“Hai tàu diesel-điện thuộc Đề án 677 Lada sẽ được bàn giao cho hạm đội Nga trong năm 2018-2019. Những chiếc thuyền tiếp theo sẽ được đóng theo dự án Kalina mới. Dự án Kalina do Cục Thiết kế Trung tâm Rubin của MT phát triển, nhưng vẫn chưa được Bộ Quốc phòng phê duyệt và đồng ý. Các tính năng chính của dự án này sẽ là một nhà máy điện kỵ khí (không phụ thuộc không khí) tiêu chuẩn”(RIA Novosti).
“Không được chấp thuận” và “không được đồng ý” có nghĩa là không có thời hạn.
Một sử thi dài và không có kết quả với việc chế tạo tàu ngầm diesel-điện nội địa lắp đặt độc lập trên không (VNEU) gợi ý một suy nghĩ đơn giản: liệu nó có cần thiết không?
Đầu tiên, nó không hoạt động.
Thứ hai, tàu thuyền được VNEU trang bị cho hạm đội Nga cần những gì?
Về điểm thứ nhất, về mặt khách quan, ở Nga thiếu cơ sở công nghệ để sản xuất các nhà máy điện kỵ khí (tất nhiên, với sự hiện diện của hàng loạt bằng sáng chế và ý tưởng). Bạn đã nghe nói nhiều về pin nhiên liệu trong nước? Nỗ lực đã được thực hiện nhiều lần. Năm 2005, thông qua những nỗ lực của Viện Hàn lâm Khoa học Nga và Norilsk Nickel, các Dự án Năng lượng Mới của Công ty Sáng tạo Quốc gia (NIK NEP) trong lĩnh vực năng lượng hydro và pin nhiên liệu được thành lập đã nhanh chóng được thanh lý (trong khuôn khổ quyết định của Norilsk Nickel để loại bỏ các tài sản không sinh lời).
Nhà máy điện là phần tử phức tạp nhất quyết định các thông số của bất kỳ hệ thống nào. Sản phẩm cạnh tranh duy nhất của Nga trong lĩnh vực nhà máy điện hải quân là lò phản ứng hạt nhân. Nhưng chúng ta sẽ nói về điều này sau một chút.
Ngày nay, sự xuất hiện của máy phát điện hóa do Nga sản xuất trông giống như khoa học viễn tưởng. Động cơ Stirling, thiết kế ít phức tạp hơn, lại gặp phải những vấn đề riêng (làm mát, oxy lỏng), về mặt khách quan tạo ra độ ồn cao gấp 4 lần so với ECH.
Cũng không có sản phẩm tương tự trong nước của tổ máy tuabin hơi nước chu trình kín (PTUZts) kiểu MESMA của Pháp. Hơn nữa, một động cơ như vậy không phải là giải pháp tốt nhất; PTUZts cung cấp một nửa phạm vi di chuyển so với ECH.
Nhu cầu?
Các tàu ngầm diesel-điện nổi lên mặt nước 2-3 ngày một lần để sạc lại pin. Tốt hơn là từ chối sử dụng ống thở (RDP, để vận hành động cơ diesel ở độ sâu kính tiềm vọng) trong điều kiện chiến đấu. Con thuyền trở nên bơ vơ; bởi vì tiếng gầm của động cơ diesel, cô ấy không nghe thấy bất cứ điều gì, nhưng mọi người có thể nghe thấy cô ấy.
Ý tưởng trang bị cho tàu ngầm diesel-điện một nhà máy điện hỗn hợp (diesel + nhà máy điện kỵ khí phụ trợ), có thể kéo dài thời gian bị chìm dưới nước, đã không ra đời ngày hôm nay. Các mẫu thử nghiệm đầu tiên (ví dụ, dự án A615 của Liên Xô, 12 chiếc thuyền đã được chế tạo) sử dụng một nhà máy điện diesel chu trình khép kín với oxy hóa lỏng và chất hấp thụ carbon dioxide. Thực tiễn đã cho thấy một giải pháp như vậy có nguy cơ cháy cao.
Các tàu ngầm phi hạt nhân hiện đại sử dụng VNEU ít mạnh hơn nhưng an toàn hơn nhiều, các ví dụ đã được thảo luận ở trên. Stirling, EHG hoặc PTUZts.
