새로운 물리적 원리를 기반으로 제작된 미래 무기가 군함에 등장할 것이라는 전망은 전기 추진 주제에 대한 군 수병들의 관심을 높입니다. 무기와 선박의 추진 시스템을 전기 에너지를 기반으로 한 단일 회로에 통합한다는 아이디어는 실제로 "완전 전기 추진" 지지자들에게 추가적인 주장을 제공합니다. 따라서 이 주제는 국내 조선산업 기업에 근무하는 설계 엔지니어들에게 중요한 업무 영역이 되고 있습니다. "새로운 물리적 원리를 기반으로 구축된 무기 시스템"은 특히 유망한 시스템을 포함하는 일종의 일반적인 광범위한 정의입니다. 레이더 스테이션, 컴퓨터, 기타 무선 엔지니어링 및 적 선박의 디지털 시스템을 일시적 또는 영구적으로 비활성화하기 위해 전자기 펄스를 사용합니다. 또한 함선의 전력을 사용하여 특정 발사체를 발사하고 가속하는 것도 가능합니다. 이러한 시스템은 선박에 탑재된 대량의 전력 공급과 기지에 들어가지 않고도 이를 복원/유지할 수 있는 능력을 요구하는 것이 중요합니다. "완전 전기 추진"은 프로펠러(또는 기타 추진 장치)가 선박 운동의 모든 모드에서 전기 모터. 프로펠러 샤프트(보통 고속)를 회전시킬 수 있는 기계적 소스(디젤, 터빈 등)가 보드에 있는 경우 간단히 말해서 "보조 전기 모터를 사용한 직접 구동"이 있습니다. "부분 전기 운동" 기계 에너지를 전기 에너지로 변환한 다음 다시 기계 에너지로 변환하도록 제작된 "완전한" 전기 추진 장치는 전반적인 효율성을 감소시킵니다. 조선소와 해군 선원 모두 이 사실을 고려해야 합니다. 차세대 수상함의 제작에 있어서는, 해결과제에 따른 접근이었던 것 같습니다. 전자포(순양함, 구축함용)와 투석기(항공모함용)의 예상되는 출현은 한 유형에서 다른 유형으로 전환할 때 약간의 에너지 손실을 초래하는 것으로 보입니다. 이온-리튬 배터리이와 관련하여 다양한 선박 시스템(레이더, 소나, 제어 시스템 등 포함)의 전체 에너지 소비가 증가하는 추세를 고려하여 설계자는 전기를 생성하고 저장하는 주제에 더욱 주의를 기울여야 합니다. 에너지. 과학기술적으로 세계 각국에서는 고용량 리튬전지 개발에 적극적으로 나서고 있습니다. 이 분야에서 국내 전문가들은 해군에서의 사용을 포함하여 고무적인 결과를 얻었습니다. 특히 프로젝트 955 Borei, 677 Lada 등의 잠수함을 만든 해양 장비 중앙 설계국 Rubin은 잠수함용 이온-리튬 배터리 개발 및 테스트를 완료했다고 발표했습니다. 이온리튬 라벨이 붙은 배터리는 오랫동안 휴대용 장치(휴대폰 등)에 널리 사용되어 왔으며 그 성능이 입증되었습니다. 그러나 그들은 아직 해군 문제에서 자신의 자리를 찾지 못했습니다. 한편, 기존 산성 배터리에 비해 용량 증가, 방전 및 충전 전류 증가를 견딜 수 있는 능력, 긴 수명 주기, 운영 비용 절감 등 여러 가지 장점이 있습니다. 역사적 측면우리 동포들은 수상 선박에 전기 견인 모터를 최초로 시도한 사람들 중 하나였습니다. 그 디자인은 러시아 물리학자 보리스 세메노비치 야코비(Boris Semenovich Jacobi)가 제안했습니다. 12명의 승객을 수용할 수 있는 유람선이 사용되었으며 테스트 동안 수십 킬로미터를 주행했습니다. Kruzenshtern이 Uvarov 백작에게 보낸 보고서의 텍스트는 특히 다음과 같이 보존되었습니다. "1838년 9월 13일 전자기력으로 구동되는 선박을 항해하는 Neva에서 실험이 수행되었습니다." 보트에 대체 발전소가 없다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이는 "완전 전기 추진"원칙이 보트에 구현되었음을 의미합니다. 따라서 조선의 이러한 방향은 완전히 새로운 것으로 간주될 수 없습니다 국내 조선 역사상 다음으로 흥미로운 단계는 지난 세기 초 Konstantin Petrovich Boklevsky가 설계한 디젤 전력 발전소를 갖춘 Vandal 모터 선박의 건설이었습니다. 선택한 회로(디젤 엔진이 발전기를 구동하여 배터리를 충전한 다음 전류가 DC 모터로 이동함)의 효율은 85% 미만이었습니다. 배는 오랫동안 활발하게 사용되었으며 혁명 후 마모와 손상으로 인해 퇴역했습니다. 1950년대에 소련은 일련의 디젤 전기 선박을 건조했습니다. 이러한 선박은 널리 보급되었으며 상업용 운송에 계속해서 사용되고 있습니다. 현대 전기 선박은 Vandal보다 효율성이 몇 퍼센트 더 높습니다. 
