością od łodzi podwodnej z silnikiem Diesla. Długość francuskiego atomowego okrętu podwodnego jest identyczna jak Varshavyanki. Co więcej, szerokość kadłuba „Ryubi” jest o dwa metry mniejsza.
Jednak najbardziej zauważalnym źródłem hałasu (szczególnie przy niskich prędkościach) jest układ napędowy. Niejądrowe okręty podwodne pozbawione są brzęczących pomp, które zapewniają cyrkulację chłodziwa w reaktorze. Nie mają turbosprężarek i potężnych maszyn chłodniczych - tylko ciche akumulatory. Instalacja niezależna od powietrza nie powoduje zauważalnego hałasu i wibracji podczas pracy.
Wszystko to oczywiście jest prawdą: pełzający w głębinach okręt podwodny z silnikiem Diesla jest cichszy niż najcichszy statek o napędzie atomowym. Z jedną poprawką: jest to inna technika rozwiązywania różnych problemów. Jaki jest pożytek z wysokiej tajności atomowej łodzi podwodnej, jeśli po prostu nie jest ona w stanie przepłynąć oceanu w pozycji zanurzonej? Równie niezdolny do towarzyszenia eskadrze (AUG lub KUG) płynącej z prędkością 18-20 węzłów.
Dwa różne rodzaje sprzętu.
Wybór zależy od koncepcji wykorzystania Marynarki Wojennej. Pomimo oczywistych zalet okrętów podwodnych z napędem dieslowo-elektrycznym (wzrost tajności „czarnych dziur”, stosunkowo niski koszt), 60 lat temu Stany Zjednoczone zaprzestały budowy okrętów podwodnych z napędem dieslowskim. Ich zdaniem nie mają nikogo, kto mógłby bronić wybrzeża. Wszystkie działania wojenne są prowadzone w odległych teatrach morskich na wodach europejskich, Azji i na Dalekim Wschodzie. Tam, gdzie tylko atomowe okręty podwodne mogą dotrzeć na czas (bez utraty ukrycia i nigdy nie wynurzania się na powierzchnię).
Podobną opinię podziela Wielka Brytania, gdzie ostatnie okręty podwodne z napędem spalinowo-elektrycznym zostały wycofane z eksploatacji w 1994 roku. Obecnie brytyjska flota okrętów podwodnych składa się wyłącznie z okrętów o napędzie atomowym (11 jednostek w służbie).
Hałas jest jednym z czynników demaskujących w wojnie podwodnej.
Inną obiecującą metodą wykrywania jest ślad cieplny łodzi podwodnej. Okręt podwodny z reaktorem o mocy cieplnej 190 MW dostarcza wodzie morskiej 45 milionów kalorii na sekundę. Powoduje to wzrost temperatury wody w bezpośrednim sąsiedztwie łodzi podwodnej o 0,2°C. Różnica temperatur wystarczająca dla uwagi wrażliwych kamer termowizyjnych.
Szwedzki okręt podwodny typu „Gotland” operuje z ładownościami innego rzędu. Dwie maszyny „Stirlinga” generują pod wodą użyteczną moc 150 kW, biorąc pod uwagę sprawność, moc cieplna maszyn wyniesie 230…250 kW.
190 i 0,25 megawata. Czy nadal masz wątpliwości?
Zgadza się, porównanie jest niepoprawne. Uruchomienie reaktora łodzi z pełną mocą jest możliwe tylko w wyjątkowych okolicznościach. Przy niskich prędkościach (5 węzłów) atomowe okręty podwodne zużywają kilka procent mocy znamionowej reaktora. Tak więc strategiczny 667BDR wystarcza na 20% mocy reaktora, a tylko z jednej strony (18% - automatyczne ograniczenie systemu sterowania i ochrony reaktora Brig-M). Reaktor po drugiej stronie jest utrzymywany w stanie „zimnym”.
Razem: z dwóch reaktorów jądrowych wykorzystywany jest tylko jeden (90 MW), przy mocy minimalnej (około 20%).
