AIP podmornice

[ML]

Skladištenje kisika na podmornici.
Svaki  AIP ima potrebu za skladištenjem veće količine kiseonika.
Kiseonik se može skladištiti kao ga sili kao tečnost.
Za skladištenje u gasovitom stanju su potrebni veliki i teški tankovi. Iako se rade od kompozitnih materiala, to povečava njihovu cijenu, a pate i od malih volumetričkih performansi, tako da ostaju prihvatljivi samo za manje objekte.
LOX sistem (Liquid Oxygen)  podrazumjeva ohlađena skladišta za kisik, u subkritičnoj ili superkritičnoj formi. Subkritična, obično se upotrebljava, održava kisik u tečnom stanju (temperature su manje od -118,6 stepeni,  a pritisak je od 3-55bara)
Takođe se može skladištiti u superkrtitinoj fazi, kao superkrtitična tečnost ( praktički niti je tečnost niti je plin, neka prelazna faza). Tu su temperature veće od -118 stepeni, ai pritisak je veći od 50 bara.
Ovaj drugi način je pogodniji za podmornice zbog toga što nema narušavanja stabiliteta zbog slobodnih površina tečnosti.
Sekundarni sistem skladištenja podrazumijeva snabdjevanje kisikom putem kemijske reakcije. To su razni superoksidi, vodonikov peroksid…
Primarni način je gledajući na iskoristivost, optimalan i on se uglavnom upotrebljava.
Na klasi 212 LOX je pohranjen u superizolisanim rezervarima van čvrstog trupa, ali je sam vanjski sloj rezervara napravljen od istog materiala kao i čvrsti trup podmornice. Podmornica ima dva rezervara, svaki sa svojim uplinjačem, što osigurava da LOX ne može doći u podmornicu. Postavljanje rezervra van čvrstoh trupa daje veći stepen sigurnosti, mada se primijenjuje i skladištenje unutar čvrstog trupa. Fincantieri je izgradio podmornicu S 500, koja ima unutrašnji rezervar, koji snabdjeva kisikom dizel zatvorenog cikla. Ove podmornice su male, oko 500t.
Pored toga što je kisik potreban za pogon , poteban je i posadi. Svaki član posade treba u prosijeku 1lkisika dnevno za preživljavanje, npr ako patrola traje 50 dana, a na podmornici je 50 članova posade to iznosi oko 2,5t kisika.
Kada se neko pita o opasnosti vodika na podmornici, puno je opasniji kisik koji i u dodiru sa mazivima može dovesti do eksplozije. Zato su kod montiranja ovih postrojenja preduzete sve moguće mjere zaštite. [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

[ML]

Kako se vidi iz predhodno napisanog za skladištenje kisika je prihvačena već stara tehnologija, dok za skladištenje vodika se tek razvija i razvoje teče tako da se pojavljuju nova rešenja. Ako bi sisteme za skladištenje hidrogena sumirali imali bi četiri glavna sistema skladištenja dva u čistom stanju i dva koja iziskuju reforming.
Pa tako imamo:
Metal hidrid:Dobre strane ,ma dobru volumetričku gustinu, vodonik je čist, temperature su niske, isprovana tehnologije, a mana je mala težinska gustoća
Ugljične nano-fibre: Dobre strane,odlične težinska i volumetrička gustoća, bar predviđena, vodonik je čist i proces oslobađanja ne iziskuje visoke temperature,  a mane su tehnologija nije isprovana, još je u razvoju, dosadašnja istraživanja su pobila velika očekivanja što se tiče gustoće energije, u istraživanju je i ponovno punjenje takvih rezervara.
Reformacija metanola: Dobre strane dobra volumetrička i težinska gustina energije, nema kao nus produkta sumpora (kod dizela ima), gorivo je tečno, a mane su potreban reforming u vodonik, velika potrošnja kisika, i problem izbacivanja CO2-ja.
Reformacija dizela. Dobre stran: ima vrlo dobru težinsku i volumetričku gustinu, razširena je logistička mreža,jeftinoća, a mane su potreban je  reforming, onečiščenje sumporom, velika potrošnja kisika, za reforming su potrebne visoke temperature, produkti reforminga su CO2 i druge emisije, zahtjevna tehnologija.

