Wyvern-2> Элементы системы Li/SOCl2 с жидкофазным катодом располагают наилучшими удельными характеристиками среди литиевых первичных источников тока.
Wyvern-2> 600Вт*ч/кг и до 1100Вт*ч/литр
Wyvern-2> Это на секундочку - не 5, и не 3,7 и даже не 1,6 кг/квт*ч.Не нужен никакой сложный двигатель - просто элетромотор!
Wyvern-2> Т.е. выбираем:
Wyvern-2> -либо безопасную, но намного более дорогую серебрянную батарею
Wyvern-2> Или кто то сомневается, что чистый литий более опасен, чем тот же литий в виде электродов?
Wyvern-2> Очень похоже на "заговор производителей"...тионилхлоридные батареи применябтся в быту, большинство проблем с безопасностью давным-давно решены и они дейтсивтельно дешевы, особенно в расчете на единицу энергии....
Однако, лихо Вы учите разработчиков торпед:))
Но вот мнение специалиста по подводным электросистемам:
«Для перспективных торпедных батарей исследуются возможности применения в качестве анодного материала недефицитного, дешевого и самого электрохимически активного лития.
Электрохимические системы литий-вода; литий-перекись водорода; литий-оксид серебра; литий-хлор; литий-тионилхлорид в течение многих лет подвергались многочисленным экспериментальным исследованиям с доведением результатов до макетных и полноразмерных опытных образцов батареи.
В системе литий-вода достигнута высокая массовая плотность энергии 240 Вт • ч/кг, практически при такой же величине объемной плотности. Последняя существенно ниже, чем у системы алюминий-оксид серебра. Поскольку у торпед объемные показатели являются определяющими, батареи с такой системой не нашли практического применения, хотя их свойства наиболее хорошо исследованы.
Тем не менее работы над этими батареями продолжаются в направлении повышения среднего разрядного напряжения одного элемента путем использования в качестве электролита пероксида водорода Н202. Принципы работы этих батарей похожи и могут быть рассмотрены на примере функционально-структурной схемы литий-водной батареи (см рисунок):
1 - корпус пускового аппарата; 2 - электромагнитный клапан впуска морской воды; 3 - корпус батареи; 4 - блок электродов; 5 - датчик напряжения; 6 - блок системы управ¬ления батареей; 7- сильфон для поджатия электродов; 8- насос; 9- электродвигатель; 10- впускной клапан; 11 - предохранительный клапан слива электролита; 12 - датчик температуры; 13- клапан прекращения доступа электролита в батарею; 14- клапан удаления водорода; 15- сепаратор водорода; 16- сливной клапан охлаждающей воды; 17- пиропатрон; 18- теплообменник; 19- клапан воды; 20- насос; 21 - электродвигатель; 22 - насос электролита; 23 - клапан электролита; 24 - резервуар с электролитом; 25 - смеситель;------> воздействие системы управления
Батарея на основе лития-тионилхлорида рассматривалась как альтернативный вариант энергосиловой установки для усо¬вершенствованной авиационной легкой торпеды ВМС США. Известно, что тепловая торпеда Мк.50, имеющая чрезвычайно высокую стоимость (и в силу ряда других причин), была снята с производства.
Основным сдерживающим фактором применения батареи на основе литий-тионилхлорид является безопасность в обращении.
Вариант 120-киловатной батареи был выполнен в предэскизном варианте, а разработанные и изготовленные многоэлементные блоки - испытаны экспериментально. Биполярный элемент состоит из литиевого анода и инертного катода, на котором восстанавливается жидкий тионилхлорид SOCl2. В качестве неводного электролита используется раствор тетрахлоралюминат лития LiAl Cl4 в чистом тионилхлориде.
Процесс электровосстановления тионилхлорида протекает по реакции
2 SOCl2 + 4 Li = 4 LiCl + SO2 + S.
При повышенной температуре происходит дополнительное газовыделение диоксида серы
4 S + 2 SOCl2 -> 2 S2C12 + 2 SO2,
что может повлечь увеличение давления внутри батареи, вплоть до ее разрушения.
Тионилхлорид значительно агрессивнее других электролитов. Поэтому в качестве конструкционных материалов могут использоваться никель и нержавеющие стали, а в качестве изоляционных - стекло и фторированные полиолефины (например, фторопласт).
При высоком напряжении разомкнутой цепи UРЦ = 3,63 В среднее напряжение 1,5 В реализуется при плотности тока 0,35 А/см2. Опубликованные данные по удельной энергии составляют величины 250-260 Вт • ч/кг, а удельной мощности -1,9 кВт/кг.»
Таблица
Теоретические и практические удельные массовые энергии основных электрохимических систем для электроторпед
Электрохимическая система / Теоретическая энергия, Втч/кг / Практическая энергия, Втч/кг / Примечание
Для аккумуляторов:
Свинцово-кислотная / 170 / 30 / Применяются для практических стрельб
Никель-кадмиевая / 240 / 50 / То же
Серебряно-цинковая / 440 / 100 / То же
Для первичных элементов:
Серебряно-цинковая / 440 / 90 / Для всей батареи
Магний-хлоридсеребряная / 440 / 130 / Без электролита
Алюминий-оксидсеребряная / 440 / 200 / Для всей батареи с учетом корпуса торпеды и переборок
Литий-водная / 1490 / 200 / То же
Обратим внимание на отношение практической энергии к теоретической для литиевых систем 200:1490=0,13. Наверное, путем различных технических ухищрений это соотношение можно поднять процентов на 30…40, но стоит ли овчинка выделки?
Однако, электрическая энергетика совсем не проста и, в некоторых аспектах даже сложнее тепловой. Торпедные электродвигатели тоже весьма сложные и дорогие системы, работающие на грани технических возможностей. Да и про безопасность можно поспорить (Скорпион-Курск)...
Поэтому, ИМХО, следующее поколение тяжелых торпед будет все-таки с тепловой энергетикой и параметрами 70 узл / 20 км (скоростной режим) и 40 узл / 60 км (дальноходный). Электрической энергетикой такой скорости пока не обеспечить.
С уважением, Хейердал