От первого ко второму поколению

От первого ко второму поколению

Если подводную лодку проекта 627 проектировали с оглядкой на дизельные корабли и скудные публикации американцев, то второе поколение создавалось уже в основном с учетом собственного приобретенного опыта, без прототипа. Правда, два момента оказали воздействие на выбор внешнего облика будущей лодки- постройка в Америке опытной субмарины “Альбакор” с каплеобразным корпусом и полный переход на применение в США одновальной схемы. Поневоле сознаешь, насколько в неравных условиях находились наши и “их” конструкторы: если американцы могут заказать электродвигатели и оптику в Германии, системы обеспечения стрельбы в Швеции, радиоэлектронные устройства в Японии, то наши изначально ориентированы только на отечественное оборудование, выбор которого невелик, а характеристики не во всем отвечают нужным требованиям. Становится понятно, какими усилиями дались достигнутые в СССР успехи подводного кораблестроения.

К моменту сдачи первой атомной подводной лодки К-3 в 1959 году уже были готовы и проходили утверждение “Правила проектирования подводных лодок”, которые в немалой степени были привязаны к проекту 627. В них, к примеру, в категоричной форме предписывалось использование дублированной двухвальной схемы ГЭУ. Считалось, что эксплуатационное или боевое повреждение единственного гребного винта поставит отечественную лодку в катастрофическое положение подо льдами Арктики или в отдаленных районах патрулирования. Что написано пером, трудно вырубать топором, но тем не менее, в КБ- проектанте (СКБ-143, затем ЛПМБ, а после обьединения в 1974 г. с ЦКБ 16- СПМБМ “Малахит”) уже ушли далеко вперед и все проработки лодок второго поколения велись не благодаря, а вопреки этим правилам.

Черты новой лодки определялись уже не сроками и необходимостью, а опытом и возможностями, которые давало кораблю использование атомной энергии, в значительно более широких диапазонах, нежели в проекте 627.

Одним из инициаторов новых проработок стал ведущий конструктор А. Б. Петров, которому руководство СКБ в лице начальника В.Н. Перегудова распорядилось выделить специальное время для этих работ. В 1958 году создатель первых атомоходов В.Н. Перегудов ушел по состоянию здоровья на пенсию и умер в сентябре 1967 года, едва переступив 65- летний рубеж.

Зато чуть позже “генератор идей”, А.Б. Петров, приступил к проработке проекта 705- скоростной автоматизированной лодки с титановым корпусом, жидкометаллическими реакторами и многими другими новшествами, намного опередившими время. Обликом же ПЛА ближайшего будущего занялся вновь назначенный начальник проектного отдела СКБ-143 Г. Я. Светаев. Постепенно идеи приобретали реальные черты, получали одобрение и конкретную поддержку в виде привлечения к работам более широкого круга специалистов.

Надо отметить, что Светаев был одним из ведущих специалистов родственных ЦКБ-18 (с 1966 г. ЦКБ “Рубин”), ЦКБ-112 (ныне ЦКБ “Лазурит”), довелось ему работать и в особом КБ, созданном при НКВД. После возвращения из заключения оттуда он и занялся оформлением инициативного технического предложения новой подводной лодки для представления Госкомитету по судостроению, тем более, что он был так же, как и Петров, поборником новых подходов, в том числе одновальной и однокорпусной схемы.

В мае 1958 года новый начальник СКБ-143 В.И. Дубовиченко распорядился оформить накопившиеся идеи и проработки в инициативное техническое предложение для официального представления его Госкомитету по судостроению. Предлагаемый проект не только нарушал правила проектирования, но и выглядел чрезвычайно смело для того времени: один реактор, одна турбина, один вал, прочный цилиндрический корпус одного диаметра, легкая надстройка коробчатого сечения и легкий корпус с цистернами в оконечностях. Основное вооружение- торпедные аппараты.