Ako učinimo komparaciju između sistema koji se upoterbljavaju na podmornicama, PEMFC(gorivečelije)+opcije napajanja, kao i olovnih baterija i dizela zatvorenog cikla,  uzimajući u obzir sve što je jednom sistemu potrebno, obzirom na težinu i potreban volumen, dobijemo sledeću tabelu  ( primjer je za 12,6 MWh, 600kW sistem). [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]
Ovi sistemi polako nalaze mijesto i na nuklearnim podmornicama, kao rezervni pogon u slučaju kvara reaktora, kao i za snabdjevanje električnom energijom.

[ML]

Sličan AIP pogon se upotrebljava i na manjim podmorskim vozilima bez posade, kao sistem sa većom gustoćom energije.
Ovde je podat primijer ispitivanja na tragaču mina, koji  se lansira iz torpedne cijevi podmornice, vođen je optičkim kablom i posle misije se vraća na nosioca. Riječ je o Britanskom Marlinu promjera  21inch. Na njemu su instalirane razne opcije sa PEMFC , gorivim čelijama, u baterijski odjel , uključeni su svi potrebni elementi  oksidanti i gorivo-vodonik. Usporedba je vršena  sa litijum-jonskim baterijama koje se ponovo pune.
Tablica izgleda ovako: [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]
Vidi se da sve variante PEMFC i sistema napajanja su bolje od baterija, izuzev vodonika skladištenog na 5000psi.(Lb/inch2)
Za manje nosače se uglaavnom upotrebljavaju druge čelije( več na pisano u početku), kao alternativa PEMFC, a kao oksidant vodonikov peroksid. [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

U največoj mjeri korišteno:
The Role of Fuel Cells in the Supply of Silent Power for Operations in Littoral Waters. Dr J B Lakeman, Dr D J Browning.

[chinggis]

Meni je osobno jako bilo zanimljivo kada su u Rusiji porinuli podmornicu klase Sarov onda se pojavilo objašnjenje podmornice da je nuklearna odnosno da u sebi nosi nuklearni reaktor koji proizvodi struju za punjenje podmornica i da reaktor proizvodi dovoljno struje da pokreće podmornicu brzinom od 4-5 čvorova. Kako je direktor tada ispričao novinarima, tada se ne pune baterije(ipak nije u stanju dati toliku količinu energije) ali ako stoji na mjestu da se potpuno prazne baterije napune za jedan dan. Očito je taj isti dan dobio po ušima jer je u roku od nekoliko sati napravio demant svega što je rekao i sa svih portala i novina je bila povučena njegova izjava.
Čitajuči o takvim tipovima reaktora sam došao do zaključka da bi se moglo raditi o vrlo naprednoj verziji RTG (radioizotopnog termalnog generatora), što su u Rusiji dosta koristili za uređaje u područjima koja ne mogu imati ljudsku posadu a traži se dugotrajno stalno snabdijevanje s električnom energijom, kao svjetionici ili radio relejni uređaji po dalekom sjeveru i Sibiru.
A za podmornicu Sarov je potvrđeno da ima nekakav AIP generator, koji, tu je bilo poprilično potvrda i demantiranja istoga sve dok publika nije izgubila interes a vojska nastavila u miru i tišini testiranje podmornice. Moguće je napraviti i RTG generator koji pokreče sterlingov motor več je bilo takvih pokušaja u laboratorijama a mislim da ih je nekoliko i u stvarnosti testirano.

