Ratni brodovi budućnosti. Prozor u budućnost

Brzina će u budućnosti svugdje i u svemu biti na prvom mjestu i to već osjećamo. Za brodove i plovila budućnosti voda će biti neprijatelj, pa dugo vrijeme provedeno u kretanju po svjetskim oceanima plaši putnike i oni biraju brze brodove na kojima mogu stići gdje god im srce poželi.

brod budućnosti "Earthrace"

Prvi brod budućnosti već je napravljen i završio je nekoliko pomorskih putovanja. To je nešto između broda i aviona i prevodi se kao morska strijela. Ovo je nevjerojatan i dovoljno brz brod koji može svladati velike valove, ali za sada samo na kratkim udaljenostima. Zbog svog izgleda i značajki dizajna, plovilo Earthrace može razviti izvrsnu brzinu. Njegov trup je sposoban zaroniti u valove, ali najupečatljivija karakteristika ovog plovila je njegova snaga. Trup broda izrađen je od karbona. Još jedna značajka plovila Earthrace je njegov ekonomični pogonski sustav, pokretan biogorivom. Za prelazak zemaljske kugle ovom će brodu trebati samo jedan spremnik takvog goriva, koje se proizvodi od sojinog ulja i smanjuje emisiju štetnog ugljičnog dioksida u okoliš do 75 posto. U budućnosti će ovakva morska plovila postati uobičajena, a osim toga, već se provode eksperimenti na razvijenoj jedinici koja dobiva biogorivo iz morskih algi.

brod budućnosti "Proteus"

Dugi niz godina brodovi i plovila koja putuju svjetskim oceanima suočavaju se s problemom otpora valova. Znanstvenici su ponovno razmislili o dizajnu trupa broda i njegovim mogućnostima. Rezultat je brod netipičnog oblika koji se izdvaja od ostalih morskih brodova jer nema trup.

Brod budućnosti “Proteus”, što znači “Prometej”, može pokoriti valove. Lako se prilagođava valovima morskog okoliša, ponavljajući pokrete, pa ne treba svladavati njihov otpor.

Ovaj koncept se zove Wave Adaptive Modular vessel (WAM-V). Tvorac prvog futurističkog plovila te vrste bio je talijanski oceanograf Ugo Conti, koji radi na Institutu za istraživanje mora u Sjevernoj Karolini. Trošak njegovog pilot projekta bio je 1,5 milijuna američkih dolara.

“Proteus” je potpuno nova vrsta plovila čiji radni dio lagano dodiruje površinu vode, probijajući valove koji nastaju putem, a zahvaljujući svojoj fleksibilnosti prilagođava se strukturi, odnosno valu.

brod budućnosti "Proteus" foto

Brod budućnosti "Proteus" izrađen je od nekoliko vrsta laganih i izdržljivih materijala: titana, aluminija i armiranih tkanina.

Modul koji visi iznad vode može se zamijeniti ovisno o funkciji ili namjeni plovila. “Proteus” se iz prijevoznog sredstva za ljude može pretvoriti u prijevozno sredstvo za prijevoz robe. Jedna od prednosti transformacije je brzina. Transformacija ne oduzima puno vremena i truda.

Čak i ljubitelji računalnih igara moći će upravljati takvim brodovima budućnosti kao što je "Proteus". Dva upravljačka palica čine upravljanje lakim i ugodnim. Plovilo također lako dolazi do obale i bez ikakvih poteškoća pristaje.

Trenutno se Proteus koristi za promatranje kitova i podvodno izviđanje. Ovaj koncept razbija stereotipe o postojećim plovilima koja se kreću na valovima, a mogao bi na kraju zainteresirati vlasnike brodova za krstarenje ili drugih vrsta plovila.

Tehnički podaci broda budućnosti “Proteus”:

Duljina - 30 m;
Istisnina - 12 tona;
Elektrana - dva dizelska motora snage 355 KS. S.;
Domet krstarenja - do 5000 milja;
Najveća brzina - 70 čvorova;

brzi teretni i putnički brodovi budućnosti

Živimo u eri razvoja vodenog prometa - lijepo je to znati. Ali jedna je stvar upravljati malim brodom, a druga je stvar upravljati prekooceanskim brodom s teretom. Osim toga, vrijeme utrošeno na obradu tereta troši se neracionalno.

Hydro Lance Corporation razvila je dizajne za nova plovila različitih tipova, koji će u budućnosti uključivati važne aspekte - brzinu kretanja i utovara, transformaciju i sadržaje na brodu.

brzi brod za prijevoz kontejnera

Brzi teretno-putnički kontejnerski brod

višenamjenski tanker

brzi brod za prijevoz plina (LNG)

Ti će brodovi bez problema moći prijeći Atlantik za 3 dana. Njihov dizajn omogućit će im postizanje brzine u svim vremenskim uvjetima jer nisu podložni udarima valova zbog dizajna trupa.

Ali u svijetu prijevoza tereta, pitanje kako brzo utovariti ili istovariti plovilo odavno je relevantno. Tipični pristup postaje zastario. Za 1 sat obradi se oko 30 kontejnera. Samohodne trake i drugi moderni uređaji pomoći će u nekoliko minuta utovariti kontejnere od više tona napunjene robom. Ogromno područje autocesta više neće trebati puno vremena za istovar i utovar vozila. Također, dizalice više neće biti potrebne u lukama ili kontejnerskim terminalima. Ovi jedinstveni brodovi budućnosti ravnomjerno će postavljati teret izravno na palubu i prilično brzo se napuniti teretom.

