Norges nye ubåd kan blive den første med lithium-ion-batterier – eller den sidste med blybatterier
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Norges nye ubåd kan blive den første med lithium-ion-batterier – eller den sidste med blybatterier

Den tyske ubåd U-36 (S186) tilhørende 212A-klassen blev taget i brug første gang i oktober 2016. Illustration: StudioF2/Ingar Næss

Det er omkring ti år siden, elbilindustrien parkerede blybatterierne permanent og gik over til lithium-ion-batterier.

Det går ikke helt så hurtigt i forsvarsindustrien, men også her er ny batteriteknologi i færd med at blive taget i brug på flere områder.

Et af de vigtigste batterivalg, som nu skal foretages, gælder for de nye ubåde, som skal erstatte Ula-klassen om otte års tid.

Norsk-tysk samarbejde

For et år siden blev det klart, at Norge skal samarbejde med Tyskland om at købe nye ubåde, som vil være baseret på 212-designet fra det tyske værft tkMS. Mens Norge skal have fire både, skal Tyskland have to.

Begge landes forsvar og industrier arbejder fortsat med konceptudvikling på ubåden 212 Common Design (CD). Ifølge værftet vil den nye 212CD-klasse kombinere lavsignaturegenskaberne i 212A med øget rækkevidde, hastighed og udholdenhed.

For nogle dage siden indgik Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) en ny samarbejdsaftale med flere tyske forskningsinstitutter om forskning og udvikling af teknologi til ubåde, missiler og tiltag mod miner.

Dette er hovedkonceptet, der nu arbejdes med for operationsrummet i de nye ubåde, Norge skal købe. Illustration: Halogen/FFI

Med hensyn til ubådsprogrammet skal parterne blandt andet samarbejde om lithium-ion-batterier, som skal vurderes til de nye ubåde.

Arvid Melkevik, som er forskningsleder ved FFI, fortæller, at samarbejdsområderne kan blive sikkerhedstests af battericeller, batteristyringssystemer og levetidsvurderinger.

Brand i en celle kan ikke kvæles

Et lithium-ion-batteri vil give operative fordele. Kort sagt har de større energi- og effekttæthed, er mindre vedligeholdskrævende og har evnen til at levere god effekt, også når batteriet nærmer sig tomt, og kan oplades hurtigere end blysyrebatterier. Men der er en del sikkerhedsudfordringer, som skal håndteres.

FFI’s strømforsyningsgruppe har i flere år arbejdet med spørgsmål knyttet til batterisikkerhed. På et FFI-forum for snart to år siden konkluderede forskerne, at lithium-ion-batteriteknologien nu er moden til at blive taget i brug på større militære platforme generelt.

Samtidig blev det understreget, at konsekvenserne af fejl på en battericelle kan være store, specielt på store batteripakker. I værste fald kan en celle med fejl føre til gaseksplosion og brand. Og det nytter ikke at kvæle en intern brand i et batteri, hvor katoden udvikler oxygen, og elektrolytten er brændbar. Desuden er der risiko for eftertænding, da det er vanskeligt at komme til, der hvor det brænder.

Netop dette var Peter Hauschildt, som er teknologidirektør og chef for ubådsudvikling i tkMS, inde på i et interview i Teknisk Ukeblad, før den norsk-tyske aftale blev indgået:

»Der er fortsat udfordringer knyttet til at lave så store lithium-ion-batterier – vi snakker megawatttimer i tital og titusinder af celler – som er pålidelige nok og sikre nok.«

Teknologiskifte

Nu er tyske og norske forskningsinstitutter altså i gang med at lægge grundlaget for det batteriteknologiske retningsvalg. Hauschildt udtrykte det således:

»Det her kan blive en af de sidste nye ubåde, som bliver produceret med blybatterier eller blandt de allerførste, som bliver leveret med litihium-ion-batterier. Dette projekt er midt i et teknologiskifte.«

Det kan måske lyde lidt mærkeligt at være tilbageholdende med brugen af en batteritype, som vi ellers omgiver os med i samfundet i stor stil og ganske uden bekymringer. Men ubåde er lidt specielle.

U-32 (S182) på besøg i Bergen. Ubåden ligger nu til reparation i Kiel. Illustration: Morten Wanvik AS

»Her er sikkerhedskravene omtrent som for rumfart. Det er et lukket system, som ikke kan forlades. Brand i neddykket tilstand vil have store konsekvenser,« påpegede teknologidirektøren.

Selv om blybatterier er blevet brugt i ubåde i over hundrede år, er dette nu heller ikke helt uden risiko, for eksempel pga. brinten, som produceres under opladningen.

