Próby morskie hiszpańskiej „Orki” – z nowym napędem AIP

Hiszpański koncern stoczniowy Navantia opublikował film z pierwszych prób morskich okrętu podwodnego „Isaac Peral", które rozpoczęły się 27 maja 2022 roku. Dotychczas rejs odbywał się na powierzchni, bez prób zanurzenia. Okręt powrócił później do stoczni Navantia w Kartagenie, gdzie od 13 grudnia 2007 roku trwa jego budowa. Jeżeli program prób zostanie zrealizowany z sukcesem to okręt ten zostanie przekazany hiszpańskiej marynarce wojennej jeszcze w 2022 roku.

Jest to duże opóźnienie w porównaniu do pierwotnego planu, który zakładał oddanie pierwszej jednostki typu S-80 jeszcze przed 2015 rokiem. Opóźnienie to było efektem m.in. problemów technicznych wynikających z błędów projektowych, które później trzeba było usunąć – również z pomocą Amerykanów. Ostatecznie pierwszy okręt w serii „Isaac Peral", klasyfikowany już jako nowy typ S-80 Plus, został zwodowany w kwietniu 2021 roku, a jego próby na uwięzi rozpoczęto w styczniu 2022 roku.

Hiszpanie przez długi czas nie ujawniali dokładnych szczegółów odnośnie wyposażenia zamontowanego na tej jednostce. Wiadomo było jedynie na pewno, że jest to bardzo daleko idące rozwinięcie okrętów podwodnych typu Scorpène, Hiszpańska wersja ma jednak większą wyporność od swojego pierwowzoru (3000 ton w porównaniu do 2000 ton) i jest dłuższa (80,8 m w porównaniu do 60-76 m). Navantia opracowała też własny Zintegrowany System Kontroli Platformy SICP (Sistema Integrado de Control de Plataforma) oraz zintegrowany system walki (wspólnie z amerykańskim koncernem Lockheed Martin).

To współdziałanie z Amerykanami dało rzadką wśród europejskich okrętów podwodnych możliwość wykorzystywania również rakiet manewrujących, zdolnych do atakowania celów lądowych. Okręt jest w dużym stopniu zautomatyzowany, co pozwoliło ograniczyć jego załogę do 32 marynarzy. Na S-80 Plus zabezpieczono również miejsce dla 8 osób dodatkowo zaokrętowanych – przede wszystkim komandosów. Jak na razie wskazuje się, że maksymalna prędkość podwodna ma być większa niż 19 w natomiast zanurzenie ma być większe niż 300 m.

Z zewnątrz uwagę zwraca rzadko spotykana na tej klasie okrętów podwodnych konstrukcja steru pionowego nad kadłubem rufowym, który na swoim szczycie zawiera prowadnicę, najprawdopodobniej dla linearnego sonaru holowanego TAS (sónar remolcado). Może być jednak to również system wysuwania anteny radiowej na bardzo niskie częstotliwości. Wiadomo również że poza sonarem dziobowym z anteną cylindryczną na okręcie zastosowano również sonar z anteną boczną, stację hydroakustyczną do poszukiwania min i wykrywania przeszkód podwodnych oraz system kontroli sygnatury akustycznej.

Szczegółowe dane na ten temat na pewno już niedługo się pojawią, ponieważ od kilkunastu miesięcy wyraźnie zmieniła się polityka informacyjna w odniesieniu okrętów typu S-80 Plus. Hiszpanie chcą bowiem pokazać, że sukces całego programu wynika ze skoku technologicznego, jaki nastąpił w koncernie stoczniowym Navantia i we współpracujących z nim firmach. Uważają, nie bez racji, że w ten sposób znaleźli się w czołówce producentów konwencjonalnych okrętów podwodnych i mają szanse na sprzedaż tego rodzaju jednostek również do innych państw. Jest to ważne dla całej Hiszpanii, ponieważ w programie S-80 wzięło w sumie udział ponad sto różnych firm z jedenastu regionów tego kraju.

Dodatkowo na ich okrętach podwodnych rzeczywiście zamontowano innowacyjne rozwiązania, w tym nowej generacji napęd niezależny od powietrza AIP BEST (Air Independent Propulsion Bio-Ethanol Stealth Technology).

Hiszpańsko-amerykański napęd niezależny od powietrza

Odłączenie się Hiszpanii od Francji w programie Scorpène zmusiło stocznię Navantia do szukania własnych rozwiązaniach w tych dziedzinach, w których wcześniej specjalizował się francuski koncern DCNS (obecnie Naval Group). Jedną z nich był właśnie napęd niezależny od powietrza, który z zasady ma wydłużyć czas przebywania tych jednostek w zanurzeniu prawdopodobnie do co najmniej dwóch tygodni bez kontaktu z powierzchnią morza.

