הפיתוח של יחידות הנעה חשמלית קומפקטית עיצב מחדש את העיצוב, הביצועים, וההנעה של צוללות אישיות.לאחר התחום של הרפתקנים עשירים ומומחים צבאיים, כלי רכב תת-ימיים אלה הופכים כעת כלים קיימא למחקר ימי, תיירות תת-ימית, וחיפוש פרטי.על ידי החלפת מנועי ההנעה הפנימיים הקומפקטיים והעמידים של מנועי ההנעה פנימית עם מנועים חשמליים שקטים יעילים, מהנדסים פתחו אפשרויות חדשות לתמרון, לסובלנות, וסיבת חיים, ופתרון של ממשית, ושקיפות, ושקיפות עצמית, וטכניקות חדשות, ושקיפות, ושקיפות, ושקיפות, ושקיפות, ושקיפות, ושקיפות עצמית, לדגימות סביבתיות, לדגימות, וטכניקות חדשות, לדגימות, ושקיפות, ושקיפות, ושקיפות, לרכיביחותמתיות, לרכיבי כוח-עולם הליבה של מערכות מחקר עדכניות, וטכניקות קריטיות, ושקיפות, לשיטות מחקר עדכניות, לשיטות מחקריות, ומערכת קריטיות, ושקיפות, לשיטות מחקר עדכניות, לשיטות מחקר קומפקטיות, לשיטות מחקר קומפקטיות, לשיטות מחקר קומפקטיות, ושקיפות, ושקיפות אישית, ומערכת פיתוח של טכנולוגיות חדשניות, ושקיפות

רקע היסטורי: מ דיזל ועד חשמל

הצוללות האישיות המוקדמות ביותר, כגון FLT:0Yellow SubmarineFLT:1 מושגים מן 1960s ואת דגמי הייצור הראשונים כמו FLT:2K-350irFLT 3: 3, הסתמכות על מנועי דיזל קטנים או גנרטורים בצפיפות.

נקודת מפנה אמיתית באה עם ההבשלה של טכנולוגיית סוללות ליתיום-יון בתחילת שנות ה-2000. חברות כגון FLT:0U-Boat WorxcioFLT:1 ו-FLT:2 riton SubmarinesFLT:3 החל לשלב חבילות הגנה חשמליות גבוהות ללא מגבלות אישיות קבועות (Samsto-carme) לתוך צוללות קבועות (Samsto-carme-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-C) שלהם) שלהם, אשר מאפשרות את כל פעולה חשמלית למשך מספר שעות) עבור צוללות קבועות עבור צוללות) צוללות) ו-remecremecremecremecremecremecremecremecremeremeremecremecremeremedemated יעילות עבור כל צוללות) באופן קבועות ב-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to

יחידות הנעה של Modern Electric Propulsion Units

הבנת אבני הבניין של מערכת הנעה חשמלית קומפקטית חיונית כדי לתפוס את האופן שבו הביצועים מושגים.ארבעת תת-מערכתיות העיקריות הן המנוע החשמלי, מקור הכוח, בקרת אלקטרוניקה, ומניעה.כל אחת מהן מתמודדת עם מגבלות ייחודיות כאשר מופעלת במים מלוחים, סביבה בלחץ גבוה.

מנוע חשמלי

(ב) לב המערכת הוא מנוע מים גבוה (המכונה רוב הצוללות האישיות משתמשות ב-FLT:0brushless DC (BLDC)FLT:1 או FLT:2permanent-magnet magnet synchronous יחידות מנועים 3, בגלל יחס משקל גבוה, תחזוקה מינימלית, מהירות רחבה (בטווח) של מים, כולל לחץ חיצוני של 2.5%, כולל לחץ חיצוני של מים, כולל לחץ חיצוני, כולל לחץ חיצוני, ומדליק, כולל לחץ על פני שטח של חומר נפץ, כולל לחץ חיצוני, כולל לחץ חיצוני, כולל לחץ חיצוני, כולל של 24%, ומדליק, כולל לחץ על פני שטח של 2.