오늘날 전기 모터는 선박의 보조 추진 장치와 주 발전소의 일부로 사용됩니다. 현대의 엔진은 고속이기 때문에 엔진과 프로펠러 사이에 감속기어를 설치해야 하는데, 이때 동력 손실은 약 2%이다. 그리고 전기 시스템의 경우 전체 효율이 90% 미만인 발전기와 주파수 변환기를 사용해야 합니다. 이는 "순수한 기계" 시스템(예: 가스 터빈 및 메인 터보 기어 장치)보다 낮습니다. 한마디로 경제적 측면에서 전기추진은 수익성이 없고, 전기추진모터의 발명이 수중조선 발전에 급격한 자극을 주었다면 수상전투함과 관련해서는 보조적인 문제만 해결했을 뿐이다. 한편, "전자기력"의 광범위한 사용에 대한 열광자는 번역되지 않습니다. 주제에 대한 관심을 불러일으키기 위해 그들은 “전기추진의 첨단 응용” 등과 같은 새로운 용어를 소개합니다. 
오랫동안 알려진 추세를 또 다른 아름다운 문구로 설명하려는 욕구는 전문가들을 미소 짓게 만들고 "새로운 것은 잊혀진 오래된 것"이라는 대중적 진술의 타당성을 다시 한 번 입증합니다. 동시에, 전기 추진의 특징적인 긍정적인 측면을 주목하지 않을 수 없습니다. 대잠함정군 선원의 경우 마스킹 해제 표시를 완전히 줄이는 것이 중요하며 전기 추진 모터(PEM)는 모든 일반적인 유형의 선박 발전소 중에서 가장 조용한 것으로 간주됩니다. 사실, 수상 선박의 경우 음장을 줄이는 것이 수중 선박만큼 중요하지 않습니다. 주요 마스킹 해제 요인은 레이더(측면 및 상부 구조에서 반사된 전파) 및 적외선 영역(내연 기관 기반 발전소)의 가시성입니다. 
아마도 자신의 수중 음향 장의 가장 적절한 감소는 대잠수함(또는 순찰) 선박의 경우와 관련된 것으로 보입니다. 일반적으로 적 잠수함 검색은 견인식, 잠수정 및 용골 아래 안테나가 있는 수중 음향 시스템을 사용하여 저속 및 중속 모드(15노트 이하)에서 수행되며 범위는 소음 및 진동 "초상화"에 따라 달라집니다. " 운반선의. 개별 설계자가 샤프트의 길이를 줄여 선박의 음향 특성을 줄이려고 시도하는 방법에 대한 알려진 예가 있으며, 이는 선체 내부에 발전소 요소를 적절하게 배치하고 상부 구조. 이러한 솔루션 중 일부는 두 대의 Rolls-Royce 가스 터빈, 한 쌍의 Wärtsilä 디젤 발전기 및 Converteam 전기 모터로 구성된 발전소를 갖춘 영국식 45 Daring 구축함에 사용되었습니다. 
2003년부터 2013년까지 영국 해군을 위해 6대의 EV가 제작되었습니다. 모든 선박 발전기는 교류를 생성하므로 설계 및 제어가 단순화됩니다(직류를 사용하여 고전력 발전기를 만드는 것은 아직 불가능합니다). 변압기는 교류를 직류로 변환하는 데 사용되며(추진 모터는 직류로 작동) 각 전기 모터마다 하나씩 미국은 2008년부터 차세대 Zumwalt 구축함을 건조해 왔습니다. 발전소에는 36.5MW의 전력과 6600V의 작동 전압을 갖춘 가스 터빈과 비동기 전기 모터가 포함되어 있습니다. 세 번째 선박 DDG-1002 Lyndon B. Johnson에는 영구 자석이 포함된 고온 초전도 동기 모터를 설치할 계획입니다. 36.5MW의 출력과 1초당 2회전의 샤프트 회전 속도를 제공합니다. 작년 10월 이후 선두 DDG-1000 Zumwalt의 초기 작동에는 수많은 고장이 수반되었습니다. 2016년 11월 22일 구축함이 파나마 운하를 통과하던 중 주 발전소가 고장났습니다. 고정된 선박은 수백만 달러 규모의 신형 발전소를 부담하지 않고 일반 선박을 사용하여 기지까지 견인해야 했습니다. "부분 전기 추진"고속(18노트 이상)에서는 (프로펠러 캐비테이션 현상 및 기타 이유로 인해) 선박의 소음을 근본적으로 줄일 수 없다는 사실을 인식하고 국내의 유명한 대잠 선박 설계자가 더 유리합니다. 소위 "부분 전기 추진"의 사용. 이 조합의 첫 번째 단어는 명성과 돈을 갈망하는 고위 관료와 발명가의 귀가 원하는 "과학적"과 "혁신"의 깊은 느낌을 제거하므로 부정적으로 인식됩니다. 실용적인 관점에서 볼 때, "부분 전기 추진"은 군함의 가장 흥미로운 방향을 나타냅니다. 소음저감은 물론이고, 특히 좁은 장소 통과, 계류 등 선박의 조종성을 향상시키는 것도 가능하다. 전동모터를 입환장치로 활용하는 것은 용이한 설정/해석이 가능하기 때문에 바람직하다. 프로펠러 샤프트의 회전 주파수와 방향을 변경하고 결과적으로 선박의 속도와 이동 방향을 변경합니다. 현재 보조 전기 모터는 부유식 크레인, 페리, 예인선 및 쇄빙선에 널리 사용됩니다. 