Morske luke neće biti potrebne za primanje putnika na brod, jer će dizajn teretno-putničkih brodova budućnosti omogućiti lakši pristup obalama.

brod budućnosti za prijevoz automobila “E/S Orcelle”

U svijetu se dnevno troše milijuni litara goriva. Uz nestabilne cijene naftnih derivata i ograničene rezerve ovih minerala, inženjeri neprestano traže alternativne izvore energije. Ogromni teretni brodovi svake godine ispuštaju milijune kubičnih metara ugljičnog dioksida u atmosferu, uzrokujući ogromnu štetu atmosferi i ubrzavajući topljenje ledenjaka na polovima. Neki znanstvenici smatraju da razvoj brodogradnje ide krivim putem.

Inženjeri švedske brodarske tvrtke Wallenius Wilhelmsen dobili su slobodu, što je rezultiralo teretnim brodom koji koristi energiju okoliša. "E/S Orcelle" je novi koncept u području teretnih brodova budućnosti.

Futuristički teretni brod bit će prvi takve vrste koji će koristiti tri alternativna izvora energije – sunce, vjetar i valove.

Njegovih osam paluba, površine jednakih 14 nogometnih igrališta (85.000 četvornih metara), moći će primiti do 10.000 automobila. Tri teretne palube bit će podesive po visini i omogućit će prijevoz velikih tereta.

Tvorce broda velike udaljenosti budućnosti “E/S Orcelle” inspirirao je osvajač dalekih prostora – albatros. Smatra se da 90 posto svoje energije dolazi iz prirode. Poput ove ptice, nevjerojatni projekt E/S Orcelle koristit će energiju okoliša za smanjenje vlastite potrošnje.

Netipičan dizajn trupa broda i nepostojanje tradicionalnih propelera i kormila eliminirati će jednu od glavnih prijetnji svjetskim oceanima - balastne vode.

Trup plovila bit će izrađen od aluminija i termoplastičnih kompozitnih materijala, što će mu dati snagu, minimalno održavanje te jednostavnost obrade i zbrinjavanja.

Prvi alternativni izvor na brodu budućnosti bit će solarna energija. Tri ogromna jedra, koja se sastoje od fotonaponskih panela, skupljat će sunčevu energiju po mirnom vremenu, koja će se zatim pretvarati u električnu za trenutnu upotrebu ili skladištenje.

Drugi alternativni izvor budućeg broda “E/S Orcelle” bit će energija valova. Teretni brod bit će opremljen s dvanaest uređaja - "peraja", koje će kinetičku energiju vrtloga moći pretvarati u mehaničku, a potom i u električnu.

I na kraju, gorive ćelije. Ova tehnologija danas postaje sve raširenija i ubrzano se razvija. Otprilike polovica električne energije koju troši buduće plovilo E/S Orcelle proizvodit će se pomoću gorivih ćelija. Oni će kombinirati najčešće kemijske elemente na našem planetu - vodik i kisik - za proizvodnju električne energije za pogonske motore broda, kao i za proizvodnju električne energije za ostale potrošače na brodu.

Rukovoditelji Wallenius Wilhelmsen vjeruju da brodarske tvrtke moraju uložiti više napora u razvoj novih tehničkih rješenja za pomorski promet. Materijalni troškovi gradnje broda budućnosti neće biti jeftini i bit će puno veći od gradnje standardnog teretnog broda od 46 milijuna dolara, no u budućnosti, s razvojem korištenih tehnologija, troškovi će biti manji i prirodno ekonomski isplativ. Tvrtka Wallenius Wilhelmsen planira izgraditi brod za prijevoz automobila E/S Orcelle do 2025. godine.

Tehnički podaci budućeg teretnog broda “E/S Orcelle”:

Duljina - 250 m;
Širina - 50 m;
Visina - 40 m;
Gaz - 9 m;
Istisnina - 21.000 tona;
Brzina - 27 čvorova;

Volio bih vjerovati da će se već dobiveni trendovi i rješenja u bliskoj budućnosti primijeniti na postojeće brodove. Povezivanjem s oceanom čovječanstvo će promijeniti svijet. Osvojit ćemo valove, primajući energiju iz same prirode, i spustiti ćemo se u dubine da istražimo nove teritorije.

Brodovi budućnosti promijenit će naše živote

Izgledi da će ratni brodovi budućnosti biti opremljeni oružjem izgrađenim na novim fizikalnim principima doprinose sve većem interesu vojnih mornara za temu električne propulzije. Sama ideja, koja uključuje spajanje brodske elektrane i njenog naoružanja u jedan strujni krug temeljen na električnoj energiji, čini se vrlo primamljivom. To znači da ovu temu sve više proučavaju inženjeri i dizajneri, uključujući ruska brodograđevna poduzeća.

Oružani sustavi izgrađeni na novim fizičkim načelima mogu se nazvati, posebice, obećavajućim sustavima koji koriste elektromagnetski impuls za privremeno ili čak trajno onesposobljavanje radara, radio i digitalnih sustava te računala neprijateljskih brodova. Osim toga, čini se mogućim koristiti brodsku električnu energiju za lansiranje i ubrzavanje projektila (railgun). Ne treba samo zaboraviti da svi takvi sustavi zahtijevaju vrlo velike rezerve električne energije na brodu, kao i mogućnost da se ona obnovi ili održi na potrebnoj razini bez ulaska broda u bazu.

Danas se elektromotori koriste na ratnim brodovima i kao dio glavnog pogona i kao pomoćni pogon. Budući da su moderni motori brzi, između njih i propelera potrebno je postaviti reduktor, u kojem gubici snage mogu doseći i do 2%. A u slučaju električnog sustava, potrebno je koristiti frekvencijske pretvarače i generatore ukupne učinkovitosti manje od 90%. To je niže nego kod "čisto mehaničkog" sustava (npr. plinska turbina i glavni turbo zupčanik). Stoga se u ekonomskom smislu električni pogon čini neisplativim.

