Подводные новинки Поднебесной

21 892 25
В своё время (в 30-е годы прошлого века) соревнование между императорской армией и императорским флотом определяло вектор внешней экспансии Японии. Попробовав силы у озера Хасан и на Халхин-Голе, японцы решили, что воевать на море с англосаксами – прибыльнее, чем ломать копья с РККА и её союзниками на просторах Китая и Монголии.

Для уважающего себя китайца сравнение с японскими милитаристами предельно оскорбительно, но... То, что КНР сегодня вкладывает огромные средства и силы в наращивание морской мощи, также достаточно ясно показывает, что в качестве противника себе китайцы видят американцев...



Подводные новинки Поднебесной
Что движет «неядерной» субмариной ВМС НОАК? Тайна, завёрнутая в секрет...

Особое внимание стоит уделить развитию подводных сил ВМС НОАК, а главное – их неядерной компоненты.

Дело в том, что в плане строительства субмарин с ядерной энергетической установкой наши южные соседи достаточно сильно отстали, как от ВМФ России, так и от ВМС США. То же самое можно сказать и о дизель-электрических подлодках. Однако в настоящее время получают развитие технологии, нетрадиционные в подводном кораблестроении, которые дают возможность КНР вырваться вперёд, по крайней мере, в этом вопросе. Речь идёт о так называемых «двигателях Стирлинга»...


Преподобный Роберт Стирлинг

Назвать эту технологию новой – язык не поворачивается. Своё видение тепловых машин преподобный Роберт Стирлинг (работавший в Шотландии священником) запатентовал больше двухсот лет назад – в 1816 году. Этот продвинутый и добрый пастырь предложил в качестве замены паровых машин, которые на тот момент часто взрывались, убивали и калечили машинистов и кочегаров – конструкцию, вырабатывающую энергию за счёт нагревания и охлаждения рабочего тела в цилиндре.

Машина Стирлинга имела ряд достоинств: она была тише, безопаснее, экономичнее, обладала большим ресурсом, но... Имела низкий КПД и требовала применения массивных радиаторов охлаждения, а в качестве рабочего тела – таких дорогих и редких (на момент разработки) химических элементов, как водород или гелий. В итоге на тот момент – не пошло.

Но времена меняются, и в XXI веке на двигатели Стирлинга обратили внимание конструкторы подводных лодок. Здесь недостатки «стирлингов» стали не так заметны (радиаторы охлаждения на ПЛ отлично работают на забортной воде, а значит – имеют значительно меньшие размеры, чем на суше, да и водород с гелием стали куда доступнее, чем в 1816 году), а вот достоинства... Двигатель Стирлинга значительно тише любого ДВС, а для подлодки малошумность – одна из основных характеристик! Да и экономичность, и увеличенный ресурс – лишними не будут.


ПЛ типа «Готланд» – скандинавский дизайн!

В общем, первый шаг в этом направлении сделали шведы. В 1988 году первый «стирлинг» получила шведская подлодка типа «Наккен». А введённые в строй в 1996–1997 гг. три субмарины типа «Готланд» стали первыми серийными лодками, оснащёнными этим типом воздухонезависимой энергетической установки. Но Швеция – это несерьёзно! Потому что следом экспериментировать со «стирлингами» стали в ВМС НОАК, а Китай – это уже совсем другие масштабы!

Правда, судить о реальном состоянии дел в китайском флоте можно лишь весьма приблизительно – плюс-минус лапоть: с режимом секретности в КНР всё в порядке. Поэтому рассуждать можно только на основании данных открытых источников, причём по большей части – западных. Так, например, Томас Ньюдик из проекта Warzone анализирует спутниковые снимки верфи Вучанг в Ухане. На снимках можно разобрать стоящую на стапеле подлодку.

На данной верфи строятся подводные лодки проекта 039А, но новостройка имеет явственные отличия от данного проекта. Так, автор указывает, что лодка значительно длиннее, чем субмарины проекта 039А, а также имеет новомодные (и в ВМС НОАК пока не замеченные) х-образные рули. По оценке автора, подлодка имеет длину примерно 82,4–94,5 метра (272–279 футов), против 76,7 метра (253 фута) у 039А проекта.


ПЛ проекта 613 – советские корни китайского подплава...

Здесь стоит сделать отступление.

Изначально подводные силы ВМС НОАК строились на основе подводных лодок советских проектов. Сначала это были лодки проекта 613 (в КНР – тип 03) – советский вариант немецкой XXI серии, не успевшей массово войти в строй к 9 мая 1945 года. Впоследствии, на смену им пришли дизель-электрические субмарины 633 проекта (033 «Ухань» по китайской классификации). Китайская переработка данного проекта стала называться тип 035 «Минь». Наконец, первой самостоятельной разработкой китайских инженеров стали подлодки типа 039 «Сун»...


