Propulsie Walter
Propulsia Walter , sau în germană Walter-Antrieb , a fost dezvoltată de Hellmuth Walter pentru Reichsmarine / Kriegsmarine la mijlocul anilor 1930, la Germaniawerft din Kiel .
Scopul a fost dezvoltarea unui sistem care să poată genera un curent suficient pentru motoarele electrice chiar și sub apă, unde motoarele diesel nu puteau fi utilizate. Acumulatorii obișnuiți au o capacitate limitată la câteva ore. Astfel s-a încercat transformarea peroxidului de hidrogen ( peroxid de hidrogen ) în abur la temperaturi ridicate cu ajutorul unui catalizator și, în consecință, de a produce curent prin intermediul unei turbine.
Proces rece
Inițial procesul a fost realizat fără ajutorul temperaturilor ridicate, „reci”: peroxidul de hidrogen a fost pulverizat din duze subțiri pe un catalizator de dioxid de mangan ( piroluzit ). Acest amestec de vapori - oxigen astfel produs a fost direcționat la presiune ridicată într-o turbină și, prin urmare, a fost utilizabil ca forță motrice.
Proces fierbinte
În 1936 a fost experimentat procesul fierbinte. În acest caz, structura consta dintr-un descompozitor sau reactor conectat la o cameră de ardere, un separator și o turbină cu abur. Descompozitorul a constat dintr-o cameră de compresie, în care a fost aplicat orizontal un bloc poros de permanganat de potasiu sau oxid de mangan (IV) - catalizatorul. Din capacul camerei, peroxidul de hidrogen a fost pulverizat pe catalizator prin mai multe duze, descompunându-se astfel în elementele sale individuale: vapori de apă (550 - 600 ° C) și oxigen. Acest amestec ar putea curge prin catalizatorul poros din zona inferioară a reactorului. O conductă conductoare a circulat de acolo către camera de ardere conectată. Amestecul de oxigen-vapori de apă a intrat apoi la nivelul capacului camerei de ardere și a fost transformat într-un combustibil vaporizat cu o flacără foarte fierbinte (2000 ° C). Pentru a evita supraîncălzirea gâtului camerei de ardere, aceasta a fost răcită cu apă și apa a fost lăsată să pătrundă în fluxul de gaz fierbinte prin găuri mici. Această producție enormă de abur (35 - 40 T / h) a permis turbinei cu abur să funcționeze cu o putere de 7 500 PS . Datorită deteriorării grave a lamelor turbinei (datorită fricției blocului catalizator), un separator de tip Zyklon a fost plasat ulterior între ieșirea camerei de ardere și intrarea turbinei. Producția de abur din turbină a fost conectată la un condensator, pentru a crește eficiența turbinei și, de asemenea, pentru a putea reutiliza condensatul scump (apa distilată). Partea de CO 2 a fost pompată peste bord, datorită unui compresor, și complet absorbită de apa mării, astfel încât a fost posibilă o navigație fără bule (în special dezvăluirea trezirii). S-a crezut, de asemenea, că montează un sistem considerabil mai mic, cu aceeași structură, chiar și pe aeronavele de luptă, unde camera de ardere era, totuși, situată orizontal la cârmă. Desigur, separatorul și condensatorul nu au fost necesare în acest caz, deoarece expulzarea aburului și a gazului a servit direct ca masă de sprijin, la fel ca în toate motoarele cu reacție. Cu toate acestea, sistemul a fost angajat doar pe scurt în timpul luptei pentru a crește semnificativ viteza. Eficiența menționată anterior a fost atinsă numai cu utilizarea unei concentrații de peroxid de hidrogen între 90 și 94%.
Proces indirect
În plus față de procesul direct la cald, a fost testat și un proces indirect pentru turbina Walter, cu un circuit de abur închis, generat într-un schimbător de căldură care a fost încălzit de gazele de eșapament din camera de ardere. Această metodă a avut un consum specific mai redus de peroxid de hidrogen ( T-Stoff ), dar a ocupat mai mult spațiu și a fost mai grea decât procesul direct.
