Видеодневник инноваций
Подлодки Корабли Карта присутствия ВМФ Рейтинг ВМФ России и США Военная ипотека условия
Баннер
Виртуальное прототипирование в Зеленодольском ПКБ

Как виртуальное
прототипирование
помогает
создавать корабли"

Поиск на сайте

Главная / Издания / Литература / Книжная полка / Вакс А.И., Мурадян В.А., Сагайдаков Ф.Р. Подводные лодки

ГЛАВА 5. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК

Развитие боевых подводных лодок как одного из средств воору­женной борьбы подвержено влиянию многих факторов как тех­нического, так и военно-политического характера. В странах, занимаю­щих ведущее положение в подводном кораблестроении, концепция со­здания подводных лодок до последнего времени формировалась в усло­виях противостояния НАТО и государств бывшего Варшавского договора.

Исходя из этих концепций были разработаны проекты, по которым строились ПЛ последнего десятилетия XX века, такие как: российские АПЛ типа «Барс» (проект 971) и американские типа «Seawolf», российские ПЛАРБ типа «Дельфин» (проект 667БДРМ), английские типа «Vanguard» и французские — типа «Le Triomphant»; самые распространенные в мире ДПЛ типа «Варшавянка» (проект 877/636) российской постройки и типа 209 — немецкой, шведские ДПЛ типа «Gotland». Некоторые из них строятся в настоящее время. По новым проектам, разработанным в конце XX века начато строительство российских АПЛ типов «Ясень» (проект 885) и «Бо­рей» (проект 955), а также ДПЛ типа «Амур» (проект 1677); американс­ких АПЛ типа «Virginia» и английских типа «Asture»; немецких неатом-ньгх ПЛ типа 212, итальянских типа 214 и других (табл. 10). Из перечисленных иностранных ПЛ, пожалуй, наиболее близко к понятию ПЛ XXI века подходит АПЛ типа «Virginia», разработанная по программе NAS(New Attack Submarine). Замысел этой ПЛ возник в начале 90-х годов под воздействием многих факторов, в том числе в связи с изме­нившейся в мире обстановкой и соответственно взглядами военно-поли­тического руководства США на роль вооруженных сил и ПЛ, в частности. Важное значение имело также то, что стоимость АПЛ «Seawolf», уже находившейся в это время в постройке, была признана слишком высо­кой и количество этих АПЛ, хотя их и называли АПЛ XXI века, было ограничено всего тремя кораблями. АПЛ «Virginia» проектировалась во второй половине 90-х годов, как аль­тернатива АПЛ типа «Seawolf», более приспособленная к новой военно-политичекой обстановке и более дешевая. Закладка состоялась в 1998 г. Серия запланирована в количестве 30 единиц, что соответствует существу­ющим пока в США взглядам о необходимости на протяжении всего обо­зримого периода иметь в составе ВМС 50 мощных многоцелевых АПЛ.

Таблица 10




* Первая цифра - строящиеся ПЛ, вторая - заказанные, в скобках - планируе­мые к постройке ПЛ

При проектировании АПЛ «Virginia» нашел применение весь арсе­нал новых методов и разработок во всех областях науки и техники, имеющих отношение к подводному кораблестроению. В проекте зало­жены новые решения по повышению скрытности от обнаружения по различным физическим полям, по совершенствованию оружия и ра-


Рис.40. Перспективная АПЛ типа «Virginia» ВМС

диоэлектронного оборудования, предусмотрено применение нового бо­лее прочного материала корпуса, нового компактного реактора, име­ющего срок службы без перезарядки до 33 лет, т.е. в течение всго жиз­ненного цикла ПЛ.

Однако в целом облик АЛЛ «Virginia», как и АПЛ «Seawolf», сфор­мировался в 90-х годах и поэтому ее можно отнести хотя и к последне­му, но все же поколению АПЛ еще XX века.

Что касается следующего поколения ПЛ, проектирование которых начнется в новом веке, то их технический облик будет складываться уже под влиянием качественно новой военно-политической обстанов­ки, которая возникнет в начале века, а также с учетом резко обострив­шейся экологической обстановки.

Непредсказуемость изменения военно-политической обстановки и недостаточная изученность других новых факторов исключают в насто­ящее время возможность конкретного прогноза развития подводных ло­док в XXI веке и заставляют ограничиться общими соображениями о перспективах подводных лодок, вытекающими в основном из уже на­метившихся и относительно устойчивых тенденций развития техники.

