チェコ語で何かについて「懐中電灯の光が当たっている」と言うとき、それは通常褒め言葉の意味ではありません。それは信頼性の低い短命なもの、つまり実際の負荷に耐えられないおもちゃの代名詞です。
海洋潜水艇の世界では、このダジャレは文字通り何十年にもわたって真実でした。ディーゼル電気潜水艦は、原子力潜水艦に比べて「貧弱」で強力ではないと考えられていました。しかし、これは現在、根本的に変わりつつあります。
フランスの兵器会社ネイバル・グループは最近、インドネシア海軍に対し、10年前でさえSFか単なるマーケティング上のでっち上げのように聞こえるような提案を提示した。彼らの新しいScorpène Evolved潜水艦モデルは、完全な運用展開では水面下に留まることができると考えられています 78日。
背景: 海洋技術の最高峰と考えられている米国の原子力潜水艦による典型的な哨戒航海は、通常 60 ～ 90 日間続きます。彼らにとっての制限要因は、原子炉内の燃料ではなく（それは、はるかに長い時間には十分であるだろう）、乗組員と食料供給の心理的抵抗である。通常型潜水艦が水中でほぼ 3 か月間生存できれば、重要な分野の 1 つにおいて、原子力と通常型潜水艦との間の実際の差は縮まることになります。
これはフランスのマーケティングに限った話ではありません。日本、韓国、ドイツ、中国が大規模 彼らは投資します 私たちがポケットやガレージから知っているテクノロジー、そしてリチウム電池に。
危険なストロー
古典的な従来型潜水艦はハイブリッド駆動の原理で動作します。地下では、バッテリーからエネルギーを引き出す電気モーターによって動力が供給されます。バッテリーが切れたら、潜水艦は浮上するか、少なくとも空気取り入れ管、いわゆるシュノーケルを突き出し、騒音の大きいディーゼル発電機を起動してバッテリーを充電しなければなりません。
シュノーケル潜水艦は脆弱です。ディーゼルエンジンの騒音は水中を数十キロメートル先まで広がります。排気ガスは赤外線センサーで見える熱の痕跡を残し、シュノーケル自体は小さいながらも荒れた海でも最新の航空機レーダーを検出できます。
クラシックカーで知られる古い鉛蓄電池は重く、容量も小さかった。それらでは、潜水艦は数十時間水面下に浮かぶことができましたが、高速でははるかに早く消耗しました。そのため、彼女は頻繁に、場合によっては毎日「呼吸」する必要がありました。
空気独立推進 (AIP) システムは、2000 年代の変わり目にある中間段階になりました。これらは、液体酸素を燃焼させるスターリング エンジンや燃料電池などの追加エンジンでした。これらにより、潜水艦は浮上することなく 2 ～ 3 週間水面下に潜り込むことができました。
しかし、そこには落とし穴がありました。AIP システムの電力はほとんどありません。潜水艦は非常にゆっくりとしか移動できず、基本的に時速キロメートル単位の高い速度 (約 4 ～ 5 ノット、つまり 7 ～ 9 km/h) で移動できます。たとえば、攻撃したり追跡から逃れたりするためにスピードを上げる必要がある場合は、バッテリーに切り替える必要があり、すぐにバッテリーを「絞り出す」ことができます。つまり、それはダイナミックな戦闘には適さず、忍耐強くターゲットを待ち続けることにのみ適した技術でした。
それにもかかわらず、この中間段階さえも重要でした。 2005年、米海軍はスウェーデンのAIP搭載潜水艦ゴットランドをリースし、演習で敵の役割を果たした。その結果はアメリカ人にとって厳粛なものだった。小さくて安くて静かなスウェーデンの潜水艦が繰り返し空母ロナルド・レーガンの防御を突破し、事実上「沈没」させたのだ。そして、それだけではありませんでした 同様のケース 海軍演習中。
日本のやり方
しかし、本当の革命はリチウムの出現によってようやく到来しています。その先駆者は日本であり、1990年代初頭に最初の商用リチウムイオン電池が市場に参入した国である。現在、日本の海軍「自衛隊」が世界で初めてこの技術を水面下で本格的に配備した。