Consum de combustibil
Generatorul de energie Walter are un consum specific ridicat de peroxid de hidrogen. Consumul este despre:
- 5 kg / kWh și mai mult în procesul rece
- 2,35 kg / kWh în procesul de încălzire directă
- 1,85 kg / kWh în procesul direct la cald, folosind un condensator (gazul de eșapament este greu expus la presiunea de imersiune; gradientul de presiune este mai mare în turbină)
- 1,32 kg / kWh în procesul indirect
Utilizări
În 1940, au fost efectuate teste la bordul submarinului V80 echipat cu un motor Walter și au atins o viteză de scufundare de 28,1 noduri . Viteza atinsă la suprafață cu această unitate nu a fost specificată în documentele de testare; totuși, carena a fost optimizată pentru navigația subacvatică. U-boat-urile de tip Wa 201 și Typ Wk 202 erau submarine ( U-boats ) cu propulsie Walter. Din fiecare dintre cele două modele de ambarcațiuni, au fost construite două exemplare pentru teste de rezistență. Primele tipuri Wa 201 U 792 și U 793 și de tipul Wk 202 U 794 și U 795 erau submarine cu sistemul Walter. În mai 1943, după creșterea pierderilor submarine, planurile Kriegsmarine , care includeau un număr mai mare de submarine mai mari cu motor Walter (tipurile clasa XVII , clasa XVIII și clasa XXVI ), nu au fost niciodată realizate.
Marele Amiral Erich Raeder a oprit dezvoltarea lor ulterioară și această comandă a inclus și turbina Walter. Numai când Hitler însuși l-a acuzat pe Raeder de incompetență (corăbii mari au avut o performanță slabă, în timp ce submarinele s-au dovedit foarte eficiente), Raeder a demisionat și a fost înlocuit de plenipotențiarul pentru submarine ( BdU = Befelshaber der U-Boote ), contraamiralul Karl Doenitz , dezvoltarea ulterioară a U-boat-urile au fost inițiate prin mijloace mari.
Doar trei unități din clasa XVII tip B au fost puse în funcțiune în 1944, dar nu au fost utilizate niciodată. Submarinele de tip XVIII, dezvoltate pentru a fi echipate cu motorul Walter, au fost utilizate în schimb cu motoarele electrice convenționale, deoarece motorul Walter nu fusese încă finalizat (tipul XVIII era similar - în aspectul său exterior - cu tipul XXI produs efectiv) .
U 1407 , un submarin construit de Blohm & Voss aparținând clasei XVII , la sfârșitul conflictului a fost adus în Anglia și, cu noua denumire HMS Meteorite , a început o serie de teste experimentale care au durat până în 1946; motorul Walter a fost identificat cu abrevierea HTP ( High Test Peroxide ). Din 1951 până în 1959, URSS a construit submarinul S-99 pentru propriile teste, dar în curând l-a scos din funcțiune după o serie de accidente. În 1956 și 1958, submarinele Explorer și Excalibur au fost puse în funcțiune. Sunt singurele submarine britanice cu propulsie HTP. În timpul testelor s-au produs o serie de avarii cauzate de explozii la motor, astfel încât echipajul Explorer a redenumit sarcastic nava lor „Exploder”. Hellmuth Walter a conceput în 1960 un batiscaf pentru scufundări de până la 5000 m. Proiectul s-a numit STINT , a trebuit să fie operat cu o turbină Walter cu proces rece, dar nu a fost niciodată realizat. Motorul Walter nu a fost niciodată produs în serie din cauza lipsei de experiență practică, dar este încă considerat un bun sistem de propulsie independent de ventilația externă (acronimul englez AIP = Air-Independent Propulsion ). Evoluția modificată a submarinelor a făcut ca submarinul zgomotos, dar rapid, să fie depășit. Tendința s-a îndreptat în mod clar către nave mai lente, probabil mai silențioase, deci mai dificil de localizat.
Principiul propulsiei Walter a fost, de asemenea, utilizat pentru catapulta de lansare a V-1, precum și ca generator de abur pentru turbopompa de combustibil a mecanismului motor al rachetei V2 (Aggregat 4) . Pentru a putea produce cantitățile mari de peroxid de hidrogen foarte concentrat necesare, marina germană a construit două fabrici mari în Bad Lautenberg și Rhumspringe sub numele de cod Schickert-Werke din 1938.
Bibliografie
- Karl Günther Strecker: Vom Walter-U-Boot zum Waffelautomaten. Die Geschichte eines großen deutschen Ingenieurs und der erfolgreichen Konversion seiner Rüstungsfirma. Köster, Berlin 2001, ISBN 3-89574-438-7 ( Beiträge zur Friedensforschung und Sicherheitspolitik 2).
- Eberhardt Rössler, Fritz Köhl: Uboottyp XVII. Vom Original zum Modell. (Walter-Uboote), eine Bild- und Plandokumentation. Bernard & Graefe, Bonn 1995, ISBN 3-7637-6009-1 .
- Peroxid de hidrogen pentru putere și propulsie , Eur. Ing. PR STOKES, CEng, FIMechE, MRAeS
Elemente conexe
linkuri externe
- Dirk Graumann: Der Walter-Antrieb im Deutschen Schifffahrtsmuseum [ link rupt ] (PDF 1,22 MB)
