NNSL 핵 원자로. "포세이돈"이 돌레 할의 알을 낳을 것입니까?
비핵 잠수함 (NNS) 용 핵 원자로. 모순은 제목에 내재되어 있지만,이 문제는 소련에서 매우 심각하게 고려되었습니다. 특히 651 프로젝트의 잠수함과 관련하여 소형 원자로 배치에 대한 아이디어가 고려되었습니다. 크루즈 미사일의 운반선 인 651 프로젝트의 디젤 - 전기 잠수함은 소련에서 건설 된 시간 중 가장 큰 비핵 잠수함이되었습니다.
초창기부터 651 잠수정 디젤 - 전기 잠수함의 범위를 확대하기 위해 납 축전지 대신 실버 아연 배터리를 배치했습니다. 실제로은 - 아연 배터리에는 높은 가격과 짧은 서비스 수명 (100의 충 방전 사이클)이라는 두 가지 단점이 있으며, 이는 납산 배터리로의 복귀를 결정합니다.
그러나 용량이 증가 된 배터리 외에도 651 프로젝트의 XDUMX 디젤 - 전기 잠수함에 대한보다 급진적 인 해결책이 고려되었습니다. 원칙적으로 651 프로젝트의 보트 건설과 병행 한 소련 해군 (소련 해군)은 675 프로젝트 디젤 잠수함에 설치된 P-6 크루즈 미사일과 함께 651 프로젝트의 핵 잠수함 건설을 준비하고있었습니다. 그러나 프로젝트의 675 잠수함은 651 잠수함보다 훨씬 비쌌습니다. 651 프로젝트의 잠수함 (PL)이 원래 프로젝트의 디젤 - 전기 잠수함 수준에서 다른 특성을 유지하면서 수중 잠수함을 무제한으로 가질 수있는 솔루션이 필요했습니다.
해결책으로 소위 해군 원자로의 수석 설계자 인 Nikolai Dollezhal을 대신하여 소위 Dollezhal 달걀이라는 소형 원자로를 만드는 것이 고려되었습니다. 초기 단계에서이 프로젝트는 무거운 생물학적 방호를 포기하기 위해 리액터를 별도의 캡슐에 넣고 케이블로 케이블을 견인 할 것을 제안했습니다. 그러나 그러한 개념은 원자로로 캡슐을 잃을 확률이 높고 방사능 추적을 따라 잠수함을 추적 할 가능성이 있기 때문에 즉각 거부되었다. 장래에, 단단한 디젤 - 전기 잠수함 압력 용기 밖의 원자로 배치는 단일 "강체"잠수함 구조의 틀 내에서 고려되었다.
그 당시의 기술로는 수용 할 수있는 특성을 지닌 충분히 작고 신뢰할 수있는 유지 보수가 필요없는 원자로를 만들 수 없었 음이 분명하다. 미래에는 디젤 - 전기 잠수함에 원자력 발전소 (NPP)를 설치하는 아이디어가 두 번 이상 반환되었습니다. 특히, 저전력 원자력 발전소가 설치된 대량 잠수함을 만드는 651 프로젝트는 683 프로젝트의 디젤 - 전기 잠수함을 기반으로 개발되었습니다. 이 잠수함은 이전에 디젤 - 전기 잠수함을 제작 한 공장에서 대량 생산되었습니다. 683 프로젝트가 지연되고 개발되지 않은 것은 아마 그 당시 소련이 이미 해군이 요구하는 수량으로 본격적인 핵선을 생산할 수있는 충분한 생산 능력을 갖추고 있었기 때문일 것이다.
651 프로젝트도 잊지 않았습니다. 1985 년에이 프로젝트의 보트 중 하나가 651E 프로젝트에 따라 재 작업되었으며 1977 년도에 개발되었습니다. 근대화의 일환으로, 잠수함에는 현재 전력 공학 연구 및 설계 연구소 (NIKIET)에서 개발 된 소형 저전력 원자력 발전소가 장착되어 있습니다. 현재, Lenin, N.A. Dollezhal. 651E 프로젝트의 틀 내에서, 저전력 원자력 발전소는 견고한 선체 밖의 하부 선미 잠수함에 위치해있었습니다. 끓는 유형의 단일 회로 반응기를 사용했습니다. 그러나 잠수함 프로젝트 651E도 프로토 타입의 무대를 떠나지 않았습니다.
소련의 붕괴와 산업 잠재력의 상당 부분의 손실로 러시아는 다시 한 번 핵 잠수함의 부족 문제에 직면했다. 다목적 원자력 잠수함 프로젝트 인 885 / 885М "Ash"는 모든 장점에도 불구하고 극도로 비싸고 제작하기가 어려웠습니다. 러시아 해군에서 3 세대 885 및 885 / 971 А 프로젝트의 3 세대 핵 잠수함이 급속히 노후화됨에 따라 완전히 부적절한 945 / 945М 프로젝트의 ICCPL을 7 건 작성할 계획입니다.
현재, 새로운 세대의 다목적 잠수함 인 Husky의 설계가 진행 중입니다. 허스키 프로젝트는 여전히 실제 정보가 아니라 소문으로 가득 차 있습니다. 아마도이 프로젝트의 잠수함은 XTsL 프로젝트 인 885 / 885М보다 작아서 값 싸게 구입할 수 있습니다. XNUMX / XNUMXМ은 미국의 Seawolf 급 잠수함을 사용하여보다 비싸고 상대적으로 저렴한 버지니아 잠수함을 대체 할 수 있도록 개발했습니다.
