Недавно получивший свое наименование корабль DDG (X) строится, можно сказать, вокруг принципиально новой главной энергетической установки.
Военно-морские силы США и других стран, разумеется, и раньше строили корабли на основе передовых достижений в области инженерных систем. К примеру, паровые двигатели или ядерная энергия приводили к революционным скачкам в конструкции кораблей.
Но большой надводный корабль создается для парирования серьезных вызовов, отмечает американское издание Defense News. Системы вооружения будущего, такие как мощные системы радиоэлектронной борьбы, лазерное оружие, а также высокопотенциальные радиолокационные станции и другие средства разведки будут создавать неравномерную, а иногда даже непредсказуемую нагрузку на энергосистему корабля.
Это подталкивает ВМС США к созданию интегрированной системы энергоснабжения, утверждает контр-адмирал Пол Шлизе.
«Мы собираемся создать интегрированную систему питания, которая сможет приводить в действие оружие и средства разведки будущего»,
— заявил Шлизе во время виртуального ежегодного симпозиума Ассоциации надводного флота ВМС США. — Это своеобразный ключ к будущему господству на морях».
По его словам, интегрированная система питания будет несколько похожа на главную энергетическую установку эсминца DDG-1000 Zumwalt. Самое главное в ГЭУ будущего — это размеры, вес, мощность и охлаждение, отмечает американский контр-адмирал. «В этом случае речь идет о снабжении энергией будущих систем, которые находятся на данном этапе в стадии созревания», — добавил он.
«Некоторые из этих систем многообещающие, но интегрированная система электропитания является средством к включению в состав корабля тех систем и функций, которые мы в настоящее время рассматриваем и которые, как мы думаем, станут частью этого класса кораблей», — сказал Шлизе.
Экс-старший директор Совета национальной безопасности и капитан 1-го ранга ВМС в отставке Марк Вандрофф, который был руководителем программы по созданию эсминца DDG Flight III, сказал, что это серьезный прорыв по сравнению с главной энергетической установкой, используемой в настоящее время на эсминцах типа Arleigh Burke.
«Основное преимущество корабля с интегрированной системой электропитания состоит в том, что мощность, вырабатываемая любым из двигателей корабля, может использоваться либо для движения, либо для питания бортовой аппаратуры вместо того, чтобы иметь двигатели, предназначенные исключительно для того или иного», — отметил Марк Вандрофф.
На современных эсминцах и крейсерах типа Ticonderoga отдельные системы приводят в действие сдвоенные гребные валы, которые вращают винты корабля, и генераторы, которые работают исключительно для питания бортовой аппаратуры корабля.
Интегрированная система питания, подобная той, что есть на эсминцах класса Zumwalt, использует все механизмы корабля для выработки электроэнергии, которая вращает и винты, и приводит в действие оружие и средства разведки.
Она представляет собой принципиально новую схему, в которой используются усовершенствованные асинхронные двигатели для выработки до 78 мегаватт электроэнергии, что намного больше, чем у любого эсминца или крейсера ВМС США предыдущих проектов.
Но проблема с большим надводным боевым кораблем намного сложнее, чем просто производство единицы удельной мощности. Энергия, потребная для современных электронных систем и оружия, влечет за собой огромную нагрузку на схему энергопитания корабля. Во многих случаях требуется больше энергии, чем корабль может произвести за единицу времени.
«Таким образом, хотя интегрированная энергосистема и не нова сама по себе, но требования, которые новые системы будут предъявлять к электросети, предназначенной для обеспечения функционирования всего комплекса бортовой аппаратуры, представляют собой новый вызов»,
— сказал доцент кафедры военно-морской архитектуры и морской инженерии университета Мичигана Мэтью Коллетт.
Поэтому, по его мнению, военно-морские силы США должны выяснить, как лучше всего хранить энергию, чтобы она была доступна для удовлетворения внезапно возникающих потребностей.
«Проблема в том, что это отличается от интегрированной электрической силовой установки, которую мы использовали на круизных лайнерах и оффшорных судах снабжения в течение двух десятилетий на данный момент, — сказал Коллетт. — Но на этих кораблях все электрические нагрузки работают довольно хорошо. Они плавно увеличиваются и уменьшаются, и нет особых проблем со стабильностью электрической системы».
«Высокопотенциальные радиолокационные станции, мощные средства радиоэлектронной борьбы, конечно же, рельсовые пушки, в меньшей степени лазеры — все они требуют энергии очень быстро, быстрее, чем механический генератор может внезапно ее произвести. Итак, теперь вы должны подумать, используете ли вы батареи, маховики, конденсаторы или другие методы, чтобы получить доступную энергию в том временном масштабе, который необходим внезапно возникшей нагрузке», — добавил эксперт.
Это не является непреодолимой проблемой. И ее уже решали на кораблях других проектов.
К примеру, электромагнитные катапульты на авианосцах класса Ford, которые в свое время имели свою долю технических проблем, работают от маховиковой системы накопления энергии.
Но новая энергетическая система уже заставила американский конгресс нервничать: законодатели требуют от ВМС США вначале построить наземную инженерную площадку для проверки силовой и двигательной системы, прежде чем слишком углубляться в проектные работы для корабля нового типа.
Мэтью Коллетт сказал, что это разумный подход, и что в сроки, обсуждаемые военно-морскими силами США, технология должна быть достаточно развитой, чтобы соответствовать запросам нового класса боевых кораблей. «Проделана огромная работа, и я думаю, что это определенно то, что, как я ожидал, сработает для большого надводного корабля», — сказал он.
Похожие проблемы стоят и перед отечественным Военно-морским флотом, отмечает заместитель директора Центра анализа стратегий и технологий Константин Макиенко.
«Это и увеличение общей агрегатной мощности энергетических установок, и повышение энергонапряженности с целью снижения массогабаритных показателей, и снижение удельных расходов используемого топлива», — рассказал «Газете.Ru» эксперт.
Вместе с тем специалист напомнил, что все газотурбинные и дизель-газотурбинные энергетические установки на их базе, которые нашли применение в ВМФ СССР и России, разработаны и произведены на «Южном турбинном заводе» («ЮТЗ»), ныне ГП «Научно-производственный комплекс газотурбостроения «Зоря — Машпроект» (г. Николаев, Украина).
После 2014 года поставки двигателей были прекращены, и только сравнительно недавно этот кризис российской промышленностью был преодолен. Таким образом, у отечественного кораблестроения имеются все возможности по созданию перспективных корабельных платформ с современными энергетическими установками. Их серийное производство позволит не зависеть от прихоти зарубежных поставщиков. Но об интегрированных системах электроснабжения кораблей речи в ближайшей перспективе не идет.