כיצד דחיפות חשמליות משליבות את ניווט הצוללות

מבוא: עידן חדש להנעה מתחת למים

הצוללת הייתה אבן הפינה של האסטרטגיה הימית והמדע הימי, שמוערך ביכולתה לפעול באופן גורף מתחת לגלים.עבור יותר ממאה שנים, צוללות שנתמכות על שילוב של מנועי דיזל עבור מנועים חשמליים מונעים על פני השטח ומנועים חשמליים המופעלים על ידי סוללות תת-קרקעיות, גישה היברידית זו, תוך יעילות, הטלת מגבלות מחמירות על סיבולת, מהירות וחתימה אקוסטית כיום, דור חדש של LTF:0 חשמליות, כדי הפעלת כלי רכב חשמליים מתקדמים, ומניעים, כדי הפעלת כלי רכב חשמליים, לחץ דם, ומניעים, ומניעה של כלי רכב חשמליים, כוח-מחץ ללא תקדים, כוח-מחץ, כוח-מחץ-מחץ-מחץ-אוויריים, כוח-מחץ-מחץ-אוויריים, ומניעים, ומערכת הפעלה איטיים, כוח-מחץ-מחץ-אוויריים-אוויריים-מחץ-אוויר-אוויריים-מחדש של כוח-מחץ-אוויריים-מחדשניים, על-מחץ-מחץ-מחץ-מחדש של כוח-מחץ-אוויר-מחץ-מחץ-אוויר-מחץ-מחץ-מחץ-מחץ-אוויר-אוויר-

מה הם מאבטחים?

דחף חשמלי הוא מכשיר הנעה הממיר אנרגיה חשמלית ישירות לאנרגיה קינטית כדי להעביר כלי שיט דרך מים.בניגוד למניעים קונבנציונליים המונעים על ידי פיר רוטינג המחובר למנוע דיזל או טורבינת קיטור, דחף חשמלי משלב את המנוע החשמלי לתוך הרכז של המדחף או להשתמש במכוון שורש מבוסס על ידי rimed-rimed העליון כוללים מנוע חשמלי חזק (לעתים קרובות קבוע של מנוע סינכרוני או ראש SM), כי הוא מדחף נמוך כדי למקדימים נמוך, או דחף, או למקדימים, או למקדימים, או למקדימים, או למקדימים, כדי למקדימים, או למקדימים, כדי למקדימים, כדי למקדימים, כדי למקדימים, או למקדימים, כדי למקדימים מטה פתוח, או למקדימים, או למקדימים מטהר פתוח, או למקדימים, או למקדימים עבור מעבדים, כדי למקדימים מהירים, או למקדימים מנוע חשמלי.

התצורה הנפוצה ביותר בצוללות מודרניות היא המנוע:0 (מכוון מנוע מנוע 1)Feloverph 1 (IMP), הידוע גם בשם דחף מונקד.כאן, המנוע שוכן בתוך הילוך מים מוצף חיצוני על הצוללת אפילו מסובבת, ישירות את הלהבים המדחף.

ארכיון תגיות: From Diesel-Electric to All-Electric

כדי להעריך את הדחף החשמלי של המהפכה לייצג, זה עוזר לבחון מערכות הנעה קודמות לפעול בשני מצבים: על פני השטח, מנוע דיזל מניע את הדחף והטעימים; שקוע, את סוללות כוח מנוע חשמלי שהופך פיר קצר לדחף.מערכת זו הייתה קפיצת גדולה על פני עיצובים לא חשמליים מוקדם יותר, אבל עדיין סבלה מרעש שנוצר על ידי מנוע דיזל (או כאשר נחירות), יותר ימים ספורים יותר, מהירויות סוללה מוגבלת.

