В чем секрет успеха шведского "Готланда"
С появлением нового класса подводных лодок – неатомных – российские ДЭПЛ в публикациях порой относят к НАПЛ. Это неправильно. Классические "дизелюхи" перешли в разряд морально устаревших ("Варшавянки" сильны в прибрежной зоне"). Полноценные неатомные субмарины имеют отличный от ДЭПЛ тип движителя и могут находиться в подводном состоянии до 14 дней.
Впервые эти подводные лодки показали свои возможности в декабре 2005 года на международных учениях Joint Task Force Exercise 06-2, на которых Третий флот ВМС США готовился продемонстрировать все, чему научился за прошедший период. Произошла катастрофа: шведская дизель-электрическая субмарина "Готланд" (HSwMS Gotland/Gtd) с двигателем Стирлинга ("Готланд" прибыл в Сан-Диего на борту полупогружной платформы MV Eide Transporter еще в июне, экипаж из 30 моряков перебросили в Калифорнию самолетом) "уничтожила" всю седьмую авианосную ударную группу во главе с "Рональдом Рейганом".
“ Два двигателя Стирлинга увеличили время пребывания подлодки под водой в семь раз ”
Главный секрет успеха "Готланда" – новая энергетическая установка, позволяющая находится под водой без всплытия 14 дней, а также современные материалы, из которых изготовлены корпус лодки и его покрытие.
Современные ДЭПЛ используют два типа энергоустановок.
В первом случае в системе наряду с дизелем применяется двигатель Стирлинга. По своему КПД он соответствуют современным дизелям, но уступает в мощности. Поэтому их используют на ПЛ только в дополнение к классической дизель-электрической силовой установке. Например, на шведских ПЛ типа "Готланд" два двигателя Стирлинга мощностью чуть более 100 лошадиных сил увеличили время пребывания субмарины под водой в семь раз (до 14 суток). Общий запас криогенного кислорода в двух цистернах составил 24 тонны.
Используется также система, в которой наряду с обычным дизелем применяется энергетическая установка (электрохимический генератор), состоящая из девяти протонно-обменных топливных элементов, включающих цистерны с криогенным кислородом и емкости с гидридом металла.
Электрохимический генератор создан на базе топливных элементов. По сути это аккумуляторная батарея с постоянной подзарядкой. Принцип работы энергоустановки с электрохимическим генератором был тем же, что и 150 лет назад, когда англичанин Уильям Роберт Гров случайно обнаружил при электролизе, что две платиновые полоски, обдуваемые одна кислородом, а другая водородом, помещенные в водный раствор серной кислоты, дают ток. В результате реакции, кроме электротока, образовывались тепло и вода. При этом энергетическое превращение происходит бесшумно, а единственный побочный продукт реакции – дистиллированная вода, которой легко найти применение.
По критериям эффективности и безопасности водород решили держать в связанном состоянии в форме металлогидрида (специальный сплав металла в соединении с водородом), а кислород – в сжиженном виде в специальных емкостях между легким и прочным корпусами подлодки. Между водородным и кислородным катодами находятся полимерные электролитные мембраны протонного обмена, выполняющие функцию электролита. Мощность одного элемента достигает 34 киловатт, а КПД установки доведен до 70 процентов. Несмотря на очевидные преимущества разработки, она не обеспечивает требуемые оперативно-тактические характеристики подводной лодки океанского класса прежде всего в выполнении скоростных маневров при преследовании цели или уклонении от атаки. Поэтому немецкие подводные лодки типа U-212 оснащаются комбинированной двигательной установкой, в которой для движения на высоких скоростях под водой используются аккумуляторные батареи или топливные элементы, а для хода в надводном положении – традиционный дизель-генератор, в составе 16-цилиндрового V-образного дизеля и синхронного генератора переменного тока. Он же применяется для подзарядки аккумуляторной батареи – традиционного компонента неядерных субмарин. Электрохимический генератор, состоящий из девяти модулей топливных элементов, имеет суммарную мощность 400 лошадиных сил и обеспечивает движение лодки в подводном положении со скоростью три узла в течение 20 суток с показателями шумности ниже уровня естественного фона моря.
Уже около десятка стран обзавелись новейшими субмаринами, из ближайших наших соседей обладателями НАПЛ стали Германия и Япония.
Что это значит? То, что в мирное время не представляется критичным, в случае военного конфликта может обернуться большой проблемой для нашего флота.
Евгений Косихин
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 43 (806) за 5 ноября 2019 года