A hadihajókon megjelenő új fizikai elvekre épülő jövőbeli fegyverek kilátása növeli a katonai tengerészek érdeklődését az elektromos meghajtás témakörében. A fegyverek és a hajó meghajtórendszerének egyetlen, elektromos energián alapuló áramkörbe foglalásának gondolata valójában további érveket ad a „teljes elektromos meghajtás” híveinek. Ennek megfelelően ez a téma a hazai hajóépítő ipar vállalataiban alkalmazott tervezőmérnökök fontos munkaterületévé válik. Az „új fizikai elvekre épülő fegyverrendszerek” egyfajta általános tág definíció, amely különösen az ígéretes rendszereket foglalja magában. amelyek elektromágneses impulzust használnak az ellenséges hajók radarállomásainak, számítógépeinek és egyéb rádiótechnikai és digitális rendszereinek ideiglenes vagy akár végleges letiltására. Ezenkívül lehetőség van a hajó elektromos áramának felhasználására egy bizonyos lövedék kilövésére és felgyorsítására. Fontos, hogy az ilyen rendszerek nagy mennyiségű villamos energiát igényeljenek a hajó fedélzetén, és képesek legyenek annak helyreállítására/karbantartására anélkül, hogy a bázisba lépnének. „Teljes elektromos meghajtás” akkor valósul meg, ha a légcsavart (vagy más hajtóművet) csak egy villanymotor a hajó minden mozgási módjában. Ha van a fedélzeten olyan mechanikai forrás (dízel, turbina, stb.), amely képes a kardántengelyt forgatni (általában nagy fordulatszámon), akkor létezik „közvetlen hajtás segédvillanymotorral”, egyszerű szavakkal, „Részleges elektromos mozgás”. A „teljes” elektromos meghajtás, amely a mechanikai energiát elektromos energiává, majd vissza mechanikai energiává alakítja, csökkenti az általános hatékonyságot. Ezt a tényt mind a hajóépítőknek, mind a tengerészeknek figyelembe kell venniük. Úgy tűnik, hogy a következő generációs felszíni hajó létrehozása kapcsán a megközelítés összhangban volt az általa megoldott feladatokkal. Az elektromágneses ágyúk (cirkálókra, rombolókra) és katapultokra (repülőgép-hordozókon) várható megjelenése indokoltnak tűnik némi energiaveszteséggel az egyik típusról a másikra való átálláskor. Ion-lítium akkumulátor E tekintetben, valamint figyelembe véve a különféle hajórendszerek (beleértve a radar, a szonár, a vezérlőrendszer stb.) általános energiafogyasztásának növekedését, a tervezőknek nagyobb figyelmet kell fordítaniuk az elektromos áram előállítására és tárolására. energia. A világ tudományosan és technológiailag fejlett országai aktívan dolgoznak a nagy kapacitású lítium akkumulátorokon. Ezen a területen a hazai szakemberek biztató eredményeket értek el, beleértve a haditengerészetben való felhasználást is. Különösen a Rubin Tengerészeti Felszerelések Központi Tervező Iroda, a 955 Borei, 677 Lada és mások tengeralattjáróinak megalkotója bejelentette a tengeralattjárók számára készült ion-lítium akkumulátor fejlesztésének és tesztelésének befejezését. Vegye figyelembe, hogy az Ion-Lithium jelzésű akkumulátorokat régóta széles körben használják hordozható eszközökben (mobiltelefonokban stb.), és jól beváltak. A haditengerészeti ügyekben azonban még nem találták meg a helyüket. Eközben számos előnnyel rendelkeznek a klasszikus savas akkumulátorokkal szemben, beleértve a megnövekedett kapacitást, a megnövekedett kisütési és töltőáramoknak való ellenálló képességet, a hosszú élettartamot, az alacsonyabb működési költségeket stb. Történelmi szempont Honfitársaink az elsők között próbáltak ki elektromos vontatómotort felszíni hajókon. Tervezését Borisz Szemenovics Jacobi orosz fizikus javasolta. Egy 12 utas befogadóképességű sétahajót használtak, amely több tíz kilométert tett meg a tesztelés során. Megőrizték Kruzenshtern Uvarov grófnak írt jelentésének szövegét, amely különösen így szól: „1838. szeptember 13-án kísérletet végeztek a Néván egy elektromágneses erővel hajtott hajó vitorlázásával.” Érdemes megjegyezni, hogy a hajónak nem volt alternatív erőműve, ami azt jelenti, hogy a „teljes elektromos meghajtás” elvét alkalmazták rajta. Tehát ez az irány a hajógyártásban nem tekinthető teljesen újszerűnek.A hazai hajógyártás történetének következő érdekes állomása a múlt század elején a Vandal motorhajó megépítése volt Konstantin Petrovich Boklevsky által tervezett dízel-elektromos erőművel. A választott áramkör (a dízelmotor elektromos generátort hajtott, ami feltöltötte az akkumulátort, majd egy egyenáramú motorhoz ment az áram) 85% alatti hatásfokú volt. A hajót hosszú ideig aktívan használták, a forradalom után kopás és sérülés miatt leszerelték. Az 50-es években a Szovjetunió egy sor dízel-elektromos hajót épített. Az ilyen hajók széles körben elterjedtek, és továbbra is használják a kereskedelmi hajózásban. A modern elektromos hajók hatásfoka több százalékkal magasabb, mint a Vandalé. 