Với mức tiêu thụ tiết kiệm các thành phần hóa học và chất oxy hóa, chúng có thể liên tục ở dưới nước trong 2-3 tuần. Trong trường hợp này, thuyền không nằm trên mặt đất mà có thể di chuyển liên tục với vận tốc 5 hải lý / giờ. Theo quan điểm của các chuyên gia, điều này là khá đủ để tuần tra bí mật trong ô vuông được chỉ định và "đánh lén" tàu địch đi ngang qua vị trí.
Vấn đề chính là chi phí. Phân tích so sánh các tàu ngầm nước ngoài cho thấy, một chiếc tàu ngầm hiện đại của VNEU có giá cho hải quân từ 500-600 triệu euro một chiếc.
Như thông lệ thế giới cho thấy, bạn có thể đóng một chiếc thuyền với số tiền tương đương, có thể ở dưới nước không phải 2-3 tuần, mà là một vài tháng. Đồng thời, cô không cần phải bò trong hành trình 5 nút, tiết kiệm chất oxy hóa.
Tốc độ hoạt động 20 hải lý / giờ cho hầu hết các chuyến đi. Chuyển đổi triển khai ở bất kỳ đâu trên đại dương. Cơ động và hộ tống không giới hạn của các đội tấn công tàu.
Đây là Ruby. Một loạt sáu tàu ngầm hạt nhân của Pháp đã trở thành tàu ngầm hạt nhân nhỏ nhất trên thế giới. Với chiều dài thân tàu là 74 mét, lượng choán nước trên bề mặt của chúng chỉ là 2400 tấn (dưới nước - 2600 tấn).
Theo dữ liệu chính thức, con "Rube" hóa ra rẻ hơn 6 lần so với "Seawolf" của Mỹ (≈350 triệu đô la theo giá của những năm 1980). Ngay cả khi được điều chỉnh theo lạm phát, giá thành hiện tại của một chiếc thuyền như vậy có thể được so sánh với những chiếc tàu ngầm hạt nhân “tiên tiến” nhất ở châu Âu và Viễn Đông. Hợp đồng Đức-Thổ Nhĩ Kỳ - 3,5 tỷ euro cho sáu tàu ngầm với ECH; Nhật Bản - 537 triệu USD cho tàu ngầm Soryu với động cơ Stirling đơn giản hơn và rẻ hơn.
“Ruby”, con tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân thu nhỏ này, không phải là một siêu anh hùng có khả năng nghiền nát bất cứ ai và ngự trị tối cao dưới đáy biển sâu. Một trong nhiều loại tàu ngầm hạt nhân thế hệ thứ ba với đặc điểm khiêm tốn. Nhưng ngay cả với những thỏa hiệp của họ "Rubin" là đầu và vai trên bất kỳ "động cơ diesel" nào với một VNEU phụ trợ về khả năng chiến đấu.
Cũng giống như tàu mặt nước với động cơ nhiệt (diesel - KTU - GTU) hoàn toàn vượt trội so với các phương tiện hàng hải có nguồn năng lượng thay thế (gió, tấm pin mặt trời, v.v.). Các biện pháp nửa quá yếu và không đáng tin cậy, không thể cung cấp sản lượng năng lượng cần thiết trong thời gian dài và đáng tin cậy.
Động cơ diesel không hoạt động dưới nước. Nguồn duy nhất có khả năng cung cấp mức cung cấp năng lượng tương đương đã và vẫn là một lò phản ứng hạt nhân.
Tàng hình
Giống như bất kỳ giải pháp kỹ thuật nào, VNEU cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Một trong những "lợi thế" chính của việc di chuyển dưới nước bằng Stirling và ECH được gọi là tăng khả năng tàng hình của thuyền. Tham số mà mọi thứ phụ thuộc vào.
Thứ nhất, kích thước nhỏ hơn, do đó, diện tích bề mặt ướt nhỏ hơn và ít tiếng ồn thủy động hơn khi lái xe. Được xác định bởi kích thước nhỏ hơn của tàu ngầm phi hạt nhân.
Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân Ryubi có kích thước khác nhỏ so với tàu ngầm diesel-điện. Chiều dài của tàu ngầm hạt nhân Pháp tương đương với tàu Varshavyanka. Hơn nữa, chiều rộng của thân tàu “Ryubi” nhỏ hơn hai mét.
