Wingi wa manowari za kisasa zina vifaa vya umeme wa dizeli. Vifaa vile vina shida za tabia, ndiyo sababu utaftaji wa njia mbadala na faida hufanywa. Kama inavyoonyesha mazoezi, kiwango cha kisasa cha teknolojia inafanya uwezekano wa kuunda mitambo yenye nguvu kwa manowari zisizo za nyuklia, na tunazungumza juu ya mifumo ya usanifu tofauti.
Shida na suluhisho
Ubaya kuu wa manowari ya umeme ya dizeli ni hitaji la kuchaji tena kwa betri kwa njia ya jenereta ya dizeli. Ili kufanya hivyo, manowari lazima ielea juu au uso kwa kina cha periscope - ambayo huongeza uwezekano wa kugunduliwa na adui. Wakati huo huo, muda wa kupiga mbizi kwenye betri kawaida hauzidi siku kadhaa.
Njia mbadala ya dizeli ni mmea wa nguvu za nyuklia, lakini matumizi yake hayawezekani kila wakati na haki kwa sababu ya ugumu na gharama kubwa. Katika suala hili, kwa miongo kadhaa, suala la kuunda vituo vya nguvu huru vya hewa (VNEU) na sifa zinazohitajika na bila hasara za mifumo ya umeme ya dizeli imesomwa. Teknolojia mpya kadhaa za aina hii zimetekelezwa kwa ufanisi, na kuwaagiza wengine kunatarajiwa katika siku za usoni.
Kwa ujumla, kuna njia kadhaa za kuunda VNEU. Ya kwanza inajumuisha kujenga tena jenereta ya dizeli kwa kutumia injini tofauti ambayo haitaji sana kwenye hewa inayoingia. Ya pili inapendekeza uzalishaji wa umeme kwa kutumia kinachojulikana. seli za mafuta. Ya tatu ni kuboresha betri, ikiwa ni pamoja na. hadi kukataliwa kwa kizazi chake.
Njia mbadala ya Stirling
Manowari ya kwanza isiyo ya nyuklia na VNEU kamili, iliyowekwa huduma, mnamo 1996 ilikuwa meli ya Uswidi Gotland. Manowari hii ilikuwa na urefu wa m 60 na uhamishaji wa tani 1600, na pia ilibeba mirija 6 ya torpedo ya calibers mbili. Kiwanda chake cha nguvu kilijengwa kwa msingi wa dizeli-umeme wa kawaida na kuongezewa na vifaa vipya.
Uendeshaji wa uso na uzalishaji wa umeme hutolewa na dizeli mbili za MTU 16V-396 na jozi ya jenereta za Hedemora V12A / 15-Ub. Propel kwa njia zote inaendeshwa na motor umeme. Katika nafasi iliyozama, manowari, badala ya dizeli, huanza injini ya Stirling ya aina ya Kockums v4-275R, ikitumia mafuta ya kioevu na oksijeni iliyochomwa. Hifadhi ya mwisho hukuruhusu kukaa chini ya maji hadi siku 30 bila hitaji la kupanda. Kwa kuongezea, injini ya Stirling haina kelele kidogo na haifunuli manowari pia.
Manowari tatu mpya zilijengwa kulingana na mradi wa Gotland; jengo la pili na la tatu liliagizwa mnamo 1997. Mwanzoni mwa miaka ya 2000, mradi wenye nambari ya Södermanland ulitekelezwa. Iliandaa usasishaji wa manowari mbili za dizeli-umeme za aina ya Västergötland na usanikishaji wa VNEU kutoka mradi wa Gotland. Japani ikavutiwa na maendeleo ya Uswidi. Chini ya leseni, alikusanya VNEU kwa manowari za aina ya "Soryu". Kwa sababu ya vipimo vyao vikubwa na makazi yao, manowari za Japani hubeba injini nne za v4-275R mara moja.
Mitambo ya baharini
Wakati wa ukuzaji wa mradi wa Nge, waundaji meli wa Ufaransa walipendekeza toleo lao la VNEU kulingana na injini mbadala. Ufungaji kama huo, unaoitwa Module d'Energie Sous-Marine Autonome (MESMA), ulitolewa kwa wateja wanaoweza kutumiwa kwa manowari mpya zilizojengwa.
