Giriş: Undersea Propulsion için Yeni Bir Çağ

Deniz stratejisi ve okyanus biliminin uzun bir temeli olmuştur, dayanıklılık, hız ve akustik imzaları üzerinde sıkı sınırlar yapabilme yeteneği için değerlenmiştir.3. yüzyıl boyunca, denizaltılar, yüzey tahrik ve batarya destekli elektrik motorlarının bir kombinasyonunun elde edilmesi için geri dönüşümlü olarak elde edilir.Bu hibrit yaklaşım, etkili bir şekilde, bu gelişmiş askeri operasyonlar ve elektriksel kontrol sistemleri için daha önce, bu gelişmiş kontrol birimlerinin daha önce görülmemiş düzeydeki kontroller sunar.

Elektrikli Thrusters Nedir?

Bir elektrikli iter, elektrik enerjisini doğrudan su yoluyla bir gemi hareket etmek için elektrik enerjisine dönüştüren bir tahrik cihazıdır.Bir dizel motora veya buhar türbinine bağlı olarak, elektrikli itkiler, elektrik tahrikli veya açık bir motora entegre eder veya düşük kalibre için tasarlanmış bir üstoloji kullanır. Anahtar bileşenleri, kalıcı bir mıknatıslı motor veya PMSM tarafından yönlendirilen motora veya PMSM'ye bağlı olarak, hız ve tokuçta eden bir kontrol cihazı içerir.

Modern denizaltılarda en yaygın konfigürasyon, denizaltının hull'u doğrudan tahrik eden motor pervanesi (IMP), ayrıca daha iyi manevra kabiliyeti için kullanılan bir motordur. Diğer tasarımları, motorlar (RDT), doğrudan kumandan bıçakları geri döndürüyor ve titreşim iletimini ortadan kaldırır.

Tarihsel Context: Diesel-Elektrikten Tüm Elektrike

Devrim elektrikli itkileri takdir etmek, daha önce elektrik olmayan sistemlere daha önce yorum yapmak yardımcı olur. Geleneksel denizaltılar iki modda çalışır: yüzeyde, bir dizel motor, pervane ve suçlamaların şarjını sağlar; alt, batarya kapasitesi, bir elektrik motoru dayanıklılık yavaş hızlarda birkaç gün öncesine kadar çok daha erken bir adım atmış.

Sonraki evrim, Stirling motorlar veya yakıt hücreleri gibi, Stirling-duygunsuz haftalar boyunca submerged kalmasına izin verdi. Ancak, AIP sistemleri hala geleneksel bir mil tahrikli pervaneye dayanıyor.[Dönetici], ve daha sonra da Fransız motorlar tarafından entegre edildi.

Elektrikli Thrusters'ın ayrıntılı avantajları

Unmatched Stealth ve Acoustic Performance

Bir denizaltı için en kritik avantaj çalınır. Elektrikli iterler geleneksel mil odaklı sistemlerden önemli ölçüde daha düşük gürültü seviyelerini üretirler çünkü motor doğrudan bir bıçak alanı üzerinde monte edilir ve sorunsuz bir şekilde hareket ettirir.If the North of Constant Magnet engines also removes the Electromagnetic noise noise noise noises the using of correct-driven blowers further reduce cavitation noise by dBd-baplı akışa kıyasla 15 adet -rağa görerlı akışa göre.

Geliştirilmiş Verimlilik ve Endurance

Elektrikli iterler genel verimlilikte çalışır, çünkü bu verimlilik doğrudan kilometrelerce dayanıklılık veya tüm yüklere daha fazla güç verir (sensorlar, silahlar, yaşam desteği)., uzun bir mil ortadan kaldırmak ve ek bir batarya kapasitesi için% 85-% 90'a kıyasla, daha fazla yüksek bir motora sahiptir. Örneğin, yüksek çözünürlükte veya daha fazla elektrik şarj edilebilir.

Precise Maneuverability and Low-Speed Control

Elektrikli iterler, düşük hızlarda çok yüksek tonlarca, çok yüksek torktan çok yüksek olan sıfırdan sürekli değişken hızlı kontrol sunar.Bu, istasyon açma, periskop-derinlemesine operasyonlar ve limanlar veya dar manevralar gibi kısıtlanmış sular için oldukça zorlanan. Geleneksel pervaneler, bu da genellikle çok düşük RPM'de tokuçlu bir şekilde geri dönüşebilir, yüksek çözünürlükte bir yanıt verir.

