Хоанг, Куанг Лыонг. Воздухонезависимые энергетические установки на основе двигателей Стирлинга / Куанг Лыонг Хоанг. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 38 (328). — С. 19-24. — URL: https://moluch.ru/archive/328/73652/ (дата обращения: 21.08.2023).
Развитие подводной техники во многом зависит от качества энергетического комплекса корабля, подсистемой которого является энергетическая установка (ЭУ). Перечень типов энергоустановок для подводных морских объектов довольно скуден: ядерные и дизель-электрические ЭУ, электрохимические генераторы, аккумуляторные батареи и различные тепловые двигатели замкнутого цикла. В настоящее время в большинстве ведущих кораблестроительных стран наряду с дальнейшим развитием атомного подводного флота уделяется серьезное внимание развитию неатомных подводных лодок (НАПЛ), которые примерно в 10 раз дешевле атомных и способны длительное время находиться в подводном положении и нести различные виды вооружения. НАПЛ, обладая высокой скрытностью, относительной дешевизной постройки и эксплуатации, выдвигаются на ведущие позиции в составе ВМФ разных стран [1].
Для ДЭПЛ создают Воздухонезависимая энергетическая установка
Энергетические установки НАПЛ в данное время развиваются по двум направлениям. Первое направление характеризуется совершенствованием традиционных дизель-электрических энергетических установок. Второе направление развития энергетических установок НАПЛ связано с дальнейшим совершенствованием воздухонезависимых (анаэробных) ЭУ, которые позволяют создавать подводные лодки по своим оперативно-тактическим характеристикам (и в первую очередь, по времени непрерывного нахождения под водой) сравнимые с атомными ПЛ. Воздухонезависимые энергетические установки (ВНЭУ) НАПЛ могут иметь в своем составе тепловые двигатели различного типа или химические источники тока.
В качестве тепловых двигателей перспективных ВНЭУ подводных объектов могут использоваться дизельные установки замкнутого цикла, двигатели Стирлинга, паротурбинные и газотурбинные установки замкнутого цикла. Причем двигатель Стирлинга является малошумным двигателем с внешним подводом теплоты и может использоваться как для привода движителя, так и для подзарядки аккумуляторных батарей.
Дизель замкнутого цикла способен обеспечить подводный ход в пределах полной автономности НАПЛ. Этот двигатель обладает минимальной стоимостью разработки и изготовления по сравнению с другими типами ВНЭУ, низкими массогабаритными показателями, низким потреблением электроэнергии на собственные нужды.
Паро- и газотурбинные установки замкнутого цикла используют для выработки тепловой энергии жидкостные и твердотопливные газогенерирующие генераторы на гидрореагирующем топливе, а также другие источники.
Воздухонезависимые ЭУ на основе химических источников тока предполагают использование в своем составе, в первую очередь, электрохимических генераторов. В 60-х годах двадцатого столетия были освоены первые промышленные образцы электрохимических генераторов, являющихся, в принципе, такими же статическими источниками тока, как и аккумуляторные батареи, но обладающих значительно большей энергоемкостью. ЭУ с электрохимическими генераторами системы водород-кислород получили распространение в космической технике, одновременно были начаты поиски возможностей использования их на подводных лодках.
Воздухонезависимая энергетическая установка под конкретную подводную лодку может быть с
Одной из основных научно-технических проблем, решением которой занимаются проектировщики НАПЛ с ВНЭУ на основе электрохимических генераторов, является проблема, связанная с созданием простой, надежной и безопасной системой храпения и подачи водорода к топливным элементам. Электрохимические генераторы позволяют превращать энергию водорода в электроэнергию. И здесь побочным продуктом является вода, которая может быть использована для технических и бытовых нужд на подводном объекте.
Наиболее перспективным направлением в области создания анаэробных энергетических установок является использование в них двигателей Стирлинга. Бесшумность в работе, высокий к. п.д. (до 40 %), многотопливность и значительный моторесурс современных двигателей Стирлинга (около 60 тыс. часов), позволяют рекомендовать его как универсальный двигатель для всех типов НАПЛ — малого, среднего и большого водоизмещения, а также для большинства типов подводных аппаратов, использование которых возможно в интересах геологоразведки, освоения континентального шельфа, экологического мониторинга, ликвидации последствий аварий на море и т. д. [4].
В настоящее время по пути создания анаэробных энергетических установок с двигателями Стирлинга идут большинство кораблестроительных фирм Швеции, Франции, Японии, Австралии и США. Все реально эксплуатируемые в мире НАПЛ с анаэробными установками используют двигатель Стирлинга.
