Двигатели подлодок


Проект 677 - Подводные Лодки Типа Лада, Новейшие Морские Субмарины, Названия: Санкт-Петербург и Кронштадт, Конструкция и Вооружение

02.08.2017

Развитие подводного флота в СССР после окончания Второй Мировой войны двигалось по двум направлениям. Начавшаяся ядерная эпоха дала толчок развитию целого класса новых военных кораблей – субмарин с атомной энергетической установкой. Новые подлодки получили качественно новые тактико-технические характеристики, которые сразу существенно увеличили боевые возможности флотов. Всем казалось, что время подводных лодок с обычной двигательной установкой безнадежно ушло. Подводный флот должен был идти по пути увеличения огневой мощи кораблей и повышения периода автономности плавания. Однако время показало, что субмарина с дизель-электрической энергетической установкой по-прежнему является грозным оружием, которое продолжает составлять основу многих военных флотов.

Проект 677 стал реальным подтверждение значимости места дизельных лодок в системе боеготовности современного флота.

Роль, которую играют дизель-электрические подлодки в  составе ВМФ России

Несмотря на постоянное совершенство ядерных энергетических установок, дизельные подводные лодки и по сей день не утратили своей актуальности. Наоборот, в последние годы наметилась тенденция увеличение числа боевых кораблей подводного класса во многих иностранных флотах. Практически все флоты ведущих морских держав, включая ВМС США, Великобритании, Франции, Японии и ВМС Китайской Народной Республики, продолжают пополняться дизель-электрическими субмаринами.

Не стал исключением военно-морской флот России, который помимо атомных подводных лодок имеет на вооружении боевые суда с обычной энергетической установкой. Еще в конце 80-х годов, когда Советский Союз сумел добиться паритета с Соединенными Штатами на море в ядерной компоненте стратегических вооружений, советские судостроительные заводы продолжали спускать на воду подводные суда с обычной энергетической установкой.

В то время как ядерные подводные ракетоносцы и многоцелевые АПЛ выполняли в океане стратегические задачи, в прибрежной морской зоне основную боевую нагрузку продолжали выполнять дизель-электрические подлодки. Оборона морских рубежей России в акваториях Балтийского и Черного моря, защита северного фланга морского театра – основная задача, которую сегодня выполняют военные суда российского ВМФ с обычными энергетическими установками. Костяк подводных сил Черноморского и Северного флота России составляют дизельные подводные лодки типа «Варшавянка» и ПЛ проекта 677 типа «Лада».

Присутствие на морском театре подводных лодок всегда вносило существенные ограничения в тактические планы военно-морского командования противоборствующих сторон. Угроза, которая исходит из глубины, ставит под сомнения боевую мощь любого военного корабля.  Подводные лодки стали важным фактором сдерживания агрессивных действий флотов противоборствующих сторон. Так было во время Первой Мировой войны. Так было и в ходе Второй Мировой войны – периода расцвета субмарин, как класса боевых кораблей.

Сегодня в эпоху господства совершенных технологий дизельные подлодки стали еще более грозной силой. Увеличившаяся в разы огневая мощь дизельных подлодок, появление ракетного оружия и совершенных гидроакустических характеристик сделали ДЭПЛ многоцелевыми и универсальными кораблями. На примере советских кораблей типа «Варшавянка и «Лада»  можно говорить о полноценной реализации концепции подлодок среднего класса. Благодаря увеличению автономности плавания и скрытности, современные подлодки ВМФ России способны выполнять следующие боевые задачи:

  • вести морскую разведку в акваториях внутренних морей и в экономической морской зоне;
  • осуществлять оборону портов, военно-морских баз и прибрежных морских коммуникаций;
  • выполнять ударные операции по нейтрализации военно-морских соединений флота вероятного противника;
  • нарушать торговые и транспортные морские коммуникации вероятного противника;
  • вести противодиверсионную и диверсионную деятельность.

Небольшие размеры позволяют подлодкам с обычной энергетической установкой контролировать мелководье, проникать в закрытые прибрежные районы. Увеличились функциональные, эксплуатационные и боевые возможности субмарин проекта 677. Суда получили мощное вооружение и  совершенное радиолокационное оборудование.

История проекта 677

Первые научно-исследовательские работы по созданию большой дизель-электрической подлодки были начаты в 1987 году. Планировалось вести строительство кораблей большой серией. С этой целью проект подлодки 677 типа «Лада» подгонялся под производственные мощности нескольких судостроительных заводов страны. Всего предполагалось задействовать в пополнении флота и для постройки экспортного варианта судна четыре судостроительные верфи:  «Адмиралтейские верфи» в Санкт-Петербурге, на «Севмаше», нижегородское предприятие «Красное Сормово» и завод «имени Ленинского комсомола» в Комсомольске на Амуре.

Первый вариант проекта был отправлен на доработку. Окончательный вариант проекта 677 был утвержден в 1997 году и разослан на судостроительные заводы.

Первая подлодка «Санкт-Петербург» проекта 677 была заложена на ленинградском АО «Адмиралтейской верфи» в декабре 1997 года. Почти 7 лет длилось строительство субмарины. Сначала долгострой объяснялся недостаточным финансированием заказа. Далее помехой введению подлодки в строй стало внесение изменений в действующий проект. Эти и многие другие факторы привели к тому, что строительство лодки то прекращалось, то снова возобновлялось.

