Kurşun-asit aküler neden denizaltılar için tercih edilir?


9

Wikipedia makalesine göre kurşun asitli aküler denizaltı tahrik motorlarını çalıştırmak için kullanılmaktadır. Denizaltılar ordu tarafından kullanılır ve ordu çok pahalı oyuncaklar alabilir. Kurşun asitli piller daha ucuzdur, ancak Li-Ion pillere göre çok daha kötü enerji yoğunluğuna sahiptir ( burada karakteristiklere sahip bir tablo gider ve enerji yoğunluğu denizaltı pili için çok önemli bir faktördür - insanların bile daha uzun olduğu daha az ekstra alan vardır denizaltılarda kullanılmak üzere yükseklik seçilmez.

Kurşun asitli akülerde o kadar iyi olan şey, düşük enerji yoğunluklarında bile denizaltılar için tercih edilebilir mi?


2
Bu sadece bir tahmindir, ancak 1: Enerji depolama gereksinimleri büyüktür, bu yüzden her şey çok daha pahalı olacaktır. 2: İnsanların eğitildiği ve nasıl idare edileceğini bildikleri denenmiş ve gerçek bir teknolojidir. 3: Wikipedia'nın veya başka birinin ne söylediğine bakılmaksızın, yeni alt bölümlere tam olarak ne girdiğinden emin olamam. Daha yeni işletmelerin nükleer jeneratörler olduğunu biliyoruz, bu nedenle pilleri çok fazla veya hiç kullanamayabilirler.
Olin Lathrop

1
@OlinLathrop - diğer akü teknolojileri muhtemelen yüksek performanslı subslerde denenirken, kurşun asit aküler kesinlikle nükleer santrallerin substa kullanımı ile çakışır; bir kere, kapatılması gerekiyorsa, reaktörün yeniden başlatılması çok zaman ve güç gerektirir. Genellikle yedekleme için dizel taşırlar - ancak bunları kullanmak için yüzeye havalanamayabilirler.
Chris Stratton

1
Genelde, bir tuz tanesi ile wikipedia almaya değer, askeri teknoloji söz konusu olduğunda iki katına çıkar.
ObscureRobot

1
Robot'un söylediği gibi, askeri subaylar çok gizli şeyler ve silahlanma yarışındaki oldukça büyük faktörler listesinde oldukça yüksek, herkesin bildiğini düşündüğü her şey ya yanlış ya da en azından 20 yıl, muhtemelen birkaç nesil gelişme artı birkaç yıl.
John U

4
İyi Li-bataryalar son 20 yılın bir ürünüdür, ancak hizmete giren alt grupların çoğu bundan daha eskidir.
pjc50

Yanıtlar:


18

Yüzey gemilerinin aksine, denizaltılar batabilmelidir. Bir alt bölümdeki her bir hava boşluğunun küp ayağı, bir teknenin suya dalabilmesi için yaklaşık 60 pound ağırlık ile dengelenmelidir ve birçok denizaltının bu amaç için önemli miktarda balastı vardır. Kurşun asitli piller birim kütle başına lityum bazlı pillere göre çok daha az enerjiye sahiptir, ancak birim hacimdeki enerjileri oldukça saygındır (nb: Wikipedia tablosunda bir şey biraz garip görünüyor; kurşun asit piller birim hacim başına LiIon'dan çok daha ağırdır) hacimsel enerji yoğunluğundaki farkın kütle enerji yoğunluğundaki farktan çok daha az olması). Eğer bir alt bölümdeki pilleri, aynı enerjiyi depolayan ve aynı alanı kaplayan, ancak neredeyse hiç bir şey olmayan büyülü pillerle değiştirdiyse, kilo kaybını telafi etmek için balast eklemek gerekli olacaktır (başka amaçlar için mevcut hacmi azaltmak). Bazı dizel motorlarda akülerin ideal olandan daha ağır olması ve dolayısıyla akülerin ağırlığının (hacimden ziyade) sınırlayıcı bir faktör olması iyi olabilir, ancak nükleer santraller dizellerden çok daha küçük depolanmış pil-enerji gereksinimlerine sahiptir.

Ayrıca, kurşun asit aküler, lityum-iyon akülerden daha fazla alev almama geçmişine sahiptir. Bir denizaltı, ateş yakabilecek şeylere sahip olmak için iyi bir yer değildir.