W przyszłości większość tych megawatów będzie „tracona” na turbinie. Dżule ciepła są zamieniane na dżule użytecznej pracy. Rusza okręt podwodny o wysokości 7-piętrowego budynku. Para przegrzana (300°) na wylocie turbiny zamienia się w 100-stopniową „wrzącą wodę”, która jest przesyłana do skraplacza. Tam chłodzi, ale nie do zera absolutnego, ale tylko do 50 ° C. To właśnie ta różnica temperatur musi zostać „rozproszona” w przestrzeni zaburtowej.
W praktyce ślad termiczny okrętu podwodnego determinowany jest nie przez emisje cieplne silnika, ale przez mieszanie się warstw wody podczas przepłynięcia okrętu. W tym sensie atomowe okręty podwodne mają nawet przewagę nad niejądrowymi okrętami podwodnymi. Kształt ich kadłuba jest idealnie dopasowany do ruchu pod wodą, podczas gdy większość „diesli” musi mieć wyraźne kontury „powierzchni” (gdzie spędzają połowę czasu).
wnioski
Wśród krajów eksploatujących okręty podwodne z silnikiem niezależnym od powietrza są Izrael (typ „Dolphin”), Szwecja („Gotlandia” i projekt A26), Grecja, Włochy, Turcja, Korea Południowa i Portugalia (niemiecki okręt podwodny typu 214), Japonia (typ „Soryu”), Brazylia, Malezja, Chile (francuski „Scorpen”). Warto zauważyć, że sami Francuzi, którzy budują doskonałe niejądrowe okręty podwodne dla innych krajów, całkowicie porzucili niejądrowe okręty podwodne na rzecz okrętów o napędzie atomowym (10 jednostek).
Wysokie zapotrzebowanie na okręty podwodne o napędzie beztlenowym tworzą kraje, które chcą mieć nowoczesną i wydajną flotę, ale nie mają możliwości budowy i eksploatacji atomowych okrętów podwodnych.
Łódź nuklearna to nie tylko statek. To towarzyszący mu przemysł jądrowy, technologie ładowania reaktorów jądrowych, rozładunku i utylizacji wypalonego paliwa. Infrastruktura podstawowa ze specjalnymi środkami bezpieczeństwa i kontroli.
Rosja, USA, Chiny, Francja i Wielka Brytania kumulowały te technologie od dziesięcioleci. Reszta musiałaby zacząć się od nowa. Dlatego dla Grecji, Malezji i Turcji złudzenie wyboru między atomowym okrętem podwodnym a silnikiem Diesla z pomocniczym VNEU (w cenie statku o napędzie atomowym) ma jedyne rozwiązanie. Flota okrętów podwodnych niejądrowych.
W Rosji wszystko jest inne.
Według stanu na 2017 r. Marynarka Wojenna posiada 48 atomowych okrętów podwodnych i 24 okręty podwodne z napędem spalinowo-elektrycznym, m.in. sześć nowych „Warszawianki” ze zaktualizowanym systemem sonaru i pociskami manewrującymi „Kaliber”.
Atomowe „rekiny” są zaprojektowane do działania w dowolnym miejscu oceanów. Diesel-elektryka „Warszawianka” to racjonalne rozwiązanie dla strefy bliskiego morza. W przypadku działań na obszarach, dla których te okręty podwodne są przeznaczone, obecność VNEU nie ma większego znaczenia. Poruszając się pod wodą z najwolniejszą, 3-5 węzłową prędkością, „Warszawianka” w ciągu jednego dnia przeczołga się nad Morzem Czarnym (od Krymu do wybrzeży Turcji). I zrobi to tak cicho, jak to możliwe, w przeciwieństwie do Stirlinga. Baterie nie generują żadnego hałasu.
Wybór między drogą łodzią podwodną o napędzie beztlenowym a miniaturową łodzią podwodną o napędzie atomowym (jak francuski „Rube”) nie ma dla Rosji większego znaczenia. W istniejących realiach i obecnej koncepcji wykorzystania Marynarki Wojennej po prostu nie ma dla nich miejsca.
