СВВМИУ.ru

Alexander Soroka · Группы: Нет

Статья по этой ссылке:

http://energyua.com/2007/06/22/795.html

Анаэробные энергетические установки с двигателями Стирлинга - Новые российские технологии для отечественного подводного кораблестроения

Цитата оттуда:

"...
Стремление создания субмарин с АНЭУ на основе двигателей Стирлинга ведущих стран мира имеет простое объяснение. На кону – мировой рынок подводных лодок XXI века, а это без малого более 300 лодок до 2030 года. А козырными картами в борьбе за выигрыш, несомненно, станут субмарины с анаэробными установками на основе двигателей Стирлинга. По мнению, ведущих специалистов, данные субмарины уже в настоящее время по своим характеристикам не только приблизились к атомоходам, но по некоторым показателями даже превосходят их. Так, в ходе двух учений в Атлантике, прошедших в 2003 году, шведская подводная лодка «Халланд» с анаэробными двигателями Стирлинга «победила» в дуэльной ситуации испанскую субмарину с обычной дизель-электрической установкой, а затем и французскую атомную лодку. Она же в Средиземном море одержала верх в «схватке» с американской атомной подводной лодкой «Хьюстон». При этом необходимо отметить, что малошумный и высокоэффективный «Халланд» стоит в 4,5 раза дешевле своих атомных соперников.

Безусловно, во всех ведущих странах мира работы по совершенствованию анаэробных установок сегодня находятся в числе критически важных военно-морских технологий. В тоже время в России работы по созданию анаэробных энергоустановок не ведутся. А зря! Для всех очевидно, что в обозримом будущем Россия из-за дефицита финансовых ресурсов не будет способна строить и вводить в строй нужное количество атомных субмарин. Их вполне способны заменить значительно более дешевые подлодки с анаэробными установками на основе двигателей Стирлинга.
..."

Почему выигрывают двигатели Стирлинга?

Учитывая приблизительно одинаковый уровень оружия и радиоэлектронного вооружения большинства ПЛ западноевропейских стран - основных поставщиков ПЛ на мировом рынке, конкурентоспособность перспективных ПЛ будет во многом определяться типом двигателя, примененного в анаэробной ЭУ.

От всех известных преобразователей энергии прямого цикла (дизелей, паровых и газовых турбин, карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, ЭХГ и др.), которые могут использоваться в составе анаэробных установок, двигатели Стирлинга выгодно отличаются целым рядом качеств, которые обуславливают перспективу их применения на НАПЛ:

* практическая бесшумность в работе из-за отсутствия взрывных процессов в цилиндрах двигателя и клапанного механизма газораспределения и достаточно плавного протекания рабочего цикла при относительно равномерном крутящем моменте, что напрямую влияет на акустическую скрытность ПЛ - главную составляющую обобщенного показателя - "скрытность ПЛ";
* высокий к.п.д. до 40%, что значительно превосходят лучшие образцы дизелей и карбюраторных ДВС;
* возможность выполнить двигатели Стирлинга многотопливными, т.е. использовать в качестве горючего несколько типов углеводородного топлива ( соляр, сжиженный природный газ, керосин и др.), что повысит боевую устойчивость НАПЛ;
* эксплуатация двигателей Стирлинга, работающих на традиционном топливе, не требует создания сложной береговой инфраструктуры, в отличие от ЭХГ, т.к. используется уже существующая береговая инфраструктура флота, более того, при необходимости, возможна организация базирование НАПЛ в недостаточно оборудованных пунктах, т.е. НАПЛ не будет "привязана" к существующим базам ВМФ, что существенно повысит ее мобильность и боевую устойчивость;
* моторесурс современных двигателей Стирлинга составляет от 20 до 50 тыс. часов, что от 3 до 8 раз превышает срок жизни ЭХГ (около 6 тыс. часов);
* при полном сроке эксплуатации ПЛ (25-30 лет) применение двигателей Стирлинга позволит сократить необходимое количество подводных лодок на 35-40%, по сравнению с практикой применения анаэробных установок с ЭХГ и т.д. (Рис. 7. Двигатель Стирлинга мощностью 75 кВт для анаэробных установок).
...

