Lithium-ionbatterijen: een lange reis in de onderzeese vloot

Inhoudsopgave:

Lithium-ionbatterijen: een lange reis in de onderzeese vloot
Lithium-ionbatterijen: een lange reis in de onderzeese vloot

Video: Lithium-ionbatterijen: een lange reis in de onderzeese vloot

Video: Lithium-ionbatterijen: een lange reis in de onderzeese vloot
Video: Als Dit Niet Was Gefilmd Zou Niemand Het Geloven 2024, November
Anonim
Afbeelding
Afbeelding

Op 5 maart 2020 werd de 11e onderzeeër van de Soryu-serie te water gelaten in de Japanse stad Kobe. De boot wordt onderdeel van de Japanse zeemacht onder de aanduiding SS 511 Oryu. De nieuwe Japanse dieselelektrische onderzeeër werd de eerste gevechtsonderzeeër ter wereld die lithium-ionbatterijen ontving, en het werd ook de eerste dergelijke onderzeeër in zijn serie.

Volgens experts zullen de Japanners door het gebruik van nieuwe soorten oplaadbare batterijen, die al lang in smartphones zijn geregistreerd, het gebruik van niet alleen traditionele loodzuurbatterijen op onderzeeërs, maar ook luchtonafhankelijke Stirling-motoren kunnen opgeven. Dit is een zeer merkwaardige en belangrijke gebeurtenis voor de onderzeeërvloot, aangezien zelfs luchtonafhankelijke krachtcentrales zelf ooit een echte doorbraak werden voor dieselboten, waardoor onderzeeërs werden gered van de noodzaak om vaak tijdens het zeilen naar de oppervlakte te komen. Trouwens, Rusland heeft nog steeds geen enkele seriële onderzeeër uitgerust met een luchtonafhankelijke energiecentrale.

De lancering van een nieuwe Japanse onderzeeër met lithium-ionbatterijen is al de 11e boot in de serie. Bovendien heeft de Japanse vloot 11 onderzeeërs van de Oyashio-klasse (waaronder twee opleidingsboten), die ook moeilijk aan de oude modellen zijn toe te schrijven, aangezien de boten in de jaren negentig werden ontworpen en de laatste in de vloot werd overgedragen in 2008 jaar. Het is al bekend dat de Japanse vloot binnenkort een andere onderzeeër van het Soryu-project (SS 512-boot) met lithium-ionbatterijen zal ontvangen, waarna Japan zal overgaan tot de bouw van onderzeeërs van een nieuw project, tot nu toe bekend als 29SS (de eerste onderzeeër SS 513). In totaal omvat de Japanse vloot nu 22 onderzeeërs, waarvan de oudste in 1998 in de vaart kwam.

Eerste onderzeeër met lithium-ionbatterijen

De inauguratieceremonie van de Japanse maritieme zelfverdedigingstroepen van de eerste SS 511 Oryu lithium-ionbatterij gevechtsonderzeeër werd op 5 maart 2020 in Kobe gehouden. De ceremonie vond plaats bij Kobe Shipyard & Machinery Works, eigendom van Mitsubishi Heavy Industries, een groot bedrijf dat een breed scala aan industriële gebieden in Japan bestrijkt. De nieuwe boot is de 11e geworden in een reeks boten van het type "Soryu", en er zullen in totaal 12 van dergelijke schepen worden gebouwd, de laatste twee met lithium-ionbatterijen. De bouw van de SS 511 Oryu-boot begon in maart 2015, de boot werd op 4 oktober 2018 te water gelaten.

Afbeelding
Afbeelding

Het is bekend dat de bouw van de 11e boot de Japanse belastingbetalers een bedrag heeft gekost dat hoger is dan de kosten van een van de tien gebouwde boten van hetzelfde project. Het is gemeld dat de kosten van het bouwen van de SS 511-onderzeeër 64,4 miljard yen waren (ongeveer $ 566 miljoen, volgens andere bronnen, de boot kostte zelfs meer - 66 miljard yen). Dat is in ieder geval een kwart meer dan de tiende SS 510 Shoryu-onderzeeër (51,7 miljard yen of $ 454 miljoen) kostte. Bijna al het verschil in kosten tussen de tiende en elfde boten van de serie valt op de kosten van nieuwe lithium-ionbatterijen, evenals het herwerken van het volledige bijbehorende elektrische systeem van de onderzeeër en het veranderen van het ontwerp.

