Перспективный эсминец для ВМФ России

[Tigr]

Серийных не делает.
И сможет ли?
Большой вопрос.

Большой вопрос, согласен. Но это не значит, что его не надо решать и делать ставку на только на ядерную энергетику в военном судостоении. Со своей стороны могу лишь предложить вам статью "Перспективы российских производителей газотурбин".

Мы там не знаем нюансов, может и больше "на валу" вытянут?

Может, и вытянут, но уж точно не в два раза больше - 100 000 л.с.

Ремонтируют сейчас, общий ремонт корабля 4 года, реактор явно быстрее.
А сколько ремонтируют ГТД на 22350 сегодня?
А вообще отремонтируют ли?

Надеюсь, что отремонтируют.

У него ВИ 24 ктн и скорость 30 узлов.
Для эсминца ВИ 18 ктн "половинки" этой ГЭУ хватит "за глаза" на скорость 27 узлов, при современной обвязке.

Рост необходимой мощности двигателя в зависимости от скорости судна находится в кубической зависимости.

Может быть, но она есть в отличии от ГТД, причём в реальных количествах и со всеми компетенциями.

Это ставка даже не на отставание... а на повторение прошлого "национального пути" строительства флота.

 

[Kali]

Ну, так то да. Однако это весьма сомнительный аргумент в пользу атомных силовых установок.

Ну, это с какой стороны посмотреть - повреждение балластных цистерн приведёт к потере морской воды, а топливно-балластных к потере топлива, и если в первом случае придётся решать одну проблему, с остойчивостью, то во втором - две.

Не знаю, как на "Берках", но на пр. 1164 для этого используется теплоутилизационный контур, который вместе с отводом отработанных газов повышает КПД силовой установки.

Угу... и добавляет массу силовой установке.

Дело в том, что о "сейчас" вопрос не стоит. В лучшем случае "завтра":

Так до 2017 года осталось то всего-ничего. Вон, с вертолётными движками сколько лет морочились? А корабельные турбины, думается, посложнее будут.
А под тот же РИТМ-200 уже всё готово, и технологии и производство.

Полагаю, что все-таки для каждого реактора будет собственное оборудование.

Это не отменяет тот факт, что разработчик называет свой продукт не "двумя реакторами", а "двухреакторной установкой" и указывает её массу со всем оборудованием необходимым для работы системы.

 

[Kali]

Кстати, насчёт передачи МТ на вал - там разброс КПД у разных пароходов мама не горюй - реактор ОК-900 на "Ленине" при МТ = 2Х220 МВт давал на вал 44.000 л. с., а ОК-900А на "Арктике" при 2Х240 выдавал 75.000 л. с.

 

[Tigr]

Ну, это с какой стороны посмотреть - повреждение балластных цистерн приведёт к потере морской воды, а топливно-балластных к потере топлива, и если в первом случае придётся решать одну проблему, с остойчивостью, то во втором - две.

Вы посмотрите на это с другой стороны - повреждение первого контура или активной зоны реактора. И это на безбронном эсминце!

Угу... и добавляет массу силовой установке.

В любом случае, она на порядок меньше, чем у атомной силовой установки: на пр. 1164 силовая установка - 4 ГТД с ТУК - мощностью 110 000 л.с. весила 760 тонн.

Так до 2017 года осталось то всего-ничего. Вон, с вертолётными движками сколько лет морочились? А корабельные турбины, думается, посложнее будут.
А под тот же РИТМ-200 уже всё готово, и технологии и производство.

Повторю то, что написал камраду КС:

Это ставка даже не на отставание... а на повторение прошлого "национального пути" строительства флота.

Это не отменяет тот факт, что разработчик называет свой продукт не "двумя реакторами", а "двухреакторной установкой" и указывает её массу со всем оборудованием необходимым для работы системы.

Без информации можно лишь предполагать. Однако живучесть "двухреакторной установкой" с одним главным циркуляционным насосом будет в два раза ниже, чем у двух отдельных реакторов.

Кстати, насчёт передачи МТ на вал - там разброс КПД у разных пароходов мама не горюй - реактор ОК-900 на "Ленине" при МТ = 2Х220 МВт давал на вал 44.000 л. с., а ОК-900А на "Арктике" при 2Х240 выдавал 75.000 л. с.

"Ленин" - это первенец, ему простительно. Но в любом случае для эсминца в 15 килотонн нужна мощность порядка 150 000 л.с., а не в два раза меньше.

