«Обойдется без гребного винта»: Минобороны Франции разрабатывает новый привод для атомной подлодки

57
«Обойдется без гребного винта»: Минобороны Франции разрабатывает новый привод для атомной подлодки

Иллюстративное фото


Для эффективного выполнения своих задач атомная подводная лодка должна быть как можно более незаметной. Однако, несмотря на инновации, разработанные в последние десятилетия, субмарина с ядерной силовой установкой все еще издает кавитационный шум, производимый ее гребным винтом. Это позволяет неприятелю определить акустическую сигнатуру подлодки и, следовательно, идентифицировать цель.



Устранить этот кавитационный шум в состоянии только одно техническое решение: обойтись без гребного винта благодаря магнитной гидродинамике (МГД)

- отмечается в издании Opex360.

Как указывается, МГД позволяет использовать электромагнитные силы для приведения в движение кораблей с помощью реакции: силы Лапласа возникают в результате взаимодействия между магнитным полем, создаваемым сверхпроводящими катушками, и электрическими токами, протекающими в морской воде. Таким образом, электрическая энергия, подаваемая бортовыми генераторами, напрямую преобразуется в механическую.

Силовая установка такого типа дает возможность не использовать все движущиеся механические части (такие как гребной винт, вал и прочие) и в итоге позволяет избежать кавитационного шума.

Во времена Холодной войны работы по созданию приводов МГД для кораблей велись в США и в СССР, при этом советские инженеры продвинулись гораздо дальше. С тех пор был сделан целый ряд открытий в области сверхпроводимости, которые изменили правила игры: стало возможным производство сверхпроводящих электромагнитов, способных создавать магнитные поля величиной в несколько тесла.

В 1992 году японская компания Ship Ocean Foundation разработала Yamato 1 – демонстрационный образец подводной лодки с электромагнитным двигателем. При водоизмещении 280 тонн и длине 30 метров она могла двигаться со скоростью 8 узлов благодаря МГД-приводу.

Но дальнейшее развитие данной технологии затруднялось тем, что катушки, необходимые для создания достаточного магнитного поля, все еще были слишком тяжелыми для таких кораблей.

Однако в июне прошлого года DARPA, агентство Пентагона, занимающееся инновациями, возобновило работу в этой области в рамках проекта PUMP, так как новые перспективы открыли смеси редкоземельного оксида бария-меди (REBCO).

Как пояснили в Минобороны Франции, военное ведомство страны занимается аналогичными разработками. Отмечается, что достижения в области сверхпроводимости за последние десять лет позволяют рассмотреть возможность изготовления магнитов больших размеров, которые создают сильное поле (до 20 тесла).
    Наши новостные каналы

    Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.

    57 комментариев
    Информация
    Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
    1. +1
      29 ноября 2023
      Интересно, такой двигатель не превратит лодку в микроволновую печь? Для здоровья экипажа явно неполезно
      1. -5
        29 ноября 2023
        Для подводного беспилотника идеальный двигатель...
        1. +4
          30 ноября 2023
          Цитата: MstislavHrabr
          Для подводного беспилотника идеальный двигатель...

          И будет он размером с эсминец.
          1. +3
            30 ноября 2023
            С атомным реактором на борту ибо энергии жрать он будет очень много.
            1. 0
              1 декабря 2023
              ...энергии жрать он будет очень много.

              Вопрос с энергообеспечением для атомного реактора - второй вопрос. Первый вопрос - необходимость поддержания температуры выше 92 К = 180 гр. С. Для получения такой температуры придется постоянно с собой возить балласт, обеспечивающий низкотемпературную сверхпроводимость. А при соответствующих размерах сверхпроводящих проводников величина балласта тоже будет впечатляющей.
          2. +2
            30 ноября 2023
            И будет он размером с эсминец.