Так как атомные и неатомные ПЛ дополняют друг друга, можно считать, что в будущем, как и в настоящее время, будет продолжаться параллельное создание и тех, и других. Однако в связи с осложнением экологической ситуации вероятно появление и использование на АПЛ принципиально новых типов атомных энергоустановок, отличающихся повышенным уровнем безопасности, даже за счет снижения агрегат­ной мощности. В качестве их прототипа можно указать на упомяну­тую ранее атомную установку канадской разработки типа AMPS.

Другое вероятное направление развития подводных лодок — повы­шение их универсализации, в част­ности, за счет вооружения как так­тическим, так и стратегическим ору­жием одновременно, подобно тому, как это сделано, например, на аме­риканских АЛЛ типов: «Los Angeles», «Seawolf» и «Virginia», на которых на­ряду с тактическим оружием обеспечено также использование стратеги­ческого варианта КР «Tomahawk».


Рис.41. Носовая оконечность АПЛ типа «Los Angeles» с вертикальными ПУ для КР

Формы подводных лодок едва ли в будущем претерпят существенные изменения, так как уже сейчас близки к теоретически оптимальным. Примером попытки приме­нить в перспективе новую нетрадиционную форму является американс­кий проект АЛЛ BBASS, предназначенной для дальнего обнаружения других лодок с использованием гигантской гидроакустической антен­ны. Для этой АПЛ выбрана форма горизонтальной чечевицы и торои­дальный прочный корпус. Однако такая форма не рассматривается пред­ложившими ее авторами в качестве универсальной для будущих подвод­ных лодок, и ее достоинства, по всей видимости, не компенсируют усложнение конструкции, ухудшение управляемости в вертикальной плоскости и другие очевидные недостатки.

Еще одно оригинальное архитектурное решение предусмотрено в итальянском проекте перспективной неатомной ПЛ. Ее прочный кор­пус предложено сделать из большого числа полых тороидальных колец, внутренние объемы которых используются для хранения запасов кис­лорода и выхлопных газов работающего под водой дизеля.

При равной массе такая конструкция обладает, якобы, значительно большей прочностью, чем простая подкрепленная набором оболочка. Несомненно, однако, что применение столь необычного корпуса потре­бует выполнения большого объема исследований (по технологии, кон­струированию сложных узлов корпуса и т. д.), предугадать результаты которых невозможно. Во всяком случае, на сегодня дело ограничилось постройкой опытного подводного аппарата водоизмещением около 30 т, попытка создания боевой ПЛ с таким корпусом не предпринималась.

В области ходкости подводных лодок наряду с усовершенствован­ными гребными винтами получат, вероятно, распространение менее шумные, по некоторым данным, движители насосного типа «ритр-jet» или «shrouded propeller» (винт в насадке). Возможно, найдут применение и новые способы снижения сопротивления движению, основанные на управлении пограничным слоем, работы над которыми с разной интен­сивностью продолжаются уже несколько десятилетий.

В развитии корпусных материалов и конструкций прочных корпу­сов всегда наблюдался рациональный консерватизм, обусловленный пря­мой зависимостью между этими элементами и безопасностью подвод­ных лодок. Вероятно, эта тенденция сохранится и в будущем. Поэтому следует ожидать относительно медленного эволюционного повышения прочности корпусных материалов и соответствующего увеличения обес­печиваемой ими глубины погружения.

На темпы роста глубины будет влиять также возможность соответ­ствующего увеличения глубины использования оружия, средств связи, навигации и др., поскольку без этих условий само по себе увеличение допустимой по условиям прочности глубины погружения не обеспе­чивает значительного повышения эффективности боевой ПЛ.

В области атомных энергоустановок помимо доминирующего на­правления по повышению надежности и безопасности их использова­ния продолжается поиск принципиально новых технических решений по улучшению других их характеристик: снижению шумности, повыше­нию мощности на единицу массы и объема и т. д. В их числе можно назвать использование эффекта сверхпроводимости, позволяющего ре­ализовать высокие агрегатные мощности электрических машин при уме­ренных их массе и габаритах.