Svojedobno je izum elektromotora dao prilično nagli skok u cjelokupnom razvoju podvodne brodogradnje, dok u odnosu na površinska borbena plovila rješava samo pomoćne probleme. Unatoč tome, entuzijasti za širu primjenu “elektromagnetske sile” u mornarici ne nestaju. U nastojanju da potaknu interes za ovu temu, uvode nove pojmove, na primjer, "produljena uporaba električnog pogona". Potpunu električnu propulziju moguće je ostvariti samo kada se propeler (ili drugi porivni uređaj) pokreće samo elektromotorom u svim režimima gibanja broda. Ako se na plovilu nalaze mehanički izvori energije (turbina, dizelski motor i sl.) koji imaju mogućnost rotacije osovine propelera (najčešće pri velikim brzinama), tada se može govoriti o „izravnom pogonu s pomoćnim elektromotorom, ” ili "djelomično elektromotion".

"Potpuna električna propulzija", koja se temelji na pretvaranju mehaničke energije u električnu energiju i zatim natrag u mehaničku energiju, smanjuje ukupnu učinkovitost. O tome moraju voditi računa i brodograditelji i pomorci. Čini se da će očekivana pojava elektromagnetskih topova (na fregatama, korvetama i razaračima) i katapulta (na nosačima zrakoplova) učiniti opravdanim i mogućim dio gubitaka energije koji nastaju prilikom njegove pretvorbe iz jednog tipa u drugi.

Litij-ionske baterije za podmornice

U vezi s općim trendom povećanja potrošnje energije od strane raznih brodskih sustava (uključujući radar, upravljački sustav, sonar i druge), projektanti moraju sve više pažnje posvetiti pitanju proizvodnje i skladištenja električne energije. U tom smislu, znanstveno i tehnološki napredne zemlje svijeta prilično aktivno rade na stvaranju litij-ionskih baterija povećanog kapaciteta. Uspjeha na tom području ima i u Rusiji.

Vrijedno je napomenuti da je samu litij-ionsku bateriju (Li-ion) prvi put objavio Sony još 1991. godine, ali dugo su se te baterije koristile samo u civilnom sektoru. Ovaj tip baterije danas je vrlo raširen u svim kućanskim aparatima i elektronici, a također nalazi primjenu kao uređaj za pohranu energije u raznim energetskim sustavima te kao izvor energije u električnim vozilima. Danas je to najpopularnija vrsta baterije za uređaje poput prijenosnih računala, mobilnih telefona, digitalnih kamkordera i fotoaparata te električnih vozila. Litij-ionske baterije imaju dokazane rezultate rada, ali donedavno im nije bilo koristi u mornarici. Unatoč činjenici da takve baterije imaju niz važnih prednosti u odnosu na klasične kiselinske baterije, uključujući sposobnost podnošenja povećanih struja pražnjenja i punjenja, povećani kapacitet, dulji životni ciklus, niže operativne troškove itd.

Naravno, sve to nije moglo ostati po strani od dizajnera pomorske opreme. Na primjer, krajem 2014. ruski Središnji dizajnerski biro Rubin, specijaliziran za projektiranje podmornica i vodeći biro za podvodnu brodogradnju u našoj zemlji, objavio je uspješan završetak ciklusa ispitivanja novih litij-ionskih baterija namijenjenih ne- nuklearne podmornice. O tome je tada novinarima rekao generalni direktor Središnjeg dizajnerskog biroa Rubin Igor Vilnit. Takve baterije značajno povećavaju autonomiju podmornica, imaju dug vijek trajanja, a također ne zahtijevaju složenu opremu za održavanje i rad. Istodobno, ruska flota koristi punjive baterije, čiji je vijek trajanja ograničen, a cijena, prema procjenama stručnjaka, može doseći 300 milijuna rubalja. Prema Andreju Djačkovu, bivšem šefu Središnjeg dizajnerskog biroa Rubin, moderne litij-ionske baterije povećat će vrijeme boravka podmornica pod vodom za najmanje 1,4 puta, dok je potencijal ove tehničke ideje trenutno iskorišten samo za 35-40 %, javlja RIA.

Smjer je obećavajući za flotu, to je odavno uočeno u cijelom svijetu. Prema resursu shephardmedia.com, u ožujku 2020., japanske mornaričke snage samoobrane će pustiti u rad prvu nenuklearnu podmornicu na svijetu (11. u seriji podmornica klase Soryu), koja će dobiti litij-ionske baterije. To će Japancima omogućiti da napuste korištenje ne samo tradicionalnih olovnih baterija na podmornicama, već i Stirlingovih motora neovisnih o zraku.

Japanska nenuklearna podmornica SS 503 Hakuryū klase Soryu.

Prema riječima umirovljenog viceadmirala Masaoa Kobayashija, korištenje litij-ionskih baterija "trebalo bi dramatično promijeniti performanse nenuklearnih podmornica". Takve baterije osiguravaju podmornicama trajanje podvodnog krstarenja koje je usporedivo s trajanjem krstarenja pri korištenju elektrana neovisnih o zraku (VNEU) pri malim brzinama; međutim, zbog svog velikog kapaciteta, mogu pružiti prilično dugo trajanje podvodnog krstarenja pri velikim brzinama , što je posebno važno za podmornice kada kreću u napad ili kada bježe od neprijatelja. Štoviše, za razliku od VNEU, podmornica je u stanju stalno nadopunjavati rezervu energije u litij-ionskim baterijama punjenjem baterija pomoću RDP uređaja (uređaj za rad motora pod vodom).