Manapság az elektromos motorokat a hajókon segédhajtásként és a fő erőmű részeként is használják. Mivel a modern motorok nagy sebességűek, reduktort kell beépíteni köztük és a propeller közé, amelynek teljesítményvesztesége körülbelül 2%. Elektromos rendszer esetén pedig 90%-nál kisebb összhatékonyságú generátorokat és frekvenciaváltókat kell használni. Ez alacsonyabb, mint egy „tisztán mechanikus” rendszer (pl. gázturbina és fő turbóhajtómű). Egyszóval közgazdasági értelemben veszteséges az elektromos meghajtás.Ha az elektromos meghajtású motor feltalálása éles lendületet adott a víz alatti hajógyártás fejlődésének, akkor a felszíni harci hajókkal kapcsolatban csak segédproblémákat oldott meg. Eközben az „elektromágneses erő” szélesebb körű használatának rajongóit nem fordítják le. A téma iránti érdeklődés felkeltése érdekében új kifejezéseket vezetnek be, például „az elektromos meghajtás fejlett alkalmazásai” és hasonlók. 
Az a vágy, hogy egy régen ismert irányzatot egy újabb szép mondattal leírjunk, megmosolyogtatja a szakembereket, és ismét bizonyítja a közkeletű állítás érvényességét, miszerint „az új az elfeledett régi”. Ugyanakkor nem szabad figyelmen kívül hagyni az elektromos meghajtásra jellemző pozitív szempontokat. Tengeralattjáró-ellenes hajó A katonai tengerészek számára fontos a leleplező jelek teljes csökkentése, és az elektromos hajtómotort (PEM) tartják a legcsendesebb hajóerőműtípusok közül. Igaz, egy felszíni hajónál az akusztikus tér csökkentése nem olyan fontos, mint egy víz alatti hajónál. Mivel a fő leleplező tényező a radarban való láthatóság (oldalról és felépítményekről visszaverődő rádióhullámok) és az infravörös mezők (belső égésű motorokra épülő erőmű). 
A saját hidroakusztikus mező talán legrelevánsabb csökkenése egy tengeralattjáró- (vagy járőr-) hajó esetével kapcsolatos. Általános szabály, hogy az ellenséges tengeralattjárók keresését alacsony és közepes sebességű üzemmódban (legfeljebb 15 csomóval) végzik, hidroakusztikus rendszerekkel vontatott, merülő és kengyel alatti antennákkal, amelyek hatótávolsága a zajtól és a vibrációtól függ. Ismeretes példa arra, hogy az egyes tervezők a tengelyek hosszának csökkentésével próbálják csökkenteni a hajó akusztikai jellemzőit, azzal érvelve, hogy ezt úgy érik el, hogy az erőmű elemeit megfelelően helyezik el a hajótesten belül, ill. felépítmény. E megoldások egy részét az angol 45-ös típusú Daring rombolókon alkalmazták, amelyekben két Rolls-Royce gázturbinából, egy pár Wärtsilä dízelgenerátorból és Converteam villanymotorból álló erőmű volt. 
2003 és 2013 között hat ilyen elektromos jármű készült a Királyi Haditengerészet számára. Minden hajógenerátor váltakozó áramot állít elő, ami egyszerűsíti a tervezést és a vezérlést (egyenárammal még nem lehet nagy teljesítményű generátort létrehozni). Transzformátorokat használnak a váltakozó áram egyenárammá alakítására (a hajtómotorok egyenárammal működnek), minden villanymotorhoz egyet.Az Egyesült Államokban 2008 óta építenek új generációs Zumwalt rombolókat. Az erőműben 36,5 MW teljesítményű, 6600 V üzemi feszültségű gázturbinák és aszinkron villanymotorok találhatók. A harmadik hajón, a DDG-1002 Lyndon B. Johnson nevű hajón egy magas hőmérsékletű szupravezető, állandó mágneses szinkronmotort terveznek telepíteni. 36,5 MW teljesítménnyel és két fordulat/perc tengely fordulatszámmal ad egy másodpercet. A vezető DDG-1000 Zumwalt tavaly október óta tartó kezdeti működését számos meghibásodás kísérte. A főerőmű 2016. november 22-én meghibásodott, miközben a romboló áthaladt a Panama-csatornán. Az immobilizált hajót közönséges hajókkal kellett a bázisra vontatni, nem pedig többmillió dolláros, újszerű típusú erőművekkel. "Részleges elektromos meghajtás" Felismerve, hogy nagy sebességgel (18 csomó felett) nem lehet radikálisan csökkenteni a hajó zaját (a légcsavar-kavitáció jelensége és egyéb okok miatt), a jól ismert hazai tengeralattjáró-elhárító hajótervezők kedvezőbbek. az úgynevezett „részleges elektromos meghajtás” alkalmazása. Megjegyzendő, hogy ebben a kombinációban az első szó eltávolítja a „tudományosság” és „innováció” mély érintését, amelyet a magas rangú tisztviselők és feltalálók füle annyira vágyott, hogy hírnévre és pénzre szomjaznak, és ezért negatívan érzékelik. gyakorlati szempontból a „részleges elektromos meghajtás” jelenti a legérdekesebb irányt a hadihajók számára. A zajcsökkentés mellett a hajók manőverezhetőségének javítását is lehetővé teszi, különösen szűk helyeken való áthaladás, kikötés stb. megváltoztatni a légcsavar tengelyének frekvenciáját és forgásirányát, és ennek következtében a hajó sebességét és mozgási irányát. Jelenleg a segédvillamos motorokat széles körben használják úszódarukon, kompokon, vontatóhajókon és jégtörőkön. 