В качестве эффективного технического решения многие специали­сты склонны рассматривать применение на ПЛ магнитогидродинами-ческого движителя, отличающегося отсутствием вращающихся частей и, по некоторым оценкам, менее шумного, чем гребные винты и водо­меты. Однако его особенностью является чрезвычайно низкий КПД и сильное магнитное поле, которое может оказаться недопустимым по условиям скрытности ПЛ.

Ухудшение экологической обстановки может привести к замедле­нию темпов строительства АПЛ, по крайней мере, с АЭУ существующих типов, и, как указывалось, повысит интерес к подводным лодкам с раз­рабатываемыми в последнее время неатомными воздухонезависимыми энергоустановками. Возможно, что работы в этой области приведут в итоге к созданию установок, более простых и надежных, чем совре­менные, использующие чрезвычайно взрыво-пожароопасные реагенты (сжатые под давлением или сжиженные кислород и водород, жидкие и твердые водородосодержащие вещества). Не исключено также, что в пер­спективе не потеряют актуальность и обычные ДПЛ вследствие их от­носительной дешевизны, простоты и безопасности эксплуатации.


Рис.42. Продольный разрез немецкой ДПЛ Туре 212 с воздухонезависимой вспомогательной энергетической установкой

Наиболее серьезные изменения, которых следует ожидать при переходе к перспективным подводным лодкам, будут связаны с внедрением на них новых систем оружия, радиоэлектронного вооружения и средств защиты.

Уже сегодня проявляется интерес к разработке необитаемых подвод­ных аппаратов-роботов для действий против надводных кораблей, под­водных лодок, решения разведьшательных, противоминных и иных за­дач. Возможно, что увеличение калибра торпедных аппаратов на амери­канских АЛЛ типа «Seawolf» связано именно с планами использования в составе их вооружения подобных необитаемых аппаратов и расшире­ния тем самым круга решаемых ими задач. При проектировании новой АПЛ типа «Virginia» в состав ее вооружения включены подобные ПА.

На протяжении многих лет ведутся разработки зенитных ракетных комплексов для использования из подводного положения в целях само­обороны лодки при атаке ее вертолетами и низколетящими самолетами. В техническом плане создание такого оружия связано со многими про­блемами. Однако в еще большей степени его судьба зависит от общей ситуации в расстановке сил на море и реальности угрозы подводным лодкам со стороны авиационных средств в перспективе.

Не исключено использование в будущем на ПЛ беспилотных лета­тельных аппаратов, в развитии которых достигнуты значительные успе­хи. Они могут применяться для освещения надводной обстановки, обес­печения целеуказания при стрельбе КР и т.д.

Еще одно возможное в будущем направление развития вооружения— использование искусственного интеллекта в системах управления, рас­ширяющее область решаемых ими задач и повышающее качество управ­ления. Можно также ожидать, что при создании будущих подводных ло­док получит дальнейшее развитие уже определенно наметившаяся тен­денция если не по сокращению, то, по крайней мере, по замедлению роста численности экипажей подводных лодок на основе повышения надежности оборудования и уровня автоматизации управления.

Поистине революционные изменения уже произошли в области про­ектирования и обеспечения строительства ПЛ. Известно, например, что уже при разработке проекта АПЛ «Seawolf» наряду с традиционным изготовле­нием чертежей и макетов широко практиковалась разработка конструкций, а также планировка помещений с помощью компьютеров. При проектиро­вании новейшей американской АПЛ «Virginia» компьютерные технологии полностью вытеснили традиционные методы -конструирование узлов, пла­нировка отдельных помещений, отсеков, разработка общего расположения ПЛ и т.д. По существу дело сводится к созданию на этапе проектирования виртуальной модели ПЛ, используя которую проектировщики, как бы на­ходясь внутри корпуса, имеют возможность оперативно менять располо­жение оборудования, обеспечивая наиболее удачный вариант его разме­щения в отношении удобства монтажа, обслуживания и использования.

Полученные с помощью компьютеров данные по всем элементам, включая детали корпуса, в дальнейшем, минуя традиционные формы документирования (чертежи, описания, схемы и т. д.), напрямую исполь­зуются в технологических процессах при разметке, резке металла, его обработке, заготовке и гибке трубопроводов и т.д.

В сочетании с начатым еще в 70-х годах внедрением агрегатно-модульного метода строительства ПЛ применение компьютерных тех­нологий существенно повышает качество работ при проектировании и строительстве, сокращает их сроки и стоимость.

