Разработка большой торпедной подводной лодки 611

Параллельно с созданием средних подводных лодок проекта 613 возобновились работы по строительству больших лодок, которые могли бы заменить находившиеся в составе флота крейсерские ПЛ XIV серии. В 1947-1948 гг. был разработан проект 611 большой торпедной подводной лодки, водоизмещением около 1830 т, вооруженной 10 торпедными аппаратами (главный конструктор С.А. Егоров).

Большая ПЛ проекта 611 (рис. 1.27) [131] должна была вести боевые действия на океанских коммуникациях и в пунктах базирования сил противника, уничтожать его надводные корабли и суда, решать задачи дальней оперативной разведки, прикрывать свои кон-вои в океане, а также осуществлять минные постановки.

Для решения этих задач ПЛ вооружались шестью носовыми и четырьмя кормовыми 533-мм ТА с общим боекомплектом в 22 торпеды. Она обладала артиллерийским вооружением, идентичным проекту 613, которое было снято после 1956 г. По конструкции лодка строилась двухкорпусной. Впервые в практике отечественного подводного кораблестроения были применены наружные шпангоуты прочного корпуса (ПК). Концевые переборки ПК, как и поперечные переборки отсеков-убежищ №№ 1, 3 и 7, были сферическими.

На ПЛ проекта 611 впервые в отечественной практике применена трехвальная ЭУ, используемая для плавания как в надводном, так и в подводном положении. Надводный ход обеспечивали три дизеля, работавших каждый на свой гребной вал. Для подводного хода применили три типа гребных электродвигателей: на среднем валу устанавливался ГЭД мощностью 2700 л.с., на бортовых валах — по одному ГЭД мощностью 1350 л.с. Кроме того, на среднем валу использовали ЭД экономического хода мощностью 140 л.с. В электро-энергетической системе ПЛ для ряда потребителей применили повышенное напряжение электрического тока 400 вольт.

Для уменьшения шумности лодки средний гребной винт, в отличие от бортовых, выполнялся четырехлопастным, средний гребной вал «пропускался» через полый якорь электромотора экономического хода без передаточных устройств, а механизмы монтировались на звукоизолирующие фундаменты.

Для обеспечения повышенной автономности на ПЛ установили систему кондиционирования воздуха, рефрижераторную и опресни-тельную установки. Всего было построено 26 ДПЛ проекта 611.

Последующие большие ДПЛ строились уже по проекту 641 (рис. 1.28) [131].

Проектирование выполнялось в ЦКБ-18 (главный конструктор С.А. Егоров, затем З.А. Дерибин и Ю.Н. Кормилицин). По данному проекту было построено 75 подводных лодок.

В 1955 г. внедряется новая корпусная сталь повышенной прочности, которая применяется при строительстве ПЛ проекта 641 с целью увеличения глубины погружения. Одновременно проектируемые лодки оснащаются новейшими средствами навигации, наблюдения и связи. В результате проект 641, при практически равном водоизмещении, имел по сравнению с лодками проекта 611 увеличенные:

— на 40% предельную глубину погружения;

— на 20% автономность;

— запас топлива и дальность плавания, для чего на ЦГБ №№ 2, 4, 7, 8 и 9 были установлены кингстоны, а сами ЦГБ приспособлены для приема в них топлива;

— до 8 узлов скорость хода в режиме РДТТ;

— запасы средств регенерации воздуха, а также улучшенные условия обитаемости.

Вместе с тем, обводы корпуса остались традиционными для обеспечения высокой скорости в надводном положении, как и у лодок проекта 611 — со штевневой носовой оконечностью и крейсерской кормой, что, естественно, снижало ходовые и маневренные качества в подводном положении.

К середине 60-х годов прошлого века ПЛ первого поколения уже не соответствовали требованиям Военно-морского флота. Накопленный опыт их строительства и эксплуатации, бурное развитие науки и судостроительной промышленности подготовили условия для создания дизельных лодок второго поколения.

Тогда в 1965-1967 гг. в ЦКБ «Рубин» и был разработан проект 641 Б, который представлял второе поколение советских послевоенных дизельных лодок (главный конструктор З.А. Дерибин, затем Ю.Н. Кормилицин), (рис. 1.29) [66].

Лодка имела корпус, более приспособленный к плаванию под водой. У нее были объемные носовая и кормовая оконечности, более округлая форма корпуса. Была установлена мощная для того времени гидроакустика, применено автоматизированное устройство перезарядки торпедных аппаратов, аккумуляторные батареи повышенной емкости и передовое радиотехническое вооружение (БИУС, навигационный комплекс и др.). К этому времени появились торпеды с самонаведением и с телеуправлением, что позволило отказаться от кормовых торпедных аппаратов. Однако остальные корабельные системы и механизмы остались прежними, как на подводных лодках первого поколения. Всего было построено 18 ПЛ проекта 641Б.

У подводных лодок первого поколения надводная скорость хода достигала 18 узлов, а подводная составляла 13 узлов. У кораблей второго поколения подводная скорость сравнялась с надводной и составила 16...17 узлов.

В послевоенном строительстве подводных лодок нашло продолжение и направление, связанное с использованием энергетических установок, работающих без доступа атмосферного воздуха, начатое еще в довоенное время в СССР и в Германии [14].

Среди многочисленных вариантов термодинамических циклов и принципиальных схем энергетических установок, рассмотренных в процессе научно-исследовательских работ, конкретное воплощение нашли два типа. Первый — дизельная установка, переоборудованная для работы в подводном положении по замкнутому циклу, — единый двигатель (ЕД).

Для осуществления такого режима на ПЛ необходимо было принимать кроме дизельного топлива запасы окислителя (жидкий кислород). Для очистки выхлопных газов от СО3 и некоторых других компонентов на ПЛ размещались запасы химического поглотителя.

В СССР была построена серия из 31 ПЛ малого водоизмещения проекта А 615 с ЕД (главный конструктор К.С. Кассациер) (рис. 1.30) [131].

Подводные лодки этой серии могли развивать максимальную подводную скорость, примерно на 25% большую, чем у ДПЛ близкого водоизмещения. Время плавания этой скоростью увеличилось почти в 3 раза.

Второй принципиальной схемой была парогазотурбинная вальтеровская установка (ПГТУ), работающая по замкнутому циклу. В качестве окислителя в этой установке применялась высококонцентрированная перекись водорода.

Подводные лодки с ПГТУ были построены одна в СССР и две в Англии, как экспериментальные (проект 617, главный конструктор А.А. Антипин, затем С.Н. Ковалев) (рис. 1.31) [131].

Максимальная подводная скорость этих подводных лодок достигла 20...25 узлов на 4...6 часов.

Опытная эксплуатация ПЛ с ЕД и ПГТУ показала их большую сложность, повышенную взрывопожароопасность и недостаточную надежность. Необходимо также отметить, что ограниченная несколькими часами дальность плавания на высоких подводных скоростях таких ПЛ не решала проблемы создания истинно подводной лодки: израсходовав запас окислителя и не имея возможности пополнить его в море, они превращались в обычные тихоходные ДПЛ. С появлением атомных ПЛ работы по проблеме использования ЕД и ПГТУ в ведущих странах мира были прекращены.

Дальнейшее строительство ДПЛ шло различными путями. С одной стороны, США, построив на протяжении 1950-х гг. две небольшие серии ПЛ «Тэнг» и «Барбел», с 1959 г. полностью переключились на строительство только атомных подводных лодок (АПЛ). Позже примеру США частично последовала Англия: постройка ДПЛ в 1960-х и 1970-х гг. производилась, главным образом, «на экспорт» в страны Британского содружества и некоторые развивающиеся страны.

Другие ведущие морские державы наряду с АПЛ, которым уделяется основное внимание, продолжают строительство ДПЛ. Швеция, ФРГ, Италия, Япония, Голландия и другие, имеющие высокий промышленный потенциал, строят и совершенствуют только ДПЛ [113]. В табл. 1.4 приведены тактико-технические характеристики ДПЛ различных стран [8], [137], [140].

Вопрос о значении дизельных подводных лодок в системе современных военно-морских сил следует решать не абстрактно, а применительно к каждой конкретной стране, исходя из ее географического положения, экономических возможностей, ее долгосрочной внешнеполитической концепции [49].

На рубеже 1970-х годов гидроакустика достигла таких успехов, что подводная лодка легко обнаруживалась под водой по ее акустическому полю. Вопросам снижения акустического поля стали придавать первостепенное значение.

Попытка модернизировать ПЛ проекта 641Б показала, что у этой лодки снизить шум практически невозможно. Нужно было менять форму корпуса корабля, его конструкцию, разрабатывать новое оборудование, и тогда было принято решение о создании принципиально новой дизельной подводной лодки третьего поколения.

Создание подводной лодки третьего поколения «проект 877»

Такая подводная лодка была спроектирована в ЦКБ МТ «Рубин» (главный конструктор Ю.Н. Кормилицин) для строительства двумя сериями, значительно отличающимися по ТТХ.

В российском флоте обе серии получили одно обозначение: проект 877.

Проекту присвоили шифр «Варшавянка», поскольку эти лодки поступали в ВМС государств, входивших в Варшавский договор (рис. 1.32). Для экспортных лодок обозначения были разными: первая серия проект 877Э и 877ЭКМ, вторая — проект 636 [59], [64].

При создании ПЛ особое внимание было уделено вопросам скрытности, эффективности торпедного оружия, радиоэлектронного вооружения и обитаемости. ТТХ лодки были значительно улучшены по сравнению с ПЛ второго поколения.

В основу проектирования третьего поколения ДПЛ был положен метод конструктивной трансформации базовой модели, который учитывал неизбежную необходимость естественной смены приоритетности тех или иных свойств ПЛ с течением времени.

Так было с требованием увеличения скорости надводного хода для подводных лодок первого послевоенного поколения и скорости подводного хода для лодок второго поколения. Приоритетность скрытности для ПЛ третьего поколения потребовала изменить не только облик и конструкцию лодки, но и технологию ее создания, энергетику, оружие и электронное вооружение.

Подводная лодка проекта 877 должна была гарантированно выигрывать дуэльную ситуацию с любой лодкой данного класса. Дуэльная ситуация может быть выиграна только при оптимальном сочетании акустической скрытности, дальности обнаружения целей, быстродействии и мощности оружия. Время требовало от проектантов нетрадиционного подхода, обеспечивающего не только решение названной выше задачи, но и возможность последующей модернизации, сохраняющей высокую боевую эффективность всех кораблей серии в процессе их строительства и эксплуатации.

Значительное повышение скрытности было достигнуто за счет новой формы и конструкции корпуса, создания малошумного оборудования, противогидролокационного покрытия, новейших методов борьбы с возникновением и распространением вибрационных возмущений по всему кораблю.

Впервые в практике отечественного подводного кораблестроения на ДПЛ был применен корпус «дирижабельной» формы с оптимальным по условиям ходкости удлинением и минимальным количеством забортных отверстий (рис. 1.33).

Одновальная энергетическая установка выполнена по схеме полного электродвижения, т.е. движение под ГЭД осуществляется и в надводном, и в подводном положении, что обеспечило гибкость управления электроэнергетической системой корабля.

Установленный на лодке резервный движительный комплекс (РДК) наделил ее способностью уверенно плавать при повреждении основного вала или винта, преодолевать минные поля и маневрировать в ограниченной акватории при швартовке.

Усовершенствованная форма корпуса и конструкция рулевых устройств подводной лодки обеспечили ее высокие маневренные качества при плавании на мелководье и на глубине, позволили устойчиво держать перископную глубину при развитом морском волнении.

В результате оптимизации процессов управления боевым комплексом и техническими средствами было достигнуто рациональное сочетание автоматизированных и ручных операций, что позволило при высокой надежности и оперативности управления сократить численность экипажа. Это позволило создать для личного состава комфортные условия — удобные каюты с персональными спальными местами, душевые, амбулаторию, кают-компанию.

Подводные лодки проекта 877 практически универсальны и способны решать задачи противолодочной обороны и борьбы с надводными кораблями, как в открытом океане, так и в ограниченных акваториях. Этим задачам соответствует мощное вооружение ПЛ, состоящее из шести носовых 533-мм ТА, два из которых рассчитаны на стрельбу телеуправляемыми торпедами с высоким коэффициентом поражения.

При модернизации к ним добавились новейшие противокорабельные ракеты. Общий боезапас составляет 18 торпед различного типа или 24 мины. Торпедный отсек оснащен автоматическим устройством быстрого заряжания, позволяющим вести высокотемповую стрельбу, что особенно важно при борьбе с надводными конвоями или в дуэльной ситуации с противником, активно использующим средства гидроакустического противодействия. Для самообороны от авиационных средств ПЛО в надводном положении лодка впервые вооружена зенитным ракетным комплексом (ЗРК) [62].

Головная ПЛ проекта 877 была построена в 1980 г. «Варшавянка» оказалась самой малошумной современной неатомной подводной лодкой. Зарубежные СМИ назвали ее «черная дыра в океане».

Всего до 2006 г. для ВМФ СССР (РФ) было построено 24 ДПЛ этого проекта и 29 для ВМС других стран. В процессе строительства серий проект постоянно совершенствовался, как это и было предусмотрено при проектировании, что позволило в несколько раз снизить шумность ПЛ по сравнению с первой серией, повысить ресурс оборудования в 2 раза, улучшить ремонтопригодность кораблей.

Несмотря на успехи, достигнутые при создании ПЛ третьего поколения проекта 877 и его модификаций, ЦКБ МТ «Рубин» с начала 1980-х годов активно занималось проектированием еще более со-вершенной ПЛ нового, четвертого поколения — проекта 677 (главный конструктор Ю.Н. Кормилицин) [119].

Была поставлена задача повысить боевые характеристики ПЛ при уменьшении водоизмещения, что дало бы дальнейшее снижение заметности корабля по всей номенклатуре физических полей, а также снижение трудоемкости, а следовательно и стоимости постройки. Чтобы решить такую задачу, было выполнено более 170 опытно-конструкторских работ (большинство из которых внедрено при создании этого корабля) [60], [61].

Новые решения, которые значительно отличают подводную лодку четвертого поколения от ее предшественниц:

— однокорпусный архитектурно-конструктивный тип, что позволило значительно снизить водоизмещение ПЛ;

— система полного электродвижения с энергетическим оборудованием в составе дизель-генератора переменного тока и всережимного электродвигателя, позволившая сократить длину корабля на целый отсек;

— откидные колонки резервного движительно-рулевого комплекса (РДК), что освободило объемы внутри прочного корпуса;

— автоматизированный ракетно-торпедный комплекс с микропроцессорным управлением, что резко сократило расход воздуха при стрельбе;

— эффективное и технологичное шумозаглушающее и противогидролокационное покрытие;

— гидроакустический комплекс (ГАК) с сильно развитой ком-формной шумопеленгатроной антенной, что в сочетании с низкой собственной шумностью ПЛ обеспечивает гарантированное упреждающее обнаружение целей и выигрыш в дуэльной ситуации на большой дистанции, а также своевременное уклонение от противолодочных кораблей;

— непроникающие подъемно-мачтовые устройства для антенно-фидерных устройств;

— просторный главный командный пункт нового типа;

— впервые установлена на отечественной ПЛ экологичная азотная система пожаротушения вместо ЛОХ (лодочной объемной химической), в которой в качестве гасящего газа использовался фреон;

- комплекс агрегатированных средств управления подводной лодкой, ее боевыми и техническими средствами;

- впервые на НАПЛ установлено размагничивающее устрой­ство.

На ПЛ этого проекта впервые в мире установлены системы, обеспечивающие экологическую чистоту корабля. Все отходы, на­капливающиеся на ПЛ, перерабатываются внутри лодки. В резуль­тате за борт удаляется только чистая вода и утилизируемые океаном отходы, а остальные сдаются в базе.

В конце 1997 г. на предприятии «Адмиралтейские верфи» зало­жены головные корабли проекта «Санкт-Петербург» для ВМФ Рос­сии и «Амур-1650» — на экспорт (рис. 1.34) [115].

Сколько существуют подводные лодки, столько же их создате­ли решают проблему увеличения времени их пребывания под водой без связи с атмосферным воздухом. Альтернативой описанных выше технических решений является создание анаэробной установ­ки на основе топливных элементов с прямым преобразованием хи­мической энергии в электрическую. Разработан проект модифика­ции подводной лодки типа «Амур», имеющий помимо установки с полным электродвижением дополнительную энергоустановку с топливными элементами, размещаемую в отдельном отсеке, кото­рый может быть легко врезан в корпус ПЛ.

В табл. 1.5 [8], [66], [140] приведены основные тактико-техни­ческие характеристики ДПЛ России.