공격함(예: 구축함급)에 대한 "부분 전기 추진" 접근 방식의 구현은 유지용 가스 터빈이 선상에 남아 있다는 사실로 구체화될 수 있습니다(고효율 제공). 그리고 "추적" 상황에서는 전기 모터가 추가로 사용되며(디젤 발전기와 함께 사용 가능) 더 나은 작동 조건을 보장해야 하는 경우 기동 및/또는 "조용한 주행" 모드에서도 사용할 수 있습니다. 수중음향학. 아지포드많은 복잡한 요인에도 불구하고 열성팬들은 전기 추진 아이디어를 지속적으로 장려하고 심지어 소위 "방향타 프로펠러 복합체"(RPC)를 선호하여 기존 프로펠러를 완전히 포기할 것을 주장합니다. 구현 옵션 중 하나는 선박 선체 외부에 배치된 수중 컨테이너 페어링(포드 드라이브)에 트랙션 전기 모터를 사용하는 것입니다. 트랙션 제어 모터의 예로는 ABB 엔지니어가 제안한 소위 azipod가 있습니다. . 그들은 지난 세기 90년대 초반부터 유사한 솔루션을 실행해 왔습니다. 이 단어는 특허 받은 영어 "약어" Azipod(방위형 포드 추진 시스템)에서 유래한 것으로, 프로펠러 전기 모터가 있는 페어링 컨테이너의 공간적 방향을 지정하여 추진력을 제공하는 시스템을 나타냅니다. Azipod는 구현을 끊임없이 개선하는 제작자로부터 높은 평가를 받고 있습니다. 금속. 이 유형의 프로펠러의 장점은 다음과 같습니다. 완전한 수평 회전(360도 각도) 및 프로펠러(프로펠러)의 역전 가능성은 운반선의 기동성이 눈에 띄게 증가하는 것으로 표현됩니다. 특히 항구에서 이동할 때 프랑스 해군의 유망한 항공모함의 경우 각각 40MW 추진 가스 터빈을 포함하는 2개 "계층"의 CODLAG 계획에 따라 디젤-전기/가스터빈 복합 발전소 옵션이 있습니다. , 9~11MW 디젤 발전기 2개, 20MW 유도 추진 엔진 2개. 그러나 프랑스 해군 선원들은 그러한 선박 건조를 거부하고 7MW 동력 추진 엔진을 갖춘 RVK를 포함하여 디젤 전기 발전소를 갖춘 미스트랄 수륙양용 헬리콥터 모함에 함대 예산을 지출하기로 결정했습니다. 미스트랄에 대한 러시아의 관심은 무엇보다도 고급 버전의 azipods의 존재로 인해 발생했으며 이후에 다른 프로젝트의 러시아 해군 선박에 적용할 수 있다고 믿어집니다. 
전기 추진 시스템은 "Akademik Kovalev" 무기의 해상 운송에 사용되는 것으로 알려져 있습니다. Severodvinsk CS Zvezdochka가 제작했으며 2015년 12월 함대에 승인되었습니다. Almaz Central Marine Design Bureau가 개발한 프로젝트 20181의 특별한 특징은 추진 시스템입니다: 디젤 발전기는 방향 조정 가능한 방향타 복합체의 일부로 전기 모터에 전력을 공급하는 전류를 생성합니다. RPK 덕분에 무기 수송의 기동성이 향상되었으며 해군 사령부가 제공하는 문제를 성공적으로 해결할 수 있도록 중요한 해상 조건에서 특정 항로를 유지합니다. 현재 Zvezdochka 디자인 센터는 Akademik Makeev 프로젝트의 두 번째 선박을 건조하고 있습니다. 
미래의 군함이 새로운 물리적 원리를 기반으로 제작된 무기를 탑재하게 될 것이라는 전망은 전기 추진 주제에 대한 군 수병들의 관심이 높아지는 데 기여합니다. 함선의 발전소와 무기를 전기 에너지를 기반으로 한 단일 회로로 결합한다는 아이디어는 매우 유혹적입니다. 이는 러시아 조선 기업을 포함하여 엔지니어와 설계자가 이 주제를 점점 더 연구하고 있음을 의미합니다.
새로운 물리적 원리를 기반으로 구축된 무기 시스템은 특히 전자기 펄스를 사용하여 레이더, 무선 및 디지털 시스템, 적 선박의 컴퓨터를 일시적 또는 영구적으로 비활성화하는 유망한 시스템이라고 할 수 있습니다. 게다가 함선의 전력을 이용해 발사체(레일건)를 발사하고 가속하는 것도 가능해 보인다. 이러한 모든 시스템에는 선박에 매우 많은 양의 전기 에너지가 필요하고 선박이 기지에 진입하지 않고도 이를 복원하거나 필요한 수준으로 유지할 수 있는 능력이 필요하다는 사실을 잊어서는 안 됩니다.
오늘날 전기 모터는 주 발전소의 일부와 보조 추진 장치로 군함에 사용됩니다. 최신 엔진은 고속이기 때문에 엔진과 프로펠러 사이에 감속 기어를 배치해야 하며, 엔진의 동력 손실은 최대 2%에 달할 수 있습니다. 그리고 전기 시스템의 경우 전체 효율이 90% 미만인 주파수 변환기와 발전기를 사용해야 합니다. 이는 "순수한 기계" 시스템(예: 가스 터빈 및 메인 터보 기어 장치)보다 낮습니다. 따라서 경제적 측면에서 전기 추진은 수익성이 없어 보입니다.
한때 전기 추진 모터의 발명은 수중 조선의 전체 개발에 급격한 도약을 가져왔지만 수상 전투함과 관련하여 보조 문제만 해결했습니다. 그럼에도 불구하고 해군에서 '전자기력'의 폭넓은 활용에 열광하는 사람들은 사라지지 않고 있습니다. 이 주제에 대한 관심을 불러일으키기 위해 그들은 "전기 추진의 확장된 사용"과 같은 새로운 용어를 도입합니다. 선박의 모든 운동 모드에서 프로펠러(또는 기타 추진 장치)가 전기 모터에 의해서만 구동되는 경우에만 완전한 전기 추진을 실현할 수 있습니다. 프로펠러 샤프트를 회전시킬 수 있는(대개 고속에서) 선박(터빈, 디젤 엔진 등)에 기계적 에너지원이 있는 경우 "보조 전기 모터를 사용한 직접 구동"에 대해 이야기할 수 있습니다. ” 또는 "부분 감전".