מקור

סוללות ליתיום-יון הפכו למדיום אחסון ברירת המחדל בשל האנרגיה הספציפית הגבוהה שלהם (150-260 Wh/kg) ויכולת לספק זרמי שיא הדרושים להאצה מהירה.חבילות של רמות הצוללות בנויות עם שכבות מרובות של בטיחות: פתיחות ברמת תאים, צפיפות לטמפרטורה, ומערכת ניהול סוללות קצרה (BMS) כי מפקחת על מתח, נוכחי, ומצב של תאים מסודרים בלחץ גבוה, לעתים קרובות, באמצעות תאים קצרים יותר של דלקתיים:

מערכת בקרה

בקרים מתקדמים של המנוע משתמשים באלגוריתמים של שליטה ממוקדת שדה (FOC) כדי להסדיר במדויק את מומנט ואת המהירות. הבקרים האלה מפרשים קלט ממגיפת שמחה או יוגורט, להתאים את המתח והתדירות החלים על הניווט המנוע, ולספק גינון מחדש במהלך deceleration.בטיחות תכונות כוללים ירידה אוטומטית כוח אם הטמפרטורה המנוע עולה על סף, חיישנים של זיהוי דליפות, ואוטובוסים אדומים (ANC) להורדת פונקציונליות אוויריות או ל-אווירה.

מפיק

(הופנה מהדף [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]]]], [[[[1924]], [[1924]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[1924]]

חידושים אחרונים ופיתוח שוק

בחמש השנים האחרונות, מספר פריצות דרך דחפו גבולות ביצועים.דוגמה בולטת אחת היא העבודה של FLT:0 (Calverton Advanced SubmarinesFLT:1), אשר הציגה פוד חשמלי מודולרי שניתן לסגת לתוך hulls ישנים יותר.הפוד מכיל מנוע 50 קילוואט ראש ממשלה וחבילה של 40 קילו-יון לי-יון, נותן זמן של עד 8 שעות.

(הופנה מהדף ⁇ ) [15] בשותפות עם מהנדסים ימיים: מערכת דלק קומפקטית 2hydrogen של מערכת 3LT 3, אשר נטען לוחות סולאריים על ספינת השמש על ספינת האם.ההגדרה הזו נבדקה ב-2023 מ"ר על סיפון תא דלק קומפקטי 33003FLT5, השגת פליטה תת-חמצני פחות מ- 123 שעות תחת מחסנית דלק מותאמת.

ניהול סוללות גם התקדם באופן דרמטי.(FLT:0)Tesla's 4680FLT:1 פורמט תא התא מותאם לשימוש בצוללת, מציע צפיפות אנרגיה גבוהה וביצועים תרמיים טובים יותר בשל עיצוב הטבלאות שלה.תאים אלה משולבים לתוך פורמט תא FLT:2pressure- מאוזנת שמן מלא (BOF) 3LT 3, כי יש לחסל את הצורך בלחץ כבד עבור סוללה של 20GFD) אשר מצריך ירידה חכמה עבור מכשיר הפחתת משקל גבוה (D2F)

בתחום הבקרות, (FLT:0) silicon carbide (SiC) חשמל אלקטרוניקה אלקטרוניקה אלקטרוניקה 1 אפשרו מופנים לפעול בתדרי מעבר גבוהים עם הפסדים נמוכים יותר.זה מאפשר לבקר המנוע לייצר גלפורציה נוכחית כמעט-סמואידית, צמצום עיוות הרמוני ורעש מגנטי.התוצאה היא מערכת הנעה כי הוא בלתי-סבירה מחוקרים ימיים.

דוגמאות מוצרים

  • (ב) כרך א':0) ,[32], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]
  • (FLT:0)U-Boat Worx "סופר יאכטה תת-קרקעי" 1:1 (2018) תכונות דחפים תאום 20 קילוואט אשר יכול להניע את תת-התקפה 4-מחדש ל-5 קשרים עם טווח של 40 מיילים ימיים.
  • (FLT:0)Subsea Tech "Sub-ject"cioFLT:1 (2022) משתמש ב 10 טבלאות מונחות על ידי קידומת אינטגראלית, השגת רמה של רעש מתחת 110 dB בשעה 1 מ' - מספיק עבור צילום חיות בר ביישניות.

יישומים מעבר להרפתקה פרטית

בעוד צוללות אישיות קשורות לעתים קרובות עם יחידות הנעה חשמלית קומפקטיות מאפשרות יישומים מעשיים חשובים:

  • (FLT:0 ביולוגיה מרין: 1.10.10.000) דחף חשמלי שקט מאפשר לחוקרים לגשת cetaceans ודגים ללא להפריע להתנהגות הטבעית שלהם.היכולת ליישב בעומק קבוע עם רטט מינימלי היא קריטית להתבוננות התנהגותית ולעקב אקוסטי.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Search andescu:FLT:1 צוותים מהירים יכולים להשתמש צוללות אישיות כדי לבדוק ספינות פגומות או לבדוק תשתיות תת-ימיות (מתאים, כבלים, סכרים) פירושו שניתן לפרוס כלי-קרקעי קטנים או אפילו מסוקים.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיקולים סביבתיים ושיקום

המעבר למניעה חשמלית מפחית באופן משמעותי את טביעת הרגל של פחמן של פעולות צוללות אישיות. A טיפוסי דו-שעה עם סוללה של 40 קילו-וואטה צורכת בערך 15 ק"ג של CO2 שווה ערך (טעינה רשת), בהשוואה ל-50 ק"ג עבור גנרטור דיזל לרוץ.יתר על כן, דליפות שמן ופוזפות שומן ופסחות ממצה חוסמות.

