С окончанием Великой Отечественной войны перед судостроительной промышленностью страны встала задача расширения производства.
Северный, Балтийский и Черноморский флоты утратили около 56% подводных лодок, входивших в их состав в годы войны. Боевые действия подводных лодок в годы войны доказали их эффективность. В послевоенный период сформировалась концепция о целесообразности строительства трех подклассов подводных лодок: больших, средних и малых.
Все они были включены в первую послевоенную программу военного кораблестроения. Однако в постройке больших торпедных подводных лодок возник почти десятилетний перерыв, и в первые послевоенные годы строились только средние и малые лодки. При этом до начала 50-х годов строились лодки, спроектированные еще до начала войны.
Во время Великой Отечественной войны подтвердились достаточно высокие качества советских подводных лодок, в то же время развитие сил и средств противолодочной обороны, достигших в годы войны высокого уровня, требовало значительно улучшить основные тактико-технические характеристики подводных лодок. Еще в годы войны велись проработки подводных лодок новых типов.
Помимо опыта войны на технический уровень послевоенных проектов подводных лодок оказали влияние развитие науки и техники. Благодаря применению новых сталей СХЛ-4 и МС-1 с пределом текучести 40 кг/мм2. вдвое возросла глубина погружения отечественных лодок, а новая электроэнергетика позволила увеличить в 1,5 раза скорость подводного хода и в 2,5 раза дальность плавания экономической скоростью под водой. Были созданы также новые дизели мощностью 2000 л.с. Важной особенностью энергетических установок, значительно повышающих тактические качества лодок в целом, стало оснащение их специальным устройством, позволяющим дизелям работать под водой в перископном положении.
Новые лодки, в отличие от довоенных, имели развитое для своего времени радиоэлектронное вооружение. На базе гидроакустической станции довоенной разработки были созданы новые гидролокационные станции с большими дальностью действия и точностью определения координат.
На вооружение подводных лодок поступили принципиально новые шумопеленгаторные станции, радиолокационные станции сантиметрового диапазона, первые системы радиолокационного опознавания. Новые средства радиосвязи и навигации существенно повысили оперативно-тактические возможности подводных лодок.
В частности, расширение диапазона волн для радиосвязи позволило увеличить дальность связи и глубину погружения лодок при радиоприеме. Главным оружием подводных лодок оставались 533-мм противокорабельные торпеды. Возросли дальность и точность стрельбы торпед. Для поражения надводных целей разрабатывались прямоидущие и самонаводящиеся торпеды, тепловые и электрические.
До 1948 года проектированием подводных лодок в стране занималось лишь ЦКБ-18. Первой новой послевоенной подводной лодкой стала средняя лодка пр.613, водоизмещением около 1050 т, вооруженная шестью торпедными аппаратами.
Параллельно с созданием средних подводных лодок пр.613 возобновились работы по строительству больших лодок. В 1947-
1948 годах в ЦКБ-18 ( Главный конструктор С. А. Егоров ) разработан пр.611 большой торпедной подводной лодки водоизмещением около 1830 т., вооруженной десятью торпедными аппаратами. Головная лодка была заложена 10 января 1951 года на заводе 196 в Ленинграде и передана флоту 31 декабря 1953 года.
Подводные лодки пр.611 неоднократно использовались для отработки новых конструкций и образцов вооружения. Разрабатывались и проекты улучшения характеристик лодки по основному назначению. Так в 1950 г. с целью повышения подводной скорости был разработан предэскизный пр.611бис размещения парогазотурбинной установки в качестве форсажной для подводного хода. Максимальная подводная скорость лодки водоизмещением около 2550 т. планировалась около 20 уз., однако из-за неблагоприятного хода испытаний этот проект не получил продолжения.
С появлением баллистических и крылатых ракет с ядерными зарядами к середине 50-х годов сложились реальные условия для революционных преобразований в подводном кораблестроении. Хотя это и не привело к утрате значения торпед — традиционного оружия подводных лодок.