            Размеры то ладно, а мне вот интересно как будут взаимодействовать мины с магнитными взрывателями, на такой движитель, и не важно на чём он установлен.
            Все корабли проходят обязательную процедуру размагничивания, а французские инжинеры затейники, на лодку пытаются здоровенный магнит присобачить.
            субмарина с ядерной силовой установкой все еще издает кавитационный шум, производимый ее гребным винтом. Это позволяет неприятелю определить акустическую сигнатуру подлодки и, следовательно, идентифицировать цель.

            Может они пытаются затруднить индетификацию ПЛ, но какой в этом смысл?
            Более того, все водоёмы мира слоистые, и распространение акустики между этими слоями, весьма специфично, ПЛ не даром ныряют на большие глубины, с помощью этих перемещений по глубине они могут скрывать свой акустический след. А вот распространению электромагнитных волн, никакие скачки солёности, температуры между слоями воды в море, не мешают.
            Так стоит ли овчина выделки?
            Время покажет.
            1. 0
              30 ноября 2023
              Кстати, мне в школе рассказывали о том, что магнитные свойства материала достаточно сильно зависят от температуры. А сверхпроводимость идёт довольно тесным "тандемом" с низкими (ну, очень низкими температурами...)...

              Т.е. "нагрел манит" немного выше, и он "поехал". А вместе с ним и "ход" ПЛ...

              Значит, есть резон, не спеша (дело то ещё не скорое...) поискать методы и средства "воздействия"...
              1. 0
                30 ноября 2023
                А сверхпроводимость идёт довольно тесным "тандемом" с низкими (ну, очень низкими температурами...)...
                Всё верно. Говорим сверхпроводящая керамика, подразумеваем криогенную установку. Причём, в случае капризных сверхпроводников довольно навороченную в плане стабильности и точности поддерживаемой температуры. Потому что несколько градусов выше, несколько градусов ниже и нет никакой сверхпроводимости. А может просто её не быть по непонятным причинам даже при установленной температуре.
          3. +1
            30 ноября 2023
            Я один полагаю, что в случае перехода на такие технологии обеспечения "бесшумного" хода ПЛ, её акустические демаскирующие сигнатуры, "плавно и гармонично" заменятся на электромагнитные демаскирующие сигнатуры?.. Тоже вполне себе "читаемые" дистанционно?..

            Причем, их интенсивность и спектр будут довольно четко зависеть от скорости хода лодки ну, и ещё "кое от чего"...
      2. +1
        29 ноября 2023
        Для здоровья и от реактора так себе польза
      3. Комментарий был удален.
      4. 0
        30 ноября 2023
        Интересно, такой двигатель не превратит лодку в микроволновую печь?

        нет, не превратит, там нет СВЧ-поля, постоянное магнитное поле и постоянный ток
      5. 0
        30 ноября 2023
        Интересно, такой двигатель не превратит лодку в микроволновую печь?
        Каким образом по вашему это произойдёт? Даю подсказку. Используется магнитное поле постоянных сверхпроводящих электромагнитов.
        Для здоровья экипажа вообще вредно находиться несколько месяцев в замкнутом пространстве.
    2. +7
      29 ноября 2023
      Ну, что....
      Технические и научные консультанты фильма "Охота за Красным Октябрём", снятым в 90-м году, своим МГД -движитилем (гусеницей) опередили время на 40-50 лет?
      1. +10
        29 ноября 2023
        Клэнси не единственный, кто на эту тему писал. Есть и вот такое


        https://www.rulit.me/books/tajna-solenoida-read-112278-1.html
      2. 0
        29 ноября 2023
        ЦНПК урчал,как котёнок- оттуда))))(Книга Тома Клэнси)
        1. +4
          29 ноября 2023
          Это я к чему-МГД позволяет использовать электромагнитные силы для приведения в движение ЖМТ в 1 контуре.Тема рабочая-но куда девать не слабое магнитное поле.
          1. 0
            30 ноября 2023
            Пусть остается, это отличная мишень и цель для наведения. Такие лодки не могут быть массовыми иначе смысл потеряется. Да она будет тише, акустик может не рассышать, но звук полностью не уйдет и есть другие методы отпределить, что это и где. Про энерго затраты и на сколько двигатель по ресурсу будет живучь большой вопрос. Реакцию электролиза, гальванического растворения никто не отменял.
            1. +4
              30 ноября 2023
              Цитата: Mitos
              Да она будет тише, акустик может не рассышать, но звук полностью не уйдет и есть другие методы отпределить, что это и где.