A „részleges elektromos meghajtás” megközelítésének megvalósítása egy támadóhajón (például „pusztító” osztályon) abban testesülhet meg, hogy a fenntartó gázturbinák a fedélzeten maradnak (nagy hatékonyságot biztosítanak). Valamint „üldözési” helyzetben (esetleg dízelgenerátorral együtt) villanymotorokat is alkalmaznak, amelyek manőverezésre és/vagy „csendes futás” üzemmódban is használhatók, amikor jobb működési feltételeket kell biztosítani hidroakusztika. Azipodák Számos bonyolító tényező ellenére a rajongók kitartóan hirdetik az elektromos meghajtás ötletét, sőt ragaszkodnak a klasszikus légcsavarok teljes elhagyásához az úgynevezett „kormánypropeller komplexumok” (RPC) javára. Megvalósításukra az egyik lehetőség a hajótesten kívül elhelyezett vontató villanymotor alkalmazása süllyesztett konténer-elvezetésben (podded drive) A kipörgésgátló motorra példa az ABB mérnökei által javasolt ún. . A múlt század 90-es éveinek eleje óta gyakorolják a hasonló megoldásokat. A szó a szabadalmaztatott angol Azipod (azimuthing podded propulsion system) „rövidítésből” származik, amely egy légcsavaros villanymotorral ellátott fedőtartály térbeli eligazításával meghajtást biztosító rendszert jelöl. Az azipodákat nagyra értékelik alkotóik, akik fáradhatatlanul fejlesztik a megvalósításukat fém. Az ilyen típusú légcsavar előnyei közé tartozik a következők: a teljes vízszintes elfordulás lehetősége (360 fokos szögben) és a légcsavar (propellerek) visszafordítása, ami a szállítóhajó manőverezhetőségének észrevehető növekedésében fejeződik ki. , különösen a kikötőben való mozgáskor A francia haditengerészet ígéretes repülőgép-hordozója számára a CODLAG séma szerint kombinált dízel-elektromos/gázturbinás erőmű lehetősége két „echelon”-ból, amelyek mindegyike egy 40 MW-os meghajtású gázturbinát tartalmaz. , két 9-11 MW-os dízelgenerátor, két 20 MW-os szívómotor. A francia haditengerészeti tengerészek azonban megtagadták egy ilyen hajó építését, és úgy döntöttek, hogy a flotta költségvetését dízel-elektromos erőművel rendelkező Mistral kétéltű helikopter-hordozókra költik, köztük egy RVK-t 7 MW-os hajtómotorral. Úgy gondolják, hogy a Mistral iránti orosz érdeklődést többek között az azipodák fejlett változatának jelenléte okozta, amely később az orosz haditengerészet más projektek hajóin is alkalmazható. 
Ismeretes, hogy elektromos meghajtási rendszereket használnak az "Akademik Kovalev" fegyverek tengeri szállítására. A Severodvinsk CS Zvezdochka építette, és 2015 decemberében fogadta el a flotta. Az Almaz Központi Tengerészeti Tervező Iroda által kifejlesztett Project 20181 különlegessége a meghajtási rendszer: dízelgenerátorok generálnak elektromos áramot, amely az elektromotorokat hajtja meg az irányítható kormánykomplexumok részeként. jelentős tengeri viszonyok között tartson egy adott irányt, ami lehetővé teszi a haditengerészet parancsnoksága által biztosított problémák sikeres megoldását. Jelenleg a Zvezdochka Design Center az Akademik Makeev projekt második hajóját építi. 
Az a kilátás, hogy a jövő hadihajóit új fizikai elvekre épülő fegyverekkel szerelik fel, hozzájárul a katonai tengerészek növekvő érdeklődéséhez az elektromos meghajtás témakörében. Már maga az ötlet, amely magában foglalja a hajó erőművét és fegyvereit egyetlen elektromos energián alapuló áramkörbe egyesítve, nagyon csábítónak tűnik. Ez azt jelenti, hogy ezt a témát egyre inkább tanulmányozzák a mérnökök és tervezők, beleértve az orosz hajóépítő vállalkozásokat is.
Az új fizikai elvekre épülő fegyverrendszerek nevezhetők különösen ígéretes rendszereknek, amelyek elektromágneses impulzus segítségével ideiglenesen vagy akár véglegesen letiltják az ellenséges hajók radar-, rádió- és digitális rendszereit, számítógépeit. Ezenkívül lehetségesnek látszik a hajó elektromos áramának felhasználása egy lövedék (vasútfegyver) kilövésére és felgyorsítására. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy minden ilyen rendszer nagyon nagy elektromos energia tartalékot igényel a hajó fedélzetén, valamint azt a képességet, hogy azt helyreállítsák vagy a kívánt szinten tartsák anélkül, hogy a hajó belépne a bázisba.
Napjainkban az elektromos motorokat a hadihajókon a főerőmű részeként és segédhajtásként is használják. Mivel a modern motorok nagy sebességűek, ezek és a légcsavar közé reduktort kell elhelyezni, a teljesítményveszteség elérheti a 2% -ot is. Az elektromos rendszer esetében pedig 90%-nál kisebb összhatékonyságú frekvenciaváltókat és generátorokat kell használni. Ez alacsonyabb, mint egy „tisztán mechanikus” rendszer (pl. gázturbina és fő turbóhajtómű). Ezért gazdasági szempontból az elektromos meghajtás veszteségesnek tűnik.
Egy időben az elektromos hajtómotor feltalálása meglehetősen éles ugrást adott a víz alatti hajógyártás teljes fejlődésében, míg a felszíni harci hajók vonatkozásában csak segédproblémákat old meg. Ennek ellenére nem tűnnek el az „elektromágneses erő” haditengerészetben való szélesebb körű alkalmazása iránt érdeklődők. A téma iránti érdeklődés felkeltése érdekében új kifejezéseket vezetnek be, például „az elektromos meghajtás kiterjesztett használata”. Teljes elektromos meghajtás csak akkor valósítható meg, ha a hajócsavart (vagy más hajtóművet) csak villanymotor hajtja a hajó minden mozgási módjában. Ha a hajó fedélzetén vannak olyan mechanikai energiaforrások (turbina, dízelmotor stb.), amelyek képesek a kardántengely forgatására (leggyakrabban nagy sebességnél), akkor beszélhetünk „közvetlen hajtásról segédvillanymotorral, ” vagy „részleges elektromozgás”.