Prema viceadmiralu Kobayashiju, litij-ionske baterije također imaju kraće vrijeme punjenja od olovnih baterija zbog veće struje punjenja. Također, takve baterije su izdržljivije, a električni krugovi pomoću njih lakše je izgraditi električne mreže i upravljati njima. Druga strana medalje je visoka cijena litij-ionskih baterija. Tako je ugovorena cijena 11. podmornice klase Soryu 64,4 milijarde jena (oko 566 milijuna dolara), naspram 51,7 milijardi jena (454 milijuna dolara) za desetu podmornicu istog tipa. Gotovo cjelokupna razlika u cijeni podmornica bit će zbog litij-ionskih baterija i pripadajućih električnih sustava.

Korištenje pogonskih motora

Za vojne mornare vrlo je važno smanjenje demaskirajućih znakova. Tome najbolje pridonosi korištenje propulzijskog elektromotora (PEM), koji se smatra najtišim od svih današnjih brodskih propulzijskih sustava. Istina, za površinsko plovilo smanjenje akustičnog polja nije toliko važno kao za podmorničku flotu. Stvar je u tome što je glavni faktor razotkrivanja površinskih brodova vidljivost na radaru (radiovalovi se dobro odbijaju od nadgrađa i bokova), kao i infracrvena polja (elektrana je izgrađena na temelju motora s unutarnjim izgaranjem).

Stoga se za površinske brodove čini da je najrelevantnije smanjenje hidroakustičkog polja za specijalizirana plovila - protupodmorničke (patrolne) brodove. Najčešće tragaju za neprijateljskim podmornicama pri maloj i srednjoj brzini – ne većoj od 15 čvorova (oko 28 km/h) koristeći hidroakustičke sustave s vučnim, podvodnim i podkobiličnim antenama. Domet takvih antena izravno ovisi o "portretima" vibracija i buke broda prijevoznika; što je manja brzina broda, to su antene učinkovitije.

Model pogonskog motora, render realred.ru

Upravo je niža buka glavna prednost instalacija s električnim pogonom. Nijedna druga elektrana ne može biti manje bučna od elektrane s elektromotorom. U ovom slučaju, značajan doprinos ukupnoj "pozadini" buke broda daje osovina propelera, koja je preko mjenjača kruto povezana s glavnim motorima. Za smanjenje ove buke koriste se posebne spojke. Osim toga, vibracije motora prenose se na oplatu trupa (brodski motori, mjenjači i mehanizmi postavljeni su na temelj koji je kruto povezan s okvirom trupa, koji je opet povezan s oplatom trupa). Trup broda je taj koji emitira vibracije u vanjsku okolinu (vodu) i to je izvor buke koja se naziva strukturna buka. Kako bi se smanjila "strukturalna buka", naširoko se prakticira ugradnja svih mehanizama na amortizere.

U elektranama s punim električnim pogonom, osovina propelera ni na koji način nije povezana s glavnim (za njega) izvorom buke - glavnim motorom, jer se u svim načinima pogona okreće samo pomoću elektromotora. Osim toga, u "električnoj" glavnoj elektrani generator zajedno s pogonom može se nalaziti čak iu nadgrađu broda (tako su, primjerice, postavljeni neki od dizelskih generatora na britanskim fregatama Projekta 23) , udaljavajući ih što je dalje moguće od vanjskog trupa broda.

Istina, pri brzini većoj od 15 čvorova prestaju sve prednosti električnog pogona u smislu bešumnosti takvog poteza. To je zbog činjenice da je glavna komponenta podvodne buke (na određenoj udaljenosti od broda) buka od kavitacije propelera. Stoga se na ratnim brodovima ima smisla boriti protiv smanjenja buke iz elektrana samo pri brzinama do 15 čvorova. Stoga se korištenje električnog pogona može koristiti samo za pružanje brodu pokreta pretraživanja, što je prikladno za protupodmornička plovila.

Danas postoje primjeri gdje su pojedini projektanti pokušali smanjiti akustični potpis ratnih brodova smanjenjem duljine osovina, tvrdeći da se takvo rješenje postiže pravilnim smještajem elemenata elektrane unutar trupa i nadgrađa ratnog broda. Neka od tih rješenja doista su implementirana u praksi, primjerice na britanskim razaračima tipa 45 Daring čija se pogonska jedinica sastoji od 2 Rolls-Royce plinske turbine, par Wärtsilä diesel generatora i Converteam elektromotora. Od 2003. do 2011. za KVMS je izgrađeno 6 takvih razarača.

Tip 45 razarač Daring

U Sjedinjenim Američkim Državama aktivno je u tijeku izgradnja perspektivnih razarača nove generacije pod oznakom Zumwalt. Radovi su započeli još 2008., vodeći brod serije ušao je u službu u listopadu 2016. Brodska elektrana uključuje plinske turbine i asinkrone elektromotore snage 36,5 MW s radnim naponom 6600 V. Na treći brod DDG-1002 Lyndon planira se ugraditi visokotemperaturni supravodljivi sinkroni motor s trajnim magnetima. B. Johnson serije, njegova snaga će biti ista 36,5 MW, a brzina rotacije osovine je 2 okretaja u sekundi. Istodobno, početna operacija razarača nove generacije pokazala je cijelom svijetu da je još uvijek nepouzdan i da boluje od dječjih bolesti, a njegov rad prate brojni kvarovi. Tako je 22. studenog 2016. otkazala elektrana razarača Zumwalt dok je prolazio kroz Panamski kanal. Imobilizirani brod morao je biti dotegljen u bazu najobičnijim tegljačima, koji nisu bili opterećeni novim tipovima pogonskih postrojenja.