동시에, 허스키 프로젝트가 높은 기술적 인 신규성 계수를 구현하는 경우, 예상치 못한 지연 및 비용 증가에 직면 할 수있는 위험이 있습니다.
해군의 수중 구성 요소를 향상시키는 또 다른 방법은 비핵 잠수함을 건설하는 것입니다. 러시아 해군의이 부분에서도 모든 것이 원활하게 진행되는 것은 아닙니다. 현재 세계적인 추세는 비 원자력 잠수함에 연료 독립 기인 스털링 엔진 (Stirling engine)과 같은 다양한 원칙에 따라 공기 독립 발전소 (VNEU)를 장착하는 것입니다. VNEU의 존재는 해군 잠수함의 잠수 된 코스의 범위를 급격하게 늘리며 이전에 비해 잠수함의 능력을 핵 잠수함에 더 가깝게 제공합니다.
불행히도, Lada 677 해군 잠수함을위한 VNEU의 러시아 프로젝트는 전체 677 프로젝트와 마찬가지로 문제를 겪었습니다. 그 결과이 프로젝트의 첫 번째 잠수함은 VNEU를 설치하지 않고도 구현 될 것으로 예상됩니다.
또 다른 옵션은 해군 잠수함을 스털링 엔진으로 작동시키는 일본 해군 (해군)이 선택한 용량의 리튬 배터리로 해군의 서브 시스템을 장비하는 것입니다. 고용량의 리튬 배터리를 사용하면 VNEU를 사용할 수있는 수준의 DAL NNS 자율을 허용 할 수 있지만 동시에 리튬 배터리는 고속으로 더 넓은 범위의 수중 여행을 제공한다고 가정합니다.
리튬 배터리 비평가들은 화재와 폭발의 경향에 대해 이야기합니다. 그러나 산업적, 특히 군사적 인 배터리 사용은 안전 문제에 대한 관심이 증가하고 배터리 과열 또는 변형의 잠재적 인 위험을 최소화하는 것으로 추정 할 수 있습니다. NAMS에 리튬 배터리를 도입 할 때 가장 큰 장애물은 비용이 많이 든다는 것입니다.
해군의 이익을 위해 리튬 배터리를 사용할 전망은 유럽 제조업체의 개발이 강화 됨으로써 확인됩니다.
파리의 2018에서 개최 된 파리의 Euronaval 2018 전시회에서 프랑스 조선 협회 Naval Group과 독일 협회 TKMS는 잠수함을위한 자체 리튬 이온 충전식 배터리의 개발을 발표했습니다. 두 회사는 독립적으로 산업 리튬 배터리 및 배터리의 주요 프랑스 제조업체 인 SAFT와 협력하여 잠수함 용 리튬 배터리를 독자적으로 개발합니다.
Naval Group은 SMX-31 NPS에 LIBRT 리튬 배터리를 사용할 예정이며 TKMS는 212 및 214 프로젝트의 기존 NNS 및 기존 NNS에 통합 할 수있는 보편적 인 솔루션을 개발 중입니다.
러시아에서는 현대의 리튬 배터리 생산 상황이 불확실합니다.
Liotech는 RUSNANO의 자회사로서 리튬 철 인산염 기술 (LiFePO4)을 사용하여 제조 된 배터리를 제조합니다. 이러한 배터리는 특히 높은 안전성, 안전한 고속 충전 및 높은 전류의 안전한 방전과 같은 장점을 가지고 있습니다. 동시에 LiFePoxNUMX의 용량은 리튬 코발트 또는 다른 기술로 제조 된 리튬 배터리보다 상당히 (약 2 배) 열등합니다. 회사의 파산에 대한 정보는 언론에 여러 번 나타나지만 현재 기업의 사이트가 작동 중입니다.
2015에서 PJSC 자율 전원 공장과 공동으로 "Autonomous Power Sources"과학 센터는 리튬 이온 배터리의 전체 사이클 생산을 시작한다고 발표했습니다. 그러나 현재 생산 규모 및 현지화 정도에 대한 정보가 누락되었습니다.
LiFePoxNUMX 배터리와 다른 유형의 리튬 배터리 기술이 개발 될 것이며 러시아에서의 구현 및 NPSL의 에너지 원으로 사용될 가능성은 전문 기관의 면밀한 연구가 필요합니다.
고효율 리튬 배터리를 기반으로하는 국내 VNEU 및 솔루션의 부족과 다목적 잠수함 건설의 지연과 높은 비용으로 인해 러시아 해군은 저전압 잠수함에 저전력 NPI를 장착하는 개념으로 돌아갈 수 있습니다. 세계의 순간, "녹색"의 영향으로, 거기에 원자력에서 출발합니다. 가까운 장래에, 러시아는 "평화로운 원자"를 포기할 계획이 없으며, 적극적으로이 방향으로 발전하고 있으며, 원자력 분야에서 "동등한 것 중 첫 번째"가능성이 가장 높습니다.
러시아의 핵 과학자들 사이에서 획기적인 기술이 출현 한 한 예는 포세이돈의 무인 수중 차량을위한 소형 원자력 발전소와 무제한 비행 범위를 가진 Burevestnik 순항 미사일의 핵 로켓 엔진을 만드는 사례이다.
Poseidon BPU 원자력 발전소에 대한 신뢰할만한 데이터는 없습니다. 아마도 이는 AP 기술 연구소 (AP Technological Research Institute)에서 개발 한 것을 토대로 약 8-10 MW의 용량을 가진 액체 금속 냉각제가있는 원자로가 될 수 있습니다. Aleksandrova (NITI)는 AMB-8 프로젝트에 주 회로의 무언가 magnetohydrodynamic 냉각 펌프를 사용합니다.