2
Kurşun asit akülerin, sel suları elektrolitlerine ulaşırsa ve kendi başlarına patlayıcı tehlike arz eden hidrojen açığa çıkarırsa, klor gazı oluşturma konusunda meşhur kötü bir alışkanlığa sahip olmalarına rağmen yanmaya eğilimli olmayabilirler.
Chris Stratton

@ChrisStratton: Klor problemini duymamıştım (2Cl- ila Cl2'nin oksidasyonunu dengelemek için ne azalırdı? Na + 'nın Na + olarak kalmak isteyeceğini düşünüyorum). Aküler geminin en alt kısmındaysa (muhtemelen balast olarak amaçları verilecektir) sel deniz suyunun sorun olabileceğini görebiliyorum.
Supercat

2
@Majenko: Murphy'yi unutma - en az ihtiyaç duyulan ve beklenen zaman gazlanma gerçekleşir.
sharptooth

1
Dizel elektrikli bir denizaltı için pil seçtiğimi varsayalım. Daha iyi hacim enerji yoğunluğuna sahip pillerim varsa, aynı hacimde daha fazla enerjiye sahip olabileceğim anlamına gelir ve ekstra ağırlığa ihtiyacım olursa sadece kurşun bloklar ekleyebilirim - atıllar ve çok yüksek yoğunluğa sahipler ve denizaltının herhangi bir yerine yerleştirilebilirler bakım gerektiren ve çok sayıda konumlandırma gereksinimi olan pillerden farklı olarak.
sharptooth

2
@Majenko - "Sub, deniz suyuyla doluyor olsaydı boğulmadan önce gazla öldürülmekten mutlu olurlardı." Eğer su baskını anında felaket değilse, mürettebat bunu durdurmak için çok çalışacak ve bunu başarıyla gerçekleştirdiği biliniyor. Klor atmosferinde çalışmaya devam etmek zor. Bkz. Wilfred Owen'ın "Dulce et Decorum". Ve hayır, klor boğulması boğulmaktan daha iyi değildir - akciğerler yavaş yavaş sıvı ile dolduğundan daha yavaştır.
WhatRoughBeast

10

Kurşun Asit aküler çoğu alternatiften çok daha uzundur - denizaltılar pillere çok fazla güvendiklerinde lityum piller yoktu.

Ancak kurşun asit aküler de kötüye kullanımı oldukça iyi tolere eder.

Kraliyet Donanması'nın ilk denizaltısı HMS Holland hakkındaki Wikipedia makalesi bunu göstermektedir.

1902'de inşa edilen HMS Holland, 1913'te yedekte iken hurdaya çekilecek ve 1982'de neredeyse 70 yıl sonra büyütülmüştür.

Enkazla geri kazanılan orijinal pil bankasının, Swinton, Greater Manchester merkezli orijinal üretici Chloride Industrial Batteries Ltd'ye test için sağlandığını belirtmek gerekir. İlk temizliğin ardından, kurşun piller şarj edilmiş ve iyi çalışır durumda bulunmuştur.

Oldukça etkileyici IMO.


Bunun gibi hikayeleri severim. Güzel bulmak.
Wossname

Bunun bir Wiki hikayesi olduğunu biliyorum ama o zamanlar (IEE dergisinde) hakkında bir makale hatırladım.
Brian Drummond

Bu makalenin hiçbir yerinde pilin türünü belirtmiyorlar. Demir nikel olabilirlerdi
Dan D.

1980'lerde hatırladığım makale kurşun asit olduklarını doğruladı. Her halükarda, Edison sadece HMS Holland'ın piyasaya sürüldüğü Ni-Fe'yi patentlerken, kurşun asidi 40 yılı aşkın bir süredir piyasadaydı.
Brian Drummond

6

Kocam RN subs üzerinde hizmet ve bir sızıntı sonra emekli olmak zorunda kaldı, bunlar şaşırtıcı ortak, deniz suyu pil bölmesine girdi tahmin, tahmin ettiğiniz gibi alt ve sadece tarama odası ile, klor gazı serbest. Sonuç hem kendisi hem de CPO, kaçakla uğraştıktan sonra çalışma kariyerlerini kalıcı olarak bitirdi. Bununla birlikte, Lithiun Ion piller, özellikle ani bir sarsıntı ile yanma konusunda endişe verici bir eğilime sahiptir, bu nedenle Japonlar gibi en gelişmiş alt inşaatçılar tarafından denemeler yapıldı, denendi ve taş gibi düştü.


4

Bir dizel alt yüzeye çıktığınızda ve dizelleri ateşlediğinizde yapılacak en önemli üç şey:

  1. Bir gözcü gönder veya 3

  2. Yüksek basınçlı hava depolarınızı pompalayın.

  3. Pillerinizi hızlı şarj edin

Kurşun asit bu cezayı alır (gazla). Lityum patladı

Atlanamazsanız, float şarjı tamamdır. Artık lityum pilleri 6 saatten fazla doldurabilirsiniz. O zamana kadar gün ışığı geliyor. Dalış. Daha sonra kurşun asit bataryaları damıtılmış suyla doldurmak için giysilerinde asit yanıkları olan bir adam gönderebilirsiniz. Bir dud hücresini değiştirmek dışında lityum ile göze çarpan bir şey yapamazsınız


+1 "bir dud hücresinin değiştirilmesi hariç", yedek parça yoksa ve yarım küre uzaktaysanız o kadar kolay olmayabilir.
Trevor_G

Hayır. Algılama bir endişe ise, şarj etmek için yüzey yapmazsınız, şnorkel - radarın bir sorun haline gelmeye başladığı 1943 civarında olduğunu anladılar.
Chris Stratton

3

Li-Ion piller enerji yoğunluğu bakımından üstündür, ancak Kurşun-Asit piller (klor ve hidrojen gazı tehlikesi gibi) problemleri vardır.