              Я вот читаю комментарии и меня терзают смутные сомнения.
              Да, я слабо разбираюсь в подводном флоте (точнее, никак), но хорошо помню школьный курс физики.

              В связи с этим вопрос. Возможно, специалисты-подводники посмеются, но мне простительно.
              А не будет ли так, что в плане обнаружения вражин гидроакустик отойдёт на третий план, а главным для обнаружения таких посудин станет "магнитометрщик"? Магнитное поле-то куда девать? Магнитометры эвон когда изобрели
              И что-то мне подсказывает, что с близкого (в глобальном плане) расстояния эти "невидимки" чуть ли не обычные компасы будут показывать вместо магнитного полюса Земли.
              Сильно больно тапками не кидайтесь - в школе физику учил, но базовые знания о подводном флоте приобретены при просмотре фильма "Тайна двух океанов". feel
              1. +1
                30 ноября 2023
                Магнитометры стоят на противолодочных самолётах с 56 года. Навскидку вот статья, легко находится в поисковике.
                "Поисковый магнитометр апм 60. Анатолий Михайлович Артемьев. противолодочные самолеты"
                Цитата из неё:
                Отличаются ли показания магнитометра на воздухе и под землёй (под водой, бетоном, льдом и т. д.)?
                Нет, не отличаются, т.к. естественных преград для магнитного поля не существует. Именно поэтому все испытания магнитометров , в отличие от металлоискателе й, можно проводить на воздухе или на поверхности земли.

                Так что да, может она станет "тише", но вряд ли станет незаметнее.
          2. 0
            30 ноября 2023
            hi
            Именно. С такой выдаваемой мощностью любой прибор ЭМИ, Найдёт её по напряжённости магнитного поля, причём лучше будет обнаруживаться, чем гидроакустикамм.
      3. 0
        30 ноября 2023
        Просто в СССР были экспериментальные лодки с двигателями такого типа .
    3. +4
      29 ноября 2023
      Вообще-то сила, действующая на ток в магнитном поле, традиционно называлась силой Ампера. Ну, ладно, Вика почему-то эту силу назвала, как в заметке, а других источников автор, видимо, не знает. Но таскать с собою сверхпроводящие катушки, т. е. криогенные (других пока нет), это как? Маразм крепчал.
      1. +2
        29 ноября 2023
        Сила Ампера действует на проводник с током в магнитном поле, а сила Лоренца- на точечную заряженную частицу в магнитном поле.
      2. +3
        29 ноября 2023
        Сила Ампера действует между 2-мя проводниками с током. На этом и был основан эталон, не знаю, как сейчас.
        А на проводник с током в магнитном поле действует сила Лоренца, Лаплас тут точно ни при чём.
        1. -1
          29 ноября 2023
          Закон Ампера (его еще называют Закон взаимодействия токов) говорит о взаимодействии двух проводников с током.

          Сила взаимодействия двух параллельных проводников пропорциональна произведению величин токов в проводниках, пропорциональна длине этих проводников и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

          Сила Ампера- это сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля. Закон Ампера и сила Ампера- это не совсем одно и то же.
      3. 0
        30 ноября 2023
        Цитата: Авиатор_
        таскать с собою сверхпроводящие катушки, т. е. криогенные (других пока нет), это как?

