Японские подводные лодки переходят на литиево-ионные аккумуляторные батареи

Оригинал взят у bmpd

Об этом заявил 18 января 2017 года в своем докладе на международной конференции UDT в Сингапуре бывший командующий подводными силами японского флота вице-адмирал в отставке Масао Кобаяси.

Согласно Кобаяси, применение литиево-ионных аккумуляторных батарей "должно драматически изменить действия неатомных подводных лодок". Литиево-ионные батареи дают лодкам продолжительность подводного хода, сопоставимую с продолжительностью при использовании воздухонезависимых энергетических установок (ВНЭУ) на малых коростях, но при этом за счет высокой емкости обеспечивают весьма высокую продолжительность подводного хода и на больших скоростях, что особенно важно при выходе в атаку или при уклонении от противника. При этом, в отличие от ВНЭУ, лодка может постоянно пополнять запас энергии в литиево-ионных батареях, используя подзарядку батарей с применением устройства РДП.

Согласно Кобаяси, литиево-ионные батареи имеют также более короткое время подзарядки в силу большей силы тока заряда, по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы имеют больший срок службы, не требуют технического обслуживания, а электрические системы с их применением проще в управлении и в построении электрических сетей.

Оборотной стороной этого является высокая стоимость литиево-ионных батарей. Контрактная стоимость 11-й подводной лодки типа Soryu составляет 64,4 млрд иен (около 566 млн долл) против 51,7 млрд иен (454 млн долл) у десятой подводной лодки этого типа. Практически вся разница в стоимости в виде 112 млн долл составит стоимость литиево-ионных батарей и соответствующей электросистемы.

Есть три требования для полноценного использования литиево-ионных батарей на подводной лодке. Эти батареи требуют мощных дизель-генераторов для подзарядки, увеличенных устройств РДП для увеличения объемов подачи воздуха и отвода выхлопных газов, а также изменений в электрических цепях, в первую очередь применения автоматических предохранителей.

Литиево-ионные аккумуляторы также весят меньше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, поэтому проект подводной лодки типа Soryu пришлось несколько переработать для сохранения балластировки и остойчивости.

В Японии созданы и доведены до эксплуатационного состояния два типа литиево-ионных аккумуляторных батарей: литий-никель-кобальт-алюминий-оксидная (NCA) производства компании GS Yuasa; и литий-титанатная (LTO) производства корпорации Toshiba. Японский флот будет использовать батареи типа NCA, при этом, согласно Кобаяси, Австралии для использования на подводных лодках на основе типа Soryu в недавнем тендере были предложены батареи типа LTO.

Кобаяси считает, что пока не существует четкого единого решения типа литиево-ионных аккумуляторов для использования в качестве основной батареи подводных лодок, поэтому он предсказал, что перспективные подводные лодки могли бы оптимизировать различные источники питания. Для "мобильных операций", например, требующих большой скорости и дальности плавания, была бы идеальной комбинация батарей NCA и дизельного двигателя, а "засадная" (прибрежная) подводная лодка будет более эффективно действовать с применением ВНЭУ на топливных элементах, батарей типа LTO и дизеля. Наименьшую стоимость будет иметь батарея типа LTO с дизель-генератором.

Принятие на вооружение Японией подводных лодок с использованием литиево-ионных батарей является кульминацией многолетних исследований, которые были начаты в Японии еще в 1962 году. Первая лодочная литиево-ионная батарея была готова в 1974 году, но она не отвечала необходимым требованиям.

Ранее, еще с 1954 года, японцы вели исследования по различным типам лодочных ВНЭУ. Корпорация Mitsubishi Heavy Industries работала над созданием парогазотурбинных ВНЭУ различных схем, а корпорация Kawasaki Heavy Industries - дизелей замкнутого цикла. После испытаний стендовых установок, в 1962 году работы над этими типами ВНЭУ были прекращены, а взамен развернуты программы создания литиево-ионных акумуляторных батарей и исследования лодочных ВНЭУ на основе топливных элементов.

Длительное время стоимость литиево-ионных батарей была непомерно высокой, и существовали проблемы с их безопасностью, что, вкупе с "незрелостью", как полагали японцы, технологии топливных элементов, вынудило Японию в 1986 году обратиться к внедрению на подводные лодки ВНЭУ системы Стирлинга по шведской технологии. В 1991-1999 годах японцы вели отработку двигателя Стирлинга на береговом стенде, после чего в 2000-2001 годах установили двигатели Стирлинга для морских испытаний на подводной лодке SS 589 Asashio (последней типа Harushio). Двигателями Стирлинга Kawasaki Kockums V4-275R (по четыре на лодке) в результате оснащаются подводные лодки типа Soryu, первая из которых (SS 501) была введена в строй в 2009 году. Всего с двигателями Стирлинга должны быть построены десять лодок типа Soryu (уже закончены восемь), а с 11-й лодки этого типа, как уже сказано, планируется перейти к оснащению лодок взамен ВНЭУ Стиринга литиево-ионными аккумуляторными батареями (первоначально их планировалось установить еще на пятой лодке этого типа SS 505 Zuiryu, однако затем программа внедрения несколько раз переносилась) .

Министерство обороны Японии получило финансирование на 11-ю лодку типа Soryu, которая должна стать первой, оснащенной литиево-ионными аккумуляторными батареями, по программе 2015 финансового года. Строительство этой лодки (SS 511) ведется на верфи Kobe Shipyard & Machinery Works корпорации Mitsubishi Heavy Industries в Кобе с 2015 года, сдача флоту, как уже говорилось, намечена на март 2020 года. Всего предполагается построить в варианте с литиево-ионными аккумуляторными батареями три последние лодки типа Soryu (SS 511 - SS 513), после чего перейти к постройке подводных лодок нового типа с такими батареями.

Примечание vladimir_krm. Лучший комментарий у автора :) almark Samsung таки пристроил батареи от Galaxy Note 7 :)