Қазіргі суасты қайықтарының негізгі бөлігі дизельді-электростанциялармен жабдықталған. Мұндай құрылғылардың тән кемшіліктері бар, сондықтан ыңғайлы және тиімді баламаларды іздеу жүргізіледі. Тәжірибе көрсеткендей, технологияның қазіргі деңгейі ядролық емес сүңгуір қайықтар үшін тиімді электр станцияларын құруға мүмкіндік береді, және біз әр түрлі архитектуралық жүйелер туралы айтып отырмыз.
Мәселелер мен шешімдер
Дизельді-электрлік сүңгуір қайықтардың негізгі кемшілігі-дизель генераторы арқылы батареяларды үнемі қайта зарядтау қажеттілігі. Бұл үшін сүңгуір қайық жер бетіне қалқып шығуы немесе перископ тереңдігінде қозғалуы керек - бұл қарсыласты анықтау ықтималдығын арттырады. Сонымен қатар, аккумуляторларда сүңгу ұзақтығы әдетте бірнеше күннен аспайды.
Дизельге айқын балама - бұл атом электр стансасы, бірақ оны қолдану әрқашан мүмкін емес және күрделілігі мен жоғары бағасына байланысты ақталған. Осыған байланысты бірнеше ондаған жылдар бойы дизельді-электрлік жүйелердің кемшіліктері жоқ, қажетті сипаттамалары бар ауаға тәуелсіз электр станцияларын (ВНЭУ) құру мәселесі зерттелді. Осы тектес бірқатар жаңа технологиялар сәтті енгізілді, ал жақын арада басқаларын пайдалануға беру күтілуде.
Жалпы, VNEU құрудың бірнеше тәсілдері бар. Біріншісі, дизель генераторын кіретін ауаға талап етпейтін басқа қозғалтқыштың көмегімен қайта құруды қамтиды. Екіншісі электр энергиясын өндіруді ұсынады. отын жасушалары. Үшіншісі - батареяларды жақсарту, соның ішінде. өз ұрпағының бас тартуына дейін.
Стирлингтің баламасы
1996 жылы пайдалануға берілген толыққанды VNEU бар бірінші ядролық емес суасты қайығы шведтік Gotland болды. Бұл сүңгуір қайықтың ұзындығы 60 м және сыйымдылығы 1600 тонна болды, сонымен қатар екі калибрлі 6 торпедо түтігі болды. Оның электростанциясы стандартты дизель-электр негізінде салынған және жаңа компоненттермен толықтырылған.
Жер үсті жүгіру және энергия өндіру екі MTU 16V-396 дизельдерімен және Hedemora V12A / 15-Ub генераторларымен қамтамасыз етілген. Барлық режимдердегі винт электр қозғалтқышымен басқарылады. Су астындағы қайық дизельдердің орнына сұйық отын мен сұйытылған оттегіні қолдана отырып, Kockums v4-275R типті Stirling қозғалтқышын іске қосады. Соңғысының резерві су астында 30 күнге дейін жоғары көтерілмей тұруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, Стирлинг қозғалтқышы шу көтермейді және сүңгуір қайықты ашпайды.
Готланд жобасы бойынша үш жаңа сүңгуір қайық салынды; екінші және үшінші ғимараттар 1997 жылы пайдалануға берілді. 2000 жылдардың басында Зедерманланд коды бар жоба жүзеге асырылды. Ол Готланд жобасынан VNEU қондырғысы бар Västergötland типті екі дизельді-электрасты сүңгуір қайықтарын модернизациялауды қарастырды. Жапония швед оқиғаларына қызығушылық танытты. Лицензия бойынша ол «Сорю» типті суасты қайықтарына арналған ВНЕУ құрастырды. Үлкен өлшемдері мен ығысуына байланысты жапондық суасты қайықтары бірден төрт v4-275R қозғалтқышын алып жүреді.
Су асты турбиналары
Scorpène жобасын әзірлеу кезінде француз кеме жасаушылары балама қозғалтқышқа негізделген VNEU -ның жеке нұсқасын ұсынды. Module d'Energie Sous-Marine Autonome (MESMA) деп аталатын мұндай қондырғы әлеуетті тұтынушыларға жаңадан салынған сүңгуір қайықтарда пайдалануға ұсынылды.
