«ВНЭУ третьего поколения»: Испания установила на подлодку энергетическую установку нового типа

_{Подводная лодка S-81 класса S-80}

Испанская компания Navantia завершила на верфи в Картахене размещение на подводной лодке S-83 Cosme García типа S-80 воздухонезависимой энергетической установки (ВНЭУ) на водородной основе.

Это первая ВНЭУ третьего поколения, установленная на субмарину. Эта технология обеспечит подводным лодкам ВМС Испании возможность оставаться под водой в течение длительного времени по сравнению с несколькими днями для обычных дизель-электрических субмарин

- отмечается в издании Infodefensa.

Новая ВНЭУ, разработанная Navantia, получила обозначение BEST (Bio-Ethanol Stealth Technology). Она представляет собой установку для производства энергии, необходимой для подзарядки аккумуляторных батарей подлодки, когда она находится под водой, избегая подъёма на поверхность.

В основе работы BEST лежит процесс риформинга биоэтанола (топлива, получаемого из органического сырья) для производства потока, обогащенного водородом, который вместе с чистым кислородом подается в топливную систему для выработки электроэнергии.

Navantia позиционирует свою разработку в качестве инновационного решения, так как в отличие от других аналогов она не требует хранения водорода на борту; вместо этого система генерирует его по мере необходимости, что обеспечивает большую безопасность подлодки.

В честь установки ВНЭУ желающие могли посетить 3-ю секцию подводной лодки S-83 Cosme García, где размещено оборудование энергетической установки, баки с жидким кислородом и биоэтанолом, а также вспомогательные системы, необходимые для её эксплуатации.

Comments

[pyagomail.ru]

В основе работы BEST лежит процесс риформинга биоэтанола (топлива, получаемого из органического сырья) для производства потока, обогащенного водородом

Спрашиваю специалистов: они везут на подлодке жидкий кислород и этанол, при этом, этанол (С2Н5ОН) разлагают, чтобы получить водород, который сжигают в смеси с кислородом. А просто сжигать этанол - чем хуже? И еще: бензин, например, имеет бОльшую калорийность, нежели спирт

[михаилл]

Цитата: pyagomail.ru

А просто сжигать этанол - чем хуже?

Они водород не сжигают в кислороде, а в топливных элементах прямо в электричество захимичивают. Тепла от этого почти не выделяется.

[shikin]

Тепла в топливных элементах выделяется немало, практически столько же (по энергии), как и электричества. В продвинутых системах это тепло используют для повышения общего КПД установки.

[Nikolaevich I]

Цитата: михаилл

Тепла от этого почти не выделяется

Открытие-офигеть ! Судя по вашему безапелляционному заявлению ,вы понятия не имеете как "работают" топливные элементы !

[ROSS 42]

Цитата: pyagomail.ru

А просто сжигать этанол - чем хуже?

Вероятно тем, что:

С2Н5ОН + 3О2 → 2СО2 + 3Н2О
Уравнение горения этанола записывается так:
С2Н5ОН + 3О2 → 2СО2 + 3Н2О.
Как видно, в результате реакции получаются углекислый газ и вода.
Если будет недостаток кислорода, то может образоваться и угарный газ.

При сжигании кислорода и водорода образуется только вода:
H2 + O2 = H2O Реакция взаимодействия водорода и кислорода с образованием воды. Реакция протекает при температуре около 550°C.

[Болторез]

просто сжигать этанол - чем хуже?

КПД топливных элементов приближается к 90%, да и шума от них меньше.

[alexoff]

КПД такой только у рекордсменов в идеальных условиях. Топливный элемент система очень нежная и занимает места поболее дизеля аналогичной мощности. Так что 90% что это погоня за зелёным курсом.

[Болторез]

поболее дизеля аналогичной мощности

Считаем дизель со вспомогательными механизмами, генератор,преобразователи тока- и уже в плюсе.

ПД такой только у рекордсменов

Доступные сейчас off-the-shelf элементы уже выдают КПД в 60%. Что там в подлодке- неизвестно. но вряд ли дешман с алиэкспресса.

[alexoff]

Считаем дизель со вспомогательными механизмами, генератор,преобразователи тока- и уже в плюсе.

да можно посчитать и топливные элементы со всем барахлом и будет минус.

Доступные сейчас off-the-shelf элементы уже выдают КПД в 60%.

