Wenn Chinas Rim-driven Pumpjet propulsion Technology funktioniert, wäre dies ein bedeutender Fortschritt für die Unterseestreitkräfte der Volksbefreiungsarmee.
In einem kürzlich in der South China Morning Post erschienenen Artikel behauptet Peking, ein solches geräuschloses Antriebssystem entwickelt zu haben — das einige mit dem sogenannten Caterpillar-Antrieb in Tom Clancys Jagd nach Rotem Oktober verglichen haben.
Mit einer erheblich verbesserten akustischen Leistung könnte eine neue Generation fortschrittlicher chinesischer Atomangriffs-U-Boote (SSNs) Pekings Anti-Access / Area Denial (A2 / AD) -Fähigkeiten um eine weitere Dimension erweitern.
Darüber hinaus wären neue chinesische U—Boote mit ballistischen Raketen, die sich in ihren stark verteidigten ‚Bastionen‘ verstecken — wie die sowjetische Bumerangflotte vor ihnen – viel schwieriger zu entdecken und zu eliminieren, was Pekings strategische nukleare Abschreckung erheblich verbessern würde.
Aber das ist nur, wenn China einen betriebsrelevanten felgengetriebenen Pumpjet-Antrieb bauen kann – Amerikanische Marineanalysten sind größtenteils davon überzeugt, dass das neue chinesische Silent-Antriebssystem ein wissenschaftliches Projekt ist, das es möglicherweise nie auf See schafft.
„Wenn es gut gebaut ist, wäre ein felgengetriebener Pumpjet ein leiseres Antriebssystem als herkömmliche Propeller und könnte leiser sein als wellengetriebene Pumpjets wie die auf einigen US-U-Booten“, sagte Bryan Clark, ein pensionierter U.S. Navy Undersea Warfare Officer und Analyst des Zentrums für strategische und budgetäre Bewertungen, sagte der National Interest.
„Die Frage ist, ob die Chinesen einen mit der Feinbearbeitung bauen können, die notwendig ist, um den möglichen Grad an Ruhe zu erreichen. Der Artikel spricht das nicht an. Die Basistechnologie ist einfach, aber es ist schwierig, eine gute zu bauen. Die Herstellung von Präzisionsgeräten wie Turbinen war eine Herausforderung für die chinesische Schiffbauindustrie.“
Pensionierte U.S. Navy Submariner Thomas Callender, Senior Research Fellow für Verteidigungsprogramme bei der Heritage Foundation und ehemaliger Director of Capabilities im Büro des Deputy Under Secretary of the Navy (Policy) stimmte Clarks Einschätzung zu.
„Ich stimme zu, dass, wenn Ingenieure einen wellenlosen felgengetriebenen Elektromotor-Pumpstrahl entwickeln können, dies die Geräuschsignatur des U-Bootes reduzieren würde, da ohne große traditionelle Welle mit mehreren Lagern entlang ihrer Länge (Welle muss lang genug sein, um den Antriebsmotor im Maschinenraum mit der Schraube oder dem Pumpstrahl am Heck zu verbinden) und nur mit einem Lager pro Pumpstrahl das mit der Welle verbundene Geräusch reduziert würde“, sagte Callender dem National Interest in einer E-Mail.
„Da der Propeller nicht von einer herkömmlichen Dampfantriebsturbine, sondern von einem Elektromotor angetrieben wird, ist außerdem kein großes Untersetzungsgetriebe erforderlich, das die Drehzahl der Dampfturbine (in 1000 U / min bei höheren Drehzahlen) auf eine effizientere und leisere Propellerdrehzahl reduziert (für U-Boote normalerweise weniger als 200 U / min max).“
Die verbesserte Beruhigung würde wahrscheinlich auch potenzielle Nachteile wie eine größere magnetische Signatur mehr als ausgleichen.
„Ein felgengetriebener Pumpstrahl würde einen Elektromotor verwenden, der in der Felge um den Antrieb herum installiert ist. Wie jeder Elektromotor würde er ein Magnetfeld erzeugen. Da es sich außerhalb des Rumpfes befindet, könnte es mit der Erkennung magnetischer Anomalien einfacher zu erkennen sein, aber es könnte so konzipiert sein, dass es einen Teil des Feldes abschirmt „, sagte Clark.
