Litiumionbatterier: en lang rejse ind i ubådsflåden

Indholdsfortegnelse:

Litiumionbatterier: en lang rejse ind i ubådsflåden
Litiumionbatterier: en lang rejse ind i ubådsflåden

Video: Litiumionbatterier: en lang rejse ind i ubådsflåden

Video: Litiumionbatterier: en lang rejse ind i ubådsflåden
Video: 20 Amazing Robot Animals That Will Blow Your Mind 2024, April
Anonim
Billede
Billede

Den 5. marts 2020 blev den 11. ubåd af Soryu -serien lanceret i den japanske by Kobe. Båden bliver en del af de japanske flådestyrker under betegnelsen SS 511 Oryu. Den nye japanske dieselelektriske ubåd blev den første kamp ubåd i verden til at modtage lithium-ion batterier, og den blev også den første sådan ubåd i sin serie.

Ifølge eksperter på grund af brugen af nye typer genopladelige batterier, som længe har været registreret i smartphones, vil japanerne kunne opgive brugen af ikke kun traditionelle blybatterier på ubåde, men også luftuafhængige Stirling-motorer. Dette er en meget nysgerrig og vigtig begivenhed for ubådsflåden, da selv luftuafhængige kraftværker selv på et tidspunkt blev et reelt gennembrud for dieselbåde, hvilket sparer ubåde fra behovet for ofte at stige til overfladen under sejlads. I øvrigt har Rusland stadig ikke en enkelt seriel ubåd udstyret med et luftuafhængigt kraftværk.

Lanceret en ny japansk ubåd med lithium-ion-batterier er allerede den 11. båd i serien. Derudover har den japanske flåde 11 ubåde i Oyashio-klassen (herunder to træningsbåde), som også er vanskelige at tilskrive de gamle modeller, siden bådene blev designet i 1990'erne, og den sidste af dem blev overført til flåden i 2008 år. Det er allerede kendt, at den japanske flåde snart vil modtage endnu en ubåd fra Soryu-projektet (SS 512-båd) med lithium-ion-batterier, hvorefter Japan vil fortsætte med at bygge ubåde til et nyt projekt, så langt kendt som 29SS (første ubåd SS 513). I alt omfatter den japanske flåde nu 22 ubåde, hvoraf den ældste trådte i drift i 1998.

Første ubåd med lithium-ion-batterier

Indvielsesceremonien for de japanske maritime selvforsvarsstyrker for den første SS 511 Oryu lithium-ion batteri kamp ubåd blev afholdt i Kobe den 5. marts 2020. Ceremonien fandt sted på Kobe Shipyard & Machinery Works, der ejes af Mitsubishi Heavy Industries, et stort selskab, der spænder over en lang række industrifelter i Japan. Den nye båd er blevet den 11. i en serie af både af typen "Soryu", og der skal bygges i alt 12 sådanne skibe, de sidste to af dem med lithium-ion-batterier. Byggeriet af SS 511 Oryu -båden begyndte i marts 2015, båden blev søsat den 4. oktober 2018.

Billede
Billede

Det vides, at konstruktionen af den 11. båd kostede de japanske skatteydere et beløb, der oversteg omkostningerne ved en af de ti byggede både i det samme projekt. Det rapporteres, at omkostningerne ved at bygge ubåden SS 511 var 64,4 milliarder yen (ca. 566 millioner dollars, ifølge andre kilder, båden kostede endnu mere - 66 milliarder yen). Under alle omstændigheder er det en fjerdedel mere end den tiende SS 510 Shoryu ubåd (51,7 milliarder yen eller $ 454 millioner dollars) koster. Næsten hele forskellen i omkostninger mellem den tiende og ellevte både i serien falder på prisen på nye lithium-ion-batterier, samt omarbejdning af hele det ledsagende elektriske system i ubåden og ændring af designet.

Den tolvte af de planlagte Soryu -både forventes at komme ind i flåden i 2021. SS-512 båden er allerede søsat, det skete tilbage i november sidste år. I de kommende år vil begge både med lithium-ion-batterier blive en reel testplads for test af batterier og deres drift under reelle driftsbetingelser, herunder i forhold tæt på kamp. Testresultaterne er meget vigtige, da de giver de japanske admiraler mulighed for at justere programmerne til konstruktion og udvikling af ubådsflåden samt at udvikle et projekt til næste generations strejkeubåde.

SS 511 Oryu udfordrer traditionelle ubåde

Det er værd at bemærke, at den japanske flåde i lang tid har udklækket planer om brug af lithium-ion-batterier i ubåde. Udseendet af SS 511 Oryu var kulminationen på forskning og udvikling, der fortsatte i flere årtier. Det vides, at japanske designere begyndte det første arbejde i denne retning tilbage i 1962, og det første litium-ion-batteri, der blev designet til at blive ombord på en ubåd, stod klar i 1974.

På trods af disse succeser var de første batterier langt fra ideelle, opfyldte ikke de angivne operationelle krav og passede ikke militæret i mange henseender. På samme tid var sådanne genopladelige batterier meget dyre i lang tid. Dette blev lagt oven på den større fare for sådanne batterier, der var tilbøjelige til spontan forbrænding og eksplosioner, som ombord på ubåden var behæftet med en reel katastrofe. De ledsagende risici og høje priser, kombineret med endnu ikke tilstrækkeligt "moden" teknologi, tvang de japanske admiraler til at rette opmærksomheden mod luftuafhængige kraftværker (VNEU). I 1986 blev det besluttet at udvikle og bygge ubåde med Stirling -systemet VNEU med fokus på den succesrige svenske oplevelse.

