8.6 C
Warszawa
czwartek, 29 września 2022

Koniecznie przeczytaj

Nowy standard podwodnej żeglugi

System AIP

Najnowszy system napędu niezależnego od powietrza (AIP) eliminuje dotychczasowe problemy instalacji tego typu, obniża koszty i maksymalizuje bezpieczeństwo załóg okrętów podwodnych.

Do niedawna tylko okręty podwodne z napędem nuklearnym mogły przebywać długotrwale w zanurzeniu. Czas przebywania pod wodą jednostek konwencjonalnych był ograniczony zapasem powietrza do oddychania i pojemnością akumulatorów. Rozwiązania polegające na pobieraniu tlenu w płytkim zanurzeniu za pomocą wysuniętych chrap w dużym stopniu eliminowały główny atut okrętów podwodnych – skrytość. Obecność chrap na powierzchni morza zwiększa szansę wykrycia okrętu. W sukurs podwodnym okrętom konwencjonalnym przychodzą rozwiązania typu AIP (Air Independent Propulsion) zapewniające źródło wydajnego napędu oraz powietrza dla załogi podczas długotrwałych rejsów podwodnych trwających nawet do 3 tygodni. Generalnie zastosowane rozwiązania dzielą się na termiczne i elektrochemiczne. Przykładem pierwszego jest silnik Stirlinga na okrętach szwedzkich (producent Saab Kockums), w którym energia cieplna spalania oleju napędowego i tlenu (magazynowanego na okręcie) jest ostatecznie przekształcana w energię elektryczną. Zaletą systemu jest prostota, wadą – mała moc i prędkość pod wodą. System ten jest cały czas rozwijany i obok Szwedów wykorzystują go Japończycy i Chińczycy. Niemcy i Francuzi stawiają na rozwiązania elektrochemiczne, oparte na ogniwach paliwowych. Rozwiązanie rozpropagował przemysł samochodowy – ambasadorem technologii jest Toyota Mirai. Samochód posiada zbiornik z wodorem. Gaz ten w połączeniu z tlenem reaguje w ogniwach paliwowych, wytwarzających energię elektryczną oraz wodę jako produkt uboczny.

W przypadku okrętów podwodnych systemy ogniw paliwowych wymagają nie tylko magazynowania wodoru, ale również tlenu – jest to cecha wszystkich systemów AIP. Problem technologiczny sprawia jednak wodór – to gaz łatwopalny, sprawiający kłopoty przy tankowaniu i przechowywaniu. Rozwiązanie niemieckie stosowane na okrętach typu 212 A opiera się na specjalnych zbiornikach cylindrycznych, gdzie wodór jest przechowywany w postaci wodorków metali. „Tankowanie” wodoru do tych zbiorników jest bardzo kosztowną operacją, wymagającą specjalistycznego zabezpieczenia. Ponadto wodór w tej postaci może być niestabilny, jeżeli dojdzie do wzrostu temperatury.

Francuski koncern Naval Group proponuje produkcję wodoru na pokładzie okrętu. Jest on syntetyzowany w drodze reakcji chemicznej – reformingu – z samego paliwa dieslowskiego. Zalety tego rozwiązania są oczywiste: paliwo jest zawsze na pokładzie, tankowanie można wykonać niemal wszędzie, tanio i bez problemu, ponadto olej napędowy jest najmniej toksyczny dla załogi. Wodór otrzymywany z paliwa dieslowskiego trafi a wraz z powietrzem do ogniw paliwowych, gdzie powstaje energia elektryczna napędzająca silniki i ładująca akumulatory. Francuski system napędu niezależnego od powietrza, znany pod nazwą FC2G, składa się z kilku modułów, które można zainstalować na pokładzie okrętu. Jest też wysoce zautomatyzowany – obsługuje go tylko jeden operator.

System ten nie został jeszcze zaimplementowany na żadnym okręcie, jednak próby długoterminowe przeprowadzone w marcu 2019 r. w ośrodku testowym Indret w Nantes potwierdziły, okręt z FC2G może przebywać pod wodą maksymalnie 21 dni. Ponadto system jest wyjątkowo cichy, co ma kluczowe znaczenie w „branży” podwodnej. Przewagą skomplikowanych systemów niemieckich jest to, że funkcjonują już na około 30 okrętach, nie zapewniają jednak takich osiągów i bezpieczeństwa jak FC2G. Kolejne próby systemu przewidziano na przyszły rok. Jeżeli FC2G spełni oczekiwania, podwodną żeglugę czeka prawdziwy przełom, wobec którego nie powinny pozostać obojętne marynarki wojenne wielu państw, w tym Polski.

Autor

Najnowsze