ПЛ «Хангор» – экспортный (для ВМС Пакистана) вариант китайской подлодки типа 039

Новая лодка (а первый экземпляр был спущен на воду в 1999 году) имела каплевидную форму корпуса с резиновым покрытием, установленные на резиновые амортизаторы двигатели... Впрочем, первый блин, по-видимому, оказался комом – по оригинальным чертежам построили только одну подлодку.

Основная серия из семи подлодок, получившая обозначение 039G, была значительно усовершенствована. Как? Судить можно только по форме ограждения рубки – китайцы хранить военную тайну умеют. Ну и по тому, что испытания первого варианта были долгими и мучительными. На следующем варианте проекта, тип 039А, отсутствуют рубочные горизонтальные рули. Вот только... Все эти лодки, судя по всему, дизель-электрические.

Но в 2023 году прошли сообщения о том, что в КНР создан самый мощный в мире двигатель Стирлинга. Пишут, что двигатель выдал мощность 102 кВт, впервые преодолев 100-ваттный рубеж. В качестве рабочего тела в двигателе используется гелий под давлением 15 Мпа. Профессор Ху Цзяньин отмечает, что эффективность термоэлектрического преобразования составила 28 % при температуре рабочего тела 523 градуса Цельсия, а если температуру удастся довести до 600 градусов, то и эффективность вырастет до 34 процентов.


ПЛ типа 039G у пирса. «Стирлинг» или дизель?

Китайцы уже испытали свой «стирлинг» на своей же орбитальной станции, а значит... Запускать в космос непроверенную конструкцию себе дороже – цена килограмма выведенного на орбиту груза – кусается. Поэтому ходят разговоры о том, что на подлодках следующего поколения, предварительно обозначаемых как тип 039С, будет стоять именно двигатель Стирлинга. А может быть, и сейчас уже установлен – на существующих подлодках типа 039 – должны же были китайцы на чём-то довести до ума тот двигатель, что вывели в космос?


VLS-ячейки – один из вариантов полезной нагрузки подлодок типа 039

Впрочем, возможно, что удлинение корпуса замеченной на спутниковых снимках новой подлодки ВМС НОАК связано с установкой на неё ещё одного новомодного девайса – ячеек вертикального пуска ракет (VLS). Такие ячейки есть на последней из израильских подлодок типа «Долфин II» – «Дракон». Так же экспериментируют с VLS- ячейками инженеры из Южной Кореи, разместившие на своей подлодке «Досан Ангх Чангхо» шесть ячеек для запуска баллистических ракет SLBM (но могут в них загружаться и крылатые ракеты).


ПЛ «Сорю» – литийионный самурай...

Но есть и другие варианты использования дополнительного объема, полученного за счёт удлинения корпуса подлодки. Так, японцы, на своих лодках типа «Сорю» экспериментируют с использованием в качестве аккумуляторной батареи литийионных аккумуляторов. Возможно, что дополнительный отсек в китайской субмарине будет использован под эти аккумуляторы, что позволит существенно нарастить срок пребывания лодки под водой. Или для размещения разведывательного оборудования, либо подводных диверсантов.

Проще всего с х-образными рулями: считается, что они улучшают маневренные характеристики подлодки, а также снижают её шумность. Стоит отметить, что подлодки КНР обладают весьма посредственными характеристиками в плане шумности, поэтому, скорее всего, применение подобных нехарактерных ранее для субмарин китайской постройки рулей направлено именно на улучшение данной характеристики. Так же, как и применение двигателя Стирлинга вместо традиционного дизеля.


Были бы верфи – лодки будут!

Высоцкий пел «я ненавижу сплетни в виде версий». Учитывая образцовый режим секретности в ВМС НОАК, всё, что можно вытянуть из спутниковых снимков новой субмарины – те самые сплетни в виде версий. Неизвестно даже, подлодка нового типа попала в объектив любопытного спутника, или это очередная модернизация типа 039 со следующей литерой после цифр.

Одно можно сказать с завидной точностью – КНР уделяет повышенное внимание развитию своих военно-морских сил. Каждая из 13 китайских верфей на сегодняшний день мощнее всех американских верфей вместе взятых. Понятно, что большая часть из них строит торговые суда для обеспечения функционирования торговли первой экономики мира, но...