A „teljes elektromos meghajtás”, amely a mechanikai energia elektromos energiává, majd vissza mechanikai energiává alakításán alapul, csökkenti az általános hatékonyságot. Ezt mind a hajóépítőknek, mind a tengerészeknek figyelembe kell venniük. Úgy tűnik, hogy az elektromágneses lövegek (fregattokon, korvetteken és rombolókon) és katapultok (repülőgép-hordozókon) várható megjelenése indokolttá és lehetségessé teszi az egyik típusból a másikba való átalakítás során fellépő energiaveszteségek egy részét.
Lítium-ion akkumulátorok tengeralattjárókhoz
A különféle hajórendszerek (beleértve a radar, a vezérlőrendszer, a szonár és egyebek) energiafogyasztásának növelésére irányuló általános tendenciával összefüggésben a tervezőknek egyre jobban oda kell figyelniük a villamosenergia-termelés és -tárolás kérdésére. Ebben a tekintetben a világ tudományosan és technológiailag fejlett országai meglehetősen aktívan dolgoznak a megnövelt kapacitású lítium-ion akkumulátorok létrehozásán. Ezen a területen Oroszországban is vannak sikerek.
Természetesen mindez nem maradhatott el a haditengerészeti felszerelések tervezőitől. Például 2014 végén a tengeralattjárók tervezésére szakosodott orosz központi tervezőiroda, a Rubin és hazánk vezető tengeralattjáró-hajóépítő irodája bejelentette, hogy sikeresen lezárult az új lítium-ion akkumulátorok tesztciklusa, melyeket nem használnak. nukleáris tengeralattjárók. Erről akkor a Rubin Központi Tervező Iroda vezérigazgatója, Igor Vilnit nyilatkozott az újságíróknak. Az ilyen akkumulátorok jelentősen növelik a tengeralattjárók autonómiáját, hosszú élettartamúak, és nem igényelnek bonyolult berendezéseket a karbantartáshoz és üzemeltetéshez. Ugyanakkor az orosz flotta újratölthető akkumulátorokat használ, amelyek élettartama korlátozott, és az ár a szakértők szerint elérheti a 300 millió rubelt. Andrej Djacskov, a Rubin Központi Tervezési Iroda korábbi vezetője szerint a modern lítium-ion akkumulátorok legalább 1,4-szeresére növelik a tengeralattjárók víz alatti tartózkodási idejét, miközben az ebben a műszaki ötletben rejlő lehetőségeket jelenleg csak 35-40%-kal használják ki. – jelentette a RIA.
Ígéretes az irány a flotta számára, ezt már régóta felfigyelték az egész világon. A shephardmedia.com forrás szerint 2020 márciusában a japán haditengerészeti önvédelmi erők üzembe helyezik a világ első nem nukleáris tengeralattjáróját (a 11. a Soryu-osztályú tengeralattjáró-sorozatban), amely lítium-ion akkumulátorokat kap. Ez lehetővé teszi a japánok számára, hogy ne csak a hagyományos ólom-savas akkumulátorok használatát hagyják fel a tengeralattjárókon, hanem a levegőtől független Stirling-motorokat is.
SS 503 Hakuryū japán nem nukleáris tengeralattjáró, a Soryu osztályba.
Kobayashi admirális szerint a lítium-ion akkumulátorok töltési ideje is rövidebb, mint az ólom-savas akkumulátoroké, a nagyobb töltőáram miatt. Ezenkívül az ilyen akkumulátorok tartósabbak, és az őket használó elektromos áramkörök könnyebben kiépíthetők és szabályozhatók. Az érem másik oldala a lítium-ion akkumulátorok magas költsége. Tehát a Soryu osztály 11. tengeralattjárójának szerződéses ára 64,4 milliárd jen (körülbelül 566 millió dollár), szemben a tizedik azonos típusú tengeralattjáró 51,7 milliárd jenével (454 millió dollár). A tengeralattjárók árának szinte teljes különbsége a lítium-ion akkumulátoroknak és a kapcsolódó elektromos rendszereknek köszönhető.
Propulziós motorok használata
A katonai tengerészek számára nagyon fontos a leleplező jelek csökkentése. Ezt leginkább a propulziós elektromos motor (PEM) alkalmazása segíti elő, amely a manapság elterjedt hajómeghajtó rendszerek közül a legcsendesebb. Igaz, egy felszíni hajónál az akusztikus tér csökkentése nem olyan fontos, mint a tengeralattjáró flottánál. A helyzet az, hogy a felszíni hajók fő leleplező tényezője a radarban való láthatóság (a rádióhullámok jól visszaverődnek a felépítményekről és az oldalakról), valamint az infravörös mezők (az erőmű belső égésű motorra épül).
Ezért a felszíni hajók esetében a hidroakusztikus mező legrelevánsabb csökkenése a speciális hajók – a tengeralattjáró (járőr) hajók – esetében mutatkozik. Leggyakrabban alacsony és közepes sebességgel keresik az ellenséges tengeralattjárókat - legfeljebb 15 csomóval (körülbelül 28 km/h), hidroakusztikus rendszerekkel, vontatott, merülő és tekercs alatti antennákkal. Az ilyen antennák hatótávolsága közvetlenül függ a szállítóhajó vibrációs és zajos „portréitól”; minél kisebb a hajó sebessége, annál hatékonyabban működnek az antennák.
Propulziós motor modell, a realred.ru renderelése
A teljes elektromos meghajtású erőművekben a kardántengely semmilyen módon nem kapcsolódik a fő (azért) zajforráshoz - a főmotorhoz, mivel minden meghajtási módban csak egy villanymotor forgatja. Ráadásul az „elektromos” főerőműben a generátor a motorral együtt akár a hajó felépítményében is elhelyezhető (például így helyezik el a dízelgenerátorok egy részét a brit Project 23 fregattokon) , lehetőleg távolítsa el őket a hajó külső testétől.
