Лабораторные модели анаэробных (воздухонезависимых) энергетических установок для подводных лодок уже построены и ждут испытаний в море. Как передает РИА «Новости», об этом сообщил глава Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) Алексей Рахманов.
Главное преимущество воздухонезависимой энергетической установки (ВНЭУ) — увеличение скрытности подлодки. Субмарина может находиться под водой без всплытия для зарядки батарей.
«Две разные концепции разработаны и построены в виде лабораторной модели. Наша задача на сегодняшний день — лабораторную модель поместить в прототип корпуса лодки и начать испытания в реальной среде с учетом ограничений и давления», — пояснил Алексей Рахманов.
По его словам, испытания ВНЭУ на нынешнем этапе дали положительный результат: «Все что надо — заводится, все что надо — генерируется, все что надо — расщепляется».
ВНЭУ российской разработки принципиально отличается от зарубежных аналогов методом получения водорода. Чтобы не возить водород высокой чистоты на борту подлодки, в установке предусмотрено его получение в объеме потребления с помощью риформинга дизельного топлива. Работа по созданию таких установок развернута в двух КБ — «Малахите» и «Рубине».
А в сентябре в Санкт-Петербурге на «Адмиралтейских верфях» на воду спустили подводную лодку «Кронштадт» — второе после «Санкт-Петербурга» судно серии проекта 677 «Лада». Все преимущества четвертого поколения неатомных подводных ракетоносцев будут реализованы после оснащения лодки воздухонезависимой энергетической установкой.
По словам генерального директора «Адмиралтейских верфей» Александра Бузакова, значимость этого события трудно переоценить. Корабль, заложенный в 2005 году, выпускается только в 2018-м, он пережил остановки в строительстве и в финансировании. Задержка в строительстве позволила учесть опыт, полученный в ходе опытной эксплуатации подводной лодки «Санкт-Петербург», которая завершается на Северном флоте.
По словам главного советника президента АО «Объединенная судостроительная корпорация» Виктора Чиркова, если подводную лодку серии 877 называли «Черной дырой», то эту подводную лодку можно назвать «Невидимкой», потому что ее никто не увидит и не услышит.
«Новая подводная лодка дает возможность шагнуть вперед и выполнить указы президента по строительству нового современного подводного флота России», — отметил Виктор Чирков.
Гендиректор предприятия-разработчика АО «ЦКБ МТ “Рубин”» Игорь Вильнит в свою очередь добавил, что все, что можно было сделать современного, было реализовано на подводной лодке «Кронштадт».
Главная энергетическая установка «Кронштадта» сегодня дизель-электрическая (основной гребной электродвигатель мощностью 4100 л. с. и два дизель-генератора мощностью 1000 киловатт каждый). Однако конструкция субмарины предусматривает возможность ее оснащения воздухонезависимой энергетической установкой с электрохимическими генераторами, что значительно увеличит автономность и дальность плавания.
Новейшая ВНЭУ избавит корабль от необходимости постоянно всплывать на поверхность для подзарядки аккумуляторов и пополнения запаса воздуха, необходимого для работы дизель-генераторов в подводном положении. Благодаря новым агрегатам «Лада» сможет находиться в подводном положении до нескольких недель, не выдавая своего присутствия. А значит, увеличится дальность хода в подводном положении — до 650 миль при скорости хода три узла. Подробнее о подводной лодке «Кронштадт», а также об истории создания анаэробных энергетических установок и их преимуществах можно прочитать здесь .
Коллектив проекта академика Владимира Скулачева обнаружил в митохондриях животных клеток специальный механизм, препятствующий старению
Ученые из НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Швеции, Венгрии и США нашли способ создавать стабильные полупроводниковые кубиты, работающие, в отличие от большинства существующих аналого.
Учёные МГУ в составе международного коллектива под руководством специалистов из Института изучения истории человека Общества Макса Планка в Йене (Max-Planck-Institut für Menschheitsge.
Источник: stimul.online
Внэу на подводных лодках что это такое
Россия активно включилась с международную гонку по строительству новых неатомных подводных лодок. Новые российские лодки смогут оставаться под водой до 25 суток и станут весьма ценным экспортным товаром.