В 1956 г. был разработан технический пр.641 большой торпедной подводной лодки водоизмещением около 1950 т., представлявший собой развитие пр.611 (ЦКБ-18, главный конструктор С. А. Егоров, затем З. А. Дерибин). Лодка по сравнению с предшественницей имела увеличенные на 40% глубину погружения, на 20% большую автономность, дальность плавания, несколько улучшенную обитаемость и более совершенные вооружение и оборудование.
С целью унификации для ряда систем и устройств использовались те же механизмы, приборы и устройства, что и в пр.611.
Подводные лодки этого проекта были двухкорпусными. Прочный корпус (Толщина листов 18-22мм) выполнялся сварным, за исключением съемных листов для погрузки механизмов, которые соединялись с прочным корпусом на заклепках или шпильках. В средней части корпус имел форму цилиндра, диаметром 5,6 м, в оконечностях — форму усеченного конуса. Диаметр носовой концевой переборки составлял 3,4 м, кормовой — 2,9 м. Из семи водонепроницаемых отсеков три служили отсеками-убежищами и оборудовались специальными устройствами для выхода команды в аварийных ситуациях
В междубортном пространстве размещалась система погружения- всплытия, состоявшая из 10 цистерн главного балласта(ЦГБ). Концевые и средняя группа ЦГБ заполнялись и осушались через кингстоны, а остальные- через шпигаты. Продувание ЦГБ средней группы осуществлялось воздухом высокого давления (ВВД), хранившимся в 36 баллонах, расположенных в надстройке и внутри прочного корпуса. После всплытия лодки в позиционное положение ЦГБ продувались отработанными газами одного из бортовых дизелей или воздухом низкого давления при работе дизеля в режиме компрессора с приводом от главного электродвигателя. В аварийных ситуациях
предусматривалось продувание всех ЦГБ воздухом высокого давления. Пополнение баллонов ВВД производилось двумя дизель-компрссорами ДК-2 и одним электрокомпрессором ЭК-15. Вентиляция ЦГБ осуществлялась через клапаны вентиляции, размещенные на палубных стрингерах цистерн.
Перекладка рулей, открывание-закрывание крышек торпедных аппаратов, кингстонов и клапанов вентиляции, подъем и опускание перископов выполнялись с помощью системы гидравлики (рабочее давление 100 кгс/см2 ). Топливо (соляр) хранилось в шести внутренних и семи междубортных цистернах. При этом, одна из внутренних цистерн была предназначена для обеспечения топливом марки ДС дизель-комперссоров ДК-2.
Для приема усиленного запаса топлива могла использоваться уравнительная цистерна №2. хотя это и приводило к значительным неудобствам при эксплуатации лодки в начальный период плавания.
Запас пресной воды обеспечивал всего 40% автономности. Для обеспечения полной автономности использовались две электроопреснительные установки с последующим обогащением дистиллированной воды солями жесткости в фильтре -обогатителе.
В дальнейшем за счет использования размещенной в ограждении рубки прочной шахты запас пресной воды был увеличен почти на 3м3 .
Подводная лодка имела трехвальную энергетическую установку. Каждая из линий валов приводилась в движение либо дизелем, либо гребным электродвигателем. На средней линии вала, кроме того находился электродвигатель экономического хода, через полый якорь которого проходил гребной вал, соединенный с ним при помощи звукоизолирующей муфты напрямую, без каких-либо передаточных устройств, что обеспечивало простоту конструкции и бесшумность работы вала в режиме экономического хода.
Для обеспечения работы дизелей на перископной глубине использовалось устройство работы дизелей под водой (РДП), представляющее собой выдвижную мачту для подачи атмосферного воздуха. Воздушный клапан РДП имел специальный поплавковый клапан, предотвращающий попадание воды при захлестывании устройства волной. Удаление выхлопных газов производилось через стационарную шахту, размещенную в кормовой части ограждения рубки.
