פורסם ביום שבת 28 בספטמבר 2019
צוללות: קבוצת הימי החדשה של חיל הים AIP מקיימת את הבטחותיה
פיתוח קבוצת Naval של מערכת הנעה אנאירובית (Air Independent Propulsion - AIP) לצוללות המבוססות על דור חדש של תאי דלק, נקט השנה צעד מכריע. מערכת החוף של התעשיין הצרפתי, שהותקנה באתר Indret שלה, בסמוך לנאנט, פעלה במשך 18 יום בתנאים המייצגים סיור אמיתי. "זו הייתה שאלה לאמת את תפקוד המערכת עם פרופיל שימוש מבצעי, כמו גם את האוטונומיה של הצלילה. במשך 18 יום המערכת, מחוברת לסוללות כדי להיות מייצגת לשימוש בפועל בצוללת, ייצרה חשמל מסולר, ופועלת בלחץ גבוה, מה שאומר שהיא לא אין הגבלה של טבילה בשימוש בה ", מסביר אנתוני קובארוביאס, לשעבר מפקד אחד העקרבים הצ'ילניים העובד היום במחלקת השיווק בקבוצת חיל הים.
מעברים, מהירויות איטיות מאוד, תאוצות, עלייה מהירה לפני השטח, עצירת ה- AIP ואחריה הפעלה מחדש, ניהול התמוטטות או נזק אפשרי ... כמו בצוללת אמיתית, המערכת נקלעה למצבים בטון על מנת לאמת את הביצועים והאמינות שלו.
העולם הראשון לרפורמה מהסולר
עם הבדיקות המוצלחות הללו הצליחה קבוצת נייבי אתגר טכני יוצא דופן עבור מכשיר זה המייצר מימן מסולר. "18 יום של ייצור חשמלי מרפורמציה של דיזל, זה עולם ראשון. זה הלך טוב מאוד ואנחנו יכולים לשחזר אותו בלי בעיה", מברך מארק קוומנור, מנהל מוצר AIP בקבוצת Naval Group. התעשיין הצרפתי מציע פיתרון זה להגדיל את האוטונומיה לצלילה של צוללות קונבנציונאליות ולמנוע מהן ככל האפשר לחזור לפני השטח כדי להטעין את הסוללות, תקופה בה הכלי פגיע.
מערכת זו נקראה AIP FC-2G (תא דלק דור שני - FC-2G), מערכת זו דרשה עשר שנות מחקר. מבחינה טכנולוגית זה כולל שני חידושים עיקריים. ראשית, המימן המשמש להפעלת תאי דלק מיוצר ישירות על הסיפון, באמצעות תהליך רפורמה כימית מהסולר המשמש את גנרטורי הדיזל. תהליך זה מאפשר בטיחות מוגברת בהיעדר אחסון מימן על הסיפון. גזי הפליטה נדחים באופן דיסקרטי, מכיוון שהם מתמוססים באופן מיידי במים. במקביל, Naval Group עיצבה מערכת פטנט המאפשרת לייצר אוויר על ידי הזרקת חנקן לאספקת החמצן מהמצבר, כאשר חמצן זה מאוחסן בצורה קריוגנית במיכל. אוויר סינטטי מגיב עם המימן בתא הדלק לייצור חשמל, מה שמפעיל את סוללות הצוללת והמנוע החשמלי ההנעה. התא כלוא במתחם סגור ומאוורר ומאפשר לשלוט על דליפה אפשרית של מימן או חמצן.