[האבולוציה הבאה] הגיעה עם מערכות הנעה תלויות אוויריות (AIP) כמו מנועי סטולינג או תאי דלק, אשר אפשרו לצוללות להישאר שקועות במשך שבועות ללא סחף, עם זאת, מערכות AIP היו עדיין מסתמכות על מדחף קבוע של פיר מונע על ידי יפן: פריצת דרך אמיתית של קו-אפ:0 מלאת חשמל מסוג 1LT החל עם נופיות כמו שוודית, אשר פיתחה את הצוללת:

היתרונות של Thrusters

Unmatched Stealth and Acous Performance

היתרון הקריטי ביותר לצוללת הוא גניבה.חשמליים מייצרים רמות רעש נמוכות משמעותית מאשר מערכות מונעות פיר מסורתיות. כי המנוע הוא רכוב ישירות על המדחף, אין תיבת הילוכים או פיר הנושא רעשים.השימוש במנועים קבועים מגנטיים גם מבטל את הרעש האלקטרומגנטי שנוצר על ידי מכחול DC מונעים נוספים להפחית את הרעש על ידי הפצת יתר על ידי דחף אווירי אוויר רחב יותר וניתן לנפץ את ה-Frimer לנפץ על ידי פחמן DVer.

יעילות והתחדשות

דחף חשמלי פועל ביעילות כללית גבוהה יותר כי הם מבטלים הפסדים מכניים בפירים, נושאים, ואביזרים. מנוע קבוע synchronous בדרך כלל משיג יעילות מעל 95% מכוח מדורג, בהשוואה ל-85-90% למנוע אינדוקציה מסורתי עם תיבת הילוכים.יעילות זו מתרגם ישירות לסיבולת מוגבלת יותר של PM או את היכולת להקצות יותר כוח לעומסי מלון (רגישים, תמיכה בחיים), יתר על פני פחות מ-F שבועות נוספים ל- 2.

המונחים: low-Speed control

דחף חשמלי מציע שליטה מהירה משתנה מכמעט אפס עד מקסימום RPM, עם מומנט גבוה מאוד במהירויות נמוכות.זה חיוני עבור פעולות תחזוקת תחנה, פעולות עומק היקפי, וניווט מדויק במים מאופקים כגון נמלים או סטרלינגים צרים, אשר מונעים על ידי פירים לעתים קרובות סובלים ממבצע לא יעיל מאוד RPM בשל נוקשות ופעולות ניתוק, 000 ניגודיות, 000 נוקשות עבור נוקשות זמן, 000.

תחזוקה מופחתת וגמישות מוגברת

חלקים נעים פחות מתכוונים ללבוש ודמיע.רכבת הנעה של צוללת מסורתית כוללת גנרטור דיזל גדול, סט ממריץ, תיבת הילוכים, פיר ארוך נתמך על ידי מספר נושאים, ואת חתך צינור חרישי - אשר דורש בדיקה רגילה והחלפת.חשמל דחף לפשט את זה רק להתאספות רוטט אחד (הרקב רוטטור ודחף) מוגן בתוך צינור אטום אטום חתום לעתים קרובות עם מערכת ניקוי רופפת זה אפילו לאטום.

יתרונות סביבתיים

דחף חשמלי מייצר אפס פליטות מתחת למים, אשר טבועה בצוללות חשמליות.עם זאת, היעדר מנוע דיזל ממצה וזיהום אקוסטי מופחת גם מפחית את ההשפעה על החיים הימיים.רעש קליטה נמוך מועיל במיוחד עבור cetaceans ומינים אחרים להסתמך על צליל ניווט ותקשורת.בנוסף, יעילות משופרת מפחיתה את כמות הדלק (או אנרגיה מטעינה) צורך במיוחד עבור צוללות, לתרום חיים קטנים יותר פחמן.

