(12) Обзор энергетических технологий для необитаемых подводных аппаратов

4.3. Теплоэнергетические и ядерные технологии

По мере развития АНПА в сторону больших размеров и более высоких скоростей потребность в мощности возрастает экспоненциально. Расчёты Zhao и др. показывают, что при достижении АНПА скорости 32 узла потребность в мощности составляет 1,11 × 10⁵ Вт.

Традиционные электрохимические накопители энергии всё чаще не могут удовлетворять потребностям в мощности таких стратегических платформ, что стимулирует технологическую эволюцию в сторону теплоэнергетики и ядерной энергетики, что одновременно привносит проблемы значительных акустических сигнатур и проблемы ограничений в объёме [14].

Для повышения эффективности преобразования энергии воздухонезависимые энергетические установки переходят от простого движения к парадигме «полигенерации».

На рисунке 4 (см. ниже), представлена безуглеродная полигенерационная система на жидком аммиаке, которая интегрирует рекуперацию холода, крекинг и два пути генерации электроэнергии для одновременного производства холода, электроэнергии, тепла и пресной воды.

Каскадные архитектуры на основе аммиачного топлива теоретически могут обеспечить четырёхкомпонентную генерацию тепла, электроэнергии, холода и пресной воды с общей энергетической эффективностью системы до 38,58 % [37]. Однако инженерная реальность часто не соответствует теоретическим ожиданиям.

Исследования указывают, что для адаптации к ограниченному внутреннему объёму АНПА размеры камер сгорания и теплообменников должны быть значительно уменьшены, что приводит к существенному падению фактической эффективности преобразования (до всего лишь около 16–17 %, из-за неоптимальной термодинамики компактных камер сгорания и миниатюризированных теплообменников, требуемых для интеграции в АНПА) [15].

Кроме того, низкочастотный шум, генерируемый механическими движущимися частями, серьёзно нарушает акустическую скрытность платформы, ограничивая её применение в разведывательных миссиях. (..)