От bedal
К All
Дата 28.12.2018 10:01:46
Рубрики Флот;

на фоне новости о корейской ПЛ с литиевыми аккумами

вопрос: а почему это не стало общим решением? По прикидкам, это лучше, чем дорогущие и небезопасные анаэробные установки.
От Begletz
К bedal (28.12.2018 10:01:46)
Дата 28.12.2018 22:20:30

И японцы тоже (SS-501 Soryu) (-)
От HorNet
К Begletz (28.12.2018 22:20:30)
Дата 29.12.2018 14:15:55

У нее, кстати, дальность под АIP

Повзоляет не всплывая достичь антарктических вод. Т.е. тактическая эффективность довольно высока
От СанитарЖеня
К bedal (28.12.2018 10:01:46)
Дата 28.12.2018 11:15:04

Считаем энергоёмкость.

>вопрос: а почему это не стало общим решением? По прикидкам, это лучше, чем дорогущие и небезопасные анаэробные установки.

Энергоёмкость литиевого аккумулятора - порядка 1 МДж/кг.
Энергоёмкость бензина - 45 МДж/кг (другие виды топлива аналогично), однако нужен и кислород. На килограмм бензина примерно 3.4 кг, то есть с учётом этого 10 МДж/кг. Если хранить не кислород, а перекись, то падаем примерно до 5 МДж/кг.
Учёт массы установок и криогенных установок для жидкого кислорода ещё более ухудшает показатели, но они всё равно в 2-3 раза и более лучше аккумуляторов.
От bedal
К СанитарЖеня (28.12.2018 11:15:04)
Дата 28.12.2018 13:02:16

ещё хуже. Энергоёмкость аккумов считают по отдаче ведь?

тогда Стирлинг хуже втрое. Вот уже даже по чистой энергии аккумы и выигрывают.
... а к конструктивной массе я забыл добавить массу, сложность и стоимость трансмиссии для дополнительного двигателя. В то время как аккумулятор с электромотором уже есть, ничего дополнительного тут не будет.
От МУРЛО
К bedal (28.12.2018 13:02:16)
Дата 28.12.2018 13:32:03

Re: ещё хуже....

в смысле, дизель-генератор и электромотор остаются.
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 13:32:03)
Дата 28.12.2018 14:08:18

а они у "анаэробных" тоже остаются :-)

мощность анаэробных установок (из известных) не выше 300кВт. Этого, как Вы понимаете, хватит, чтобы плестись, а не плыть.
Турбины Вальтера годились, как основные подводные силовые установки - но длительность работы 6 часов только. В общем, парогазовые турбины попробовали, и отбросили.
Пока что самые массовые - немецкий тип 212/214, оснашённый парой электрохимических генераторов типа Siemens PEM мощностью по 120 кВт. Шведы (концерн Kockums Submarin Systems) монтируют двигатели Стирлинга V4-275R, 2 по 110кВт. Причём это потребовало 8м вставки!

Очевидно, это - для экономического хода, акккум и электромотор остаются.
От john1973
К bedal (28.12.2018 14:08:18)
Дата 28.12.2018 23:17:50

Re: а они...

>Очевидно, это - для экономического хода, акккум и электромотор остаются.
Либо лежать на грунте или висеть на минимальнейшем ходу и слушать воду. Расход электроэнергии на общекорабельные нужды тоже приличный, электроники множество и много потребляет в режиме 24/7, освещение-отопление-вентиляция, электроплиты на камбузе)), да и резерв на быстрый рывок на электромоторе от обнаруженной торпеды нужен.
От bedal
К СанитарЖеня (28.12.2018 11:15:04)
Дата 28.12.2018 12:58:26

это - по массе и без учёта КПД

КПД аккумулятора 75%, у Стирлинга 30%, остальное, включая топливные элементы, можно не рассматривать, практика уже показала, что они проигрывают Стирлингу.

Так что энергоёмкость нужно учитывать вместе с КПД, массой хранилища окислителя, трубопроводов, клапанных систем, собственно двигателя, системы сокрытия выхлопа, системы охлаждения (без которой Стирлингу никак)...

Ну и про разницу в конструктивной сложности забывать не надо.
От john1973
К bedal (28.12.2018 12:58:26)
Дата 28.12.2018 23:09:31

Re: это -...