포세이돈 부대의 특수성을 감안할 때, 원자력 발전소의 수명은 제한적일 수 있으며 수 천 시간 동안 지속될 수 있습니다. 따라서 잠정적 인 잠수함을 위해 직접 빌릴 수는 없지만 그것을 기술적 인 해결책의 원천으로 남겨 둡니다.
포세이돈 부대의 원자력 발전소에서 방사선 방호가 존재하는 것이 의문입니다. 한편으로, 승무원의 부재는 완전한 방사선 방호를 필요로하지 않으며 단지 소위 민감한 장치가있는 "섀도우"보호 컴 파트먼트. 다른 한편, 방사선 보호 장치가 부족하면 포세이돈 장치의 작동이 복잡해질 수 있습니다 (기본 원자로가 막혀 있더라도 유지 보수 작업).
소련과 러시아 모두에서 액체 금속 냉각제가 장착 된 원자로는 705 "Lira"프로젝트의 잠수함에서 연속적으로 사용되는데,이 기술은 뛰어난 기술 특성과 광범위한 해결 불가능한 문제를 가지고 있습니다. 포세이돈 부대의 "액체 금속"(아마도) NPU는 해결되어야 할 문제의 골격 내에서만 효과적 일 수 있으며 오랜 기간의 문제없는 운영에 적용될 수 없다.
액체 금속 냉각제를 사용하고 오랜 자율적 인 문제없는 작동주기를 가진 NPI를 실현할 수 없다면 이전에 Dollezhal의 난이 설계된 동일한 NIKIET에서 개발 된 원자로를 기반으로하는 저용량 NPI를 생성하는 옵션을 고려할 수 있습니다.
JSC NIKIET A.O.의 민간 물자를위한 부 편집장 - 일반 디자이너의 기사에서. Pimenova :
특히, 저 발전소 (ASMM) Vityaz, Shelf 및 ATGOR는 최소 치수와 높은 자율성을 가져야합니다. 그들은 캡슐화 된 디자인으로 설계되어 ASMM의 안전성이 향상됩니다. Vityaz는 가압 수냉식 원자로, 1 MW의 전기 용량 및 6 MW의 열용량을 기반으로하며 60 톤 이하의 무게를 가진 운송 가능한 통합 발전소를 통합했습니다. 핵심 캠페인은 40 000 시간이며 재부팅 빈도는 기계식 공기 펌핑으로 공냉식으로 6 년입니다.
1에서 10 MW까지의 동력 범위에서 프로젝트 ASMM "Shelf"및 유망 프로젝트 "ATGOR"는 개방 사이클을 갖춘 가스 냉각 저전력 원자로를 기반으로 제안됩니다. 자동차 세미 트레일러의 ATGOR 모바일 유닛은 3,5 MW의 열 및 0,4-1,2 MW의 전력을 생산할 수 있습니다. 수명은 60 년이며 핵연료는 10 년에 한 번 리셋됩니다.
ASMM "Shelf"는 즉시 사용 가능한 에너지 캡슐 형태로 공급 될 수있는 "NIKIET"의 주요 개발품이며 해안에서 멀리 떨어져 있고 25-30 기간 동안 일년 내내 작동하는 사이클을 포함하여 석유 및 가스전에서 작동하는 기술 장비의 전원 공급을위한 것입니다. 년 AFMM "Shelf"는 28 MW의 열 동력을 갖는 수냉식 통합 원자로가있는 이중 회로 원자로, 6 MW의 전력으로 발전하는 터보 발전기 설치 및 기술적 수단으로 자동화 및 원격 제어, 모니터링 및 보호 시스템을 포함합니다.
ASMM "Shelf"의 수명은 60 년, 40 000 핵심 캠페인, 시간, 6 년간 과부하의 빈도입니다. 이송 된 모듈의 무게는 375 t입니다. 원자로는 안전 선체의 보호를받습니다.이 선체는 냉각수 손실로 인해 사고가 발생할 경우 72 시간 동안 더 많은 조치를 취할 수 있습니다. 터빈 발전기는 수리가 가능합니다. 외부 요인의 영향으로 인해 ASMM "Shelf"의 모든 요소는 보호 덮개로 마감됩니다.
따라서 러시아 원자력 엔지니어의 발전으로 원자로 코어를 재 장전하는 기간 동안 1-6 MW의 전기 용량을 갖춘 소형 자율 NPI를 최대 10 년 (가능하면 더 많은 기간)의 수명으로 제작할 수 있다고 가정 할 수 있습니다. 소형 원자력 발전소가 액체 금속 냉각재가있는 원자로를 기반으로 만들어 질 수 있다면 그 특성이 훨씬 더 인상적 일 수 있습니다. 원자로를 격리 된 캡슐에 놓으면 가능한 한 많이 잠수함 선체에서 분리하고 NPS / DEPL에 비해 소음이 크게 증가하지 않도록합니다.
우선, "우리는 해군 잠수함이 필요하지 않으며, 기존의 디젤 전기 잠수함은 충분하지 않다"는 말은 비판을 견디지 못하고 자기 만족에 대한 시도라고 언급해야한다. "우리가 성공하지 못하면 그럴 필요가 없다." 고전적인 디젤 - 전기 잠수함의 시간이 다해 가고 있습니다. NNL의 "개조"때문에가 아니라 수출 잠재력이 급속히 감소 할 것입니다. 그러나 잠수함의 경우 배터리를 재충전 할 때 자주 상승 할 필요가 있습니다. 해군의 이익을 포함하여 무인 항공기 (UAV)의 급격한 증가를 감안할 때, UAV의 레이더 또는 열 화상 장치는 UAV의 레이더 또는 열 화상 장치로 감지되어 잠망경 깊이까지 파괴됩니다.