Još jedna pozitivna kvaliteta električne propulzije, osim smanjenja buke, je povećanje manevarskih sposobnosti brodova. I plinska turbina i dizel motor imaju minimalnu vrijednost snage, stoga postoji minimalna održiva vrijednost brzine. Dok uz pomoć elektromotora vrlo jednostavno možete mijenjati frekvenciju i smjer vrtnje propelerske osovine, a time i brzinu i smjer kretanja plovila. Zahvaljujući tome, glavna pogonska jedinica s elektromotorom već se dosta dugo koristi na onim brodovima koji prema svojoj namjeni moraju imati najveću moguću manevarsku sposobnost: tegljači, trajekti, ledolomci, plovne dizalice i dr.

Azipodi

U budućnosti bi još jedna nedvojbena prednost električnog pogona za ratne brodove mogla biti odustajanje od uporabe propelerskih osovina. Od 1992. godine, kompleksi propeler-kormilo (RPC) s potopljenim propelerskim motorom (podded drive) počeli su se široko koristiti kao električni propulzijski motori (PEM), u kojima je PPM premješten izvan trupa broda i ugrađen u podvodnu kapsulu ( čahura) s visokim hidrodinamičkim svojstvima.

Azipod - azimutni propulzijski sustav

Tipični propeleri izrađeni su s jednim potisnim ili s dva koaksijalna (vučna i potisna) vijka. Kod nas su najrasprostranjeniji finski sustavi pod oznakom “Azipod” (Azipod - azimuthing podded propulsion system) s jednim potisnim vijkom i motorom snage od 1,5 do 4,5 MW. Glavne prednosti propelera su: mogućnost rotacije kapsule u vodoravnoj ravnini odjednom za 360 stupnjeva, odnosno obrnuti smjer rotacije propelera pri 100% snage; osovina i sposobnost rada s propelerom fiksnog koraka pri malim brzinama (do 0,1 od normalne). Osim toga, VRK vam omogućuje značajno smanjenje razine vibracija i buke elektrane, kao i instaliranje elektroenergetske opreme na mjestima koja su teško dostupna za smještaj tereta, što zauzvrat omogućuje dizajnerima korištenje upotrebljivih prostor broda učinkovitije.

Najučinkovitiji izvor struje za propelere naziva se mreža izmjenične struje, koja omogućuje ne samo povećanje učinkovitosti i pouzdanosti glavne elektrane, već i korištenje asinkronih motora opremljenih kaveznim rotorom i koji ne zahtijevaju održavanje tijekom rada za pogon propelera. Kako bi se poboljšala startna svojstva asinkronog pogona, često se koriste rotori s dubokim utorima i dvostrukim kavezom posebnog dizajna. Brzina propelera u sustavima zvanim Azipod može se podešavati pomoću tiristorskih pretvarača frekvencije. Korištenje sustava upravljanja propelerom u praksi značajno povećava manevarske sposobnosti brodova i omogućuje čak i prilično velikim plovidbu lukom bez pomoći tegljača. Osim toga, nepostojanje propelerskih osovina povećava korisni volumen u trupu broda.

Poznato je da su električni pogonski sustavi korišteni na ruskom transportnom oružju Akademik Kovalev, koji je izgrađen u CS Zvyozdochka u Severodvinsku i primljen u flotu u prosincu 2015. godine. Posebna značajka broda Project 20180TV, koji su izradili stručnjaci iz Almaz Central Marine Design Bureau, bio je njegov pogonski sustav: brodski dizelski generatori proizvode električnu energiju koja napaja elektromotore kao dio kompleksa orijentiranih kormila. Zahvaljujući prisutnosti sustava vojnog upravljanja na brodu, ovaj transport oružja karakterizira povećana manevarska sposobnost, može održavati zadani kurs u značajnim uvjetima mora i uspješno rješavati zadatke koje mu je dodijelilo zapovjedništvo mornarice. Trenutačno Dizajn centar Zvezdochka gradi drugi brod u okviru istog projekta.

Stručnjaci vjeruju da će se podvodni i površinski brodovi s električnim pogonom, koji su danas najzastupljeniji, u budućnosti samo usavršavati, posebice imajući u vidu sve rašireniju primjenu sustava propeler-kormilo. Istodobno, u budućnosti će električni pogon na mornaričkim brodovima u svim zemljama svijeta biti sve rašireniji.

Izvori informacija:
https://tvzvezda.ru/news/opk/content/201706150803-999y.htm
http://bmpd.livejournal.com/2443028.html
http://www.arms-expo.ru/news/perspektivnye_razrabotki/tskb_rubin_litievye_batarei_dlya_podlodok_proshli_ispytaniya
Tseluiko I.G. Razvoj električnih pogona vojnih flota u svijetu // Mladi znanstvenik. - 2012. - br. 4. - str. 54-57.

Elegantan dizajn, sustavi bespilotnih letjelica i oružje nove generacije učinit će brodove budućnosti najimpresivnijima ikada.

UXV Combatant: brod s bespilotnim letjelicama

Teško je reći kakve će vrste ratova budućnost donijeti, ali jedno je jasno: roboti će sudjelovati u većini bitaka. Zapravo, već sudjeluju. Prošle su godine bespilotne letjelice (UAV) letjele 258.502 sata, što je porast u odnosu na 27.201 u 2002. Očekuje se da će potrošnja američke vojske na bespilotne letjelice doseći 3,76 milijardi dolara do 2010. godine. Rat robota, koji je dugo vremena bio samo područje znanstvene fantastike, sada je postao stvarnost.
Zato je krajem prošle godine britanska obrambena tvrtka BAE Systems predstavila planove za izgradnju brze, namjenske mornaričke kuće za takve borbene robote. Ovaj brod predstavlja koncept UXV Combatant: dijelom brod, dijelom nosač bespilotnih letjelica.

Iz perspektive brodogradnje, najbolja karakteristika ovdje je da bespilotne letjelice mogu poletjeti iz tako malih prostora da letjelica kojom upravlja čovjek jednostavno ne bi mogla.