Принцип действия двигателя Стирлинга
Испанская неатомная лодка-долгострой Isaac Peral проекта S-80 Plus впервые вышла в море
Как сообщило испанское судостроительное объединение Navantia, впервые вышла в море на заводские ходовые испытания построенная на его предприятии в Картахене головная большая неатомная подводная лодка S 81 Isaac Peral национального проекта S-80 Plus (S-80A).
Программа проектирования и постройки объединением Navantia для ВМС Испании четырех больших неатомных подводных лодок национального проекта S-80 (затем доработанного в проект S-80 Plus / S-80A) превратилась в долгую строительную эпопею. Проектирование S-80 началось еще в 1991 году.
Контракт на постройку четырех лодок этого проекта был выдан испанским флотом объединению Izar (ныне Navantia) в марте 2004 года с плановой сдачей головной лодки в 2011 году. Строительство головной лодки S 81 Isaac Peral было начато в Картахене в 2005 году, а трех остальных – с 2007 по 2010 годы. Из-за финансовых и технических проблем и ошибок в проектировании строительство лодок затянулось на длительный период, поскольку требовало неоднократного перепроектирования и переделок. Плановая стоимость кораблей возросла с контрактных 1,756 млрд евро до планируемых сейчас 4 млрд евро.
Головная лодка S 81 Isaac Peral была выкачена из эллинга верфи лишь 16 апреля 2021 года, церемония вывода лодки (формального спуска) в плавучий док была произведена 22 апреля 2021 года, а реальный физический спуск на воду из плавучего дока был произведен 7 мая 2021 года. Передача головной лодки ВМС Испании намечена на 2023 год.
Изначально все лодки S-80 планировались к оснащению воздухонезависимой энергетической установкой (ВНЭУ), создание которой велось испанской энергетической компанией Abengoa при участии Navantia с 2003 года, но ее разработка также значительно затянулось. Испанская воздухонезависимая энергетическая установка для подводных лодок проекта S-80 основывается на принципе разложения биоэтанола (BioEtOH) в специальных реакторах-процессорах Coprox с получением водорода высокой чистоты.
Получаемый водород вместе с кислородом подается в топливные элементы разработки компании UTC Power. Кислород хранится в жидком виде в криогенном резервуаре высокого давления. Получаемый при разложении биоэтанола углекислый газ удаляется за борт в смеси с морской водой. Мощность ВНЭУ подводной лодки проекта S-80 Plus составляет не менее 300 КВт, а длительность пребывания и хода лодки в подводном положении должна составить 15 суток.
Лишь в феврале 2020 года объединение Navantia сообщило об успешном завершении стендовых испытаний данной ВНЭУ и ее готовности к серийному производству. Задержки в разработке привели к решению установить ВНЭУ в стадии строительства только на третью (S 83 Cosme Garcia) и четвертую (S 84 Mateo Garcia de los Reyes) подводные лодки проекта S-80 Plus из четырех строящихся – планируется, что эти две лодки войдут в строй ВМС Испании только в 2026-2027 годах. Первые же две лодки этого типа (S 81 Isaac Peral и S 82 Narciso de Monturiol) достраиваются как дизель-электрические (ввод их в строй сейчас ожидается, соответственно, в 2023 и 2024 годах) и должны быть оснащены ВНЭУ только во время прохождения ими первых средних ремонтов. Подводные лодки проекта S-80 Plus являются крупными кораблями, имея полное подводное водоизмещение 3700 тонн и наибольшую длину 80,81 м.
Источник: vk-smi.ru
Воздухонезависимая энергетическая установка лодки
Как поддержать форум NachFin.info
Подробнее здесь >>>
21 Августа 2023 21:54:08
Правовой блог — Положена ли жилсубсидия на ребенка, который уехал учиться?
О проблеме снятия детей военнослужащих с учета в качестве нуждающихся в жилье в составе семьи и отказов в принятии на учет.
В выпуске:
— Суть проблему учета детей военнослужащих в качестве нуждающихся в жилье в составе семьи для получения жилсубсидии.
— Почему жилорганы зачастую снимают таких детей с учета либо отказывают в принятии их на учет.
— Судебная практика и примеры, в которых военнослужащим чьи дети проходили учебу в другом населенным пункте по очной форме обучения вынуждены были защищать право на жилсубсидию.
— Выводы и советы военнослужащим по защите жилищных интересов по поднятой теме.
Смотрим подробнее про:
- Форум NachFin.info для военных »
- Архив форума »
- Архив 2019 года (Модератор: edkudin) »
- РФ приступает к созданию анаэробных установок для подлодок
Страницы: [1] Вниз
Источник: nachfin.info