Несмотря на существующие трудности, корабль все же был спущен на воду в 2004 году, получив бортовой номер Б-585 и звучное имя «Санкт-Петербург».  Однако на этом сложности с вводом корабля в строй не закончились. Своевременной сдаче объекта мешала частая смена командующих ВМФ России. На высшем командном уровне даже звучали мнения о том, что подобные суда совершенно не нужны российскому флоту. Новый корабль имел ряд критических недостатков в конструкции двигательной установки. Не дали должных результатов и ходовые испытания субмарины. Только через шесть лет, в апреле 2010 года первый корабль проекта 677 подлодка «Санкт-Петербург» типа «Лада» вошел в строй Северного Флота России.

Доводка основных узлов и систем боевого корабля осуществлялась в режиме опытной эксплуатации.

Лодки проекта 677 должны были выпускаться массово, как для оснащения отечественного ВМФ, так и для поставки на экспорт. Основным зарубежным заказчиком на российские подлодки являлся Китай. Для оснащения Черноморского, Балтийского и Северного флотов необходимо было до 2020 года сдать 20 кораблей.

Последовавшие в процессе ввода ПЛ «Санкт-Петербург» в эксплуатацию неудачи стали причиной внесения изменений в проект. На высшем командном уровне было принято решение модернизировать проект. Заложенные  в 2005-06 годах  ПЛ Б-586 «Кронштадт» и подводная лодка Б-587 «Великие Луки», должны будут модернизированы и переоборудованы еще на стадии постройки.

Конструктивные особенности подводных лодок проекта 677

Новые корабли относятся к четвертому поколению кораблей, которые должны по своим тактико-техническим характеристикам стать дальнейшим развитием экспортного проекта 877. В отличие от субмарин проекта 636.6 «Варшавянка», новые дизель-электрические лодки имеют меньшее водоизмещение и размеры. Новый корабль должен был стать более дешевым в строительстве, однако иметь такие же низкие параметры шумности и обладать не менее мощным вооружением.

Лодки получили в классификации НАТО шифр «Kilo» и считаются едва ли не самыми малошумными и скрытными кораблями в современных флотах. Вместе со своими старшими сестрами, подлодками проекта 636.6 (по классификации НАТО Improved Kilo), лодки типа «Лада» должны были обеспечить ударный кулак отечественного ВМФ во внутренних акваториях.

Основным критерием реализации проекта стало значительное количество НИОКР, внедренных в проект. Задача разработчиков и конструкторов заключалась в том, чтобы подтянуть подводные лодки проекта 636.6 на более высокий технологический уровень.

Для справки: впервые на дизель-электрической подлодке «Санкт-Петербург» были применены непроникающие устройства в виде выдвижных мачт, обеспечивающие лодке подводный ход на перископной глубине. Нововведение стало внедряться на все последующие боевые корабли типа «Варшавянка».

Кроме того создателям проекта и судостроителям удалось создать новый корабль, который по огневой мощи является самым мощным среди однотипных судов своего класса.

Корпус лодки и силовая установка

Подводная лодка «Санкт-Петербург»  имеет полуторную схему набора корпуса. Прочный корпус имеет асимметричные формы и изготавливается из стали марки АБ-2.  По всей длине прочный корпус имеет одинаковый диаметр. Носовая и кормовая часть являются частью легкого корпуса  и имеют коническую форму. Лодки проекта 677 имеют три палубы — яруса. Корпус разделен водонепроницаемыми переборками на пять независимых отсеков. В первом, носовом отсеке установлено новейшее гидроакустическое оборудование. Командный пункт лодки находится во втором отсеке. Следующие 3 и 4 отсека представляют собой жилые палубы. В последнем, в пятом кормовом отсеке находится силовая установка корабля.

Практически все подвижные части корпуса оборудованы элементами акустической защиты, которые должны снизить шумность корабля во время его эксплуатации. Снаружи корпус субмарины имеет защитное многослойное защитное покрытие, толщина которого составляет 40 мм. За счет этого нововведения сводятся к минимуму гидроакустические параметры движения корабля под водой.

На рубке корабля установлены рули глубины, увеличившие возможность управления лодками на подводном ходу. Основное управление подводной лодкой осуществляется с помощью хвостового кормового оперения, имеющего крестообразную конструкцию. В конструкции корабля все, начиная с формы корпуса, защищенного специальным гидроакустическим покрытием и заканчивая рулевыми устройствами, направлено на повышение скрытности подлодки. Первая подлодка серии Б-585 «Санкт-Петербург» имеет водоизмещение 1765 тонн, что на треть меньше водоизмещения кораблей проекта 636.6 типа «Варшавянка»

Силовая установка корабля

Дизель-электрическая лодка  —  это корабль, движение которого осуществляется за счет работы дизельных двигателей и электрогенераторов. Лодка 677 проекта имеет основную двигательную установку, состоящую из 2-х дизель-генераторов марки 28ДГ, мощностью по 1000 л.с. каждый. Электрический постоянный ток, поступающий на электромотор СЭД-1, вырабатывается во время работы дизелей Д-49. Электродвигатель имеет безколлекторную конструкцию и отличается сниженным количеством оборотов. Мощность электродвигателя на гребной вал составляет 4100 л.с.

Двигательная установка управляется дистанционно из командного пункта. Вся работа двигательной установки имеет цифровую систему контроля и управления. Движение субмарины осуществляется за счет вращения семилопастного винта с фиксированным шагом. Выносные винтовые колонки обеспечивают эволюции корабля во время швартовых работ.