В качестве одного из возможных решений задачи по созданию под­водных лодок в условиях неопределенности в отношении их назначе­ния некоторые специалисты предлагают вернуться к известной идее использования функциональных модулей. В этом случае подводные лодки будут строиться с использованием однотипного для всех вари­антов базового модуля (с энергетической установкой, системами, уст­ройствами и другим оборудованием общекорабельного назначения) и модуля, обеспечивающего использование подводной лодки по данно­му конкретному назначению.

Соответственно этому назначению функциональный модуль может быть оснащен, например, КР, предназначенными для поражения на­земных целей, или оборудованием для противоминных операций и т. д. В зависимости от актуальности тех или иных задач выбор функциональ­ного модуля может быть произведен в ходе строительства подводной лодки. Применение модульной конструкции облегчает также переобо­рудование уже построенной подводной лодки при необходимости изме­нения ее назначения, включая и использование в мирных целях.

Сравнивая подводную лодку с надводным кораблем, можно отме­тить три главных принципиальных ее преимущества: меньшее сопро­тивление воды при движении в подводном положении с высокой ско­ростью (вследствие меньшего или полного отсутствия волнового со­противления); независимость от гидрометеорологической обстановки, в первую очередь, от наличия льдов; лучшая, чем у надводного кораб­ля, скрытность от обнаружения. При всей важности первых двух осо­бенностей, судьба подводных лодок, т.е. их выживаемость в конку­рентной борьбе с надводными кораблями, будет зависеть, в конечном счете, от успехов в решении проблемы обеспечения скрытности.

Интенсивное развитие средств обнаружения обострило эту пробле­му уже в настоящее время и, вероятно, сделает ее еще более актуаль­ной в будущем. Поэтому обесшумливание подводных лодок, сниже­ние интенсивности их магнитного и других физических полей будет основной генеральной линий их развития. Не исключено, что внедре­ние отдельных оригинальных технических решений, таких как актив­ная борьба с шумом, применение магнитных подшипников, новых малошумных типов движителей и др., стремление повысить скрытность приведет к кардинальному изменению технического облика подвод­ных лодок, подобному тому, которое происходит в авиации при вы­полнении программы Stealth. Итогом может быть следующая, после внедрения атомной энергии, революция в подводном кораблестроении.

В ряду других проблем подводного кораблестроения, имеющих от­ношение к будущему, определенное место занимает и проблема вывода из эксплуатации АПЛ. Поэтому обращение к ней в разделе, посвящен­ном перспективе, не случайно. Для обозначения этой проблемы часто используется термин «утилизация» АПЛ. Применение этого термина не вполне оправдано, так как смещает центр тяжести в сторону вопросов о повторном использовании материальных ресурсов, высвобождающихся при выводе АПЛ из эксплуатации. Главным же содержанием проблемы является не столько повторное использование оборудования и металла (стоимость которых соизмерима с затратами на утилизацию), сколько вопросы обеспечения радиационной безопасности при демонтаже и при последующем обращении с радиационно опасным оборудованием и дру­гими компонентами АЭУ.

Дело в том, что в отличие от процедуры вывода из эксплуатации под­водных лодок и кораблей с обычной энергетикой вывод объектов с атом­ными энергетическими установками имеет ряд специфических особен­ностей. Они заключаются, во-первых, в необходимости удаления актив­ной зоны, т.е. остатков ядерного «горючего» из атомных реакторов, во-вторых, в удалении жидких и твердых отходов жизнедеятельности установки (воды из первого контура, различных фильтров и т. п.) и в проведении дезактивации. Этим, однако, объем необходимых мероп­риятий не ограничивается.

Ряд элементов самой атомной установки (корпуса реактора, пароге­нераторов, трубопроводов и др.), а также корпусных конструкций в ре­акторных отсеках после длительной работы становятся радиационно опасными. Дальнейшее обращение с ними, например, использование в качестве вторичного сырья, будет возможно только спустя многие де­сятки лет. Поэтому при выводе объекта с АЭУ из эксплуатации необхо­димо предусмотреть длительное и безопасное хранение указанных эле­ментов и конструкций.