Mradi wa MESMA ulipendekeza injini maalum ya turbine ya mvuke inayotumiwa na ethanol na hewa iliyoshinikizwa. Mwako wa mchanganyiko wa hewa-pombe ulipaswa kutoa mvuke kwa turbine inayoendesha jenereta. Bidhaa za mwako kwa njia ya dioksidi kaboni na mvuke wa maji chini ya shinikizo kubwa zilipendekezwa kutolewa baharini juu ya anuwai yote ya kina cha uendeshaji. Kulingana na mahesabu, manowari ya Scorpne na VNEU MESMA inaweza kubaki chini ya maji hadi siku 21.
Kiwanda cha MESMA kilitolewa kwa wateja anuwai. Kwa mfano, ilipangwa kutumiwa katika mradi wa Nge-Kalvari kwa India. Walakini, kiwanda cha majaribio kilionyesha utendaji wa kutosha, na nia ya mradi huo ilipunguzwa sana. Kama matokeo, manowari mpya za Ufaransa za dizeli-umeme bado zina vifaa vya injini za dizeli - ingawa watengenezaji tayari wametangaza usasishaji mpya na kuletwa kwa suluhisho zingine zinazoahidi.
Mnamo mwaka wa 2019, watengenezaji wa meli za Urusi walitangaza uundaji wa VNEU mpya kulingana na injini ya turbine ya gesi iliyofungwa. Inajumuisha mizinga ya oksijeni iliyochanganywa: hupuka na hutolewa kwa injini. Gesi za kutolea nje zinapendekezwa kugandishwa na kutupwa nje tu wakati wa kuongezeka katika eneo salama. VNEU kama hiyo inatengenezwa ndani ya mfumo wa mradi wa P-750B.
Kiini cha mafuta
Mwisho wa miaka ya tisini, Ujerumani ilikuwa imeunda toleo lake la VNEU. Mnamo 1998, ujenzi ulianza kwenye manowari kuu ya mradi mpya wa Aina 212, ulio na mfumo sawa. Mradi wa Ujerumani ulihusisha utumiaji wa mfumo wa Nokia SINAVY, ambao unachanganya motor ya umeme na seli za mafuta ya hidrojeni. Kwa harakati juu ya uso, jenereta ya dizeli ilihifadhiwa.
Mchanganyiko wa SINAVY ni pamoja na seli za mafuta za kubadilishana za protoni za Siemens PEM kulingana na hydridi ya chuma kutoka kwa tanki ya oksijeni iliyochomwa. Kwa usalama ulioongezwa, hydride ya chuma na vyombo vya oksijeni ziko katika nafasi kati ya nyumba zenye mwamba na nyepesi. Wakati wa operesheni ya VNEU, haidrojeni inayopatikana kutoka kwa hydride ya chuma, pamoja na oksijeni, hulishwa kwa utando maalum na elektroni, ambapo sasa hutengenezwa.
Uhuru wa manowari "212" hufikia siku 30. Faida muhimu ya VNEU SINAVY ni ukosefu kamili wa kelele wakati wa operesheni kwa utendaji wa kutosha. Wakati huo huo, ni ngumu kutengeneza na kufanya kazi, na pia ina shida zingine.
Manowari sita 212 zilijengwa kwa Jeshi la Wanamaji la Ujerumani. Mnamo 2006-2017. nne kati ya meli hizi ziliingia katika meli za Uhispania. Kwa msingi wa "212", mradi wa "214" uliundwa, ambao hutoa uhifadhi wa VNEU iliyopo. Manowari kama hizo ni maarufu sana katika soko la kimataifa. Amri zilizopokelewa kutoka nchi nne kwa boti zaidi ya 20. Meli 15 tayari zimejengwa na kupelekwa kwa wateja.
Ikumbukwe kwamba VNEU kulingana na seli za mafuta inakua sio tu nchini Ujerumani. Sambamba na mradi wa MESMA huko Ufaransa, tofauti ya manowari ya Scorpne na utumiaji wa seli za mafuta ilitengenezwa. Ilikuwa manowari hizi ambazo ziliuzwa kwa India. Sasa vitu vya kizazi kipya vinaundwa. Hapo awali iliripotiwa kuwa seli zake za mafuta zinaendelezwa nchini Urusi. VNEU ya aina hii tayari imepita vipimo vya benchi, na katika siku zijazo itajaribiwa kwenye meli ya majaribio.