러시아 해군은 보조 원자력 발전소가있는 디젤 전기 잠수함이 필요한가요? 아니면 해군 잠수함을위한 VNEU 및 현대식 배터리 개발에 초점을 맞추는 것이 낫습니다. 이 질문에 대한 답은 다음과 같은 몇 가지 질문에 대한 답을 얻어야합니다.
1. Husky 잠수함이 얼마나 성공적이며 비싸지 만 (저비용) 보조 NPI 비용으로 디젤 잠수함이 얼마나 될까요?
2. 러시아 연방 산업은 합리적인 가격과 합리적인 가격으로 VNEU를 생산할 수 있는가? 아니면 최신 배터리를 생산할 수 있는가? 국내 잠수함을 통해 세계 최고의 경쟁국과 경쟁 할 수있을 것인가?
1 항목. 어떤 이유에서든 프로젝트의 허스키 잠수함이 비싸고 건설에 시간이 오래 걸리면 보조 NPI가있는 디젤 전기 잠수함은 더 저렴하지만 건설하기가 훨씬 쉬울 것입니다. 해군에 충분한 수의 잠수함을 제공하기 위해 고려되고 이행 될 수있다.
ICAPL 프로젝트 885 / 885M의 비용은 30 ~ 47 억 루블입니다. SSBN 프로젝트 1 / 1,5A의 비용은 (약 955 ~ 955 억 달러) 약 23 억 루블입니다. (0,7 억 달러). 프로젝트 636의 디젤 전기 잠수함의 수출 가치는 각각 300 억 달러이며, 러시아 해군의 가치는 약 150 억 200 천만 ~ 885 억 달러가되어야합니다. 보조 원자력 발전소를 갖추는 경우 비용이 두 배로 증가하더라도이 경우 원자력 발전소를 갖춘 디젤 전기 잠수함의 비용은 ICAPM 프로젝트 885 / XNUMXM의 비용보다 XNUMX-XNUMX 배 저렴합니다. 이것은 원자력 발전소가있는 디젤 전기 잠수함을 위해 "실제"원자력 선박을 포기할 필요는 없지만, 함대 상당히 비용 효율적일 수 있습니다.
2 항목. VNEU의 문제와 늘어난 용량의 배터리는 최소한 조선 업계에 수출 주문을 제공하기 위해 어느 방향 으로든 해결되어야 할 것입니다. VNEU를 만드는 조건과 증가 된 용량의 축전지가 지연되고 그 특성과 비용이 러시아 해군의 요건을 충족시키지 못한다면 보조 원자력 발전소가있는 디젤 전기 잠수함의 설계가 요구 될 수있다. 그렇지 않으면 의문이 제기 될 수있다.
기존 636 또는 677 프로젝트에 NPI가 포함 된 구획을 삽입 할 수 있습니까? 636 프로젝트는 너무 오래되어 보조 원자력 발전소와 같은 급진적 인 혁신을 구현할 수 없습니다. 보조 NPP를 677 프로젝트의 잠수함에 삽입 할 수 있는지 여부는 NPP 개발자와 함께이 PL 개발자가 평가할 수 있습니다. 677 프로젝트의 운명은 발전소의 문제로 인해 정보에 따르면 림보에있다. 이 경우, 보조 NPP 설치의 개발은 677 프로젝트를 재 활성화하고 최종적으로 묻을 수 있습니다.
5 세대 러시아 해군 잠수함 "칼리나 (Kalina)"프로젝트에 관한 정보는 아직까지 제공되지 않습니다. 단편적인 정보에는 VNEU 및 증가 된 용량의 배터리가 포함 된 여러 버전의 개발 정보가 포함되어 있습니다. 이 정보가 신뢰할 수 있거나 좋은 소원이 있더라도 Kalina 잠수함에서 보조 NPI를 사용할 가능성에 대한 추측을 세우는 것은 의미가 없습니다.
따라서, 러시아 해군을위한 보조 원자력 발전소를 갖춘 디젤 - 전기 잠수함 개발의 필요성은 유망한 HUSKY 잠수함의 비용 및 건설 시간과 VNEU를 갖춘 잠수함의 비용 및 건설 시간 또는 증가 된 용량의 축전지의 비율에 연결될 수 있습니다.
반면에 소규모 원자력 발전소 건설의 진전은 VNEU를 만드는 성공이나 용량 증대에 관계없이 발전 할 것이며 유망한 잠수함의 단일 프로젝트의 틀 내에서 실현되고 요구 될 것입니다.
돌고래 알
초창기부터 651 잠수정 디젤 - 전기 잠수함의 범위를 확대하기 위해 납 축전지 대신 실버 아연 배터리를 배치했습니다. 실제로은 - 아연 배터리에는 높은 가격과 짧은 서비스 수명 (100의 충 방전 사이클)이라는 두 가지 단점이 있으며, 이는 납산 배터리로의 복귀를 결정합니다.