>Ну и про разницу в конструктивной сложности забывать не надо.
И к этому вопросы эксплутационной надежности и потребности в обслуживании. Мощный комплектный электропривод современного выпуска можно даже трАпочкой не протирать - будет работать годами)). Думается что герметичные литий-феррум АКБ с сервисной электроникой (включая мониторинг режимов работы и интеграцию в АСУ БЧ-5) тоже будут иметь надежность близкую в абсолютной, при необслуживаемой эксплуатации в море и заменой по сроку.
От Мертник С.
К bedal (28.12.2018 12:58:26)
Дата 28.12.2018 14:00:54

Вопрос без подвоха/подколки, просто интересно

САС!!!
>КПД аккумулятора 75%, у Стирлинга 30%, остальное, включая топливные элементы, можно не рассматривать, практика уже показала, что они проигрывают Стирлингу.

>Так что энергоёмкость нужно учитывать вместе с КПД, массой хранилища окислителя, трубопроводов, клапанных систем, собственно двигателя, системы сокрытия выхлопа, системы охлаждения (без которой Стирлингу никак)...

>Ну и про разницу в конструктивной сложности забывать не надо.

А на подводных лодках с электрохимическими генераторами дизель вообще ставится/нужен? По идее, в идеале, - нет. А в реале?

Мы вернемся
От bedal
К Мертник С. (28.12.2018 14:00:54)
Дата 28.12.2018 14:30:14

на практике - на опытных было и основным, на практике - нет, конечно

посмотрите на мощности, сотни киловатт. Куда же без дизеля? Сделать электрохимические генераторы с большой отдачей можно, но на водороде. А это - вряд ли подходящее топливо для подлодки.

Конечно, я сужу по открытым источникам, что там в секретных версиях - кто знает?
От Km
К bedal (28.12.2018 14:30:14)
Дата 28.12.2018 17:00:03

Re: на практике...

Добрый день!

>Сделать электрохимические генераторы с большой отдачей можно, но на водороде. А это - вряд ли подходящее топливо для подлодки.

Уже была такая.

https://user32265.clients-cdnnow.ru/originalStorage/post/4c/85/66/1c/4c85661c.jpg



С уважением, КМ
От Llandaff
К bedal (28.12.2018 10:01:46)
Дата 28.12.2018 10:17:35

Re: на фоне...

>вопрос: а почему это не стало общим решением? По прикидкам, это лучше, чем дорогущие и небезопасные анаэробные установки.

Сейчас их так же ставят японцы на новые подлодки. Но:

1. Большие и мощные литиевые аккумуляторы недавно появились.
2. Большие и мощные литиевые аккумуляторы сами по себе нифига не безопасные установки. Вспомните историю перегревов и возгораний крохотного (по меркам подлодок) литиевого аккумулятора на Боингах Дримлайнерах. А в случае боевого повреждения там вообще будет полный Самсунг Ноут.
От bedal
К Llandaff (28.12.2018 10:17:35)
Дата 28.12.2018 10:31:33

при повреждении и свинцовые не подарок

проблемы замыканий (а при повреждениях именно это составляет проблему) и, в результате, обилия хлора те же. Зато нет кислоты в достаточно злой концентрации.
Пожар же литиевых опасен при наличии кислорода, с этим в лодке не так проблемно.

Литиевые можно в разы быстрее заряжать, что далеко не пустяк для ПЛ.

Так что нынешняя наша возня с вкрячиванием анаэробных установок по-прежнему видится мне (с дивана) морально старенькой.
От МУРЛО
К bedal (28.12.2018 10:31:33)
Дата 28.12.2018 11:06:59

При повреждении (+)

на лодке может стать таксказать мокровато.
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 11:06:59)
Дата 28.12.2018 12:44:17

Re: При повреждении

Литий практически единственный щелочной металл, который реагирует с водой спокойно: без взрыва или воспламенения. Тем более, что в аккумуляторах никак не металлический литий.

Ну, совершенно без проблем не бывает. Но вряд ли их будет больше, чем от тонн перекиси или избытка сжатого кислорода.

Зато простота и компактность. Анаэробная установка - это топливопроводы, трубопроводы окислителя (это ли всё не пожароопасно?), система скрытия выхлопа. Шумность, опять же, что для ПЛ имеет некоторое значение.
От МУРЛО
К bedal (28.12.2018 12:44:17)
Дата 28.12.2018 13:30:57

Я вообще тоже за (+)

батареи, но видимо придется размещать в забортных контейнерах.
От john1973
К МУРЛО (28.12.2018 13:30:57)
Дата 28.12.2018 23:36:42

Re: Я вообще...

>батареи, но видимо придется размещать в забортных контейнерах.
Надо отказываться от инерции в компоновочных решениях)). Что вам мешает сделать литий-феррум батареи в виде высокопрочных оболочечных конструктивных элементов? Например внешний каркас-набор прочного корпуса, ставший минимальным по объему??
От park~er
К john1973 (28.12.2018 23:36:42)
Дата 29.12.2018 17:08:06

Re: Я вообще...