 

[Kali]

Вы посмотрите на это с другой стороны - повреждение первого контура или активной зоны реактора. И это на безбронном эсминце!

Ну так они всё же немного дальше балластных цистерн от средств поражения.

В любом случае, она на порядок меньше, чем у атомной силовой установки: на пр. 1164 силовая установка - 4 ГТД с ТУК - мощностью 110 000 л.с. весила 760 тонн.

С этим и не спорю. И заход на второй круг - а масса топлива какая?

Это ставка даже не на отставание... а на повторение прошлого "национального пути" строительства флота.

Отвечу вашими словами -

Без информации можно лишь предполагать.

Однако живучесть "двухреакторной установкой" с одним главным циркуляционным насосом будет в два раза ниже, чем у двух отдельных реакторов.

Да. Но мы не знаем схему установки, а строить храм разговора на песке допущений было бы слишком безответственно с моёй стороны, Тора-сан.

"Ленин" - это первенец, ему простительно.

Наука и конструкторская мысль не стоят на месте, а практика указывает на возможность при росте МТ в 10% поднять передаваемую на вал мощность почти в два раза.

Но в любом случае для эсминца в 15 килотонн нужна мощность порядка 150 000 л.с., а не в два раза меньше.

Тут нужно знать какая требуется скорость хода и на какое время, какие будут обводы корпуса и массу других обстоятельств. А я, к сожалению, этого не знаю.

 

[Tigr]

Ну так они всё же немного дальше балластных цистерн от средств поражения.

Ну, да. Если хотите более-менее надежно защитить реактор/реакторы, то придется применить схему бронирования как на "Нимице".

С этим и не спорю. И заход на второй круг - а масса топлива какая?

Для пр. 1164 - 1700 тонн топлива + 300 тонн питательной воды и смазочных материалов; для "Арли Берк" - 1300 тонн. Но напомню:

Иными словами: атомоходы в своих цистернах вместо топлива возят чугун или воду

Да. Но мы не знаем схему установки, а строить храм разговора на песке допущений было бы слишком безответственно с моёй стороны, Тора-сан.

Согласен, Кали-сан.

Наука и конструкторская мысль не стоят на месте, а практика указывает на возможность при росте МТ в 10% поднять передаваемую на вал мощность почти в два раза.

Да, так оно и есть.

Тут нужно знать какая требуется скорость хода и на какое время, какие будут обводы корпуса и массу других обстоятельств. А я, к сожалению, этого не знаю.

Для боевых кораблей придерживается стандарт 30-узлового хода. Эмпирически для 15 килотонн водоизмещения потребуется порядка 150 килолошадей мощности... Можно, наверное, построить что-то с двумя реакторами и максимальной скоростью как у "Мистраля".

 

[Kali]

и максимальной скоростью как у "Мистраля".

Свят... свят...

 

[Tigr]

Свят... свят...

 

[КС]

Рост необходимой мощности двигателя в зависимости от скорости судна находится в кубической зависимости.

У разных судов, будет разная потребная мощность для 30 узлов хода, даже если ВИ одинаково.

Это ставка даже не на отставание... а на повторение прошлого "национального пути" строительства флота.

Каким это образом атомная ГЭУ на "Петре" "отстаёт" от ГТД на той же "Тике"?
ИМХО если народ реально думает строить эсминец в горизонте событий 2020-2025 - альтернативы для атомной ГСУ у нас просто нет. Даже если произойдёт чудо и к 2017 году наши смогут сделать ГТД и испытать её, то на ближайшие 10 лет завод будет завален заказами для 22350 и ему тупо будет не до эсминцев. Можно конечно с "боем взять город Николаев", однако ИМХО этого не будет с вероятностью в 80%.
Чтобы параллельно запустить 22350 и эсминцы, однозначно на первых эсминцах только атомная ГЭУ, а вот когда научаться делать ГЭУ с ГТД хотя бы для фрегатов, тогда можно запустить ГТД и на эсминцах.

 

[Pernatij]

Дневной расход топлива для разных видов кораблей.

Имея 1300 тонн топлива, "Арли Берк" пробежит 4400 миль на 20 узлах, или почти 10 суток непрерывного хода.

Извиняюсь что не отвечал долго - был 3 дня на обучении и экзаменах.

Давайте по порядку разберёмся в наших цифрах.

Эта таблица что привели Вы, и тот график из документации Бёрков что привёл я не могут друг другу противоречить - это аксиома.
Давайте посмотрим что есть что.