Igaz, több mint 15 csomós sebességnél az elektromos meghajtás összes előnye az ilyen mozgás zajtalansága szempontjából véget ér. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a víz alatti zaj fő összetevője (a hajótól bizonyos távolságra) a propeller kavitációjából származó zaj. Ezért a hadihajókon csak 15 csomós sebességnél van értelme küzdeni az erőművek zajcsökkentésével. Ezért az elektromos meghajtás alkalmazása csak a tengeralattjáró-elhárító hajók számára alkalmas keresőmozgás biztosítására használható a hajó számára.
Ma már van rá példa, hogy az egyes tervezők a tengelyek hosszának csökkentésével próbálták csökkenteni a hadihajók akusztikai jellemzőit, azzal érvelve, hogy ezt a megoldást az erőművi elemek megfelelő elhelyezésével érik el a hadihajó testén és felépítményén belül. E megoldások egy része a gyakorlatban is megvalósult, például a brit 45-ös típusú Daring rombolókon, amelyek erőműve 2 db Rolls-Royce gázturbinából, egy pár Wärtsilä dízelgenerátorból és Converteam villanymotorokból áll. 2003 és 2011 között 6 ilyen rombolót építettek a KVMS számára.
45-ös típusú Daring romboló
Az elektromos meghajtás másik pozitív tulajdonsága a zajcsökkentés mellett a hajók manőverezhetőségének növelése. Mind a gázturbinának, mind a dízelmotornak van minimális teljesítményértéke, ezért van egy minimális fenntartható fordulatszám érték. Míg egy villanymotor segítségével meglehetősen könnyen megváltoztatható a kardántengely forgási frekvenciája és iránya, így a hajó sebessége és mozgási iránya. Ennek köszönhetően a villanymotoros főerőművet elég régóta használják azokon a hajókon, amelyek rendeltetésüknek megfelelően a lehető legnagyobb manőverezőképességgel kell, hogy rendelkezzenek: vontatóhajók, kompok, jégtörők, úszódaruk stb.
Azipodák
A jövőben a hadihajók elektromos meghajtásának másik kétségtelen előnye lehet a légcsavar tengelyek használatának elhagyása. 1992 óta a merülő propeller motorral (podded drive) rendelkező propeller-kormánykomplexumokat (RPC) meglehetősen széles körben kezdték használni elektromos hajtómotorként (PEM), amelyekben a PPM-et a hajótesten kívülre helyezték, és víz alatti kapszulába helyezték ( gubó) magas hidrodinamikai tulajdonságokkal.
Azipod - azimuthing podded meghajtó rendszer
A légcsavarok leghatékonyabb áramforrását váltóáramú hálózatnak nevezik, amely nemcsak a főerőmű hatékonyságának és megbízhatóságának növelését teszi lehetővé, hanem mókuskalitkás rotorral felszerelt aszinkron motorok használatát is, amelyek nem igényelnek karbantartást. működés közben a propeller meghajtására. Az aszinkron hajtás kiindulási tulajdonságainak javítása érdekében gyakran alkalmaznak speciális kialakítású mélyrésű és kettős kalitkás rotorokat. Az Azipod nevű rendszerekben a propeller sebessége tirisztoros frekvenciaváltókkal állítható. A propeller vezérlőrendszerek gyakorlati alkalmazása jelentősen növeli a hajók manőverezhetőségét, és lehetővé teszi még a meglehetősen nagy hajók számára is, hogy vontatók segítsége nélkül közlekedjenek a kikötőben. Ezenkívül a propellertengelyek hiánya növeli a hajótest hasznos térfogatát.
Ismeretes, hogy elektromos meghajtási rendszereket használtak az orosz Akademik Kovalev fegyverszállítón, amelyet a szeverodvinszki Zvyozdochka CS-ben építettek és 2015 decemberében vettek fel a flottába. Az Almaz Központi Tengerészeti Tervező Iroda szakemberei által megalkotott Project 20180TV hajó különlegessége a meghajtási rendszere volt: a hajó dízelgenerátorai áramot termelnek, amely az irányítható kormánykomplexumok részeként hajtja meg az elektromos motorokat. A hajón található katonai irányítórendszernek köszönhetően ezt a fegyverszállítót fokozott manőverezőképesség jellemzi, jelentős tengeri viszonyok között képes egy adott irányt tartani és sikeresen megoldani a haditengerészet parancsnoksága által rábízott feladatokat. Jelenleg a Zvezdochka Design Center egy második hajót épít ugyanezen projekt keretében.
Információforrások:
https://tvzvezda.ru/news/opk/content/201706150803-999y.htm
http://bmpd.livejournal.com/2443028.html
http://www.arms-expo.ru/news/perspektivnye_razrabotki/tskb_rubin_litievye_batarei_dlya_podlodok_proshli_ispytaniya
Tseluiko I.G. A katonai flották elektromos meghajtásának fejlesztése a világon // Fiatal tudós. - 2012. - 4. sz. - 54-57.
Milyenek lesznek a jövő hadihajói? Eddig az első prototípusok és publikált vázlatok akár ősi csatahajók, akár sci-fi filmekből származó óceáni transzportok képeit idézik. De a megjelenés még mindig nem a legfontosabb.
A mérnöki törekvések a felszíni harci hajók tervezése terén az egyes országok katonai-politikai koncepcióit tükrözik. Az első dolog, ami felkelti a szemét, az a rossz látási viszonyok, vagyis a „lopakodó” technológia általános divatja. Ezek a technológiák futurisztikus megjelenést kölcsönöznek a hajóknak, és ebben a sorozatban az első a svéd Visby korvett, amelyet még 2000-ben bocsátottak vízre. Jellegzetes szögletes kialakítás, amely megnehezíti a radar lokalizálását, könnyű kompozit műanyag test és minimális kiálló elemek.