Российское министерство обороны приняло решение о начале серийного производства анаэробных воздухонезависимых энергетических установок для перспективных неатомных подводных лодок (НАПЛ). Об этом сообщило «РИА Новости» со ссылкой на источник в оборонно-промышленном комплексе РФ. «Принято решение о серийном производстве ВНЭУ для оснащения будущих подводных лодок проекта 677 «Лада». Испытания опытного макета ВНЭУ на стенде завершились успешно. Следующие испытания будут проводиться уже непосредственно на лодке», – сказал он.
Давно пора
Подводная лодка – это уникальное оружие. Появившись из «ниоткуда», она может нанести сокрушительный удар по военным кораблям противника, береговым сооружениям, потопить караван торговых судов и затем также бесследно раствориться в просторах Мирового океана. Проблема только в том, как долго подлодка может скрытно оставаться под водой.
Современные атомные подводные лодки могут не подниматься на поверхность до трех месяцев. Но дизель-электрические подводные лодки вынуждены периодически на 2-5 часов всплывать на перископную глубину, чтобы запустить дизеля и за счет их работы подзарядить электрические аккумуляторные батареи, за счет которых они двигаются под водой. Поэтому еще в 50-х годах прошлого века во всех странах мира, которые имеют соответствующие инженерные школы (за исключением США, которые предпочитают покупать, а не строить НАПЛ), началась разработка воздухонезависимых энергетических установок (ВНЭУ), которые позволяли бы неатомной подводной лодке оставаться на глубине до 15-20 суток. И к этой теме возник колоссальный рыночный интерес, поскольку атомные подводные лодки могут себе позволить строить и содержать лишь несколько государств в мире. А неатомные подводные лодки сейчас есть на вооружении, практически, у всех государств.
«Законодателями» мод в этой области сейчас выступают Германия (что неудивительно, учитывая традиции этой страны в области подводного кораблестроения) и Швеция. Германские корабелы с конца 90-х годов серийно строят лодки проекта 212214, оснащенные гибридной энергетической установкой, которая работает в полностью автоматическом режиме – без обслуживания ее личным составом. В нее входят дизель для надводного хода и подзарядки батарей, сами серебряно-цинковые аккумуляторные батареи и ВНЭУ для экономичного подводного хода на базе топливных элементов, включающих в себя цистерны с криогенным кислородом и ёмкости с гидридом металла (специальный сплав металла в соединении с водородом). Оснащение лодки анаэробной установкой позволило увеличить время нахождения ее в подводном положении до 20 суток. И сейчас германские НАПЛ с ВНЭУ различных модификаций находятся на вооружении Германии, Италии, Португалии, Турции, Израиля, Кореи и еще нескольких стран.
Шведский концерн Kockums Submarin Systems, в свою очередь, в конец прошлого века начал строительство подлодок класса Gotland с ВНЭУ на основе двигателей Стирлинга. При его использовании эти лодки также могут находиться под водой без подзарядки аккумуляторных батарей до 20 суток. И сейчас НАПЛ с двигателями Стирлинга есть не только в странах Скандинавии, но и в Австралии, Японии, Сингапуре и Таиланде.
Французы пошли по пути создания ВНЭУ «Скорпен» , работающего на этаноле и жидком кислороде, которыми начали оснащать лодки типа Agosta. Сейчас лодки с подобными ВНЭУ есть не только во Франции, но и, например, в Чили. Кроме того, на основе технологии дизелей замкнутого цикла итальянскими конструкторами были созданы ВНЭУ для сверхмалых и малых подводных лодок.
Таким образом, применение ВНЭУ является основным трендом в развитии неатомных подводных лодок последние тридцать лет. Они проще, дешевле в постройке и эксплуатации, и гораздо более доступны для большинства стран, нежели атомные ракетоносцы. А оснащение их крылатыми ракетами, как например, германских лодок проекта 212 или китайских лодок «Юань» (пр.041), делает эти лодки грозным средством воздействия на береговые сооружения вероятного противника в период «прибрежных войн».