Александр Скиба

Немного уточню относительно к.п.д. Современные двухтактные малооборотные дизеля мошностью 12-18 тыс. кВт имеют к.п.д. до 52% (Александр, это ни в коем случае не упрек тебе. Видимо автор этой статьи не очень эрудирован в данном вопросе).

Alexander Soroka · Группы: Нет

Александр Скиба

А здесь я с тобой согласен.

Александр Рази

С года написания статьи прошло пять лет. Интересно, оправдался прогноз по нарастающему строительству ПЛ с анаэробными установками, использующими в своем составе двигатель Стирлинга?

Иванов Александр

День Северного флота России
1 июня
Начиная с 15 века Белое и Баренцево моря играли важную роль для торгового флота России. Доступ к незамерзающим гаваням северных морей явился одним из важнейших компонентов морской стратегии России после становления Германии как сильной морской державы на Балтийском море. В связи с этим, в 1895 году началось строительство первого военного порта (базы) на Севере.

В советский период, после посещения И.В. Сталиным Заполярья, 1 июня 1933 года была создана Северная морская флотилия. В мае 1937 года приказом Народного комиссара обороны Северная морская флотилия была преобразована в Северный Флот.

Суровым испытанием для молодого Северного флота явилась Великая Отечественная война. С 22 июня 1941 года по 9 мая 1945 года Северный флот непрерывно действовал на открытом морском театре, который отличался огромными размерами и суровыми физико-географическими особенностями. В отличие от других флотов, Северный флот в течение войны увеличил свои силы.

Так, к началу Великой Отечественной он располагал 15 подводными лодками, восемью эскадренными миноносцами, семью сторожевыми и других классов кораблями, его авиация насчитывала 116 боевых самолетов. К 1945 году в составе СФ были линейный корабль, крейсер, 17 эскадренных миноносцев, 51 сторожевой катер, 45 охотников за подводными лодками, 43 тральщика, 56 торпедных катеров, 42 подводные лодки, 718 самолетов различных классов, 256 орудий береговой артиллерии и более 25 тысяч морских пехотинцев.

В ходе войны флот надежно прикрывал приморский фланг 14-й армии от десантов и обстрелов вражеских кораблей, защищал свои морские сообщения, непрерывными ударами по коммуникациям врага нарушал транспортные перевозки противника и лишал его инициативы на море.

Мужественно и героически действовали морские пехотинцы флота и во время наведения конституционного порядка в Чеченской Республике. Десяти из них было присвоено звание Героев Российской Федерации, более тысячи воинов награждены орденами и медалями. Высокое боевое мастерство «черных беретов» по достоинству были оценены Президентом России.

Во время своего визита на Северный флот В.В. Путин, при вручении государственных наград морским пехотинцам, сказал: «В Дагестане и Чечне морские пехотинцы сражались доблестно. Бандиты не напрасно вас боялись и боятся до сих пор, потому что «черные береты» действительно страха не знают. Я искренне благодарю вас за самоотверженный ратный труд, верность присяге, за преданное служение Отечеству. Уверен, пока в строю такие люди как вы, Родина наша — Россия — будет непобедима».

Всего в послевоенный период за самоотверженное выполнение воинского долга, мужество и героизм звание Героев Советского Союза было присвоено 41 североморцу, 26 воинов флота стали Героями Российской Федерации.

Как свидетельствует история, во все времена Северный флот был и продолжает оставаться надежным оплотом нашей Родины, ее надеждой и гордостью.
_________________
С уважением Иванов Александр
1982 г 354 кл

Александр Ляпин

Лущенко Геннадий Юрьевич

Проблема в цене вопроса, т.е. в стоимости лошадиной силы передаваемой на вал.
Некий концерн "Мерседес-Бенц" уже который год работает над этой проблемой. И есть даже действующие моторы, которые перемещают серийные автомобили. Но стоимость такая, что современный дизель, да и атом - вне конкуренции. Уж больно много платины нужно. Так что вякание Высоцкого по поводу новых движителей для ПЛ - это попытка оправдать очередной распил, который сорвал выпуск серии ПЛ.
А у упоминаемой здесь шведской подводной лодки «Халланд» все-таки основной движительной установкой является классическая дизель-электрическая. А то, что установлена еще и экспериментальная - так это только НИОКР. У нас тоже была своя ПЛ с "яйцом Доллежаля". С реактором и турбиной малой мощности. Но в серию так и не пошла. Повторюсь - все зависит от цены единицы мощности на вал.