Аккумуляторная батарея состояла из четырех групп по 112 аккумуляторов типа 46 СУ в каждой группе и размещалась в аккумуляторных ямах в два яруса и имела установку механического перемешивания электролита. Дистиллированная вода для доливки АБ хранилась в специальной цистерне, разделенной на две половины. Перегонка воды в расходные бочки производилась путем подачи в одну половину спеццистерны забортной воды, для замещения расходуемой воды, в другой половине хранилась дистиллированная вода.
Устройство перископа позволяло изменять высоту его подъема, оставляя положение окуляра постоянным по высоте, и производить круговой обзор, находясь на специальной площадке, вращающейся вместе с перископом при помощи гидропривода.
Строительство этого проекта подводных лодок было развернуто в Ленинграде на заводе 196(ныне ГП”Адмиралтейские верфи”).
Головной корабль был заложен 3 октября 1957 года и передан флоту 25 декабря 1958 года. В 1958-1971 г.г. в Ленинграде передали флоту 58 лодок этого проекта. В ходе постройки были улучшены их тактико-технические элементы. Так, на одной из лодок пр.641 испытывалось устройство быстрой перезарядки торпедных аппаратов
В 1955 г, сначала в конструкторском бюро С. П. Королева, а затем в СКБ-385 под руководством В. П. Макеева начались работы по ракетному комплексу Д-2 — первому комплексу баллистических ракет, специально предназначенному для подводных лодок.
В 1956 г. На базе пр.641 торпедной подводной лодки началась разработка пр.629- дизель — электрической подводной лодки, вооруженной этим комплексом ( ЦКБ-16, главный конструктор
Н. Н. Исанин). На лодке водоизмещением около 2800т были размещены три баллистические ракеты Р-13 комплекса Д-2, принятого на вооружение в 1961 г… Кроме того, на базе пр.641 был выполнен в двух вариантах технический проект лодки пр.646 водоизмещением около 2600 т. (ЦКБ-18, главный конструктор П. П. Пустынцев), отличающийся вооружением: с четырьмя ракетами комплекса П-5 или двумя ракетами комплекса П-10. Однако, дальнейшего развития разработка не получила.
В середине 60-х годов судостроительная промышленность начался золотой век советского судостроения. Проектирование подводных лодок в начале этого периода вели четыре конструкторских бюро, получившие в 1966г новые названия: ЛПМБ «Рубин» (ранее ЦКБ-18), СПМБМ (СКБ-143), ЦПБ «Волна» (ЦКБ-16) в Ленинграде и СКБ «Судопроект» (СКБ-112) в Горьком. В 1974 г СПМБМ и ЦПБ «Волна» были объединены в СПМБМ «Малахит», а «Судопроект» переименован в ЦКБ «Лазурит».
В 1967 — 1969 г.г. ЛПМСБ «Рубин» разработало технический проект улучшенной лодки- пр.641Б (Главный конструктор Ю. Н. Кормилицын). Строительство серии велось на заводе «Красное Сормово». В 1972 — 1982 г.г. в Горьком передано флоту 18 лодок этого типа.
Одновременно в Ленинграде строились подводные лодки для иностранных заказчиков. Так в 1965 г. специально для экспорта была разработана модификация лодки пр.641 для Индии(пр.И641), и в 1967 — 1969 г.г. передано заказчику четыре лодки этого типа (ЛПМБ «Рубин», главные конструкторы З. А. Дерибин и Ю. Н. Кормилицын). В 1976 — 1979 г.г. две из них модернизированы на «Дальзаводе» во Владивостоке по пр.И641М.
В 1972 — 1983 г.г. для ВМС Индии, Ливии и Кубы построено еще 13 лодок модифицированного пр.И641К (Главный конструктор Ю. Н. Кормилицын).