그러나 용량이 증가 된 배터리 외에도 651 프로젝트의 XDUMX 디젤 - 전기 잠수함에 대한보다 급진적 인 해결책이 고려되었습니다. 원칙적으로 651 프로젝트의 보트 건설과 병행 한 소련 해군 (소련 해군)은 675 프로젝트 디젤 잠수함에 설치된 P-6 크루즈 미사일과 함께 651 프로젝트의 핵 잠수함 건설을 준비하고있었습니다. 그러나 프로젝트의 675 잠수함은 651 잠수함보다 훨씬 비쌌습니다. 651 프로젝트의 잠수함 (PL)이 원래 프로젝트의 디젤 - 전기 잠수함 수준에서 다른 특성을 유지하면서 수중 잠수함을 무제한으로 가질 수있는 솔루션이 필요했습니다.
디젤 잠수함 프로젝트 651
해결책으로 소위 해군 원자로의 수석 설계자 인 Nikolai Dollezhal을 대신하여 소위 Dollezhal 달걀이라는 소형 원자로를 만드는 것이 고려되었습니다. 초기 단계에서이 프로젝트는 무거운 생물학적 방호를 포기하기 위해 리액터를 별도의 캡슐에 넣고 케이블로 케이블을 견인 할 것을 제안했습니다. 그러나 그러한 개념은 원자로로 캡슐을 잃을 확률이 높고 방사능 추적을 따라 잠수함을 추적 할 가능성이 있기 때문에 즉각 거부되었다. 장래에, 단단한 디젤 - 전기 잠수함 압력 용기 밖의 원자로 배치는 단일 "강체"잠수함 구조의 틀 내에서 고려되었다.
그 당시의 기술로는 수용 할 수있는 특성을 지닌 충분히 작고 신뢰할 수있는 유지 보수가 필요없는 원자로를 만들 수 없었 음이 분명하다. 미래에는 디젤 - 전기 잠수함에 원자력 발전소 (NPP)를 설치하는 아이디어가 두 번 이상 반환되었습니다. 특히, 저전력 원자력 발전소가 설치된 대량 잠수함을 만드는 651 프로젝트는 683 프로젝트의 디젤 - 전기 잠수함을 기반으로 개발되었습니다. 이 잠수함은 이전에 디젤 - 전기 잠수함을 제작 한 공장에서 대량 생산되었습니다. 683 프로젝트가 지연되고 개발되지 않은 것은 아마 그 당시 소련이 이미 해군이 요구하는 수량으로 본격적인 핵선을 생산할 수있는 충분한 생산 능력을 갖추고 있었기 때문일 것이다.
프로젝트 683의 예상 전술 및 기술적 특성
651 프로젝트도 잊지 않았습니다. 1985 년에이 프로젝트의 보트 중 하나가 651E 프로젝트에 따라 재 작업되었으며 1977 년도에 개발되었습니다. 근대화의 일환으로, 잠수함에는 현재 전력 공학 연구 및 설계 연구소 (NIKIET)에서 개발 된 소형 저전력 원자력 발전소가 장착되어 있습니다. 현재, Lenin, N.A. Dollezhal. 651E 프로젝트의 틀 내에서, 저전력 원자력 발전소는 견고한 선체 밖의 하부 선미 잠수함에 위치해있었습니다. 끓는 유형의 단일 회로 반응기를 사용했습니다. 그러나 잠수함 프로젝트 651E도 프로토 타입의 무대를 떠나지 않았습니다.
다목적 러시아 잠수함
소련의 붕괴와 산업 잠재력의 상당 부분의 손실로 러시아는 다시 한 번 핵 잠수함의 부족 문제에 직면했다. 다목적 원자력 잠수함 프로젝트 인 885 / 885М "Ash"는 모든 장점에도 불구하고 극도로 비싸고 제작하기가 어려웠습니다. 러시아 해군에서 3 세대 885 및 885 / 971 А 프로젝트의 3 세대 핵 잠수함이 급속히 노후화됨에 따라 완전히 부적절한 945 / 945М 프로젝트의 ICCPL을 7 건 작성할 계획입니다.
885 / 885М 프로젝트의 MCCPL
현재, 새로운 세대의 다목적 잠수함 인 Husky의 설계가 진행 중입니다. 허스키 프로젝트는 여전히 실제 정보가 아니라 소문으로 가득 차 있습니다. 아마도이 프로젝트의 잠수함은 XTsL 프로젝트 인 885 / 885М보다 작아서 값 싸게 구입할 수 있습니다. XNUMX / XNUMXМ은 미국의 Seawolf 급 잠수함을 사용하여보다 비싸고 상대적으로 저렴한 버지니아 잠수함을 대체 할 수 있도록 개발했습니다.
미국의 다목적 Seawolf 잠수함 (왼쪽)과 버지니아 (오른쪽)
동시에, 허스키 프로젝트가 높은 기술적 인 신규성 계수를 구현하는 경우, 예상치 못한 지연 및 비용 증가에 직면 할 수있는 위험이 있습니다.
러시아와 세계의 NNS
해군의 수중 구성 요소를 향상시키는 또 다른 방법은 비핵 잠수함을 건설하는 것입니다. 러시아 해군의이 부분에서도 모든 것이 원활하게 진행되는 것은 아닙니다. 현재 세계적인 추세는 비 원자력 잠수함에 연료 독립 기인 스털링 엔진 (Stirling engine)과 같은 다양한 원칙에 따라 공기 독립 발전소 (VNEU)를 장착하는 것입니다. VNEU의 존재는 해군 잠수함의 잠수 된 코스의 범위를 급격하게 늘리며 이전에 비해 잠수함의 능력을 핵 잠수함에 더 가깝게 제공합니다.
