„Două bărci diesel-electrice ale proiectului 677 Lada vor fi predate flotei ruse în perioada 2018-2019. Următoarele bărci vor fi construite conform noului proiect Kalina. Proiectul Kalina, dezvoltat de Biroul Central de Proiectare Rubin al MT, este deja în vigoare, dar nu a fost încă aprobat și convenit cu Ministerul Apărării. Principalele caracteristici ale acestui proiect vor fi o centrală standard anaerobă (independentă de aer)”(RIA Novosti).
„Neaprobat” și „neacordat” înseamnă că nu există termen.
O epopee lungă și fără rezultat, cu crearea unui submarin diesel-electric intern cu o instalație independentă de aer (VNEU) sugerează un gând simplu: este absolut necesar?
În primul rând, nu funcționează.
În al doilea rând, care este nevoia de bărci echipate cu VNEU pentru flota rusă?
În ceea ce privește primul punct, în Rusia există în mod obiectiv lipsa unei baze tehnologice pentru producerea centralelor anaerobe (desigur, în prezența unei mase de brevete și idei). Ați auzit multe despre pilele de combustibil domestice? S-au făcut încercări de mai multe ori. În 2005, prin eforturile Academiei Ruse de Științe și Norilsk Nickel, a fost înființată rapid compania națională inovatoare, New Energy Projects (NIK NEP) în domeniul energiei cu hidrogen și a pilelor de combustibil. (În cadrul deciziei Norilsk Nickel a scăpa de active neprofitabile).
Centrala electrică este cel mai complex element care determină parametrii oricărui sistem. Singurul produs rus competitiv în domeniul centralelor navale este reactorul nuclear. Dar despre asta vom vorbi puțin mai târziu.
Astăzi, apariția generatoarelor electrochimice fabricate în Rusia arată ca science fiction. Motorul Stirling, care are un design mai puțin complex, are propriile probleme (răcire, oxigen lichid), în timp ce creează obiectiv un nivel de zgomot de patru ori mai mare decât ECH.
De asemenea, nu există analogi interni ai unei unități cu turbină cu abur cu ciclu închis (PTUZts) de tip francez MESMA. Mai mult, un astfel de motor nu este cea mai bună soluție; PTUZts oferă jumătate din intervalul de deplasare în comparație cu ECH.
Nevoie?
Submarinele diesel-electrice plutesc la suprafață la fiecare 2-3 zile pentru a reîncărca bateriile. Este mai bine să refuzați utilizarea unui snorkel (RDP, pentru acționarea unui motor diesel la adâncimea periscopului) în condiții de luptă. Barca devine neajutorată; din cauza vuietului motoarelor diesel, ea nu aude nimic, dar toată lumea o poate auzi.
Ideea echipării submarinelor diesel-electrice cu o centrală hibridă (motorină + centrală anaerobă auxiliară), care va putea prelungi să fie scufundată, nu s-a născut astăzi. Primele probe experimentale (de exemplu, proiectul sovietic A615, au fost construite 12 bărci) au folosit o centrală diesel cu ciclu închis cu oxigen lichefiat și un absorbant de dioxid de carbon. Practica a arătat un risc ridicat de incendiu al unei astfel de soluții.
Submarinele non-nucleare moderne folosesc VNEU mult mai puțin puternic, dar mai sigur, exemple despre care am discutat mai sus. Stirling, EHG sau PTUZts.
Cu un consum economic de compoziții chimice și agent oxidant, acestea sunt capabile să rămână continuu sub apă timp de 2-3 săptămâni. În acest caz, barca nu se întinde pe sol, ci se poate deplasa continuu cu 5 noduri. Din punctul de vedere al specialiștilor, acest lucru este suficient pentru a patrula sub acoperire în pătratul indicat și pentru a „furișa” spre navele inamice care trec pe lângă poziție.
Problema principală este costul. O analiză comparativă a submarinelor străine arată că un submarin modern cu VNEU costă marina la un preț de 500-600 de milioane de euro pe unitate.
După cum arată practica mondială, pentru aproximativ aceeași sumă puteți construi o barcă, capabil să rămână sub apă nu 2-3 săptămâni, ci câteva luni. În același timp, nu are nevoie să se târască cu o lovitură de 5 noduri, economisind oxidantul.
O viteză operațională de 20 de noduri pentru cea mai mare parte a călătoriei. Desfășurare sub acoperire oriunde în ocean. Manevră nelimitată și escortă a echipelor de grevă a navei.
Acesta este Ruby. O serie de șase submarine nucleare franceze care au devenit cele mai mici submarine nucleare din lume. Cu o lungime a corpului de 74 de metri, deplasarea lor la suprafață este de doar 2400 de tone (sub apă - 2600 de tone).