.
>Надо отказываться от инерции в компоновочных решениях)). Что вам мешает сделать литий-феррум батареи в виде высокопрочных оболочечных конструктивных элементов?

Илону Маску предлагали так компоновать Теслу. Он отказался - нужно было быстро сделать результат
От Begletz
К john1973 (28.12.2018 23:36:42)
Дата 29.12.2018 02:55:34

А чем плохи щелочные?

У меня Панасоники в подводной фотовспышке уже лет 6 пашут, множество циклов пережили без потери емкости. Свинцовые хороши, когда надо как в авто работать, режим непрерывной подзарядки-разрядки. Ну и подешевле они канешн. Но для подлодок цена не главное, а режим работы батарей циклический, зарядка--разрядка.

Литиевые если будут гореть, это ЛДП, как от пирогеля.
От john1973
К Begletz (29.12.2018 02:55:34)
Дата 29.12.2018 21:08:05

Re: А чем...

>Литиевые если будут гореть, это ЛДП, как от пирогеля.
Если они вне прочного корпуса и горят в управляемом процессе (с выбросом пламени и температуры наружу), то пусть горят. Кораблю в базе попросту поменяют один или несколько модулей АКБ, не исключено что даже без вывода корабля на ремонт - расстыковали разъем, краном сняли батарейку, поставили новую, прогнали тесты в АСУ, управляющей энергетикой - как то так.
От Begletz
К john1973 (29.12.2018 21:08:05)
Дата 30.12.2018 17:25:06

А с чего вдруг пожары стали "управляемыми процессами"?

Управляемый пожар, это уже не пожар. Литиевые батареи и калорий с грамма дофига дадут, и высокую температуру. В этом плане они добавляют фактор опасности т к свинцовые не горят вообще. Со свинцовыми опасность возникала при затоплении, т к при электролизе морской воды выделяется хлор.
От john1973
К Begletz (30.12.2018 17:25:06)
Дата 30.12.2018 20:00:19

Re: А с...

>Управляемый пожар, это уже не пожар.
Может быть и так конечно. Я провожу параллели с мерами при конструировании любой электротехники и электроники, проектированием соответствующих систем, когда возгорание не должно перерастать в неуправляемый процесс (а еще лучше - обесточили и потухло) и желательно чтобы повреждения от огня и пр. не распространялись на соседнее оборудование
От МУРЛО
К john1973 (30.12.2018 20:00:19)
Дата 31.12.2018 08:13:11

Re: А с...

А как тебе такое, Илон Маск!
В принципе и мы можем сделать подлодку на топливных элементах
https://www.facebook.com/midural/posts/2124724274250343

"В поселке Юшала Тугулымского городского округа состоялся пуск первой автоматической линии по производству топливных элементов для твердотопливных котлов из тонкомерной лиственной древесины.
"
От bedal
К john1973 (29.12.2018 21:08:05)
Дата 29.12.2018 22:15:21

без внешнего кислорода литиевые - не горят! Только греются. (-)
От Anvar
К bedal (29.12.2018 22:15:21)
Дата 31.12.2018 14:23:10

Re: без внешнего...

А зачем аккумуляторам для горения кислород? Они же вроде все внутри содержат? Это как на космическом корабле и топливо и окислитель в одном месте.
От bedal
К Anvar (31.12.2018 14:23:10)
Дата 31.12.2018 16:32:57

нету там такого - разве что в пределах ёмкости. Но тут уж неважен конструктив (-)
От SKYPH
К bedal (29.12.2018 22:15:21)
Дата 31.12.2018 11:36:33

И еще как горят.

При достижении температуры 70-90 гр С для начала выделяются всякие милые углеводороды типа этана, метана, этилена, а вот уже при температуре 180-200 С из материала катода как раз и начинает выделяться кислород и тут начинается настоящая веселуха. А там еще подоспевает и термическое разложение материала электролита для большей красочности фейерверка. И да, несмотря на серьезные успехи в совершенствовании литий-ионных аккумуляторов ни одному производителю не удалось до конца преодолеть эффект прорастания дендритов с соответствующим повреждением сепаратора и последующим КЗ в батарее. Ну и стареют литиевые батареи достаточно быстро, даже без эксплуатации. Так что есть смысл подождать дальнейшего совершенствования технологии.
От john1973
К SKYPH (31.12.2018 11:36:33)
Дата 31.12.2018 15:25:36

Re: И еще...