Tedaviyi azaltın ve Reliability

Daha az hareketli parçalar daha az aşınma ve yırtılma anlamına gelir. Geleneksel bir denizaltı tahrik treni büyük bir dizel jeneratörü içeriyor, bir motor-jeneratör seti, birden fazla yatak tarafından desteklenen uzun mil ve tahrik boru mühür - tüm bunlar normal bir denetim ve yedek gerektirir. Elektrikli itkiler bu basit bir dönüşlü bir montaj için, tek bir dönen montaj ( motor rotor ve pervanatör) kapalı bir pod içinde korunan.Bu basitleştirici bakım maliyetleri genellikle soğutma için 30 katlanmış bir sistemdir.

Çevre Faydaları

Elektrikli iterler, tüm elektrikli denizaltılara dayanan sıfır egzoz emisyonlarını üretirler. Ancak, dizel motor egzozlarının yokluğu ve akustik kirliliğinin de deniz hayatına olan etkisini daha az kanıtlamaktadır. Low cavitasyon gürültü özellikle navigasyon ve iletişim için sese güvenen diğer türler için faydalıdır.

Submarines'te Kullanılan Elektrikli Thrusters Türleri

Tümleşik Motor Pereller (IMP) / Podded Pereller

Bu, en olgun elektrikli iter tasarımıdır. Elektrikli bir motor, Japonlar sınıfı[Döneme tekneleri) ile birlikte, Alman Loydu tarafından doğrudan motor rotor üzerinde monte edilir. IMPARLAR[değiştir | kaynağı değiştir]Pumbia-class[Uygunlar için][Uygunluklar için yüksek enerji verimliliği ve en aza indirmek için tasarlanmıştır.

Rim-Driven Thrusters (RDT)

İLGİLİ-kanıkıcılar, elektrikli motor, peripin içinde kuruludur ve RDT'ler IMP'lerden daha sessizdir, çünkü kütleli rotorlar dağılır ve özellikle de daha küçük denizaltılar için uygundur.

Superconducting Electric Thrusters (Future)

Yüksek sıcaklık süper iletkenleri (HTS) bir sonraki nesil itkiler için araştırılıyor.Bu teknoloji hala deneysel olarak %99 oranında artış gösterdi - ABD Donanması 2010 yılında 5 MW HTS motorunu gösterdi ve araştırmacılar aynı güç için ortaya çıkıyor.3.Naval Research Laboratory[DDDD) HTS, HTS'yi neredeyse% 99 oranında daha fazla entegre etmeye devam etti.

Elektrikli Thrusters Güç Sistemleri ile Nasıl Birleşiyor

Bir elektrikli iterin performansı, denizaltının genel güç sisteminden anlaşılabilirdir. Modern tüm elektrikli denizaltılar (örneğin, 0,0)Type 214) veya AC sınıfı[D) Tüm tüketicilere dağıtılabilir (proksiyon sensörleri, silah, yaşam desteği) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan elektrik üretmek için yüksek çözünürlükte.

Almanya'nın Type 212A'da kullanılan yakıt hücresi sistemleri, çok uzun süredir bağımlı enerji sağlar. Yakıt hücreleri DC elektrik iterleri doğrudan, mevcut denizaltı tahrik teknolojisi için ihtiyaç duymadan elektrik itenleri üretir.

Askeri Denizaltı Harekâtı Üzerine Etkisi

Elektrikli iterler temel olarak taktik doktrinleri değiştiriyorlar. Elektrikli iterlerle donatılmış ve yüksek hızda (parçalı güç) denizaltıları tespit etmeden haftalar için önemli bir avantaj sağlıyor.(ASW) düşük manevra kabiliyetinden yararlanıyor (UUV)[UUVS) Elektrik iterleri ile donatılmış ve ayrıca elektrik itham edenlere yönelik olarak DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD

Bilimsel ve Ticari Uygulamalar

Askeri kullanım ötesinde, elektrikli itkiler daha derin ve daha uzun okyanusografik araştırmalarına olanak sağlar. Uzaktan olarak kullanılan araçlar (ROVs) ve otonom sualtı araçları (AUVs) deniz yaşamı üzerinde hassas konumlama ve düşük akustik etkisi için elektrik iterlere güveniyor. Örneğin, [[Dörtücüler, subsea petrol ve gaz şirketleri de uzaktan denetimli ortamlardaki elektriksel bakım uygulamaları için kullanılan elektrik itkileri kabul eder.