- shema_naval_group_prinicpe_dispositif_publication_sur_asafrance_site.jpg (25.73 KB) נצפה 5289 פעמים
קבוצת הצי של חיל הים, פרסום על מכשירי פרינצ'פה באתר אספרנס
עקרון המכשיר (© NAVAL GROUP)
מקור הצילום על השער: מערכת החוף באתר קבוצת חיל הים בננט-אינדרט © NAVAL GROUP
- shema_naval_group_publication_sur_asafrance_site.jpg (54.12 KB) נועץ 5289 פעמים
קריאת שמע חיל הים באתר אספרנס
1: הרפורמטור משמש לייצור מימן מסולר
2: המשמרת משמשת להגדלת תפוקת המימן ולחיסול הפחמן החד-חמצני המיוצר על ידי הרפורמטור
3: ממברנות הטיהור מספקות לתאי הדלק מימן טהור במיוחד
4: תאי דלק מייצרים חשמל ממימן וחמצן
5: מיכל אחסון החמצן בצורה נוזלית
קבוצת גרעונות חיל הים שמעון באתר אספרנס 2
(© קבוצת חיל הים)
פעולה אוטונומית או טנדם עם סוללות
תא הדלק, מיועד למשך חיי שירות של 10 שעות, הוא בעל נפח של 000 קילוואט. זה מפעיל את מפעל החשמל כאשר הצוללת במצב AIP, ובכך מאפשר להפוך את מנוע ההנעה החשמלי ולספק את הצריכה החשמלית המשולבת. לאחר מכן הבניין יכול להתפתח במערכת יחידה זו במהירות של עד כ -250 קשר ביודעו שכדי לקבל אוטונומיה של צלילה של שלושה שבועות, פרופיל השימוש משתנה למדי בין 5 ל -2 קשר. לשם כך, הכוח הנדרש עבור AIP FC-4G הוא בין 2 ל 130 קילוואט. מעבר לכך, יש צורך לשאוב מהסוללות, והמעבר ממקור אנרגיה אחד לשני נעשה ללא הפרעה. אבל אחד האינטרסים של ה- AIP של קבוצת חיל הים הוא גם להיות מסוגל להשלים את האנרגיה שמספקת הסוללות. "במקרה של תאוצה, אין הפרעה. אם אנו רוצים ללכת מהר יותר מהמקסימום שמורשה ה- AIP, אנו עוברים לסוללות אך אנו יכולים להמשיך ולהפעיל את ה- AIP, אשר ואז בא להקל על הסוללות ולהימנע משימוש מהמאגרים שלהם. בדרך זו, אם הצוללת צריכה להפליג לכמה שעות במהירות גבוהה, ה- AIP משמש, תלוי במהירות, כדי להרחיב את האוטונומיה במעט או מתחת למים במידה ניכרת, "מדגיש אנתוני קובארוביאס.
תצלומי תאי דלק של חיל הים בקבוצת חיל הים. פרסום באתר אספרנס
תאי דלק FC-2G (© NAVAL GROUP)
יתרונות רבים על פני מערכות אחרות
מנקודת מבט אדריכלית, ה- AIP FC-2G של חברת Naval Group מהווה יתרון ניכר בהשוואה למערכות קיימות, בהן מאגרים מימן במכלים חיצוניים, מהווים בעיות משקל (130 עד 160 טונות של הידרידים, שפחות מהם 2% מימן שמיש לשימוש) ותדלוק. בנוסף, תאי הדלק הנמצאים בשירות משתמשים בחמצן טהור, מה שמייצר בלאי גבוה, כאשר יש צורך להחליף את המסננים והקרומים באופן קבוע. יעיל יותר על פי חברת Naval Group, ה- AIP FC-2G מציע, לטענת מעצביו, זמן שימוש בין כל תחזוקה גדולה פי חמישה מזו של מתחרותיה הזרות. "המערכת שלנו באמת מתאימה לתכנית המבצעית של צוללת. זה דורש רק הפרעה קצרה של שלושה שבועות בכל שנה, כאשר הציוד היחיד שהוחלף במהלך תקופת תחזוקה זו הוא הזרז. בינתיים אין מה לעשות! אומר מרק קווימנור.
