анаэробная энергетическая установка для подводного аппарата

Типа разработка нового секретного вооружения силами местных специалистов?

au> 1. Реагирующее с водой металлическое топливо, какой-нибудь жидкий NaK. На подобном вроде Шквал, но он вроде реактивный. А что делать с этим паром-газом чтобы он крутил генератор?

А зачем двойное преобразование? Cразу через управляемое сопло продукты реакции выбрасывать.

hcube> Топливный элемент алюминий-кислород-в-воде.

Про алюминий я не вспомнил, спасибо.

Wyvern-2> Паротурбинная замкнутая установка на литий-элегазе. По энергоемкости среди анаэробных химических - лидер.

Это слишком сложно и явно дорого.
Самый максимум, который тут имеет смысл — это конструкция на базе генератора-стирлинга и химического нагревателя (монотопливо или топливо с водой) любого типа.
Максимальная энергоёмкость в данном случае приоритетом не является.

dn2010> А зачем двойное преобразование? Cразу через управляемое сопло продукты реакции выбрасывать.

В формулировке задачи я сразу написал что нужно крутить водомёт. Вот зачем.

valture> две пластины-электрода ,одна нейтральная

И так получится один киловатт мощи на протяжении 500кс при вменяемых массогабаритах?

au> Вот такая задача. Аппарат (условно назовём его для понятности неуправляемой торпедой) должен пройти большое расстояние (1000км) на небольшой глубине (0~30м) и с небольшой скоростью (5~10км/ч). Форма аппарата любая удобная (пусть пока условно цилиндр), габаритные размеры порядка 6х2м, так что водоизмещение в пределах 20т. Движитель водомётный, крутить его можно механически или электрически. Какие для него варианты для анаэробной ЭУ? Сразу оставим за скобками недоступные или очевидные реакторы, ритеги, элементы, аккумуляторы и дизель со шноркелем. Что придумалось:
au> 1. Реагирующее с водой металлическое топливо, какой-нибудь жидкий NaK. На подобном вроде Шквал, но он вроде реактивный. А что делать с этим паром-газом чтобы он крутил генератор?
au> 2. Монотопливо: изопропил нитрат или гидразин. Тот же самый вопрос. Какой под это топливо есть движок?
au> 3. Что ещё?

На сегодняшний день есть готовая система, полностью удовлетворяющая указанным требованиям:

Тепловая пропульсивная система для универсальной торпеды калибра 533 мм

404 Not Found

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Калибр ТПС, мм: 533
Длина ТПС, мм: 4100...5500
Масса ТПС, кг, до: 1400
Тип двигателя ТПС: газотурбинный открытого цикла
Максимальная мощность двигателя ТПС, кВ, до: 800
Тип движителя ТПС: водометный
Топливная композиция ТПС: жидкое топливо типа Otto-fuel; Otto-fuel + окислитель НАР

Последняя топливная композиция обеспечивает приличный кпд и, что не менее важно для сабжа, бесследность аппарата.

au>> пройти большое расстояние (1000км) ... и с небольшой скоростью (5~10км/ч)
ХейЕрдал> На сегодняшний день есть готовая система, полностью удовлетворяющая указанным требованиям
ХейЕрдал> Последняя топливная композиция обеспечивает приличный кпд и, что не менее важно для сабжа, бесследность аппарата.

Хех, если бы полностью.
// Скорость, уз.: от 30 до 65

// Максимальная дальность хода, км: 60

Если бы диапазон скорости была на порядок меньше, а дальность хода на порядок с гаком больше, то она была бы очень интересной. Она слишком мощная, что и понятно по главному её предназначению. То что нужно, если уж словами, — это крутить маломощный водомёт днями без остановки, без спешки.

valture>> две пластины-электрода ,одна нейтральная
au> И так получится один киловатт мощи на протяжении 500кс при вменяемых массогабаритах?

вполне - хорошие металлвоздушные на уровне
литиевых ,а тут воздушный компрессор
не нужен даже проще получается ...

valture> вполне - хорошие металлвоздушные на уровне
valture> не нужен даже проще получается ...

Кислорода в воде не так много как в атмосфере, и чтобы прокачивать воду через всё это хозяйство, нужна энергия. Получается что изменение скорости будет пропорционально изменению мощности батареи, а это положительная обратная связь. Вот "заглохнет" он — чем запускать? "Другой" батареей.

au> Кислорода в воде не так много как в атмосфере, и чтобы прокачивать воду через всё это хозяйство, нужна энергия. Получается что изменение скорости будет пропорционально изменению мощности батареи, а это положительная обратная связь. Вот "заглохнет" он — чем запускать? "Другой" батареей.

