Воздухонезависимая энергетическая установка для подводной лодки

Воздухонезависимая энергетическая установка для подводной лодки

Реферат

Устройство относится к области энергетики, а именно к энергоустановкам подводных лодок.

Известны энергетические отсеки подводных лодок с хранением водорода и кислорода в емкостях между прочным и легким корпусами (см. А.Н.Дядик, В.В.Замуков, В.А.Дядик. Корабельные воздухонезависимые энергетические установки, Санкт-Петербург, изд-во Судостроение, 2006 г., с.129-131) и использованием в качестве источника электрической энергии электрохимического генератора (ЭХГ). Недостатком подводной лодки с ЭХГ являются сложности генерации, хранения и подачи водорода к энергетической установке.

Наиболее близким по технической сущности является подводная лодка типа «Agosta 90В» с дизель-генератором и турбинной установкой с электрогенератором в качестве дополнительного источника энергии, паровым котлом и другим вспомогательным оборудованием. Для получения рабочего тела используется этанол и кислород (см. Э.Л. Мышинский «Подводные лодки с анаэробными энергетическими установками», издательство ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, Санкт-Петербург, 2006 г., с.65-66). Недостатком является то, что кислород хранится в емкостях внутри прочного корпуса и приводит к повышенной пожаро- и взрывоопасности.

Преодоление этих недостатков и уменьшение габаритов энергетических отсеков возможно, если прочный корпус энергетической установки изготовить с уменьшением диаметра в месте установки теплового двигателя, а тепловой двигатель установить внутри прочного корпуса малого диаметра, причем емкости для топлива и жидкого кислорода разместить в забортном пространстве, выполнив их в виде тороидальных оболочек, охватывающих прочный корпус подводной лодки в месте уменьшения его диаметра. В этом случае опасные емкости вынесены за пределы обитаемого пространства подводной лодки и разделены друг от друга протекающей забортной водой через входные и выходные отверстия в легком корпусе, что существенно повышает безопасность ее эксплуатации.

Схема такой установки приведена на чертеже. Она состоит из прочного корпуса 1, легкого корпуса 2, емкости тороидальной формы для хранения окислителя 3, емкости тороидальной формы для хранения топлива 4, теплового двигателя 5, системы подготовки топлива 6 и системы подготовки окислителя 7, а в легком корпусе 2 имеются отверстия для входа и выхода забортной воды 8.

Установка работает следующим образом. Окислитель из емкости тороидальной формы для хранения окислителя 3 и топливо из емкости тороидальной формы для хранения топлива 4 через систему подготовки топлива 6 и систему подготовки окислителя 7 подается в тепловой двигатель 5, где сгорает и производит полезную работу, приводя в движение подводную лодку. Емкости тороидальной формы для хранения окислителя 3 и топлива 4, находясь в нише прочного корпуса 1, закрыты легким корпусом 2, что обеспечивает отсутствие дополнительного гидравлического сопротивления движению подводной лодки. Внешнее гидростатическое давление воды при погружении подводной лодки воспринимается стенками емкостей тороидальной формы для хранения окислителя 3 и топлива 4. Причем давление внутри этих емкостей при погружении сопоставимо с внешним давлением. Таким образом, напряженность в стенках уменьшается, работа энергоустановки становится более безопасной как с точки зрения прочности емкостей, так и с точки зрения нахождения их вне обитаемых отсеков подводной лодки. В случае протечки топлива или окислителя в пространство между прочным корпусом 1 и легким корпусом 2 они удаляются протекающей забортной водой через существующие в легком корпусе отверстия для входа и выхода забортной воды 8.

Предложенное техническое решение позволяет существенно повысить безопасность эксплуатации воздухонезависимой энергетической установки для подводной лодки и уменьшить ее габариты.

Воздухонезависимая энергетическая установка для подводной лодки, состоящая из прочного корпуса, легкого корпуса, теплового двигателя, системы подготовки окислителя, системы подготовки топлива, емкости тороидальной формы для хранения окислителя и емкости тороидальной формы для топлива, отличающаяся тем, что диаметр прочного корпуса энергетической установки уменьшается в месте установки теплового двигателя, а тепловой двигатель установлен внутри прочного корпуса малого диаметра, причем емкости тороидальной формы для хранения окислителя и топлива расположены вокруг прочного корпуса с тепловым двигателем в пространстве между прочным и легким корпусами, а в легком корпусе имеются отверстия для входа и выхода забортной воды.