A svéd elképzelés az volt, hogy egy fürge és lopakodó korvett a part menti vizekben észleli az ellenséges célpontot, és sokkal gyorsabban elpusztítja, mintha magát észlelnék és megsemmisítenék. A PM a januári számban írt a legújabb orosz korvettről, a Project 20380-ról, amely szintén kompozitokat és lopakodó technológia elemeit alkalmazza.
A USS Independence tervezése az ausztrál Austal cég által kifejlesztett Benchijigua Express nagysebességű kompon alapul. Napjainkban a polgári hajógyártás technológiailag gyakran megelőzi a katonai hajógyártást.
Távoli partokra
Szigorúan véve az LCS két különböző projekt. Az egyik a Lockheed Martin által kifejlesztett egytestű hajó. A projekt elsőszülöttje 2006-ban a USS Freedom volt. A második LCS-változat, a General Dynamics ötletgazdája, egy trimarán (a sorozat első számú változata a USS Independence). Kezdetben az amerikai haditengerészet e két koncepció közül tervezte a választást, de aztán úgy döntöttek, hogy mindkét vonalat új hajókkal egészítik ki.
Ugyanakkor, mivel az ismert fegyvergyártó vállalatok hasonló műszaki előírásokat végeztek, a két típusú LCS paraméterei és képességei meglehetősen közelinek bizonyultak. A legfontosabb dolog, amit azonnal észrevesz, az az, hogy nagyon tisztességes hatótávolsága van egy hajóhoz a tengerparti övezetben. A Lockheed's Freedom hatótávolsága 3500 tengeri mérföld 18 csomós sebesség mellett, míg az Independence's 4300, ami majdnem 8000 km. Autonómia – 21 nap. A második a maximális sebesség, amely körülbelül 45 csomó (83 km/h) és vízsugármotorok biztosítják. Ez jelentősen meghaladja a Visby (35 csomó) és az említett orosz korvett Project 20380 (27 csomó) teljesítményét.
Nyilvánvalóan többről beszélünk, mint pusztán az elavult korvettek és aknavetők lecseréléséről, főleg, ha visszaemlékezünk arra, hogy a USS Freedom az induláskor az egyetlen hadihajó-osztály képviselője lett az elmúlt 20 évben.
A korvettekhez hasonló kategóriájú könnyű, nagy sebességű hajók megjelenése az új valóság felismerésének eredménye volt. A valóság az volt, hogy az AUG-k, a nehézcirkálók és a rombolók kiválóan alkalmasak voltak az erőkivetítésre a hidegháború idején, de az alacsony intenzitású konfliktusokhoz vékonyabb és olcsóbb eszközökre volt szükség. Az amerikai katonai elemzők körében még az „utcai harcos” koncepciója is megszületett - egy olcsó, kicsi, speciális hajó, amely az ellenség part menti övezetének sekély vizeiben is működhet.
Az LCS ötlete közel áll ehhez a koncepcióhoz – a szabadság vagy függetlenség könnyen elképzelhető, hogy valahol a Perzsa-öböl partjainál végeznek feladatokat. Ott az ilyen hajók dízel-tengeralattjárókra és nagy sebességű rakétahajókra vadászhattak (amelyekre Irán támaszkodik), megtisztíthatják az aknák vizét, felderíthetik, és végül megszabadíthatták az utat egy nagyszabású tengeri invázió előtt.
Egyszerű átalakítások
Mi a helyzet a specializációval? Ez a probléma könnyen megoldható a mindkét LCS projektben rejlő modularitásnak köszönhetően. A modularitás nyilvánvalóan egy másik alapvető irányzat mind a felszíni, mind a víz alatti harci hajók fejlesztésében. A part menti hajókra alkalmazva ez azt jelenti, hogy lehetőség van arra, hogy felszereljék őket (a közelgő művelettől függően) egy aknák elleni küzdelem modullal, egy tengeralattjáró-elhárító modullal, vagy egy modullal a víz vagy a szárazföld felszínén található ellenség ellen. .
A modulokat speciális konténerekbe helyezik, amelyek könnyen felszerelhetők a hajóra, és szükség esetén gyorsan cserélhetők másokkal. A modulok sokféle felderítő berendezést tartalmaznak: például robotizált autonóm szondát használnak az aknák felderítésére, víz alatti szenzorokat és légi alapú rendszereket használnak a tengeralattjárók elleni hadviselésben: az LCS egy pár MH-60R helikopter szállítására alkalmas. fedélzeten, valamint UAV-k.
A felszíni ellenintézkedési csomag tartalmaz egy 30 mm-es mk46 ágyút, amely percenként 200 lövést lő, valamint NLOS (beyond visual range of sight) kilövőket precíziós irányítású rakétákkal.
Az integrált felépítmény és a szokatlan hajótest a Zumwalt-osztályú rakétafegyverzetű rombolókat tengeralattjárókra fogja hasonlítani. Talán félig elmerült állapotban is képesek lesznek harcolni a nagyobb lopakodás érdekében.
Jellemző, hogy az amerikai tengerészgyalogság parancsnoksága különös érdeklődést mutatott e romboló iránt, amely több mint száz év után először készül alul bővülő hajótesttel (a la Aurora cirkáló) . A tengerészgyalogosok a Zumwaltot erőteljes kétéltű támogató fegyvernek tekintik. A hajó az ellenséges vonalak mögé rakéta- és tüzérségi csapásokkal segíthetné a leszállóerőt, és a hadműveleti helyszín légvédelmét is ellátná. Még azt is felvetették, hogy egy Zumwalt osztályú romboló képes az ellenséges part menti vizeken működő Freedom vagy Independence osztályú LCS csoport támogató elemeként működni.