기계 에너지를 전기 에너지로 변환한 다음 다시 기계 에너지로 변환하는 '완전 전기 추진'은 전반적인 효율성을 감소시킵니다. 조선소와 선원 모두 이 점을 고려해야 합니다. 전자기포(프리깃함, 코르벳함, 구축함)와 투석기(항공모함)의 예상되는 출현으로 인해 한 유형에서 다른 유형으로 전환하는 동안 발생하는 에너지 손실 중 일부가 정당화되고 가능할 것으로 보입니다.
잠수함용 리튬이온 배터리
다양한 선박 시스템(레이더, 제어 시스템, 소나 등 포함)의 에너지 소비가 증가하는 일반적인 추세와 관련하여 설계자는 전기 생성 및 저장 문제에 점점 더 주의를 기울여야 합니다. 이와 관련하여 세계의 과학 기술 선진국에서는 용량이 증가된 리튬 이온 배터리를 만들기 위해 적극적으로 노력하고 있습니다. 러시아에서도 이 분야에서 몇 가지 성공이 있었습니다.
당연히이 모든 것이 해군 장비 설계자로부터 멀어 질 수는 없습니다. 예를 들어, 2014년 말에 잠수함 설계를 전문으로 하는 러시아 중앙 설계국 루빈(Rubin)과 우리나라 최고의 잠수함 조선소는 비-수용성을 위한 새로운 리튬 이온 배터리의 테스트 사이클을 성공적으로 완료했다고 발표했습니다. 핵잠수함. 루빈 중앙 디자인국의 총책임자인 이고르 빌니트(Igor Vilnit)는 당시 기자들에게 이에 대해 말했습니다. 이러한 배터리는 잠수함의 자율성을 크게 높이고 수명이 길며 유지 보수 및 작동을 위해 복잡한 장비가 필요하지 않습니다. 동시에 러시아 함대는 수명이 제한된 충전식 배터리를 사용하며 전문가에 따르면 가격은 3억 루블에 달할 수 있습니다. Rubin Central Design Bureau의 전 국장인 Andrei Dyachkov에 따르면, 최신 리튬 이온 배터리는 잠수함이 물 속에 머무르는 시간을 최소 1.4배 증가시킬 것이지만, 이 기술 아이디어의 잠재력은 현재 35-40%만 사용됩니다. RIA가 보고했습니다.
함대에 대한 방향은 유망하며 이는 오랫동안 전 세계에서 주목되어 왔습니다. shephardmedia.com 리소스에 따르면 2020년 3월 일본 해군 자위대는 리튬 이온 배터리를 장착할 세계 최초의 비핵 잠수함(소류급 잠수함 시리즈 11번째)을 취역할 예정입니다. 이를 통해 일본은 잠수함의 전통적인 납축 배터리뿐만 아니라 공기 독립형 스털링 엔진의 사용을 포기할 수 있습니다.
일본의 소류급 비핵잠수함 SS 503 하쿠류.
고바야시 중장에 따르면 리튬 이온 배터리는 충전 전류가 높기 때문에 납축 배터리보다 충전 시간이 더 짧습니다. 또한 이러한 배터리는 내구성이 더 뛰어나고 이를 사용하는 전기 회로는 전기 네트워크를 구축하고 제어하기가 더 쉽습니다. 동전의 다른 측면은 리튬 이온 배터리의 높은 가격입니다. 따라서 소류급 11번함의 계약금액은 644억엔(약 5억6600만달러), 동급 10번함의 계약금액은 517억엔(4억5400만달러)이다. 잠수함 가격의 거의 모든 차이는 리튬 이온 배터리 및 관련 전기 시스템으로 인해 발생합니다.
추진 모터 사용
군 선원의 경우 마스크 해제 표시를 줄이는 것이 매우 중요합니다. 이는 오늘날 일반적인 모든 선박 추진 시스템 중 가장 조용한 것으로 간주되는 추진 전기 모터(PEM)를 사용하면 가장 잘 촉진됩니다. 사실, 수상 선박의 경우 음장을 줄이는 것이 잠수함 함대만큼 중요하지 않습니다. 문제는 수상함의 주요 마스킹 해제 요소는 레이더 가시성(전파가 상부 구조와 측면에서 잘 반사됨)과 적외선장(발전소는 내연 기관을 기반으로 구축됨)이라는 것입니다.
따라서 수상 선박의 경우 수중 음향 분야의 가장 적절한 감소는 특수 선박, 즉 대잠수함(순찰) 선박에 대한 것으로 보입니다. 대부분의 경우 견인식, 잠수정 및 용골 아래 안테나가 있는 수중 음향 시스템을 사용하여 15노트(약 28km/h) 이하의 저속 및 중속으로 적 잠수함을 검색합니다. 이러한 안테나의 범위는 운반선의 진동 및 소음 "세로"에 직접적으로 좌우됩니다. 선박의 속도가 낮을수록 안테나가 더 효율적으로 작동합니다.
추진 엔진 모델, realred.ru 렌더링
완전 전기 추진을 갖춘 발전소에서 프로펠러 샤프트는 모든 추진 모드에서 전기 모터에 의해서만 회전하기 때문에 주 소음원 인 주 엔진과 연결되지 않습니다. 또한 "전기" 주 발전소에서는 원동기와 함께 발전기를 선박의 상부 구조에도 배치할 수 있습니다(예를 들어 영국 프로젝트 23 호위함에 일부 디젤 발전기를 배치하는 방식입니다). , 선박 외부 선체에서 가능한 한 멀리 제거하십시오.