לבסוף, הבחירה בייצור מימן מסולר מאפשרת תדלוק ואחסון (דלק בודד על הצוללת) תוך שיפור הבטיחות בהשוואה למערכות המשתמשות למשל במתנול, דליקים יותר ומכניסים יותר. מוצרים רעילים במקרה של נזילה.
המכשיר משולב באופן מלא במודול עצמאי
בדומה ל- MESMA, ה- AIP הראשון שפותח על ידי הקבוצה הצרפתית ומצייד את אגוסטה 90B הפקיסטנית, כל מערכת ה- AIP FC-2G מקובצת במודול יחיד, אוטונומי משאר הצוללת. המערכת שוכנת בקטע של גוף שולי באורך של כ -8 מטרים המשולב בסירה מההתחלה או נוסף לאחר תכנון מחדש עם מינימום שינויים בהשוואה לזו הקיימת. הניתן להתאמה לבניינים בקוטר של 6 מטרים לפחות, כמו העקרב או גרסת ההנעה המקובלת של הברקודה, מודול AIP FC-2G נועד, כמובן, לא להשפיע על הביצועים הכלליים, החל מהקיבולת טבילה ושיקול דעת אקוסטי.
פרסום קבוצת חיל הים בשער אספרנס 3
קבוצת חיל הים שמעול פרסום מודול aip באתר אספרנס
מודול AIP (© NAVAL GROUP)
מערכת החוף בשירות מאז 2011
ניתן להבטיח אפוא את המופעים עליהם הודיעה קבוצת Naval הודות לבדיקות שבוצעו בשנים האחרונות במערכת AIP FC-2G בגודל מלא שנמצאת באינרט. לאחר שבוצעו בדיקות במפגין שהוקדש לייצור מימן משנת 2003 עד 2010, נבנה מכשיר בקנה מידה 1 השלם בשנת 2010. הוא נכנס לשירות בשנה שלאחר מכן וכעת צובר למעלה מ- 6 שעות פעולה, שווה ערך לשש שנות שימוש. לפיכך זוהי, על פי חברת Naval Group, מערכת שהיא אמינה ומוכחת עוד לפני שהיא הועמסה על צוללת. "000 שעות פעולה וייצור של מימן מייצגים יותר ממחזור הפעלה בין שתי תקופות של תחזוקה עיקרית", מדגישים מארק קימנאור ודמיאן לילנדייס, אדריכל המערכת של התוכנית FC-6000G.
מוכן לשימוש עם סיכויי שיפור נוספים
לפיכך המערכת "מוכנה לשיווק" והיא כבר מוצעת על ידי Naval Group למספר מסוים של חיל הים. בהמתנה להזמנות ראשוניות, העבודה תימשך. "נמשיך לערוך בדיקות בפרופילים תפעוליים ונתמקד במיטוב המערכת, יעילותה, אחזוקה ותחזוקה שלה." מהנדסים למשל יעבדו על שיפור יעילות המערכת על ידי הפחתת צריכת החמצן, במיוחד בזכות טכנולוגיות חדשות כמו ייצור תוספים. "יש לנו סיכויים גדולים מאוד לפיתוח המערכת ואנחנו רואים פוטנציאל אמיתי להגדיל את הביצועים בשלטון כמו גם באוטונומיה, שיאפשרו לנו לצאת לצוללות גדולות תוך הישארות בנפחים מאוד מעניינים".
בעוד שהמכשיר משולב כיום עם סוללות עופרת מסורתיות, חברת Naval Group עובדת גם על שילוב על סיפונה של צוללות של סוללות בטכנולוגיית ליתיום-יון, שתאפשר להרחיב את ההופעות המבצעיות המוצעות.
וינסנט GROIZELEAU
ים וים
הופעל מחדש באתר ASAF: http://www.asafrance.fr
מקור הצילום על השער: מערכת החוף באתר קבוצת חיל הים בננט-אינדרט © NAVAL GROUP
https://www.asafrance.fr/item/sous-mari ... ses-3.html