В процессе сдаточных испытаний были выявлены некоторые дефекты работы двигателя, в особенности на низких оборотах (до 125м/с). Модернизация двигателей на ПЛ «Санкт-Петербург» проведена в 2007 году. Во время режима ограниченной эксплуатации двигательная установка нового корабля работает на 60% от проектной мощности. Субмарины имеют рабочий ход в надводном положении до 10 узлов. На глубине корабль может передвигаться со скоростью 21 узел.

Вооружение подлодок проекта 677

Дизель-электрические лодки традиционно оснащаются минно-торпедным оружием. На лодках типа «Лада» основным вооружением являются торпедные 533 мм аппараты. Боезапас корабля составляет 18 торпед. Торпедные аппараты рассчитаны на использование оружия разных модификаций, включая управляемые торпеды и противолодочные ракето-торпеды.

Как и подлодки проекта 636.6 корабли 677 проекта могли нести крылатые ракеты. ПЛ «Санкт-Петербург» разрабатывалась под установку ПКР «Оникс». Крылатая ракета, несмотря на свою большую огневую мощь, показалась дорогостоящим оружием, поэтому в процессе модернизации было принято решение заменить ПКР «Оникс» на новые противокорабельные ракеты «Калибр». Для этого на кораблях устанавливались установки вертикального пуска. Следующие в серии субмарины «Кронштадт» и «Великие Луки» также должны быть оснащены 4-мя пусковыми установками для ПКР «Калибр».

Система ПВО кораблей представляла собой ПЗРК «Игла-1» и зенитно-управляемые ракеты, установленные в выносных контейнерах.

Помимо сильного ракетно-торпедного вооружения субмарины проекта 677 несут мощное и современное гидроакустическое вооружение. ГАК «Лира» имеет высокочувствительные носовые и бортовые антенны, благодаря которым обеспечивается полная (3600) гидроакустическая обстановка на всем подводном горизонте.

Гидроакустический комплекс занимает всю верхнюю палубу носовой части подводного корабля. Кроме стационарного оборудования на лодке имеется буксируемая антенна. Навигационное оборудование представлено инерциальной системой, с помощью которой осуществляется безопасное движение корабля под водой и на поверхности при ограниченном режиме видимости.

Лодки проекта 677 сегодня. Перспективы

Создавая новые субмарины как вариант технического развития кораблей проекта 636.6 и 877 типа «Амур», конструкторы попытались одновременно оборудовать корабль всеми возможными на тот момент ноу-хау в области подводного кораблестроения. Эффект получился не совсем такой, как ожидалось. Многие системы корабля оказались сырыми и не смогли быть полностью адаптированы к требованиям технического задания. Это, прежде всего, коснулось двигательной установки корабля и его гидролокационного оборудования.

Спущенная на воду и введенная в строй подводная лодка «Санкт-Петербург» сегодня находится в режиме ограниченной эксплуатации. Строительство двух других кораблей осуществляется с учетом результатов эксплуатации головного корабля. Изменения в проект и модернизация судов осуществляются по ходу строительства.

Во всем остальном, корабли проекта 677 отвечают самым последним требованиям, предъявляемым к кораблям этого класса. Автономность плавания составляет 45 суток. Экипаж субмарины, в отличие от «варшавянок», уменьшился до 35 человек. По вооружению, элементу скрытности и дальности хода российские субмарины на сегодняшний день не имеют аналогов в иностранных флотах. Введение следующих кораблей серии запланировано на 2018 год, начало 2019 года.

Автор статьи:

Метальников Александр

Военный историк. Люблю писать на военные темы, описывать исторические события, известные сражения.

Свежие публикации автора:

С друзьями поделились:

militaryarms.ru

Бесшумная дизель-электрическая субмарина может навсегда положить конец производству атомных подводных лодок

Атомные подводные лодки (АПЛ) отличаются огромными размерами и диапазоном возможностей, которые включают нахождение под водой в течение длительного времени.

Усовершенствованная дизель-субмарина, построенная французской военно-морской оборонной компанией DCNS Group, ни в чём не уступает АПЛ. Названная SMX-Ocean, она настолько совершенна, что может находиться под водой в течение трёх недель и может пересечь Атлантику шесть раз без всплытия.

Лодка имеет следующие характеристики:

Длина: 100 метров

Высота: 15,5 м

Ширина: 8,8 м

Объём: 4750 тонн

Максимальная глубина погружения: 350 метров

Максимальная скорость, в подводном положении: 20 узлов

Дальность действия: 29000 км

На своём борту она несёт в общей сложности 34 вида оружия, включая торпеды, мины, ракеты: противокорабельные, крылатые и ракеты класса море-воздух.

Это означает, что она может атаковать цели в четырёх средах: под водой, на поверхности моря, на суше и в воздухе.

SMX-Ocean представляет собой прорыв в подводных технологиях, чтобы проявить свои качества она использует принцип движения, независящего от воздуха (Air Independent Propulsion, AIP).

Эта технология позволяет дизельной подводной лодке работать без необходимости доступа к атмосферному кислороду в течение длительных периодов времени, заменяя его другим окислителем (например, жидким кислородом) при движении под водой.

Одним из преимуществ использования AIP над подлодками с ядерными двигателями является то, что у АПЛ должен постоянно быть включён насос охлаждающей жидкости, который шумит. Подводные лодки AIP могут быть почти полностью бесшумными — и, следовательно, гораздо более скрытными.

