“Twee dieselelektrische boten van Project 677 Lada zullen in 2018-2019 aan de Russische vloot worden overgedragen. De volgende boten worden gebouwd volgens het nieuwe Kalina-project. Het Kalina-project, ontwikkeld door het Rubin Central Design Bureau van MT, bestaat al, maar is nog niet goedgekeurd en overeengekomen met het Ministerie van Defensie. De belangrijkste kenmerken van dit project zullen een standaard anaërobe (luchtonafhankelijke) energiecentrale”(RIA Novosti) zijn.
“Niet goedgekeurd” en “niet overeengekomen” betekent dat er geen deadline is.
Een lang en vruchteloos epos met de creatie van een binnenlandse diesel-elektrische onderzeeër met een luchtonafhankelijke installatie (VNEU) suggereert een simpele gedachte: is het überhaupt nodig?
Ten eerste werkt het niet.
Ten tweede, wat is de behoefte aan boten die zijn uitgerust met VNEU voor de Russische vloot?
Wat het eerste punt betreft, is er in Rusland objectief gezien een gebrek aan een technologische basis voor de productie van anaërobe energiecentrales (uiteraard in aanwezigheid van een massa patenten en ideeën). Heb je veel gehoord over binnenlandse brandstofcellen? Er zijn meerdere malen pogingen ondernomen. In 2005 werd door de inspanningen van de Russische Academie van Wetenschappen en Norilsk Nickel de National Innovative Company New Energy Projects (NIK NEP) op het gebied van waterstofenergie en brandstofcellen opgericht. werd snel geliquideerd (in het kader van het besluit van Norilsk Nickel om zich te ontdoen van onrendabele activa).
De energiecentrale is het meest complexe element dat de parameters van elk systeem bepaalt. Het enige concurrerende Russische product op het gebied van zeekrachtcentrales is de kernreactor. Maar we zullen hier wat later over praten.
Tegenwoordig lijkt de opkomst van in Rusland gemaakte elektrochemische generatoren sciencefiction. De Stirlingmotor, die minder complex is qua ontwerp, heeft zijn eigen problemen (koeling, vloeibare zuurstof), terwijl hij objectief een vier keer hoger geluidsniveau creëert dan de ECH.
Er zijn ook geen binnenlandse analogen van een stoomturbine-eenheid met gesloten cyclus (PTUZts) van het Franse MESMA-type. Bovendien is zo'n motor niet de beste oplossing; PTUZts biedt de helft van het reisbereik in vergelijking met ECH.
Nodig hebben?
Dieselelektrische onderzeeërs drijven elke 2-3 dagen naar de oppervlakte om de batterijen op te laden. Het is beter om het gebruik van een snorkel (RDP, voor het besturen van een dieselmotor op periscoopdiepte) in gevechtsomstandigheden te weigeren. De boot wordt hulpeloos; door het gebrul van dieselmotoren hoort ze niets, maar iedereen kan haar horen.
Het idee om dieselelektrische onderzeeërs uit te rusten met een hybride krachtcentrale (diesel + hulp anaërobe krachtcentrale), die in staat zal zijn om langer onder water te blijven staan, is vandaag niet geboren. De eerste experimentele monsters (bijvoorbeeld het Sovjet-project A615, 12 boten werden gebouwd) gebruikten een dieselcentrale met gesloten cyclus met vloeibare zuurstof en een koolstofdioxide-absorbeerder. De praktijk heeft aangetoond dat een dergelijke oplossing een hoog brandgevaar heeft.
Moderne niet-nucleaire onderzeeërs gebruiken veel minder krachtige, maar veiligere VNEU, waarvan voorbeelden hierboven werden besproken. Stirling, EHG of PTUZts.
Met een zuinig verbruik van chemische samenstellingen en oxidatiemiddelen kunnen ze 2-3 weken continu onder water blijven. In dit geval ligt de boot niet op de grond, maar kan deze continu met 5 knopen varen. Vanuit het oogpunt van specialisten is dit voldoende om heimelijk te patrouilleren op het aangegeven plein en "op te sluipen" naar vijandelijke schepen die langs de positie passeren.
Het belangrijkste probleem zijn de kosten. Een vergelijkende analyse van buitenlandse onderzeeboten leert dat een moderne onderzeeër met VNEU de marine kost tegen een prijs van 500-600 miljoen euro per eenheid.
Zoals de wereldpraktijk laat zien, kun je voor ongeveer hetzelfde bedrag een boot bouwen, in staat om onder water te blijven, niet 2-3 weken, maar een paar maanden. Tegelijkertijd hoeft ze niet in een slag van 5 knopen te kruipen, waardoor de oxidator wordt bespaard.
Een operationele snelheid van 20 knopen voor het grootste deel van de trek. Geheime inzet overal in de oceaan. Onbeperkt manoeuvreren en escorteren van scheepsaanvalsteams.
Dit is Ruby. Een serie van zes Franse kernonderzeeërs die de kleinste kernonderzeeërs ter wereld zijn geworden. Met een romplengte van 74 meter is hun oppervlakteverplaatsing slechts 2400 ton (onder water - 2600 ton).
