Минобороны РФ анонсировало спуск на воду принципиально новой неатомной подводной лодки. Что за этим?
Первая серийная дизель-электрическая подводная лодка (ДЭПЛ) четвертого поколения проекта 677 «Лада», что строится на «Адмиралтейских верфях» в Санкт-Петербурге, будет спущена на воду в декабре нынешнего года. Казалось бы, во всех отношениях радостная новость, ведь наш Военно-Морской флот просто заждался современного пополнения. Одно смущает - строительство «Кронштадта» началось еще в далеком 2006 году и не закончено до сих пор.
Это выглядит, по меньшей мере, странно, если учесть, что в последние годы отечественное кораблестроение недостатка в финансировании не испытывает. К тому же головная «Лада» под именем «Санкт-Петербург» находится в опытной эксплуатации на Северном флоте аж с 2010 года. Что же тогда мешало первой серийной подлодке «Кронштадт» раньше увидеть море? И вообще, что за подарок мы получим к Новому году?
С самого начала ДЭПЛ проекта 677 Главный штаб ВМФ анонсировал так: «Россия приступила к созданию принципиально новой неатомной подводной лодки с двигателем замкнутого контура для действий в ближней морской зоне. Идет разработка новой подводной лодки для действий в прибрежных районах с энергетической установкой замкнутого цикла. Такие подлодки смогут в автономной режиме без всплытия находиться под водой по несколько недель».
Это действительно выглядело бы прорывом. Ведь все предыдущие отечественные неатомные подводные лодки имели и имеют общий, но роковой для многих недостаток. Их скрытное непрерывное плавание не могло и не может пока продолжаться больше трех-четырех суток. Потом разряжаются аккумуляторные батареи. Да и содержание углекислого газа в отсеках поднимается выше критических пределов, экипаж начинает задыхаться.
Хочешь или не хочешь, а подвсплывай на перископную глубину и выдвигай засасывающую воздух трубу РДП (устройство для работы двигателя под водой). Часто вблизи вражеских берегов. При полном отсутствии воздушного и морского прикрытия. Когда нет возможности в случае опасности нырнуть в спасительную глубину.
Этот общий для дизель-электрических подводных лодок порок пытались вылечить во многих странах. В СССР еще в 1935 году решили попробовать жидкий кислород, хранившийся в отсеке при температуре минус 180 градусов. Под экспериментальную двигательную установку переоборудовали подводную лодку С-92. Но вскоре оказалось, что жидкий кислород на подводной лодке – технологический тупик.
Другим путем пошли немцы. Их ученые для продолжительной работы двигателей ДЭПЛ в подводном положении предложили перекись водорода. Так, под самый занавес Второй мировой войны появились германские лодки XXVI серии. Они были способны в течение шести часов развивать на глубине подводную скорость до 25 узлов. В боевых действиях эти чудеса техники принять участие не успели. Но трофеями для союзников по антигитлеровской коалиции оказались ценными. На их основе началось послевоенное развитие подводных флотов ведущих стран мира. В том числе и нашего. Получившиеся в итоге энергетические установки стали называть анаэробными.
В середине 50-х годов прошлого века ВМФ СССР получил 29 малых подводных лодок проекта 615 с анаэробными установками. Эти лодки оказались единственными в мире, способными ходить под водой на дизельном двигателе. Их энергетические установки работали в замкнутом цикле с использованием кислорода и твердого химического поглотителя углекислого газа. Правда, горели корабли проекта 615 столь часто, что сами моряки прозвали их «зажигалками». Да и грохотали эти подлодки на глубине слишком сильно. Поэтому в начале 70-х годов были сняты с вооружения.
Однако к 60-м годам прошлого века в океан вышли первые атомные подводные лодки. Они могли осуществлять подводное боевое патрулирование на огромных скоростях и месяцами не показываться на поверхности. Казалось, время ДЭПЛ ушло безвозвратно. Однако о «дизелюхах» пришлось вспомнить. В том числе и потому, что использование подводных атомоходов в Черном и Балтийском морях запрещено международными соглашениями. К тому же каждая ДЭПЛ в среднем в 4,5 раза дешевле своего собрата с ядерным реактором на борту.
В этой области гонки подводных вооружений мы долгое время были в безусловных технологических лидерах. К 90-м годам прошлого века каждая вторая ДЭПЛ в мире была родом с советских верфей. Наиболее удачными подводными кораблями третьего поколения оказались ПЛ третьего поколения проекта 877 «Варшавянка». За малую шумность и высокую скрытность плавания прозванные в НАТО «черными дырами».
Где-то рядом в технологическом смысле тогда находились немцы. США интереса к дизельным подлодкам не проявляли и не проявляют, поскольку их экспансия простирается на весь Мировой океан. А для такого дела больше подходят атомоходы.
Проблему создания надежного анаэробного двигателя, способного обеспечить долгое пребывание на глубине, с наших конструкторов никто не снимал. В результате их усилий в ВМФ СССР к 90-м годам появился «Катран». Это была экспериментальная лодка наиболее надежного и отработанного проекта 613 с энергетической установкой, оснащенной электрохимическим генератором. Однако плавать ей довелось недолго. Советский Союз рухнул, и наше подводное кораблестроение погрузилось в многолетнюю спячку.