>При достижении температуры 70-90 гр С для начала выделяются всякие милые углеводороды типа этана, метана, этилена, а вот уже при температуре 180-200 С из материала катода как раз и начинает выделяться кислород и тут начинается настоящая веселуха. А там еще подоспевает и термическое разложение материала электролита для большей красочности фейерверка. И да, несмотря на серьезные успехи в совершенствовании литий-ионных аккумуляторов ни одному производителю не удалось до конца преодолеть эффект прорастания дендритов с соответствующим повреждением сепаратора и последующим КЗ в батарее. Ну и стареют литиевые батареи достаточно быстро, даже без эксплуатации. Так что есть смысл подождать дальнейшего совершенствования технологии.
Давайте уже отойдем от категоричности в конструкциях))? ПРОСТАЯ задача сделать корпус батарейки устойчивым минимум до 300-400С без потери механических характеристик конструкции, причем на древних как экскремент мамонта материалах и технологиях. Не надо проецировать полимерную коробочку липол-акб для айфончика на механически прочную и отказобезопасную чугуниевую коробку для флота))
От SKYPH
К john1973 (31.12.2018 15:25:36)
Дата 31.12.2018 16:23:53

Re: И еще...

>>При достижении температуры 70-90 гр С для начала выделяются всякие милые углеводороды типа этана, метана, этилена, а вот уже при температуре 180-200 С из материала катода как раз и начинает выделяться кислород и тут начинается настоящая веселуха. А там еще подоспевает и термическое разложение материала электролита для большей красочности фейерверка. И да, несмотря на серьезные успехи в совершенствовании литий-ионных аккумуляторов ни одному производителю не удалось до конца преодолеть эффект прорастания дендритов с соответствующим повреждением сепаратора и последующим КЗ в батарее. Ну и стареют литиевые батареи достаточно быстро, даже без эксплуатации. Так что есть смысл подождать дальнейшего совершенствования технологии.
>Давайте уже отойдем от категоричности в конструкциях))?

При чем тут категоричность? Ни одна существующая конструкция не защищена на 100% от прорастания дендритов, следовательно и от КЗ и от ВНУТРЕННЕГО нагрева, я русским по белому написал.

> ПРОСТАЯ задача сделать корпус батарейки устойчивым минимум до 300-400С без потери механических характеристик конструкции,

А теперь придумайте конструкцию 100% защиты от внутренних КЗ и будет Вам счастье. С офигенным профитом.
От john1973
К SKYPH (31.12.2018 16:23:53)
Дата 31.12.2018 18:09:20

Re: И еще...

>А теперь придумайте конструкцию 100% защиты от внутренних КЗ и будет Вам счастье. С офигенным профитом.
Знаете ли - я лично придумаю конструкцию с безопасным горением пакета. Это в определенной степени пересекается с моей профессией, и за Деньги я сделаю как говорят ламеры - "Под ключ!!!" и даже поучаствую в постановке серийного техпроцесса (тоже научЁн))
От bedal
К SKYPH (31.12.2018 16:23:53)
Дата 31.12.2018 16:32:09

дендриты прорастают при глубоком разряде. А зачем? (-)
От john1973
К john1973 (31.12.2018 15:25:36)
Дата 31.12.2018 15:29:31

Re: И еще...

>>При достижении температуры 70-90 гр С для начала выделяются всякие милые углеводороды типа этана, метана, этилена, а вот уже при температуре 180-200 С из материала катода как раз и начинает выделяться кислород и тут начинается настоящая веселуха. А там еще подоспевает и термическое разложение материала электролита для большей красочности фейерверка. И да, несмотря на серьезные успехи в совершенствовании литий-ионных аккумуляторов ни одному производителю не удалось до конца преодолеть эффект прорастания дендритов с соответствующим повреждением сепаратора и последующим КЗ в батарее. Ну и стареют литиевые батареи достаточно быстро, даже без эксплуатации. Так что есть смысл подождать дальнейшего совершенствования технологии.
>Давайте уже отойдем от категоричности в конструкциях))? ПРОСТАЯ задача сделать корпус батарейки устойчивым минимум до 300-400С без потери механических характеристик конструкции, причем на древних как экскремент мамонта материалах и технологиях. Не надо проецировать полимерную коробочку липол-акб для айфончика на механически прочную и отказобезопасную чугуниевую коробку для флота))
 https://habr.com/post/372703/ - пример крайне примитивных и однобоких мер по созданию отказобезопасной липол-акб, причем предельно традиционной конструкции. Повторю, сделать батарейку в которой выгорает один блок, а соседние даже не перегреваются - простая задача сегодняшнего дня
От bedal
К SKYPH (31.12.2018 11:36:33)
Дата 31.12.2018 13:16:48

стареют литиевые - оппа - медленнее свинцовых

разогрев за 200 - это да. Но вот только выделение кислорода при этом недостаточное для интенсивного горения. Без доступа воздуха - только эффект перегрева. Меры против которого известны и доступны.
От SKYPH
К bedal (31.12.2018 13:16:48)
Дата 31.12.2018 16:19:39

За год до 20% при температуре 20 С в зависимости от первоначального заряда.