스털링 엔진과 수소 연료 전지를 기반으로 한 독일 잠수함 프로젝트 214을 장착 한 스웨덴 잠수함 유형 "Gotland"
불행히도, Lada 677 해군 잠수함을위한 VNEU의 러시아 프로젝트는 전체 677 프로젝트와 마찬가지로 문제를 겪었습니다. 그 결과이 프로젝트의 첫 번째 잠수함은 VNEU를 설치하지 않고도 구현 될 것으로 예상됩니다.
잠수함 프로젝트 677 "Lada"
NNSL 배터리
또 다른 옵션은 해군 잠수함을 스털링 엔진으로 작동시키는 일본 해군 (해군)이 선택한 용량의 리튬 배터리로 해군의 서브 시스템을 장비하는 것입니다. 고용량의 리튬 배터리를 사용하면 VNEU를 사용할 수있는 수준의 DAL NNS 자율을 허용 할 수 있지만 동시에 리튬 배터리는 고속으로 더 넓은 범위의 수중 여행을 제공한다고 가정합니다.
리튬 배터리 비평가들은 화재와 폭발의 경향에 대해 이야기합니다. 그러나 산업적, 특히 군사적 인 배터리 사용은 안전 문제에 대한 관심이 증가하고 배터리 과열 또는 변형의 잠재적 인 위험을 최소화하는 것으로 추정 할 수 있습니다. NAMS에 리튬 배터리를 도입 할 때 가장 큰 장애물은 비용이 많이 든다는 것입니다.
3 월 2020에서 일본 해군은 "Soryu"해군 잠수함에 리튬 배터리
해군의 이익을 위해 리튬 배터리를 사용할 전망은 유럽 제조업체의 개발이 강화 됨으로써 확인됩니다.
파리의 2018에서 개최 된 파리의 Euronaval 2018 전시회에서 프랑스 조선 협회 Naval Group과 독일 협회 TKMS는 잠수함을위한 자체 리튬 이온 충전식 배터리의 개발을 발표했습니다. 두 회사는 독립적으로 산업 리튬 배터리 및 배터리의 주요 프랑스 제조업체 인 SAFT와 협력하여 잠수함 용 리튬 배터리를 독자적으로 개발합니다.
Naval Group은 SMX-31 NPS에 LIBRT 리튬 배터리를 사용할 예정이며 TKMS는 212 및 214 프로젝트의 기존 NNS 및 기존 NNS에 통합 할 수있는 보편적 인 솔루션을 개발 중입니다.
잠수함 용 리튬 이온 재충전 배터리의 전형적인 요소, 전시회에서 독일 TKMS 제시 Euronaval 2018
러시아에서는 현대의 리튬 배터리 생산 상황이 불확실합니다.
Liotech는 RUSNANO의 자회사로서 리튬 철 인산염 기술 (LiFePO4)을 사용하여 제조 된 배터리를 제조합니다. 이러한 배터리는 특히 높은 안전성, 안전한 고속 충전 및 높은 전류의 안전한 방전과 같은 장점을 가지고 있습니다. 동시에 LiFePoxNUMX의 용량은 리튬 코발트 또는 다른 기술로 제조 된 리튬 배터리보다 상당히 (약 2 배) 열등합니다. 회사의 파산에 대한 정보는 언론에 여러 번 나타나지만 현재 기업의 사이트가 작동 중입니다.
LiFePO4 Liotech 배터리 셀
2015에서 PJSC 자율 전원 공장과 공동으로 "Autonomous Power Sources"과학 센터는 리튬 이온 배터리의 전체 사이클 생산을 시작한다고 발표했습니다. 그러나 현재 생산 규모 및 현지화 정도에 대한 정보가 누락되었습니다.
LiFePoxNUMX 배터리와 다른 유형의 리튬 배터리 기술이 개발 될 것이며 러시아에서의 구현 및 NPSL의 에너지 원으로 사용될 가능성은 전문 기관의 면밀한 연구가 필요합니다.
현대 러시아 NPU
고효율 리튬 배터리를 기반으로하는 국내 VNEU 및 솔루션의 부족과 다목적 잠수함 건설의 지연과 높은 비용으로 인해 러시아 해군은 저전압 잠수함에 저전력 NPI를 장착하는 개념으로 돌아갈 수 있습니다. 세계의 순간, "녹색"의 영향으로, 거기에 원자력에서 출발합니다. 가까운 장래에, 러시아는 "평화로운 원자"를 포기할 계획이 없으며, 적극적으로이 방향으로 발전하고 있으며, 원자력 분야에서 "동등한 것 중 첫 번째"가능성이 가장 높습니다.
러시아의 핵 과학자들 사이에서 획기적인 기술이 출현 한 한 예는 포세이돈의 무인 수중 차량을위한 소형 원자력 발전소와 무제한 비행 범위를 가진 Burevestnik 순항 미사일의 핵 로켓 엔진을 만드는 사례이다.
포세이돈 무인 수중 차량
Poseidon BPU 원자력 발전소에 대한 신뢰할만한 데이터는 없습니다. 아마도 이는 AP 기술 연구소 (AP Technological Research Institute)에서 개발 한 것을 토대로 약 8-10 MW의 용량을 가진 액체 금속 냉각제가있는 원자로가 될 수 있습니다. Aleksandrova (NITI)는 AMB-8 프로젝트에 주 회로의 무언가 magnetohydrodynamic 냉각 펌프를 사용합니다.
포세이돈 부대의 특수성을 감안할 때, 원자력 발전소의 수명은 제한적일 수 있으며 수 천 시간 동안 지속될 수 있습니다. 따라서 잠정적 인 잠수함을 위해 직접 빌릴 수는 없지만 그것을 기술적 인 해결책의 원천으로 남겨 둡니다.