Нет ни малейших сомнений, что при нужде КНР сумеет печь военные корабли как горячие пирожки. Качество их на сегодняшний день, как бы это помягче выразиться... нельзя назвать шедевральным. Но нет такого качества, что невозможно было бы задавить количеством. А с этим у ВМС НОАК проблем не возникнет!
25 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. +5
    3 августа 2024 05:54
    Китайцы уже испытали свой «стирлинг» на своей же орбитальной станции, а значит... Запускать в космос непроверенную конструкцию себе дороже – цена килограмма выведенного на орбиту груза – кусается. Поэтому ходят разговоры о том, что на подлодках следующего поколения, предварительно обозначаемых как тип 039С, будет стоять именно двигатель Стирлинга.

    Максимальная мощность, необходимая на орбитальной станции вряд ли превышает десятки киловатт. Минимальная мощность для ПЛ (если только "стирлинг" на ПЛ не используется для подзарядки гатжетов экипажа) - сотни киловатт. Поэтому эти двигатели наверняка разные.
    Вообще то "Стирлинг" - это одно из механических устройств по преобразованию тепловой энергии в механическую возвратно-поступательную (или путем добавления небольшой "примочки" во вращательную). По другому такие двигатели называются "Двигатели внешнего сгорания", потому что нагрев рабочего тела происходит от внешнего источника ( в отличие от "Двигателей внутреннего сгорания"). Но очень модный у сторонников ВНЭУ.
    1. +1
      3 августа 2024 15:16
      Да, мощность на орбитальной станции наверняка меньше, но принцип... Стирлинг для космоса в любом случае требовал обкатки...
      1. +3
        3 августа 2024 17:29
        но принцип...

        В принципе (да и по укрупненной блок-схеме) обычный электросамокат ничем не отличается от японской аккумуляторной ПЛ типа "Сорю". Но никто не будет обкатывать электродвигатель от ПЛ на самокате, а схему управления электромотором самоката на ПЛ.
  2. +3
    3 августа 2024 06:13
    Китайцы уже испытали свой «стирлинг» на своей же орбитальной станции, а значит... Запускать в космос непроверенную конструкцию себе дороже – цена килограмма выведенного на орбиту груза – кусается.
    А до этого китайцы испытывали в космосе двигатель типа EmDrive. Даже специальный спутник с ним запускали. Хотя тогда уже было известно, что это псевдонаучный шарлатанский девайс, нарушающий закон сохранения импульса (подобно тому, как "вечные двигатели" нарушают закон сохранения энергии). Но вопреки всему в лабораторных экспериментах он какую-то тягу давал...

    Кончилось всё вполне предсказуемо: китайцы доказали, что этот концепт совершенно не работает. Только доказали это не в космосе, а на Земле, в лаборатории: нашли косяк в электрической схеме, из-за которого появлялась видимость тяги.
    1. +1
      3 августа 2024 15:18
      Ну, Стирлинг-то схема рабочая... Но, если он не пошёл в XIX веке, значит недостатков больше чем достоинств...
  3. +10
    3 августа 2024 06:33
    Так же, как и применение двигателя Стирлинга вместо традиционного дизеля.
    Стирлинг не может заменить дизель! Они работают в паре. На каждой лодке со стирлингом есть ещё и дизеля.

    Дизель обеспечивает зарядку АКБ, движение в надводном положении и движение под РДП. А стирлинг - движение в подводном положении на тихом ходу (от 102 кВт = 138 л.с. не следует ожидать огромных скоростей).

    Преимущество стирлинга - воздухонезависимость. Дизелю нужен атмосферный воздух. Стирлинг может работать от любой разницы температур. Как правило она создаётся сжиганием обычного лодочного соляра (или, возможно, другого отдельного топлива - например, специального керосина) в жидком кислороде. Да, каждой стирлинг-лодке приходится таскать в себе цистерну с жидким кислородом. Зато лодка может не всплывать на поверхность (даже под РДП) целых 2-3 недели. Подводная автономность ограничена запасом жидкого кислорода и, как правило, составляет 20-35% от полной автономности лодки, т.е. стирлинг включается в ответственную фазу похода: проникновение в район, где наиболее активна вражеская ПЛО.