Та таблица что привёл я - это реальный расход топлива для различного хода в привычном для бортовой документации формате. (у нас такие же были)
При этом она исходит из того, что генерация электроэнергии (генераторы висят на тех же турбинах) находится на практически базовом уровне в 2.000 kW.
Как нам известно, максимальная мощность 7.500 kW (3 генератора по 2.500) необходима для работы SPY-1 и Иджиса. Коррекции на энергогенерацию (+/- 8 галлонов/час для каждых 100 kW) указаны в легенде таблицы.

Топливо, используемое на DDG-51 имеет НАТОвский индекс F76 и среднюю массу в 0,84 кг/л согласно стандарту MIL-DTL-16884


Что скрывается за термином "Average Daily Fuel Consumption" в той таблице, что привели Вы?
Пересчитаем 710 баррелей в день на галлоны в час, для сравнения с таблицей из бортовой документации. Для F76 это 42 галлона/баррель. 710 баррелей - это 29.820 галлонов в день или 1.242,5 галлонов в час.
Смотрим в таблицу и понимаем, что такой расход соответствует Бёрку с выключенными РЛС и Иджисом на минимальном ходу. Так как это очевидно не соответствует профилю применения корабля, то очевидно, что
710 баррелей в день - это либо "средний" расход не стоящего в ремонте корабля, включая отстой в портах, либо расход в условиях максимально экономичных условий хода (отключение не жизненно необходимых для хода систем).

Это же подтверждает следующая таблица из Вашего документа:

http://fas.org/man/gao/nsiad98001/a3.htm

Зная, что полная заправка Бёрка - 450.000 галлонов, и видя в таблице 10 дней на 18 узлах, мы можем вычислить часовой расход в 1875 галлонов.

Зайдя в график, мы видим - это расход для перехода с энергопотреблением в 2.000 kW

 

[Pernatij]

Имея 1300 тонн топлива, "Арли Берк" пробежит 4400 миль на 20 узлах, или почти 10 суток непрерывного хода.

Нет, не пройдёт.

Берём таблицу, смотрим расход для 20-ти узлового хода:
2.100 галлонов в час.

Коррегируем на работу РЛС и вооружения:
Возьмём не полные 7.500, возьмём 6.500 kW (хотя указывалось, что работа систем вооружения DDG-51 выбирает практически всю мощность), вычтем учтённые в таблице 2.000 kW, получим 4.500. Коррекция - на 8 галлонов/час на каждые 100 kW.
То есть общий расход идущего на 20 узлах Бёрка 2.460 галлонов в час.

Таким образом имеем суточный расход в 59.040 галлонов, и через 7,6 дней (3650 миль) - кончится топливо.

 

[Pernatij]

Не знаю как у новых (у каких?), но вот атомная силовая установка с реактором D2G, которая применялась на всех американских надводных неавианосных боевых кораблях (кроме "Лонг Бич") имела удельную массу 45 кг/л.с., так что ранее приведенная мною цифра в 20 кг/л.с. очень оптимистична с учетом того, что атомные силовые установки для боевых кораблей больше не проектировались с 70-х годов прошлого века.

Это значит, что такая силовая установка будет иметь удельную массу на порядок больше, чем газотурбинная даже с учетом запасов топлива для нее.

А это в свою очередь означает, большее водоизмещение атомного корабля со всеми вытекающими: более долгие сроки постройки, возможность постройки только на тех верфях, где возможен монтаж атомной ГЭСУ, и все это выражается в увеличении стоимости. Если принять во внимание те данные, которые я привел выше, то в цифрах стоимость постройки атомного корабля будет в 2 раза выше, чем неатомного аналогичного назначения, а стоимость жизненного цикла - в 1,5 раза дороже.

Давайте дальше.

Мы знаем, что общее энергопотребление Зумвольта (15kT), учитывая системы движения и вооружения рассчитано на максимум в 78.000 kW.
Данная энергия производится 2 турбинами по 35.000 kW и двумя вспомогательными по 4 kW. Таким образом суммарная мощность турбин Зумвольта - в 2,4 раза уступает мощности реактора ОК-650В Ясеня (общее ВИ лодки - 8.600) и примерно соответствует мощности античной ГЭУ на базе реактора ВМ, который устанавливался на лодках проекта 627, где ВИ всей лодки 3000 тонн.