Александр Ляпин

Лущенко Геннадий Юрьевич

Если эта лодка такая выгодная и малошумная, то где же серия? За эти годы шведы должны были наклепать штук 10, да и продать на сторону столько же. Но нет этого. Все-таки вопрос упирается в стоимость.

Александр Ляпин

Возможно, причину этого надо искать в проводимом Швецией курсом в международной политике. Она всё-таки придерживается нейтралитета.
_________________
член КПСС с 1978 г.

Лущенко Геннадий Юрьевич

А почему у "Мерседеса" нет коммерческого автомобиля с такой установкой? Работают над этим поболее шведов. Достигнута мощность на вал - где-то 3-10 кВт. Как-то не много. Да и стоимость платиново-палладиевых топливных элементов кусается. Ведь платина, служа ингибитором процесса, расходывается, что приводит к необходимости заменять топливные элементы. И чем выше мощность - тем чаще приходится "кидать" платину в трубу. Пока не будет найден заменитель - все это будет на уровне красивой идеи. Ну или пока нефть не кончиться. Вот тогда и появятся новые двигатели.

Александр Литвинов

Маленький ликбез по топливным элементам (ТЭ) и прочему...
Только без обид и топания ногами. Evil or Very Mad

Платина в ТЭ-не ингибитор а катализатор-две "ну очень" большие разницы.
Катализаторы ТЭ на основе платиновых соединений (не чистой платины) в настоящее время используются только в анодах ТЭ. Катализаторы катодов чаще всего-на основе кобальтовых солей.
Катализаторы в ТЭ (в т.ч. платина) в процессе генерирования не расходуются ни при каких обстоятельствах.
Они могут быть только подвержены "отравлению".
Существуют новые очень эффективные катализаторы для анодов ТЭ –это смеси солей некоторых редкоземельных элементов, платины, палладия, никеля.
Автомобильные ЭУ на основе ТЭ с мощностью до 50 кв давно разработаны во многих фирмах-Мерседес, БМВ, Тойота и пр. Самые лучшие- Сименсовские.
Все они (за редкими исключениями) - воздушно-водородные и три главные их проблемы:
- безопасное хранение водорода и заправка водородом
- низкий ресурс (как ни странно!) катодов ТЭ
- жуткое скрытое противодействие нефтяного лобби и призводителей ДВС-
в том числе Стирлингов.
Но про Стирлинги и анаэробные ЭУ Советского периода-в другой раз.
С уважением-Александр Литвинов

Александр Ляпин

Александр Литвинов

Н-да... рябята...
Умеете вы выхолостить тему до абсурда...
Ну хоть почитали бы о чем речь в заголовке!
"Анаэробные энергетические установки с двигателями Стирлинга "
Причем здесь Высоцкий и 677 проект?
Если не знаете что это пошуруйте по интернету-найдете много интересного.
Обнаружите, что журналистам пиарщикам верить нельзя ни на грош-переврут все, что можно и нельзя. Более-менее достоверная инфомация есть только в научных отчетах.
В том числе и по ЭУ со Стирлингами.
Для сведения:
-теоретический КПД Стирлинга может достигать 65%
-практически этот КПД недостижим по многим причинам
-ресурс существующих стирлингов никогда даже близко не приближался к ресурсу дизелей и ТЭ
Стирлинг профессионалы называют "Двигателем внешнего сгорания" и для его работы нужно как подводить тепло, так и не менее эффективно отводить его.
Вопрос на засыпку-откуда брать тепло и куда и как его отводить, например в тропиках?
З.Ы. Шведы погорели не только под Полтавой...

Забыл добавить:
приведенная Сашей Сорока ссылка-это попытка не очень умелой компиляции работ П.А. Гордеева и Г.В.Яковлева из ЦКБ "РУМБ".
Часть их работ опубликована в журнале "Судостроение за рубежом" в №12 за 1991 год

