Baterías de iones de litio: un largo viaje a la flota de submarinos

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Baterías de iones de litio: un largo viaje a la flota de submarinos
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Anonim
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El 5 de marzo de 2020 se lanzó el undécimo submarino de la serie Soryu en la ciudad japonesa de Kobe. El barco pasará a formar parte de las fuerzas navales japonesas bajo la designación SS 511 Oryu. El nuevo submarino diesel-eléctrico japonés se convirtió en el primer submarino de combate del mundo en recibir baterías de iones de litio, y también se convirtió en el primer submarino de este tipo en su serie.

Según los expertos, debido al uso de nuevos tipos de baterías recargables, que se han registrado durante mucho tiempo en los teléfonos inteligentes, los japoneses podrán abandonar el uso no solo de las baterías tradicionales de plomo-ácido en los submarinos, sino también de los motores Stirling independientes del aire.. Este es un evento muy curioso y significativo para la flota de submarinos, ya que incluso las centrales eléctricas independientes del aire en un momento se convirtieron en un verdadero avance para los barcos diésel, lo que ahorró a los submarinos la necesidad de subir a la superficie a menudo mientras navegaban. Por cierto, Rusia todavía no tiene un solo submarino en serie equipado con una planta de energía independiente del aire.

Lanzó un nuevo submarino japonés con baterías de iones de litio que ya es el undécimo barco de la serie. Además, la flota japonesa cuenta con 11 submarinos de la clase Oyashio (incluidos dos barcos de entrenamiento), que también son difíciles de atribuir a los modelos antiguos, ya que los barcos fueron diseñados en la década de 1990, y el último de ellos fue transferido a la flota en 2008 año. Ya se sabe que próximamente la flota japonesa recibirá otro submarino del proyecto Soryu (barco SS 512) con baterías de iones de litio, tras lo cual Japón procederá a la construcción de submarinos de un nuevo proyecto, hasta ahora conocido como 29SS (el primer submarino SS 513). En total, la flota japonesa ahora incluye 22 submarinos, el más antiguo de los cuales entró en servicio en 1998.

Primer submarino con baterías de iones de litio

La ceremonia de inauguración de las Fuerzas de Autodefensa Marítima Japonesas del primer submarino de combate con batería de iones de litio SS 511 Oryu se llevó a cabo en Kobe el 5 de marzo de 2020. La ceremonia tuvo lugar en Kobe Shipyard & Machinery Works, propiedad de Mitsubishi Heavy Industries, una gran corporación que abarca una amplia variedad de campos industriales en Japón. El nuevo barco se ha convertido en el undécimo de una serie de barcos del tipo "Soryu", y se construirán un total de 12 de estos barcos, los dos últimos con baterías de iones de litio. La construcción del barco SS 511 Oryu comenzó en marzo de 2015, el barco se botó el 4 de octubre de 2018.

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Se sabe que la construcción del undécimo barco costó a los contribuyentes japoneses una cantidad superior al costo de cualquiera de los diez barcos construidos del mismo proyecto. Se informa que el costo de construcción del submarino SS 511 fue de 64,4 mil millones de yenes (aproximadamente $ 566 millones, según otras fuentes, el barco costó aún más - 66 mil millones de yenes). En cualquier caso, eso es un cuarto más que el costo del décimo submarino SS 510 Shoryu (51,7 mil millones de yenes o $ 454 millones). Casi toda la diferencia de costo entre los barcos décimo y undécimo de la serie recae en el costo de las nuevas baterías de iones de litio, así como en la reelaboración de todo el sistema eléctrico que acompaña al submarino y en el cambio de diseño.

El duodécimo de los barcos Soryu previstos entrará en la flota en 2021. El barco SS-512 ya fue botado, sucedió en noviembre del año pasado. Durante los próximos años, ambos barcos con baterías de iones de litio se convertirán en un verdadero campo de pruebas para probar las baterías y su funcionamiento en condiciones reales de funcionamiento, incluso en condiciones cercanas al combate. Los resultados de las pruebas son muy importantes, ya que permitirán a los almirantes japoneses ajustar los programas de construcción y desarrollo de la flota de submarinos, así como desarrollar un proyecto de submarinos de ataque de próxima generación.

SS 511 Oryu desafía a los submarinos tradicionales

Vale la pena señalar que la marina japonesa ha estado tramando planes para el uso de baterías de iones de litio en submarinos durante mucho tiempo. La aparición del SS 511 Oryu fue la culminación de la investigación y el desarrollo que continuó durante varias décadas. Se sabe que los diseñadores japoneses comenzaron el primer trabajo en esta dirección en 1962, y la primera batería de iones de litio diseñada para ser colocada a bordo de un submarino estuvo lista en 1974.

A pesar de estos éxitos, las primeras baterías estaban lejos de ser ideales, no cumplían con los requisitos operativos especificados y no se adaptaban al ejército en muchos aspectos. Al mismo tiempo, estas baterías recargables fueron muy caras durante mucho tiempo. Esto se superpuso al mayor peligro de tales baterías, que eran propensas a la combustión espontánea y las explosiones, que a bordo del submarino estaban plagadas de un desastre real. Los riesgos y los altos precios que los acompañan, junto con una tecnología aún no suficientemente "madura", obligaron a los almirantes japoneses a centrar su atención en las centrales eléctricas independientes del aire (VNEU). En 1986, se decidió desarrollar y construir submarinos con el sistema Stirling VNEU, centrándose en la exitosa experiencia sueca.