(ב) גופים כגון הלשכה האמריקנית למשלוח (ABS)Fillo:1 ו-FLT:2DNV GLIRFLT 3 פרסמו כללים מעמדיים עבור תת-קרקעיים מופעלים סוללות, התמקדות במכלים תרמיים ובריחה פעמים.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות התקדמות יוצאת דופן, כמה מהמכשולים הטכניים נותרו לפני שהמניעה החשמלית הקומפקטית הופכת להיות באמת הזרם המרכזי.

אנרגיה סוללה

סוללות ליתיום-יון הנוכחיות מספקות מספיק אנרגיה ל-6-10 שעות של פעילות רציפה במהירות נמוכה (2-3 קישורים) עבור מעברים ארוכים (>20 מייל) או מהירות גבוהה cruising (>5 קשרים), צפיפות האנרגיה עדיין נופלת קצרה.

ניהול כבד בלחץ

מנועים וסוללות של צוללת מייצרים חום, אשר לא ניתן לדחות בקלות במים קרים כי מוליכות תרמית של מי הים היא נמוכה יחסית. אקטיבי קירור הלולאות עם משאבות וחילופי חום להוסיף מורכבות ו שואבת כוח פרציטי יכול לנצל את העיצובים העתידיים (FLT:0thermoelectric גנרטורים חשמליים FLT:1 כדי להמיר חום לתוך כוח עזר, או להשתמש ב-LT:2pha-Firtirtirt: חומרים מטבוליים במגרשים:

אספקת מים וקורוזיה

אפילו החותם הטובים ביותר שעולים לאורך זמן.מלח מים חודרים לתוך רוחות מוטוריות או מסופי סוללה יכולים לגרום לכישלון קטסטרופלי. יצרנים לחקור את FLT:0thmetly conorsofLT:1 עם Redundant O-rings, כמו גם את FLT:2 ציפויים מוליכים FLT 3 כי למנוע קורוזיציה אורגניזמים אורגניזמים.

עלויות ניכוי

כיום, יחידת הנעה חשמלית מלאה לצוללת אישית עולה בין 50,000 דולר ל-200,000 דולר, בהתאם לדירוג חשמל ולהתאמה אישית. תג מחיר זה הופך את כל הצוללת – לעתים קרובות מעל 1 מיליון דולר – רכישה נדירה של כלכלות בקנה מידה ברכב החשמלי (EV) מתחילים לסנן; ייצור המוני של מעכבי SiC ותאים ליתיום ירד ב-40 אחוזים בעשור האחרון, ככל הנראה, כמו מכוניות תת-קרקעיות, להורדת רמת חיים נמוכה יותר.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

(הופנה מהדף הנטועה חדשה לשימוש מאויש הוא יקר וזמני-consuming.כל שילוב חדש של מנוע-טלטלטל חייב לעבור בדיקות הלם, לחץ על אופניים וניתוח מצב כשלון.כדי להאיץ את פיתוח, כמה יצרנים משתמשים ב-FLT:0digital Twins FLT 1 ו-FLT:2hardware-in-In-the-the-the-loop 3LTP-3, כדי לאמת את העיצובים לפני בדיקות הצי ה-Faldowal (החומרים)

מסקנה

הפיתוח של יחידות הנעה חשמלית קומפקטיות מייצג רגע מרכזי בטכנולוגיית צוללות אישית.על ידי שילוב מנועים מברשות גבוהה, סוללות ליתיום-יון צפופה, ואלקטרוניקה שליטה אינטליגנטית, מהנדסים סיפקו פתרון הנעה שקט, נקי יותר, ומסוגל יותר מכל דבר שבא לפני כן, סוללות אוטונומיות ברמה גבוהה, כמו גם סוללות אוויריות מתקדמות, כמו גם סוללות חשמליות מתקדמות, ומאובטחות, כמו גם צוללות מתקדמות, מתקדמות, כמו גם יכולות אוויריות.