סוגים של אלקטריק Thrusters המשמשים בצוללת

Integrated Motor Propeller (IMP) / Poded Propellers

(הופנה מהדף "המכונה חשמלית" (בלטינית: A) היא סגורה בפוד מבורך, אשר מחובר לצוללת, באמצעות עוקץ.הלהבים של הדחף מותקנים ישירות על הרוטב המנוע. IMPs משמשים במספר צוללות מודרניות, כולל ה-FLTSōry-classFLT:1 (מאוחר סירות גרמניות), F203:2Fird) ו-RUS (R.

רים-Driven Thrusters (RDT)

בדחפורים מונעים על ידי rim, המנוע החשמלי מותקן בתוך הדלפק המקיף את המדחף.המסתובב הוא טבעת שמנציח את להבים המדחף, והמחצב מוטבע בקיר הדלפק.הדחף אין מרכז מרכזי, אשר מקטין את המשקל ומבטל את הרכזות של RDT שקט יותר מאשר IMPs כי הצוללת אינה מאוישת במיוחד עבור כלי רכב חשמליים (VFU) נמוך יותר מאוזנת (כלומר, במיוחד עבור כלי רכב מימיים) ולהפחית את הצוללות (RVFU) הוא צורך בתותחים יותר מאוזניים (VFU) נמוך יותר מאוזנות (RVFU) הוא צורך בתותחים יותר מאוזנות יותר) ולהפחית את הצוללות) ולהפחית את הצוללות) נמוך יותר מאוזנותק"מסוגל יותר מאוזניות (RVFU) ולהפחית את כלי רכב מתחת למים) נמוך יותר מאוזנות (ממים יותר מאוזנות יותר מאוזניות (RLTU) נמוך יותר מאוזנות יותר מאוזניות (או יותר, במיוחד עבור כלי רכב מימית) ולהפחית את הצוללות) ולהפחית את הצוללות) ולהפחית את הצוללות) צוללות איטיות יותר מאוז

Superconducting Electric Thrusters (Future)

מוליכים סופר-מדומים (HTS) נחקרים עבור הדור הבא של דחףים.על ידי החלפת רוחות נחושת עם קלטת מוליכים על-ידי מוליכים על-ידי מוליכים-על, המנועים יכולים להשיג הרבה יותר גבוה משקעים נוכחיים, וכתוצאה מכך מנוע קטן וקל יותר עבור אותו כוח. A superconducting דחף מוליכים יכול להפחית את נפח המנוע על ידי 60% תוך הגדלת יעילות כמעט 99%.

כיצד אלקטריק Thrusters integrate with Power Systems

(החומרים של הדחף החשמליים אינם נפרדים ממערכת הכוח הכוללת של הצוללת. המודרנית צוללות חשמליות (כמו ה-FLT:0Type 21403FLT:1 או FLT:2Sōryyuue-Stand-classFLT 3:) משתמשים בפלטפורמה חשמלית מלאה של חשמל: 5 ארכיטקטורת אחסון אחד או יותר של תאים מהירים (או מנועים) באמצעות מנועים מהירים, כלומר, כלומר, הם בעלי יכולת גבוהה של חשמל גבוהה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, הם בעלי יכולת חשמלית גבוהה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, הם בעלי יכולת גבוהה של חשמל גבוהה, כלומר, הם בעלי יכולת גבוהה של חשמל גבוהה, כלומר, כלומר, כלומר, הם בעלי יכולת גבוהה של חשמל גבוהה, או יותר, או יותר, כלומר, הם בעלי יכולת גבוהה של חשמל גבוהה של חשמל גבוהה, כלומר, כלומר, הם בעלי יכולת חשמלית, כלומר, כלומר, כלומר, עבור כל אחד או יותר, כלומר, עבור מנועיית חשמל גבוהה, עבור מנועי, עבור מנועי, עבור מנועית חשמל גבוהה, כלומר, עבור מנועי, הם, הם, כלומר, כלומר, הם, הם בעלי יכולת גבוהה, הם בעלי יכולת גבוהה, הם בעלי יכולת גבוהה, כלומר, כלומר, כלומר,

מערכות תא דלק, כמו בשימוש בגרמניה סוג 212A, לספק כוח תלוי אווירי עבור סיבולת רבת-התכננת מאוד.תאים הדלק לייצר חשמל DC ישירות, אשר מעצימה את הדחף החשמלי ללא צורך גנרטור דיזל.כאשר תאי דלק מספקים את הדחף, הצוללת יכולה להישאר שקועה עד שלושה שבועות במהירות איטית.