[ML]

Treba biti rezervisan do raznih pisanja. Istina je da su Rusi već 1988 testirali malu nuklearnu centralu,koja bi bila ugrađena na podmornicu isključivo za proizvodnju el.energije.. Kanađani su isto razvijali sličan sistem, radi dužeg zadražavanja pod ledom. Sve skupa nije nikad zaživjelo. A jeste i da su postavljali RTG,za napajanje na odručnim mijestima bez prisustva poslužioca, pa se dešavalo da su generatori devastirani, čak je bilo i provala u postrojenja.
Sve je moguće pa i da RTG koristi za Stirlingov motor, samo  je pitanje šta je bolje za podmornicu , šta stvara manji potpis, nije za zanemarit ni ekonomski faktor.
Rusi sada uveliko sarađuju sa italjanima na razvoju gorivih čelija.
Za Sarov se svašta pisalo, istina je da sada ima ugrađen sistem gorivih čelija Kristal-27, sa tim sistemom je imao ispitivanja 2012g.
http://topwar.ru/26038-ispytatelnaya-podvodnaya-lodka-sarov-proekta-20120.html
Evo i sličice tajanstvenog Sarova i  postrojenja Kristal-27 [ Attachment: You are not allowed to view attachments ] [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

[MOTORISTA]

Ovo čudo se ukrcava na Sarov. E sad jeli ovo nešto za AIP?

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

[ML]

Sa tekstom ispod. [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]
a ispod raketa [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]
uglavnom mora biti nešto slično [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

[MOTORISTA]

Hvala ML.

[chinggis]

ML, mislim da to nije raketa koju si prikazao dolje. Promjer cilindra je do metar, a raketa je puno deblja od cilindra na gornjoj slici. No da na podmornici Sarov vrše testiranja to je jedino sigurno, a što točno, bog i mr. Putin bi samo znali .
Moje mišljenje je da Rusi polako ali sigurno razvijaju RTG generatore za svoje podmornice a ovaj "klasični" AIP pogon je više ili manje ovladavanje tehnologijim za izvoz a ne za njih same. Ipak je "klasični" AIP ogranićen količinama koje nosi sa sobom a time i mogučnostima. Bilo bi skoro idealno oružje kada bi se napravila podmornica koja ne bi imala potrebu za paljenjem disela nego skoro cijelo vrijeme ploviti u bešumnom režimu. Mislim da bi se mnogi kapetani jakooo dobro oznojili tražeći tako jednu malu beštiju sakrivenu u plavim dubinama.
A što se tiće rekatora kao pomočnog izvora napajanja već su to napravili s VAU-6 reaktorom. Ono što sam mogao pronaći na netu je da je to "oslabljena" verzija klasičnog reaktora bez sekundarnog kruga hlađenja i da je dala zadovoljavajuće rezultate no da je istovremeno tražila i poboljšanja.

[ML]

Izgleda da si previdio šta sam napisao."uglavnom mora biti nešto slično" Po svim pisanijama Saraov je preuređen dodavanjem balastnih tankova in na pramcu su umjesto torpednih cijevi postavlena cijev promijera 1m. Prema pisanjima trebao je poslužiti kao nosač novih projektila Skiff, ne u smislu da se lansira sa podmornice, nego za postavljanje na dno. Projektil leži u kontejneru na dnu i čeka aktivaciju. To je potpuno novi sistem i slike gore su  simbolne. O tim novim projektilima ima ponešto napisano, ali ništa precizno. Egzaktno je napisan promjer cijevi na Sarovu 1m.
Kakve slike koriste u štampi, postavit ću dole [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]
http://www.newsfiber.com/p/s/h?v=E8MPwoOG3LVM%3D+9678%2BuXNlhk%3D

Bilo bi interesantno saznati po čemu zaključuješ da sigurno razvijaju(Rusi) RTG za podmornice.