A parti zónában végzett műveletek érdekében különös figyelmet fordítanak a lopakodásra, ami valójában a hajó szokatlan kialakítását diktálja. És ez annak ellenére, hogy a Zumwalt (kiszorítása 14 500 tonna) valójában egy harci cirkáló méreteivel rendelkezik, és lényegesen nagyobb, mint egy hasonló osztályú, Arleigh Burke típusú rakétafegyverzetű romboló. A Zumwalt helikoptert és három multifunkcionális MQ-8 Fire Scout drónt szállít, melyeket helikopteres terv szerint építettek (az LCS-t is ugyanezzel szerelték fel).
A romboló kialakítása egy másik érdekes tendenciát tár fel a hajógyártásban - az átállást egyetlen elektromos forrásra. Két Rolls-Royce Marine Trent 30 gázturbinás motor Curtiss-Wright generátorokat forgat, és ez az elektromosság hajtja meg a légcsavarokat forgató motorokat. Emellett elképzelhető, hogy a jövőben különféle ígéretes fegyverrendszerek, például vasúti fegyverek is árammal működnek majd.
Robothajó
A brit BAE Systems általában aktívan részt vesz a nagy amerikai védelmi projektekben, de saját fejlesztései is vannak, amelyek teljes mértékben összhangban vannak a modern high-tech trendekkel. Különösen 2012 körül a „Global Combat ShipType 26”-nak kell szolgálatba állnia a Nagy-Britannia Királyi Haditengerészeténél.
A 26-os típust a kiszorítás szempontjából a fregattok közé sorolják (azaz nagyobb, mint egy korvett és kisebb, mint egy romboló), és végül a flotta „munkalova” lesz, ami nagyfokú sokoldalúságot jelent. Ez természetesen moduláris felépítéssel valósul meg – a hajó könnyen átalakítható kalózkodás leküzdésére, humanitárius műveletekre vagy parti blokád létrehozására.
Nagy-Britanniát nagyon fejlett fejlesztések jellemzik. A csúcstechnológiás 45-ös típusú rombolók mellett készül a Type 26 fregatt, Global Combat Ship néven.
De talán a jövő felszíni hajójának legviccesebb angol koncepciója (ez is egy BAE projekt, bár a megvalósítás időpontja nem tisztázott) az úgynevezett UXV Combatant tekinthető. Ez a romboló méretű hajó úszó bázissá kíván válni, amely a pilóta nélküli, repülő és lebegő járművekkel való munkára összpontosít.
A modern repülőgép-hordozók hihetetlenül drága és csúcstechnológiás hajók, amelyek építési költsége dollármilliárdok, a havi karbantartási költségek pedig milliós nagyságrendűek.
Erőteljes légi csapásmérő erővel ezek a tengeri leviatánok a gerincet adják a katonai erő kivetítéséhez az óceán bármely pontjára. Nem mindenki engedheti meg magának, hogy ilyen hajót építsen.
Még az olyan országok is, mint Franciaország, amelyek fejlett ipari bázissal rendelkeznek, néha megtagadják a repülőgép-hordozók építését. Ahogy az az ígéretes Porte-Avions 2 projekt esetében is történt, amelyet a megépítéséhez szükséges hatalmas költségek miatt elutasítottak.
Számos más ország azonban továbbra is tervez és épít ilyen hajókat. Összeállítottunk egy minősítést az ígéretes repülőgép-hordozókról, amelyek a közeljövőben szolgálatba állnak.
Japán: több, mint egy helikopter-hordozó
Formálisan a Japán Önvédelmi Erők nem üzemeltetnek repülőgép-hordozókat. De ha közelebbről megnézzük az Izumo-osztályú helikopterhordozók legújabb sorozatát, nem minden olyan nyilvánvaló.
Így a DDH184 Kaga sorozat második hajójának (2017-ben áll szolgálatba) teljes vízkiszorítása 24,5 ezer tonna (27 ezer rövid tonna). A hajó fedélzete és méretei szinte hasonlóak a Shokaku és Zuikaku repülőgép-hordozókhoz, amelyek részt vettek az amerikai haditengerészet 1941-es Pearl Harbor elleni támadásában.
Shinichi Kiyotani katonai újságíró úgy véli, hogy „az erre a hajóosztályra vonatkozó nemzetközi szabványok szerint az Izumo osztály egy repülőgép-hordozó”.
Ezen a hajón különösen a függőleges fel- és leszállással rendelkező amerikai F-35B vadászgépek alapulhatnak. Japán egyébként már aláírta az F-35A vadászrepülőgépek szállítására vonatkozó szerződést, a B-verzió megvásárlásának lehetősége sem kizárt.
A helikopter-hordozó maximális sebessége 30 csomó lesz, a Kaga két Phalanx légvédelmi rendszerrel és SeaRAM rakétakilövővel lesz felfegyverkezve. A hajó légi csoportja hét SH-60K és két MCM-101 típusú helikopterből áll, utóbbit aknamentesítésre használják.
kínai "klón"
Nem sokkal ezelőtt a Liaoning tartománybeli Dalian város egyik hajógyárának műholdfelvételeinek köszönhetően ismertté vált, hogy a kínaiak új repülőgép-hordozót építenek.
Később a Kínai Népköztársaság Védelmi Minisztériumának képviselője, Yang Yujun elmondta, hogy az új repülőgép-hordozó tervezését és kivitelezését Kína saját erői végzik. A hajó vízkiszorítása körülbelül 50 ezer tonna, légi csoportjának alapja a Jian-15 vadászgépek (a Szu-33 szovjet prototípus kínai másolata - T10K) lesznek. A repülőgépek síugrással fognak felszállni a repülőgép-hordozóról.
