Главная > Развитие подводных лодок

На пределе возможного.

В послевоенные годы перед подводным кораблестроением стояла задача создать лодки не только более мощные, но и способные противостоять интенсивно совершенствовавшимся средствам противолодочной обороны. Для обнаружения надводных кораблей и самолетов лодки стали оборудовать радиолокационными средствами, поскольку они, как и прежде, были вынуждены большее время находиться в надводном положении. Устройство РДП решало проблему только частично. Для его использования лодку нужно было удерживать на малой глубине, что представляло значительную трудность даже при сравнительно небольшом волнении моря. Кильватерный след за поплавковым клапаном РДП был хорошо заметен и демаскировал лодку, а работающие дизели делали ее "глухой", лишая возможности использовать гидроакустическую аппаратуру. Кроме того, при ходе под РДП скорость лодки ограничивалась 5-6 уз. Конечно, несмотря на все это, в условиях резкого усиления противолодочной обороны, РДП и другие усовершенствования, улучшавшие подводные качества лодок, сыграли важную роль, и если в период первой мировой войны время их нахождения в подводном положении по отношению ко всему ходовому времени составляло в среднем около 5 %, то к концу второй мировой войны оно достигало 15-20%. Но этого было уже недостаточно.

Война еще не закончилась, а разведки США и Англии развернули настоящую охоту за технической документацией подводных лодок с ПГТУ, а также за специалистами, принимавшими участие в их проектировании и строительстве. Англичане обнаружили одну из затопленных в конце войны подводных лодок с ПГТУ - U-1407 - и подняли ее. Корабль привела в Англию немецкая команда, которую предупредили о смертной каре в случае каких-либо диверсий. Туда же доставили и Вальтера. Подводная лодка, названная Метеором, была восстановлена и после модернизации в течение нескольких лет испытывалась по широкой программе. По результатам испытаний в 1956-1958 гг. были построены две экспериментальные подводные лодки с ПГТУ - Эксплорер и Экскалибер. Получив на испытаниях Эксплорера скорость подводного хода 25 уз, англичане, "забыв" о W-80, поторопились оповестить мир, что ими установлен мировой рекорд скорости под водой.

Надежды английского адмиралтейства не оправдались. В ходе испытаний экспериментальных подводных лодок выявились серьезные принципиальные недостатки. Одним из главных являлся огромный удельный расход раствора перекиси водорода, составляющий при работе ПГТУ на полной мощности 2400 г/(л. с. o ч). В результате стоимость одного ходового часа подводной лодки достигала 5000 фунтов стерлингов, что по курсу тех лет было эквивалентно 12,5 кг золота. В дальнейшем обе лодки использовались для исследования управляемости при больших скоростях.

Не остались безразличными к подводным лодкам с энергетическими установками, использующими бортовой запас окислителя, и США. Работы велись с размахом при широком использовании трофейной технической документации и опыта немецких специалистов. Особое внимание уделялось подводной лодке с единым двигателем, работающим по замкнутому циклу, на базе немецкой. установки, одну из которых вывезли в США и всесторонне испытали. Построенной в 1951 г. установке присвоили шифр "Эллис". В процессе ее испытаний возникло много осложнений и трудностей, аналогичных тем, с которыми в свое время столкнулись немцы. В 1952 г. американских конструкторов переориентировали на дизельную установку, работающую по замкнутому циклу, но с применением в качестве окислителя не кислорода, а перекиси водорода. Одновременно под эту установку. Проектировалась сверхмалая подводная лодка водоизмещением 25/29 т, получившая шифр Х-1. Двигатель мощностью 30 л. с. должен был обеспечивать скорость 15/12 уз. И здесь не обошлось без ряда трудностей, главной из которых являлся отвод продуктов сгорания за борт на глубине. Значительную сложность, с которой в свое время столкнулись и немцы, представляло обеспечение взрыво- и пожаробезопасности высококонцентрированного раствора перекиси водорода. В 1958 г. на лодке произошел взрыв, в результате которого она получила серьезные повреждения, после чего работы в этом направлении были прекращены.

С подобными энергетическими установками связывали надежды кораблестроители Швеции, где была доведена до эксплуатационной готовности дизельная установка мощности 1500 л. с., работающая по замкнутому циклу с использованием в качестве окислителя жидкого кислорода. Однако принятое решение о переоборудовании под эту установку шести подводных лодок не было реализовано.

Отметим, что за рубежом до настоящего времени проявляют интерес к использованию в подводном кораблестроении дизелей, работающих по замкнутому циклу, особенно для малых подводных лодок. Так, в Италии в 1980 г. была заложена подводная лодка Феникс водоизмещением около 36 т с глубиной погружения 350 м, оснащенная единым двигателем (дизелем) мощностью 85 кВт, обеспечивающим скорость 7,5/12 уз. Проявляют интерес к таким двигателям и в Англии.