Volgens officiële gegevens bleek de baby "Rube" zes keer goedkoper te zijn dan de Amerikaanse "Seawolf" (≈ 350 miljoen dollar aan prijzen van de jaren tachtig). Zelfs gecorrigeerd voor inflatie kunnen de huidige kosten van zo'n boot worden vergeleken met de meest "geavanceerde" nucleaire onderzeeërs in Europa en het Verre Oosten. Duits-Turks contract - 3,5 miljard euro voor zes onderzeeërs met ECH; Japan - $ 537 miljoen voor de Soryu-onderzeeër met een eenvoudigere en goedkopere Stirling-motor.
"Ruby", dit miniatuur nucleair aangedreven schip, is geen superheld die in staat is om iemand te verpletteren en oppermachtig te heersen in de diepten van de zee. Een van de vele typen kernonderzeeërs van de derde generatie met een bescheiden set kenmerken. Maar zelfs met hun compromissen "Rubin" steekt met kop en schouders uit boven elke "dieselmotor" met een extra VNEU in termen van gevechtscapaciteiten.
Net zoals oppervlakteschepen met een warmtemotor (diesel - KTU - GTU) absoluut superieur zijn aan scheepsvoertuigen met alternatieve energiebronnen (wind, zonnepanelen, enz.). Te zwakke en onbetrouwbare maatstaven, niet in staat om op lange termijn een betrouwbare productie van de benodigde hoeveelheid energie te leveren.
Dieselmotoren werken niet onder water. De enige bron die een vergelijkbaar niveau van energievoorziening kon bieden, was en blijft een kernreactor.
Stealth
Zoals elke technische oplossing heeft ook de VNEU zijn voor- en nadelen. Een van de belangrijkste "voordelen" van beweging onder water met behulp van Stirling en ECH wordt de verhoogde stealth van de boot genoemd. De parameter waarvan alles afhangt.
Ten eerste kleinere afmetingen en dus een kleiner nat oppervlak en minder hydrodynamisch geluid tijdens het rijden. Gedicteerd door de kleinere omvang van niet-nucleaire onderzeeërs.
Maar, zoals hierboven vermeld, verschilt het Ryubi-kernaangedreven schip weinig in grootte van de dieselelektrische onderzeeër. De lengte van de Franse kernonderzeeër is identiek aan de Varshavyanka. Bovendien is de breedte van de "Ryubi"-romp twee meter minder.
De meest opvallende geluidsbron (vooral bij lage snelheden) is echter het aandrijfsysteem. Niet-nucleaire onderzeeërs zijn verstoken van zoemende pompen die zorgen voor de circulatie van het koelmiddel in de reactor. Ze hebben geen turbo-reductoren en krachtige koelmachines - alleen stille batterijen. De luchtonafhankelijke installatie veroorzaakt tijdens bedrijf geen merkbare geluiden en trillingen.
Dit alles is natuurlijk waar: een dieselelektrische onderzeeër die in de diepte kruipt, is stiller dan het stilste nucleair aangedreven schip. Met één amendement: dit is een andere techniek om verschillende problemen op te lossen. Wat is het nut van de hoge geheimhouding van de nucleaire onderzeeër, als deze simpelweg niet in staat is om de oceaan over te steken in een ondergedompelde positie? Evenmin in staat om een squadron (AUG of KUG) te begeleiden dat met 18-20 knopen vaart.
Twee verschillende soorten apparatuur.
De keuze hangt af van het concept van het gebruik van de marine. Ondanks de duidelijke voordelen van dieselelektrische onderzeeërs (verhoogde geheimhouding van "zwarte gaten", relatief lage kosten), stopten de Verenigde Staten 60 jaar geleden met het bouwen van dieselaangedreven onderzeeërs. Naar hun mening hebben ze niemand om de kust te verdedigen. Alle vijandelijkheden vinden plaats in afgelegen maritieme theaters in Europese wateren, Azië en het Verre Oosten. Daar waar alleen nucleaire onderzeeërs op tijd kunnen komen (zonder stealth te verliezen en nooit naar de oppervlakte te komen).
Een soortgelijke mening wordt gedeeld door het Verenigd Koninkrijk, waar in 1994 de laatste dieselelektrische onderzeeërs uit de vaart werden genomen. Momenteel bestaat de Britse onderzeeërvloot volledig uit nucleair aangedreven schepen (11 eenheden in dienst).
Lawaai is een van de ontmaskerende factoren in duikbootoorlogvoering.
Een andere veelbelovende detectiemethode is het hittespoor van de onderzeeër. Een onderzeeër met een reactor met een thermisch vermogen van 190 MW geeft zeewater 45 miljoen calorieën per seconde. Hierdoor stijgt de temperatuur van het water in de directe omgeving van de onderzeeër met 0,2°C. Temperatuurverschil voldoende voor de aandacht van gevoelige warmtebeeldcamera's.