2020 年 3 月、オルジュ潜水艦が就役し、鉛バッテリーを完全に使用していない初めての船舶となりました。続いてキールからリチウム電池専用設計となったたいげい型が登場した。日本の技術者は大胆な決断を下しました。これらの船には複雑なAIPシステムは一切設置しませんでした。代わりに、保存されたスペース全体が埋まりました 巨大なセット リチウム電池。
分析的 推定によると たいげいに搭載されているバッテリーの容量は約 70 ～ 83 メガワット時 (MWh) です。比較のために、高級電気自動車のバッテリー容量は約 0.07 ～ 0.08 MWh です。したがって、潜水艦は電気自動車約 1,000 台分に相当するエネルギーを搭載しています。
この変更により、2 つの大きな戦術的利点がもたらされます。まずは充電速度です。リチウム電池は鉛の何倍もの電流で充電できます。これは、潜水艦が「吸入」するために浮上する必要がある場合、それにかかる時間が大幅に短縮されることを意味します。地上では数時間ではなく、数十分で十分です。
2 番目の、そしておそらくより重要な利点は、スプリント能力です。古い潜水艦は、AIP を搭載した潜水艦であっても、水面下でゆっくりと移動する必要がありました。しかし、リチウム電池は瞬間的に巨大な電力を供給できます。たいげい型潜水艦は数週間にわたって静かに潜行することができますが、必要に応じて加速することができます 20 を超えるノードに (時速 40 km 弱) 攻撃位置を取るか、敵の魚雷の射程から逃れるのに十分な時間この速度を維持します。これは、これまで原子力潜水艦が事実上独占的に保有していた能力である。
原子力潜水艦は原理的に騒音が大きいですが（原子炉冷却回路のポンプは常に稼働しなければなりません）、バッテリー駆動の潜水艦は深海のすべてを完全に停止できます。 何週間もの間。耐久性の向上と組み合わせることで、原子力潜水艦の数十億ドルに比べて数億ドルのオーダーという大幅に低価格で、局地紛争で敗北しないまでも核巨大企業を脅かすことができる兵器システムが生み出される。
これは日本だけではありません。韓国はハイブリッドエクストリーム路線を進んでいます: 新しい KSS-III バッチ 2 クラス 組み合わせる 両方の長所を。数週間にわたる水面下でのゆっくりとした「忍び足」用の AIP と、戦闘用のスプリント用のリチウム電池の両方を搭載しています。メーカーのハンファ・ディフェンス社は、これらのボートは戦闘モードで20日間以上水面下に留まり、世界で最も危険な通常型潜水艦の一つであると主張している。
したがって、地下の世界は 2 つのカテゴリーに分けられます。1 つは原子力推進の無限の耐久性を享受できる人々、もう 1 つは電池化学の進歩のおかげで、約 20 ～ 30% のコストでその能力の 80% を得る人々です。そして、もう 1 つのプレーヤーがすぐにその方程式に加わることになります。それは中国です。
北京ハイブリッド
世界最大の通常潜水艦保有国であるこの国は、この傾向に従うだけでなく、それを自国の産業上の強みに適応させようとしている。この場合、北京は電気自動車用バッテリー市場での支配的な地位から恩恵を受ける。中国人エンジニアも対応可能 分析ベット LFP（リン酸鉄リチウム）技術を採用した元級潜水艦の新型向け。
この化学物質は日本で使用されている電池よりもわずかにエネルギー密度が低いですが、その高い熱安定性が際立っています。潜水艦の密閉された船体では致命的な脅威となる火災の危険性は、潜水艦の場合は大幅に低くなります。これは実用的な選択です。航続距離は若干短くなりますが、乗組員と船の安全性は高くなります。