[chinggis]

Oprosti ML, na previdu.
Ovo što danas Rusi predlažu za potapanjem rakete na dno mora gdje če čekati komandu za lansiranje me podječa na njemački projekt bombardiranja New Yorka s V-2 raketama. Mislim da se projekt tada zavao Rocket U-bote. Koliko bi bio izvodiv toliko je bio i kompliciran. A ovo sada bi bilo još gore od toga. Baciš u more raketu sa spremnom bojevom glavom i nadaš se da ju netko zlonamjeran neće "posuditi". Ja to ne bi, hvala.
Sovjeti su od 50tih godina počeli s razvojem RTG generatora i nikada do sada nisu stali s istraživanjima, a svaka nova generacija koja se pojavljuje ima za iste dimenzije veću snagu. Kao što sam prije napisao koristili su ih a i još sada ih koriste  na mjestima gdje je teško držati stalnu ljudsku posadu da opslužuje generatore koji bi snabdijevali uređaje energijom za njihov rad. Uglavnom se o RTG generatorima ne priča na zapadu i to je nekako postao samo "ruski problem" a kod njih je to nešto više manje normalno i uglavnom se ljudi ne uzbuđuju oko toga niti baš nešto "napadaju" takve stanice. Bilo je par slučajeva da su se ljudi koji su išli u krivolov ili u nedozvoljenu sječu drva sklonili od zime u takvo postrojenje. Što je odmah bila alarmirana provala službi održavanja, čuvanja. Trebalo im je dan dva da stignu do nesretnika, nažalost za njih nije više bilo pomoći. No to su više izolirani slučajevi ljudske gluposti, nego pravilo.
Razlog zašto na zapadu se nikada nije razvijao RTG generator je činjenica da niti jedna zemlja na zapadu, konkretno u Evropi nema tako velike udaljenosti kao što ima Rusija pa čak ni USA nema tako velike udaljenosti i potrebe za pokrivanjem tih istih udaljenosti s relejnim, komunikacijskim, signalnim uređajima. Ako nema potrebe onda je to i glupo razvijati kada nikome to nemožeš prodati i zaraditi na skupim istraživanjima. Sovjeti a danas Rusi su imali tu potrebu i nastavili su istraživanje i usavršavanje RTG generatora tamo gdje su se nalazili na istom početku kao i ostali narodi 50tih godina. Zato danas imamo da su njihovi RTGi bolji od drugih(pod boljim mislim na jednake dimenzije i težinu a veča je predana snaga). Po vrlo skromnim informacijama koje kontrolirano kapaju u medije se naslučuje da je vojska kao i svemirski program glavni naredbodavci istraživanja i daljnjeg razvoja. Izizetno je teško doći do informacija o sadašnjem statusu razvoja RTGa kao i mjestima gdje se primjenjuju.
Iz svega što sam pročitao sam došao do zaključka da bi RTG bio skoro idealan za jednu klasičnu dizel električnu podmornicu. Mogao bi joj dati autonomiju nuklearne podmornice uz zadržavanje malih dimenzija dizel električnih i još manji zvučni potpis s obzirom da podmornica tada nije dužna paliti velike i bučne dizele za punjenje baterija. Ima to i mana. Brzina bi joj bila ograničena na 4-5 čvorova. Što se radijacije tiče RTGi proizvode uglavnom alfa i beta zračenje što nije problem zaštiti ljudsku posadu.
Zašto Rusi ne razvijaju klasičan AIP?
Po meni je to vrlo jednostavno zato što jendostavno ne vide potrebu za njim. Klasični AIP će dati podmornici samo ograničenu mogučnost produljenja boravka pod vodom a druga stvar je da rusija ima potrebe za pokrivanjem velikih područja i udaljenosti što isključuje klasičan AIP. Danas surađuju s nekim zapadnim zemljama na razvoju gorivih čelija no to je više za prodaju drugim zemljama nego za njihove potrebe. Ako se pogleda malo u nazad, zemlja koja je najdalje otišla u razvoju gorivih čelija je Njemačka. Dok je jedna druga Njemačka 40tih godina prošlog stoljeća tada več proizvodila i eksperimentirala s AIPom. Za ono vrijeme revolucionarnog pogona kao i revolucionarnih dizajna XXI i XXIII podmornica koji se rodio iz potrebe tadašnjeg AIPa. Potreba tadašnje Njemačke nije bila toliko potreba za udaljenim patrolama koliko za gušenjem svoga ljutog protivnika Engleske, a tu nisu udaljenosti tako daleke da klasičan kemijski AIP ne bi mogao zadovoljiti.