Современная ГЭУ на базе реактора К15, мощностью в два раза выше турбин Зумвольта, устанавливается на французские АПЛ класса Барракуда с ВИ 4750 тонн...

Как это вписывается в Ваше высказывание

Это значит, что такая силовая установка будет иметь удельную массу на порядок больше, чем газотурбинная даже с учетом запасов топлива для нее

Это как же так, 1450 тонн топлива Бёрка, плюс масса турбин в не менее 400-500 тонн, на порядок выше - это 20.000 тонн

Хорошо - к словам придираться - это не правильно.

Но очевидно, что атомная ГЭУ первого поколения, с 90.000 kW устанавливалась на лодке в 3.000 тонн ВИ. Что примерно равно массе топлива и ГЭУ Зумвольта вместе взятых. При этом логично предположить, что всё остальное на лодке, кроме ГЭУ тоже имело массу отличную от нуля.

А современная ГЭУ с 150.000 kW - на лодке с ВИ 4750 тонн.



А игры с цифрами, мол масса ледокольной Ритм 200 - это без биологической защиты и подобную подтасовку цифр - оставим на совести тех кто это писал...

 

[Pernatij]

Цена всего цикла заправки атомных и не атомных авианосцев за их жизненный цикл (расчеты для разных уровней цен на топливо)

Теперь - к этой таблице.

Дело в том, что под термином "fuel price" здесь скрывается не цена нефти (crude oil) а цена F76 за баррель.
Я стащил картинку из одного документа, что бы показать как они зависят друг от друга:

Вы видите, что при цене на нефть в 85 долларов за баррель, F 76 стоит 127 долларов за баррель. Соответственно при 105 - 165.
Таким образом строчка "if fuel = 29,52" в таблице подразумевает стоимость барреля нефти в 20 долларов, а строчка "if fuel = 59,04" в таблице - стоимость барреля нефти в 40 долларов соответственно.


То есть, если перевести таблицу на цену нефти в 105 долларов, получится:

 

[Pernatij]

Выводы:

- ВИ корабля с атомной и неатомной ГЭУ в классе 15 кТ практически не отличаются.
- Стоимость жизненного цикла корабля с атомной и неатомной ГЭУ отличаются при цене нефти в 105 долларов на 30% и сравниваются при цене на нефть в 140 долларов. Но при этом не учитываются дополнительные затраты на строительство флота танкеров и базы.
- Корабли класса 15 кТ с ударным вооружением и ЗРК класса С-500 не вписываются в военно-морскую стратегию России, если не оснащены атомной ГЭУ.

 

[Pernatij]

Есть разница между тепловой мощностью атомного реактора и ее трансформацией на гребной вал - коэффициент полезного действия. Как я показал выше, камраду КС, реактор ВМ-5 с паропроизводящей установкой ОК-650В тепловой мощностью 190 МВт преобразует эту энергию паротурбинной установкой ГТЗА ОК-9ВМ в мощность 50 000 л.с. на валу.

Это не верно. Вы путаете мощность на валу турбины с мощностью на гребном валу. Грубо говоря, знаете почему Golf GTI с 150-ю л.с. уделывает Ford Mustang с 300-ми американскими shp? Американские SHP - это не европейские л.с.

То что Вы имели в виду - это КПД редуктора, если на атомной ГЭУ не используется электродвижение. Если оно используется, то сравнение мощности турбин на Зумвольте и аналогичном ЭМ с атомной ГЭУ возможно на прямую.

А у кораблей сегодня, основной потребитель - не гребной вал или гребной электроктродвигатель, а электроэнергия. Таким образом мощность на гребном валу - вторична, важна именно газовой турбины в сравнении с турбиной атомной ГЭУ.

 

[Pernatij]

Совсем забыл. Цель хода в 20+ узлов не в голубой ленте. Не нужно успеть раньше кого-то, нужно успеть во время. То есть не подойти к шапочному разбору, а сыграть свою роль. И здесь 3-5 дней - огромная разница.
Кстати, ход АУГ при лётных операциях 23-25 узлов.

 

[Tigr]

То есть общий расход идущего на 20 узлах Бёрка 2.460 галлонов в час.

Таким образом имеем суточный расход в 59.040 галлонов, и через 7,6 дней (3650 миль) - кончится топливо.

Согласен с вашими расчетами ввиду того, что они точнее моих, в которых не учтены расходы топлива на обеспечение электроэнергией корабельного оборудования.