De twaalfde van de geplande Soryu-boten komt in 2021 in de vloot. De SS-512-boot is al te water gelaten, het gebeurde in november vorig jaar. Voor de komende jaren zullen beide boten met lithium-ionbatterijen een echte proeftuin worden voor het testen van batterijen en hun werking in reële bedrijfsomstandigheden, ook in omstandigheden die dicht bij gevechten liggen. De testresultaten zijn erg belangrijk, omdat ze de Japanse admiraals in staat zullen stellen de programma's voor de bouw en ontwikkeling van de onderzeeërvloot aan te passen en een project te ontwikkelen voor de volgende generatie aanvalsonderzeeërs.

SS 511 Oryu daagt traditionele onderzeeërs uit

Het is vermeldenswaard dat de Japanse marine al lange tijd plannen heeft voor het gebruik van lithium-ionbatterijen in onderzeeërs. Het verschijnen van de SS 511 Oryu was het hoogtepunt van onderzoek en ontwikkeling die tientallen jaren duurde. Het is bekend dat Japanse ontwerpers in 1962 met het eerste werk in deze richting begonnen en de eerste lithium-ionbatterij die was ontworpen om aan boord van een onderzeeër te worden geplaatst, was klaar in 1974.

Ondanks deze successen waren de eerste batterijen verre van ideaal, voldeden ze niet aan de gestelde operationele eisen en pasten ze in veel opzichten niet bij het leger. Tegelijkertijd waren dergelijke oplaadbare batterijen lange tijd erg duur. Dit werd toegevoegd aan het grotere gevaar van dergelijke batterijen, die vatbaar waren voor zelfontbranding en explosies, wat aan boord van de onderzeeër een echte ramp was. De bijbehorende risico's en hoge prijzen, in combinatie met nog niet voldoende 'volwassen' technologie, dwongen de Japanse admiraals om hun aandacht te richten op luchtonafhankelijke energiecentrales (VNEU). In 1986 werd besloten om onderzeeërs te ontwikkelen en te bouwen met het Stirling-systeem VNEU, gericht op de succesvolle Zweedse ervaring.

Afbeelding
Afbeelding

Toch is de dag aangebroken voor lithium-ionbatterijen aan boord van onderzeeërs. Nieuwe technologieën kunnen de hele onderzeeërvloot aanzienlijk veranderen. Veel experts classificeren dergelijke dieselelektrische boten al als onderzeeërs van de vijfde generatie. Tegelijkertijd moesten Japanse ontwerpers, om over te schakelen op het gebruik van nieuwe accu's, het project van boten van het type "Soryu" aanzienlijk herzien. Allereerst moesten de nieuwe batterijen het project herwerken om de stabiliteit en ballast van de boten te behouden, aangezien de loodzuurbatterijen die op de eerste 10 onderzeeërs van de serie zijn geïnstalleerd aanzienlijk zwaarder zijn dan lithium-ionbatterijen. Bovendien "ging" een deel van het gewicht van de nieuwe onderzeeërs helemaal weg door de ontmanteling van de Stirling-motoren.

Tijdens de werkzaamheden moesten de ingenieurs het gehele stroomvoorzieningssysteem aan boord van de SS 511 Oryu volledig herzien. Ook werden krachtigere dieselgeneratoren op de onderzeeër geïnstalleerd, ontworpen om batterijen op te laden. Bovendien moesten de ontwerpers de snorkels herwerken, dit is nodig om het volume van de luchttoevoer te vergroten en tegelijkertijd om uitlaatgassen te verwijderen, aangezien de oplaadsnelheid van lithium-ionbatterijen merkbaar hoger is dan die van standaard loodzuurbatterijen.

Nu al bieden lithium-ion-accu's onderzeeërs een duur van de onderwaterloop die vergelijkbaar is met boten die VNEU gebruiken. En in de toekomst zullen de technische kenmerken van dergelijke boten alleen maar groeien. Tegelijkertijd zorgt de hoge capaciteit van de batterijen ervoor dat onderzeeërs lange tijd met hoge snelheid onder water kunnen bewegen - ongeveer 20 knopen. De lange duur van de onderwaterloop met hoge snelheid is een zeer belangrijke indicator voor onderzeeërs. Dit kan helpen bij het aanvallen van een oppervlaktedoelwit en bij het ontwijken van vijandelijke aanvallen. Hoe eerder de boot het gevaarlijke gebied verlaat, hoe beter.

