Recientemente, en las páginas de Military Review, se ha desarrollado una polémica sobre las ventajas de las nuevas fuentes de energía para la propulsión eléctrica del submarino japonés "Oryu" ("Dragon-Phoenix"), la penúltima unidad de la serie de submarinos del " Tipo Soryu ". El motivo de la discusión fue la admisión a la flota de las autodefensas del undécimo (de una serie de doce submarinos ordenados) submarino, armado con una batería acumuladora de iones de litio (LIAB).
En este contexto, el hecho de la creación y operación de prueba de una central eléctrica independiente del aire (VNEU) de la llamada segunda etapa pasó completamente desapercibido. El FC2G AIP fue desarrollado por ingenieros y diseñadores del Grupo Industrial Naval francés (NG), anteriormente DCN. Anteriormente, la misma preocupación creó un MESMA tipo VNEU para el submarino Agosta-90B, que operaba sobre la base de una turbina de vapor de ciclo cerrado.
Es lógico plantearse la pregunta: ¿no ha habido antes intentos de producir hidrógeno directamente a bordo de un submarino? Respuesta: se han realizado. Los estadounidenses y nuestros científicos estaban comprometidos en la reforma del combustible diesel para obtener hidrógeno, así como en el problema de la generación directa de energía eléctrica a partir de enlaces químicos de reactivos. Pero el éxito llegó a los científicos e ingenieros de NG. Los ingenieros franceses lograron crear una unidad que, al reformar el combustible diesel OTTO-2 estándar, recibe hidrógeno de alta pureza en un barco submarino, mientras que los submarinos alemanes se ven obligados a llevar existencias de H2 a bordo de sus barcos tipo 212A.
La importancia de la creación de NG Concern de una unidad de producción de hidrógeno de pureza ultra alta (99, 999% de pureza) directamente a bordo del submarino aún no ha sido plenamente apreciada por los especialistas navales. El surgimiento de una instalación de este tipo está plagado de oportunidades colosales para la modernización de los submarinos existentes y la creación de proyectos para nuevos submarinos, para aumentar la duración de su permanencia continua bajo el agua sin salir a la superficie. La relativa baratura y disponibilidad del combustible OTTO-2 al obtener hidrógeno libre para su uso en las celdas de combustible VNEU en la ECH permitirá a los países con esta tecnología avanzar significativamente en la mejora de las características de desempeño de los submarinos. Dominar este tipo de sistemas de propulsión anaeróbicos es mucho más rentable de lo propuesto anteriormente.
Y es por eso.
1. Las VNEU en EHG funcionan dos veces más silenciosamente que un motor Stirling, porque simplemente no tienen partes giratorias de la máquina.
2. Cuando se utiliza combustible diesel, no es necesario llevar a bordo tanques adicionales para almacenar soluciones que contienen hidruros.
3. El sistema de propulsión anaeróbico del submarino se vuelve más compacto y tiene un efecto térmico menor. Todos los componentes y sistemas se recogen en un compartimento separado de ocho metros y no se encuentran esparcidos por los compartimentos submarinos.
4. La influencia de las cargas de choque y vibración en la instalación es menos crítica, lo que reduce la posibilidad de su encendido espontáneo, lo que no se puede decir de las baterías de iones de litio.
5. Esta configuración es más barata que LIAB.
Algunos lectores pueden argumentar razonablemente: los españoles también crearon un reformador de bioetanol anaeróbico (BioEtOH) para producir hidrógeno altamente purificado a bordo del submarino. Planean instalar tales unidades en sus submarinos del tipo "S-80". Está previsto instalar el primer AIP en el submarino "Cosme García" en marzo de 2021.
En mi opinión, la desventaja de la instalación española es que, además del oxígeno criogénico, también se deben colocar a bordo contenedores de bioetanol, lo que tiene una serie de inconvenientes en comparación con el combustible común OTTO-2.
1. El bioetanol (alcohol técnico) consume un 34% menos de energía que el combustible diesel. Y esto determina la potencia del control remoto, el rango de crucero del submarino y los volúmenes de almacenamiento.
2. El etanol es higroscópico y altamente corrosivo. Y alrededor - "agua y hierro".
3. Cuando se quema 1 litro de bioetanol, se libera la misma cantidad de CO2como el volumen de combustible quemado. Por lo tanto, será notable “burbujear” tal actitud.
4. El bioetanol tiene un octanaje de 105. Por esta razón, no se puede verter en el tanque del generador diesel, ya que la detonación hará volar el motor en pernos y tuercas.
Por lo tanto, sigue siendo preferible VNEU basado en reformado de combustible diesel. Los tanques de combustible DPL son muy voluminosos y de ninguna manera dependen de la disponibilidad de tanques adicionales de alcohol industrial para el funcionamiento de la planta de "bioetanol". Además, siempre habrá un solo combustible OTTO-2 en abundancia en cualquier base o base naval. Incluso se puede obtener en el mar desde cualquier barco, lo que no se puede decir del alcohol, aunque sea técnico. Y los volúmenes desocupados (como opción) se pueden dar para la colocación de oxígeno. Y así aumentar el tiempo y el alcance del buceo submarino.
Una pregunta más: ¿es necesario entonces LIAB? Respuesta: ¡ciertamente necesario! Aunque son costosos y de muy alta tecnología, temen daños mecánicos, en los que son peligrosos para el fuego, sin embargo, son más livianos, pueden tomar cualquier forma (conforme), al menos 2-4 veces (en comparación con el plomo-zinc baterías de ácido) tienen una mayor capacidad de almacenamiento de electricidad. Y esta es su principal ventaja.
Pero entonces, ¿por qué un barco que transportaba a LIAB, una especie de VNEU?
Se necesita una planta de energía anaeróbica para no "sobresalir" el dispositivo de motor diesel submarino (RDP) en la superficie del mar, para lanzar o poner en marcha un generador diesel para apisonar la carga de la batería. Tan pronto como esto suceda, aparecerán inmediatamente dos o tres letreros que desenmascararán el barco: un interruptor en la superficie del agua desde el eje del RDP y la visibilidad por radar / TLV / IR de este dispositivo retráctil. Y la visibilidad visual (óptica) del propio submarino, "colgando" bajo el RDP, incluso desde el espacio será significativa. Y si los gases de escape de un motor diesel en funcionamiento (aunque a través del agua) a la atmósfera, entonces el analizador de gases de la aeronave BPA (PLO) podrá registrar el hecho de que hay un submarino en el área. Esto ha sucedido más de una vez.
Y además. No importa qué tan silenciosamente funcione un generador diesel o diesel en un compartimiento submarino, siempre puede ser escuchado por los oídos sensibles de las fuerzas y medios de la OLP del enemigo.
Todas estas desventajas pueden evitarse mediante el uso conjunto de AB y VNEU. Por lo tanto, el uso conjunto de VNEU y dispositivos de almacenamiento de supercapacidad de energía eléctrica, como baterías de magnesio, silicio-metal o azufre, en los que se espera que la capacidad sea 5-10 veces (!) Mayor que la de LIAB, será muy prometedor. Y me parece que los científicos y diseñadores ya han tenido en cuenta esta circunstancia a la hora de desarrollar proyectos para nuevos submarinos.
Así, por ejemplo, se supo que tras la finalización de la construcción de una serie de submarinos del tipo "Soryu", los japoneses comenzarán el diseño y la I + D del submarino de próxima generación. Recientemente, los medios informaron que sería un submarino del tipo 29SS. Estará equipado con un motor Stirling único (todo modo) de diseño mejorado y probablemente un LIAB de gran capacidad. Y ese trabajo, junto con científicos estadounidenses, se viene realizando desde 2012. El nuevo motor tendrá nitrógeno como fluido de trabajo, mientras que en los coches suecos se utilizará helio.
Los analistas militares creen que el nuevo barco, en términos generales, conservará la forma tan exitosa que se desarrolló en el submarino de la clase Soryu. Al mismo tiempo, se planea reducir significativamente el tamaño y dar una forma más aerodinámica a la "vela" (la cerca de los dispositivos retráctiles). Los timones de proa horizontales se moverán a la proa del casco del barco. Esto reducirá la resistencia hidrodinámica y el nivel de ruido intrínseco cuando el agua fluya alrededor del casco del submarino a altas velocidades bajo el agua. La unidad de propulsión del submarino también sufrirá cambios. La hélice de paso fijo será reemplazada por un chorro de agua. Según los expertos, el armamento del submarino no sufrirá cambios significativos. Como antes, el barco retendrá seis tubos de torpedo de 533 mm de proa para disparar torpedos pesados ("Tipo 89"), torpedos antisubmarinos y misiles de crucero sub-clase Harpoon, así como para sembrar campos de minas. La munición total a bordo del submarino será de 30 a 32 unidades. Al mismo tiempo, su carga típica (6 nuevos misiles antibuque, 8 torpedos tipo 80 PLO, 8 torpedos pesados tipo 89, GPA autopropulsados y vehículos de guerra electrónica) aparentemente se mantendrá. Además, se supone que los nuevos barcos tendrán protección antisubmarina activa (PTZ), posiblemente defensa aérea, lanzada desde un tubo de torpedo.
Está previsto que los trabajos de creación de un nuevo submarino se lleven a cabo en los siguientes términos: I + D en el período de 2025 a 2028, la construcción y puesta en servicio del primer edificio submarino del proyecto 29SS se espera en 2031.
Según expertos extranjeros, los estados de los océanos Índico y Pacífico pronto necesitarán modernizar y renovar sus flotas. Incluidas las fuerzas submarinas. Para el período hasta 2050, la necesidad de submarinos será de unas 300 unidades. Ninguno de los compradores potenciales comprará barcos que no estén equipados con VNEU. Esto se evidencia de manera convincente en las licitaciones para la compra de submarinos en poder de India y Australia. India compró submarinos nucleares franceses de la clase Scorpen y Kanbera eligió los submarinos nucleares japoneses de la clase Soryu para su flota. Y esto no es casualidad. Ambos tipos de barcos tienen VNEU, que aseguran que permanezcan bajo el agua sin salir a la superficie hasta 2-3 semanas (15-18 días). Japón tiene actualmente once submarinos nucleares. Corea del Sur está construyendo su submarino tipo K-III con baterías de iones de litio.
Desafortunadamente, todavía no podemos jactarnos del éxito en la creación de submarinos armados con sistemas de propulsión no nucleares independientes del aire. Aunque se trabajó en esta dirección, parecía que el éxito no estaba lejos. Cabe esperar que los especialistas de CDB MT "Malakhit", CDB MT "Rubin", FSUE "Krylovsky State Scientific Center", Instituto Central de Investigaciones Científicas "SET" en un futuro próximo todavía puedan crear una Rusia independiente del aire motor para submarinos no nucleares, similar o mejor que los análogos extranjeros. Esto aumentará significativamente la preparación para el combate de las fuerzas navales, fortalecerá nuestras posiciones en la exportación de submarinos a compradores tradicionales y ayudará a conquistar nuevos mercados para el suministro de nuestros productos navales.
