ВМС США стоят на пороге практического использования огромного потенциала, разветвленной сети подводных оптоволоконных (и обычных) кабелей (рис. 9 и 10). Скрытное подключение подводной лодки к кабелю стационарной ГАС, например, к кабелю одного из региональных звеньев системы SOSUS, (при условии создания специальных адаптеров) позволяет ей на порядки увеличивать свой поисковый потенциал и обнаруживать цели на дистанциях в сотни километров. Скрытное подключение подводной лодки к кабелям связи (через специальные адаптеры) позволят ей получать сигналы боевого управления и неограниченный объем информации. ОСНАЩЕНИЕ НЕАТОМНЫХ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК ЛИТИЙ-ИОННОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ Что касается применения литий-ионных аккумуляторных батарей (АБ) на НАПЛ, то в настоящее время во всем мире ставка делается именно на них. Высокие значения напряжения и разрядной мощности при умеренных массогабаритных характеристиках, исключительно малый саморазряд даже при высокой температуре, отсутствие «эффекта памяти» и потребности в обслуживании в процессе эксплуатации, а также большой циклический срок службы выгодно отличают литий-ионные АБ, от свинцово-кислотных. Конструкция литий-ионных аккумуляторных батарей включает положительный электрод, состоящий из смеси оксидов металла, нанесенных на подложку из алюминиевой фольги, и отрицательный электрод, состоящий из слоя графитовой смеси, нанесенного на подложку из медной фольги (рис. 11). Электролитом служит раствор солей лития в смешанном карбонатном растворителе. Анод и катод с сепаратором сворачиваются на оправке в рулон, помещаемый в цилиндрический или прямоугольный металлический корпус; проволочные выводы от каждого из электродов привариваются к контактным площадкам на корпусе. Далее корпус герметично заваривается, затем аккумулятор через специальное технологическое отверстие заполняется электролитом и отверстие герметизируется. После этого выполняется заряд аккумулятора, в течение которого происходит формование катода. В процессе эксплуатации аккумулятора при заряде ионы лития поглощаются графитовым слоем анода, при разряде – слоем оксидов металла катода. Процессы поглощения и выхода ионов лития сопровождаются незначительным изменением объема электродов, что обеспечивает большой циклический срок службы аккумулятора. Сверхмалая подводная лодка (ПЛСМ) ВМС США для транспортировки личного состава сил специальных операций типа Advanced SEAL Delivery System (ASDS) имеет водоизмещение 60 т, длину 19,8 м, ширину 2,4 м, мощность главного гребного электродвигателя 40 кВт (рис. 12). Электропитание всех систем СМПЛ обеспечивается литий-ионной аккумуляторной батареей (рис. 13), размещенной под прочным корпусом в двух титановых контейнерах длиной 1,8 и диаметром 0,64 м. Отдельный элемент батареи имеет следующие характеристики: масса 6,5 кг; высота 364 мм; толщина 42 мм; ширина 161 мм; объем 2,4 л; напряжение 3,8 В; емкость 340 А·ч; энергия 1300 Вт·ч; удельная энергия 205 Вт·ч / кг. Принцип сборки батареи из отдельных аккумуляторов показан на рис. 13. Полумодуль батареи состоит из 9 аккумуляторов, соединенных последовательно и имеет энергию 11 кВт·ч (масса 63 кг). Модуль батареи состоит из 18 аккумуляторов соединенных последовательно и имеет энергию 22 кВт·ч (масса 130 кг). Два модуля, соединенных последовательно, имеют энергию 44 кВт·ч (масса 270 кг) при напряжении 150 В. Далее два модуля соединяются параллельно и имеют энергию 88 кВт·ч при напряжении 150 В. Характеристики батареи в целом следующие: энергия 88 кВт·ч; масса 550 кг; длина 1,64 м; диаметр 0,64 м; напряжение максимальное 150 В; напряжение минимальное 102,5 В; максимальный ток разряда 100 А; номинальный ток разряда 40 А; количество циклов заряд-разряд 220; срок службы 6 лет; температурный диапазон - 18 – +60° С. Как видно из приведенных фактов иначе, как революцией в корабельной энергетике это назвать трудно. В апреле этого года в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете состоялся семинар-презентация разработок и продукции фирмы SAFT (Франция) под названием «Литий-ионные системы питания для больших подводных аппаратов». От российской стороны в семинаре приняли участие специалисты ряда заинтересованных организаций, а с французской стороны с докладом выступили представители фирмы SAFT Бертран Дотфей – директор по продажам отделения «Космос и оборонительные системы» и Ален Коаду – менеджер по новым оборонительным системам. В докладе, в частности, были представлены сравнительные оценки двух НАПЛ одинаковых обводов, водоизмещением примерно по 2000 т, оснащенных традиционной свинцово-кислотной и новой литий-ионной АБ. Из рис. 14 видно, что при одинаковых объемах, отводимых для размещении АБ и обслуживающих ее систем, на малых скоростях хода (около 5 уз.) НАПЛ, оснащенная литий-ионной батареей (синий цвет) имеет преимущество по дальности хода в 2,75 раза по сравнению с НАПЛ, оснащенной лучшей свинцово-кислотной АБ (красный цвет). На больших скоростях хода (18 уз.) это преимущество проявляется еще более явно (в 4 раза!). В таблице 1 приводятся дополнительные данные, подтверждающие преимущества литий-ионной АБ. Они выдерживают хранение в