В первое время, когда задачи вывода АПЛ из эксплуатации возни­кали эпизодически и были связаны, в основном, с аварийными ситуациями. В удаленных от населенного побережья районах практиковалось затопление частей корпуса с АЭУ, а иногда и АПЛ целиком. Предвари­тельно осуществлялись конструктивные и иные мероприятия (гермети­зация, заполнение оборудования и цистерн специальными веществами) для предупреждения вымывания радиационно опасных остатков за пре­делы корпуса АПЛ. Однако по мере увеличения числа выводимых АПЛ, отслуживших свои сроки, и в связи с общим ухудшением экологической обстановки в мире от практики затопления радиационнно опасных час­тей и АПЛ пришлось отказаться, что было закреплено и соответствующи­ми международно-правовыми актами. Исходя из этого повсеместно была разработана специальная схема работ при выводе АПЛ из состава флота.


Рис. 43. Демонтаж американских ракетоносцев в сухом доке после дезактивации

Она включает уже упомянутые операции по выгрузке зоны, жидких и твердых отходов и дезактивацию. После этих, а также некоторых вспо­могательных процедур производится вырезка из АПЛ реакторных, а иног­да и смежных с ними отсеков. Вырезанные отсеки складируются на суше в специальных хранилищах. В США, например, все отсеки транспорти­руются для хранения в Хенфорд, штат Вашингтон. Изучается вопрос об использовании для хранения реакторных отсеков старых и уже не ис­пользуемых по прямому назначению шахт.

Иногда вырезанные реакторные и прилегающие к ним отсеки в ожидании складирования на суше хранятся на плаву. Ценное, ради­ационно не опасное оборудование демонтируется еще ранее при вы­воде АПЛ из состава флота. После удаления реакторных отсеков производится демонтаж оставшегося оборудования и разделка корпуса под­водной лодки на металлолом. Если разделка не может быть произведе­на сразу, части корпуса АПЛ, оставшиеся после удаления реакторных отсеков, стыкуются и в таком виде остатки АЛЛ могут находиться на плаву, ожидая своей очереди для утилизации.

В некоторых случаях, например, когда удаление зоны и другие ра­боты с реакторами затруднены из-за последствий аварий, а также при нехватке производственных мощностей и финансирования вырезка ре­акторных отсеков не производится, а АПЛ после выполнения работ по максимально возможному обеспечению радиационной безопасности отводятся в гавани, удаленные от населенных районов, и остаются на плаву с обеспечением контроля за их состоянием.

Срок нормальной службы АПЛ составляет 25—30 лет. Поэтому с начала 80-х годов процесс вывода АЛЛ, первые из которых вступили в строй в середине 50-х годов, стал приобретать массовый характер. В отдельные периоды суммарное число строящихся и вводимых в строй АПЛ во всех странах приближалось к десятку единиц в год. Соответ­ственно такое же их число через 25—30 лет должно ежегодно и выво­дится из эксплуатации. Заметим при этом, что стоимость работ, свя­занных с выводом АПЛ из состава флота и их утилизацией, достигает десятка миллионов долларов на одну АЛЛ. Из-за высокой стоимости и по другим причинам работы на выведенных из состава флота АПЛ ча­сто начинаются не сразу. К этому моменту «возраст» некоторых АПЛ достигает 35—40 лет. Например, на упоминавшейся ранее американс­кой АЛЛ «Seawolf» (не новейшая, а та, на которой был вначале приме­нен жидкометаллический реактор) работы по утилизации были нача­ты только в 1996 г. (через 39 лет после ввода ее в состав ВМС), одно­временно аналогичные работы в 1996 г. выполнялись в США на семи АПЛ, построенных в основном в 60-е годы, еще 13 АПЛ, выведенных из состава флота, ожидали начала работ.

Пик наиболее интенсивного строительства АПЛ в США, Советс­ком Союзе и других странах приходится на 70—80-е годы. Соответствен­но наибольший объем работ после их вывода придется на первое деся­тилетие уже нового, XXI века. С учетом того, что уже в конце 90-х годов почти две сотни выведенных из состава флотов АПЛ (часть с не-выгруженным из реакторов ядерным горючим) ожидают своей очере­ди по демонтажу реакторов и утилизации, в начале XXI века рассмот­ренная проблема станет первостепенной в подводном кораблестрое­нии по своей масштабности и важности в отношении обеспечения экологической безопасности.

Вперед
Оглавление
Назад

Главное за неделю