По мнению экспертов, дизель-электроход SMX-Ocean способен устранить последние сохраняющиеся преимуществ атомных подводных лодок. Он использует новейшие AIP технологии в качестве элементов конструкции корпуса — а именно топливные элементы и ​​литий-ионные батареи. Это позволяет лодке оставаться под водой до 21 дня и пребывать в море в течение 90 дней без захода в порт.

Удивительная подводная лодка имеет на борту даже беспилотные подводные и летательные аппараты.

Атомные подводные лодки, оснащённые новейшими технологиями, становятся всё более недоступным даже для самых богатых государств. Им на смену могут прийти более дешёвые дизель-электрические AIP-лодки.

ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ

© Gearmix 2013 Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи. Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

gearmix.ru

Дизель-электрическая подводная лодка - Gpedia, Your Encyclopedia

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 октября 2017; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 октября 2017; проверки требует 1 правка. Минога — первая дизель-электрическая подводная лодка в мире. Россия, 1906 год

Дизель-электрическая подводная лодка (ДПЛ, ДЭПЛ) — подводная лодка, оснащённая дизельными двигателями для надводного хода и электромоторами для передвижения под водой. Первые дизель-электрические субмарины были созданы в начале XX века, когда были созданы сравнительно совершенные дизельные двигатели, довольно быстро вытеснившие из подводного кораблестроения бензиновые и керосиновые моторы, а также паровые установки, применявшиеся ранее.

Двойная схема двигателей — дизельный ход на поверхности и электромоторы под водой — позволила достичь одновременно высокой автономности плавания (в годы Первой мировой войны автономность уже измерялась тысячами миль), и значительного времени хода в подводном положении (не менее 10 часов экономическим ходом). В сочетании с отсутствием опасности взрыва бензиновых паров или паровых котлов эти достоинства сделали подводные лодки реальной боевой силой и обусловили их популярность и широкое применение. В период с 1910 по 1955 годы по дизель-электрической схеме за некоторыми исключениями строились все существовавшие субмарины.

Предшественники

До появления ДЭПЛ существовали подводные лодки на мускульной тяге (H. L. Hunley, лодка Шильдера и многие аналогичные субмарины раннего периода), чисто-электрические аккумуляторные («Жимнот», современные мини-субмарины), с единым неатомным двигателем, в том числе — чисто-дизельные, бензиновые («Почтовый» Джевецкого) и с пневматическим двигателем (лодка Александровского), паро-электрические («Нарвал» М. Лобефа). Идея установки на субмарины дизельного двигателя предлагалась различными конструкторами уже вскоре после его появления, но первые дизели не могли быть установлены на подлодках из-за своей ненадёжности и громоздкости. Непосредственными предшественниками дизелей на лодках были бензиновые и керосиновые двигатели, однако их применение несло с собой опасность возгорания паров токсичного и летучего топлива. Развитие дизелей позволило массово использовать их на подлодках лишь за несколько лет до Первой мировой войны.

Недостатки и альтернативы

U-995 типа VIIC/41, представитель классических дизель-электрических подводных лодок Один из двух дизельных двигателей советской подводной лодки времён ВОВ

Главным недостатком дизель-электрической схемы является средство достижения её же главных достоинств — фактическое наличие двух двигательных схем: дизельных двигателей (с запасом солярки) и электромоторов (требующих мощных аккумуляторных батарей, определяющих подводную автономность корабля). Это приводило к повышенной сложности внутреннего устройства лодки, увеличению численности экипажа (для обслуживания дизелей, электромоторов, аккумуляторов), а следовательно — к ухудшению и так не слишком комфортных условий обитания подводников. Поэтому параллельно со строительством ДЭПЛ во многих странах производился поиск схемы «двигателя единого хода» для надводного и подводного движения.

Параллельно шло развитие проектов, устраняющих ещё один недостаток дизель-электрической схемы — сравнительно низкую подводную скорость, обусловленную небольшой ёмкостью аккумуляторных батарей и более низкой, по сравнению с дизелями, мощностью электромоторов. Самым успешным оказалось применение парогазотурбинной энергетической установки, работающей на перекиси водорода, реализованной в проектах немецкого конструктора Гельмута Вальтера времён Второй мировой войны. После 1945 года разработка парогазотурбинных двигателей некоторое время велась в Великобритании и СССР, однако ввиду высокой пожароопасности от этой концепции отказались в пользу атомной силовой установки.

Дальнейшее развитие

После появления в 1950-е годы атомных подводных лодок, стало принято подразделять по типу энергетической установки на две основные категории: атомные и неатомные.

Обычно, к группе неатомных лодок относят дизель-электрические и дизель-стирлинг-электрические (ДСЭПЛ) подводные лодки.

В чистом виде дизель-электрическая схема движения в проектах подводных лодок XXI века не применяется. Её развитием стали

Иранская подлодка советского проекта 877ЭКМ, полное электродвижение
  • Подводные лодки с полным электродвижением: основным двигателем является электромотор, питаемый от развитых аккумуляторных батарей. Перезарядка батарей осуществляется в надводном положении или на перископной глубине (при поступлении воздуха через шахту РДП) при помощи дизель-генератора, который выгодно отличается от дизельных двигателей в разы меньшими габаритами, что достигается за счёт повышения номинальных оборотов вращения вала и отказа от реверсивности. Такие субмарины строятся в России и некоторых других странах.
Немецкая подводная лодка типа 212 на топливных элементах
  • Подводные лодки на топливных элементах — усовершенствование схемы с полным электродвижением. Для движения экономическим ходом используются кислородно-водородные топливные элементы. Их работа практически бесшумна, что позволяет резко снизить шумность ПЛ. Такие лодки разработаны в Германии и производятся для собственных нужд, для Италии, и для Южной Кореи (проект 212, проект 214). Стоимость их заметно выше дизельных[1].
Шведская подлодка «Готланд», на которой установлен двигатель Стирлинга
  • Дизель-Стирлинг-электрические подводные лодки — отличительной их особенностью является применение для экономичного хода двигателя системы Стирлинга, позволяющего экономить заряд аккумуляторных батарей и резко увеличивающего время непрерывного нахождения под водой без всплытия. Являются know-how Швеции, ведущим производителем подобных кораблей является компания Kockums (тип «Готланд»).