포세이돈 부대의 원자력 발전소에서 방사선 방호가 존재하는 것이 의문입니다. 한편으로, 승무원의 부재는 완전한 방사선 방호를 필요로하지 않으며 단지 소위 민감한 장치가있는 "섀도우"보호 컴 파트먼트. 다른 한편, 방사선 보호 장치가 부족하면 포세이돈 장치의 작동이 복잡해질 수 있습니다 (기본 원자로가 막혀 있더라도 유지 보수 작업).
소련과 러시아 모두에서 액체 금속 냉각제가 장착 된 원자로는 705 "Lira"프로젝트의 잠수함에서 연속적으로 사용되는데,이 기술은 뛰어난 기술 특성과 광범위한 해결 불가능한 문제를 가지고 있습니다. 포세이돈 부대의 "액체 금속"(아마도) NPU는 해결되어야 할 문제의 골격 내에서만 효과적 일 수 있으며 오랜 기간의 문제없는 운영에 적용될 수 없다.
잠수함 프로젝트 705 / 705K 액체 금속 냉각재가있는 원자로가 달린 "Lira"
액체 금속 냉각제를 사용하고 오랜 자율적 인 문제없는 작동주기를 가진 NPI를 실현할 수 없다면 이전에 Dollezhal의 난이 설계된 동일한 NIKIET에서 개발 된 원자로를 기반으로하는 저용량 NPI를 생성하는 옵션을 고려할 수 있습니다.
JSC NIKIET A.O.의 민간 물자를위한 부 편집장 - 일반 디자이너의 기사에서. Pimenova :
NIKIET은 북극 광구의 에너지 수요를 충족시키기 위해 전력 공급이 가능한 소형 Vityaz 발전소에서 최대 XNUMM MW의 원자로 및 통일 선반 원자로 발전소를 갖춘 단일 유닛의 현지 에너지 공급 용 발전소에서 에너지 캡슐 공장 형태로 공급됩니다 콤팩트하게 배치 된 원자로 및 터보 발전기 설치로 발전소의 선체 - 비등 장치 라인까지 단일 블록 1 MW, 45 MW 및 100 MW.
특히, 저 발전소 (ASMM) Vityaz, Shelf 및 ATGOR는 최소 치수와 높은 자율성을 가져야합니다. 그들은 캡슐화 된 디자인으로 설계되어 ASMM의 안전성이 향상됩니다. Vityaz는 가압 수냉식 원자로, 1 MW의 전기 용량 및 6 MW의 열용량을 기반으로하며 60 톤 이하의 무게를 가진 운송 가능한 통합 발전소를 통합했습니다. 핵심 캠페인은 40 000 시간이며 재부팅 빈도는 기계식 공기 펌핑으로 공냉식으로 6 년입니다.
JSC "NIKIET"이 제공하는 ASMM 프로젝트
1에서 10 MW까지의 동력 범위에서 프로젝트 ASMM "Shelf"및 유망 프로젝트 "ATGOR"는 개방 사이클을 갖춘 가스 냉각 저전력 원자로를 기반으로 제안됩니다. 자동차 세미 트레일러의 ATGOR 모바일 유닛은 3,5 MW의 열 및 0,4-1,2 MW의 전력을 생산할 수 있습니다. 수명은 60 년이며 핵연료는 10 년에 한 번 리셋됩니다.
자동차 섀시에 "АТГОР"프로젝트의 АСММ
ASMM "Shelf"는 즉시 사용 가능한 에너지 캡슐 형태로 공급 될 수있는 "NIKIET"의 주요 개발품이며 해안에서 멀리 떨어져 있고 25-30 기간 동안 일년 내내 작동하는 사이클을 포함하여 석유 및 가스전에서 작동하는 기술 장비의 전원 공급을위한 것입니다. 년 AFMM "Shelf"는 28 MW의 열 동력을 갖는 수냉식 통합 원자로가있는 이중 회로 원자로, 6 MW의 전력으로 발전하는 터보 발전기 설치 및 기술적 수단으로 자동화 및 원격 제어, 모니터링 및 보호 시스템을 포함합니다.
ASMM "Shelf"의 수명은 60 년, 40 000 핵심 캠페인, 시간, 6 년간 과부하의 빈도입니다. 이송 된 모듈의 무게는 375 t입니다. 원자로는 안전 선체의 보호를받습니다.이 선체는 냉각수 손실로 인해 사고가 발생할 경우 72 시간 동안 더 많은 조치를 취할 수 있습니다. 터빈 발전기는 수리가 가능합니다. 외부 요인의 영향으로 인해 ASMM "Shelf"의 모든 요소는 보호 덮개로 마감됩니다.
ASMM "Shelf"
따라서 러시아 원자력 엔지니어의 발전으로 원자로 코어를 재 장전하는 기간 동안 1-6 MW의 전기 용량을 갖춘 소형 자율 NPI를 최대 10 년 (가능하면 더 많은 기간)의 수명으로 제작할 수 있다고 가정 할 수 있습니다. 소형 원자력 발전소가 액체 금속 냉각재가있는 원자로를 기반으로 만들어 질 수 있다면 그 특성이 훨씬 더 인상적 일 수 있습니다. 원자로를 격리 된 캡슐에 놓으면 가능한 한 많이 잠수함 선체에서 분리하고 NPS / DEPL에 비해 소음이 크게 증가하지 않도록합니다.
NPSL 또는 보조 원자력 발전소가있는 디젤 - 전기 잠수함?
우선, "우리는 해군 잠수함이 필요하지 않으며, 기존의 디젤 전기 잠수함은 충분하지 않다"는 말은 비판을 견디지 못하고 자기 만족에 대한 시도라고 언급해야한다. "우리가 성공하지 못하면 그럴 필요가 없다." 고전적인 디젤 - 전기 잠수함의 시간이 다해 가고 있습니다. NNL의 "개조"때문에가 아니라 수출 잠재력이 급속히 감소 할 것입니다. 그러나 잠수함의 경우 배터리를 재충전 할 때 자주 상승 할 필요가 있습니다. 해군의 이익을 포함하여 무인 항공기 (UAV)의 급격한 증가를 감안할 때, UAV의 레이더 또는 열 화상 장치는 UAV의 레이더 또는 열 화상 장치로 감지되어 잠망경 깊이까지 파괴됩니다.
러시아 해군은 보조 원자력 발전소가있는 디젤 전기 잠수함이 필요한가요? 아니면 해군 잠수함을위한 VNEU 및 현대식 배터리 개발에 초점을 맞추는 것이 낫습니다. 이 질문에 대한 답은 다음과 같은 몇 가지 질문에 대한 답을 얻어야합니다.
1. Husky 잠수함이 얼마나 성공적이며 비싸지 만 (저비용) 보조 NPI 비용으로 디젤 잠수함이 얼마나 될까요?
2. 러시아 연방 산업은 합리적인 가격과 합리적인 가격으로 VNEU를 생산할 수 있는가? 아니면 최신 배터리를 생산할 수 있는가? 국내 잠수함을 통해 세계 최고의 경쟁국과 경쟁 할 수있을 것인가?
1 항목. 어떤 이유에서든 프로젝트의 허스키 잠수함이 비싸고 건설에 시간이 오래 걸리면 보조 NPI가있는 디젤 전기 잠수함은 더 저렴하지만 건설하기가 훨씬 쉬울 것입니다. 해군에 충분한 수의 잠수함을 제공하기 위해 고려되고 이행 될 수있다.
ICAPL 프로젝트 885 / 885M의 비용은 30 ~ 47 억 루블입니다. SSBN 프로젝트 1 / 1,5A의 비용은 (약 955 ~ 955 억 달러) 약 23 억 루블입니다. (0,7 억 달러). 프로젝트 636의 디젤 전기 잠수함의 수출 가치는 각각 300 억 달러이며, 러시아 해군의 가치는 약 150 억 200 천만 ~ 885 억 달러가되어야합니다. 보조 원자력 발전소를 갖추는 경우 비용이 두 배로 증가하더라도이 경우 원자력 발전소를 갖춘 디젤 전기 잠수함의 비용은 ICAPM 프로젝트 885 / XNUMXM의 비용보다 XNUMX-XNUMX 배 저렴합니다. 이것은 원자력 발전소가있는 디젤 전기 잠수함을 위해 "실제"원자력 선박을 포기할 필요는 없지만, 함대 상당히 비용 효율적일 수 있습니다.
2 항목. VNEU의 문제와 늘어난 용량의 배터리는 최소한 조선 업계에 수출 주문을 제공하기 위해 어느 방향 으로든 해결되어야 할 것입니다. VNEU를 만드는 조건과 증가 된 용량의 축전지가 지연되고 그 특성과 비용이 러시아 해군의 요건을 충족시키지 못한다면 보조 원자력 발전소가있는 디젤 전기 잠수함의 설계가 요구 될 수있다. 그렇지 않으면 의문이 제기 될 수있다.
기존 636 또는 677 프로젝트에 NPI가 포함 된 구획을 삽입 할 수 있습니까? 636 프로젝트는 너무 오래되어 보조 원자력 발전소와 같은 급진적 인 혁신을 구현할 수 없습니다. 보조 NPP를 677 프로젝트의 잠수함에 삽입 할 수 있는지 여부는 NPP 개발자와 함께이 PL 개발자가 평가할 수 있습니다. 677 프로젝트의 운명은 발전소의 문제로 인해 정보에 따르면 림보에있다. 이 경우, 보조 NPP 설치의 개발은 677 프로젝트를 재 활성화하고 최종적으로 묻을 수 있습니다.
5 세대 러시아 해군 잠수함 "칼리나 (Kalina)"프로젝트에 관한 정보는 아직까지 제공되지 않습니다. 단편적인 정보에는 VNEU 및 증가 된 용량의 배터리가 포함 된 여러 버전의 개발 정보가 포함되어 있습니다. 이 정보가 신뢰할 수 있거나 좋은 소원이 있더라도 Kalina 잠수함에서 보조 NPI를 사용할 가능성에 대한 추측을 세우는 것은 의미가 없습니다.
따라서, 러시아 해군을위한 보조 원자력 발전소를 갖춘 디젤 - 전기 잠수함 개발의 필요성은 유망한 HUSKY 잠수함의 비용 및 건설 시간과 VNEU를 갖춘 잠수함의 비용 및 건설 시간 또는 증가 된 용량의 축전지의 비율에 연결될 수 있습니다.
반면에 소규모 원자력 발전소 건설의 진전은 VNEU를 만드는 성공이나 용량 증대에 관계없이 발전 할 것이며 유망한 잠수함의 단일 프로젝트의 틀 내에서 실현되고 요구 될 것입니다.
- 안드레이 미트로 파 노프
- bastion-karpenko.ru, deepstorm.ru, forums.airbase.ru, bmpd.livejournal.com, liotech.ru, proatom.ru, topwar.ru, nikiet.ru
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