„Es kommt wieder darauf an, wie gut sie das Antriebssystem bauen. In jedem Fall funktioniert die Erkennung magnetischer Anomalien nicht auf große Entfernungen und ist als Suchfunktion nicht nützlich. Es wird im Allgemeinen verwendet, um ein U-Boot zu zielen, sobald es lokalisiert und verfolgt wurde.“
Ein felgengetriebener Pumpjet hat zwar Vorteile, aber auch einige schwerwiegende potenzielle Nachteile. Ein Problem ist, dass solche Motoren möglicherweise nicht in der Lage sind, die Leistung zu erzeugen, um ein massives Atom-U-Boot anzutreiben.
„Wenn China einen gut gebauten felgengetriebenen Pumpstrahl auf ein U-Boot setzen kann, ist die nächste Frage, wie viel Schub es liefert“, sagte Clark.
„Beim U-Boot-Antrieb ist einer der Kompromisse Ruhe gegenüber Geschwindigkeit. Die meisten Änderungen an der Antriebsarchitektur, die den Lärm reduzieren, reduzieren auch die Sprintgeschwindigkeit. Eine der Bedenken, die ich von Ingenieuren gehört habe, ist, ob ein felgengetriebener Pumpstrahl die Leistung liefern kann, die erforderlich ist, um hohe Sprintgeschwindigkeiten für die Torpedoumgehung oder Neupositionierung zu erreichen.“
Callender stellte fest, dass ein einzelner Rim-driven Pumpjet wahrscheinlich nicht ausreichen würde. Das bevorstehende SSBN-Design der Columbia-Klasse der US Navy wird einen Permanentmagnet-Elektroantrieb enthalten – der die traditionelle dampfgetriebene Antriebsturbine meidet. Das neue Antriebssystem wird viel leiser sein, sagte Callender, aber es wird zu einem enormen Preis kommen.
„Der elektrische Antriebsmotor mit ausreichender Leistung, um Columbia SSBN anzutreiben, wird extrem groß sein und teilweise zu seinem 43-Fuß-Rumpfdurchmesser beitragen“, sagte Callender.
„Zum Beispiel produzierte eine ähnlich große Ohio-Klasse SSBN 60.000 Schachtpferdestärken. Virginia SSN produziert 40.000 Wellenstärken, um ein U-Boot anzutreiben.“
Aufgrund der schieren Größe und des Gewichts der Elektromotoren gibt es einige Größenbeschränkungen, die einem randmontierten Pumpjet inhärent sind.
„Bryan hat Recht und ich stimme zu, dass das kritischste technische Problem mit dem randlosen Elektromotor-Pumpstrahl als Hauptantrieb für einen SSN oder SSBN darin besteht, eine ausreichende Leistung in Bezug auf Größe und Gewicht eines Heckpumpstrahls zu liefern“, sagte Callender.
„Wie Sie sich vorstellen können, wäre ein randloser Pumpstrahl mit einem Durchmesser von 40 Fuß sowohl in Bezug auf Größe als auch Gewicht nicht praktikabel (aktuelle Antriebe haben einen Durchmesser von weniger als 20 Fuß). Ein riesiger und schwerer Motor und Pumpstrahl am äußersten Heck würden auch die Rumpfstabilität nahezu unmöglich machen.“
Daher müssten die Chinesen mehrere Antriebe verwenden, um ein praktisches U-Boot zu entwerfen und zu bauen.
„Eine wahrscheinlichere Lösung, einen kleineren felgengetriebenen Pumpstrahl (und damit weniger Leistung) zu integrieren, wäre, mehrere Pumpstrahlen auf den stabilisierenden Heckflossen (2 oder wahrscheinlicher 4) zu haben“, sagte Callender.
„Aber die Frage der Größe und des Gewichts ist immer noch ein großer technischer Sprung und würde wahrscheinlich keine ausgereifteren, aber schweren Permanentmagnetmotoren enthalten.“
Clark weist auf ein weiteres potenzielles Problem hin, auch wenn die Chinesen alle anderen technischen Probleme lösen können. Ein felgengetriebener Pumpjet würde eine enorme Menge an elektrischer Energie verbrauchen, und es ist nicht klar, ob die Chinesen diese Art von Energie an Bord ihrer U-Boote erzeugen können.
„Die letzte Herausforderung, die ich bei einem felgengetriebenen Pumpstrahl sehe, ist die Fähigkeit des Schiffes, die für den Antrieb des Pumpstrahls erforderliche elektrische Energie bereitzustellen“, sagte Clark.