Современные неатомные подлодки отличаются малошумностью (при движении от АБ или топливных элементов), относительной простотой обслуживания, маневренностью, и ввиду этих качеств могут приближаться по боевой эффективности к небольшим атомным подводным лодкам. Помимо обычного торпедного вооружения, на них нередко применяется крылатые или даже иногда баллистические ракеты.

Возможности подводных лодок с анаэробными двигателями Стирлинга были продемонстрированы в ходе двух учений в Атлантике, прошедших в 2003 году, когда шведская лодка Halland (тип «Готланд») «победила» в дуэльной ситуации испанскую субмарину с обычной дизель-электрической установкой, а затем и французскую атомную ПЛ.[2] В Средиземном море Halland одержала верх в «дуэли» с американской атомной подлодкой USS Houston (тип Los-Angeles).[2] При этом стоимость Halland была в 4,5 раза ниже своих атомных соперников.[2]

В настоящее время США и Великобритания полностью прекратили строительство неатомных подводных лодок. Ещё три страны, Россия, Франция и Китай, имеют комбинированный атомно-неатомный подводный флот, в этот клуб вскоре войдёт и Индия. Подводный флот остальных стран полностью состоит из дизель-электрических субмарин разной степени совершенства.

См. также

Примечания

Ссылки

www.gpedia.com

Русский размер дизеля / Вооружения / Независимая газета

Недавно "Адмиралтейскими верфями" была спущена на воду дизельная подводная лодка 4-го поколения "Санкт-Петербург". Было много споров по поводу целесообразности производства лодок такого класса в интересах российского ВМФ, особенно много дискуссий вызвала энергетическая установка на основе дизельных двигателей производства ОАО "Коломенский завод". Перед ЦКБ МТ "Рубин" возникла дилемма - ставить свой, российский, или закупать иностранный. Дело в том, что в Германии на 212-м проекте используется энергетическая установка с так называемыми топливными ячейками. "Топливными элементами" немцы занимаются на протяжении последних 30 лет. В России про них знали давно, но аналогичных разработок не велось. О том, что такое пропульсивные энергоустановки нового поколения, а также о национальных особенностях дизелестроения рассказывает доктор технических наук, профессор, научный консультант-руководитель экспертной группы по перспективным разработкам Управления главного конструктора по машиностроению ОАО "Коломенский завод" Евгений Никитин, который с 1952 года и по сей день является конструктором уникальных дизелей для подводного флота.

- Евгений Александрович, расскажите, что такое двигательная установка с "топливными ячейками", которая установлена на немецких лодках "Тип 212"?

- Новый проект подводной лодки делается в северогерманском Киле на верфи судостроительного концерна "Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH" (HDW). Построенная здесь за 400 миллионов евро лодка проекта 212 и спущенная на воду в 2002 году получила название U-31. Объявленная немцами "уникальность" состоит в том, что лодка оснащена серийной энергетической установкой нового поколения, наличие которой удорожает лодку как минимум в два раза.

"Топливная ячейка" - как называют ее немцы, - позволяющая лодке находиться в подводном положении в течение нескольких недель, это довольно-таки громоздкая и маломощная конструкция. Она идет в дополнение к обычному дизельному двигателю фирмы МТУ. Принцип топливного элемента состоит в том, что получается электрический ток при пропускании водорода вместе с кислородом через специальные пористые мембраны. Это позволяет лодке в подводном положении подзаряжать аккумуляторы и тихо двигаться со скоростью не более трех узлов в час. В надводном положении или на глубине 5-6 метров, когда можно использовать шноркель, работает обычный дизель MTU 12V 396 SE 84.

- Почему в России никто не занимается топливными элементами?

- Использование кислорода, водорода, вообще газов связано с огромными технологическими и эксплуатационными проблемами. Преобразование химической реакции водорода и кислорода в электроэнергию дает малую мощность при больших габаритах. Вырабатывается 200 киловатт - это крохи за большие деньги. Нужна специальная система охлаждения, повышенные меры пожаробезопасности┘ В Советском Союзе в свое время были попытки конструирования лодок, на которых использовали химические реакции получения кислорода. Подводники называли эти лодки "зажигалками" из-за частых пожаров, возникающих при работе с кислородом. Тем не менее, думаю, работы над топливными элементами имеют перспективы для ПЛ.

- Как рассчитывается необходимая мощность дизельного двигателя для обеспечения нормальной, надежной работы энергоустановки лодки?

- Оценить можно просто. Вот, например, лодка "Санкт-Петербург". Водоизмещение порядка тысячи тонн. На ней стоят два дизеля мощностью по 1200 киловатт, то есть 2400 киловатт на 1000 тонн. Получается - 2,4 киловатта на тонну. У немцев, при больших габаритах установки - длина более шести метров, ширина и высота - по три метра, естественно, и весит она много, - дается всего 180-200 киловатт. В 12 раз мощность топливного элемента должна быть увеличена - для обеспечения нормального функционирования лодки, если использовать без обычного дизеля, что сегодня невозможно.