Скачок через ступень
В России на сегодняшний день нет подводных лодок, оснащенных ВНЭУ. Наиболее известные НАПЛ третьего поколения проектов 877 (шифр «Палтус») и 636.3 (шифр «Варшавянка»), ходят, как и их предшественники в Великую Отечественную войну, на дизелях и электромоторах. Хотя разработки ВНЭУ были и на рубеже 80-90-х годов прошлого века. Но начать воплощать их в жизнь удалось только тогда, когда в 2010-2011 годах наше государство начало выделять действительно, существенные деньги на обновление армии и флота. Поэтому ЦКБ «Рубин» — главный разработчик подводных лодок в России, очевидно, в тот момент и приступил к испытаниям натурного стендового образца ВНЭУ как для перспективных НАПЛ ВМФ России, так и для экспортных лодок.
Сейчас стендовые испытания успешно завершены и новая энергетическая установка, очевидно, будет установлена для дальнейших испытаний на второй («Кронштадт») и третьей («Севастополь») подводных лодках проекта 677 «Лада», которые строятся на «Адмиралтейских верфях». Головная лодка этого проекта – «Санкт-Петербург», была принята флотом в опытную эксплуатацию еще в мае 2010 года.
И за это время она доставила и военным, и конструкторам массу головной боли. В том числе и из-за того, что дизель-электрическая силовая установка лодки на первом этапе выдавала не более 70% заявленной мощности. Однако, к нынешнему моменту большинство недоработок устранено и в конце этого года лодки проекта «Лада», которые относятся к четвертому поколению НАПЛ, должны быть официально приняты на вооружение ВМФ РФ.
Экспортная версия «Лады» — «Амур-950», будет способна наносить залповые торпедно- ракетные удары по морским и стационарным наземным целям из четырех торпедных аппаратов и десяти вертикальных ракетных шахт. «Амур-1650» имеет увеличенную по сравнению с другими существующими гидроакустическими средствами дистанцию обнаружения целей за счет наличия уникального гидроакустического комплекса. Обе модификации могут погружаться до 300 м. Скорость полного подводного хода «Амура» — до 21 узла, автономность — 45 суток. Для снижения шумности лодки применены виброизоляторы, всережимный гребной электродвигатель на постоянных магнитах, корпус лодки покрыт материалом «Молния», поглощающим сигналы гидролокаторов.
О ВНЭУ лодки, которая будет устанавливаться на экспортных версиях «Лады» известно пока немного. Так же как и у немцев, в ее основе будет электрохимический генератор. Но она будет принципиально отличаться тем, что водород, необходимый для работы ВНЭУ, будет не возиться с собой, а получаться прямо на борту в объеме потребления с помощью реформинга имеющегося дизельного топлива. Поэтому российская ВНЭУ будет значительно экономичнее немецкого аналога, что позволит, например, увеличить время непрерывного нахождения лодки под водой до 25 суток.
Кроме того, экспортная версия «Лады» даже с ВНЭУ будет стоить меньше, чем немецкие лодки проекта 212214, что позволяет российским корабелам рассчитывать на выгодные экспортные контракты. Российский же флот рассчитывает уже до конца нынешнего десятилетия получить почти полтора десятка новых российских неатомных подводных лодок 4-го поколения.
Источник: interpolit.ru
Эволюция воздухонезависимых энергоустановок для неатомных подлодок
Основная масса современных подводных лодок оснащена дизель-электрическими энергоустановками. Такие устройства имеют характерные недостатки, из-за чего осуществляется поиск удобных и выгодных альтернатив. Как показывает практика, современный уровень технологий позволяет создавать эффективные энергоустановки для неатомных подлодок, причем речь идет о системах разных архитектур.
Проблемы и решения
Главный недостаток ДЭПЛ состоит в необходимости регулярной подзарядки батарей за счет дизель-генератора. Для этого подлодка должна всплывать на поверхность или двигаться на перископной глубине – что повышает вероятность обнаружения противником. При этом продолжительность подводного плавания на аккумуляторах обычно не превышает нескольких суток.
Очевидной альтернативой дизелю является ядерная энергоустановка, однако ее применение не всегда возможно и оправдано из-за сложности и дороговизны. В связи с этим на протяжении нескольких десятилетий прорабатывается вопрос создания воздухонезависимых энергоустановок (ВНЭУ) с желаемыми характеристиками и без недостатков дизель-электрических систем. Ряд новых технологий такого рода успешно доведен до эксплуатации, а ввод в строй других ожидается в ближайшем будущем.