MESMA жобасы этанол мен сығылған ауамен жұмыс істейтін арнайы бу турбиналы қозғалтқышты ұсынды. Алкоголь-ауа қоспасының жануы генераторды басқаратын турбинаға бу шығаруы керек еді. Көмірқышқыл газы мен жоғары қысымдағы су буы түріндегі жану өнімдерін жұмыс тереңдігінің барлық диапазонында бортқа шығару ұсынылды. Есептеулер бойынша, VNEU MESMA бар Scorpène суасты қайығы 21 күнге дейін су астында қалуы мүмкін.
MESMA зауыты әр түрлі клиенттерге ұсынылды. Мысалы, оны Үндістанға арналған Scorpène-Kalvari жобасында қолдану жоспарланған болатын. Алайда, пилоттық зауыт жеткіліксіз өнімділік көрсетті, және жобаға қызығушылық күрт төмендеді. Нәтижесінде, жаңа француздық дизельді электр сүңгуір қайықтары әлі де дизельді қозғалтқыштармен жабдықталған - әзірлеушілер басқа перспективалы шешімдерді енгізумен жаңа модернизацияны жариялады.
2019 жылы ресейлік кеме жасаушылар жабық циклді газтурбиналық қозғалтқышқа негізделген түбегейлі жаңа VNEU әзірлегенін жариялады. Оның құрамына сұйытылған оттегіге арналған цистерналар кіреді: ол буланып, қозғалтқышқа жеткізіледі. Пайдаланылған газдарды мұздату және қауіпсіз аймаққа бет алған кезде ғана тастау ұсынылады. Ұқсас VNEU P-750B жобасы аясында әзірленуде.
Жанармай ұяшығы
Тоқсаныншы жылдардың аяғында Германия VNEU -ның жеке нұсқасын құрды. 1998 жылы ұқсас жүйемен жабдықталған 212 типті жаңа жобаның бас суасты қайығының құрылысы басталды. Неміс жобасы электр қозғалтқышы мен сутегі отын элементтерін біріктіретін Siemens SINAVY жүйесін қолдануды қамтыды. Бетінде қозғалу үшін дизель генераторы сақталды.
SINAVY кешеніне оттегінің сұйытылған цистернасынан металл гидридіне негізделген Siemens PEM протон алмастырғыш отын элементтері кіреді. Қосымша қауіпсіздік үшін металл гидрид пен оттегі контейнерлері берік және жеңіл корпустар арасындағы кеңістікте орналасқан. ВНЭУ жұмысы кезінде металл гидридінен алынған сутегі оттегімен бірге арнайы мембраналар мен электродтарға беріледі, онда ток пайда болады.
«212» сүңгуір қайығының автономиясы 30 күнге жетеді. VNEU SINAVY -дің маңызды артықшылығы - жеткілікті жоғары өнімділік кезінде жұмыс кезінде шудың мүлдем болмауы. Сонымен бірге өндіру мен пайдалану қиын, сонымен қатар басқа да кемшіліктері бар.
Алты неміс флоты үшін 212 сүңгуір қайық жасалды. 2006-2017 жылдары. осы кемелердің төртеуі испан флотында қызметке кірісті. «212» базасында қолданыстағы ВНЕУ -ді сақтауды қарастыратын «214» жобасы құрылды. Мұндай суасты қайықтары халықаралық нарықта өте танымал. 20 -дан астам қайыққа төрт елден тапсырыс түсті. Қазірдің өзінде 15 кеме құрастырылып, тапсырыс берушілерге жеткізілді.
Жанармай жасушаларына негізделген VNEU тек Германияда ғана емес, дамып келе жатқанын атап өткен жөн. Франциядағы MESMA жобасымен қатар жанармай элементтерін қолданатын Scorpène сүңгуір қайығының нұсқасы жасалды. Дәл осы сүңгуір қайықтар Үндістанға сатылды. Қазір жаңа буын элементтері жасалуда. Бұған дейін оның жанармай ұяшықтары Ресейде жасалатыны хабарланған болатын. Бұл типтегі VNEU қазірдің өзінде орындық сынақтардан өтті, ал болашақта ол эксперименттік кемеде сыналады.