Meydanlar ve Devamlı Araştırma

Yüksek seviyeli Enerji Depolama

Elektrikli iterlerin kendileri verimlidir, ancak denizaltının dayanıklılıkı en sonunda batarya kapasitesi ile sınırlıdır. Lityum-ion aküler termal runaway'e duyarlıdır ve sofistike batarya yönetim sistemlerini gerektirir. Araştırmacılar sağlam devlet pilleri ve lityum-sulfur kimyagerlerini güvenlik geliştirirken çift enerji yoğunluğuna sahiptir. Yakıt hücreleri, yine de yakıtlı hücreler gerektirir.

Termal Yönetim

Elektrikli iterler, akustik imza olmadan kesintiye uğramalı ısı yaratırlar.Kapatlanmış tasarımlarda, ısı çevredeki deniz sularına transfer edilir, ancak düşük hızlarda bu daha az etkili hale gelir. Rim-güdümlü iterler, soğutma için deniz suyunun dolaşımını kullanabilirler. Superconducting itersler karmaşık ve güç yoğun bir soğutma sistemleri gerektirir.

Yüksek Derinlik Sistemi Yüksek Derinlik

Operasyonel derinliklerdeki aşırı baskılar (500 metreye kadar) büyük bir motor bileşenlerinin sağlamlığını gerektirir. Manyetik dişliler ve gelişmiş taşıma sistemleri (örneğin, su kaynaklı yataklar) sızdırılabilir mekanik mühürleri ortadan kaldırmak için incelenir.

Geleneksel Taht Sistemleri ile Karşılaştırma

Avantajları özetlemek için, burada anahtar parametrelerin karşılaştırması:

  • [FONT:0) Akustik imza: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 1 ) Elektrik iter (RDT) ~120 dB; geleneksel dizel-elektrik ~145 dB aynı hızda.
  • [FONT:0]Efficiency (motor + sürücü): ) Elektrik iter 92-95; geleneksel 80-85%.
  • [[GÜŞÜNCÜ:0)Power yoğunluk (kW/kg): PM motor ~3-5 kW/kg; geleneksel motor + şanzıman -1-2 kW/kg.
  • [FONT=0) Düşük hızlı ton: [Dönder: [Dönder: 1] Elektrik iter mükemmel; geleneksel fakir dişli olmadan.
  • [FONT=0)Maintenance aralığı:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici: 1 ) Elektrik iter 10000+ saat; mil mühür değiştirme için geleneksel ~2000 saat.
  • [FONT:0)Submerged dayanıklılık ( 4 kts): [Dönder: ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ]

Future Outlook: Tam Elektrik Denizaltıları Yolu

Önümüzdeki on yıl, denizaltı tasarımından dizel jeneratörlerin kademeli bir şekilde ortadan kaldırılması görecek. [Ücretsiz Motorlar:0) Elektrik itkisi ), yüksek çözünürlükte elektrik iterleri ile yüksek verimli yakıt hücreleri ile eşleştirilir (AI-taraflı), düşük lisans arazileri en az insan girişi ile birlikte gezinebilecek güç ağırlık oranını sağlayacaktır.

Deniz analistleri, 2040'ın üzerinde, yeni denizaltı inşaatlarının %70'inin, rim-güdümlü veya podded iterlerle dolu elektrikli tahriki kabul edeceğini tahmin ediyor.TheDANFLT:0Conbia-class))[D)[D)[Dönetici) Ayrıca hareket ediyor: deniz rüzgar çiftliği desteği ve araştırma gemilerinden sualtı gürültüsünü azaltmak ve çevresel düzenlemeleri azaltmak için geri çekilmek için geri çekilmek için deniz rüzgar yolları.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Elektrikli iterler denizaltı navigasyonunda temel bir değişiklik göstermektedir, yüzbaşı milis ve yanma motorlarından temiz, sessiz ve yüksek verimli elektrik mimarisine kadar hareket ederler. faydaları -enhanced Stealth, daha büyük dayanıklılık, hassas manevra kabiliyeti, bakım ve çevre dostular - sadece askeri, bilimsel ve ticari operatörlerin yanı sıra, enerji depolama, termal yönetim ve yüksek basınçlı operasyonda kalırken, devam eden araştırma ve geliştirme, mümkün olanın sınırlarını zorlamaya devam eder.