Вместо рассмотрения отдельного проекта Госкомитет обьявил конкурс между КБ на создание лодок второго поколения, а по постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 28 августа для них началось проектирование паропроизводящих установок. Имевшиеся наработки в СКБ-143 позволили в кратчайший срок выдать технические предложения по торпедной лодке (проект 671) и ракетной лодке с комплексом Д-5 на её базе (проект 639). Здесь были кардинально изменены характеристики корабля: увеличивался диаметр прочного корпуса, обводы становились каплеобразными, применялись повышенные параметры системы воздуха высокого давления из-за возрастания глубины погружения, переменный трехфазный ток, одновальная установка, надводная непотопляемость не нормировалась (то есть требование о сохранении плавучести при одном затопленном отсеке отбрасывалось). Впрочем, проработаны были оба варианта- с одноотсечной непотопляемостью (где в связи с ограничением длин отсеков и повышением их числа хуже компоновалось оборудование и поэтому вырастало водоизмещение) и с необеспеченной надводной непотопляемостью. Опасность во втором случае состояла в том, что при затоплении кормового отсека с малым запасом плавучести лодка может потерять продольную остойчивость и моментально провалиться кормой вниз. Пример- гибель впоследствии однокорпусных американских субмарин с малым запасом плавучести: они тонули, как топоры.

Этого опасались и у нас, поэтому поначалу такие предложения у Госкомитета поддержки не получили, так как представлялось логичным продолжать строить лодки по типу первого поколения, постепенно внося в них улучшения. Такого же мнения был и Главком ВМФ С.Г. Горшков. Но появившиеся новые образцы оборудования и вооружения, а также поток замечаний по эксплуатации проекта 627 и предложения, шедшие с флотов, заставили взглянуть на проблемы шире и согласиться с проектантом.

Во- первых, при навигационных авариях повреждение прочного корпуса, изготовленного из сталей новых типов, представлялось маловероятным. Во-вторых, при воздействии современного мощного оружия (особенно атомного) трудно предположить, что повреждения приведут к затоплению лишь одного отсека, а не к общему разрушению прочного корпуса. В третьих, надводная непотопляемость практически не обеспечивает безопасность лодки в подводном положении, где главную роль играют обьёмы цистерн и воздуха.

После определенных проработок 3 ноября 1959 года было утверждено тактико- техническое задание для СКБ-143 на проектирование атомной торпедной подводной лодки проекта 671 (шифр “Ерш”). При этом последняя должна была иметь нормальное водоизмещение 2000 т, мощную гидроакустику, глубину погружения не менее 300 метров. Лодка была предназначена для борьбы с подводными ракетоносцами противника на позициях вероятного пуска ими ракет, для борьбы с любыми другими подводными лодками и надводными кораблями, развернутыми на рубежах ПЛО, а также прикрытия своих конвоев и соединений кораблей от ударов ПЛ противника. При докладе Главкому было абсолютно аргументированно доказано, что только “необеспеченная” надводная непотопляемость и одновальная схема обеспечивают наименьшую шумность, наименьшее водоизмещение и выигрыш в скорости при той же мощности. Возможность передвижения лодки при повреждении винта обеспечивалась двумя малыми вспомогательными двигателями. Докладывал главный наблюдающий от ВМФ капитан 2 ранга В.И. Новиков. Когда и Госкомитет по судостроению высказался “за”, брешь в вопросе была пробита и проекту дали “зеленую улицу”.

Главным конструктором нового проекта был назначен Г.Н. Чернышев, ранее занимавшийся лодкой с парогазовой установкой (пр. 617), затем проектами 627, 639 и 645, поисковыми разработками. Окончив в 1942 году кораблестроительный институт, Георгий Николаевич принял участие в боях с немцами на Юго-Западном фронте, после демобилизации в 1943 году начал работу в ЦКБ-18 конструктором- механиком. В 1948 году его переводят в СКБ-143, через пять лет назначают заместителем начальника отдела, а с 1959 года он становится главным конструктором нового проекта 671. Эскизный проект был выполнен в марте 1960 года, а технический- уже в декабре. Активное участие принимали в создании корабля заместители главного конструктора А.И. Колосов (получивший за эту работу орден Ленина), Л.А. Самаркин, главный инженер Б.К. Разлетов, начальники отделов А.А. Тюриков, В.А. Собакин, Л.А. Подвязников и другие.