прокачка воды может идти за счет движения
аппарата - но даже при нулевой скорости
при открытых водозаборниках кислород
все равно будет стремится выровнить
парциальное давление внутри девайса -
тобиш какаято мощность(пусковая) будет
всегда ...

au>>> пройти большое расстояние (1000км) ... и с небольшой скоростью (5~10км/ч)
ХейЕрдал>> На сегодняшний день есть готовая система, полностью удовлетворяющая указанным требованиям
ХейЕрдал>> Последняя топливная композиция обеспечивает приличный кпд и, что не менее важно для сабжа, бесследность аппарата.
au> Хех, если бы полностью.
au> // Скорость, уз.: от 30 до 65
au> // Максимальная дальность хода, км: 60
au> Если бы диапазон скорости была на порядок меньше, а дальность хода на порядок с гаком больше, то она была бы очень интересной. Она слишком мощная, что и понятно по главному её предназначению. То что нужно, если уж словами, — это крутить маломощный водомёт днями без остановки, без спешки.
Разве нельзя "доработать" указанную ЭСУ на предмет снижения мощности и, соответственно, увеличения дальности за счет снижения расхода энергокомпонентов?

nick191> Разве нельзя "доработать" указанную ЭСУ на предмет снижения мощности и, соответственно, увеличения дальности за счет снижения расхода энергокомпонентов?

Там открытая газовая турбина крутит водомёт. У неё два режима: быстрый и очень быстрый. "Доработка" — это новая турбина, новое всё, а может вообще невозможно.

au> Вот, кстати, там же примерно похожий аппарат, только длинноват и узковат (не страшно), и энергетика никуда не годится (о том и тема).
au> 404 Not Found

Однако, Вы писали о 20 тоннах, а «Сирена» имеет всего 2 тонны водоизмещения… Соответственно, и мощность для Вашего девайса должна быть поболее.
Также и скорость Сирены явна мала, что создает проблемы как с преодолением морских (тем более – приливных) течений, так и с увеличением времени выполнения задачи.
Возможно, и скорость девайса целесообразно увеличить, а то никаких 1000 км против течения он не пройдет.

au> Там открытая газовая турбина крутит водомёт. У неё два режима: быстрый и очень быстрый. "Доработка" — это новая турбина, новое всё, а может вообще невозможно.

Если взять за основу торпедный режим 30 узлов и скорость НПА довести до 10 узлов, то ( с учетом разности сопротивления девайсов) можно уложиться и при минимальных доработках. Особенно интересной может оказаться схема с электродвижением, когда турбина работает на генератор, который питает электродвигатель и другие системы НПА...

au>> Если бы диапазон скорости была на порядок меньше, а дальность хода на порядок с гаком больше, то она была бы очень интересной. Она слишком мощная, что и понятно по главному её предназначению. То что нужно, если уж словами, — это крутить маломощный водомёт днями без остановки, без спешки.
nick191> Разве нельзя "доработать" указанную ЭСУ на предмет снижения мощности и, соответственно, увеличения дальности за счет снижения расхода энергокомпонентов?

У турбинного двигателя на мощностях менее 70…100 кВт падает кпд. Есть конечно, поршневой двигатель, типа установленного на торпеде МТТ ( 404 Not Found ), там ограничений по мощности почти нет. Однако Otto-fuel + НАР на нем использовать нельзя. Нужна другая топливная композиция (перекись, жидкий кислород).

.

ХейЕрдал> Однако, Вы писали о 20 тоннах, а «Сирена» имеет всего 2 тонны водоизмещения… Соответственно, и мощность для Вашего девайса должна быть поболее.
ХейЕрдал> Также и скорость Сирены явна мала, что создает проблемы как с преодолением морских (тем более – приливных) течений, так и с увеличением времени выполнения задачи. Возможно, и скорость девайса целесообразно увеличить, а то никаких 1000 км против течения он не пройдет.

Двадцать тонн — это просто максимум водоизмещения для предельных габаритов (цилиндр 6х2м). У Сирены длина 10м и стандартный калибр, вот и 2т. Её скорость 2~4уз соответсвует требованию (5~10км/ч), больше мне не нужно. Приоритет имеет дальность хода, время значения (и значит скорость) не имеет.
Влияние течений вы преувеличиваете — максимальная величина (9км/ч) указывается для поверхностный джетов Гольфстрима и Куросио. Но во-первых эти районы меня не интересуют :), во-вторых в эти поверхностные течения можно не попадать, и в-третьих в них можно намеренно влезть и сэкономить энергию. В целом проблемой течение не является, несмотря на указанную значительную скорость. Средняя по больнице скорость течения — менее 1 м/с.
Цифры отсюда: Speed of Ocean Currents

ХейЕрдал> Если взять за основу торпедный режим 30 узлов и скорость НПА довести до 10 узлов, то ( с учетом разности сопротивления девайсов) можно уложиться и при минимальных доработках. Особенно интересной может оказаться схема с электродвижением, когда турбина работает на генератор, который питает электродвигатель и другие системы НПА...

10 узлов — это слишком быстро. Насколько я знаю (едва), затраты энергии возрастают нелинейно с ростом скорости, а вы её удваиваете без причины. К тому же у меня сомнения по поводу ресурса агрегатов для торпеды. То что проектировалось на пару десятков минут работы, нельзя экстраполировать на дни и недели. Более того, глядя на разрез этого агрегата можно сразу сказать что любые доработки в нём как минимум равнозатратны разработке нового.