Подводные лодки. Submarine.itishistory.ru
ПОДЛОДКИ МОДЕЛИ ТАНКИ ИСТОРИЯ

Схема электродвижения Подводной Лодки

На протяжении 45 лет, после спуска на воду французского «Нарвала», дизель обычно был механически связан с гребным электродвигателем, который одновременно является и генератором постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Однако еще в конце Второй мировой войны появились подлодки, у которых на винт всегда работает только гребной электродвигатель. В подводном положении он питается от аккумуляторной батареи, а в надводном — от дизельгенератора. То есть в этом случае дизель с гребным винтом механически не связан. Такая схема менее эффективна (КПД передачи энергии 85 % против 98 % у обычной схемы) и имеет большую массу из-за дополнительного генератора тока. Однако она же имеет и ряд преимуществ. Например, отсутствие жесткой связи между дизелем и гребным винтом обеспечивает более свободную, а значит, и более рациональную компоновку всей энергетической установки. Кроме этого, можно применять высокооборотные нереверсивные дизеля и генераторы переменного тока с выпрямителями, а они имеют относительно меньшие габариты и массу. В отечественном флоте подобная схема стала применяться после 1980г. начиная с подлодок проекта 877. Приблизительно в это же время на подобную схему перешло и большинство зарубежных стран.

 

Американская подводная лодка типа «Тэнг» и ее дизель-аккумуляторная главная энергетическая установка

Американская подводная лодка типа «Тэнг» и ее дизель-аккумуляторная главная энергетическая установка:

1 — дизеля; 2 — генераторы; 3 — гребной электродвигатель левого борта (вращение  против часовой  стрелки); 4 — электродвигатель правого борта (вращение по часовой стрелке); 5 — гребной вал; 6— распределительный щит; 7 — щит управления гребными электродвигателями

 

На протяжении многих лет подводные лодки оснащались генераторами постоянного тока. Однако уже с конца 1960-х гг. в Нидерландах, Великобритании, Франции, Швеции и Германии стали переходить на синхронные генераторы переменного тока со встроенными выпрямителями. Такие генераторы требуютменее сложного технического обслуживания, обладают большей надежностью, хорошо сочетаются с высокооборотными дизелями новых конструкций, имеют более высокий кпд и меньший удельный вес. Так, если у выпускавшихся в ФРГ в 1960-х гг. генераторов постоянного тока фирмы AEG мощность была 550 л. с. при удельном весе 4,8 кг/л. с., то у созданного в 1982 г. фирмой «Сименс» генератора переменного/постоянного тока для подлодки проекта TR1700 мощность составляет 1645 л. с. при удельном весе 3,2 кг/л. с.

Гребные электродвигатели современных подлодок обычно характеризуются мощностью 4700—5400 л. с. На подводных лодках следующего поколения проекта 212 установлен гребной электродвигатель «пермасин» фирмы «Сименс», в системе возбуждения которого применены постоянные магниты, выполненные на основе материалов из редкоземельных элементов. По сравнению с обычными двигателями равной мощности «пермасин» имеет на 40 % меньшую массу и на 60 % меньший объем. Компьютерное моделирование электродвигателя позволило оптимизировать его конструкцию по параметрам электрической эффективности и виброакустическим характеристикам. Кроме того, новая система распределения электроэнергии, оптимизированная по числу потребителей и снижению потерь при передаче, обеспечила значительное увеличение подводной автономности подлодки.