사실, 15노트 이상의 속도에서는 이러한 이동의 무소음 측면에서 전기 추진의 모든 장점이 끝납니다. 이는 (선박에서 어느 정도 떨어진 곳에서) 수중 소음의 주요 구성 요소가 프로펠러 캐비테이션으로 인한 소음이기 때문입니다. 따라서 군함에서는 최대 15노트의 속도에서만 발전소의 소음 감소에 대처하는 것이 합리적입니다. 따라서 전기 추진 장치의 사용은 대잠 함정에 적합한 수색 동작을 선박에 제공하는 데에만 사용될 수 있습니다.
오늘날 개별 설계자들이 샤프트 길이를 줄여 군함의 음향 특성을 줄이려고 시도한 사례가 있으며, 이러한 솔루션은 군함 선체와 상부 구조 내부에 발전소 요소를 적절하게 배치함으로써 달성된다고 주장합니다. 이러한 솔루션 중 일부는 실제로 영국 유형 45 Daring 구축함에 실제로 구현되었습니다. 이 구축함의 발전소는 2대의 Rolls-Royce 가스 터빈, 한 쌍의 Wärtsilä 디젤 발전기 및 Converteam 전기 모터로 구성되어 있습니다. 2003년부터 2011년까지 KVMS용으로 6척의 구축함이 건조되었습니다.
45형 구축함 대담함
소음을 줄이는 것 외에도 전기 추진의 또 다른 긍정적인 특성은 선박의 조종성을 높이는 것입니다. 가스 터빈과 디젤 엔진 모두 최소 출력 값이 있으므로 지속 가능한 최소 속도 값도 있습니다. 전기 모터를 사용하면 프로펠러 샤프트의 회전 주파수와 방향을 매우 쉽게 변경할 수 있으므로 선박의 이동 속도와 방향도 변경할 수 있습니다. 덕분에 전기 모터가 장착된 주 발전소는 예인선, 페리, 쇄빙선, 해상 크레인 등 목적에 따라 최대한의 기동성을 가져야 하는 선박에서 오랫동안 사용되어 왔습니다.
아지포드
미래에 군함에 대한 전기 추진의 또 다른 확실한 이점은 프로펠러 샤프트 사용을 포기하는 것입니다. 1992년부터 수중 프로펠러 모터(포드 드라이브)를 갖춘 프로펠러-방향타 복합체(RPC)가 전기 추진 모터(PEM)로 널리 사용되기 시작했습니다. PEM은 PPM을 선박 선체 외부로 이동하여 수중 캡슐에 설치했습니다. 고치) 높은 유체 역학적 특성을 가지고 있습니다.
Azipod - 방위각 포드 추진 시스템
프로펠러의 가장 효율적인 전류원은 교류 네트워크라고 하며, 이를 통해 주 발전소의 효율성과 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 농형 회전자가 장착되어 있고 유지 관리가 필요하지 않은 비동기 모터를 사용할 수 있습니다. 작동 중에 프로펠러를 구동합니다. 비동기 구동의 시동 품질을 향상시키기 위해 특수 설계의 깊은 슬롯 및 이중 케이지 로터가 종종 사용됩니다. Azipod라는 시스템의 프로펠러 속도는 사이리스터 주파수 변환기를 사용하여 조정할 수 있습니다. 실제로 프로펠러 제어 시스템을 사용하면 선박의 조종성이 크게 향상되고 상당히 큰 선박이라도 예인선의 도움 없이 항구를 항해할 수 있습니다. 게다가 프로펠러 샤프트가 없기 때문에 선박 선체의 유용한 부피가 늘어납니다.
Severodvinsk의 Zvyozdochka CS에서 건조되어 2015년 12월 함대에 배치된 러시아 무기 수송 Akademik Kovalev에 전기 추진 시스템이 사용된 것으로 알려져 있습니다. Almaz Central Marine Design Bureau의 전문가들이 제작한 Project 20180TV 선박의 특별한 특징은 추진 시스템이었습니다. 선박의 디젤 발전기는 방향타 복합체의 일부로 전기 모터에 전력을 공급하는 전기를 생성합니다. 선박에 군사 통제 시스템이 있기 때문에 이 무기 수송은 기동성이 향상되는 것이 특징이며 중요한 해상 조건에서 특정 항로를 유지하고 해군 사령부가 할당한 임무를 성공적으로 해결할 수 있습니다. 현재 Zvezdochka 디자인 센터는 동일한 프로젝트의 틀 내에서 두 번째 선박을 건조하고 있습니다.
정보 출처:
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. 세계 군용 함대의 전기 추진 개발 // 젊은 과학자. - 2012. - 4호. -54-57 페이지.
미래의 군함은 어떤 모습일까요? 지금까지 첫 번째 프로토타입과 공개된 스케치는 SF 영화에 등장하는 고대 전함이나 해양 수송선의 이미지를 연상시킵니다. 그러나 외모는 여전히 중요한 것이 아닙니다.
수상 전투함 설계 분야 엔지니어링의 열망은 해당 국가의 군사 정치적 개념을 반영합니다. 가장 먼저 눈길을 끄는 것은 낮은 가시성 또는 "스텔스" 기술에 대한 일반적인 패션입니다. 선박에 미래 지향적인 모습을 부여하는 것은 이러한 기술이며, 이 시리즈의 첫 번째는 2000년에 출시된 스웨덴 코르벳함 Visby입니다. 레이더의 위치 파악을 어렵게 만드는 특징적인 각진 디자인, 경량 복합 플라스틱 본체, 돌출 요소 최소화.
