Nejaderné ponorky proti lodím s jaderným pohonem
„Neschváleno“ a „nesouhlaseno“ znamená, že neexistuje žádná lhůta.
Dlouhý a neplodný epos s vytvořením domácí diesel-elektrické ponorky s instalací nezávislou na vzduchu (VNEU) naznačuje jednoduchou myšlenku: je to vůbec potřeba?
Za prvé to nefunguje.
Za druhé, jaká je potřeba lodí vybavených VNEU pro ruskou flotilu?
Pokud jde o první bod, v Rusku objektivně chybí technologická základna pro výrobu anaerobních elektráren (samozřejmě za přítomnosti spousty patentů a nápadů). Už jste hodně slyšeli o domácích palivových článcích? Pokusy byly prováděny opakovaně. V roce 2005 založila Ruská akademie věd a Norilsk Nickel National Innovation Company New Energy Projects (NEC NEP) v oblasti vodíkové energie a palivových článků. Jako každá společnost obsahující „inovace“ ve svém názvu byla NEC NEP rychle zlikvidována ( jako součást rozhodnutí Norilsk Nickel zbavit se nerentabilních aktiv).
Elektrárna je nejsložitější prvek, který určuje parametry každého systému. Jediným konkurenceschopným ruským produktem v oblasti lodních elektráren je jaderný reaktor. Ale o tom si povíme trochu později.
Dnes je vznik elektrochemických generátorů ruské výroby jako sci-fi. Konstrukčně méně složitý Stirlingův motor má své problémy (chlazení, kapalný kyslík), přičemž objektivně vytváří čtyřikrát vyšší hladinu hluku než EKG.
Neexistují ani domácí obdoby parní turbíny s uzavřeným cyklem (PTUZts) podobné francouzskému MESMA. Navíc takový motor není nejlepším řešením; PTUZts poskytuje poloviční rozsah ve srovnání s EKG.
Nutnost?
Diesel-elektrické ponorky vyplouvají na hladinu každé 2-3 dny, aby se dobily baterie. V bojových podmínkách je lepší odmítnout používat šnorchl (RDP, pro dieselový provoz v hloubce periskopu). Člun se stává bezmocným; kvůli řevu dieselových motorů neslyší nic, ale všichni ji slyší.
Myšlenka vybavit dieselelektrickou ponorku hybridní elektrárnou (diesel + pomocná anaerobní elektrárna), která dokáže prodloužit pobyt v ponořené poloze, se zrodila daleko od dneška. První experimentální vzorky (například sovětský projekt A615, bylo postaveno 12 člunů) používaly dieselovou elektrárnu s uzavřeným cyklem se zkapalněným kyslíkem a absorbérem oxidu uhličitého. Praxe ukázala vysoké nebezpečí požáru takového řešení.
Moderní nejaderné ponorky používají mnohem méně výkonné, ale bezpečnější VNEU, jejichž příklady byly diskutovány výše. Stirling, EKG nebo PTUS.
Při ekonomické spotřebě chemických kompozic a oxidačního činidla jsou schopny nepřetržitě zůstat pod vodou po dobu 2-3 týdnů. V tomto případě loď neleží na zemi, ale může se plynule pohybovat rychlostí 5 uzlů. Z pohledu specialistů to na skryté hlídky v naznačeném čtverci a „přikrádání se“ k nepřátelským lodím projíždějícím pozicí docela stačí.
Hlavním problémem jsou náklady. Srovnávací analýza zahraničních nejaderných ponorek ukazuje, že moderní loď s VNEU stojí námořnictvo v ceně 500-600 milionů eur za kus.
Jak ukazuje světová praxe, za přibližně stejnou částku můžete postavit loď, schopný být pod vodou ne 2-3 týdny, ale pár měsíců. Zároveň se nemusí plazit pohybem 5 uzlů, čímž šetří okysličovadlo.
Provozní rychlost 20 uzlů po většinu cesty. Skryté nasazení kdekoli v oceánu. Neomezený manévr a doprovod lodních úderných skupin.
Tohle je Ruby. Série šesti francouzských jaderných ponorek, které se staly nejmenšími jadernými ponorkami na světě. Při délce trupu 74 metrů je jejich povrchový výtlak pouze 2400 tun (pod vodou - 2600 tun).