и тут можно начинать соревноваться с крохотной по сравнению со всем прочим газовой турбиной.
К тому же топливный элемент, как я понимаю, для подводного хода, который у дизельных подлодок смешной. Ведь дизель работает недолго чтоб аккумуляторы током накачать, а потом уже гребёт кое-как.
Ну и отдельной строкой ремонтопригодность и чувствительность к чистоте топлива. Загадили катализатор сероводородом - выкусите падение мощности раза в три. И никакой Михалыч не починит

[Болторез]

у дизельных подлодок смешной.

У лодок на топливных элементах он вполне себе не смешной.

Загадили катализатор сероводородом

Буряковый первач понятное дело не годен- ХЧ спирт нужен и все норм будет.

[alexoff]

У лодок на топливных элементах он вполне себе не смешной.

а какой же?

ХЧ спирт нужен и все норм будет

да я подозреваю что надо ОСЧ с контролем примесей. Для войны не очень

[Болторез]

а какой же?

В два-три раза превышающий показатели обычных дизельных лодок.

https://interestingengineering.com/military/spain-navy-air-independent-propulsion-submarine

[alexoff]

Найти бы мощность этих топливных ячеек. Думаю там можно пару тихих движков с гиперкара поставить в нишу размером с коробку от холодильника и питать их тем же спиртом с кислородом с вполне приличным КПД и не выделываться.

[Болторез]

тихих движков с гиперкара

Где взять именно тихие движки для гиперкара? И на сколько часов хватит их ресурса?

[михаилл]

Цитата: alexoff

К тому же топливный элемент, как я понимаю, для подводного хода, который у дизельных подлодок смешной.

Как я понимаю, это дизель на этой лодке вспомогательный. Если там дизель вообще есть.
По идее, лодка должна прямо по выходу из базы погрузится и ходить только на электромоторах. Которые питаются от аккумуляторов, которые заряжаются топливными элементами. Недалеко, но тихо и незаметно. А уж если приспособятся на магнитогидродинамических движителях ходить, то там можно вообще без подшипников обойтись, все только электрическое.

[Наган]

Цитата: pyagomail.ru

сжигают в смеси с кислородом

Возможно что не сжигают, а подают в топливные элементы. И безопаснее чем ДВС, и КПД повыше, и никаких движущихся частей, и не производят шум, что для субмарины весьма важно.

[Reklastik]

при этом, этанол (С2Н5ОН) разлагают, чтобы получить водород

- согласен с вами, форменная глупость, использование не по назначению!

[pyagomail.ru]

Цитата: pyagomail.ru

Спрашиваю специалистов

Всем большое спасибо за ответы.

[shikin]

Я не специалист, просто навел справки по лодке: крупная лодка в/и около 3000 тонн, топливо - этанол, 3 двигателя (внутреннего сгорания) по 1200 кВт, эл. двигатель 3500 кВт, блок топливных элементов AIP (300 кВт). То есть, на борту: 3 обычных двигателя, маломощная ВНЭУ, аккумуляторы, биоэтанол, кислород. Автономность по ВНЭУ - до 28 дней. Японцы (лодки Тайгэй) выкинули ВНЭУ, поставили литий-ионные аккумуляторы большой емкости и получили тоже самое, но проще (дизель + аккумуляторы + топливо).

[Nikolaevich I]

Цитата: pyagomail.ru

бензин, например, имеет бОльшую калорийность, нежели спирт

В Англии был разработана ECG-station ( электрохимический генератор на топливных элементах ),использующий бензин и атмосферный воздух !

[ROSS 42]

«ВНЭУ третьего поколения»: Испания установила на подлодку энергетическую установку нового типа

Мы эту Испанию ещё в 2020 году «догнали и перегнали», как завещал великий...

[URAL72]

Такой топливный цикл нам не подходит. Спирт ещё в порту закончится

[Болторез]

процесс риформинга биоэтанола

Также риформинг будет проводиться командой- биоэтанол будет перерабатываься в мочу и хорошее настроение . В походе все сопьються.

[cmax]

А у нас, что то пока не получается, к сожалению.

[URAL72]

У испанцев с головной лодкой такие проблемы были , что сами так и не смогли решить. Что будет с этой ВНЭУ, время покажет. Думаю скоро услышим о ней весёлые истории в журнале Ералаш. Само наличие спирта на борту, как бы намекает

[barbos]

Нафиг надо! Пора уже хоть какие подвижки делать в источниках с прямым преобразованием энергии (не РИТЭГ). Все эти пляски с тепловыми машинами и попытками хитрыи увёртками выжать малость со второго закона термодинамики, очень сильно напоминают бег на месте.
Что литивые аккумуляторы, что всякие топливные элементы, химические двигатели работают на энергии, которую можно извлечь только извлечь с валентных электронов. В атомах кроме валентных электронов есть ещё много интересного и высокоэнергетичного.
Классические ядреные реакторы по сути представляют собой тепловые машины, где тепловые нейтроны греют теплоноситель, при этом огромная масса высокоэнергетических частиц в пустую улетает в биологическую защиту. Ко всему прочему они довольно громоздкие и капризные.
Хватит копировать чужую колею, пора прокладовать свою борозду.