Все перечисленные лодки строились на Ново-Адмиралтейском заводе. Кроме того, из состава военно- морскогофлота были переданы Польше две серийные подводные лодки пр.641
Подводные лодки пр.641 заняли одно из ведущих мест в ряду главных ударных сил ВМФ. Они несли боевую службу на всех океанах, в Средиземном море, совершали длительные автономные походы, участвовали в тактических учениях, находились в оперативном дежурстве. Большую роль они сыграли и в отработке использования с подводных лодок нового для того времени ракетного оружия.
Основные тактико — технические элементы
дизель — электрических подводных лодок
Источник: ronl.org
Дизель-электрические подводные лодки. Эволюция
1981 г. в Советском Союзе трическая подводная лодка (ДЭПЛ) проекта 877 «Палтус». была создана дизель-элекЛодки были предназначены для действия в закрытых бассейнах, а главным образом — на экспорт (пр. 877Э, или «Кило» (Kilo), по классификации НАТО).
Субмарины имели хорошо продуманную форму корпуса, что позволяло развивать высокую подводную скорость при минимальном расходе энергии (электродвигатель всего 5 000 л. с.). Корпус лодки впервые в СССР был выполнен в «дирижабельной» форме с оптимальным с точки зрения обтекаемости удлинением и с минимумом забортных отверстий. Соотношение длины к ширине составило чуть больше 7. Выбранная форма позволила не только повысить скорость подводного хода, но и снизить шумность. Лодка имеет традиционную для советской школы подводного кораблестроения двухкорпусную конструкцию.
Прочный корпус разделен на шесть отсеков:
- первый отсек делится на три палубы. Верхняя занята торпедным оружием, средняя — жилая, в нижней — первая группа аккумуляторов;
- второй отсек также трехпалубный. На верхней палубе — центральный пост, под ним — вторая палуба, на которой располагается рубка радиста и штурманская рубка. Через этот же отсек проходят все выдвижные устройства;
- третий отсек — трехпалубный, жилой. Две палубы заняты помещениями экипажа, а нижняя — второй группой аккумуляторной батареи;
- четвертый отсек — дизель-генераторный;
- пятый отсек — электромоторный. Из этого отсека выпускается кормовой аварийный буй;
- шестой отсек — кормовой, в нем находятся электродвигатель экономичного хода и приводы рулей, кормовой люк.
Легкий корпус ограничивает развитую носовую оконечность, в верхней части которой находятся торпедные аппараты, а нижнюю занимает развитая основная антенна гидроакустического комплекса «Рубикон-М». Ограждение выдвижных устройств находится над вторым отсеком и выполняет обычные свои функции — ходовой мостик, воздухозабор, обтекание и защита перископов, антенн и прочих подъемномачтовых устройств, там же находится герметичный кранец для ПЗРК «Стрела-3М».
Подводные лодки (ПЛ) проекта 877 имеют одновальную энергетическую установку, реализованную по принципу полного электродвижения. Два дизеля типа 4-2ДЛ42М имеют мощность по 1 000 кВт при частоте вращения 700 об./мин и работают совместно с генераторами типа ПГ-142. Гребной электродвигатель модели ПГ-101 имеет мощность 4040 кВт на 500 об./ мин и дублируется электродвигателем экономичного хода типа ПГ-140 (139 кВт на 150 об./мин).
Водоизмещение 3 950 т, длина 72,6 м, ширина 9,9 м, глубина погружения 300 м, осадка 6,2 м, запас хода 6 000 миль, скорость 20 узлов, экипаж 57 (877Э — 52) человек. Вооружение: торпедные аппараты — шесть 533- мм, зенитные установки — восемь ракет «Стрела-3» (SA-N-8 Gremlin) или «Игла» (SA-N-10 Gimlet), в боекомплект входит до 18 торпед или 24 мины, при необходимости их число варьирует.
