Разработка тепловыделяющего элемента на основе высокометаллизированного безгазового топлива

Рис. 1. Структура критериев выбора ВНЭУ [2]

Задачу создания ВНЭУ различные страны в мире решают разны-

ми путями и приоритетное направление развития (рис. 1) выбирают,

исходя из уровня развития соответствующей отрасли гражданского

энергомашиностроения [2].

Необходимо отметить, что в тот момент, когда в СССР отказались

от ВНЭУ на основе тепловых двигателей, они стали успешно вне-

дряться в зарубежных проектах.

Воздухонезависимые энергетические установки позволяют ПЛ на-

ходиться в подводном положении почти в 10 раз дольше, чем ПЛ со

стандартной дизель-электрической энергетической установкой. В на-

стоящее время активно внедряются ВНЭУ на основе электрохими-

ческих генераторов, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells и Solid

Oxide Fuel Cells (Германия, Испания, РФ и др.), паротурбиной уста-

новки замкнутого цикла (Франция), двигателя с внешним подводом

теплоты (Швеция, Япония), двигателей внутреннего сгорания по за-

мкнутому циклу (Чили, вероятно С. Корея и др.). Кроме того, ведутся

разработки ВНЭУ на основе газотурбинных энергоустановок, высоко-

металлизированного топлива, в том числе “полутопливные элементы”

(Semi-fuel cells) и др. [3, 4].

Одним из первых использовать алюминий в качестве горюче-

го для энергетической установки ПЛ предложил в 30-е годы XX в.

М.А. Рудницкий. Воздухонезависимые энергоустановки на основе

газо-паротурбинных установок замкнутого цикла с использовани-

ем различных комбинаций горючего и окислителя (Mg + CO

Al +

+ CrO

Li + CrO

и др.) исследовались в Военно-морском

инженерном институте (ВМИИ, Санкт-Петербург) [3]. Однако прак-

тическое внедрение прошли только малые энергоустановки, например

в Advanced Lightweight Torpedo ALWT Mk.50 (горючее Li, окислитель

), и подводные ракеты на гидрореагирующем топливе. Известны

также системы аварийного обогрева водолазов на основе безгазового

топлива [5].

Такие металлы, как магний или алюминий, при соединении с фто-

ром выделяют большее количество теплоты, чем при соединении с

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 6 75