        Есть сверхпроводники высокотемпературные, которым достаточно жидкого азота, в России производятся. Криогенная техника достаточно освоена и трудностей не представляет, имхо. Катушки на коллайдере в Европе мотали из нашей проволоки. Если интересно, вот здесь подробнее и от первого лица
        https://atomvestnik.ru/2023/03/30/pionery-sverhprovodimosti/?ysclid=lpkt3q7df3390658678
    4. +2
      29 ноября 2023
      Интересная НОВОСТЬ! Эта хреновина разрабатывается уже десятки лет! Свежо! laughing
      1. +12
        29 ноября 2023
        "... и такое рассказал, ну до того красиво, что я чуть было не попал в лапы Тель-Авива" (В. Высоцкий) laughing
      2. 0
        29 ноября 2023
        Наш погружной корабль и тот рулит на этом фоне laughing
    5. +6
      29 ноября 2023
      Устранить этот кавитационный шум в состоянии только одно техническое решение: обойтись без гребного винта благодаря магнитной гидродинамике (МГД)

      - отмечается в издании Opex360.
      А в надводном положении вёсла по одному на каждого члена экипажа как на каноэ, парус не актуален так как китайцы идею перехватили winked
    6. +19
      29 ноября 2023
      Магнитометры в радиусе тысячи миль с ума сойдут.
      1. +3
        29 ноября 2023
        Цитата: Болторез
        Магнитометры в радиусе тысячи миль с ума сойдут.

        И можно будет мимо них незаметно проползти. bully
      2. +12
        29 ноября 2023
        Цитата: Болторез
        Магнитометры в радиусе тысячи миль с ума сойдут.

        Не сойдут. Но возмущения магнитного поля Земли будут вполне различимы, а потом лодки в клетки Фарадея упрячут, а потом магнитометры начнут кильватерный след намагниченной воды искать, а потом начнут здоровенными мешалками кильватерный магнитный след перемешивать, чтобы магнитометрам было не видно, а гидроакустика подключится и пошел новый виток НТР fellow
      3. 0
        30 ноября 2023
        Цитата: Болторез
        Магнитометры в радиусе тысячи миль с ума сойдут.

        След из кипящей воды будет виден и без магнитометра
    7. +4
      29 ноября 2023
      Чёт читал про такое давно. Там же вроде канал через всю лодку проходить должен и в нем вода разгонятся магнитами. Но тормознулась тема, потому, что магнитов не могли сделать мощных.
      1. +13
        29 ноября 2023
        Там же вроде канал через всю лодку проходить должен и в нем вода разогнётся магнитами.
        Журнал "Юный Техник" за 1970 год. Там же был разбор этого наукообразного бреда, я уже про криогенные магниты выше написал.
    8. +2
      29 ноября 2023
      Всё это пока на стадии опытов . Реальное применение ещё за горизонтом событий
    9. -1
      29 ноября 2023
      Лягушатники тоже умеют пилить бюджет фантастическими прожектами.
      1. +3
        29 ноября 2023
        Именно фантастические проекты и двигают прогресс. Реализация на практике опытного изделия дает объем знаний в сотни раз превосходящий сухую теорию. Пусть в итоге и выстрелит 1 проект из сотен. Тот, кто "не фантазирует" будет вечно плестись в конце.
    10. fiv
      +5
      29 ноября 2023
      Явная утка. Нужны компрессоры для производства жидкого газа для охлаждения сверхпроводниковой техники, турбины, генераторы. А следов, кроме акустического, будет достаточно - магнитный, тепловой, даже химический. А протекание токов в морской воде будет вызывать выделение газов - вот и пузырьки. Так, наверное. И туннель здоровый через поллодки для мгд движителя. Оч сложный корпус.
      1. ANB
        +4
        29 ноября 2023
        . Явная утка

        Не утка, а модная нынче штука "стартап". А главное в стартапе что? Нет, не сделать то, что объявлено, а привлечь инвестиции. А потом правильно их потратить. А дальше трава не расти. :)
    11. +2
      29 ноября 2023
      .
      «Обойдется без гребного винта»

      Можно просто воду сзади кипятить laughing
    12. 0
      29 ноября 2023
      Вероятно струйного (водометного) типа, он бесшумнее!
      1. -1
        29 ноября 2023
        Лодки с водомётами у французов уже есть.
    13. +1
      29 ноября 2023
      МГД двигатель на морской воде и использовании сверхпроводящих магнитов практически реализован еще лет 30 назад.
      Yamato 1 — экспериментальное судно, построенное в начале 1990-х годов Mitsubishi Heavy Industries, дочерним предприятием японского конгломерата Mitsubishi. Судно оснащено магнитогидродинамическим приводом на основе МГД-генератора. В схему генератора входят сверхпроводники, охлаждаемые жидким гелием. Двигатель создаёт движущую силу за счёт МГД-эффекта, прилагая магнитное поле к электропроводящей жидкости. Рабочим телом для МГД-генераторов судна (их в конструкции два) является морская вода. Двигательная установка не имеет движущихся частей.