Anadaki termal kaçak, yığın muhafazası ve batarya yönetim sistemi tarafından kapsanmıştır , ancak hücre erimesi sırasında verilen gazlar görünüşte çok toksiktir.


1
Ayrıca kurşun asitli aküler son derece iyi anlaşılmış bir teknolojidir. Ne kadar sürdüklerini biliyoruz, sağlam ve genellikle büyük sürprizleri yok. Li iyon iyi bilinmektedir ve bazen bu değildir yapmak öngörülemeyen özelliklere sahiptir.
vidarlo

1

Burada güzel cevaplar. İşte çiğnemek için birkaç nokta daha.

Denizaltılardaki piller bir dizi veya seri paralel bağlantılarda kablolanmıştır. Kurşun asitli akülerin sağlamlığı ile bu özellikle sorunlu değildir.

Bununla birlikte, özellikle şarj sırasında sıcaklık etkilerine karşı çok daha hassas olan daha modern pillerle, dizi boyutunu artırdıkça tüm dizinin güvenli bir şekilde çalışması daha da zorlaşır. Şarj sırasında her pilin ayrı ayrı izlenmesi gerekir. Bu, bütünün güvenilirliğini önemli ölçüde azaltır.

Ayrıca, dizideki arızalı bir pil, kalan piller tarafından hızlı bir şekilde tehlikeli bir duruma getirilebilir. Bununla başa çıkmak için özel önlemlerin alınması ve etkili olması gerekmektedir. Yine, aşağı güvenilirlik gider.

Enerji yoğunluğu, görünüşte iyi bir şey olmasına rağmen, aynı zamanda "çift kenarlı bir kılıçtır". Eğer tüm gücünüzü kurşun asitleri için bir odaya kıyasla bir nakliye bagajının büyüklüğünden alabiliyorsanız, hepsi iyi ve iyidir. Ancak, şimdi bu pil paketinde üretilen ısıyı çıkarmanız ve ortadan kaldırmanız gerekiyor. Bu kadar yoğun olmak, daha az yüzey alanına sahip olduğunuz anlamına gelir ve bu da onu daha zor bir teklif yapar.

Bir şey daha. Askeri her şeyin ölçütlerinden biri hizmet verebilirliktir. Kurşun asit aküler her yerde bulunur. Gerekirse, bir alt ekip hızlı bir onarım yapmak için kamyonlardan ve benzerlerinden bazı pilleri patlatabilir ve tekrar denize ayarlayabilir. Hiçbir yerde ortasında atoll egzotik piller bulmak .. pek olası değil.

Klor gazı salınımına gelince. Evet, kurşun asitli akülerle ilgili bir sorun olabilir, ancak patlayan yüksek teknoloji ürünü akülerin zincirleme reaksiyonuna kıyasla küçük bir risktir. Pil bölmesi gaz sızdırmazlığı sağlanabilir, mürettebat gaz maskelerinin kullanımı konusunda eğitilir ve gaz kaçağı sensörleri, komutanın alternatiften daha güvenli olduğunu düşünürse acil bir yüzey prosedürü gerçekleştirmesine izin vermek için bolca uyarı verir. Evet, kötü şeyler, ama cesur denizaltılarımızın maruz kaldığı tüm risklerden, onları etkileme / öldürme olasılığı daha az olanlardan biridir.


En modern Subwoofer'ları bir belirten makalelerin bol vardır yapmak kullanımı lityum piller.
Chris Stratton

@ChrisStratton evet, eminim var. Ama söylediğim hiçbir şeyi değiştirmiyor.
Trevor_G

0

Enerji yoğunluğu performansın tek ölçüsü değildir. Kurşun asit aküler, voltajı çok fazla etkilemeden muazzam akım sağlama yeteneğine sahiptir. Bu, dönen ekipmanlarda (sevk gibi) ve diğer birçok elektrikli / elektronik cihazda önemlidir.
Diğer avantajı açıktır .... birçok endüstrinin hafif piller yaratmak istediği yerlerde, bir denizaltının suya daldırılması için büyük miktarda sabit balasta ihtiyacı vardır ve kurşun asit piller bu açıdan bir beyinsizdir.


Pik gücün gerçekten bir endişe kaynağı olup olmadığı biraz tartışmalıdır - saatlerce seyir için yeterli piliniz olduğunda, pik sprint gerçek hücre başına yüksek bir çekiş olmayabilir. Ve bir E-bisiklet hub motorunun (lityum hücrelerin kullanıldığı ) aksine, gerçekten büyük başlangıç ​​torku gereksinimleriniz yok. Gerçekte kullanılmış gibi görünen diğer pil teknolojisinin nikel kadyum olduğunu ve yüksek talepleri desteklemesi ile ünlü olduğunu söyledi.
Chris Stratton
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.