Батареямен жұмыс істейтін суасты қайығы
Негізгі жаңа қозғалтқыштар мен генерация құралдарының пайда болуы қолданыстағы технологиялар мен қондырғыларды одан әрі дамыту қажеттілігін жоққа шығармайды. Осылайша, бұрыннан белгілі және меңгерілген аккумуляторлық батареялар жоғары құндылықты сақтайды. Болашақ жобаларда олар тіпті барлық жүйелер үшін энергияның жалғыз көзі ретінде қарастырылады.
Жапондық кеме жасауда қызықты процестер байқалады. Жапония Stirling қозғалтқышы бар VNEU -ны меңгерген алғашқы елдердің бірі болды, бірақ 2015 және 2017 жылдары. модификацияланған Сорю жобасының екі сүңгуір қайығы мұндай жүйесіз салынған. Заманауи литий-ионды аккумуляторлар үшін стандартты батареялар мен VNEU қондырғылары үшін орын берілді. Осының арқасында сүңгу ұзақтығы алдыңғы буын батареяларымен салыстырғанда екі есе өсті.
2018 жылдан бастапбастапқыда дизель-электр қондырғысы мен литий-ионды аккумуляторларды қолдану арқылы әзірленген жаңа Taigei жобасының суасты қайықтарының құрылысы жүргізілуде. Жаңа жобаның жетекші кемесі іске қосылды, өткен жылдан бері тағы екі корпустың құрылысы жүріп жатыр. Барлығы 2022 жылдан бастап пайдалануға берілетін жеті сүңгуір қайық салу жоспарлануда.
Тек аккумуляторлармен жабдықталған ультра шағын суасты қайықтарының көптеген жобалары бар. Болашақта бұл архитектура «үлкен» жобаларда қолданылуы мүмкін. Жақында француз кеме жасаушылары көптеген батыл шешімдерді біріктіретін SMX31E тұжырымдамалық жобасын ұсынды. Атап айтқанда, сүңгуір қайық барлық аккумуляторлық көлемде орналастырылған батареяларды ғана алды. берік және жеңіл денелер арасында. Батареяларды теңізге шығар алдында базада зарядтау қажет.
Толық зарядталған кезде, SMX31E автокөліктің қозғалу жылдамдығына және энергияның жалпы тұтынылуына байланысты 30-60 күн ішінде су астында қалуы мүмкін деп есептеледі. Бұл ретте барлық стандартты және қосымша құрылғылардың, кешендердің және т.б.
Эволюция процесінде
Осылайша, соңғы онжылдықтарда ядролық емес суасты қайықтары үшін ВНЭУ саласында айтарлықтай прогресс болды. Мұндай жүйелердің белгілі бір ерекшеліктері мен артықшылықтары бар әр түрлі нұсқалары әзірленді, сыналды, жобаларға енгізілді және пайдалануға берілді. Дегенмен, ауадан тәуелсіз соңғы қондырғылардың да белгілі бір кемшіліктері бар. Олар өндіріс үшін де, пайдалану үшін де күрделі және қымбат болып қала береді.
Тактикалық және техникалық сипаттамалардағы артықшылықтарға қарамастан, ВНЕУ бар суасты емес қайықтар «дәстүрлі» архитектураның дизельді-электрлік сүңгуір қайықтарын әлі ығыстыра алмайды. Сонымен қатар, олар ең жаңа технологиялар мен компоненттерді дамытады және қолданады. Әр түрлі сыныптар арасындағы мұндай бәсекелестіктің жарқын мысалы дизель-электрлік схемаға жаңа техникалық деңгейде оралған жапон суасты қайықтарының флотының дамуы болып табылады.
Шамасы, ауаға тәуелді емес және дизельді электр қондырғылары арасындағы бәсекелестік жақын арада жалғасатын болады-және әлі анық фаворит жоқ. Бұл ретте әлем флоттары жеңімпаз екені анық. Олар барлық талаптарға сәйкес келетін электр станциясының ең жақсы нұсқасын таңдауға мүмкіндік алады.