Szukając potrzebnego rozwiązania Hiszpanie podzielili wykorzystywane na świecie systemy AIP na trzy generacje. Do pierwszej z nich zaliczyli napędy niezależne od powietrza wykorzystujące silniki Stirlinga. W ocenie Navantii, pomimo że były one „poprawiane na przestrzeni lat, to nadal stanowią bardzo szczątkowe i mało wydajne rozwiązanie". Do drugiej generacji AIP Hiszpanie zaliczyli ogniwa paliwowe, w których „łączy się utleniacz i paliwo w celu generowania energii". I w tym przypadku Navantia skrytykowała ten napęd, ponieważ „kreuje on problem z magazynowaniem wodoru, wymagając dużych i ciężkich butli z wodorem umieszczonych poza okrętem podwodnym" oraz przez „problemy logistyczne z dostarczaniem ultraczystego wodoru na okręt".

Hiszpanie ocenili też, że systemy AIP pierwszej i drugiej generacji są „stosowane w małych okrętach podwodnych, które nie mają ambicji pływania po oceanach". Zupełnie inaczej ma być w przypadku napędów niezależnych od powietrza: tzw. trzeciej generacji, które miały zostać opracowane dla „ekspedycyjnych okrętów podwodnych". W tej generacji AIP, wodoru nie magazynuje się na pokładzie, ale produkuje się go na pokładzie z wykorzystaniem takiego paliwa jak: etanol, metanol lub olej napędowy.

I to właśnie to rozwiązanie zdecydowano się zastosować na okrętach podwodnych typu S-80 Plus. Jego opracowanie zlecono hiszpańskiej firmie Abengoa Innovación w zakresie przetwornika paliwa i amerykańskiej firmie Collins Aerospace w zakresie ogniw paliwowych (firmie znanej m.in. z pracy dla NASA). Ostatecznie powstał system opatentowany przez Navantię, który według Hiszpanów ma być: „najbardziej zaawansowanym i rewolucyjnym rozwiązaniem na rynku pod względem niezawodności, wytrzymałości i niskich kosztów utrzymania, dzięki czemu zapewnia się bardzo duże możliwości taktyczne hiszpańskiej marynarce wojennej".

W przypadku BEST AIP wodór jest wytwarzany z bioetanolu rolniczego „łatwo dostępnego na całym świecie, w przeciwieństwie do innych rozwiązań na rynku wykorzystujących olej napędowy o wysokiej czystości lub metanol". Hiszpanie ujawnili, że specjalnie dla tego systemu firma firmie Abengoa Innovación opracowała „najnowocześniejszy generator wodoru – zminiaturyzowany przetwornik bioetanolu o wysokiej wydajności termicznej – do zasilania ogniwa paliwowego z membraną do wymiany protonów PEM (Proton Exchange Membrane), opracowanego specjalnie dla programu S80 przez Collins Aerospace".

Gazy wytwarzane w tym procesie są usuwane przez system CDDS (Carbon Dioxide Disposal System) wykonany przez hiszpańską firmę Bionet we współpracy ze stocznią Navantia. Według Hiszpanów „system ten zapewnia doskonałe rozcieńczenie gazu w wodzie morskiej – bez wytwarzania bąbelków, które mogłyby zdegradować właściwości stealth okrętu podwodnego, gwarantując tak niski poziom hałasu, jak w przypadku stosowania tylko napędu elektrycznego".

Jeżeli chodzi o same ogniwa paliwowe PEM dostarczane przez Collins Aerospace to Hiszpanie zaznaczyli, że zostały one specjalnie opracowane dla okrętów podwodnych zgodnie z wymaganiami marynarki wojennej. Ich konstrukcja ma nie tylko sprawić, że ogniwa BEST AIP są prostsze na poziomie systemu, ale także zapewnić wydłużoną podwójnie żywotność „w porównaniu do standardu rynkowego - działającego na przerobionym gazie i czystym tlenie (nie powietrzu). Pozwala to uniknąć konieczności stosowania systemów oczyszczania wodoru, co jest dalszym uproszczeniem systemu".

Według Navantii „długoterminowe" próby lądowe nowego systemu AIP zostały już przeprowadzone w ośrodku testowym w stoczni w Kartagenie, w tej samej ,w której są budowane okręty podwodne typu S-80 Plus. W ich trakcie wykazano, że nowy napęd jest „bardzo niezawodny, bezpieczny i wymagający niewielkiej konserwacji, wykorzystujące jako paliwo tani i łatwy do pozyskiwania bioetanol". Dodatkowo wykazano, że BEST AIP może pozwolić okrętom podwodnym na przebywanie w zanurzeniu nawet przez trzy tygodnie.

Trzeba przy tym dodatkowo pamiętać, że na hiszpańskich S-80 Plus zamontowano także standardowy zestaw akumulatorów. Stworzono w sumie dwie baterie podwodnego zasilania silnika elektrycznego, każda zawiera po 180 akumulatorów. Zostały one rozmieszczone na dziobie i na rufie. Każdy blok akumulatorowy ma masę 700 kg i wysokość 1,3 m.