"Nasilna je stvar lansirati zrakoplov s nosača - šok za ljudsko tijelo bio bi vrlo velik", rekao je Charles Thompson iz BAE Systemsa. Uklonite osobu iz letjelice i letjelica se može lansirati s manje platforme, štedeći iskoristiv prostor i omogućujući UXV-u da djeluje i kao brz, snažan brod i kao nosač zrakoplova u isto vrijeme. UXV će imati dvije palube od 164 stope povezane u obliku slova V koje će moći ispaljivati bespilotne letjelice u zrak koristeći elektromagnetske katapulte i rampe. Lokatori, infracrveni senzori i radiofrekvencijska identifikacija (RFID) organiziraju kontrolu, polijetanje i slijetanje zrakoplova.

UXV može izgledati radikalno novo, ali zapravo preuzima dizajn već izgrađenog broda: BAE-ov dizajn razarača 45 Daring, masivni ratni brod s stealth arhitekturom koji će se pridružiti britanskoj mornarici 2009. godine. Poput razarača Project 45, UXV će biti dugačak oko 500 stopa (150 metara) i opremljen dizel-električnim pogonskim sustavom i električnom turbinom. Maksimalna brzina Project 45 premašit će 27 čvorova, a istu će brzinu postići i UXV.

No, za razliku od svog prethodnika, UXV će moći učinkovito servisirati minimalna posada. Ratni brodovi imaju posade od više stotina ljudi, UXV-om će upravljati tim od samo 60 mornara, što je dovoljno za organiziranje trosmjenske straže i dodatno za održavanje bespilotnih letjelica.

Brodovi se izgrađuju godinama, a kako bi ispunili zahtjeve buduće 2020. godine, kada se očekuju prvi brodovi projekta, UXV mora biti višenamjenski. Zato inženjeri BAE-a, radeći zajedno s američkim General Dynamicsom na raznim projektima, razvijaju koncept takozvanih “modularnih odjeljaka za ciljeve”, čija će promjena skupa omogućiti zapovjedniku brzu promjenu glavne namjene broda. UXV može biti protupodmornički brod, minolovac, platforma za opskrbu kopnenih jedinica i paluba za polijetanje bespilotnih letjelica.

Izvan borbe, razne bespilotne letjelice mogu biti bazirane na drugim brodovima ili u bazi na zemlji. Kada UXV primi misiju, zrakoplov se ukrcava. Za protupodmorničko ratovanje, brod može biti opremljen bespilotnim podvodnim vozilima, sonarima visoke tehnologije, torpedima ili čak helikopterom poput protupodmorničkog Super Lynxa. U verziji minolovca moći će nositi bespilotne letjelice sposobne uništiti otkrivene opasne objekte. Za podršku kopnenim trupama u borbi, spreman je nositi desantne čamce, helikoptere za vatrenu potporu i druga oklopna vozila.

UXV će također imati dovoljne mogućnosti samoobrane. U spremniku će biti smješteni lanseri za brod-zrak, brod-brod i vođene projektile. Pištolj za ispaljivanje granata od 6 inča s brzinom paljbe od preko 20 metaka u minuti postat će moćno sredstvo za vođenje protubrodskog rata i uništavanje obalnih ciljeva. A top srednjeg kalibra 155 mm odgovorit će na neprijateljsku vatru kada desant juri na obalu.

Kad su se planovi za UXV pojavili na internetu, neki komentatori su ga brzo nazvali robotskim brodom. Ali to nije istina. Čak i s današnjim bespilotnim letjelicama, većina UXV mehanizama bit će pod ljudskom kontrolom. Stoga bi mala posada i nekoliko pilota zrakoplova bili u opasnosti od gubitka života u gotovo svakom vojnom scenariju.

Sjedinjene Države nazivaju hegemonom Svjetskog oceana - taj status osiguravaju udarne skupine nosača zrakoplova. Sve velike sile razvijaju sustav kako bi im se suprotstavili, ali protuakcija nije isto što i alternativa, a još manje izazov. Međutim, takav bi izazov mogao biti ruski nuklearni podmorski nosač zrakoplova. I ova ideja nije tako paradoksalna kao što se čini na prvi pogled.

U Glavnom stožeru ruske mornarice na zidovima su obješeni portreti velikih ruskih mornaričkih zapovjednika. Ovi su ljudi našoj zemlji otvorili teritorije kao što su Cookovi otoci, Maršalovi otoci, Francuska Polinezija, Fidži, Papua Nova Gvineja, Havaji, Truk i još mnogo toga. Sada ta odmarališta pripadaju SAD-u, Francuskoj ili Britanskom Commonwealthu, ali su mogla i čak željela postati dijelom Rusije.

Ali Aleksandar I. odbio ga je prihvatiti kao podanika. Aleksandar II. Aleksandar III nije htio posuđivati. Ruski su se carevi izbjegavali petljati oko takvih teritorija iz jednog jednostavnog razloga: Rusija nije imala i nema istinski moćnu mornaricu koja bi mogla, ako je potrebno, blokirati bilo koju državu na svijetu u bilo kojem kutku zemaljske kugle, kao što to mogu Amerikanci. .

Iskustvo svjetskih ratova pokazalo je da se crnomorska i baltička flota lako blokiraju čak ni krstaricama ili bojnim brodovima, već običnim brodovima. da je bez moćne flote izuzetno teško pomoći prekomorskim saveznicima. Međutim, Rusija i dalje uglavnom gradi fregate, korvete, borbene čamce, desantno-jurišne čamce i pomoćna plovila, odnosno brodove za plovidbu u plitkim vodama. Na izlazu - .