А сухозаряженный свинцовый имеет срок хранения до 40 лет.


>разогрев за 200 - это да. Но вот только выделение кислорода при этом недостаточное для интенсивного горения.

Зато достаточно для взрыва.


От bedal
К SKYPH (31.12.2018 16:19:39)
Дата 31.12.2018 16:31:03

нет, конечно. 85% ёмкости гарантируют через 7 лет работы.

а взрыв при КЗ - только следствие большей ёмкости. А так-то и свинцовая, замкни её, поплавит всё в меру своей ёмкости. Да ещё и кислотой зальёт.

И, скажите, кому нужна "сухозаряженная" с 40 лет хранения? Мы о чём, собственно, говорим, о лодке в походе?
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 13:30:57)
Дата 28.12.2018 14:33:54

а как сейчас тогда управляются?

свинцовые батареи с кислотой, выделением водорода - ещё какая проблемная штука. Почитайте, сколько проблем они доставляют при авариях.
От МУРЛО
К bedal (28.12.2018 14:33:54)
Дата 28.12.2018 14:45:47

Читал. Именно что с ними постоянные проблемы. А тут почти на (+)

порядок энергоплотность повышенная.
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 14:45:47)
Дата 28.12.2018 17:36:12

дело не в плотности энергии, а в электролите (-)
От Llandaff
К МУРЛО (28.12.2018 13:30:57)
Дата 28.12.2018 13:40:34

У однокорпусных лодок (а в моде именно они) нет забортных контейнеров (-)
От МУРЛО
К МУРЛО (28.12.2018 11:06:59)
Дата 28.12.2018 11:07:58

Ну и USNAVY уже пролюбило одну лодку из-за пожара литиевой батареи (-)
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 11:07:58)
Дата 28.12.2018 13:29:09

о, это Вы про ASDS?

>На этой СМПЛ в ноябре 2011-го произошел пожар и в настоящее время ее дальнейшая судьба неизвестна.
>... во-вторых, преимущественное использование готового коммерческого оборудования...себя не оправдало;
но это же несерьёзно?
От МУРЛО
К bedal (28.12.2018 13:29:09)
Дата 28.12.2018 14:43:16

Re: о, это...

>>На этой СМПЛ в ноябре 2011-го произошел пожар и в настоящее время ее дальнейшая судьба неизвестна.
>>... во-вторых, преимущественное использование готового коммерческого оборудования...себя не оправдало;
>но это же несерьёзно?

Не было точного отчета о причинах.Там похоже все выгорело дотла. Но в общем, прецедент есть и думать надо.
От john1973
К МУРЛО (28.12.2018 14:43:16)
Дата 28.12.2018 23:32:44

Re: о, это...

>Не было точного отчета о причинах.Там похоже все выгорело дотла. Но в общем, прецедент есть и думать надо.
На самом деле разработка высоконадежной электроники и создание высокоустойчивых систем управления давно освоенная задача. Несколько странно что данный пожар вообще случился, наверное (как верно сказано) искомый корабль эксплуатировался в качестве действующего стенда - опытового корабля для отработки технических и организационных решений для таких кораблей.
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 14:43:16)
Дата 28.12.2018 17:31:28

сошлись на том, что это была пробная низкокачественная лодка

с первоначальной глубиной погружения 45м, ага.
От bedal
К МУРЛО (28.12.2018 11:07:58)
Дата 28.12.2018 12:51:16

Re: Ну и...

анаэробные как бы не пожароопаснее.

>1955-1958 гг. на заводах № 196 и № 194 было построено 29 лодок этого типа. В процессе эксплуатации на лодках проекта А615 случилось несколько серьезных аварий. Как выяснилось, аварии возникали вследствие неучтенных особенностей энергетической установки и недостаточной подготовки личного состава, который нелестно отзывался о своих ПЛ, называя их "зажигалками"

>17 мая 1959 г. на корабле произошла серьезная авария: при запуске ПГТУ на глубине 80 м в турбинном отсеке прогремел взрыв. Лодка всплыла на поверхность и своим ходом пришла на базу. После откачки воды из отсека было установлено, что несчастье произошло вследствие разложения перекиси при контакте с попавшей в клапан грязью.

при этом мощность анаэробных установок - мизерна, две-три сотни киловатт от силы.