- Сколько времени на максимальном режиме может работать ваш двигатель?

- Сколько надо, столько и будет работать. Дело в том, что максимальным режимом считается 75-80% мощности, которую может развить силовая установка. Моряки берегут ресурс, берегут двигатель. Поэтому, когда мы говорим о мощности 2000 киловатт, это значит, что используется максимум 1600. Конечно, в каких-то экстремальных ситуациях моряки выходят на максимальные мощности, но это бывает чрезвычайно редко (не более 500 часов в год). Несмотря на то что в последнее время несколько оживилось дело с боевой работой на флоте, выходом кораблей и лодок в море, но все равно мало они ходят. В советское время моторесурс нарабатывался намного больше.

- А когда на лодке работает дизель?

- Дизели работают для подзарядки батарей, в основном скрытным образом, ночью, на перископной глубине и когда лодка движется в надводном положении.

- На какой максимальной глубине возможно использовать дизель?

- 6 метров. Это так называемый режим РДП. Дизелю требуется для работы воздух. Максимальное противодавление, которое создается при глубине 6 метров, - 0,6 атмосферы. На выхлоп у дизеля давит водяной столб. Стоят специальные заслонки, которые не пускают воду в дизель. Есть относительно небольшая емкость, в нее попадают отработанные газы. И как только давление в этой емкости превысит давление этих шести метров, заслонки открываются и давлением газов, которое скопилось в емкости, выбрасывается столб воды. Вода, таким образом, в дизель не попадает. Устройство, благодаря которому работает дизель под водой, называется шноркель. Впервые оно было применено немцами еще во время Второй мировой войны на лодках ХХI серии, а нами - на 613-м проекте. Кстати, самому массовому в СССР. За всю историю советского подводного флота лодки 613-го проекта были самыми многочисленными. Благодаря использованию шноркеля лодка из "ныряющей" превратилась в по-настоящему подводную лодку. Нам - конструкторам дизелей для подлодок - это добавило массу новых задач.

- Технических?

- И технических, и технологических - всяких. Принципиально для работы под водой появляются два основных требования. Первое - необходимо обеспечить работу дизеля при противодавлении на выхлопе. То есть мы не можем пустить воду в дизель и постоянно должны ее выталкивать. В результате приходится в прямом смысле слова уродовать рабочий процесс работы дизеля как такового, а температуры рабочих процессов на лодочном двигателе на 25-30% выше на сухопутном. Расход топлива другой, и КПД под водой падает.

- В 70-е годы вами велись работы по снижению следности лодки из-за выхлопных газов...

- Да. Эти работы получили название "Проект "Защита 109". Выхлопные газы шли прямо в забортную воду. Лодка двигалась на глубине 25-30 метров. Газы растворялись в воде до достижения поверхности. То есть не было видно характерных пузырьков. Конечно, возникали определенные сложности с работой дизеля. Расход топлива резко увеличивался. Но это все было технологически решаемым.

Проблема была в другом. Совершенствовались средства обнаружения лодок. Дизель во время работы вырабатывает тепловое поле, которое никак не спрячешь, и способ избавления от пузырьков погружением на большую глубину оказался недостаточным для избавления от следности работающей дизельной установки лодки как таковой.

Пузырьки растворялись в воде. Но волнение на поверхности воды от движения подводного тела оставалось. С самолета или вертолета по характерному следу вычислялось положение лодки. Никуда не спрячешь тепловой след. Были и другие факторы, которых не удалось избежать для обеспечения скрытности лодки при движении ее на относительно небольших глубинах с работающим дизелем. Поэтому работы по "Защите 109" были прекращены.

- Немецкий проект "212" решил эти вопросы следности?

- С абсолютной уверенностью я этого сказать не могу. Но незаметно подкрасться со скоростью 3 узла в час она способна.

- Когда вам давали ТТЗ на двигатель к проекту "Лада" - "Амур", какие сравнительные характеристики иностранных фирм были указаны? И рассматривался ли вопрос закупки дизелей иностранных фирм?

- Когда "Рубин" выбирал, какой двигатель ставить на "Санкт-Петербург", рассматривался вариант закупки импортного двигателя и велись переговоры с различными фирмами. Коломенский завод, находясь в крайне тяжелом экономическом положении, смог предложить двигательную установку, пропульсивного типа.

- Почему такая разница в цене двигателей для подводного флота у европейских стран-производителей?

- У них двигатели все высокооборотные и для каждой лодки - индивидуальные. Штучный товар, как принято говорить. У нас двигатель дешевый ввиду особенности конструкции - он сделан из модулей. Нам все равно, сколько цилиндров в двигателе делать, и это благодаря примененной модульной конструкции - в отличие от немцев или французов. Хотя сейчас немцы выкупили и английских, и французских производителей дизелей, а потом еще и объединились с американцами. Поэтому можно смело их всех немцами называть. Так вот, у них каждый двигатель делают индивидуально. Только нами, единственными в мире, применена модульная схема.

Уникальность ее состоит в том, что вся конструкция двигателя как бы разбита на блоки, на модули, которые делаются, испытываются, отдельно доводятся, а на сборке - как в детском конструкторе - складывается из готовых и проверенных узлов. У них подгонка и доводка осуществляется при общей сборке двигателя, что существенно удорожает производство.