[ML]

RTG generatori su veoma ograničeni što se tiče snage( kod njih je iskoristak toplotne energije od 3-7%). Da i napišemo seljački za one koji se prvi put sreću sa tim terminom tu se toplotna energija pretvara u električnu, direktno termoelektričnim efektom, razlikom temperatura u materjalima u njima se stavara razlika u potencijalima i magnetno polje. [ Attachment: You are not allowed to view attachments ]
Pri  tome je potrebma termalana energija i hlađenje. Kod velikih postrojenja ta termalna energija, koja je uzgred budi rečeno slabo iskorištena, ostavlja neki termalni zapis, što bez obzira na šum,baška i on nije za odbacit, ako se nešto hladi rade pumpe, podmornicu čini lakše zamjetnom.
Druga varianta da se termalna energija primjeni kod stirling motora, ima istu slabost.
Inače ta tehnologija se dosta upotrebljava u svemirskom programu kako ruskom tako i američkom.
U sadašnjem momentu ta tehnologija nikako nije najbolja za podmornice, radi male snage, kao i radi termalnog podpisa.
AIP je napredak pre svega radi nezaznavnosti podmornice, a što se tiče dužine ostajanja pod vodom tu su nuklearne podmornice, a države koji ih imaju upotrebljavale bi RTG generatore, ali neznam šta bi pridobile sa njima.
AIP podmornice su uglavnom rađene za operacije u obalnim vodama, a kao takvim gorive čelije će im u budućnosti sa pobolšanim skladištenjem energenta davati dovoljnu energiju za zadovoljavanje njihove nezaznavnosti.

[kumbor]

Nađoh malopre članak na netu gde se kaže da od 6 nemačkih podmornica klase 212 nijedna nije operativna, poslednja od oktobra 2017. zbog havarije sa gorivim ćelijama. Ne znam koliko je verovati informaciji, ali tako kažu.

[barba]

Nađoh malopre članak na netu gde se kaže da od 6 nemačkih podmornica klase 212 nijedna nije operativna, poslednja od oktobra 2017. zbog havarije sa gorivim ćelijama. Ne znam koliko je verovati informaciji, ali tako kažu.

Istina je. Svih 6 podmornica je neoperativno poradi nedostatka rezervnih djelova. Krivac je vlada koja je odustala od nabavke i skladistenja neophodne pricuve. Sada kada su se problemi pojavili, industrija nije u stanju snabjeti sve djelove u intezitetu koji je potreban za brzo dovodjenje brodova u funkciju.
Jednostavno - stednja na pogresnom mjestu.
U njemackom drustvu vojsja nije bas na najboljem glasu. I kad treba stedjeti, uzima se od vojske. A sto je najskuplje - podmornice i zrakoplovi. Zato su svi novi brodovi prakticno neupotrebljivi, kao i Eurofighter-i.
Promjer:
1. Podmornice
2. Obje nove fregate van funkcije
3. Svih 6 korveta klase Braunschweig imaju probleme. Prvo gadjanje rakatama RBS-15 obavljeno 9 godina nakon porinuca prvog broda.
4. Samo 40 % borbene avijacije je operativno
5. Transportna avijacija u rasulu. Stari transportni avioni se krpaju kanibalizavijom. Novi Airbusi A-400 jos neoperativni.
6. Samo 30% tenkova Leopard operativno
7. Eurocopteri prizemljeni poradi nesrece u Mali-ju
itd..

[ML]

http://nationalinterest.org/blog/the-buzz/germany-does-not-have-one-working-submarine-23688