Чем интересна история техники? Наше общество все больше связано с техникой и средствами связи, и потому, она может быть интересна сотрудникам гуманитарной сферы (ну, если это, действительно специалисты), технарям эта тема интересна в принципе, ибо, порой она дает очень интересные идеи. Военным эта сфера интересна, ибо, часто она дает ответ на вопрос: "почему произошло именно так...
Особый интерес всегда представляли аппараты, работающие не на суше, а в другой среде: самолеты, корабли, космические корабли и, в чем-то похожие на них... подводные лодки. Именно эти творения рук человеческих являются квинтэссенцией знаний, умений, технологии. Легенда гласит о том, что ранее в дипломах корабелов писали: "Дозволяется строить все, кроме храмов божьих". Легенда, но, доля правды в этом есть: корабелы не изучали арочные конструкции (которые использовались при возведении храмов).
Ладно, все это лирика, но, давайте поговорим еще немного об аккумуляторах на подводной лодке.
До начала 30-х годов ХХ века шла отработка разных схем для подводного и надводного хода подводных лодок. Поначалу, пытались усадить на один вал и двигатель, и электродвигатель и винт, разобщив их муфтами. Электродвигатель подводного хода одновременно служил и генератором (сидя на общем валу). Все хорошо, но очень неудобно для размещения, массо-габаритные характеристики получаются... не очень хорошими. Вал дизеля в режиме надводного хода, в любом случае крутит ротор электродвигателя (есть зарядка или нет, все равно крутим). Тоже не очень хорошо.
В принципе, были отступления от этой схемы (например, попытки создать единый двигатель), но...
Начиная с середины 30-х годов на американских ДПЛ стали применяться энергоустановки в составе двух-четырех автономных дизель-генераторов и двух-трех всережимных электродвигателей, вращающих гребные винты. Да, пришлось отказаться от совмещения электродвитателя с генератором, но зато появилась возможность размещать генераторы там где удобно (а, не там где требует компоновка). Кроме того, отпала необходимость в огромных и мощных дизель-генераторах, ибо заряжать батареи они могли в любое время (например, работая в подводном положении под шнорхелем). Электродвижение же использовалось только тогда, когда нужно было "подкрасться" к цели.
У нас же на ПЛ использовалась еще "классическая" схема (например, на тех же ПЛ типа "К" и "П"). И это не от того, что мы "глупее". Просто США хорошшо "поднялись" на европейских войнах, поставляя всем и все. Мы же были вынуждены "догонять" из положения отстающего, вырываясь в лидеры (со всеми вытекающими недостатками, спешкой, ошибками и.т.д.). Да и, в принципе.. каждая из схем имеет свои преимущества и свои недостатки.
Но многие решения в этой схеме стали возможны только на более поздних этапах развития техники. В том числе и решения, связанные с аккумуляторами Только с 70—80-х годов эта схема практически вытеснила схему с дизелями, непосредственно работающими на гребные винты, а большинство ПЛ стало одновальными. Новая схема энергоустановки имеет ряд преимуществ: обеспечивается выигрыш в массе за счет возможности использования высокооборотных дизелей, частота вращения которых не должна согласовываться с оборотами гребного винта, упрощается компоновка, повышается маневренность установки, проще решаются вопросы акустической зашиты и т. д.
К слову сказать, британцы и законодатели мод в этом вопросе - немцы тоже использовали "классику", справедливо считая, что эта схема имеет меньше "слабых звеньев". Каких?
Аккумуляторов. При "американской" схеме на них ложилась гораздо большая нагрузка, и вырабатывали они свой ресурс намного быстрее. Потому, и начались эксперименты с доработками свинцово-кислотных аккумуляторов.
Самым «узким» местом дизель-электрических подводных лодок и по сей день остаются аккумуляторные батареи. В период Первой мировой войны для зарядки разряженной за 1—1,5 часа батареи требовалось 6—8 часов. Прошло 20 лет, и мало что изменилось. Для зарядки среднеразряженной аккумуляторной батареи на лучших отечественных подводных лодках типа С требовались те же 8 часов, а полностью разряженной — более 10. После Второй мировой войны повышение емкости каждого элемента обеспечивалось увеличением числа пластин за счет уменьшения их толщины, системой охлаждения элементов пресной водой и перемешивания электролита. Все это несколько увеличило срок службы батарей и сократило время зарядки. Но и сейчас свинцово-кислотные батареи составляют 20—25 % массы подводной лодки. Они работают при температуре около 30 °С, могут находиться в эксплуатации шесть лет и более, характеризуются удельной энергоемкостью от 22 Вт·ч/кг при часовом режиме разрядки до 55 Вт·ч/кг при 100-часовом режиме разрядки. Аккумуляторная батарея строящейся германской подлодки проекта 212 выполняется в виде двух групп, каждая из которых включает 144 свинцово-кислотных аккумулятора. Батарея способна обеспечить движение лодки с максимальной скоростью 20 узлов в течение нескольких часов. Аккумуляторы могут работать в тандеме с топливными элементами электрохимического генератора, обеспечивая стабильное функционирование аккумуляторов в оптимальном режиме разрядки, в результате чего срок их службы увеличивается с четырех—шести до шести—восьми лет.
Особо остро вопрос встал тогда, когда во флотах СССР и США появились подводные лодки с атомной энергетической установкой.
В 11:00 17 января 1955 года американский «Наутилус» впервые вышел в море и отправил в эфир сообщение: Underway on nuclear power («Идём на атомной энергии»). 3 августа 1958 года «Наутилус» стал первым в истории кораблём, который достиг Северного полюса своим ходом в подводном положении. Объявляя о совершённом походе президент США упомянул, что пройденный маршрут в будущем может быть использован для торговых перевозок при помощи транспортных атомных подводных лодок (О, как! Вот, оказывается для чего все было сделано!)
Но, вслед за «Наутилусом» в 1957 году американцы ввели в строй вторую атомную подлодку SSN-575 Seawolf («Морской волк»), которая была оснащена уже не водо-водяным, а жидкометаллическим натриевым реактором.
Но СССР не сильно отстал от США (хоть и начал работы на 1,5 года позже). К-3 «Ленинский комсомол» — первая советская и третья в мире атомная подводная лодка, головной корабль проекта 627 «Кит». Лодка вступила в строй в начале 1958 года.
Эксплуатация атомных подводных лодок показала, что со старыми свинцово-кислотными аккумуляторми пора "завязывать". И на "Наутилусе" и на "К-3" случались инциденты, связанные с аккумуляторами. И вот начались эксперименты... (но это тема отдельной статьи)