Количество цилиндров 12 или 16 определяет конструктивный замысел по использованию дизеля. Мощность у MTU при разном количестве цилиндров - одинакова. Но при 16 цилиндрах машина менее форсирована, менее нагружена по эксплуатации. Тем самым закладывается больший моторесурс. У нас же каждый литр цилиндра нагружен меньше, поэтому и ресурс нашего двигателя больше.

- А как они отреагировали на возрождение конкурента?

- Нормально. "Исключительно гармоничная конструкция двигателя, к которой нечего добавить" - так отозвались специалисты фирмы MTU.

- На корвете проекта 20380 устанавливаются ваши двигательные установки?

- Да, разработанный нами тип Д49 обеспечивает диапазон мощностей от 500 до 6000 л.с., нужный для такого класса кораблей. Он имеет перспективы дальнейшего увеличения мощности за счет разного количества цилиндров и разной степени форсирования, то есть изменения давления в цилиндре. Главная задача, которую мы выполнили, с точки зрения производства - максимальная унификация. Все технологичнее и проще. Поэтому и цена ниже в пять раз по сравнению с другими. Разность в степени форсировки дает возможность варьировать моторесурс. Например, моторесурс на маневровый тепловоз - 100 000 часов до первого ремонта, на подлодке 20 000 часов, а на корабле - совсем другой. Унификация для завода очень удобна с точки зрения организации производства.

Все детали - что для дизеля тепловоза, что для подлодки, - все они на 87% одинаковы. Разница в настройке рабочего процесса, турбокомпрессора, топливной аппаратуры.

- Количеством дизельного топлива обеспечивается запас хода, а что используется в качестве топлива и чем его при необходимости можно заменить?

- Топливо - обычное дизельное топливо, как на автомобилях. Все военно-морские плавательные средства используют такое топливо, за исключением атомного флота.

- В последних ваших разработках возможно использовать в качестве топлива и сырую нефть, и природный газ. Значит ли это, что лодку можно "дозаправить", остановив в море любой танкер?

- Есть ряд конструктивных решений, позволяющих использовать и сжиженный природный газ, и сырую нефть в качестве топлива. Мы такие двигатели устанавливаем на ПБУ, которые ведут разведку и добычу нефти, на электростанции. В подлодках тоже можно использовать сырую нефть, но мощность будет немного ниже. Сырую нефть ввиду большой вязкости перед использованием надо слегка подогревать. Она тяжелее, хоть и имеет ряд легких фракций. Но самая большая проблема - наличие парафина. Парафин начинает "забивать" каналы топливной аппаратуры. Поэтому, если гипотетически предположить такую ситуацию, какое-то время можно пройти на таком топливе, но потом надо двигатель разбирать и ремонтировать.

- Почему вы отказались от размерности 30/38?

- Мы не отказались от нее. Это классика дизелестроения для подводного флота. Еще в 20-х годах прошлого века Коломенский завод начал выпускать двигатели размерности 30/38 - аналог немецкого 38К-8 по лицензии и технологии фирмы MAN. Она специально разработана для подлодок, используется и по сей день японцами - это фирма "Мицубиси" - и другими странами как одна из лучших размерностей в дизелестроении. Рядом стран ведутся разработки в очень близком диапазоне.

Мы изначально выбрали размерность 26/26 из соображений компактности для размещения внутри ограниченных объемов подводных лодок последнего поколения. А для лодок водоизмещением более полутора тысяч тонн, где места больше, например проект 877 "Кило", мы ставим двигатель типа 30/38. На китайский заказ - строящиеся для ВМФ Китая лодки - тоже будет установлен двигатель ЧН 30/38, как и на индийских лодках этого проекта. "Санкт-Петербург" - это первая лодка с двигательной установкой размерности 26/26. Предварительно можно сказать, что очень удачная и тихая получилась конструкция, но┘ поживем - увидим.

- Понижение шумности обусловлено конструктивными особенностями?

- Да. Так сделали конструкцию. Защитные стенки блока изолированы. Поставлены добавочные экраны и так далее. Мы ограничиваем проникновение шума наружу и применяем специальные меры по его снижению. Не случайно наш двигатель считается одним из самым "тихих" в мире.

- Редуктор для корвета - это коломенская разработка?

- Нет. Дизельные агрегаты производим мы - ОАО "Коломенский завод", редуктор и звукоизолирующую муфту поставляет ОАО "Звезда" (Санкт-Петербург), трансмиссионные валы, упругодеформируемые муфты - из Николаева ("Машпроект"), главный гребной вал делает Балтийский завод, системы автоматического управления - HПП "Аврора" (Санкт-Петербург), подшипники главного гребного вала - "Севмаш" (Северодвинск). Вот какие предприятия участвуют в производстве пропульсивной двигательной установки. Но впервые в мировой практике мы этот комплекс собираем и тестируем в стенах завода, производящего двигатель, а не при сборке корабля. Мы производим теперь не отдельный узел энергоустановки, а конечный продукт. Тем самым исключаются проблемы при сборке и доводке двигательной установки на объекте. Это значимое событие не только для нас, но и для всего ВМФ. Ведь теперь создается не ниокровский задел, а выработано целое принципиальное решение. Это новая схема и принцип организации работ, значительно удешевляющий конечную стоимость корабля в целом.

P.S.