    Почему бы просто не запитать дизель от жидкого кислорода? В XX веке уже пробовали, получалось так себе. Дизель - это двигатель внутреннего сгорания, а стирлинг - внешнего сгорания. Со стирлингом проще обеспечить герметичность камеры сгорания и не допустить попадания выхлопных газов в отсеки. К тому же, стирлинг менее шумный. Но при движении на электромоторах от АКБ - шума ещё меньше, чем даже от стирлинга (этот "традиционный" режим включается в совсем-совсем ответственный момент похода: подкрадывание или уклонение от ПЛО). Но так лодка может продержаться без всплытия максимум несколько суток, если АКБ свинцово-кислотные. Но если они литий-ионные, то дольше. Настолько, что можно попробовать обойтись без стирлинга (японцы пробуют).
    1. +1
      3 августа 2024 10:14
      Настолько, что можно попробовать обойтись без стирлинга (японцы пробуют).

      Пробуют. Но лодка получается на 20 процентов дороже, чем со Стирлингами, и аккумуляторы нужно предварительно зарядить, а Стирлинги можно использовать в любой момент- разная тактика применения.
    2. +1
      3 августа 2024 15:19
      Раньше экспериментировали с турбиной Вальтера, на перекиси водорода, на мой взгляд перекись куда удобней в хранении чем жидкий кислород...
      1. +1
        3 августа 2024 17:14
        Цитата: Летучий_Голландец
        Раньше экспериментировали с турбиной Вальтера, на перекиси водорода, на мой взгляд перекись куда удобней в хранении чем жидкий кислород...

        Если мне склероз не изменяет, перекись агрессивней просто кислорода.
        1. +2
          3 августа 2024 17:53
          Это так, но она не требует криогенных ёмкостей для хранения...
        2. +1
          3 августа 2024 18:54
          Если мне склероз не изменяет, перекись агрессивней просто кислорода.

          Кислород с маслом тоже та ещё парочка.........
          1. +1
            3 августа 2024 18:56
            Цитата: ziqzaq
            Кислород с маслом тоже та ещё парочка.........

            Да кто бы спорил.
        3. 0
          10 сентября 2024 15:17
          Перекись вообще однокомпонентное топливо, использовалось в первых ракетах в газогенераторах при вытеснительной системе
  4. -1
    3 августа 2024 10:01
    "...Или для размещения разведывательного оборудования, либо подводных диверсантов." "А может быть корова, а может ... бегемот!"
  5. +5
    3 августа 2024 10:10
    Пишут, что двигатель выдал мощность 102 кВт, впервые преодолев 100-ваттный рубеж.

    Ватты и киловатты- большая разница.
    Из текста статьи видно, что автор ошибочно думает, что двигатель Стирлинга устанавливается вместо традиционных дизелей, а это не так- он устанавливается совместно с дизелями в дополнение к ним. Двигатели Стирлинга имеют малую мощность и предназначены для обеспечения малошумного хода в подводном положении, и дизели не заменяют.
    Например, упомянутые в статье шведские Готланды имею дизели и двигатели Стирлинга, при этом
    На лодках установлены два 16-цилиндровых дизельных двигателя MTU 16V-396 (2980 л. с.) или два дизель-генератора Hedemora V12A/15-Ub (3600 л. с.) дающих ток электродвигателям, передающие на гребные валы мощность 1800 л. с.

    А установленные в дополнение к дизелям 2 двигателя Стирлинга Kockums v4-275R Mk III имеют мощность всего 204 л.с.
    В подводном положении система двигателя Стирлинга AIP, созданная Kockums, используется для приведения в действие генератора мощностью 75 киловатт (101 л. с. ) для движения или зарядки аккумуляторов.

    В этом отношении немецкие подлодки , использующие топливные ячейки, находятся в лучшем положении, так как обеспечивают при необходимости больший ход. Готландам же для большего подводного хода нужно задействовать аккумуляторы.
  6. +2
    3 августа 2024 12:19
    Сначала спасибо!
    Теперь к тесту работы
    (на момент разработки) химических элементов, как водород или гелий

    Если я не ошибаюсь, то гелий обнаружили в 1886 году. Причем в телескоп во время Солнечного затмения.
    Так что о данном веществе Стирлингу в принципе не было известно.
    hi
    1. 0
      3 августа 2024 15:21
      Ну, водород-то был! Впрочем, почему было не использовать азот или углекислый газ? Я химик, в физике не силён...
      1. +2
        3 августа 2024 22:16
        Цитата: Летучий_Голландец
        Я химик, в физике не силён...