Александр Рази

Один из методов превращения энергии солнца в электрическую использует изобретение шотландца Роберта Стерлинга, известное с 1816-го года. Этот тип двигателя оставался практически забытым до второй половины XX века. Поводом для знакомства с двигателем Стерлинга в этой Техносреде послужит довольно необычное обстоятельство, а именно – программа американского «Office of Naval Research», исследовательской организации, разрабатывающей проекты для военно-морского флота США.
Программа носит название «Renewable Sustainable Expeditionary Power» (RSEP), что означает «Возобновляемая устойчивая походная энергия». Ее цель – уменьшить зависимость мобильных армейских групп от жидкого топлива на 40%. Контракт получили компания Raytheon (raytheon.com) и известная своими научными разработками исследовательская компания Battelle. В их планах – создание мобильной установки на основе двигателя Стерлинга. Необходимость в подобной установке возникает при операциях на удаленных базах, в частности, в Афганистане, где каждый транспортный конвой с топливом может подвергнуться нападению. В настоящий момент морские пехотинцы используют солнечные батареи, которые обеспечивают лишь относительно небольшие мощности и не сокращают зависимость боевых подразделений от жидкого топлива сколь-нибудь заметно. Чтобы обеспечить независимую от базы операцию мобильной группы в течение 15 дней (а именно такую задачу ставит новая программа), необходимы более эффективные энергоустановки.
Двигатель Стерлинга принадлежит к типу двигателей с замкнутым циклом. Принцип его действия относительно прост: газ, содержащийся в цилиндре, нагревается и толкает поршень. Поршень посредством шатунного механизма приводит в движение рабочую ось. Газ при расширении охлаждается и сжимается. Тепло, поступающее к цилиндру снаружи, вновь нагревает его и вызывает расширение в следующем цикле. Двигатели, как правило, оснащают т.н. регенератором, который удерживает в системе тепло, сообщенное двигателю. Технически, это еще один цилиндр с поршнем, работающие в противофазе с основным.
Главное отличие этого двигателя от двигателя внутреннего сгорания в том, что газ в рабочем цилиндре отделен от источника тепла, например сжигаемого топлива. Именно поэтому двигатели Стерлинга используют в энергоустановках, сжигающих вещества, непригодные для двигателей внутреннего сгорания. Например, такие двигатели используют при утилизации газа, получаемого из мусора. Этот газ мог бы повредить двигатель внутреннего сгорания, но не двигатель Стерлинга.
Как уже говорилось, это тип двигателя был практически забыт. Сразу после его изобретения и начала применения в плавильном цеху в Данди, его потеснил паровой двигатель. Причина заключалось в высоких температурах, требовавшихся для работы этого двигателя и, как следствие, его частых поломках. В середине XX века компания «Филипс» попыталась создать энергоустановку для своих ламповых приемников на основе этого двигателя. Стоит упомянуть одно существенное преимущество этого двигателя перед двигателем внутреннего сгорания: это низкий уровень шума (что, очевидно, важно для военных). Созданная «Филипс» установка называлась MP1002CA. Она стоила дорого, и вскоре нужда в ней отпала, т.к. на рынок вышли транзисторные радио с гораздо более низким энергопотреблением и длительной работой от батарей.
В новом проекте Raytheon и Battelle в качестве газа будет использоваться гелий, а при использовании солнечной энергии цилиндр будет помещаться в фокус лучей, собираемых системой линз или «тарелкой». На установку наложено ограничение в размерах: она должна быть размером с дизельный генератор, чтобы ее можно было прицеплять к обычному армейскому «Хамви». Установка предназначена для стран с жарким климатом и высоким числом солнечных дней. Пока не совсем понятно, как это поможет снизить потребление топлива на 40%, особенно ночью. Не исключено, что установку постигнет та же судьба, что списала многие другие военные «чудо-проекты» в разряд незаконченных. Их общая черта – крупные бюджеты. Компания Emcore, также получившая госконтракт в рамках этой программ, пошла по более привычному пути. Она строит установку на классических солнечных батареях с использование фокусирующих линз.

Александр Рази

Со слов ГК ВМФ В.Чиркова, в 2015 году начнутся испытания подводной лодки с анаэробной силовой установкой. Соответствующие силовые установки разрабатываются ЦКБ "Рубин". Планируется, что в 2015 году анаэробный отсек появится на пл "Кронштадт" (пр. 677 "Лада") и пройдет на ней полный цикл испытаний.
В. Чирков: "От зарубежных аналогов наши установки отличаются методом получения водорода. Чтобы не возить газ высокой чистоты на борту подлодки, его получают по мере необходимости из дизтоплива методом реформинга".