השפעה על פעילות תת-קרקעית

(הופנה מהדף דוקטרינה טקטית) היא היכולת לפעול ברמות רעש נמוכות מאוד ולקבוע בשקט במהירות גבוהה (באמצעות כוח סוללה) מעניקה לצוללות יתרון משמעותי במים צלולים:0 (לאומנים) כלי רכב תת-ימיים בלתי מאוישים (UVs)FLT:1 מצויד גם במשט חשמלי יכול לבצע פעולות מודיעיניות, מעקב, מעקב והתחדשות (ISR) לשילוב של קבוצות הגנה וזיהוי אוויריות (ERFIRDV) ללא יכולת תגובה) של 4 שעות נוספות, כמו גם ל-DVNERFERFIRDVEROFIRDVS) ו-DVEROLEROLEROFIRSTS) ל-FIRSTFIRSTS) לשילוב של צוללות משופרות (EROFEROFIRDVS) ל-FIRDVS) ל-FIRDVS (ERFIRSTFIRDVS) ל-FIRDVS) ל-FLTS) ל-FLT5, אשר יכולות לשילוב של צוללות משופרות (משימתיות משופרות ל-FLT2, אשר מסייעות לשילוב של צוללות: צוללות: צוללות:

יישומים מדעיים ומסחריים

מעבר לשימוש צבאי, דוחפים חשמליים מאפשרים מחקר מעמיק יותר ויותר אוקיאנוסים.פעילים מרחוק כלי רכב תת-ימיים אוטונומיים (AUVs) להסתמך על דחף חשמלי עבור מיקום מדויק והשפעה אקוסטית נמוכה על החיים הימיים.לדוגמה, ה-FLT:0Oceanography FLT:1 מחלקה AUVs המשמש גם את החברה הלאומית של LT2: 3, 000 שימוש באמינות נמוכה לשימוש במשכותרות גזים בלחץ נמוך יותר, ללא חומרים רגישים.

אתגרים ומחקר מתמשך

חיסכון באנרגיה

דחף חשמלי עצמו יעיל, אבל הסיבולה של הצוללת מוגבלת בסופו של דבר על ידי קיבולת סוללות ליתיום-יון רגישים לריצה תרמית ודורשים מערכות ניהול סוללות מתוחכמות.חוקרים בודקים סוללות מוצקות המדינה וכימאים ליתיום-סלפורים לצפיפות אנרגיה כפולה תוך שיפור תאי הדלק, בעוד יעיל, עדיין דורש אחסון מימן, שהוא עצום ומדורג.

ניהול ארס

דחף חשמלי מייצר חום כי חייב להיות מתפזר ללא חתימה אקוסטית מוגברת.בעיצובים מזוועים, חום מועבר אל מי הים שמסביב, אבל במהירויות נמוכות זה הופך פחות יעיל.דחפורים רים יכול להשתמש במחזור מים ים בתוך הדלגן למקרר.על מוליכים דחף מוליכים דורשים מערכות קירור כי הם מורכבים ורגישים כוח.

מערכת אחריות בHigh Depth

הלחץ הקיצוני במעמקים תפעוליים (עד 500 מטר) דורש איטום חזק של רכיבים מוטוריים.הילוך מגנטי ומערכות נושא מתקדמות (למשל, נושאים ללא מים) נלמדים כדי לחסל את החותם המכאניים שיכולים להדליף.העדר של חותם בדחפורים מונעי שפה הוא יתרון גדול, אבל מבנה הדיוט חייב לעמוד בלחץ חיצוני גבוה ללא הודעה.