Даже западные эксперты были вынуждены отметить, что эти лодки быстры, маневренны и великолепно приспособлены для операций в закрытых акваториях. Например, «Палтус» вполне способен засечь «Лос-Анджелес» до того, как куда более мощный сонар американской атомарины обнаружит более тихую российскую неатомную ПЛ. Эти корабли были очень популярны в развивающихся странах, так как их оборудовали простыми, но эффективными навигационными системами.
Советский Союз с 1980 по 1991 гг. строил по две-четыре такие лодки в год, многие из них были проданы за рубеж.
Продолжение статьи читайте в июльском номере журнала «Наука и техника» за 2020 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой
Источник: naukatehnika.com
Дизель-электрическая подводная лодка
Дизель-электрическая подводная лодка (ДПЛ, ДЭПЛ) — подводная лодка, оснащённая дизельными двигателями для надводного хода и электромоторами для передвижения под водой.
Первые дизель-электрические подводные лодки 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 подводные лодки.
История
Предшественники
До появления ДЭПЛ существовали подводные лодки на мускульной тяге (H. L. Hunley, лодка Шильдера и многие аналогичные подводные лодки раннего периода), чисто-электрические аккумуляторные («Жимнот», современные мини-подлодки), 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 подводные лодки 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.
Дальнейшее развитие
U-995 типа VIIC/41, представитель классических дизель-электрических подводных лодок
После появления в 1950-е годы атомных подводных лодок, стало принято подразделять по типу энергетической установки на две основные категории: атомные и неатомные.
В настоящее время США, Великобритания и Франция полностью прекратили строительство неатомных подводных лодок; Соединенные Штаты в последний раз приняли на вооружение неатомную подводную лодку в 1950-х годах.
Ещё три страны, Россия, Франция и Китай, имеют комбинированный атомно-неатомный подводный флот, в клуб вошла и Индия, арендовав в 2012 году АПЛ у России.
Подводный флот остальных стран полностью состоит из дизель-электрических подлодок разной степени совершенства. Основными проектантами современных неатомных подводных лодок являются Германия, Швеция, Россия, Франция. Разработанные ими проекты идут на экспорт в остальные страны либо в виде полностью готовых кораблей, либо в виде проектной и технологической помощи в строительстве.
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 подлодку с обычной дизель-электрической установкой, а затем и французскую атомную ПЛ. В Средиземном море Halland одержала верх в «дуэли» с американской атомной подлодкой USS Houston (тип «Лос-Анджелес»); при этом стоимость Halland была в 4,5 раза ниже своих атомных соперников.
Задачи
Одной из задач ДЭПЛ является защита атомных подводных крейсеров стратегического назначения (АПКСН) на этапах выхода из портов на простор Мирового океана и возвращения к месту постоянной дислокации. АПКСН нуждается в защите от многоцелевых субмарин (на Западе их называют hunter-killer — охотники-убийцы) на подступах к базе, где шансы его обнаружения средствами гидроакустики высоки (в случае удачи охотника, он постарается маневром сесть на хвост, записать гидроакустический портрет своей добычи и в случае получения соответствующего приказа атаковать атомоход), задача сил ближней морской зоны — предотвратить подобный сценарий.
Разновидности СЭУ
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:
- 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 значительно меньшими габаритами, что достигается за счёт повышения номинальных оборотов вращения вала и отказа от реверсивности. Такие подводные лодки строятся в России и некоторых других странах.
- 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.
- 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 ноу-хау Швеции, ведущим производителем подобных кораблей является шведская компания Kockums (тип «Готланд»).
5 марта 2020 года в состав Морских сил самообороны Японии принята первая в мире боевая подводная лодка с литий-ионными (а не традиционными свинцово-кислотными) аккумуляторами — «Oryu» типа Soryu.
Альтернативы и недостатки
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 без того посредственных условий обитания подводников. Поэтому параллельно со строительством ДЭПЛ во многих странах производился поиск схемы «двигателя единого хода» для надводного и подводного движения а также каких-то других неатомных анаэробных энергоустановок.
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.
Источник: ctcmetar.ru