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Sin embargo, ha llegado el día de las baterías de iones de litio a bordo de los submarinos. Las nuevas tecnologías pueden cambiar significativamente toda la flota de submarinos. Muchos expertos ya clasifican estos barcos diesel-eléctricos como submarinos de quinta generación. Al mismo tiempo, para cambiar al uso de nuevas baterías de almacenamiento, los diseñadores japoneses tuvieron que revisar significativamente el proyecto de barcos del tipo "Soryu". En primer lugar, las nuevas baterías requirieron una reelaboración del proyecto para mantener la estabilidad y el lastre de los barcos, ya que las baterías de plomo-ácido instaladas en los primeros 10 submarinos de la serie son significativamente más pesadas que las baterías de iones de litio. Además, parte del peso de los nuevos submarinos "desapareció" debido al desmantelamiento de los motores Stirling.

Durante el trabajo, los ingenieros tuvieron que revisar completamente todo el sistema de suministro de energía a bordo del SS 511 Oryu. Además, se instalaron generadores diesel más potentes en el submarino, diseñados para recargar baterías. Además, los diseñadores tuvieron que reelaborar los snorkels, esto es necesario para aumentar el volumen de suministro de aire y al mismo tiempo para eliminar los gases de escape, ya que la tasa de carga de las baterías de iones de litio es notablemente más alta que las baterías estándar de plomo-ácido.

Ya en la actualidad, las baterías de almacenamiento de iones de litio proporcionan a los submarinos una duración de la carrera submarina comparable a la de los barcos que utilizan VNEU. Y en el futuro, las características técnicas de dichos barcos solo crecerán. Al mismo tiempo, la alta capacidad de las baterías permite que los submarinos se muevan bajo el agua durante mucho tiempo a alta velocidad, unos 20 nudos. La larga duración de la carrera submarina a alta velocidad es un indicador muy importante para los submarinos. Esto puede ayudar cuando se ataca a un objetivo en la superficie y al esquivar los ataques enemigos. Cuanto antes salga el barco de la zona peligrosa, mejor.

Al mismo tiempo, a diferencia de los submarinos equipados con VNEU, el nuevo submarino puede reponer constantemente el suministro de energía en baterías de iones de litio, utilizando la recarga de la batería mediante un dispositivo para operar el motor bajo el agua RDP. Además, las ventajas de las baterías de iones de litio incluyen una mayor vida útil. Estas baterías no requieren mantenimiento y los sistemas eléctricos construidos con su ayuda son más fáciles de administrar y diseñar. Además, las baterías de iones de litio se diferencian de las baterías de plomo-ácido en un tiempo de recarga más corto debido al mayor amperaje, que es muy importante para los buceadores.

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Capacidades de los submarinos clase Soryu

Los submarinos diesel-eléctricos clase Soryu son submarinos de ataque de las Fuerzas de Autodefensa Marítima de Japón. Estos barcos son considerados uno de los más modernos y mejores del mundo, ya forman la columna vertebral de las fuerzas submarinas de la flota japonesa. Los nuevos barcos japoneses son bastante grandes, en términos de desplazamiento superan a todos los submarinos diesel-eléctricos rusos en serie de los proyectos 677 "Lada", 636 "Varshavyanka" y 877 "Halibut". Se considera que los barcos de la clase Soryu son bastante silenciosos y, en términos de la duración de su navegación sumergida, pueden competir con los modernos submarinos nucleares.

Los submarinos del tipo Soryu con un desplazamiento de superficie estándar de 2900 toneladas y uno submarino de 4200 toneladas se han construido en Japón desde 2005 (se colocó el primer barco de la serie). Los submarinos Soryu miden 84 metros de largo, 9,1 metros de ancho y tienen un calado medio de 8,5 metros. La tripulación del barco está formada por 65 submarinistas (incluidos 9 oficiales).

Los primeros diez submarinos diesel-eléctricos construidos de acuerdo con este proyecto incluían una planta de energía combinada que constaba de dos unidades diesel-eléctricas Kawasaki 12V25 / 25SB con una capacidad de 3900 hp cada una y cuatro motores Kawasaki Kockums V4-275R Stirling que desarrollaban una potencia máxima de 8000. litros..s (pasaje submarino). El sistema de propulsión del barco funciona con un eje de hélice. La velocidad máxima en superficie del barco es de 13 nudos (aproximadamente 24 km / h), la velocidad máxima bajo el agua es de 20 nudos (aproximadamente 37 km / h).

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La profundidad operativa de los submarinos de la clase Soryu es de 275-300 metros. Autonomía de natación: hasta 45 días. Para los barcos de este proyecto, equipados con una planta de energía independiente del aire, el rango de crucero se estima en 6100 millas náuticas (aproximadamente 11 300 km) a una velocidad de 6,5 nudos (aproximadamente 12 km / h). Se informa que los nuevos submarinos, que reciben baterías de iones de litio, podrán permanecer sumergidos aún más tiempo, de hecho, sus capacidades estarán limitadas solo por el suministro de provisiones y agua dulce a bordo.

El armamento principal de los barcos de la clase Soryu son los torpedos y misiles antibuque. El submarino tiene seis tubos de torpedo HU-606 de 533 mm. La capacidad de munición del barco puede consistir en 30 torpedos Tipo 89. Los torpedos modernos desarrollan una velocidad máxima de 55 nudos (102 km / h), a esta velocidad un torpedo puede viajar 39 km bajo el agua. Además, estos tubos de torpedos se pueden utilizar para lanzar misiles antibuque estadounidenses UGM-84 "Harpoon". Las versiones modernas de tales misiles pueden alcanzar objetivos a una distancia de hasta 280 kilómetros.

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