Da biste dominirali svijetom, potreban vam je prostor. U svakom moru-oceanu potrebno je imati barem jednu klasičnu udarnu skupinu nosača zrakoplova u borbenom pohodu - ili nešto što bi je moglo zamijeniti. Jedan od najambicioznijih i najambicioznijih projekata u tom smislu može se smatrati ideja o podvodnom nuklearnom nosaču zrakoplova.

Glodavci za ujaka Sama

O podvodnim nosačima zrakoplova prvi su razmišljali u samurajskom Japanu. Godine 1932. iz zaliha je porinuta podmornica I-2 projekta J-1M, unutar koje se nalazio zapečaćeni hangar za izviđački zrakoplov Caspar U-1.

Unatoč nizu neuspjeha i poteškoća povezanih s tim znanjem, japanski su mornari došli do zaključka da podvodni nosač zrakoplova nije tako apsurdna ideja. Do 1935. izgrađena je poboljšana podmornica I-6. No, vojsci se nije svidjelo što se zrakoplov uvijek u vodu mora spuštati posebnom dizalicom.

Prije napada na Pearl Harbor, japanske mornaričke snage su odmah dobile tri poboljšana izvidnička čamca - I-9, I-10 i I-11. Upravo je podmornica I-9 na kraju lansirala avion u nebo kako bi snimila rezultate napada na američku bazu. A 9. rujna 1942. još naprednija podmornica Projekta B1 zadala je prvi udarac izravno na Sjedinjene Države: zrakoplov Yokosuka E14Y bacio je nekoliko zapaljivih bombi na šumu u Oregonu, ali Amerikance je spasila sreća i kišovito vrijeme - požar nije izbio.

Britanska podmornica HMS M2, 1933. (foto: The Air and Sea Co)

Kruna japanske misli bio je brod I-400, dug oko 120 metara. Podmornica je nosila 20 torpeda i četiri letjelice, koje su bile naoružane s dvije bombe od 250 kilograma. Japanci su čak htjeli u SAD ubaciti posebne kontejnere s glodavcima zaraženim kolerom i antraksom. Nije uspjelo. Ali podmornice serije I-400 postale su najveće podmornice na svijetu.

Na kraju rata, morski samuraji posjedovali su desetke podmornica za nošenje zrakoplova različitih klasa i modifikacija. Ova podmornička flota mogla bi do obala Sjedinjenih Država dostaviti više od pedeset zrakoplova s biološkim ili kemijskim oružjem. I tada bi povijest krenula sasvim drugim putem.

Američka vojska bila je šokirana kada je shvatila kakva je nevolja prošla njihov uspješni kontinent. A doneseni zaključci bili su sveobuhvatni.

U ožujku 1946., potpuno u skladu s prethodno postignutim dogovorima, Moskva je zahtijevala da se sovjetskim stručnjacima omogući pristup japanskim podmorskim nosačima zrakoplova. Nakon toga su Amerikanci jednostavno potopili sve japanske podmornice. Ovo je još jedan sudbonosni obrat u povijesti koji se nikada nije dogodio: da je Sovjetski Savez tih godina dobio samurajsku tehnologiju, hegemoniji Sjedinjenih Država i Britanije u Svjetskom oceanu prije ili kasnije bi došao kraj.

Njemačka, Engleska i Francuska također su pokušale stvoriti podvodne nosače zrakoplova, ali nisu napredovale dalje od eksperimentalnih modela s malim izviđačkim zrakoplovom. Nakon niza neuspjeha, Europljani su odustali od ambicioznog projekta i okrenuli se površinskoj floti.

Smrtonosni Rus"Fazan"

Danas internetom aktivno kruže glasine da Rusija također stvara nuklearni podmorski nosač zrakoplova. Istovremeno, poruke su ilustrirane slikom ogromne podmornice sa uzletištem na leđima, gdje se moderni lovci spremaju za polijetanje.

Ovaj je projekt već dobio gomilu kritika - svaki Kingston nuklearne podmornice je ismijan. Ali postavlja se pitanje odakle informacija da će podvodni nosač zrakoplova izgledati upravo ovako? Jasno je da okosnica zračne luke jednostavno neće dopustiti podmornici da pliva pod vodom ili na površini. Ovo je samo umjetnikova fantazija.

Uzletište treba biti uređeno, ispod trupa samog broda. Umjesto konstruktorskih borbenih aviona koji uzlijeću, mornari će najvjerojatnije koristiti VTOL jurišne dronove tipa tailsitter, odnosno letjelicu koja može uzlijetati i slijetati u okomitom položaju. Pouzdano se zna da je takav uređaj već za rusko Ministarstvo obrane, a zove se "Fazan".

Nakon podizanja s lansirne rampe, ovaj stroj dobiva visinu, brzinu i zatim se prebacuje na uobičajeni horizontalni način leta. Istovremeno, Pheasant može nositi na brodu ne samo opremu za izviđanje, već i udarne sustave. Procijenjena brzina mu je 350-400 kilometara na sat, a domet leta dvije tisuće kilometara.

Nuklearna podmornica može imati nekoliko desetaka takvih strojeva na palubi - mnogi od njih mogu stati uspravno. Isto vrijedi i za streljivo za oružje Pheasant.

Ispaljivanjem ovih strojeva iz raketnih silosa ili lansiranjem jata s površine, podmorski nosač zrakoplova na nuklearni pogon brzo se povlači na predviđeno mjesto sastavljanja. U međuvremenu, roj bespilotnih letjelica neočekivano napada američku skupinu brodova, pomorsku bazu ili juri u napad 500 kilometara duboko u kontinent. Nakon toga, ostaci odreda mogu se vratiti na mjesto okupljanja radi popravka, održavanja i popune streljiva.

