Gelecekte su altı gücünün gelişmesine lityum pilli denizaltılar öncülük edecek Japonya ve Güney Kore'de kim birinci sırada yer alıyor?
Son zamanlarda, geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltılar alanında yeni bir fırtına patlak verdi. Ekim 2018'in başlarında Japonya, lityum pillerle çalışan ilk Canglong sınıfı denizaltının lansmanını duyurdu. Kasım ayı ortasında Güney Kore, "Güney Kore tarafından geliştirilen yeni nesil denizaltıların üstün performansa sahip lityum piller kullanacağını" açıkladı. Güney Koreli bir kaynağa göre, denizaltı 2024'te tamamlandığında, Japonya'nın Canglong sınıfını aşacak ve dünyanın en büyük geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltısı olacak.
Bu durum karşısında, birçok ABD savunma medyası ve uzmanı, ABD Donanması'nın lityum pilli denizaltılarla temsil edilen geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltılar üzerindeki araştırmaları yeniden başlatmak için biraz enerji ve fon ayırması gerektiğini öne sürdü. Lityum bataryalı denizaltıların avantajları nelerdir? Teknik dezavantajı nerede? Daha önce dünyayı kasıp kavuran havadan bağımsız tahrik (AIP) denizaltı teknolojisi tamamen değiştirilecek mi?
Japonya ve Güney Kore çabalıyor
4 Ekim 2018'de Japonya'nın Kobe Tersanesi sadece yeni bir denizaltı olan Phoenix Dragon'u başlatmakla kalmadı, aynı zamanda günlük cep telefonlarımızda ve dizüstü bilgisayarlarımızda kullanılan lityum pil teknolojisiyle çalışan yeni bir denizaltı savaşı çağını başlatıyor gibi görünüyor. denizaltı. Phoenix Dragon, lityum pil kullanan ilk büyük denizaltıdır.
Lityum bataryalı denizaltı, su altı gücünün gelecekteki gelişimine öncülük edecek
Phoenix Dragon, Japon Canglong-sınıfı denizaltısının on birinci sidir.Geleneksel olarak güçlendirilmiş bir denizaltı için boyutları küçük değildir. Tekne, 84 metre uzunluğunda, 65 üyesi bulunuyor ve suya daldırıldığında 4.200 tonluk bir deplasmana sahip. Pek çok açıdan, Canglong sınıfının yetenekleri, geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltıların tipik temsilcileridir: 6533 mm torpido tüpü ile donatılmış, 30 adede kadar Tip 89 torpido veya Harpoon anti-gemi füzesi fırlatabilir ve maksimum 20 knot su altı hızı. . 6.100 deniz mili menzili rakiplerinin çok gerisinde olmasına rağmen, 600 metre veya daha fazla dalış derinliği ortalama seviyeden çok daha yüksektir ve hatta bazı denizaltı karşıtı torpidoların çarpma derinliğini bile aşmaktadır.
Phoenix Dragon, yaklaşık 536 milyon ABD dolarına mal oldu ve bu, ABD Virginia sınıfı nükleer güçlü saldırı denizaltısının maliyetinin yalnızca 1/4 ila 1 / 6'sı.
Ticari lityum pil alanında bir başka güç merkezi olan Güney Kore, çok geride değil. 17 Kasım'da, Kore Savunma Edinme Proje İdaresi'nin "Yeni Nesil Denizaltı Projesi" nin proje yöneticisi Tümgeneral Ding Yizhi, ABD Savunma Haberleri web sitesine verdiği röportajda Güney Kore tarafından tasarlanan ve üretilen ilk yeni dizel-elektrikli denizaltının Eylül 2018'de piyasaya sürüldüğünü söyledi. Diğer ikisi 2024 yılına kadar tamamlanacak. Dizel elektrikle çalışan bu denizaltı, Güney Kore Donanması'nın yeni nesil saldırı denizaltısıdır ve dünyanın en büyük lityum pil tedarikçisi Samsung tarafından geliştirilen lityum pillerle donatılacaktır. Proje tarafından yayınlanan bilgiler, yeni lityum pilin denizaltılara adandığını ve kurşun asitli pillerin değiştirilmesinin denizaltının su altı savaş süresini ikiye katlayabileceğini gösteriyor.
