Главная > Развитие подводных лодок

Не мощностью единой.

При создании АПЛ пришлось в принципе изменить подход к выбору формы и размеров корпуса, которые для дизель-электрических подводных лодок определялись исходя из режима плавания в надводном положении. Для АПЛ, практически постоянно находящейся под водой, режим надводного хода является эпизодическим, и, следовательно, при ее создании необходимо стремиться к максимально возможному снижению сопротивления лодки в подводном положении. Несмотря на определенные успехи в снижении подводного сопротивления дизель-электрических. лодок постройки середины 40 - начала 50-х годов, форма их корпуса и размеры для АПЛ не годились. Требовались более радикальные меры, так как речь шла о подводных скоростях порядка 30 и более узлов, при которых сопротивление воды будет "съедать" значительно большую долю мощности энергетической установки, чем на дизель-электрических лодках со скоростью подводного хода 10-15 уз. А возрастание мощности на каждую 1000 кВт с учетом низких удельных массовых показателей АЭУ сопровождалось увеличением массы установки примерно на 80 т.

Для исследования различных вопросов атомного подводного кораблестроения и, в первую очередь, возможностей кардинального улучшения гидродинамических качеств АПЛ в США была создана экспериментальная дизель-электрическая подводная лодка Альбакор. В аэродинамической трубе были испытаны более 25 моделей, после чего построили модель "образцовой" подводной лодки в одну пятую натуральной величины, испытания которой провели по широкой программе. Затем был разработан проект подводной лодки водоизмещением 1350/1847 т с проектной скоростью 25/30 уз. В конце 1953 г. лодка вступила в строй.

Выполненный в виде тела вращения укороченный корпус Альбакора обращал на себя внимание отсутствием выступающих частей, за исключением небольшой рубки. Все поперечные сечения средней части корпуса были сделаны по возможности круглыми. Носовая и особенно кормовая оконечности имели заостренную форму. Для снижения сопротивления трения наружная обшивка корпуса была отполирована. Обводы Альбакора широко разрекламировали как принципиально новое в подводном кораблестроении архитектурное решение. Но при этом забыли, что о форме тела, имеющего наименьшее сопротивление при движении в жидкости или газе, было известно еще в прошлом столетии. В частности, аналогичную форму использовали в дирижаблестроении. А еще раньше в 80-90-е годы 19 в. ряд изобретателей, в том числе и русских, применяли для подводных лодок, как правило, сигарообразную форму корпуса при малом отношении длины к ширине. Лишь в начале 20 в., когда получили развитие так называемые ныряющие подводные лодки, для обеспечения возможно большей скорости и лучших мореходных качеств в надводном положении их корпусам стали придавать обводы, по форме и отношению длины к ширине сходные с обводами надводных кораблей.

Еще на стадии создания Альбакора принятые на нем отдельные конструктивные решения внедрялись на дизель-электрических подводных лодках США. Так, вошедшие в состав флота в 1952 - 1953 гг. ранее упоминавшиеся подводные лодки типа Барракуда имели "короткий" корпус, а последние серийные дизель-электрические подводные лодки США типа Барбел, вступившие в строй в 1959 г. и имевшие скорость 15/25 уз, практически копировали форму корпуса Альбакора. Опережая события, заметим, что с той поры и до настоящего времени практически у всех вновь создаваемых зарубежных подводных лодок, вне зависимости от типа энергетической установки, скорость подводного хода превышает надводную. Совершенствование средств обнаружения и противолодочного оружия лишило подводные корабли возможности эффективно действовать в надводном положении.

С передачей флоту исследовательское назначение Альбакора не изменилось. На нем отрабатывали способы управления скоростными подводными лодками, различные системы и устройства и многое другое.

Маневренные качества подводных лодок на всех стадиях их развития рассматривались как первостепенный тактический элемент. Маневрирование подводной лодки по глубине осуществляется с помощью горизонтальных рулей, а по курсу - вертикального руля. С увеличением скорости подводного хода возникает необходимость особо о точного управления лодкой по глубине, чтобы исключить ее провал на недопустимую глубину. Такие примеры были даже в ту пору, когда скорость подводных лодок не превышала 8-10 уз.

При высоких скоростях подводного хода нецелесообразно и даже опасно использовать носовые горизонтальные рули для погружения или всплытия, поскольку быстрее и надежнее дифферент может быть создан кормовыми горизонтальными рулями. На Алъбакоре управление кормовыми рулями осуществлялось с помощью высокочувствительного устройства самолетного типа, позволявшего одному рулевому управлять движением лодки одновременно по глубине и курсу. Подобное заимствование закономерно. Ведь принципы управления движения подводной лодки и самолета имеют много общего.

За 10 лет опытной эксплуатации Альбакор был несколько раз модернизирован. Объектом одной из модернизаций было кормовое оперение лодки, которое создавало большое сопротивление при подводном ходе. Повышение сопротивления являлось следствием того, что при одном гребном винте в сочетании с чрезвычайно заостренной кормовой оконечностью кормовые горизонтальные рули потребовалось выполнить такой формы, которая не нарушала бы общих условий обтекания. В результате площадь кормового оперения резко возросла и его сопротивление в несколько раз превысило таковое обычных подводных лодок. При модернизации сопротивление кормового оперения уменьшили, и оно было принято в качестве образцового для ПЛА США.

Наиболее серьезную модернизацию Альбакор прошел в 1963-1964 гг., в связи с тем что не смог подтвердить проектную скорость подводного хода. На лодке были заменены гребной электродвигатель (на более мощный - 11 тыс. кВт) и свинцово-кислотная аккумуляторная батарея (на серебряно-цинковую). Кроме того, обычный гребной винт был заменен на соосные винты противоположного вращения, что повлекло за собой реконструкцию линии вала и всей кормовой оконечности корабля.

По сравнению с обычными соосные гребные винты противоположного вращения имеют более высокий КПД. Поскольку .лопасти винта имеют винтообразную поверхность, при его вращении вода не только отбрасывается назад, но и закручивается в сторону вращения лопастей. Между тем задача движителя - только отбрасывать воду, создавая реактивный импульс - силу тяги. На закручивание потока затрачивается значительная доля мощности, подводимой к винту от двигателя. Соосные гребные винты противоположного вращения имеют более высокий КПД в основном за счет того, что при их работе часть мощности, теряемой на закручивание потока, как бы восстанавливается при его раскручивании вторым винтом, в результате чего возникает дополнительный упор.

Переход от обычных гребных винтов к соосным противоположного вращения позволяет увеличить примерно на 10 % пропульсивный коэффициент корабля, на который КПД гребного винта влияет решающим образом. Позднее будет рассказано еще об одном серьезном достоинстве гребных винтов этого типа. Возможно, замена гребного винта имела решающее влияние на то обстоятельство, что после модернизации Альбакор подтвердил проектную скорость.