스웨덴의 개념은 민첩하고 은밀한 코르벳함이 연안 해역에서 적 목표를 탐지하고 스스로 탐지되어 파괴되는 것보다 훨씬 빠르게 파괴한다는 것이었습니다. 1월호에서 PM은 합성물과 스텔스 기술 요소를 사용하는 최신 러시아 코르벳함인 프로젝트 20380에 대해 썼습니다.
USS 인디펜던스의 디자인은 호주 회사인 Austal이 개발한 고속 페리 Benchijigua Express를 기반으로 합니다. 요즘에는 민간 조선이 군용 조선보다 기술적으로 앞서는 경우가 많습니다.
먼 해안으로
엄밀히 말하면 LCS는 서로 다른 프로젝트입니다. 하나는 록히드 마틴이 개발한 단일 선체 선박입니다. 2006년 이 프로젝트의 첫 번째 모델은 USS Freedom이었습니다. General Dynamics의 발명품인 두 번째 LCS 변형은 삼동선입니다(시리즈의 1위는 USS 인디펜던스입니다). 처음에 미 해군은 이 두 가지 개념 중 하나를 선택할 계획이었으나 두 노선을 모두 새로운 선박으로 완성하기로 결정했습니다.
동시에, 잘 알려진 무기 회사들이 유사한 기술 사양을 수행했기 때문에 두 가지 유형의 LCS의 매개 변수와 기능이 매우 유사한 것으로 나타났습니다. 즉시 눈에 띄는 가장 중요한 점은 해안 지역의 선박에 대해 매우 적절한 범위를 가지고 있다는 것입니다. 록히드의 프리덤은 18노트의 속도로 항속거리가 3,500마일인 반면, 인디펜던스의 항속거리는 4,300마일로 거의 8,000km에 달합니다. 자율성 – 21일. 두 번째는 최대 속도로 약 45노트(83km/h)이며 워터제트 엔진을 통해 제공됩니다. 이는 Visby(35노트) 및 언급된 러시아 코르벳함 Project 20380(27노트)의 성능을 크게 초과합니다.
특히 출시 당시 USS Freedom이 지난 20년 동안 취역한 유일한 미국 전함 클래스를 대표했다는 점을 기억한다면 우리는 단순히 오래된 코르벳함과 지뢰 찾기를 교체하는 것 이상의 것에 대해 분명히 이야기하고 있습니다.
코르벳함과 비슷한 수준의 경량 고속선의 출현은 새로운 현실에 대한 인식의 결과였습니다. 현실은 AUG, 중순양함, 구축함이 냉전 시대의 병력 투사에 적합했지만, 저강도 충돌의 경우 더 얇고 저렴한 도구가 필요했다는 것입니다. 미국 군사 분석가들 사이에서는 적 해안 지역의 얕은 바다에서 작전할 수 있는 저렴하고 작은 특수 선박인 "스트리트 파이터"라는 개념도 탄생했습니다.
LCS의 아이디어는 이 개념에 가깝습니다. 자유 또는 독립은 페르시아만 연안 어딘가에서 작업을 수행하는 것을 쉽게 상상할 수 있습니다. 그곳에서 그러한 선박은 이란이 의존하는 디젤 잠수함과 고속 미사일 보트를 사냥하고, 지뢰를 제거하고, 정찰을 수행하고, 궁극적으로 바다에서 대규모 침공을 위한 길을 열 수 있습니다.
단순 변환
전문화는 어떻습니까? 이 문제는 두 LCS 프로젝트의 고유한 모듈성으로 인해 쉽게 해결됩니다. 모듈화는 분명히 수상 및 수중 전투함 개발의 또 다른 기본 추세입니다. 연안 선박에 적용할 경우 이는 (다가오는 작전에 따라) 지뢰 전투용 모듈, 대잠 작전용 모듈 또는 수면이나 육지에 위치한 적에 대응하기 위한 모듈을 장착할 수 있음을 의미합니다. .
모듈은 선박에 쉽게 장착할 수 있는 특수 컨테이너에 배치되며 필요한 경우 신속하게 다른 모듈로 교체됩니다. 모듈에는 다양한 정찰 장비가 포함되어 있습니다. 예를 들어 자동 로봇 탐사선은 지뢰를 탐지하는 데 사용되며 수중 센서 및 공중 기반 시스템은 대잠수함전에 사용됩니다. LCS는 한 쌍의 MH-60R 헬리콥터를 운반할 수 있습니다. 갑판뿐만 아니라 UAV에도 있습니다.
수상 대응 패키지에는 분당 200발을 발사하는 30mm mk46 대포와 정밀 유도 미사일이 장착된 NLOS(시야 범위 밖) 발사대가 포함되어 있습니다.
일체형 상부구조와 특이한 선체 덕분에 Zumwalt급 미사일 무장 구축함은 잠수함과 유사해졌습니다. 아마도 그들은 더 큰 스텔스를 보장하기 위해 반잠수 상태에서 싸울 수 있을 것입니다.
미 해병대 사령부가 이 구축함에 특별한 관심을 보인 것이 특징입니다. 이 구축함은 100여 년 만에 처음으로 바닥이 확장된 선체를 갖춘 설계에 따라 건조될 예정입니다(순양함 오로라와 유사). . 해병대는 줌왈트를 강력한 수륙양용 지원 무기로 보고 있습니다. 이 배는 적진 후방의 미사일 및 포병 공격으로 상륙군을 도울 수 있으며 작전 현장에 대한 대공 방어도 제공할 수 있습니다. 줌왈트급 구축함은 적 연안 해역에서 작전을 수행하는 프리덤급 또는 인디펜던스급 LCS 그룹의 지원 요소 역할을 할 수 있다는 주장도 제기되었습니다.