„Ein elektrisches Antriebssystem ist weniger effizient als ein herkömmlicher Dampf- oder Dieselantrieb, da der Reaktor oder Dieselgenerator einen Generator antreibt, der dann einen Motor antreibt, verglichen mit einem Dieselmotor oder einer Dampfturbine, die die Welle direkt antreiben.“
Wenn die Chinesen erfolgreich einen felgengetriebenen Pumpjet entwickeln und bauen würden, könnte dies weitreichende strategische Auswirkungen haben.
„Wenn sie jedoch einen wirklich leisen Antrieb für SSNs entwickelt haben, könnten sie diese Boote als Freilandelement ihres A2 / AD-Netzwerks verwenden: SSKs könnten eine relativ statische Verteidigungskette näher an der Küste bilden, während SSNs vorausstreiften, um entgegenkommende US-Pazifikflotten- oder Seventh Fleet Task Forces zu erkennen, zu verfolgen und anzugreifen (und A2 / AD-Kräfte hinter dem Aufenthaltsort der US-Streitkräfte zu benachrichtigen) „, sagte James Holmes, Professor für Strategie am US Naval War College, gegenüber The National Interest.
„SSNs könnten somit eine Vorwärtsverteidigung der geschichteten Seeverteidigung Chinas darstellen. Und das lässt alle offensiveren Anwendungen für heimliche SSNs beiseite, wie Vorwärtsoperationen im Indischen Ozean.“
Das neue Antriebssystem könnte auch ein Segen für die chinesische SSBN-Flotte sein, die wie die sowjetische Boomer-Flotte die sogenannte „Bastion“ -Strategie anwendet.
„Diese Art von Antrieb würde Chinas“Bastion“ -Strategie für SSBNs im Südchinesischen Meer verbessern“, sagte Holmes.
„Die Antriebsmaschinen sind am leisesten, wenn sie langsam laufen, während SSBNs auf Patrouille kriechen. SSBNs, die in Sanya stationiert und mit neumodischen Antriebsanlagen ausgestattet waren, konnten sich auf den Weg machen, schnell tauchen und zu ihren Patrouillenplätzen trödeln – wobei ihre akustische Signatur und damit die Wahrscheinlichkeit einer feindlichen Erkennung auf ein Minimum beschränkt blieben. Das würde die Anti-U-Boot-Herausforderung für die USA und die alliierten Streitkräfte in der Tat entmutigend machen. Wir würden chinesische U-Boote in Chinas erweiterter Nachbarschaft jagen, in der Nähe einer Reihe von PLA A2 / AD-Waffen.“
Es gibt jedoch viele Anzeichen dafür, dass die chinesische Rim-Power-Pumpjet-Silent-Antriebstechnologie übertrieben ist. In dem SCMP-Artikel zitiert die Autorin Minne Chan Collin Koh Swee Lean, einen U-Boot-Experten der S. Rajaratnam School of International Studies an der Nanyang Technological University in Singapur: „Auf lange Sicht, wenn der Pumpstrahlantrieb für voll funktionsfähig erklärt und erfolgreich getestet wird … zukünftige U-Boote würden standardmäßig mit einem Pumpstrahlantrieb ausgestattet.“
Für Callender ist dies ein Hinweis darauf, dass sich die chinesische Technologie noch im Labor befindet.
„Für mich bedeutet dies, dass sich der randlose Pumpstrahl noch in der wissenschaftlichen und technologischen Entwicklungsphase befindet und keine kurzfristig ausgereifte Technologie ist“, sagte Callender.
Letztendlich wird nur die Zeit zeigen, ob sich das neue chinesische Silent-Antriebssystem als echt erweist.
Aber einige US-Marineanalysten glauben, dass der Rim-driven Pumpjet einfach chinesische Propaganda ist. „Ich habe das heute Morgen gelesen und bin zu dem Schluss gekommen, dass die PLAN-Propagandamaschine am 4. Juli beschäftigt war“, erklärte Bryan McGrath, Geschäftsführer der FerryBridge Group Naval Consultancy, gestern gegenüber The National Interest.
„Ja, etwas…wenn echt. Und es steht für mich außer Frage, dass der Unterwasservorteil, den wir genießen, durch unsere Fähigkeiten zunehmend unter Druck geraten wird. Aber sind das US-Subs? Nein.“
Dave Majumdar ist der Verteidigungsredakteur von The National Interest. Sie können ihm auf Twitter @DaveMajumdar folgen.