De Zweedse onderzeeër van het type "Gotland" werkt met capaciteiten van een andere orde. Twee "Stirling"-machines genereren een nuttig vermogen van 150 kW onder water, rekening houdend met het rendement, zal het thermisch vermogen van de machines 230 … 250 kW bedragen.
190 en 0,25 megawatt. Twijfel je nog?
Dat klopt, de vergelijking klopt niet. De lancering van de reactor van de boot op vol vermogen is alleen mogelijk onder uitzonderlijke omstandigheden. Bij lage snelheden (5 knopen) gebruiken kernonderzeeërs een paar procent van het nominale vermogen van de reactor. Dus de strategische 667BDR is voldoende voor 20% van het reactorvermogen en slechts aan één kant (18% - automatische beperking van het controle- en beschermingssysteem van de Brig-M-reactor). De reactor aan de andere kant wordt in een "koude" toestand gehouden.
Totaal: van de twee kernreactoren wordt er slechts één gebruikt (90 MW), op het minimumvermogen (ongeveer 20%).
In de toekomst gaat het grootste deel van deze megawatt "verloren" op de turbine. De joules aan warmte worden omgezet in joules nuttige arbeid. Een onderzeese raketdrager met een hoogte van een gebouw van 7 verdiepingen wordt in beweging gezet. Oververhitte stoom (300 °) aan de uitlaat van de turbine verandert in 100 graden "kokend water", dat naar de condensor wordt gestuurd. Daar koelt het af, maar niet tot het absolute nulpunt, maar alleen tot 50°C. Het is dit temperatuurverschil dat moet worden "verspreid" in de buitenboordruimte.
In de praktijk wordt het thermische spoor van een onderzeeër niet bepaald door de thermische emissies van de motor, maar door de vermenging van waterlagen tijdens de passage van de onderzeeër. In die zin hebben nucleaire onderzeeërs zelfs voordelen ten opzichte van niet-nucleaire onderzeeërs. De vorm van hun romp is ideaal afgestemd op beweging onder water, terwijl de meeste "diesel" gedwongen worden om uitgesproken "oppervlakte" contouren te hebben (waar ze de helft van hun tijd doorbrengen).
conclusies
Onder de operationele landen van onderzeeërs met een luchtonafhankelijke motor zijn Israël (type "Dolphin"), Zweden ("Gotland" en Project A26), Griekenland, Italië, Turkije, Zuid-Korea en Portugal (Duitse onderzeeër type 214), Japan (type "Soryu"), Brazilië, Maleisië, Chili (Frans" Scorpen "). Het is opmerkelijk dat de Fransen zelf, die uitstekende niet-nucleaire onderzeeërs bouwen voor andere landen, niet-nucleaire onderzeeërs volledig hebben verlaten ten gunste van nucleair aangedreven schepen (10 eenheden).
De grote vraag naar onderzeeërs met anaërobe voortstuwing wordt gevormd door landen die wel een moderne en efficiënte vloot willen hebben, maar niet in staat zijn kernonderzeeërs te bouwen en te exploiteren.
Een nucleaire boot is niet zomaar een schip. Dit is de bijbehorende nucleaire industrie, technologieën voor het opladen van kernreactoren, het lossen en afvoeren van verbruikte splijtstof. Basisinfrastructuur met speciale beveiligings- en controlemaatregelen.
Rusland, de VS, China, Frankrijk en Groot-Brittannië hebben deze technologieën al tientallen jaren opgebouwd. De rest zou helemaal opnieuw moeten beginnen. Daarom is voor Griekenland, Maleisië en Turkije de illusie om te kiezen tussen een nucleaire onderzeeër en een dieselmotor met een hulp VNEU (tegen de prijs van een nucleair aangedreven schip) de enige oplossing. Niet-nucleaire onderzeeërvloot.
In Rusland is alles anders.
Met ingang van 2017 heeft de marine 48 nucleaire onderzeeërs en 24 dieselelektrische onderzeeërs, incl. zes nieuwe "Varshavyankas" met een bijgewerkt sonarsysteem en "Caliber" kruisraketten.
Atomaire "haaien" zijn ontworpen om overal in de oceanen te opereren. Dieselelektrische "Varshavyanka" is een rationele oplossing voor de nabije zeezone. Voor acties in de gebieden waarvoor deze onderzeeboten zijn bedoeld, maakt de aanwezigheid van VNEU niet veel uit. "Varshavyanka" beweegt zich onder water met de langzaamste 3-5 knoopsnelheid en zal in slechts één dag over de Zwarte Zee (van de Krim naar de kust van Turkije) kruipen. En hij zal het zo stil mogelijk doen, in tegenstelling tot Stirling. De batterijen maken geen geluid.
De keuze tussen een dure onderzeeër met anaërobe voortstuwing en een miniatuur nucleair aangedreven onderzeeër (zoals de Franse "Rube") is voor Rusland van weinig belang. In de bestaande realiteit en het huidige concept van het gebruik van de marine is er gewoon geen plaats voor.