Мы знаем, что общее энергопотребление Зумвольта (15kT), учитывая системы движения и вооружения рассчитано на максимум в 78.000 kW.
Данная энергия производится 2 турбинами по 35.000 kW и двумя вспомогательными по 4 kW. Таким образом суммарная мощность турбин Зумвольта - в 2,4 раза уступает мощности реактора ОК-650В Ясеня (общее ВИ лодки - 8.600) и примерно соответствует мощности античной ГЭУ на базе реактора ВМ, который устанавливался на лодках проекта 627, где ВИ всей лодки 3000 тонн.

Современная ГЭУ на базе реактора К15, мощностью в два раза выше турбин Зумвольта, устанавливается на французские АПЛ класса Барракуда с ВИ 4750 тонн...

Сравнивать мощность турбин и тепловую мощность реактора неверно. У того же Ясеня реактор ОК-650В с тепловой мощностью 190 000 kW преобразует энергию через паротурбинную установку и выдает 31 626 kW (43 000 л.с), что более чем в два раза меньше, чем у Зумволта...
Тоже относится и к французской Барракуде.

Теперь - к этой таблице.

Дело в том, что под термином "fuel price" здесь скрывается не цена нефти (crude oil) а цена F76 за баррель.

******
Таким образом строчка "if fuel = 29,52" в таблице подразумевает стоимость барреля нефти в 20 долларов, а строчка "if fuel = 59,04" в таблице - стоимость барреля нефти в 40 долларов соответственно.

Так в таблице указана стоимость топлива или стоимость нефти?

Выводы:

- ВИ корабля с атомной и неатомной ГЭУ в классе 15 кТ практически не отличаются.

Полное водоизмещение CGN-38 "Вирджиния" - 11 000 тонн, CG-47 "Тикондерога" - 9 800 тонн (при этом статьи нагрузки "вооружение" и "боекомплект" выше, чем у атомохода).

- Стоимость жизненного цикла корабля с атомной и неатомной ГЭУ отличаются при цене нефти в 105 долларов на 30% и сравниваются при цене на нефть в 140 долларов. Но при этом не учитываются дополнительные затраты на строительство флота танкеров и базы.

Две поправки:
1. Цена на ядерное топливо не является константой;
2. Вне зависимости от типа силовой установки, соединениям боевых кораблей в походе всегда придаются суда обеспечения/снабжения.

Корабли класса 15 кТ с ударным вооружением и ЗРК класса С-500 не вписываются в военно-морскую стратегию России, если не оснащены атомной ГЭУ.

Военно-морской стратегии как официального документа нет (покрайней мере в открытом доступе). Есть "Морская доктрина Российской Федерации на период до 2020 года", но там вы ничего не найдете.

Это не верно. Вы путаете мощность на валу турбины с мощностью на гребном валу.

Турбина с частотой вращения ротора в несколько тысяч оборотов в минуту через понижающий редуктор обеспечивает вращение гребного вала с частотой 200 - 300 оборотов в минуту (на максимальной скорости). При этом происходят потери мощности, связанные с коэффициентом полезного действия главного туброзубчатого агрегата. И мощность турбины, и мощность на валу значительно меньше (процентов на 60) тепловой мощности реактора.

 

[КС]

1. Цена на ядерное топливо не является константой;

Вроде бы ходили слухи, что крайние реакторы без перезарядки на весь жизненный цикл?

 

[Tigr]

У разных судов, будет разная потребная мощность для 30 узлов хода, даже если ВИ одинаково.

Это, конечно, так.

Каким это образом атомная ГЭУ на "Петре" "отстаёт" от ГТД на той же "Тике"?

По удельной массе.

ИМХО если народ реально думает строить эсминец в горизонте событий 2020-2025 - альтернативы для атомной ГСУ у нас просто нет. Даже если произойдёт чудо и к 2017 году наши смогут сделать ГТД и испытать её, то на ближайшие 10 лет завод будет завален заказами для 22350 и ему тупо будет не до эсминцев.

Посмотрим.

Чтобы параллельно запустить 22350 и эсминцы, однозначно на первых эсминцах только атомная ГЭУ, а вот когда научаться делать ГЭУ с ГТД хотя бы для фрегатов, тогда можно запустить ГТД и на эсминцах.

Выйдет тоже, что и проектами 1144 и 1164 - два разных корабля одинакового назначения.

 

[Tigr]

Вроде бы ходили слухи, что крайние реакторы без перезарядки на весь жизненный цикл?

Это у американцев.