В целом можно выделить несколько подходов к созданию ВНЭУ. Первый предусматривает перестройку дизель-генератора с использованием другого двигателя, менее требовательного к поступающему воздуху. Второй предлагает выработку электроэнергии при помощи т.н. топливных элементов. Третий заключается в совершенствовании батарей, в т.ч. вплоть до отказа от собственной генерации.
Альтернатива Стирлинга
Первой НАПЛ с полноценной ВНЭУ, принятой на вооружение, в 1996 г. стал шведский корабль Gotland. Эта подлодка имела длину 60 м и водоизмещение 1600 т, а также несла 6 торпедных аппаратов двух калибров. Ее энергоустановку построили на основе стандартной дизель-электрической и дополнили новыми компонентами.
Надводный ход и выработка энергии обеспечиваются двумя дизелями MTU 16V-396 и парой генераторов Hedemora V12A/15-Ub. Гребной винт на всех режимах приводится во вращение электродвигателем. В подводном положении подлодка вместо дизелей запускает двигатель Стирлинга типа Kockums v4-275R, использующий жидкое горючее и сжиженный кислород. Запас последнего позволяет оставаться под водой до 30 суток без необходимости всплытия. Кроме того, двигатель Стирлинга отличается меньшим шумом и не так демаскирует подлодку.
По проекту «Готланд» построили три новые подлодки; второй и третий корпуса ввели в строй в 1997 г. В начале двухтысячных годов был реализован проект с шифром Södermanland. Он предусматривал модернизацию двух ДЭПЛ типа Västergötland с установкой ВНЭУ от проекта Gotland. Шведскими разработками заинтересовалась Япония. По лицензии она собрала ВНЭУ для подлодок типа «Сорю». Ввиду больших габаритов и водоизмещения японские НАПЛ несут сразу четыре двигателя v4-275R.
Подводные турбины
В ходе развития проекта Scorpène французские кораблестроители предложили свой вариант ВНЭУ на основе альтернативного двигателя. Такая установка под названием Module d’Energie Sous-Marine Autonome (MESMA) предлагалась потенциальным клиентам для использования на подлодках новой постройки.
Проект MESMA предлагал особый паротурбинный двигатель, работающий на этаноле и сжатом воздухе. Сгорание спирто-воздушной смеси должно было давать пар для турбины, приводящей в движение генератор. Продукты горения в виде углекислого газа и водяного пара под высоким давлением предлагалось сбрасывать за борт во всем диапазоне рабочих глубин. По расчетам, НАПЛ Scorpène с ВНЭУ MESMA могла бы оставаться под водой до 21 сут.
Установка MESMA предлагалась разным заказчикам. К примеру, ее планировалось использовать в проекте Scorpène-Kalvari для Индии. Однако опытная установка показала недостаточные характеристики, и интерес к проекту резко сократился. В итоге новые французские ДЭПЛ по-прежнему оснащаются дизелями – хотя разработчики уже анонсировали новую модернизацию с внедрением других перспективных решений.
В 2019 г. российские кораблестроители объявили о разработке принципиально новой ВНЭУ на основе газотурбинного двигателя замкнутого цикла. В ее состав включаются емкости для сжиженного кислорода: он испаряется и подается к двигателю. Выхлопные газы предлагается замораживать и выбрасывать наружу только при всплытии в безопасном районе. Подобная ВНЭУ прорабатывается в рамках проекта П-750Б.
На топливных элементах
К концу девяностых годов свой вариант ВНЭУ создала Германия. В 1998 г. началось строительство головной НАПЛ нового пр. «Тип 212», оснащенной подобной системой. Немецкий проект предусматривал использование системы Siemens SINAVY, сочетающей электродвигатель и водородные топливные элементы. Для движения в надводном положении сохранили дизель-генератор.
Комплекс SINAVY включает протонообменные топливные элементы Siemens PEM на основе металлогидрида с цистерны со сжиженным кислородом. Для большей безопасности, емкости с металлогидридом и кислородом расположены в пространстве между прочным и легким корпусами. Во время работы ВНЭУ водород, получаемый из металлогидрида, вместе с кислородом поступают на специальные мембраны и электроды, где происходит выработка тока.