Tegelijkertijd is de nieuwe onderzeeër, in tegenstelling tot onderzeeërs die zijn uitgerust met VNEU, in staat om de energievoorziening in lithium-ionbatterijen constant aan te vullen, met behulp van het opladen van de batterij met behulp van een apparaat om de motor onder water RDP te laten werken. De voordelen van lithium-ionbatterijen zijn ook een langere levensduur. Dergelijke batterijen hebben geen onderhoud nodig en de elektrische systemen die met hun hulp zijn gebouwd, zijn gemakkelijker te beheren en te ontwerpen. Ook onderscheiden lithium-ionbatterijen zich van loodzuurbatterijen door een kortere oplaadtijd vanwege de hogere stroomsterkte, wat erg belangrijk is voor duikers.

Afbeelding
Afbeelding

Mogelijkheden van onderzeeërs van de Soryu-klasse

De dieselelektrische onderzeeërs van de Soryu-klasse zijn aanvalsonderzeeërs van de Japan Maritime Self-Defense Forces. Deze boten worden beschouwd als een van de modernste en beste ter wereld, ze vormen al de ruggengraat van de onderzeeërtroepen van de Japanse vloot. De nieuwe Japanse boten zijn vrij groot, qua waterverplaatsing overtreffen ze alle seriële Russische diesel-elektrische onderzeeërs van projecten 677 "Lada", 636 "Varshavyanka" en 877 "Heilbot". Boten van de Soryu-klasse worden als vrij geruisloos beschouwd, en in termen van de duur van hun onderwaternavigatie kunnen ze concurreren met moderne nucleaire onderzeeërs.

Onderzeeërs van het type Soryu met een standaard waterverplaatsing van 2900 ton en een onderwaterverplaatsing van 4200 ton zijn sinds 2005 in Japan gebouwd (de eerste boot van de serie werd neergelegd). De Soryu-onderzeeërs zijn 84 meter lang, 9,1 meter breed en hebben een gemiddelde diepgang van 8,5 meter. De bemanning van de boot bestaat uit 65 submariners (waarvan 9 officieren).

De eerste tien dieselelektrische onderzeeërs die volgens dit project werden gebouwd, hadden een gecombineerde krachtcentrale bestaande uit twee Kawasaki 12V25 / 25SB dieselelektrische eenheden met elk een vermogen van 3900 pk en vier Kawasaki Kockums V4-275R Stirlingmotoren met een maximaal vermogen van 8000 liter..s (onderwaterdoorgang). De voortstuwing van het schip werkt op één schroefas. De maximale oppervlaktesnelheid van de boot is 13 knopen (ongeveer 24 km/u), de maximale onderwatersnelheid is 20 knopen (ongeveer 37 km/u).

Afbeelding
Afbeelding

De operationele diepte van de Soryu-klasse onderzeeërs is 275-300 meter. Zwemautonomie - tot 45 dagen. Voor boten van dit project, uitgerust met een luchtonafhankelijke krachtcentrale, wordt het vaarbereik geschat op 6100 zeemijl (ongeveer 11 300 km) met een snelheid van 6,5 knopen (ongeveer 12 km/u). Het is gemeld dat nieuwe onderzeeërs, die lithium-ionbatterijen ontvangen, nog langer onder water kunnen blijven, in feite zullen hun mogelijkheden alleen worden beperkt door de levering van proviand en zoet water aan boord.

De belangrijkste bewapening van Soryu-klasse boten zijn anti-scheeps torpedo's en raketten. De onderzeeër heeft zes 533 mm HU-606 torpedobuizen. De munitiecapaciteit van de boot kan bestaan uit 30 Type 89 torpedo's. Moderne torpedo's ontwikkelen een maximale snelheid van 55 knopen (102 km/u), bij deze snelheid kan een torpedo 39 km onder water afleggen. Deze torpedobuizen kunnen ook worden gebruikt om Amerikaanse anti-scheepsraketten UGM-84 "Harpoon" te lanceren. Moderne versies van dergelijke raketten kunnen doelen raken op een afstand van maximaal 280 kilometer.

Aanbevolen: