Анаэробные энергетические установки подлодок

Несмотря на появление в начале 1950-х годов ЯЭУ, позволивших совершить революционный шаг в стратегии и тактике использования подводного флота, до настоящего времени преобладающими по численности в ВМС остаются неатомные ПЛ. Такое положение объясняется главным образом тем, что создание и эксплуатация атомных подводных лодок существенно дороже неатомных. В то же время, стремление улучшить ТТХ этих ПЛ, и, в первую очередь, их скрытность (в частности, за счет увеличения времени непрерывного плавания в подводном положении) заставляют специалистов искать пути создания анаэробных энергетических установок (Atmosphere Independent Power Systems — AIPS), то есть работающих без использования атмосферного воздуха.

Первоначально такие установки создавались в качестве вспомогательных источников энергии для неатомных ПЛ. Известно, что эффективность неатомных ПЛ снижается из-за необходимости периодической подзарядки аккумуляторных батарей, для чего необходимо уходить с позиций и подвсплывать на перископную глубину, на которой возможен режим РДП, что повышает вероятность обнаружения корабля. Ограниченность энергетических запасов неатомных ПЛ затрудняет их использование подо льдами Арктики. Применение в качестве вспомогательных источников энергии установок анаэробного типа позволяет значительно улучшить тактико-технические характеристики неатомных ДПЛ и сделать их сравнимыми с аналогичными показателями подводных лодок с ЯЭУ.

В качестве анаэробных источников энергии рассматриваются электрохимические генераторы, двигатели Стирлинга, парогазовые установки и энергетические установки с дизелями, работающими по замкнутому циклу.

При оценке перспективности использования того или иного типа ЭУ особое внимание уделяется специфическим требованиям, обусловленным особенностями эксплуатации ПЛ. В первую очередь, это требования низкого уровня шумов и малого тепловыделения ЭУ, определяющие скрытность ПЛ. Немаловажное значение имеют массогабаритные характеристики, простота и безопасность эксплуатации, ресурс и стоимость, возможность использования существующей береговой инфрастуктуры.

Исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию ЭУ, отвечающей комплексу предъявленных требований, активно ведутся в странах, занимающихся проектированием и постройкой подводных лодок. Отрабатывается технология производства новых ЭУ, накапливается опыт их эксплуатации в реальных условиях. Работали и работают в области создания дизелей, работающих по замкнутому циклу (Россия, Германия, Голландия, Англия, Южная Корея), двигателей Стирлинга (Россия, Швеция и Япония), газодинамических турбин (Россия, Германия, Франция и Англия), установок с электрохимическими генераторами (Россия, Германия) [14], [65].

Особое значение отводится подводным лодкам с комбинированной установкой, в состав которой входят дизель-генератор и один из перечисленных альтернативных двигателей или источников питания. Применение таких установок, позволяя значительно увеличить дальность плавания в подводном положении (рис. 10.14) и подводную автономность ПЛ, способствует повышению ее боевой эффективности.

Переход в район боевых действий подводная лодка будет совершать обычным образом, чередуя режим движения под РДП с ходом на глубине, а патрулирование, осуществляемое на малых скоростях и не требующее больших затрат энергии на движение и общекорабельные нужды, будет обеспечиваться анаэробной установкой. При этом часть энергии будет затрачиваться на поддержание аккумуляторной батареи в состоянии полного насыщения, компенсируя потери при саморазряде. При отрыве от преследования и на высокоскоростных режимах сближения с целью, сопровождающихся интенсивным использованием средств наблюдения и требующих мощности, превышающей мощность такой установки, будет использоваться энергия, накопленная в АБ.

Вместе с тем, каждый тип двигателя, имея свои преимущества, ставит проблемы при проектировании подводной лодки и неизбежно обнаруживает слабые места. Поэтому новые типы двигателей должны быть проанализированы по основным критериям для ЭУ подводных лодок: удельной мощности, взрыво- и пожаробезопасности, тепловыделению в атмосферу ПЛ, бесшумности, стоимости эксплуатации и т. д. Только после подобного анализа можно сделать вывод о том, какое место займут анаэробные установки между классической дизель-аккумуляторной и классической ядерной ЭУ, и на каких лодках целесообразно их устанавливать.