Billede
Billede

Alligevel er dagen kommet for lithium-ion-batterier ombord på ubåde. Nye teknologier kan markant ændre hele ubådsflåden. Mange eksperter klassificerer allerede sådanne dieselelektriske både som femte generations ubåde. På samme tid måtte japanske designere for at skifte til brug af nye opbevaringsbatterier markant revidere projektet af både af typen "Soryu". Først og fremmest krævede de nye batterier, at projektet blev omarbejdet for at opretholde stabiliteten og ballastering af bådene, da blysyrebatterierne, der blev installeret på de første 10 ubåde i serien, er betydeligt tungere end lithium-ion-batterier. Desuden”gik” en del af vægten af de nye ubåde overhovedet på grund af demontering af Stirling -motorerne.

Under arbejdet måtte ingeniørerne revidere hele strømforsyningssystemet om bord på SS 511 Oryu. Desuden blev der installeret kraftigere dieselgeneratorer på ubåden, der er designet til at genoplade batterier. Desuden skulle designerne omarbejde snorkelerne, dette er nødvendigt for at øge luftforsyningens volumen og samtidig fjerne udstødningsgasser, da opladningshastigheden for lithium-ion-batterier er mærkbart højere end standard blybatterier.

Allerede i dag giver lithium-ion-batterier ubåde en varighed af undervandskørslen, der kan sammenlignes med både, der bruger VNEU. Og i fremtiden vil de tekniske egenskaber ved sådanne både kun vokse. Samtidig giver batteriernes høje kapacitet ubåde mulighed for at bevæge sig under vand i lang tid ved høj hastighed - cirka 20 knob. Den lange varighed af undervandsløbet ved høj hastighed er en meget vigtig indikator for ubåde. Dette kan hjælpe, når man angriber et overflademål, og når man undviger fjendtlige angreb. Jo før båden forlader det farlige område, jo bedre.

På samme tid er den nye ubåd i modsætning til ubåde udstyret med VNEU i stand til konstant at genopbygge energiforsyningen i lithium-ion-batterier ved hjælp af genopladning af batterier ved hjælp af en enhed til drift af motoren under vand-RDP. Fordelene ved lithium-ion-batterier inkluderer også en længere levetid. Sådanne batterier kræver ikke vedligeholdelse, og de elektriske systemer, der er bygget med deres hjælp, er lettere at administrere og designe. Lithium-ion-batterier adskiller sig også fra blybatterier på en kortere genopladningstid på grund af den højere strømstyrke, hvilket er meget vigtigt for dykkere.

Billede
Billede

Muligheder for ubåde i Soryu-klassen

Soryu-klasse dieselelektriske ubåde er strejkeubåde fra Japans maritime selvforsvarsstyrker. Disse både betragtes som en af de mest moderne og bedste i verden, de danner allerede rygraden i ubådsstyrkerne i den japanske flåde. De nye japanske både er ret store, hvad angår forskydning overgår de alle serielle russiske dieselelektriske ubåde fra projekter 677 "Lada", 636 "Varshavyanka" og 877 "Hellefisk". Både i Soryu-klasse anses for at være ganske støjsvage, og hvad angår varigheden af deres nedsænket navigation kan de konkurrere med moderne atomubåde.

Ubåde af typen Soryu med en standardoverfladeforskydning på 2900 tons og en undervandsbåd på 4200 tons er blevet bygget i Japan siden 2005 (den første båd i serien blev nedlagt). Soryu -ubådene er 84 meter lange, 9,1 meter brede og har et gennemsnitligt dybgang på 8,5 meter. Bådens besætning består af 65 ubåde (herunder 9 officerer).

De første ti dieselelektriske ubåde bygget i henhold til dette projekt havde et kombineret kraftværk bestående af to Kawasaki 12V25 / 25SB dieselelektriske enheder med en kapacitet på 3900 hk hver og fire Kawasaki Kockums V4-275R Stirling-motorer, der udviklede en maksimal effekt på 8000 liter..s (passage under vandet). Skibets fremdriftssystem fungerer på en propelaksel. Bådens maksimale overfladehastighed er 13 knob (ca. 24 km / t), den maksimale undervandshastighed er 20 knob (ca. 37 km / t).

Billede
Billede

Driftsdybden for ubåde i Soryu-klassen er 275-300 meter. Svømningsautonomi - op til 45 dage. For både af dette projekt, der er udstyret med et luftuafhængigt kraftværk, anslås cruiseafstanden til 6100 sømil (ca. 11 300 km) med en hastighed på 6,5 knob (ca. 12 km / t). Det rapporteres, at nye ubåde, der modtager lithium-ion-batterier, vil være i stand til at blive nedsænket endnu længere, faktisk vil deres kapacitet kun blive begrænset af tilførsel af proviant og ferskvand om bord.

Hovedbevæbningen for både i Soryu-klasse er torpedoer og missiler mod skibe. Ubåden har seks 533 mm HU-606 torpedorør. Bådens ammunitionskapacitet kan bestå af 30 type 89 torpedoer. Moderne torpedoer udvikler en maksimal hastighed på 55 knob (102 km / t), med denne hastighed kan en torpedo rejse 39 km under vand. Disse torpedorør kan også bruges til at affyre amerikanske missiler UGM-84 "Harpoon". Moderne versioner af sådanne missiler kan ramme mål i en afstand på op til 280 kilometer.

Anbefalede: