Эксперименты изобретателей с различными типами силовых установок для субмарин к концу XIX века привели к выводу, что для подводного хода идеальным является электромотор.
Однако установка электромотора сразу же вела к вопросу: откуда брать электроэнергию? Единственным ответом было – от аккумуляторов. Но аккумуляторы в то время имели еще очень несовершенную конструкцию и небольшую емкость при солидных массогабаритных характеристиках. «Электроходы» – чисто электрические субмарины – одно время строились и даже служили в боевом составе флотов, но имели один весьма существенный недостаток: ограниченную автономность, обусловленную тем, что зарядку аккумуляторов можно было осуществлять только на базе. Пытаясь преодолеть это ограничение, ряд изобретателей развивали конструкции субмарин с двумя двигателями: электромотором для подводного хода и другим двигателем (чаще всего паровой машиной) для надводного. Но ведь паровая машина может вращать и электрогенератор, заряжая аккумуляторные батареи! К такому простому выводу впервые пришел Джон Холланд, предложивший в 1888 году проект субмарины «Плунжер-1», на которой паровые машины могли заряжать аккумуляторы. Она так и не была построена, но послужила отправной точкой для дальнейших работ.
«КЕРОСИНКИ» И «ГАЗОЛИНКИ»
Эксплуатация паровых машин на подлодках была весьма неудобной из-за длительного времени подготовки к погружению – ведь надо было погасить котел, убрать дымовую трубу и выполнить целый ряд других операций. Поэтому пароэлектрические подлодки большого распространения не получили. Гораздо более удобными были двигатели внутреннего сгорания (ДВС), начавшие распространяться в 1880-х годах. Они имели меньшие габариты и большую удельную мощность по сравнению с паровыми машинами, а подготовка к погружению субмарины с таким двигателем была более простой и сводилась к тому, чтобы заглушить мотор и закрыть воздухозаборные и выхлопные отверстия. Первой субмариной, в которой на практике была реализована схема силовой установки, ставшая классической (ДВС для движения на поверхности и зарядки аккумуляторов плюс электромотор для подводного хода) стала «Плунжер-3» конструкции все того же Дж. Холланда. Лодка, построенная в 1897 году, имела подводное водоизмещение 75 т, была снабжена 45-сильным керосиновым двигателем и электромотором мощностью 50 л. с, а в состав вооружения помимо торпедного аппарата входила пневматическая пушка для стрельбы динамитными снарядами. Лодка оказалась удачной – ее приняли в состав флота США и эксплуатировали в качестве учебной до 1913 года.
Примеру Холланда последовали другие конструкторы. В частности, Саймон Лэйк применил вместо керосинового двигателя газолиновый. Его субмарина «Протектор», построенная в 1902 году, имела водоизмещение 174 т и оборудовалась двумя такими моторами (по 240 л. с.) и двумя электродвигателями (по 120 л. с.) В 1904 году эта лодка была продана России, получив название «Осетр». Впоследствии российский флот получил еще девять субмарин системы Лэйка. Также в начале XX века на подлодках многих стран получили распространение бензиновые двигатели.
ДИЗЕЛЬНАЯ ЭРА
При всех своих преимуществах ДВС, работающие на легком топливе (керосине, газолине, бензине), имеют один существенный недостаток с точки зрения их применения на подлодках: это топливо легко испаряется, создавая в замкнутом объеме субмарины взрывоопасную смесь с воздухом. Поэтому на смену таким моторам быстро пришли дизельные двигатели, лишенные подобного недостатка. Одним из пионеров применения дизелей в подводном кораблестроении стал француз Максим Лобеф, по проекту которого в 1904 году построили лодки «Эгрет» и «Сигонь» водоизмещением 250 т. Силовая установка этих лодок состояла из 150-сильного дизеля и 130-сильного электромотора. В 1908 году в России по проекту Ивана Бубнова построили малую (123 т) дизель-электрическую лодку «Минога», а в 1909-м – среднюю (468 т) субмарину «Акула». Уже к началу Первой мировой войны дизель-электрические субмарины стали наиболее распространенными, а после нее полностью вытеснили другие типы подлодок.
ШНОРКЕЛЬ
Для обеспечения работы дизельного двигателя в подводном положении было создано устройство, известное как шноркель, или же РДП («работа дизеля под водой»). Оно представляет собой выдвижное устройство (наподобие перископа) с двумя трубами – воздухозаборной и выхлопной (с глушителем). Изобретателем РДП считается русский офицер-подводник Николай Гудим (в 1910 году), но распространение это устройство получило лишь во время Второй мировой войны в подводном флоте Германии. Для вентиляции и зарядки аккумуляторов лодке со шноркелем можно вместо всплытия идти на перископной глубине (около 15 метров).
На поверхности находится головка трубы, которая по сравнению со всплывшей субмариной была малозаметна. К недостаткам применения шноркеля относятся проблемы, связанные с возможностью визуального или радарного обнаружения судна неприятелем (так как сам шноркель и дым из его трубы гораздо заметнее перископа), а также тот факт, что корабль идет вслепую и «вглухую» из-за шума собственных двигателей – то есть оператор гидролокатора не может выполнять своих обязанностей, что чревато неприятными последствиями.
Не перестаю удивляться, читая википедию об развитии электрических надводных и подводных кораблей. Недостатком всех ныне известных АСЭС (автономная система электрического снабжения ) силовых установок (электродвигателей) в том, что они линейные замкнутые на нагрузку, а КПД такой СЭС не может быть больше 1 по определению, противоположное мнение противоречит здравому смыслу. Этих недостатков лишена не линейная АСЭС замкнутая на себя. Для её запуска потребуется источник ЭЭ по заданной мощности в двое меньший от номинальной системы на очень не продолжительное время, а в дальнейшем она самодостаточна и вырабатывает во времени с заданной мощностью не ограниченное количество ЭЭ. В нашей стране опытно промышленный образец был испытан и применялся на одном из заводов на Урале, но в процесс вмешались поставщики ЭЭ и в Арбитражном суде с привлечением экспертов недоумков или подлецов, называйте как хочется добились решения суда о демонтаже СЭС. Я понимаю, что использование энергоэффективных технологий в народном хозяйстве противоречит идеологии ростовщиков, но при чём здесь надводные и подводные корабли? Отвечу сразу на вопрос умников, а что в России был создан вечный двигатель? Вечных двигателей в Природе не существует, но в ней идёт не прерываемый процесс перетекания одного вида энергии в другой, это основной принцип её существования, а потенциальную энергию Природа черпает из в не. Применение выше указанной технологии на подводных лодках позволит ей находиться в подводном плавании так долго, насколько хватит ресурсов для жизнеобеспечения экипажа. Такая технология на порядок дешевле и безопаснее СЭС в которых используется ЯУ и в разы дешевле всего остального применяемого в настоящее время. Я обращаюсь к коллегам по прошлой жизни, не уже ли я последний из оставшихся в живых носитель этих знаний в энергетике или вы современные конструкторы окончательно просрали честь и совесть российского учёного?!
Мой адрес kochenkov.57@mail.ru для открытой переписки. Технология не противоречит законам физики от слова совсем.