해안 지역에서의 작전을 위해 스텔스에 특별한 주의를 기울이고 있으며 이는 실제로 선박의 특이한 디자인을 결정합니다. 그리고 이것은 Zumwalt(배수량 14,500톤)가 실제로 전투 순양함 크기를 가지며 Arleigh Burke급의 유사한 미사일 무장 구축함보다 훨씬 크다는 사실에도 불구하고 그렇습니다. Zumwalt는 헬리콥터와 헬리콥터 설계에 따라 제작된 다기능 MQ-8 Fire Scout 드론 3대를 탑재하고 있습니다(LCS에도 동일한 장비가 장착되어 있음).
구축함의 설계는 조선의 또 다른 흥미로운 추세, 즉 단일 전원으로의 전환을 보여줍니다. 두 개의 Rolls-Royce Marine Trent 30 가스 터빈 엔진이 Curtiss-Wright 발전기를 회전시키고, 이 전기가 프로펠러를 회전시키는 엔진에 동력을 공급합니다. 또한, 미래에는 레일건 등 다양한 유망 무기체계가 전기로 구동될 가능성도 있다.
로봇선
영국 BAE 시스템은 일반적으로 미국의 대규모 국방 프로젝트에 적극적으로 참여하지만 현대 첨단 기술 트렌드에 완전히 부합하는 자체 개발도 보유하고 있습니다. 특히 2012년경부터 'Global Combat ShipType 26'이 영국 왕립해군에 배치될 예정이다.
Type 26은 배수량 측면에서 호위함으로 분류되며(즉, 코르벳함보다 크고 구축함보다 작음) 결국 함대의 "일꾼"이 될 것이며 이는 높은 수준의 다용성을 의미합니다. 이는 모듈식 설계의 도움으로 자연스럽게 달성될 것입니다. 선박은 해적 퇴치, 인도주의적 작전 또는 해안 봉쇄 작업으로 쉽게 전환될 수 있습니다.
영국은 매우 발전된 발전으로 구별됩니다. 첨단 기술의 Type 45 구축함 외에도 Global Combat Ship이라고 불리는 Type 26 프리깃이 제작되고 있습니다.
그러나 아마도 미래 수상함에 대한 가장 재미있는 영어 개념(구현 시기는 불분명하지만 BAE 프로젝트이기도 함)은 소위 UXV Combatant로 간주될 수 있습니다. 이 구축함 크기의 함선은 비행 및 해상 무인 차량 작업에 초점을 맞춘 해상 기지가 될 예정입니다.
현대 항공모함은 엄청나게 비싸고 첨단 기술을 갖춘 선박으로, 건설 비용이 수십억 달러에 달하고 월간 유지 관리 비용도 수백만 달러에 이릅니다.
강력한 공습력을 갖춘 이 바다 거대괴수는 바다 어디든 군사력을 투사할 수 있는 중추를 제공합니다. 모든 사람이 그런 배를 만들 여유가 있는 것은 아닙니다.
프랑스와 같이 산업 기반이 발달한 국가에서도 항공모함 건조를 거부하는 경우가 있습니다. 유망한 프로젝트인 Porte-Avions 2도 건설에 필요한 막대한 비용으로 인해 거부되었습니다.
그러나 다른 많은 국가에서는 계속해서 그러한 선박을 설계하고 건조하고 있습니다. 우리는 가까운 시일 내에 취역할 유망 항공모함의 등급을 정리했습니다.
일본: 헬리콥터 모함 그 이상
공식적으로 일본 자위대는 항공모함을 운용하지 않습니다. 그러나 최신 Izumo급 헬리콥터 모함 시리즈를 자세히 살펴보면 모든 것이 그렇게 명확하지는 않습니다.
따라서 DDH184 Kaga 시리즈의 두 번째 선박(2017년 취항 예정)의 총 배수량은 24.5천 톤(27,000 쇼트톤)입니다. 이 배는 1941년 미국 해군의 진주만 공격에 참여한 항공모함 Shokaku 및 Zuikaku와 거의 유사한 갑판과 치수를 가지고 있습니다.
군사 저널리스트 기요타니 신이치(Shinichi Kiyotani)는 "이 등급 선박에 대한 국제 표준에 따르면 이즈모급은 항공모함"이라고 믿습니다.
특히 수직 이착륙이 가능한 미국 F-35B 전투기가 이 함선을 기반으로 할 수 있다. 그건 그렇고, 일본은 이미 F-35A 전투기 공급 계약을 체결했으며 B 버전 구매 가능성도 배제되지 않습니다.
헬리콥터 모함의 최대 속도는 30노트이며 Kaga는 두 대의 Phalanx 방공 시스템과 SeaRAM 미사일 발사기로 무장합니다. 이 선박의 항공 그룹에는 SH-60K 7대와 MCM-101 헬리콥터 2대가 포함되어 있으며 MCM-101 헬리콥터는 지뢰 제거에 사용됩니다.
중국어 "클론"
얼마 전 랴오닝성 다롄시의 한 조선소에서 촬영한 위성사진을 통해 중국이 신형 항공모함을 건조하고 있다는 사실이 알려졌다.
나중에 중화인민공화국 국방부 대표인 양유준(Yang Yujun)은 새로운 항공모함의 설계와 건조가 중국군에 의해 수행되고 있다고 말했습니다. 배의 배수량은 약 50,000톤이며 항공 그룹의 기반은 Jian-15 전투기(소련 프로토타입 Su-33 - T10K의 중국 사본)입니다. 비행기는 항공모함에서 이륙하기 위해 스키 점프를 사용합니다.