Güney Kore'de denizaltına özel bu lityum pilin araştırma ve geliştirmesinin yaklaşık 30 ay sürdüğü, teknik değerlendirmeyi geçerek silah platformlarının pratik entegrasyonu yolunda önemli bir adım attığı bildirildi. Ding Yizhi şunu iddia etti: "Koreli şirketler dünyadaki en iyi lityum pil teknolojisine sahip. Ar-Ge için gereksinimlerimizden biri, güvenliği ve güvenilirliği ilk sıraya koymaktır. Bu nedenle, daha yüksek performansa ulaşmasını sağlamak için pil performansını bile düşürüyoruz. Daha sıkı güvenlik standartları. Bununla birlikte, Ding Yizhi, gizlilik nedenlerinden ötürü, lityum pilin performans verilerini açıklamadı, ancak pilin, sonlandırılmadan önce benzetilmiş patlamalar, su baskını, yangın ve aşırı soğuk ve aşırı sıcak gibi şiddetli ve sert ortamlardan geçtiğini söyledi. .
Japonya, Güney Kore'den önce Canglong sınıfı denizaltılara lityum piller uygulamış olsa da, Koreliler "yol göstermenin" "liderlik" anlamına gelmediğine inanıyor. Ding Yizhi, "Kore'nin lityum pil teknolojisi rakiplerinden daha iyi olacak" dedi. Japonya ile Güney Kore arasındaki savaşın sonucunun ne olacağını bekleyip görelim.
Canglong sınıfı denizaltı
Açık teknik avantajlar
Geleneksel olarak çalışan modern denizaltılar, savaş sistemlerine güç sağlamak ve enerji sağlamak için pervanelerini döndürmek için genellikle elektrik kullanırlar. Bu elektrik dizel motorlar ve jeneratörler tarafından üretilir ve yüzlerce kurşun-asit aküde depolanır. Bununla birlikte, dizel motorların denizaltının hava beslemesini tüketmesi, denizaltının periyodik olarak yüzeye veya şnorkelle yüzmeye zorlanması ve ardından denizaltının tespit edilmesini ve vurulmasını kolaylaştıran "maruz kalma süresi" boyunca pili şarj etmesi gerekir. .
Ek olarak, geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltıların mevcut jeneratörleri önemli miktarda gürültü üretir. Bu nedenle, düşman mevzilerine yakın seyreden denizaltıların dizel motorlarını kapatması ve yalnızca batarya gücüne güvenmesi gerekebilir.
Ancak bir denizaltının pil tüketimi çok hızlı. En hızlı seyir hızında (genellikle yaklaşık 20 knot), mevcut geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltı 1 ila 2 saat içinde pil gücünden biter. 5 ila 10 knot'luk sürdürülebilir seyir hızında, pil ömrü birkaç güne kadar uzatılabilir. Bu sorunu çözmenin bir yolu, yalnızca sonsuza yakın su altı dayanıklılığı sağlamakla kalmayan ve denizaltıların daha yüksek hızlarda seyretmesine izin veren değil, aynı zamanda dizel motorlardan daha sessiz olan nükleer enerjiyi kullanmaktır. Bununla birlikte, nükleer denizaltılar, tamamen pillerle çalışan geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltılar gibi aşırı derecede düşük gürültüye ulaşamazlar veya çalışma sırasında reaktörü kapatamazlar. Daha da önemlisi, nükleer denizaltıların maliyeti, saf pille çalışan geleneksel denizaltıların 4-6 katıdır. Nükleer reaktör teknolojisine erişimi olan ülkeler için bile, nükleer denizaltılarla kısa menzilli devriyeler "lüks" dür.
Geçtiğimiz 20 yılda, geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltıların ilerlemesi, güç sağlamak için çeşitli daha sessiz ve daha uzun ömürlü AIP çözümlerinin kullanımına odaklandı. Daha önce, Canglong sınıfı, 10 yıldan daha uzun bir süre önce kullanıma sunulan, geleneksel olarak güçlendirilmiş çok modern bir denizaltısıydı. Oyashio sınıfı denizaltının yerine geçen Canglong sınıfı, küçük bir denizaltı değildir. İkinci Dünya Savaşı'nın sonundan bu yana Japonya tarafından inşa edilen en büyük denizaltıdır. "X" dümen konfigürasyonuna sahiptir ve dar bir kıyı ortamında mükemmel manevra kabiliyeti sağlayabilir.
Bugün, hepsi İsveç Stirling motoru AIP teknolojisini kullanan yaklaşık 10 Canglong sınıfı denizaltı konuşlandırılıyor. Japonya, uzun ve karmaşık bir kıyı şeridine sahip bir ada ülkesidir. Karasularında devriye gezmek ve sahili korumak için denizaltılara ihtiyaç duymaktadır. Stirling motoruna dayanan AIP teknolojisi kanıtlanmış ve ekonomiktir.Japon Deniz Öz Savunma Kuvvetlerinin ihtiyaçlarını Canglong sınıfının büyük boyutu ve yeterli yakıt deposu ile birlikte karşılayabilir.