Tuy nhiên, nguồn gây ồn đáng chú ý nhất (đặc biệt là ở tốc độ thấp) là hệ thống động cơ đẩy. Các tàu ngầm phi hạt nhân không có máy bơm ồn ào để đảm bảo sự lưu thông của chất làm mát trong lò phản ứng. Họ không có bộ tăng áp và máy làm lạnh mạnh - chỉ có pin im lặng. Việc lắp đặt độc lập với không khí không tạo ra tiếng ồn và rung động đáng chú ý trong quá trình hoạt động.
Tất nhiên, tất cả những điều này đều đúng: một tàu ngầm diesel-điện len lỏi trong độ sâu sẽ êm hơn so với tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân yên tĩnh nhất. Với một sửa đổi: đây là một kỹ thuật khác để giải quyết các vấn đề khác nhau. Việc sử dụng tàu ngầm hạt nhân có tính bí mật cao, nếu nó chỉ đơn giản là không thể vượt qua đại dương ở một vị trí chìm dưới nước? Cũng như không thể đi cùng một phi đội (AUG hoặc KUG) bay với tốc độ 18-20 hải lý / giờ.
Hai loại thiết bị khác nhau.
Sự lựa chọn phụ thuộc vào quan điểm sử dụng của Hải quân. Mặc dù có những ưu điểm rõ ràng của tàu ngầm diesel-điện (tăng tính bí mật đối với “lỗ đen”, chi phí tương đối thấp), Hoa Kỳ đã ngừng đóng tàu ngầm chạy bằng diesel cách đây 60 năm. Theo quan điểm của họ, họ không có ai bảo vệ bờ biển. Tất cả các hành động thù địch đang được tiến hành tại các nhà hát hàng hải xa xôi ở vùng biển Châu Âu, Châu Á và Viễn Đông. Ở đó, chỉ có tàu ngầm hạt nhân mới có thể đến đúng giờ (không mất khả năng tàng hình và không bao giờ nổi lên mặt nước).
Vương quốc Anh, nơi những chiếc tàu ngầm diesel-điện cuối cùng được ngừng hoạt động vào năm 1994 cũng có quan điểm tương tự. Hiện tại, hạm đội tàu ngầm của Anh hoàn toàn bao gồm các tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân (11 chiếc đang trong biên chế).
Tiếng ồn là một trong những yếu tố bộc lộ trong tác chiến tàu ngầm.
Một phương pháp phát hiện đầy hứa hẹn khác liên quan đến đường nhiệt của tàu ngầm. Một tàu ngầm với lò phản ứng có nhiệt năng 190 MW cung cấp cho nước biển 45 triệu calo mỗi giây. Điều này làm tăng nhiệt độ của nước trong vùng lân cận của tàu ngầm thêm 0,2 ° C. Sự chênh lệch nhiệt độ đủ để những người chụp ảnh nhiệt nhạy cảm chú ý.
Tàu ngầm Thụy Điển thuộc loại "Gotland" hoạt động với các công suất khác nhau. Hai máy “Stirling” tạo ra công suất hữu ích là 150 kW dưới nước, tính đến hiệu suất, nhiệt năng của các máy sẽ là 230 … 250 kW.
190 và 0,25 megawatt. Bạn vẫn còn nghi ngờ?
Đúng vậy, so sánh là không chính xác. Việc phóng hết công suất lò phản ứng của thuyền chỉ có thể thực hiện được trong những trường hợp ngoại lệ. Ở tốc độ thấp (5 hải lý / giờ), tàu ngầm hạt nhân sử dụng một vài phần trăm công suất định mức của lò phản ứng. Vì vậy, 667BDR chiến lược chỉ đủ 20% công suất của lò phản ứng và chỉ có một mặt (18% - giới hạn tự động của hệ thống điều khiển và bảo vệ của lò phản ứng Brig-M). Lò phản ứng ở phía bên kia được giữ ở trạng thái “lạnh”.
Tổng cộng: trong số hai lò phản ứng hạt nhân, chỉ có một lò được sử dụng (90 MW), ở mức công suất tối thiểu (khoảng 20%).