      Судно было испытано в гавани города Кобе в июне 1992 года и (несмотря на более высокие расчётные данные) достигло максимальной скорости около 15 км/ч.



      Для гражданской лодки получился дорогим и сложным. Но, возможно, военные доработают идею. За 30 лет технологии изменились.
    14. +8
      29 ноября 2023
      А еще можно под водой протянуть канат а нужном направлении и перебирая его руками экипажа двигать лодку и без кавитационных пузырьков, и без чудовищных магнитных возмущений. Главное, соблюдать тишину, и не матюгаться по-французски, этт может быть демаскирующим признаком.
      И не пытаться продать эти лодки Австралии ввиду нетяжелого поведения австралийцев.
    15. 0
      29 ноября 2023
      магнитометр противолодочных самолетов рискует взорваться при силе тока в 20 тесла :))
    16. +3
      29 ноября 2023
      МГД-движитель - тема любопытная. Там кроме сильных магнитных полей, есть проблема тока через морскую воду, со всеми последствиями электродов и гальванического их растворения... да и следы от этого процесса, в виде газового следа ( в частности, хлор из поваренной соли)... Будут сторожевики с газоанализаторами рыскать, как собаки.
    17. +3
      29 ноября 2023
      То есть , шума винтов больше не будет , но будет сильное магнитное поле ? Шило на мыло меняют ?
    18. +2
      29 ноября 2023
      Самолеты ПЛО с магнитометрами будут вне себя от счастья. Будут засекать за десятки если не сотни км. Да и ГСН торпед наверно можно сделать с наведением источник магнитного поля (хотя тут могу ошибаться).
    19. 0
      29 ноября 2023
      силы Лапласа возникают

      Судя по заметке, автор в школу не ходил совсем. Силы Лапласа возникать не могут по причине того, что таковые не существуют в природе.
      Если коротко и без формул, вопрос выглядит так.
      Работа обычного электродвигателя связана с перемещением металлического проводника с током в магнитном поле.
      В МГД движителе роль проводника выполняет морская вода.
      Согласно закону электромагнитной индукции при движении проводника с током в постоянном магнитном поле со стороны последнего на проводник действует сила (сила Ампера).
      Если в качестве проводника электрического тока рассматривать морскую воду, то силы Ампера, возникающие в результате взаимодействия тока, пропускаемого через воду, с постоянным магнитным полем будут ускорять протекающую через поле массу m воды, вызывая непрерывное приращение скорости Wa потока. Такое приращение в соответствии с теорией идеального гидрореактивного движителя обусловливает появление силы тяги.