Phoenix Dragon lityum pil denizaltısının yapısı
AIP denizaltıları nükleer denizaltılardan daha sessiz çalışabilir ve yüzeye çıkmadan önce birkaç hafta su altında kalabilir, ancak yalnızca 4-6 knot gibi düşük bir hızda seyahat ediyorlarsa. Bununla birlikte, bu tür AIP sistemlerinin dezavantajları, şişme riskinden ve bunları çalıştırmak için kullanılan uçucu akışkanlardan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle Japonya, AIP teknolojisindeki avantajlarını kaybetmeden AIP teknolojisine tamamen güvenmemeyi umuyor. Bu şekilde, yalnızca diğer yetenekleri geliştirmek için yer açmakla kalmaz, aynı zamanda gelecekteki denizaltıların tasarımını, yapımını ve bakımını da basitleştirir. En önemlisi, bu yeni konfigürasyon yelken seyrederken AIP sistemini kullanan çoğu denizaltıdan daha sessiz olacak.
Bu fikir, geliştirilmiş Canglong sınıfı denizaltında gerçekleştirildi. Tasarımcılar bu fikri, binlerce lityum pil, güçlü dizel motorlar ve jeneratörler ve çok sayıda egzoz ve giriş portu kurarak gerçeğe dönüştürdü. Konsept aynı zamanda yüksek güç yüklerini kaldırabilen ve verimliliği optimize eden yeni bir güç işleme sistemini de içeriyor.
Geleneksel kurşun asitli pillerle karşılaştırıldığında lityum pillerin birçok avantajı vardır. Örneğin, şarjı yetersiz olduğunda bile çıktıyı koruyabilir; kurşun asitli bir pilden daha hafiftir; çok hızlı şarj edilebilir; daha fazla enerji depolayabilir. Lityum piller% 80 ila% 90 arasında bir verimlilikle enerji açığa çıkarabilirken, kurşun-asit pillerin enerji salım verimliliği yaklaşık% 60 ila% 70 arasındadır.
Raporlara göre, Phoenix Dragon tarafından kullanılan 672 lityum pil modülünün pil ömrü, önceden geliştirilmiş 480 kurşun asit pilin iki katıdır, bu da yüzeye çıkmadan önce daha geniş bir yolculuk yelpazesi gerçekleştirebileceği anlamına gelir. Ayrıca batarya daha hızlı şarj edilebiliyor, bu da denizaltının bataryayı şarj ederken daha kısa risk süresine sahip olduğu anlamına geliyor. Hesaplamalara göre, lityum pilleri değiştirmek için denizaltı şarj süresi 2,7 saatten 1,4 saate düşürülebilir. Tabii ki, lityum pillerin maliyeti daha yüksek, 97 milyon ABD dolarına ulaşırken, kurşun-asit pillerin maliyeti 13 milyon ABD doları.
Kore KSS- denizaltısı
Ek olarak, AIP denizaltıları ile karşılaştırıldığında, lityum bataryalı denizaltıların genel tahrik sistemi tasarımı daha az karmaşık ve hantal olacak ve daha uzun batarya ömrü, denizaltı komutanının daha fazla elektriği daha esnek bir şekilde kullanmasına ve daha uzun kapatma jeneratörleri uygulamasına izin verecektir. Ultra sessiz denizaltı veya daha uzun yüksek hızlı manevralar. Sadece bu değil, lityum pil de ihtiyaç duyulduğunda büyük miktarda çıktı sağlayabilir.Çalışan AIP sistemi ile karşılaştırıldığında, denizaltı suya hızlıca indirilebilir. Genel olarak, eğer sadece kısa menzilli devriyeler içinse, lityum bataryalı denizaltılar, AIP denizaltılarından daha kullanışlı olabilir.
Teknik eksikliklerin üstesinden gelinmesi
1888'de İspanya'da inşa edilen küçük denizaltı Peral, dünyanın en eski elektrikli itişli denizaltılarından biriydi. Birinci Dünya Savaşı'ndan önce, çoğu denizaltı yalnızca pillerle çalışıyordu. Neden saf elektrikli denizaltılar bir süredir tercih edilmiyordu? Nedeni, bazı teknik sınırlamaların olmasıdır. Benzer şekilde, birçok kişinin lityum pil teknolojisinin denizaltılara uygulanması konusunda endişeleri var.