        А я -- моряк, поэтому (с вашего разрешения) пару строчек по теме.
        1. Спасибо за статью. Для "химика" вполне годится. А вот для подводника, есть некоторые нюансы. На которых и остановимся.
        2. Явно некорректно ваше утверждение, что "Швеция -- это несерьезно". Смею заметить: серьезно и даже очень. Особенно новый проект ракетной НАПЛ типа А26, которых 4 ед. уже (!) заказала Польша. А паны ныне стремятся покупать лучшее, что есть на рынке вооружений.
        3. Китайцы не были "следующими за шведами" в плане использования ДС для подводного плавания. Следующими стали японцы, а затем и ю.корейцы. Сейчас они в авангарде "электрического" направления подплава. Они не экспериментируют с "Сорю". Они на её основе разработали новый проект 29SS (НАПЛ типа "Тайгей"), убрав ДС, а высвободившийся объем перепроектировали и отдали под ЛИАБ большой емкости. Аналогично поступили и ю.корейцы. Но, в отличии от японов, не стали убирать ДС с новой НАПЛ типа KSS-III.
        4. Про ДС коллеги вполне профессионально все рассказали. Но хотелось бы заметить, что немцы в ходе эксперимента уже устанавливали на свои НАПЛ "связку" из ДС мощностью 600кВт.
        5. Доп отсек конечно же будет использован под "полезную нагрузку". А Комплект ЛИАБ будет размещен в трюме для повышения остойчивости НАПЛ. Таковы законы кораблестроения: нужно бороться за бОльшую метацентрическую высоту корабля.
        6. Ну, и меня поразило очень смелое заявление автора, что "любая из 13 китайских верфей на сегодняшний день мощнее ВСЕХ американских верфей ВМЕСТЕ ВЗЯТЫХ" (!?)
        Ой ли! Может все-таки урежете осетра на половину? laughing
  7. 0
    4 августа 2024 17:53
    Профессор Ху Цзяньин отмечает, что эффективность термоэлектрического преобразования составила 28 % при температуре рабочего тела 523 градуса Цельсия, а если температуру удастся довести до 600 градусов, то и эффективность вырастет до 34 процентов.

    И каким боком это к стирлингам и подплаву?
  8. +1
    5 августа 2024 07:51
    Спасибо за статью, интересно. Насчет Швеции и ее несерьезности вопрос...

    "Во время учений НАТО авианосная ударная группа Военно-морского флота США потерпела поражение от единственной подводной лодки ВМФ Швеции. Субмарина стоимостью в 100 миллионов долларов расправилась с группой кораблей ценой в десятки миллиардов.

    Инцидент произошел во время военно-морских учений НАТО в 2005 году. Задачей американцев было отследить и уничтожить подлодку Швеции. Для этого была выдвинута мощная авианосная ударная группа во главе с кораблем «Рональд Рейган». Для американских моряков учения должны была стать «легкой прогулкой», однако обернулись страшнейшим позором. Шведская подлодка смогла не только скрыться от радаров кораблей США, но и полностью уничтожить всю ударную группу.

    Оказалось, что американцы недооценили возможности субмарины и искали ее, полагаясь исключительно на данные обычных локаторов. Корабли США использовали подводный сонар и локаторы шума двигателей подлодки. Но конструктивные особенности шведской субмарины позволили ей с легкостью избежать этих средств."(с)
  9. 0
    26 августа 2024 23:52
    Ну скажем так, "Стирлинг" тише дизеля, но значительно громче электромотора, которые и то бывают шумноваты.
    "Стирлинг" подымает визуальную скрытность, но сегодня для подводной лодки это катастрофически мало.
    Считаю, что это тупиковый путь развития силовых установок для подводных лодок.
    1. 0
      24 сентября 2024 23:34
      Сам стирлинг маломощный, но если совместить цикл в "дизель-стирлинг", то можно существенно повысить кпд и мощность - это для поршневых двигателей и, желательно, не с КШМ. А если этот принцип осуществить на роторном двигателе, то еще получим тихую работу на уровне электродвигателя. А питать двигатель теплом лучше от теплового аккумулятора, который можно подзарядить от того же дизеля значительно быстрее, чем литий-ионные АКБ. Полагаю, что рановато его хоронить.
      1. 0
        25 сентября 2024 01:33
        Дизель под водой, да он "орать" будет нетолько на всю Атлантику, но и на весь Тихий океан.
        1. 0
          25 сентября 2024 02:35
          Дизель "орёт", если цикл открытый, в закрытом цикле - "шепчет".
          1. 0
            25 ноября 2024 14:38
            ВНЭУ на основе стирлинга очень сложны в обслуживании , им как минимум требуется запас жидкого кислорода или перекиси водорода плюс хим поглотитель газообразных продуктов горения и это все помимо дизеля и традиционных аккумуляторов , в итоге подводная лодка делается похожей на мини хим комбинат где всего понемногу и потом мощности стирлинга хватает только на экономичный ход.