Позднее, в 1970 году, Г.Н. Чернышев удостоился звания Героя Социалистического труда, с 1974 по 1986 годы был начальником СПМБМ “Малахит”, с 1986 года- Генеральным конструктором, ему присваивались звания доктора технических наук, Заслуженного конструктора Российской федерации, почетного академика, лауреата Государственных премий. Умер Г.Н. Чернышев 23 июля 1997 года, в возрасте 78 лет…

При решении принципиальных технических вопросов в проекте 671 было принято несколько эффективных целенаправленных решений, ставших классическими в дальнейшем. Так, удачная компоновка позволила разместить в одном турбинном отсеке турбозубчатый агрегат и автономные турбогенераторы с обеспечивающими системами (на первом поколении лодок они были навешанными на ГТЗА, что ставило в зависимость электроэнергетическую систему от режимов работы турбин, а турбины на первых лодках занимали два отсека). Всё это вместе с поперечным расположением реакторов уменьшило относительную длину корпуса, а значит, водоизмещение и величину смоченной поверхности, что увеличивало пропульсивные качества корабля и снижало гидродинамическое сопротивление. Относительное укорочение корпуса улучшило маневренные качества корабля, а безопасные дифференты в несколько раз превысили допустимые для первых атомных лодок.

Решено было также вернуться к “устаревшей”, ещё довоенной кингстонной системе в балластных цистернах, более надёжной, нежели шпигатная (которая допускает проникновение воды в цистерны в надводном положении). Помимо действительно большей надёжности, дававшей уверенность в расчётах элементов посадки аварийного корабля в условиях даже большого волнения, требования заказчика удовлетворялись при значительно меньших обьё- мах цистерн главного балласта и запасе воздуха высокого давления, что опять же дало выигрыш в водоизмещении. Отечественный трагический опыт показал в дальнейшем правильность этих решений: все затонувшие советские лодки были с обеспеченной одноотсечной непотопляемостью (что только продляло агонию корабля) и шпигатными цистернами, конструкция которых была взята от немецких лодок времен войны.

Следующий серьёзный вопрос- мощность и компоновка АЭУ. Опыт эксплуатации реакторов к тому времени ещё не давал однозначного ответа о надежности и применение однореакторной установки без возможности дублирования представлялось преждевременным. Кроме этого, в КБ имелись идеи по использованию типового энергетического отсека для разных классов лодок (ракетной, с усиленным торпедным вооружением и т. д.) и нужны были запасы мощности на последующие возможные модернизации. В результате была создана компактная паропроизводящая установка с высокими удельными показателями, втрое превышающими общий энергозапас лодок предыдущего типа. Для неё был создан уникальный бак железоводной защиты, он же и фундамент для монтажа установки.

Исходя из опыта эксплуатации реакторов лодок первого поколения типа ВМ-А, где главные неприятности приносили протечки радиоактивной воды первого контура во второй, через трубки парогенераторов, а также протечки через арматуру в насосные, аппаратные и парогенераторные выгородки, для второго поколения была изменена компоновочная схема АЭУ. Она осталась петлевой, но обьёмы были уменьшены за счёт применения схем “труба в трубе”, навешивания насосов первого контура на парогенераторы, уменьшения количества трубопроводов большого диаметра основного оборудования.

Практически все трубопроводы первого контура “ушли” под биологическую защиту, существенно изменились системы контрольно- измерительных приборов и автоматики атомной установки. Увеличилось количество управляемых дистанционных клапанов, задвижек, заслонок и т. д.

И хотя до последнего времени подводные лодки проекта 671 избежали крупных аварий с энергоустановками, опыт эксплуатации АЭУ второго поколения показал, что остались нерешенными проблемы с аварийным расхолаживанием реактора при полном обесточивании корабля и предотвращением осушения активной зоны при разрыве первого контура.

Много проблем было с контролем процессов в реакторе, находящемся в подкритическом состоянии. В дальнейшем при модернизациях и ремонте устанавливалась дополнительно безламповая импульсная пусковая аппаратура. Повысилась надежность парогенераторов за счёт применения титановых теплообменных трубок, но при выгорании активной зоны на 30–35 % возникали проблемы с разгерметизацией оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), низкой реакцией аппаратуры, с возможностью её работы в режиме несанкционированного пуска и т. д. Основным достоинством внедренной на этих лодках системы автоматического регулирования АЭУ-ГТЗА являлась возможность одному оператору управлять оборотами турбины и мощностью реакторов при помощи минимального количества действий, а установка всережимных регуляторов давления и частоты вращения избавила от необходимости постоянного контроля за этими процессами, который велся на лодках первого поколения.

Важное значение имело решение вопроса повышения надежности основного оборудования. Был развернут комплекс работ и повышены требования к более чем 1000 наименованиям изделий, что позволило довести их ресурс до заводского ремонта в 50000 часов, а срок службы корабля довести до 10 лет (до капремонта). Эти мероприятия были вынужденными- ремонтная база не поспевала за бурным пополнением флота и “покупались” они недёшево- многие механизмы становились вместе с надежностью массивнее и обьёмнее.