Potrivit datelor oficiale, bebelușul „Rube” s-a dovedit a fi de șase ori mai ieftin decât americanul „Seawolf” (50350 milioane de dolari în prețurile anilor 1980). Chiar și ajustat la inflație, costul actual al unei astfel de bărci poate fi comparat cu cele mai „avansate” submarine nucleare din Europa și Orientul Îndepărtat. Contract germano-turc - 3,5 miliarde de euro pentru șase submarine cu ECH; Japonia - 537 milioane de dolari pentru submarinul Soryu cu un motor Stirling mai simplu și mai ieftin.
„Ruby”, această navă miniaturală cu energie nucleară, nu este un supererou capabil să strivească pe nimeni și să domnească suprem în adâncurile mării. Unul dintre numeroasele tipuri de submarine nucleare din a treia generație cu un set modest de caracteristici. Dar chiar și cu compromisurile lor „Rubin” este cap și umeri deasupra oricărui „motor diesel” cu un VNEU auxiliar în ceea ce privește capacitățile de luptă.
La fel ca navele de suprafață cu motor termic (diesel - KTU - GTU) sunt absolut superioare vehiculelor marine cu surse alternative de energie (vânt, panouri solare etc.). Demi-măsuri prea slabe și nesigure, incapabile să asigure o producție pe termen lung și fiabilă a cantității necesare de energie.
Motoarele diesel nu funcționează sub apă. Singura sursă capabilă să asigure un nivel comparabil de aprovizionare cu energie a fost și rămâne un reactor nuclear.
Stealth
Ca orice soluție tehnică, VNEU are avantajele și dezavantajele sale. Unul dintre principalele „avantaje” ale mișcării sub apă folosind Stirling și ECH se numește stealth-ul crescut al ambarcațiunii. Parametrul de care depinde totul.
În primul rând, dimensiuni mai mici și, în consecință, o suprafață umedă mai mică și mai puțin zgomot hidrodinamic atunci când conduceți. Dictat de dimensiunea mai mică a submarinelor non-nucleare.
Dar, așa cum s-a menționat mai sus, nava cu propulsie nucleară Ryubi diferă puțin ca dimensiune de submarinul diesel-electric. Lungimea submarinului nuclear francez este identică cu Varshavyanka. Mai mult, lățimea corpului „Ryubi” este cu doi metri mai mică.
Cu toate acestea, cea mai vizibilă sursă de zgomot (în special la viteze mici) este sistemul de propulsie. Submarinele non-nucleare sunt lipsite de pompe buzzing care asigură circulația lichidului de răcire în reactor. Nu au transmisii turbo și mașini frigorifice puternice - doar baterii silențioase. Instalația independentă de aer nu creează zgomot și vibrații vizibile în timpul funcționării.
Toate acestea, desigur, sunt adevărate: un submarin diesel-electric care se târăște în adâncuri este mai liniștit decât cea mai liniștită navă cu energie nucleară. Cu un singur amendament: aceasta este o tehnică diferită pentru rezolvarea diferitelor probleme. La ce folosește secretul înalt al submarinului nuclear, dacă este pur și simplu incapabil să traverseze oceanul într-o poziție scufundată? La fel de incapabil să însoțească o escadronă (AUG sau KUG) care navighează la 18-20 de noduri.
Două tipuri diferite de echipamente.
Alegerea depinde de conceptul de utilizare a Marinei. În ciuda avantajelor evidente ale submarinelor diesel-electrice (secretul sporit al „găurilor negre”, cost relativ scăzut), Statele Unite au încetat să mai construiască submarine cu motor diesel în urmă cu 60 de ani. În opinia lor, nu au pe nimeni care să apere coasta. Toate ostilitățile se desfășoară în teatre maritime îndepărtate din apele europene, Asia și Orientul Îndepărtat. Acolo, unde numai submarinele nucleare pot ajunge la timp (fără să piardă furtul și să nu se ridice niciodată la suprafață).
O opinie similară este împărtășită de Regatul Unit, unde ultimele submarine diesel-electrice au fost scoase din funcțiune în 1994. În prezent, flota submarină britanică este formată în întregime din nave cu propulsie nucleară (11 unități în serviciu).
Zgomotul este unul dintre factorii demascabili în războiul submarin.
O altă metodă promițătoare de detectare implică traseul de căldură al submarinului. Un submarin cu un reactor cu o putere termică de 190 MW oferă apei de mare 45 de milioane de calorii pe secundă. Aceasta crește temperatura apei din imediata apropiere a submarinului cu 0,2 ° C. Diferența de temperatură este suficientă pentru atenția imaginilor termice sensibile.