разряженном состоянии в течение нескольких лет. Конструкция литий-ионных аккумуляторов и батарей позволяет выдерживать большие механические (взрывные) нагрузки. Стоимость одного Вт·ч для литийионного аккумулятора в 15-25 раз ниже, чем свинцово-кислотного в расчете на один цикл. Все подводники знают, какого труда стоит электрикам уход за свинцово-кислотной АБ, когда, лежа в неудобной позе на специальной тележке в аккумуляторной яме, надо буквально каждый элемент пропустить через свои руки (протирать крышки баков, измерять уровень и плотность электролита, и многое другое). Литий-ионная АБ практически не требует ухода, блок ее элементов похож на типовой шкаф с радиоэлектронной аппаратурой (всегда сухой, чистый, не выделяющий газов). Применение батарей из литий-ионных аккумуляторов позволит улучшить весовые и объемные удельные энергетические характеристики энергоустановок НАПЛ по сравнению с батареями на базе свинцово-кислотных аккумуляторов, существенно продлить срок службы, уменьшить себестоимость и эксплуатационную стоимость изделий, повысить пожаро-взрывобезопасность НАПЛ. Особое преимущество литий-ионной АБ состоит в возможности полного отказа от такого, казалось бы, привычного и неотъемлемого конструктивного элемента НАПЛ как аккумуляторная яма с обслуживающими ее многочисленными системами. Литий-ионную АБ можно размещать конформно в любых отсеках и даже в неудобных объемах (внутри прочного корпуса и снаружи). В итоге можно только представить, какими неограниченными возможностями могла бы обладать подводная лодка типа «Лада», если к уже имеющимся ее неоспоримым достоинствам добавилась бы литий-ионная энергетика, один многоцелевой АНПА и один управляемый по оптоволоконному кабелю НПА связи типа «Flying Plug». Практически бесшумные, обладающие мощным торпедным и ракетным оружием, с подводной автономностью до 10 суток и скоростью подводного хода до 25 уз, в совокупности с развернутыми в Океане перспективными системами освещения обстановки на базе автономных гидроакустических комплексов, развернутыми подводными прецизионными навигационными сетевыми системами, а также оптоволоконными и гидроакустическими сетевыми системами связи, 10 – 15 НАПЛ типа «Лада» могли бы обеспечить надежную оборону всего дальневосточного побережья России. Надо спешить, времени у нас осталось мало. ВЫВОДЫ 1. Можно считать уже стабильной тенденцией разработку во многих развитых странах средств базирования АНПА на подводных лодках, что существенно повышает их боевые возможности. Ведущие страны разрабатывают подводные лодки специального назначения или модернизируют существующие для обеспечения базирования НПА. Идея базирования АНПА на подводных лодках существенным образом повлияла на их архитектуру. В настоящее время реализуются две концепции базирования: а) концепция «сухого базирования», когда АНПА хранится и обслуживается внутри прочного корпуса лодки или внутри специальных прочных контейнеров (например, модернизированных пусковых ракетных шахт ПЛАРБ); б) концепция «мокрого базирования», когда АНПА в течение всего срока автономности подводной лодки хранится вне прочного корпуса в специально отведенном месте, заполненном забортной водой. Каждая из этих концепций имеет свои достоинства и недостатки. 2. Технология базирования АНПА на подводных лодках дала импульс для развития следующих технических и радиоэлектронных средств, наличие которых позволяет говорить о появлении единой новой суперсистемы – «подводная лодка – АНПА». В состав такой системы могут входить: – гидроакустические системы приведения АНПА к подводной лодке; – гидроакустические навигационные системы с ультракороткой базой; – гидроакустические системы связи между АНПА и подводной лодкой; – различные механизмы (манипуляторы и захваты) и обслуживающие их системы для обеспечения старта аппарата и его возвращения на подводную лодку; – средства передачи энергии для заряда аккумуляторной батареи АНПА (контактные и индукционные); – средства заправки компонентами топлива для АНПА с электрохимическими генераторами и тепловыми двигателями, а также системы хранения этих компонентов на борту подводной лодки; – средства обеспечения информационного обмена между АНПА и подводной лодкой (когда аппарат находится на борту); – средства обеспечения информационного обмена между АНПА и подводной лодкой (когда аппарат находится в воде вблизи подводной лодки). Здесь имеются в виду высокочастотные гидроакустические, электромагнитные и оптоэлектронные (лазерные) модемы; – средства обеспечения приема на борт подводной лодки аварийного аппарата. 3. В настоящее время для оснащения автономных подводных объектов, к каким относятся АНПА и подводные лодки, литийионным аккумуляторным батареям по сути дела нет альтернативы. Нет никаких объективных противопоказаний их применения на НАПЛ, они уже несколько лет производятся в России и нужна только добрая воля для того, чтобы неатомные стали еще сильнее. 4. С точки зрения большой стратегии, можно констатировать, что всего 10 – 15 НАПЛ типа «Лада», имеющих на борту АНПА и литий-ионную аккумуляторную батарею, развернутые в Северо-Западной части Тихого океана, могут полностью дезавуировать всю стратегию литоральной войны, которую так лелеет Пентагон.