Luftuafhængig fremdrift

Det oplyses fra værftets side, at 212A-klassens fremdriftssystem vil skulle gennemgå en større modifikation for at leve op til kravene, som stilles til 212CD.

Også de nye ubåde skal have luftuafhængig fremdrift (‘Air Independent Propulsion’, AIP), baseret på brændselceller. De vil få tredjegenerations brændselsceller, som tkMS arbejder med sammen med leverandøren Siemens. Samme selskab leverer synkronmotoren (‘Permasyn’), som kommer i en ny generation i den nye klasse.

For at kunne fragte brinten sikkert lagres det i metalhydrider. Det er en legering af titan, jern og mangan, og det tager imod brinten som en svamp. Det er relativt kompakt, meget tungt og dyrt. Men det er et enkelt og pålideligt system, hvor brinten først tages ud, når den skal ind i brændselscellen.

»Den volumetriske tæthed svarer næsten til flydende lagring af brint, mens den gravimetriske tæthed er omkring to procent,« oplyste Hauschildt.

Mens ubådene i Ula-klassen jævnligt må op til overfladen for at snorkle, så dieselgeneratorene kan få luft, vil den nye ubåd kunne operere i neddykket tilstand i hele 18 døgn. Derfor er det også ifølge FFI aktuelt at forske i undervands-terræn-navigation.

En af FFI’s nye ubådspartnere er WTD 71 (‘Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen der Bundeswehr, Maritime Technologie und Forschung’).

Nyt kampsystem

Når Norge tager sig råd til at bruge over 40 milliarder kroner på nye ubåde, er det fordi, at vurderingen er, at de er blandt de strategisk mest vigtige strukturelementer, som en modstander skal bruge store ressourcer på at sikre sig mod. Små, konventionelle ubåde er generelt meget vanskelige at opdage i neddykket tilstand.

For Norges vedkommende er det desuden væsentligt, at størrelsen ikke begrænser operationer i de utallige fjorde, de har. 212CD vil have deplacement på omkring 1.500 ton på overfladen, omkring 50 procent mere end Ula-klassen.

Alle ubåde er i større eller mindre grad skræddersyede. Eksempelvis vil alle nationer stille deres egne krav til kommunikations- og kampsystemer, mens selve platformteknologien i klassen stort set vil blive bevaret.

Det nyetablerede selskab kta Naval Systems, som Kongsberggruppen ejer sammen med tkMS og deres datterselskap Atlas Elektronik, arbejder nu med næste generation kampsystem, som de lover vil blive verdens mest avancerede. For norsk industri er det desuden vigtigt, at dette system er garanteret en plads i alle ubåde fra thyssenkrupp fremover.

‘Multi Sensor Ildledningssystem’ (MSI -70 U) for Kobben-klassen er udviklet af FFI og Kongsberg med flere ideer fra USA. Dermed blev det muligt at kombinere data fra periskop, radar samt passiv og aktiv sonar.

For Ula-klassen blev det stillet som krav, at ildledersystemet skulle kunne følge og angribe flere mål samtidig.

Kongsberg og FFI startede i 1982 udviklingen af MSI-90U for Ula-klassen, som blev leveret i perioden 1989-1992. Denne er senere blevet erstattet af anden generation. Otte af de ti 212A-ubåde, som Tyskland og Italien har fået leveret, benytter også MSI-90U.

Norske og tyske myndigheder er i den afsluttende forhandlingsfase med værftet. Planen er at indgå en fælles kontrakt i 2019 og starte indfasningen cirka syv år senere. Tyskland tager ubåd nummer tre og seks i byggeserien for at sikre identisk konfiguration på ubådene, som skal være færdigleverede i 2032.

Denne artikel er fra tu.no.

For Ula-klassen blev det stillet som krav, at brandslukningssystemet skulle kunne følge og angribe flere mål samtidig.

Mon ikke der står Ildledersystemet eller lignende i originalteksten?

  • 11
  • 0

Var det ikke Tyskerne der fandt ud af at en letantændelig brandstof som Benzin som blev brugt i Motortorpedo bådene" Snellboot" var en dårlig kombination med "Krig"
i og med at det var flydende brandbomber som kun et enkelt "Lucky" skud i tanken kunne sætte fut i det hele...

Der skal da godt nok noget støddæmpende beskyttelseskasser så man undgår revner og beskadigelse af sådanne et ion batteri ;-)

Der er også historier om de amerikanske "Sherman"tanks blev kaldt for "Kakkelsovne" da tyskerne fandt ud af de kørte på Benzin frem for Diesel.

  • 1
  • 0