Podle oficiálních údajů se malý Ryuby ukázal být šestkrát levnější než americký Seawolf (≈350 milionů dolarů v cenách z 1980. let). I po očištění o inflaci lze současnou cenu takové lodi srovnat s „nejpokročilejšími“ jadernými ponorkami v Evropě a na Dálném východě. Německo-turecký kontrakt – 3,5 miliardy eur za šest ponorek ECG; Japonsko – 537 milionů dolarů za ponorku Soryu s jednodušším a levnějším Stirlingovým motorem.
"Ruby", tato miniaturní loď s jaderným pohonem, není superhrdina, který by mohl kohokoli rozdrtit a zcela ovládnout mořské hlubiny. Jeden z mnoha typů jaderných ponorek třetí generace se skromným souborem vlastností. Ale i s jejich kompromisy "Ruby" je hlava a ramena nad jakýmkoli "dieselem" s pomocným VNEU z hlediska bojových schopností.
Stejně jako hladinové lodě s tepelným motorem (diesel - KTU - GTU) naprosto převyšují námořní vozidla s alternativními zdroji energie (vítr, solární panely atd.). Příliš slabá a nespolehlivá poloviční opatření, neschopná zajistit dlouhodobou a spolehlivou výrobu potřebného množství energie.
Diesely pod vodou nefungují. Jediným zdrojem schopným zajistit srovnatelnou úroveň dodávek energie byl a zůstává jaderný reaktor.
V roce 2009 se jaderná ponorka Emerald (fr. Emeraude) podílela na skenování dna oceánu a hledání trosek Airbusu A330, který se zřítil v jižním Atlantiku. Dobrý příklad popisující schopnosti a operační pokrytí jaderných ponorek.
Stealth
Jako každé technické řešení má i VNEU své výhody a nevýhody. Jednou z hlavních „výhod“ pohybu pod vodou pomocí Stirlinga a EKG je zvýšená nenápadnost lodi. Parametr, na kterém vše závisí.
Jednak menší rozměry a následně menší plocha smáčeného povrchu a nižší hydrodynamický hluk při pohybu. Je to dáno menší velikostí nejaderných ponorek.
Ale, jak bylo uvedeno výše, ledoborec Ryubi s jaderným pohonem se velikostí jen málo liší od dieselelektrických ponorek. Délka francouzské jaderné ponorky je shodná s „Varshavyankou“. Navíc šířka trupu Ryubi je o dva metry menší.
Nejnápadnějším zdrojem hluku (zejména v nízkých otáčkách) je však elektrocentrála. Nejaderné ponorky jsou zbaveny hučících čerpadel, která zajišťují cirkulaci chladiva v reaktoru. Nemají turbopřevodovky a výkonné chladicí stroje - pouze tiché baterie. Instalace nezávislá na vzduchu během práce nevytváří znatelný hluk a vibrace.
To vše je samozřejmě pravda: dieselelektrická ponorka plížící se v hlubinách je tišší než nejtišší loď s jaderným pohonem. S jedním pozměňovacím návrhem: jedná se o jinou techniku řešení různých problémů. K čemu je vysoká stealth NNS, když prostě není schopna překonat oceán pod vodou? Stejně jako není schopen doprovázet letku (AUG nebo KUG) křižující rychlostí 18-20 uzlů.
Dva různé typy technologií.
Výběr závisí na konceptu použití námořnictva. Navzdory zjevným výhodám dieselelektrických ponorek (zvýšené utajení „černých děr“, relativně nízká cena) Spojené státy přestaly vyrábět dieselové motory před 60 lety. Podle jejich názoru nemají pobřeží před kým bránit. Všechny bojové operace jsou vedeny na vzdálených námořních divadlech v evropských vodách, Asii a na Dálném východě. Tam, kam se včas dostanou pouze ponorky s jaderným pohonem (bez ztráty plížení a nikdy nevynoří se na hladinu).
Podobný názor zastává Velká Británie, kde byly poslední dieselelektrické ponorky vyřazeny z provozu v roce 1994. V současné době se britská ponorková flotila skládá výhradně z lodí s jaderným pohonem (11 jednotek v provozu).
Hluk je jedním z demaskujících faktorů v ponorkové válce.
Další slibná metoda detekce souvisí s tepelným podpisem ponorky. Ponorka s reaktorem o tepelném výkonu 190 MW vydá do mořské vody 45 milionů kalorií za sekundu. Tím se zvýší teplota vody v bezprostřední blízkosti ponorky o 0,2°C. Teplotní rozdíl dostatečný pro pozornost citlivých termokamer.