[Gnefredov]

Нисколько не мореход , но читал материал в котором действующий капитан, выражал серьезное беспокойство относительно подлодок именно с такой двигательной установкой. Проблему он обозначил так: такие подлодки могут уходить далеко подо льды, а ввиду и их малошумности, по совокупности их ТТХ они представляют угрозу нашим стратегам в момент выхода на боевое дежурство последних. Речь про Северный флот разумеется.

[ROSS 42]

Цитата: Gnefredov

Речь про Северный флот разумеется.

Российские атомные подлодки проектов 995 типа «Борей-А» и 885 «Ясень-М» станут более незаметными для субмарин, противолодочных кораблей и самолетов противника благодаря новейшим бесшумным герметичным насосам отечественного производства, сообщают Известия.

https://topwar.ru/122562-rossiyskie-apl-stanut-bolee-nezametnymi.html

[alexoff]

Странно, что подлодки с атомным реактором, которые американцы довольно активно строят, не представляют такой опасности (сарказм)

[Наган]

...баки с жидким кислородом и биоэтанолом...обеспечивает большую безопасность подлодки...

Баки с кислородом, хоть жидким, хоть сжатым, могут рвануть так, что мама не горюй, тем более что рядом баки со спиртом. А еще их нужно постоянно охлаждать, иначе жидкий кислород перейдет в газообразное состояние, и этот переход будет сопровождаться ростом давления в баке. А охлаждение требует энергии, да еще излишки тепла надо куда-то отводить. Так что будем посмотреть, как оно в эксплуатации.

[alexoff]

Да какбе дизельное топливо, аккумуляторы и прочие системы регенерации кислорода представляют для экипажа большую опасность. Не говоря про свои и тем более вражеские торпеды, да и вода опасна в таком количестве. Ну будут подлодки активнее гореть в случае войны

[alexoff]

А еще их нужно постоянно охлаждать, иначе жидкий кислород перейдет в газообразное состояние

не нужно, сосуды Дьюара изобрели давно, чем он больше тем медленнее испарение. Думаю кубометр жидкого кислорода будет из такого испаряться с полгода, а то и больше

[solar]

Немцы хранят водород и кислород вне прочного корпуса лодки. И не нужно сжатый кислород особо охлаждать- кислород в баллонах широко используется безо всякого охлаждения.

[михаил3]

Риформинг спирта. И еще жидкий кислород. Сказать, что это опасно, это вообще ничего не сказать. Фактически экипаж лодки приговорен. Вопрос только во времени, сколько им удастся прожить, прежде чем эта бомба с винтами бабахнет. Зеленая повестка окончательно переросла в экобезумие.

[Путник_2]

Не стоит считать испанских инженеров идиотами. Это далеко не так. И "зеленая повестка" тут совершенно ни при чем. Речь идет о воздухо-независимой энергетической установке (ВНЭУ). На подлодках НАТО эти ВНЭУ давно уже есть. Поэтому их подлодки могут до месяца не всплывать на поверхность. А у нас таких до сих пор нет. Поэтому наши подлодки должны каждые 3-4 суток всплывать на поверхность, чтобы запустить дизеля и зарядить с их помощью АКБ. Как во время 2-й мировой войны. Почувствуйте разницу, как говорится. Чью подлодку легче засечь и уничтожить? Чью подлодку легче заставить всплыть? А вы тут про какую то "зеленую повестку" разглагольствуете. Что касается опасности кислорода и спирта, то на подлодке есть и поопаснее кое-что. Одни торпеды и ракеты чего стоят.

[alexoff]

А у нас таких до сих пор нет.

я мог бы сказать, что на алиэкспрессе нет установок по сжижению кислорода, но они есть. И дьюары для жидкого кислорода сделать можно легко, они продаются. Так что тут традиционный российский флот - плохо, мало, дорого и ничего не получается. Корпус для фрегата по 4 года формируют. Один севмаш держится как-то.