Manowari inayotumiwa na betri
Kuonekana kwa injini mpya na njia za kizazi hakuondoi hitaji la maendeleo zaidi ya teknolojia na vitengo vilivyopo. Kwa hivyo, betri za uhifadhi wa aina zilizojulikana na zilizo na ujuzi huhifadhi dhamana kubwa. Katika miradi ya kuahidi, inachukuliwa hata kama chanzo pekee cha nishati kwa mifumo yote.
Michakato ya kushangaza inazingatiwa katika ujenzi wa meli za Japani. Japani ilikuwa moja ya nchi za kwanza kumiliki VNEU na injini ya Stirling, lakini mnamo 2015 na 2017. manowari mbili za mradi uliobadilishwa wa Soryu ziliwekwa bila mifumo kama hiyo. Nafasi ya betri za kawaida na vitengo vya VNEU ilitolewa kwa betri za kisasa za lithiamu-ion. Kwa sababu ya hii, muda wa kupiga mbizi umeongezeka mara mbili ikilinganishwa na betri za kizazi kilichopita.
Tangu 2018ujenzi wa manowari ya mradi mpya wa Taigei, uliotengenezwa awali kwa kutumia ufungaji wa umeme wa dizeli na betri za lithiamu-ion, unaendelea. Meli inayoongoza ya mradi huo mpya tayari imezinduliwa, na vibanda vingine viwili vinaendelea kujengwa tangu mwaka jana. Kwa jumla, imepangwa kujenga manowari saba na kukubalika katika huduma kutoka 2022.
Kuna miradi mingi ya manowari ndogo ndogo, zilizo na betri tu. Katika siku zijazo, usanifu huu unaweza kupata programu katika miradi "mikubwa". Hivi karibuni, watengenezaji wa meli za Ufaransa waliwasilisha mradi wa dhana ya SMX31E, ambayo inachanganya maamuzi mengi ya kuthubutu. Hasa, manowari ilipokea betri tu na uwekaji wao kwa ujazo wote unaopatikana, ikiwa ni pamoja. kati ya miili ya kudumu na nyepesi. Betri lazima zitozwe kwenye msingi kabla ya kwenda baharini.
Inakadiriwa kuwa ikishtakiwa kabisa, SMX31E itaweza kubaki chini ya maji kwa siku 30-60, kulingana na kasi ya kuendesha na matumizi ya jumla ya nishati. Wakati huo huo, imepangwa kuhakikisha utendaji kamili wa vifaa vyote vya kawaida na vya ziada, tata, nk.
Katika mchakato wa mageuzi
Kwa hivyo, katika miongo ya hivi karibuni, kumekuwa na maendeleo makubwa katika uwanja wa VNEU kwa manowari zisizo za nyuklia. Aina anuwai za mifumo kama hiyo na huduma na faida kadhaa zimetengenezwa, kupimwa, kuletwa katika miradi na kuwekwa katika huduma. Walakini, hata mitambo ya hivi karibuni ya kujitegemea hewa ina hasara fulani. Wanabaki kuwa ngumu na ya gharama kubwa, wote kutengeneza na kufanya kazi.
Licha ya faida katika sifa za kiufundi na kiufundi, manowari zisizo na VNEU bado haziwezi kupandisha manowari za umeme za dizeli za usanifu wa "jadi". Kwa kuongezea, zile za mwisho zinaendelea na pia hutumia teknolojia na vifaa vya kisasa zaidi. Mfano mzuri wa ushindani kama huo kati ya matabaka tofauti ni maendeleo ya meli ya manowari ya Japani, ambayo ilirudi kwenye mpango wa umeme wa dizeli katika kiwango kipya cha kiufundi.
Inavyoonekana, ushindani kati ya mitambo isiyo na hewa na dizeli-umeme itaendelea katika siku zijazo zinazoonekana - na bado hakuna kipenzi wazi. Wakati huo huo, ni dhahiri kwamba majini wa ulimwengu ndio washindi. Wanapata fursa ya kuchagua chaguo bora kwa mmea wa umeme ambao unakidhi mahitaji yote.