7 Ocak 2013 tarihinde, lityum pillerin aşırı ısınması nedeniyle, bir Japon Havayolları Boeing 787 yolcu uçağı, yolcudan indikten birkaç dakika sonra Tokyo'dan Boston'a uçtu, yardımcı güç sistemi pil bileşeni alev aldı ve kabinde duman çıktı. Aynı lityum pil, Samsung Note7 cep telefonunun sık sık tutuşmasına neden olur ve tehlikeli bir ürün olarak sınıflandırılır.
Açıkçası, lityum pillerin kolayca kontrolden çıkma ve yanma tehlikesi, yüzlerce lityum pil ile donatılmış denizaltılar için bir kabus gibi gizli bir tehlikedir! Lityum pil kontrolden çıktığında hemen çok yüksek ısı üretir, zehirli duman çıkarır ve geleneksel yöntemlerle söndürülmesi zor olan iletken toz yayar. Aslında, 2008 yılında, ABD Donanması SEAL nakliye aracının mini denizaltısının lityum pili alev aldı. Bu, lityum pil teknolojisinin iş dünyasında bu kadar uzun süredir kullanılmasının, ancak büyük denizaltılarda benimsenmemesinin temel noktasıdır.
Bu riski çözmek için Japonya, yıllarca sıkı çalışmaya ve teknolojik araştırmalara milyarlarca dolar yatırım yaptı. Lityum pil teknolojisi tedarikçileri, sınır kimyası ve daha iyi stabiliteye sahip daha büyük bir lityum pil matrisi oluşturarak bu sorunların üstesinden gelmek için Japonya Deniz Öz Savunma Kuvveti ile işbirliği yaptı. Tedarikçi ayrıca, lityum pilin denizaltı uygulamaları için uygun olduğunu kanıtlamak için kapsamlı kısa devre, tuzlu su girişi, düşme ve darbe testleri gerçekleştirdi. Ayrıca, bir yangın durumunda yangını hızlı ve otomatik olarak ortadan kaldırmak için gelişmiş Canglong sınıfı denizaltıya özel bir yangın söndürme sistemi kurulacak. Bu önlemler, lityum pillerin daha yüksek güvenlik ve güvenilirliğe sahip olmasını sağlar. Raporlara göre Japonya, karşılaşacağı çeşitli yüksek basınç durumlarını hesaba katarak yapılandırmayı test ederken çok katı davranıyor. Phoenix Dragon'un piyasaya sürülmesi, Japonya'nın lityum pillerin geliştirilmiş çalışabilirliği ve güvenlik performansından memnun olduğunu gösteriyor.
Phoenix Dragon yakın çekim
Pazar beklentileri umut verici
Gelecekte yolda, dünyadaki en iyi iki geleneksel denizaltı güç çözümü olarak, lityum piller ve AIP teknolojisi, kullanıcılara her iki dünyanın da en iyisini sunmak için denizaltılarda birleştirilecek ve yapılandırılacaktır. Örneğin, lityum piller ve yakıt hücrelerinin kombinasyonu, son derece yüksek sürekli hareket kabiliyeti, düşük gürültü ve daha hızlı sürat hızına sahip birçok stilde güçlü denizaltılar üretebilir.
Japonya'nın teknik denemeler yaptığı ve yedinci Canglong sınıfının, erken modelde Stirling motoruyla birlikte lityum pilleri kullanması muhtemel olduğu bildirildi. Lityum pil konfigürasyonuna sahip bu denizaltı, daha önce kullanılan Canglong sınıfı AIP konfigürasyonu arasında bir köprü olarak veya denizaltıda daha küçük ölçekli yeni pillerin konuşlandırılması için bir teknoloji gösterimi olarak kullanılabilir. Kawasaki Heavy Industries, 12. Canglong sınıfı denizaltısını inşa etmek için lityum piller kullanacak ve ardından Japonya, yeni nesil lityum pilli denizaltıları geliştirmeye başlayacak. Ek olarak, bazı kaynaklar Stirling AIP tarafından desteklenen erken Canglong sınıfı denizaltıların lityum pilli denizaltılara da yükseltilebileceğini ortaya çıkardı.
Yeni Canglong sınıfı denizaltının konfigürasyonu sayesinde, Japonya'nın imajını "mükemmel bir saldırı denizaltı üreticisi" olarak oluşturması ve yeni geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltı teknolojisi alanında dünya lideri konumunu güçlendirmesi mümkündür. Modelin güvenilir ve emniyetli olduğu kanıtlanırsa, bu önemli ölçüde ihracata yol açabilir.