Автономность подлодки «212» достигает 30 сут. Важным преимуществом ВНЭУ SINAVY является практически полное отсутствие шума во время работы при достаточно высоких характеристиках. В то же время, она сложна в производстве и эксплуатации, а также имеет иные недостатки.
Для ВМС Германии было построено шесть субмарин «212». В 2006-2017 гг. четыре таких корабля поступили на службу в испанский флот. На базе «212» создан проект «214», предусматривающий сохранение существующей ВНЭУ. Такие подлодки пользуются большой популярностью на международном рынке. Получены заказы от четырех стран более чем на 20 лодок.
15 кораблей уже построены и сданы заказчикам.
Следует отметить, что ВНЭУ на основе топливных элементов разрабатывают не только в Германии. Параллельно с проектом MESMA во Франции разрабатывался вариант НАПЛ Scorpène с применением топливных элементов. Именно такие подлодки продали Индии. Сейчас создаются элементы нового поколения. Ранее сообщалось, что свои топливные элементы разрабатываются в России.
ВНЭУ такого типа уже прошла стендовые испытания, и в будущем ее проверят на опытовом корабле.
Подлодка на аккумуляторах
Появление принципиально новых двигателей и средств генерации не исключает необходимости дальнейшего развития существующих технологий и агрегатов. Так, высокое значение сохраняют аккумуляторные батареи уже известных и освоенных типов. В перспективных проектах они даже рассматриваются в качестве единственного источника энергии для всех систем.
Любопытные процессы наблюдаются в японском кораблестроении. Япония была одной из первых стран, освоивших ВНЭУ с двигателем Стирлинга, однако в 2015 и 2017 гг. были заложены две подлодки доработанного проекта «Сорю» без подобных систем. Места под штатные батареи и агрегаты ВНЭУ отдали под современные литий-ионные аккумуляторы. За счет этого продолжительность подводного плавания удалось увеличить вдвое в сравнении с батареями прошлого поколения.
С 2018 г. ведется строительство подлодок нового проекта «Тайгэй», изначально разработанного с применением дизель-электрической установки и литий-ионных аккумуляторов. Головной корабль нового проекта уже спущен на воду, а с прошлого года строятся еще два корпуса. Всего планируется построить семь подлодок с принятием в строй с 2022 г.
Известно множество проектов сверхмалых подлодок, оснащенных только аккумуляторными батареями. В будущем такая архитектура может найти применение и в «больших» проектах. Недавно французские судостроители представили концепт-проект SMX31E, объединяющий массу самых смелых решений. В частности, субмарина получила только аккумуляторы с их размещением во всех доступных объемах, в т.ч. между прочным и легким корпусами. Зарядка батарей должна осуществляться в базе, до выхода в море.
По расчетам, на полной зарядке SMX31E сможет оставаться под водой в течение 30-60 суток, в зависимости от скорости движения и общего потребления энергии. При этом планируется обеспечить полную работоспособность всех штатных и дополнительных приборов, комплексов и т.д.
В процессе эволюции
Таким образом, в последние десятилетия наблюдается значительный прогресс в области ВНЭУ для НАПЛ. Разработаны, испытаны, внедрены в проекты и поставлены на службу разные варианты подобных систем с теми или иными особенностями и преимуществами. Впрочем, даже последние воздухонезависимые установки имеют те или иные недостатки. Они остаются сложными и дорогими, как в производстве, так и в эксплуатации.
Несмотря на преимущества в тактико-технических характеристиках, НАПЛ с ВНЭУ пока не могут вытеснить ДЭПЛ «традиционной» архитектуры. Более того, последние развиваются и тоже используют самые современные технологии и компоненты. Ярким примером такой конкуренции разных классов являются процессы развития японского подводного флота, вернувшегося к дизель-электрической схеме на новом техническом уровне.
По всей видимости, конкуренция воздухонезависимых и дизель-электрических установок в обозримом будущем продолжится – и явный фаворит пока отсутствует. При этом очевидно, что в выигрыше оказываются флоты мира. Они получают возможность выбирать оптимальный вариант энергоустановки, наиболее полно соответствующий всем предъявляемым требованиям.
Источник: voenflot.ru