В глубину на топливо элементы питания: возобновление интереса систем, предназначенных для обеспечения противовоздушной независимых двигателей; не так дорого, как ядерная

[Иллюстрация опущены]

Топливный элемент был изобретен в середине 1800-х сэр Уильям Роберт Гроув. Тем не менее, его "газа батарея" не нашли практического применения до 1960-х годов, когда НАСА необходимо источника питания лучше, чем батареи для миссий длительного космического. Топливные элементы побежал на водород и кислород - уже вел корабль - а так как топливные элементы излучают ничего, кроме воды, космонавты могли даже пить выхлопных газов.

Это не удивительно то, что топливные элементы будет развиваться по несколько одинаковых условиях, - подводные воздуха независимых двигателей (AIP) систем, предназначенных для расширенного затопленных периоды. В середине 1960-х годов в университете штата Коннектикут и General Dynamics Электрические лодка Отдел построил один человек погружных STAR 1. Аллис-Чалмерс поставила работающее на топливных элементах с гидразином (ракетное топливо) и кислорода.

Интерес к системам AIP упал с развитием ядерных подводных лодок, которые могут оставаться под водой практически до бесконечности. Тем не менее, лишь страны, имеющие огромные военные бюджеты могут позволить себе ядерные подлодки. Во многих других странах все еще используют дизель-электрических подводных лодок, как правило, для береговой обороны, который должен поверхность каждые несколько дней, чтобы зарядить аккумуляторы. AIP системы позволит неядерных подводных лодок в подводном положении и круиз-незамеченными на длительное время.

Хотя Есть несколько конкурирующих технологий AIP, топливные элементы считаются лучшим вариантом для систем AIP, особенно сейчас, со сроком погашения технологии топливных элементов. Кроме того, позволяя с помощью подводной лодки под водой в течение круиза недели без шлифовки, топливные элементы работают бесшумно и без каких-либо обнаруживаемых отработанного тепла, в результате чего подводная лодка труднее обнаружить. Наконец, отдельные компоненты системы топливных элементов AIP может располагаться где угодно по всей подводной лодки, увеличивая гибкость конструкции.

Немецкий кораблестроитель, Howaldtswerke Deutsche Werft (HDW), лидирует в разработке и использовании топливных элементов основаны AIP систем подводных лодок. Siemens поставляет мембранных полимерных электролитов (PEM) топливных элементов. Для максимальной безопасности, водородное топливо хранится в материал металл-гидридных. Водород поглощается и выпустили, контролируя температуру и давление metalhydride материала.

[Иллюстрация опущены]

HDW использует 9 34 кВт клеток Siemens топлива в каждой подводной лодки U-212 класса. , Что почти 300 кВт доступен, U-212 "могут путешествовать на скорости до 8 узлов на топливных элементах в одиночку и оставаться под водой до 3 недель. Повышенные обороты дополнены высокопроизводительных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Эти перезаряжается от MTU 16V 396 судовых дизельных двигателей "генератора. Немецкий военно-морских сил 4 U-212 лодок флота и приказал два больше. Итальянская судостроительная Финкантьери строит еще два для итальянского флота.

HDW также разработала Тип 214 подводных для экспорта. В зависимости от типа 209 и 212 проектов, улучшения включают корпуса материалы разработаны для более глубокого глубина погружения, корпус предназначен для лучшего гидродинамических и стелс-характеристики и низкий шум винта, чтобы уменьшить акустических подписей. Два Siemens следующего поколения PEM модулей, номинальная 120 кВт каждый, используются для обеспечения до 2 недель подводных выносливости.

Греческий флот является добавление 3 Тип 214 подводных лодок флота. Во-первых, Papanikolis, был построен в Киле верфи HDW в. HDW в греческой верфи в Греции здание Pipinos и Matrozo. В-четвертых, Катсонис будет сдан в эксплуатацию в 2010 году. Кроме того, Hyundai Heavy Industries строит три U-214s для южнокорейского флота.

Ячейки HDW-Siemens топлива AIP система также может быть модернизированы существующие неядерных подводных лодок, а плагин, когда подводные лодки будут модернизированы. Португальский и греческий военно-морского флота будет установлена система HDW AIP в U-209 подводных лодок класса уже находятся в эксплуатации.

UTC Сила США поставляет свою 300 кВт PEM топлива модулей ячейки власть испанского кораблестроитель, Navantia, SA для установки в S-80 класс испанского флота подводных лодок. В этом процессе водорода из этанола реформировать борту и в сочетании с кислород для производства электроэнергии.

Управление Ship Service Naval Research на топливных элементах программы является разработка систем на топливных элементах для судовых использования, в том числе подводных лодок. Доу Айдахо Национальной инженерной и экологической лаборатории разрабатывает 500 кВт встроенного топлива по реформированию дизельного топлива в водородное топливо, избавляя пользователя от необходимости носить водорода, или другие виды топлива, на борту судна.

[Иллюстрация опущены]

Другие технологии AIP которые используются для перезарядки батареи в то время как под водой. Швеции Kockums военно-морских использует системы Стирлинга цикла AIP в Готланд подводных лодок класса. Каждый из них имеет два 75 кВт Стерлинг цикла двигательных установок, что сжигать жидкий кислород хранится в криогенных резервуаров и дизельного топлива в камере под давлением для получения электроэнергии и для двигателей и зарядки аккумуляторов. Подводные выносливость до 14 дней в 5 узлов, но более высокие скорости возможны в течение коротких периодов с полностью заряженными батареями. Практически исключает вибрации, тихий, крепкий и очень низкой инфракрасной подпись Стирлинга AIP система может быть установлена существующих категорий, Kockums сказал.

DCNS Франции оснащает все свои дизель-электрических подводных лодок с d'Energie Модуль Sous-Marin Autonome (MESMA) AIP системы. MESNA использования замкнутого цикла паровой турбины с паровым, получаемого за счет сжигания этанола и хранить кислорода. Помимо того, что параметр лейтенант DCNS в 90B класса и подводных лодок класса Scorpene, она также может быть установлена на более старых лодок.

Билл Сиуру, PhD, PE, является полем Дизель Прогресс редактор, основанный в Темекула, Калифорния