Ruska vojska neće morati trošiti novac na skupu obuku i jednako skupo održavanje pilota mornaričkog zrakoplovstva. Štoviše, trošak Fazana mnogo je manji od modernog lovca, a gubitak drona nitko neće shvatiti kao tragediju.

Ali glavne prednosti nuklearnog podmorničkog nosača zrakoplova su njegova nevidljivost i iznenadna pojava borbenih dronova nad neprijateljem. Svaki američki nosač zrakoplova s grupom brodova je poput grobljanskog orkestra koji se čuje na kilometar daleko. A praćenje nuklearne podmornice gotovo je nemoguće. Mogao bi se pojaviti gotovo bilo gdje izvan američke obale i udariti.

Od istočne do zapadne obale Sjedinjenih Država prosječna je udaljenost oko 4500 kilometara. Dva podmornička nosača zrakoplova moći će napasti kontinent s različitih strana do cijele njegove dubine. To jest, zapravo, više neće biti mjesta gdje bi se američko stanovništvo osjećalo potpuno sigurno.

Ako se takav projekt uspije realizirati, Rusija će postati najmoćnija pomorska sila.

A evo i klasičnih nosača aviona.

Poznato je mnogo slučajeva kada su u trenažnoj bitci takve brodove nekažnjeno pogodile podmornice različitih klasa. Amerikance su uspješno “utopili” Šveđani, Kanađani, Francuzi, Britanci, pa čak i Česi i Čileanci.

Prema stručnjacima, u modernom ratu bilo koji nosač zrakoplova neće preživjeti više od dva sata, a piloti koji polijeću sa svog plutajućeg aerodroma mogu unaprijed potražiti alternativno mjesto slijetanja.

I nije daleko dan kada nas američki nosači zrakoplova neće podsjećati na zastrašujuće i ubojito oružje, već na nedostižnog Joea iz vica - kome on treba?

Potpunu električnu propulziju moguće je ostvariti samo kada je propeler (ili drugi porivni uređaj) u svim načinima gibanja broda pokretan samo elektromotorom. Ako se na plovilu nalaze mehanički izvori energije (turbina, dizelski motor i sl.) koji imaju mogućnost rotacije osovine propelera (najčešće pri velikim brzinama), tada se može govoriti o „izravnom pogonu s pomoćnim elektromotorom, ” ili "djelomično elektromotion".

Litij-ionske baterije za podmornice

Litij-ionske baterije imaju dokazane rezultate rada, ali donedavno im nije bilo koristi u mornarici. Unatoč činjenici da takve baterije imaju niz važnih prednosti u odnosu na klasične kiselinske baterije, uključujući sposobnost podnošenja povećanih struja pražnjenja i punjenja, povećani kapacitet, duži životni ciklus, niže operativne troškove itd.

Istodobno, ruska flota koristi punjive baterije, čiji je vijek trajanja ograničen, a cijena, prema procjenama stručnjaka, može doseći 300 milijuna rubalja. Prema Andreju Djačkovu, bivšem šefu Središnjeg dizajnerskog biroa Rubin, moderne litij-ionske baterije povećat će vrijeme boravka podmornica pod vodom za najmanje 1,4 puta, dok je potencijal ove tehničke ideje trenutno iskorišten samo za 35-40 %, Izvijestila je RIA Novosti.

Japanska nenuklearna podmornica SS 503 Hakuryū klase Soryu.

Korištenje pogonskih motora

HED model

Danas postoje primjeri gdje su pojedini projektanti pokušali smanjiti akustični potpis ratnih brodova smanjenjem duljine osovina, tvrdeći da se takvo rješenje postiže pravilnim smještajem elemenata elektrane unutar trupa i nadgrađa ratnog broda. Neka od tih rješenja doista su i implementirana u praksi, primjerice na britanskim, čija se elektrana sastoji od 2 Rolls-Royce plinske turbine, par Wärtsilä diesel generatora i Converteam elektromotora. Od 2003. do 2011. za KVMS je izgrađeno 6 takvih razarača.

Tip 45 razarač Daring

U Sjedinjenim Državama počinje izgradnja obećavajućih razarača nove generacije, označenih . Radovi su započeli još 2008., vodeći brod serije ušao je u službu u listopadu 2016. Brodska elektrana uključuje plinske turbine i asinkrone elektromotore snage 36,5 MW s radnim naponom 6600 V. Na treći brod DDG-1002 Lyndon planira se ugraditi visokotemperaturni supravodljivi sinkroni motor s trajnim magnetima. B. Johnson serije, njegova snaga će biti ista 36,5 MW, a brzina rotacije osovine je 2 okretaja u sekundi.

Istodobno, početna operacija razarača nove generacije pokazala je cijelom svijetu da je još uvijek nepouzdan i da boluje od dječjih bolesti, a njegov rad prate brojni kvarovi. Tako je 22. studenog 2016. otkazala elektrana razarača Zumwalt dok je prolazio kroz Panamski kanal. Imobilizirani brod morao je biti dotegljen u bazu najobičnijim tegljačima, koji nisu bili opterećeni novim tipovima pogonskih postrojenja.

Još jedna pozitivna kvaliteta elektropropulzije, osim smanjenja buke, je povećana manevarska sposobnost brodova. I plinska turbina i dizel motor imaju minimalnu vrijednost snage, stoga postoji minimalna održiva vrijednost brzine. Dok uz pomoć elektromotora vrlo jednostavno možete mijenjati frekvenciju i smjer vrtnje propelerske osovine, a time i brzinu i smjer kretanja plovila. Zahvaljujući tome, glavna pogonska jedinica s elektromotorom već se dosta dugo koristi na onim brodovima koji prema svojoj namjeni moraju imati najveću moguću manevarsku sposobnost: tegljači, trajekti, ledolomci, plovne dizalice i dr.

Azipodi

Azipod - azimutni propulzijski sustav