Švédská jaderná ponorka typu Gotland operuje s kapacitami jiného řádu. Dva "Stirlingy" produkují pod vodou užitečný výkon 150 kW, s přihlédnutím k účinnosti bude tepelný výkon strojů 230 ... 250 kW.
190 a 0,25 megawattu. Máte ještě pochybnosti?
Je to tak, srovnání je špatné. Uvedení lodního reaktoru na plný výkon je možné pouze za výjimečných okolností. Při nízkých rychlostech (5 uzlů) využívají jaderné ponorky několik procent nominálního výkonu reaktoru. Strategické 667BDR tak chybí 20 % výkonu reaktoru a pouze jedna strana (18 % je automatické omezení systému řízení a ochrany reaktoru Brig-M). Reaktor na druhé straně je udržován ve „studeném“ stavu.
Celkem: ze dvou jaderných reaktorů je využíván pouze jeden (90 MW) při minimálním výkonu (asi 20 %).
V budoucnu se hlavní část těchto megawattů „ztratí“ v turbíně. Jouly tepla se převádějí na jouly užitečné práce. Podvodní raketový nosič vysoký jako 7patrová budova se dává do pohybu. Přehřátá pára (300°C) se na výstupu z turbíny mění na 100°C "vroucí vodu", která je přiváděna do kondenzátoru. Tam se ochladí, ale ne na absolutní nulu, ale pouze na 50 °C. Právě tento teplotní rozdíl je třeba „rozptýlit“ ve vnějším prostoru.
V praxi není tepelná stopa ponorky určována tepelnými emisemi motoru, ale míšením vodních vrstev při průjezdu ponorkou. V tomto smyslu mají jaderné ponorky dokonce výhody oproti nejaderným ponorkám. Tvar jejich trupu se ideálně hodí pro cestování pod vodou, zatímco většina „dieselů“ je nucena mít výrazné „hladinové“ obrysy (kde tráví polovinu času).
Závěry
Mezi provozní země ponorek s motorem nezávislým na vzduchu patří Izrael (typ Dolfin), Švédsko (Gotland a projekt A26), Řecko, Itálie, Turecko, Jižní Korea a Portugalsko (německá ponorka typ 214), Japonsko (typ Soryu “) , Brazílie, Malajsie, Chile (francouzsky „Scorpion“). Je pozoruhodné, že sami Francouzi, kteří staví vynikající nejaderné ponorky pro jiné země, zcela opustili nejaderné ponorky ve prospěch lodí s jaderným pohonem (10 jednotek).
Vysokou poptávku po ponorkách s anaerobními elektrárnami tvoří země, které chtějí mít moderní a bojeschopnou flotilu, ale nemají možnost stavět a provozovat jaderné ponorky.
Jaderná loď není jen loď. Jedná se o doprovodný jaderný průmysl, technologie pro dobíjení jaderných zbraní, vykládání a ukládání vyhořelého paliva. Domácí infrastruktura se speciálními bezpečnostními a kontrolními opatřeními.
Rusko, USA, Čína, Francie a Spojené království tyto technologie nashromáždily po desetiletí. Zbytek by musel začít znovu. Pro Řecko, Malajsii a Turecko má tedy iluze volby mezi jadernými ponorkami a „dieselovým člunem“ s pomocným VNEU (za cenu lodi s jaderným pohonem) jediné řešení. Nejaderná ponorková flotila.
Rusko je jiné.
Od roku 2017 má námořnictvo 48 jaderných ponorek a 24 dieselelektrických ponorek, vč. šest nových "Varshavyanki" s aktualizovaným hydroakustickým komplexem a řízenými střelami "Kaliber".
Atomoví „žraloci“ jsou navrženi tak, aby fungovali kdekoli ve světových oceánech. Diesel-elektrická „Varshavyanka“ je racionálním řešením pro oblast blízkého moře. Pro operace v oblastech, pro které jsou tyto ponorky určeny, nemá přítomnost VNEU velký význam. Pohybující se pod vodou nejpomalejším, 3-5 uzlovým kurzem, se Varshavyanka plazí přes Černé moře (od Krymu k pobřeží Turecka) za jediný den. A udělá to co nejtišeji, na rozdíl od Stirlinga. Baterie nevydávají žádný hluk.
Volba mezi drahou ponorkou s anaerobní elektrárnou a miniaturní lodí na jaderný pohon (jako francouzská Ryubi) není pro Rusko příliš důležitá. Ve stávající realitě a současné koncepci využití námořnictva pro ně prostě není místo.
informace