Самым «узким» местом дизель-электрических подводных лодок и по сей день остаются аккумуляторные батареи. В период Первой мировой войны для зарядки разряженной за 1—1,5 часа батареи требовалось 6—8 часов. Прошло 20 лет, и мало что изменилось. Для зарядки среднеразряженной аккумуляторной батареи на лучших отечественных подводных лодках типа С требовались те же 8 часов, а полностью разряженной — более 10. После Второй мировой войны повышение емкости каждого элемента обеспечивалось увеличением числа пластин за счет уменьшения их толщины, системой охлаждения элементов пресной водой и перемешивания электролита. Все это несколько увеличило срок службы батарей и сократило время зарядки. Но и сейчас свинцово-кислотные батареи составляют 20—25 % массы подводной лодки. Они работают при температуре около 30 °С, могут находиться в эксплуатации шесть лет и более, характеризуются удельной энергоемкостью от 22 Вт·ч/кг при часовом режиме разрядки до 55 Вт·ч/кг при 100-часовом режиме разрядки. Аккумуляторная батарея строящейся германской подлодки проекта 212 выполняется в виде двух групп, каждая из которых включает 144 свинцово-кислотных аккумулятора. Батарея способна обеспечить движение лодки с максимальной скоростью 20 узлов в течение нескольких часов. Аккумуляторы могут работать в тандеме с топливными элементами электрохимического генератора, обеспечивая стабильное функционирование аккумуляторов в оптимальном режиме разрядки, в результате чего срок их службы увеличивается с четырех—шести до шести—восьми лет.

 

Сравнительные характеристики обычного гребного электродвигателя и электродвигателя типа «пермасин»

Сравнительные характеристики обычного гребного электродвигателя и электродвигателя типа «пермасин»

 

После Второй мировой войны на подводных лодках стали устанавливать серебряно-цинковые аккумуляторы. По сравнению со свинцово-кислотными они обладали гораздо большей удельной емкостью: массовой Вт·ч/кг — до 3 раз, объемной Вт·ч/дм3 — в 2 раза. Кроме этого, серебряно-цинковые аккумуляторы позволяют получать большие токи при кратковременных режимах разрядки, постоянное до конца разряда напряжение и малую скорость саморазряда. Их достоинством является и то, что они не полностью заливаются электролитом и таким образом не выплескивают его при гораздо больших кренах и дифференте. В настоящее время серебряно-цинковые батареи имеют гарантированный срок службы 3 года, или 300 циклов зарядки, энергоемкость около 130 Вт·ч/кг. Однако они в 4 раз дороже, чем свинцово-кислотные. Для изготовления аккумуляторной батареи для одной дизель-электрической подводной лодки уходит порядка 14,5 т серебра.

Предыстория Подводной лодки

Первые двигатели для Подводных лодок

Первое оружие Подводных лодок

Почему Подводная Лодка не тонет

Первые работоспособные Подводные лодки

Тактико-технические элементы первых Подводных лодок

Первые двигатели сгорания на Подводных Лодках

Создание первых Торпед для подводных лодок

Жилое помещение на Подводной лодке

Подводные лодки на Войне

Позиционные Подводные лодки

Подводные минные заградители

Паросиловые установки на Подводной лодке

Погружение Подводной лодки

Перископ на Подводной лодке

Гидроакустика на Подводной лодке

Эхопеленгование на Подводной лодке

Радиолокация на Подводной лодке

Торпеда — главное оружие Подводной лодки

Подводные лодки Крейсера

Основные тактико-технические элементы подводных крейсеров

Подводные Авианосцы

Вентиляционные трубы Подводной лодки

Спасательный комплекс Подводной лодки

Анализ Подводных лодок после Второй мировой войны

Двигатели для Подводной лодки

Разработки двигателей для Подводной лодки

Схема электродвижения Подводной лодки

Первые Подводные лодки с ядерной энергетической установкой

Многоцелевые атомные Подводные лодки

Подводные лодки с баллистическими ракетами

Баллистические ракеты Подводных лодок

Подводные лодки с ядерной энергетической установкой

Минно-торпедное оружие Подводных лодок

Крылатые ракеты Подводных лодок

Спасательная камера Подводной лодки

Конструкция корпусов современных Подводных лодок

Центральный пост дизельной подводной лодки

Навигационное вооружение Подводных лодок

Летопись подводного флота

Основы теории корабля

Модель торпедного катера

Модель тральщика

Модель подводной лодки

Модель противолодочного корабля

Модель эскадренного миноносца

Модель крейсера

Двигатели для моделей кораблей

Гребной винт для модели корабля