Достижению более высоких скоростей препятствовал непрекращающийся рост водоизмещения подводных лодок. Если в 1905 - 1910 гг. водоизмещение самых больших лодок не превышало 400 т, то в 1920 г. оно уже было около 2000 т, в 1938 г. - около 3200 т, а в 1945 г.- около 3500 т. Предъявление все более жестких требований к тактико-техническим элементам, а также появление новых более совершенных видов оружия и технических средств определяли дальнейший рост водоизмещения. Совершенствование сил противолодочной обороны вынуждало увеличивать глубину погружения подводных лодок, что влекло за собой утолщение обшивки прочного корпуса и усиление его набора, а в конечном счете рост водоизмещения. В значительной степени рост водоизмещения объяснялся и повышенными требованиями к ударостойкости. В ходе войны было установлено, что при взрывах мин, торпед, глубинных и авиационных бомб рядом с лодкой даже без повреждения корпуса от сотрясения выходили из строя механизмы, системы, устройства, приборы и лодка теряла боеспособность. В немалой степени росту водоизмещения способствовала постоянно возраставшая насыщенность лодок радиоэлектронной техникой. Например, в США только за первые 15 послевоенных лет усиление радиоэлектронных средств на подводных лодках привело к возрастанию площадей под них в 4,5 и объемов в 3,5 раза.

В послевоенные годы за рубежом и особенно в США постоянно улучшались подводные тактико-технические элементы лодок. Это объяснялось слабой противолодочной обороной Японии, из-за которой на Тихом океане подводные силы США имели минимальные потери и действовали успешно, в то время как потери Японии от подводных лодок составили 4,9 млн. т или 63 % общих потерь тоннажа коммерческого флота. В такой обстановке для США не было никакой необходимости менять конструкцию лодок. Их водоизмещение составляло 1400/2000 т, скорость 20/8 уз и дальность плавания 12 000/80(5) миль. Лодки были оснащены новейшей локационной аппаратурой, позволявшей своевременно обнаруживать корабли и суда противника. К окончанию войны таких лодок в США насчитывалось около 200 единиц и они составляли ядро подводного флота.

После войны морское министерство США решило модернизировать эти лодки (программа "Гаппи") с основной целью улучшить подводные тактико-технические элементы и довести их до уровня немецких подводных лодок XXI серии. Была изменена форма корпуса. Лодки оборудовали РДП. На них установили более мощные гребные электродвигатели и аккумуляторные батареи повышенной емкости. Определенный результат был достигнут. Так, скорость подводного хода возросла с 8 до 14 уз, существенно увеличилась дальность плавания в подводном положении. Но несмотря на это, модернизированные лодки практически по всем основным тактико-техническим данным уступали лодкам XXI серии.

Не получив от реализации программы "Гаппи" ожидаемых результатов, морское министерство США в 1949 г. приняло решение (опять же на конструкторской базе подводной лодки XXI серии) создать новую дизель-электрическую лодку типа Тэнг. В обеспечение высоких подводных качеств в проекте были реализованы конструктивные мероприятия по снижению массы и улучшению формы корпуса. В частности, лодку оснастили малогабаритными легкими дизелями с удельной массой 1,8 кг/л. с., в то время как у лодочных дизелей США периода войны этот показатель составлял около 15 кг/л. с. С 1951 г. подводные лодки типа Тэнг начали входить в строй. Их водоизмещение 2050/27.00 т, скорость 15,5/16 уз, вооружение восемь торпедных аппаратов.

Позднее немецкую подводную лодку XXI серии в качестве прототипа использовали и в других странах. В Англии на ее конструкторской базе были построены подводные лодки типа Перпойс, во Франции - типа Нарвал, в Швеции - типа Хаген.

Основным препятствием к достижению более высоких скоростей подводного хода продолжала оставаться очень большая удельная масса электроэнергетической установки и особенно ее аккумуляторной части, несмотря на то, что аккумуляторные батареи постоянно совершенствовались и к 1960 г. по удельной емкости (Вт o ч/кг) превосходили батареи периода войны на 30 %. Определенные надежды связывались с серебряно-цинковыми аккумуляторами, которые по сравнению со свинцово-кислотными обладали гораздо большей удельной емкостью и меньшими габаритами.

Кроме того, серебряно-цинковые аккумуляторы позволяли получать большие токи при кратковременных режимах разрядки, постоянное до конца разряда напряжение и малую скорость саморазряда. Их достоинством являлось и то, что они не полностью заливались электролитом, что упрощало управление подводной лодкой, так как исключалось выплескивание электролита при кренах и дифферентах. В свинцово-кислотном аккумуляторе уровень электролита не допускает наклон элементов более 45-50°, а серебряно-цинковый может нормально работать в любом горизонтальном и вертикальном положении, поскольку электролит не выливается из-за его малого количества и герметичной пробки, установленной в корпусе элемента.

Однако на пути внедрения серебряно-цинковых аккумуляторов стояли существенные препятствия, что видно из сравнения их технико-экономических характеристик с таковыми свинцово-кислотных:

Основными недостатками серебряно-цинковых аккумуляторов являются их меньший срок службы и высокая стоимость. Так, на изготовление серебряно-цинковых батарей для подводной лодки США Барракуда пришлось израсходовать 14,5 т серебра. Стоимость составила 2250 тыс. дол., то есть примерно в 10 раз превысила таковую обычных лодочных свинцово-кислотных батарей аналогичной мощности. Кроме того, при всех массогабаритных достоинствах, задачу кардинального облегчения электроэнергетической установки подводной лодки серебряно-цинковые аккумуляторы не решили.