권위 있는 군사 기관인 Janes는 이 함선의 외형으로 판단할 때 이 함선이 소련 프로젝트 1143.6 Krechet의 유일한 중국 항공모함 Liaoning과 유사하다고 보고했습니다. 이 항모에 대한 문서는 1990년대에 중국이 Nevsky Design Bureau에서 구입했습니다.
항공군에는 J-15 전투기 외에도 Z-9C 수색 및 구조 헬리콥터 2대, Z-18J 조기 경보 헬리콥터 4대, Z-18F 대잠 헬리콥터 6대가 포함됩니다.
러시아어 "폭풍"
러시아는 Project 23000E "Storm" 프로젝트에 따라 초항공모함 건조에 약 62억 달러를 지출할 계획입니다.
선박의 기술적 특성은 배수량 약 90~10만 톤, 길이 - 330m, 폭 - 약 40m, 흘수 - 약 11m입니다. 항공모함은 약 120일 동안 자율 항해가 가능하며 최대 6~7개 지점의 해상 조건에서 전투 임무를 수행할 수 있다. 선박의 최대 속도는 약 30노트, 순항 속도는 약 20노트입니다.
이 프로젝트에는 기존 발전소가 포함되어 있지만 고객의 요청에 따라 원자력 발전소로 교체될 수 있습니다. 항공모함 그룹은 80~90대의 다양한 항공기로 구성됩니다. 아마도 최대 50대의 T-50 PAK FA 및 MiG-29K 전투기, AWACS 항공기 및 Ka-27 헬리콥터가 있을 것입니다.
항공모함에는 항공기 가속을 위한 2개의 스키 점프대와 투석기가 장착되며 수직 리프트와 스윙 리프트의 두 가지 유형이 탑재되어 공간을 크게 절약할 수 있습니다.
전자기 투석기는 이미 모스크바 근처 Zhukovsky에서 테스트되고 있으며 유망한 Leader급 구축함에 원자력 발전소를 테스트할 계획입니다.
러시아는 생산 시설의 현대화가 완료되는 2019년 이전에 이러한 복잡한 선박을 건조할 기회를 갖게 될 것입니다. 현재 'Storm'은 프로젝트일 뿐입니다.
여왕을 위한 항공모함
시리즈의 첫 번째 항공모함인 HMS Queen Elizabeth는 영국 해군을 위해 건조된 전함 중 가장 큰 군함이 될 것입니다. 이 함정은 2017년에 운용에 들어가 2020년까지 전투 준비 상태에 도달할 예정이다.
이 선박은 단거리 이륙 및 수직 착륙(V/STOL) 항공기를 수용하도록 설계되었습니다.
방출 이륙을 거부하면 새로운 영국 항공모함이 E-2 Hawkeye 유형의 레이더 순찰 항공기에 탑승할 수 있는 능력이 박탈됩니다. 대체 공중 조기 경보 시스템 문제가 아직 해결되지 않았기 때문에 앞으로 이는 항공기의 전투 능력에 부정적인 영향을 미칠 것입니다.
접이식 레이더가 장착된 Sea King Mk 7 헬리콥터는 수명 종료로 인해 곧 서비스가 중단될 예정입니다.
이 군함의 비행단에는 F-35B 전투기 40대가 포함되어 있지만 이 유형의 최초 영국 항공기는 2023년에야 취역할 예정입니다.
그때까지는 USMC 항공기 그룹이 항공모함을 기반으로 할 수 있으며, 전투기는 미국 조종사와 영국 조종사 모두가 조종하게 됩니다.
돈을 절약하려는 영국 정부의 열망도 배에 도움이되지 않았습니다. 군함은 측면 장갑과 장갑 격벽을 잃어 배의 생존 가능성에 부정적인 영향을 미쳤습니다.
영국 항공모함의 배수량은 69,500톤입니다. 길이 - 284m, 너비 - 73m, 높이 - 56m, 흘수 - 11m. 최대 속도 - 25노트, 지구력 - 292일.
세계에서 가장 비싼 배
USS Gerald R. Ford는 건조 비용이 128억 달러로 역사상 가장 비싼 선박이 되었습니다. 이는 또한 3D 모델링이 사용된 최초의 건조 선박이기도 합니다. 엔지니어는 가상 항공모함을 "걸어보며" 특정 솔루션의 인체공학성을 평가할 수 있습니다.
이전 모델인 Nimitz급 항공모함과 달리 USS Gerald R. Ford는 비슷한 크기와 항공기 무장을 갖추고 있으며 선박 시스템의 자동화가 향상되어 더 적은 수의 승무원으로 구별됩니다.
USS Gerald R. Ford용으로 제작된 새로운 원자로는 이전 세대 항공모함보다 250% 더 많은 전력을 생산하여 항공기의 발사 속도를 높이고 레이저와 같은 첨단 무기를 배치할 수 있습니다.
새로운 전자기 투석기와 터보전기 어레스터를 사용하면 항공기 이륙 및 수신의 최대 속도를 25% 높일 수 있을 뿐만 아니라 이 프로세스를 보다 쉽게 관리할 수 있어 항공기와 조종사의 부하가 줄어듭니다.
USS Gerald R. Ford는 유인 및 무인 항공기 모두에서 작동하도록 개조되었습니다.
함선의 항공 그룹에는 F-35 스텔스 전투기, F/A-18E/F 슈퍼 호넷 전투기 공격 항공기, E-2D Advanced Hawkeye AWACS 항공기, EA-18G 전자 대응 항공기, MH 다목적 헬리콥터 -60R/S 및 UAV.
배의 배수량은 약 10만 톤, 길이는 337m, 너비는 78m입니다. 항공모함의 최대 속도는 30노트이며, 승무원 수는 약 4,660명(군 항공단 포함)입니다.