しかし、さらに興味深いのは、通常潜水艦と原子力潜水艦の間の一線を越える、ハイブリッド駆動装置を用いた中国の実験である。 完全にぼやけます。開発中の041型に小型原子炉を搭載する話がある。ただし、古典的な原子力潜水艦の場合のように、プロペラを直接駆動することはありません。その役割はバッテリーを充電することだけです。
このシステムは一種の「原子力バンク」として機能します。反応器は非常に小さく、発熱量は約 10 メガワットであるため、音も静かです。これにより、空気取入れのために浮上する必要がなくなり、同時に大型の加圧水型原子炉の複雑さと騒音が回避されます。この解決策が成功すれば、水面下で理論上無制限の耐久性を備えたカテゴリーの船舶が誕生し、現在の核規格よりも大幅に安価で静かになるでしょう。
ヨーロッパもそれほど遅れをとっていませんが、ここでのアプローチはより慎重です。潜水艦分野における伝統的な輸出リーダーであるドイツのTKMS社の懸念が始まりました。 リチウム電池をテストする 船に搭載され、将来のノルウェーとドイツの海軍向け Type 212CD に組み込まれます。
イタリアはリチウムへの移行を新型潜水艦U212 NFS（近未来潜水艦）の「ゲームチェンジャー」と呼び、逆転も計画している これらのバッテリーの取り付け 近代化の一環として古い船舶に移管されます。欧州の造船所は、この技術がなければ世界市場での競争力がなくなることを認識しています。
もう一つのジャンプ
今後 10 年の見通しは、現在のリチウム電池がほんの始まりに過ぎないことを示唆しています。自動車業界は固体電解質電池の開発に多額の投資を行っています。トヨタやパナソニックなどの企業は、10年末までに量産を開始する予定だ。これらのバッテリーは、今日の最高のセルの 2 倍のエネルギー密度と発火の危険性がほぼゼロであることを約束します。
潜水艦に適用すると、同じ船体の寸法を維持しながら、潜水時間が 40 ～ 60 日に延長される可能性があります。その瞬間、私たちはミッションの唯一の制限が乗組員への食料供給であり、エネルギーではないという状況に陥ります。
私たちが観察している変化には、より広い社会的および経済的側面もあります。これは、いわゆる技術の逆拡散の典型的な例です。 20 世紀には、画期的なテクノロジーが軍事研究所で作成され、数年後に民間部門に普及するのが一般的でした。例としては、インターネット、GPS、ジェット エンジンなどが挙げられます。
今日ではその方向は逆です。エネルギー貯蔵におけるイノベーションの原動力は兵器産業ではなく、この場合は主に電気自動車や家庭用電化製品に対する民間需要です。今回、世界の軍隊は、民間市場向けに開発され、商業分野から費用を支払われた技術を適応させているだけです。世界経済が輸送の脱炭素化と自動車の航続距離の拡大を目指す中、潜水艦はより静かになり、水中での航続距離も長くなってきています。
この「あらゆるものの電化」は、これまで原子力潜水艦によってのみ提供されていた戦略能力の民主化につながります。したがって、数週間から数か月にわたって海面下で秘密裏に活動できる能力は、少数の核保有国のクラブの特権であった。それには巨額の投資、原子力産業、そして特殊なノウハウが必要でした。
何百もの新しい水中戦闘機械がすぐに世界の海に溢れるというわけではありません。しかし、新しい技術のおかげで、小国は、はるかに強力な敵であっても自国の水域へのアクセスを効果的に拒否できるツールを手に入れました。
大国の技術的優位性は完全に失われたわけではないが、その価格は上昇している。それどころか、水中世界への「入り口」はバッテリーのおかげで安価になり、多かれ少なかれ傍観していた国々も間もなく、より広範囲に参加できるようになります。ある分野の進歩は必然的に他の分野のルールも書き換えます。
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#バッテリー駆動の潜水艦は海洋の力のバランスを劇的に変えています
2026-03-23 09:00:00