Avustralya'nın Canglong sınıfı denizaltılara olan ilgisini tazelediğine dair söylentiler var. 2016'da Avustralya, yeni nesil geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltısını seçerken sonunda Japonya'nın Canglong sınıfını terk etti ve bunun yerine mevcut Collins sınıfı denizaltıların yerine 12 tane inşa etmeyi planlayan Fransız Barracuda sınıfını seçti. Ancak, bu projedeki işbirliğinin derecesi konusunda Fransa ile Avustralya arasında farklılıklar var: Avustralya, teknoloji transferinde daha fazla işbirliği yapmayı umuyor ve Paris ve Canberra hükümetlerindeki değişiklikler bu düzenlemeyi tartışmalı hale getirdi. Japonyanın denizaltı talebiyle karşılaştırıldığında, Avustralya denizaltılarının yerel sulardan uzakta devriye gezmesi gerekiyor. Denizaltılar Avustralya için Canglong sınıfına göre tasarlanıyorsa, daha fazla yakıt ve daha fazla mürettebat barınma alanı barındırmak için denizaltının uzunluğunun artırılması gerekir.
Her durumda, Japonya'nın teknik olarak güvenilir lityum pil denizaltılarını konuşlandırması, son 20 yılda pratik geleneksel güç denizaltı teknolojisindeki ikinci büyük sıçramanın bir işaretidir.
ABD Donanması Los Angeles -sınıf saldırı nükleer denizaltı SSN-700 USS Dallas
Amerika sessizce atıyor
On yıllardır, ABD Donanması daha pahalı nükleer enerjili saldırı denizaltıları ve stratejik nükleer denizaltılar geliştirmekte ısrar etse ve denizaltı yeteneklerini geliştirmeye devam etse de, 66 denizaltı filosunun hedefine ulaşmak için yeterli paraya ve yeterince hızlı inşa hızına sahip olamaz. . Bazı ABD savunma uzmanları, Çin ve Rusya ile giderek artan şiddetli güvenlik rekabeti nedeniyle, lityum pil denizaltılarının ABD Donanması için yeniden değerlendirilebilir bir seçenek olduğuna inanıyor.
ABD "Ulusal Çıkar" dergisi, Japonya'nın daha yüksek teknik içerikli ve daha ucuz fiyatlı lityum pille çalışan denizaltıların AIP sistemleriyle donatılmış denizaltılara benzer veya daha iyi performansa sahip olabileceğini ve nükleer denizaltılarla karşılaştırılabilir akustiğe sahip olabileceğini kanıtlamayı başarırsa inanmaktadır. Özellikler, Birleşik Devletler bu teknolojiyi benimsemelidir.
Bazı ABD uzmanları, ABD Donanması'nın geleneksel olarak güçlendirilmiş denizaltıların geliştirilmesine yatırım yapmak için her türlü nedeni olduğuna inanıyor, çünkü bu tür denizaltılar son 30 yılda hızlı ve yeterli teknolojik gelişme kaydetti. ABD ordusu için, bazıları nükleer denizaltıların tamamlanmasını gerektirmeyen birçok denizcilik görevi var. Şimdi, lityum pil teknolojisi mükemmelleştirildiğinde, ABD Donanması Japon teknolojisini kullanabilir ve yetersiz saldırı denizaltı yetenekleri sorununu çözmek için kendi lityum pil denizaltılarını inşa etmek için izin alabilir. Şu anda, Virginia sınıfı bir saldırı nükleer denizaltısının fiyatı yaklaşık 4 Canglong sınıfı denizaltı satın alabilir. Japonya'nın lityum pilli denizaltıları daha kapsamlı seri üretime alınırsa fiyatları daha da düşecek. Bu, denizaltılara mümkün olan en düşük maliyetle mümkün olan en yüksek teknik içeriği sağlamak için bir çözüm olacaktır.
Bununla birlikte, daha fazla ABD savunma personeli de temel soruna işaret etti.ABD denizcilik gemi inşa endüstrisinin arkasında, sadece maliyet kaygılarından değil, karmaşık politik faktörler ve özel çıkar grupları var. Özellikle denizaltı yapımı açısından, ABD Donanması'nın onlarca yıldır "yalnızca nükleer" denizaltı stratejisinden sapma konusundaki kör isteksizliği, mantıklı bir önermeyi gerçekleştirmeyi neredeyse imkansız hale getirmiş olabilir.
Telif hakkı uyarısı: Bu makale "Military Digest" dergisinde yayınlandı. Yazar: Shi Jiang ayı. Yeniden yazdırmanız gerekirse, lütfen "" Askeri Özet "den yeniden yazdırıldı" seçeneğini belirttiğinizden emin olun.