Нужно сказать несколько слов ещё об одном конструктивном “крепком орешке”, где сплелся узел из главной линии гребного вала с тяжелым винтом, двух валов вспомогательных двигателей, пересекающих их осей приводов вертикальных и горизонтальных рулей. При этом логика требовала провести дополнительные конструктивные подкрепления на расчётные нагрузки от внешних взрывов. Конструкция была спроектирована настолько удачно, что в дальнейшем применялась на всех советских одновальных подводных лодках без особых улучшений. Кстати, увеличение размеров стабилизаторов потребовалось не сколько для улучшения управляемости, сколько для нейтрализации кренящего момента, который возникает при работе гребного винта на одновальных лодках и тем сильнее, чем меньше метацентрическая высота.

По взрывостойкости можно добавить, что в 1965 году на Ладожском озере состоялись испытания специального стенда проекта 1805, оснащенного атомным реактором, ППУ, циркуляционными трассами, образцами вооружения и радиотехническими средствами второго поколения. Был имитирован взрыв атомной бомбы на расстоянии 1700 метров, получены уникальные данные о фактической взрывостойкости всех устройств, кстати, находящейся на одном уровне с американскими…

Даже в специальных трудах по якорям ничего не упоминается об оригинальной конструкции “якорь-щит”, внедренной впервые на этом проекте: будучи выбранным, корабельный якорь закрывал здесь нишу легкого корпуса, ликвидируя вырез и восстанавливая обтекаемую форму в носовой части.

Классически и крайне компактно была размещена и антенна гидроакустической станции в сочетании с торпедными аппаратами. Правда, в дальнейшем много времени ушло на отработку их сопряжения, чтобы в моменты пуска торпед или старта ракет акустика не “глохла”, но выигрыш от этого расположения был очевиден. Дело в том, что поначалу предлагалось перенести торпедный отсек ближе к середине корабля, как на американском “Трешере”. Это могло дать резкое увеличение боезапаса и размещение в носу более мощной антенны. Но затем, когда выяснилось, что у американских лодок в момент торпедного залпа скорость должна составлять лишь 11 узлов (торпеды выходят под углом), а погрузку боезапаса можно производить только в специальном доке, однозначно этот вариант отбросили. Таким образом, наши лодки могли стрелять на полном ходу, в режиме “догона” и вести перезарядку в море (специальные корабли для этого строились). Весь процесс погрузки не требовал от команды опасной и тяжелой физической работы. Тяжелая торпеда опускалась краном на закрываемый щитами горизонтальный лоток, крепилась и затягивалась в отсек, транспортировалась по нему и опускалась гидроприводами на стеллажи.

Проблема шумности ещё не стояла так остро, как в конце 70-х годов, поэтому многим вещам просто не придали при проектировании значения. Всё-таки резко увеличивалась глубина погружения (глубже зоны действия оружия того времени), что к тому же снижало заметность, применялось противогидролокационное резиновое покрытие, сокращалось количество отверстий (шпигатов), акустическая заметность по сравнению с первыми нашими лодками снизилась на 10–11 децибел (это на порядок ниже!), а в целом физические поля по сравнению с первым поколением лодок уменьшились в пять раз. Вплотную вопросы снижения шумности встали позднее, когда в ответ американцами в океане была развернута глобальная система освещения подводной обстановки.

А теперь представьте себе, что проделав такой колоссальный обьём поисковой и проектной работы, найдя логичные и перспективные решения, конструкторы могли и не увидеть своего детища в металле. Предпосылки к этому были- начали строительством и разобрали на стапеле ракетную лодку на базе 627 проекта, порезали только что введенные в строй или достраивающиеся крейсера, флот с легкой руки Хрущева вообще рушили: кораблестроительная программа, утвержденная 24 декабря 1963 года, уже 10 августа следующего года была откорректирована. И вот на выставке перспективной морской техники в ЦНИИ имени Крылова сам Никита Сергеевич вдруг спрашивает с сомнением, стоит ли строить такие лодки, тратить государственные деньги.

Главный конструктор сумел так аргументировать свой доклад, что глава правительства согласился с целесообразностью строительства новых лодок. Было ещё несколько неприятных моментов, типа ходатайства в правительство руководства Ленинградского совнархоза об отказе от строительства атомных кораблей на Адмиралтейском заводе, но все это было преодолено поддержкой Главкома и принятым правительственным постановлением.