A tekintélyes katonai ügynökség, a Janes jelentése szerint a hajó körvonalaiból ítélve a 1143.6 Krechet szovjet projekt egyetlen kínai Liaoning repülőgép-hordozójára hasonlít, amelynek dokumentációját a kínaiak vásárolták meg a Nyevszkij Tervezőirodától az 1990-es években.
A légi csoport a J-15 vadászgépeken kívül két Z-9C kutató-mentő helikoptert, négy Z-18J korai figyelmeztető helikoptert és hat Z-18F tengeralattjáró-elhárító helikoptert foglal magában.
orosz "vihar"
Oroszország mintegy 6,2 milliárd dollárt tervez költeni egy szuperrepülőgép-hordozó létrehozására a Project 23000E „Storm” projekt szerint.
A hajó műszaki jellemzői a következők: vízkiszorítás körülbelül 90-100 ezer tonna, hossza - 330 méter, szélessége - körülbelül 40 méter, merülés - körülbelül 11 méter. A repülőgép-hordozó körülbelül 120 napig képes lesz önállóan hajózni, és akár 6-7 pontos tengeri körülmények között is végrehajtani harci küldetéseket. A hajó maximális sebessége 30 csomó, utazósebessége 20 csomó körül lesz.
A projekt tartalmaz egy hagyományos erőművet, de a megrendelő kérésére atomerőműre is lecserélhető. A szállítócsoport 80-90 különböző repülőgépből áll majd. Talán akár 50 T-50 PAK FA és MiG-29K vadászgép, valamint AWACS repülőgép és Ka-27 helikopter.
A repülőgép-hordozó két síugróval és egy katapulttal lesz felszerelve a repülőgépek gyorsítására, és kétféle felvonót kap: függőleges és lengő, ez jelentősen megtakarítja a helyet.
A Moszkva melletti Zsukovszkijban már elektromágneses katapultot tesztelnek, és egy ígéretes Leader-osztályú rombolón tervezik egy atomerőmű tesztelését.
Oroszországnak lehetősége lesz egy ilyen összetett hajó megépítésére legkorábban 2019-ben, amikor befejeződik a termelési létesítmények korszerűsítése. Egyelőre a „Storm” csak egy projekt marad.
Repülőgép-hordozó a királynőnek
A sorozat első darabja, a HMS Queen Elizabeth repülőgép-hordozó lesz a valaha épített legnagyobb hadihajó a Királyi Haditengerészet számára. A hajó 2017-ben áll szolgálatba, és 2020-ra éri el a harckészültséget.
A hajót rövid fel- és függőleges leszállású (V/STOL) repülőgépek fogadására tervezték.
A katapult felszállás megtagadása megfosztja az új angol repülőgép-hordozót attól, hogy fedélzetére vegyen E-2 Hawkeye típusú radarjárőr-repülőgépet. A jövőben ez negatívan érinti a repülőgépek harci képességeit, mert az alternatív légi korai figyelmeztető rendszerek kérdése még nem megoldott.
A behúzható radarral felszerelt Sea King Mk 7 helikoptereket élettartamuk lejárta miatt hamarosan kivonják a forgalomból.
A hajó légi szárnyában 40 F-35B vadászgép található, bár az első ilyen típusú brit repülőgép csak 2023-ban áll szolgálatba.
Addig a repülőgép-hordozóra támaszkodhat egy csoport USMC-repülőgép, a vadászgépeket amerikai és brit pilóták egyaránt repítik majd.
A brit kormány pénzmegtakarítási vágya sem kedvezett a hajónak – a hadihajó elvesztette oldalpáncélját és páncélozott válaszfalait, ami negatívan befolyásolta a hajó túlélőképességét.
A brit repülőgép-hordozó vízkiszorítása 69 500 tonna. Hosszúság - 284 méter, szélesség - 73 méter, magasság - 56 méter, merülés - 11 méter. Maximális sebesség - 25 csomó, kitartás - 292 nap.
A világ legdrágább hajója
A USS Gerald R. Ford építése 12,8 milliárd dollárba került, ezzel a történelem legdrágább hajója. Ez egyben az első olyan hajó, amelynek építésénél 3D-s modellezést alkalmaztak: a mérnökök egy virtuális repülőgép-hordozón „sétálhattak”, felmérve egyes megoldások ergonómiáját.
Elődeitől – a Nimitz-osztályú repülőgép-hordozóktól – eltérően a USS Gerald R. Ford összehasonlítható méretekkel és repülőgép-fegyverzettséggel, a hajórendszerek nagyobb automatizálása miatt kisebb személyzettel rendelkezik.
A USS Gerald R. Ford számára épített új reaktorok 250%-kal több áramot termelnek, mint az előző generációs repülőgép-hordozók, így a repülőgépek gyorsabban indulhatnak és fejlett fegyvereket, például lézereket vethetnek be.
Az új elektromágneses katapultok és turboelektromos levezetők nemcsak a repülőgépek indításának és fogadásának maximális lehetséges sebességének 25%-os növelését teszik lehetővé, hanem ezt a folyamatot is kezelhetőbbé teszik, csökkentve a repülőgépek és a pilóták terhelését.
A USS Gerald R. Fordot pilóta nélküli és pilóta nélküli repülőgépekkel egyaránt használható.
A hajó repülési csoportjába legfeljebb 90 különböző célú repülőgép és helikopter tartozik: F-35 lopakodó vadászrepülőgépek, F/A-18E/F Super Hornet vadászrepülőgépek, E-2D Advanced Hawkeye AWACS repülőgépek, EA-18G elektronikus ellenintézkedési repülőgépek, MH többcélú helikopterek -60R/S, valamint UAV.
A hajó vízkiszorítása körülbelül 100 ezer tonna, hossza - 337 méter, szélessége - 78 méter. A repülőgép-hordozó maximális sebessége legfeljebb 30 csomó, személyzete pedig körülbelül 4660 fő (a katonai légi csoportokkal együtt).