      1. 0
        30 ноября 2023
        Судя по заметке, автор в школу не ходил совсем.
        Он на дистанционке обучался, через Вику.
        Силы Лапласа возникать не могут по причине того, что таковые не существуют в природе.
        Это в природе их нет, а в Вике, которую заполняют такие же неучи, она присутствует. Я про это писал.
    20. +3
      30 ноября 2023
      Сей прожект очень сырой по исполнению и критичен для скрытности подводного объекта по паразитному магнитному полю.
      1. кавитация. она только при больших скоростях, а при максимально малошумной скорости пока лампочка от "винта" не загорелась -- все нормально.
      2. 20 тесла -- да такую магнитную аномалию для Р-8 Посейдон и придумать было бы трудно! А именно на магнитометрии осуществляется поиск ПЛ в ДМЗ.
      3. вес сверхпроводящих катушек, да криогенная установка к ней (нынешние сверхпроводники работают при сильно отрицательных температурах) сожрут все мыслимые весовые нагрузки! А куда аппаратуру и оружие прикажите девать?
      /// Не-е-е...Такой хоккей нам не нужен! (с)
      А что же будет в ближайшей перспективе?
      Будут водометы с ГЭД в кольцевом зазоре (фенестроне): отсутствие гребного вала, упорных и опорных подшипников, дейдвудов ГВ -- все это снизит шумность ПЛ, увеличит глубину погружения, высвободит веса и объемы, что, при прочих равных условиях, позволит уменьшить размеры ПЛ, а следовательно и ее заметность... yes
      Как-то так, однако. АГА.
    21. -1
      30 ноября 2023
      Боюсь, что во Франции , так же как и в США, тупо попилят деньги и и через четверть века заявят, что в общих чертах они как бэ сделали, а то что цена и отдельные недостатки -так кто ж знал, что природа какая коварная? :)
    22. 0
      30 ноября 2023
      Цитата: Я свой
      .
      «Обойдется без гребного винта»

      Можно просто воду сзади кипятить laughing

      Не в заде! А в нутре! Тогда она пойдёт назад и будет реактивная тяга. Енто называеца турбина! /ржёт/ :)
    23. 0
      30 ноября 2023
      В магнитном плое сужаются сосуды, нарушаются обменные процессы, повышается утомляемость, снижаются адаптационные возможности сердечно-сосудистой и иммунной систем. Нарушается скорость течения биохимических процессов, резко сокращается продолжительности жизни. При воздействии сильного манитного поля наблюдается повышение температуры тела (39-40 0С), появляется одышка, ощущение ломоты в руках и ногах, мышечная слабость, головные боли, сердцебиение, повышение давления. При хроническом воздействии ведущее место занимают функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.
    24. 0
      1 декабря 2023
      Да это просто гениально! )) Так и вижу судорожно дергающуюся под водой лодку, в которой экипаж намертво принайтован к своим боевым постам. И все равно мозги несчастных мореходов вытекают через уши. Рывками))
      Скорость истечения водяной струи и ее мощность как реактивного потока полностью зависят от магнитных свойств воды. А эти самые свойства крайне непостоянны. Попалось по пути поле планктона? Все по другому. Рыбко описалась перед приемным соплом - все изменилось опять. И так всю дорогу. Капитан Немо рыдает в своей книжной вселенной. От смеха...

    «Правый сектор» (запрещена в России), «Украинская повстанческая армия» (УПА) (запрещена в России), ИГИЛ (запрещена в России), «Джабхат Фатх аш-Шам» бывшая «Джабхат ан-Нусра» (запрещена в России), «Талибан» (запрещена в России), «Аль-Каида» (запрещена в России), «Фонд борьбы с коррупцией» (запрещена в России), «Штабы Навального» (запрещена в России), Facebook (запрещена в России), Instagram (запрещена в России), Meta (запрещена в России), «Misanthropic Division» (запрещена в России), «Азов» (запрещена в России), «Братья-мусульмане» (запрещена в России), «Аум Синрике» (запрещена в России), АУЕ (запрещена в России), УНА-УНСО (запрещена в России), Меджлис крымскотатарского народа (запрещена в России), легион «Свобода России» (вооруженное формирование, признано в РФ террористическим и запрещено)

    «Некоммерческие организации, незарегистрированные общественные объединения или физические лица, выполняющие функции иностранного агента», а так же СМИ, выполняющие функции иностранного агента: «Медуза»; «Голос Америки»; «Реалии»; «Настоящее время»; «Радио свободы»; Пономарев; Савицкая; Маркелов; Камалягин; Апахончич; Макаревич; Дудь; Гордон; Жданов; Медведев; Федоров; «Сова»; «Альянс врачей»; «РКК» «Центр Левады»; «Мемориал»; «Голос»; «Человек и Закон»; «Дождь»; «Медиазона»; «Deutsche Welle»; СМК «Кавказский узел»; «Insider»; «Новая газета»