Submarinul suedez de tip „Gotland” funcționează cu capacități de alt ordin. Două mașini „Stirling” generează o putere utilă de 150 kW sub apă, ținând cont de eficiență, puterea termică a mașinilor va fi de 230 … 250 kW.
190 și 0,25 megawați. Mai ai îndoieli?
Așa este, comparația este incorectă. Lansarea reactorului bărcii la putere maximă este posibilă numai în circumstanțe excepționale. La viteze mici (5 noduri), submarinele nucleare folosesc câteva procente din puterea nominală a reactorului. Deci, 667BDR strategic are suficient 20% din puterea reactorului și doar o parte (18% - limitarea automată a sistemului de control și protecție al reactorului Brig-M). Reactorul de cealaltă parte este menținut într-o stare „rece”.
Total: din cele două reactoare nucleare, se folosește doar unul (90 MW), la puterea minimă (aproximativ 20%).
În viitor, cea mai mare parte a acestor megawați este „pierdută” pe turbină. Joulii de căldură sunt transformați în jouli de muncă utilă. Un purtător de rachete submarine cu înălțimea unei clădiri cu 7 etaje este pus în mișcare. Aburul supraîncălzit (300 °) la ieșirea turbinei se transformă în „apă clocotită” de 100 de grade, care este trimisă în condensator. Acolo se răcește, dar nu la zero absolut, ci doar la 50 ° C. Această diferență de temperatură trebuie să fie „dispersată” în spațiul exterior.
În practică, urmele termice ale unui submarin sunt determinate nu de emisiile termice ale motorului, ci de amestecarea straturilor de apă în timpul trecerii submarinului. În acest sens, submarinele nucleare au chiar avantaje față de submarinele non-nucleare. Forma corpului lor este potrivită în mod ideal pentru mișcările subacvatice, în timp ce majoritatea „motorinei” sunt forțate să aibă contururi pronunțate „de suprafață” (unde își petrec jumătate din timp).
concluzii
Printre țările care operează submarinele cu motor independent de aer se numără Israelul (tipul „Delfin”), Suedia („Gotland” și Proiectul A26), Grecia, Italia, Turcia, Coreea de Sud și Portugalia (submarinul german de tip 214), Japonia (tip „Soryu”), Brazilia, Malaezia, Chile (franceză „Scorpen”). Este de remarcat faptul că francezii înșiși, care construiesc submarine non-nucleare excelente pentru alte țări, au abandonat complet submarinele non-nucleare în favoarea navelor cu propulsie nucleară (10 unități).
Cererea mare de submarine cu propulsie anaerobă este formată din țări care doresc să aibă o flotă modernă și eficientă, dar care nu au capacitatea de a construi și de a opera submarine nucleare.
O barcă nucleară nu este doar o navă. Aceasta este industria nucleară însoțitoare, tehnologii pentru reîncărcarea reactoarelor nucleare, descărcarea și eliminarea combustibilului uzat. Infrastructura de bază cu măsuri speciale de securitate și control.
Rusia, SUA, China, Franța și Marea Britanie au acumulat aceste tehnologii de zeci de ani. Restul ar trebui să o ia de la capăt. Prin urmare, pentru Grecia, Malaezia și Turcia, iluzia de a alege între un submarin nuclear și un motor diesel cu un VNEU auxiliar (la prețul unei nave cu propulsie nucleară) are singura soluție. Flota submarină non-nucleară.
În Rusia, totul este diferit.
Începând din 2017, marina are 48 de submarine nucleare și 24 de submarine diesel-electrice, incl. șase noi „Varshavyankas” cu un sistem sonar actualizat și rachete de croazieră „Calibre”.
„Rechinii” atomici sunt proiectați pentru a opera oriunde în oceane. "Varshavyanka" diesel-electric este o soluție rațională pentru zona de mare apropiată. Pentru acțiunile din zonele pentru care sunt destinate aceste submarine, prezența VNEU nu contează prea mult. Trecând sub apă la cea mai lentă, 3-5 viteză nodală, „Varshavyanka” se va târî peste Marea Neagră (de la Crimeea la coasta Turciei) într-o singură zi. Și o va face cât mai liniștit posibil, spre deosebire de Stirling. Bateriile nu generează niciun zgomot.
Alegerea dintre un submarin scump cu propulsie anaerobă și un submarin cu miniatură nucleară (precum „Rube” francez) are o importanță redusă pentru Rusia. În realitățile existente și în actualul concept de utilizare a Marinei, pur și simplu nu există loc pentru ele.