В нынешней ситуации вопросы антитеррора, охраны приграничной зоны, локальные конфликты приоритетны и возникают чаще, чем потребность решать глобальные стратегические проблемы обороны в целом. Дорогой атомный флот отходит на вторые позиции. Многие специалисты предприятия считают, что не иметь быстрого пограничного флота, оснащенного высокоманевренными и мобильными кораблями класса "Корвет" - это очень недальновидно и просто преступно в интересах обороноспособности России. По цене корвет с дизельной энергоустановкой несопоставим со стоимостью атомохода. А вопросы, решаемые таким классом кораблей, к сожалению, возникают в последнее время слишком часто.

Не менее важны вопросы переоборудования старых или оснащения недостроенных кораблей современными двигательными установками. Причем для российского дизелестроения не принципиально, под каким флагом вступает в строй новый агрегат. Например, российский бюджет существенно проиграл, уступив финнам индийский рынок. Почему переоборудование энергоустановки на "Адмирале Горшкове" будут производить в Финляндии? Авианосец был не востребован в России и куплен для ВМС Индии. Коломенские двигатели туда органично вписывались, поскольку проект был рассчитан под них. Россия проиграла свой рынок из-за того, что фирма "Вяртсиля" - финский производитель дизельных двигателей - в Индии создала свою ремонтную базу. Финны продали лицензии, открыли сервисные центры и потихоньку "прибрали" индийский рынок. Они дают индусам возможность производить часть запасных частей. Именно поэтому Индия, не исходя из параметров цена-качество, а из-за того, что с "Вяртсиля" хорошая завязка в смысле сервиса, отдала предпочтение скандинавам, а не России. Поэтому индусы теперь ориентированы на финские машины. Вот почему было принято решение на авианосце "Адмирал Горшков" ставить при переоборудовании дизели "Вяртсиля", а не "Коломенского завода". На сегодняшний день с Индией у российских двигателестроителей никаких контрактов, договоров на приобретение новых дизелей нет.

Опасные тенденции намечаются и на других территориальных рынках. Объединение немцев с американцами, создание MTU Friedrichshafen GmbH - Detroit Diesel Corporation, фирма MAN, поглотившая французскую Pielstick и другие мировые фирмы - это не просто настораживает и вызывает серьезные опасения. Германия наращивает производство своих лодок 212-го проекта. Поэтому нужно максимально чутко реагировать на тенденции мирового рынка. Может, имеет смысл рассмотреть возможности научной, исследовательской и конструкторской работ по "топливным элементам". Пусть они сейчас громоздки и маломощны. ЭВМ ведь тоже были двухэтажными.

На сегодняшний день у подмосковных дизелистов реально существуют две ключевые сложности.

Первая - это необходимость заключения долгосрочных контрактов от ВМФ и РЖД, которые бы гарантировали наличие заказа. Это послужило бы основой для принятия решения о дополнительных инвестициях. В отсутствие контрактов на 5-7 лет предприятие, прогнозируя рост сбыта, инвестиции проводит самостоятельно, но не столько, сколько было бы разумно.

Второй, более значимый вопрос - это кадры. На сегодняшний день возраст наиболее квалифицированных конструкторов предельный. Молодежь с трудом идет на завод, в машиностроение. Предприятие не может молодым инженерам платить высокие зарплаты. А конструктора, технолога нужно воспитывать не один год. Предприятие сколько может - столько инвестирует в кадры, но это капля в море. К сожалению, уровень заработной платы производственных, рабочих и инженерных кадров в машиностроении России далеко не такой, как на Западе. Государственной программы поддержки молодого инженера нет.

Если обеспечить решение хотя бы эти двух вопросов, то в стране не будет импорта дорогих дизельных двигателей. Ведь импорт - это не просто потеря валюты. Уходят деньги, меняется внешнеторговый баланс. В каждом двигателе заложены определенные отчисления на науку, на КБ, социальную составляющую. Каждый купленный двигатель или собранный по лицензии - это поддержка конструкторской школы другой страны и потеря своего потенциала. Вот о чем стоит серьезно задуматься.

Из досье "НВО"

Евгений Александрович Никитин родился в 1927 г. Окончил Всесоюзный заочный политехнический институт. С 1946 г. работает на Коломенском заводе, где прошел путь от инженера-конструктора до главного конструктора по машиностроению и проработал в этой должности 32 года. Доктор технических наук, крупнейший ведущий специалист в области дизелестроения. Автор и редактор многих книг, монографий, справочников и статей по различным научно-техническим вопросам дизелестроения. Лауреат Государственной премии СССР в области науки и техники. Имеет звания: заслуженный деятель науки и техники РСФСР, почетный работник Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР.

Используемые двигатели для подводного флота европейскими странами-производителями.

Марка двигателя MTU 12V 396 SE 84 MTU 16V 396 SE 84 12 PA 4.200 A210.16 SM GMT 8 ЧН 26/26(28 ДГ)
Страна/фирма производитель

Германия MTU

Франция Pielstick Италия Grandi Motori Trieste Россия ОАО "Коломенский завод"
Количество цилиндров 12 16 12 16 8
Рабочий цикл

Четырехтактный

Номинальная мощность 1800 1800 1300 1500 1250
Рабочий объем цилиндра (литры) 3.96 3.96 14
Диаметр поршня, 165 165 210 260
ход поршня 185 185 230 260
Абсолютное противодавление на выхлопе компрессора двигателя 1600 1600 1680 1560 1422При продувании главного балласта
Стоимость по состоянию на декабрь 1997 г. 1 560 000 1 700 000 Одна/ две поставки 3 062 700 2 792 000 2 453 00 450 000

nvo.ng.ru


Смотрите также