[Путник_2]

Да я уж писал как то, что можно было бы просто заказать китайцам пару эсминцев. Они их сделают два за три года. И выйдет дешевле, потому что мы будем строить один 10 лет. Потом сразу ремонтировать, потом испытывать, принимать еще пару лет. Заказывали ведь мы французам Мистрали. Они нас кинули, и немудрено, - они ведь враги. А китайцы не кинут.

[СВД68]

Не всплывать-то могут. А вот насколько могут двигаться под водой? Подводная скорость на ВНЭУ равняется скорости пешехода. То есть отстает от любого корабля и даже любого судна. И перехватить кого-либо смогут только случайно. Не даром японцы вернулись к классической ДЭПЛ.

[михаил3]

Цитата: Путник_2

Не стоит считать испанских инженеров идиотами

Разумеется стоит) Они более 30 лет назад закрыли высшее учебное заведение, готовившее инженеров в их стране. Они идиоты.

Цитата: Путник_2

На подлодках НАТО эти ВНЭУ давно уже есть

Какая железная уверенность, что у нас нет) И нет, наши лодки не должны. У нас ядерные лодки, дизельные и прочие больше для отвода глаз. Может нам оживить производство тележных колес? А то у нас же нету!!

[Andriuha077]

Косме Гарсия (S-83) https://es.wikipedia.org/wiki/Cosme_García_(S-83)
3200 т, в погружении 3700 т
1200 кВт
Мощность при погружении • 3600 кВт
• АИП: 300 кВт <--------
Скорость 12 узлов
Скорость погружения 20++ узлов
20–30 дней в погружении на скорости 4 узла
• 8000 км на скорости 3 узла на поверхности
• Реактор AIP: 21 день <--------

Вспомогательная ядерная энергетическая установка ВАУ-6 – российский вариант воздухонезависимой ЭУ для дизельных ПЛ
В конце 1950-х гг. с целью повышения боевой эффективности ракетных дизель-электрических ПЛ вышло постановление правительства №980-458 от 28.08.1958 г. о разработке эскизного проекта модернизации ДЭПЛ пр.629 путём установки на них специальных энергоустановок ТЭС-3 (0-154). Работа была поручена ЦКБ-16 (ныне СПМБМ «Малахит»). Исполняющим обязанности главного конструктора проекта начальник бюро Николай Никитич Исанин назначил Я.Е. Евграфова, а вести проект поручили З.Л. Мармуру.

Менее чем через полгода (в установленный срок – в марте 1959 г.) сокращенный эскизный проект был представлен комиссии.

В разработанных материалах имелось три варианта корабля: вариант, указанный в постановлении правительства – с установкой ТЭС-3, и два инициативных. Поскольку, как стало ясно из проработки заданного варианта, энергоустановка ТЭС-3 имела номинальную мощность турбогенератора всего 600 кВт, причем более 15% этой мощности тратилось на нужды самой установки, оставшейся мощности едва хватало на подводный ход скоростью около трёх узлов и вспомогательные нужды корабля.

Вместо установки ТЭС-3 бюро рассмотрело возможность применения малогабаритной ЯЭУ, прорабатывавшейся в ОКБ ленинградского Кировского завода под шифром «0-153». Её мощность превышала мощность ТЭС-3 в несколько раз и при соответствующем изменении состава гребного электрооборудования позволяла значительно увеличить скорость длительного подводного хода и, соответственно, дальность плавания ПЛ.

Создание ДЭПЛ пр. 651Э со вспомогательной ЯЭУ ВАУ-6

Работы по переоборудованию ДЭПЛ в ПЛА по проекту 651Э «Нерка» были начаты в ЦКБ «Рубин», в 1970 г. технический проект переоборудования ДЭПЛ пр. 651 был готов. В 1972 г. по решению Минсудпрома вся техническая документация была передана в горьковское ЦКБ «Лазурит» (главный конструктор Н.И. Кваша), где в 1978 г. был разработан новый технический проект с учетом стендовых испытаний установки ВАУ-6. В период с 25 сентября 1979 г. по 30 января 1985 г. ПЛ Северного флота К-68 (заводской № 512) на судостроительном заводе «Красное Сормово» (г. Горький) прошла переоборудование по пр. 651Э. Приёмный акт подписан 3 декабря 1985 г.
ТТХ ЯЭУ ВАУ-6:
Ядерный реактор: ТВП-4
тепловая мощность, кВт 4900
Турбогенератор: М6
мощность при 800 об/мин, кВт 600
https://rusdarpa.ru/?p=331