Trong tương lai, phần lớn megawatt này bị "mất" trên tuabin. Các jun nhiệt được chuyển thành jun của công việc hữu ích. Một tàu sân bay tên lửa săn ngầm có chiều cao bằng tòa nhà 7 tầng đang chuyển động. Hơi quá nhiệt (300 °) ở đầu ra của tuabin biến thành "nước sôi" 100 độ, được đưa đến bình ngưng. Ở đó, nó nguội đi, nhưng không đến độ không tuyệt đối, mà chỉ ở 50 ° C. Chính sự chênh lệch nhiệt độ này cần được “phân tán” trong không gian bên ngoài.
Trên thực tế, dấu vết nhiệt của tàu ngầm không được xác định bởi sự phát thải nhiệt của động cơ, mà bởi sự hòa trộn của các lớp nước trong quá trình tàu ngầm đi qua. Theo nghĩa này, tàu ngầm hạt nhân thậm chí còn có lợi thế hơn so với tàu ngầm phi hạt nhân. Hình dạng của thân tàu phù hợp lý tưởng để di chuyển dưới nước, trong khi hầu hết "động cơ diesel" buộc phải có đường viền "bề mặt" rõ ràng (nơi chúng dành một nửa thời gian của mình).
kết luận
Trong số các quốc gia vận hành tàu ngầm với động cơ không phụ thuộc vào không khí là Israel (loại "Dolphin"), Thụy Điển ("Gotland" và Dự án A26), Hy Lạp, Ý, Thổ Nhĩ Kỳ, Hàn Quốc và Bồ Đào Nha (loại tàu ngầm 214 của Đức), Nhật Bản (nhập "Soryu"), Brazil, Malaysia, Chile (tiếng Pháp "Scorpen"). Đáng chú ý là chính người Pháp, những người đang đóng các tàu ngầm phi hạt nhân xuất sắc cho các nước khác, đã từ bỏ hoàn toàn tàu ngầm phi hạt nhân để chuyển sang sử dụng các tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân (10 chiếc).
Nhu cầu cao về tàu ngầm với động cơ kỵ khí được hình thành bởi các quốc gia muốn có một hạm đội hiện đại và hiệu quả, nhưng không có khả năng đóng và vận hành tàu ngầm hạt nhân.
Một con thuyền hạt nhân không chỉ là một con tàu. Đây là ngành công nghiệp hạt nhân đi kèm, các công nghệ sạc lại các lò phản ứng hạt nhân, bốc dỡ và thải bỏ nhiên liệu đã qua sử dụng. Cơ sở hạ tầng với các biện pháp kiểm soát và an ninh đặc biệt.
Nga, Mỹ, Trung Quốc, Pháp và Anh đã tích lũy những công nghệ này trong nhiều thập kỷ. Phần còn lại sẽ phải bắt đầu lại từ đầu. Vì vậy, đối với Hy Lạp, Malaysia và Thổ Nhĩ Kỳ, ảo tưởng lựa chọn giữa tàu ngầm hạt nhân và động cơ diesel với một VNEU phụ trợ (với giá tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân) là giải pháp duy nhất. Hạm đội tàu ngầm phi hạt nhân.
Ở Nga, mọi thứ hoàn toàn khác.
Tính đến năm 2017, hải quân có 48 tàu ngầm hạt nhân và 24 tàu ngầm diesel-điện, bao gồm cả. sáu "Varshavyankas" mới với hệ thống sonar cập nhật và tên lửa hành trình "Calibre".
“Cá mập” nguyên tử được thiết kế để hoạt động ở mọi nơi trên đại dương. Diesel-điện "Varshavyanka" là một giải pháp hợp lý cho vùng biển gần. Đối với các hoạt động trong khu vực mà các tàu ngầm này dự định hoạt động, sự hiện diện của VNEU không quan trọng lắm. Di chuyển dưới nước với tốc độ chậm nhất, 3-5 nút, "Varshavyanka" sẽ bò qua Biển Đen (từ Crimea đến bờ biển Thổ Nhĩ Kỳ) chỉ trong một ngày. Và anh ấy sẽ làm điều đó một cách lặng lẽ nhất có thể, không giống như Stirling. Pin không tạo ra bất kỳ tiếng ồn nào.
Sự lựa chọn giữa một tàu ngầm đắt tiền với động cơ kỵ khí và một tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân thu nhỏ (như "Rube" của Pháp) không có nhiều tầm quan trọng đối với Nga. Trong thực tế hiện có và khái niệm hiện tại về việc sử dụng Hải quân, đơn giản là không có chỗ cho chúng.