השוואות עם מערכות הנעה מסורתיות

כדי לסכם את היתרונות, הנה השוואה של הפרמטרים המרכזיים:

• חתימה אקוסטית: FLT:1Builder (RDT) - 120 dB; דיזל-חשמלי מסורתי -145 dB באותה מהירות.
• (FLT:0) יעילות (הנעה + מנוע): אנדרל 1 (חשמלי) 92-95%; 80-85% מסורתיים.
• (FLT:0) צפיפות כוח (kW/kg): מנוע 1FirLT 1 - 3-5 קילוואט / ק"ג; מנוע + תיבת הילוכים מסורתית -1-2 קילוואט / ק"ג.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ -מהירות: ⁇ 1 אלקטריק (בלטינית: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) ,1 אלקטריק דחף 10000 שעות; מסורתי - 2000 שעות להחלפת פיר חותם.
• (ב) ⁇ (ב-4 kts): 1 עם סוללות ליתיום-יון ודחף חשמלי > 2 שבועות; מסורתי מוביל-מצוד - 3 ימים.

תחזית: הדרך לצוללת חשמלית מלאה

העשור הבא יראה חיסול הדרגתי של גנרטורים דיזל מעיצוב צוללות.ה-FLT:0חשמלי דחף FLT:1 ייתצמד עם בנקים גדולים ליתיום-יון תאי דלק בעלי יעילות גבוהה, המאפשרים סיורים תת-מעוריים לאורך חודשים.על מוליכים מנועים בסופו של דבר יספק יחס משקל כוח-ל הדרוש לקיבולת גבוהה של התפוצצות ללא הקרבה, יאפשרו אלגוריתמים מתקדמים יותר עם אלגוריתמים חשמליים (מתקני בקרה).

אנליסטים ציוו כי עד שנת 2040, יותר מ-70% מבני הצוללות החדשים יאמצו את ההנעה החשמלית המלאה עם דחפורים מונעים על ידי ים או פודינג (FLT:0US הצי העתידי של SSN(X)FLT:1 צפוי לעמוד בתקנות חשמליות מלאות, כלומר, שיעורי צוללות סביבתיות מ-FLT:2 OrcaU XLVFLT3 ו-FLT5 ל-Framird:

מסקנה

דחף חשמלי מייצג שינוי יסודי בניווט צוללות, נע מפרדיגמה בת מאות שנים של פירים רוטטים ומנועי בעירה לאדריכלות חשמלית נקייה, שקטה ויעילה מאוד.היתרונות - גניבה, סיבולת גדולה יותר, תמרון מדויק, תחזוקה מופחתת, ידידותיות סביבתית - הם משכנעים עבור מפעילי צבא, מדעי, מסחרי כאחד, בעוד אתגרים נשארים באחסון אנרגיה, ניהול תרמי, ומבצע בלחץ גבוה, כמו גם לחץ דם פתוח יותר, אך הם ממשיכים לדחוף את הצוללת גבוהה יותר, אך ורק כדי להמשיך את הפיתוח החשמלי, אך ורק כדי להמשיך את רמת הדיוק, אך ורק כדי להמשיך את הצוללת החדשה, אך ורק כדי לקדם את הצוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי לקדם את הצוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי לקדם את הצוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי לקדם את רמת פיתוח עמוק יותר, אך ורק כדי לקדם את רמת יכולת פיתוח אווירית, אך ורק כדי לקדם את רמת הפיתוח של צוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי לקדם את רמת הדיוק, אך ורק כדי לקדם את רמת הפיתוח של צוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי להמשיך את רמת פיתוח אווירית, אך ורק כדי לקדם את הצוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי להמשיך את הצוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי להמשיך את הצוללת בטוחה יותר, אך ורק כדי לקדם