За это время в Германии были спроектированы и запущены в серийное производство достаточно эффективные подводные лодки с анаэробными энергетическими установками на основе электрохимического генератора. Их работа, как и в годы Второй мировой войны, основана на использовании водорода. Проект корабля получил номер 212.
Закладка головной подводной лодки серии состоялась в декабре 1999 года. Первые четыре корабля переданы флоту ФРГ в 2005-07 годах. Затем строительство лодок немцы продолжили. В том числе – на экспорт.
Эти достижения так впечатлили российских конструкторов и моряков, что при создании собственных ДЭПЛ мы тоже решили использовать именно водород. И, кажется, сильно ошиблись. Потому что работы над отечественными анаэробными двигателями в ЦКБ МТ «Рубин» возобновились в начале 90-х, но до сих пор не завершены.
Головная ДЭПЛ четвертого поколения «Санкт-Петербург» в декабре 1997 года была заложена на «Адмиралтейских верфях». Считалось, что пока корабль строят, проектирование российской анаэробной энергетической установки с электрохимическим генератором завершат. Не получилось. С горем пополам «Санкт-Петербург» спустили на воду в 2007 году. Но … с обычным дизельным двигателем, что немедленно девальвировало всю затею.
Но мало того. Недоработанный двигатель «Санкт-Петербурга» работал лишь на 60 процентов от запланированной мощности. Возникли и другие проблемы. После долгих мытарств решено было принять подлодку «в опытную эксплуатацию с недоведенным ГЭД». И с глаз долой отправить ее на Северный флот. Причем, в боевой состав не принимать вообще, а оставить для всяческих экспериментов.
Обозленный Главный штаб ВМФ в 2010 году приказал было вообще свернуть работы по проекту «Лада». Пошли даже разговоры, что чем так мучиться, лучше попросту начать закупать у немцев их ДЭПЛ проекта 212. Вместе с вооружением и прочим.
Но со сменой верховного флотского начальства в 2012 году решено было все запустить по новой. Так питерские кораблестроители и взялись за уже ржавевший на стапеле «Кронштадт». Ставить на который, по большому счету, по-прежнему нечего. Разве что давно отработанный двигатель еще с «Варшавянки». Но тогда это будет корабль никакого не четвертого, а третьего поколения.
Другого выхода нет? Почему же? На Германии свет клином не сошелся. Есть опыт и других стран. Прежде всего – Швеции. Там вообще отказались от использования водорода на подлодках. Свои новейшие ДЭПЛ типа Gotland шведы оснастили так называемыми двигателями Стирлинга. Первая из них принята на вооружение в 1996 году. Еще две – в 1997-м. По мнению экспертов, сегодня это лучшие корабли в своем классе.
Основной принцип работы двигателей Стирлинга основан на постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий.
Почему же мы не пошли вслед шведам? Эта тема еще в 2011 году обсуждалась с директором Инновационно-консультативного центра стирлингмашиностроения, заслуженным изобретателем РФ, доктором технических наук Николаем Кирилловым. Вот фрагменты той давней беседы:
— Почему мы отстали в двигателях?
- Потому что копировали немцев. В Германии в последние десятилетия были созданы дизельные подводные лодки проектов 212 и 214. Они тоже могут очень долго не всплывать на поверхность. Но в их двигателях замкнутого цикла использован водород. Оказалось, что плавать на водороде очень дорого. В результате их самый последний – 214-й проект брать никто не хочет. Теперь немцы сами признали, что зашли в тупик. А следом за ними и мы.
— Выход есть, или мы отстали навсегда?
- Нас спасает то, что в России существуют серьезные заделы по двигателям Стирлинга. Есть даже опытные образцы.
— Но под них надо создавать корабли принципиально других проектов?
- Абсолютно необязательно. Двигателями Стирлинга можно оснастить подводные лодки типа «Лада». Тогда они будут не хуже, чем у шведов, которые на сегодня лидируют в строительстве неатомных субмарин. Это сразу позволит и российскому ВМФ сделать огромный рывок, и много добиться в экспорте такого рода вооружений.
Повторяю, с той поры прошла уйма времени. С помпой анонсирован близкий спуск на воду «Кронштадта». 7 мая снова звоню Кириллову.
— Николай Геннадьевич, четыре года назад мы подробно разговаривали с вами о трудностях с созданием российских неатомных подводных лодок типа «Лада». Что-нибудь изменилось с той поры?
- Да практически ничего. «Кронштадт», который в Питере собираются спускать на воду в этом году, - это никакой не корабль четвертого поколения. Будет просто улучшенная старая «Варшавянка». То есть корабль все того же третьего поколения. Потому что анаэробной установки для «Кронштадта» так и не сделали.
— А что будет?
- Практически тот же двигатель, что и на всех прежних наших неатомных лодках. С незначительными усовершенствованиями. Поэтому и на «Кронштадте» несение боевого дежурства без всплытия для подзарядки аккумуляторов не сможет продолжаться более четырех суток.
— Мы что, так отстали в этой области от зарубежных конкурентов?
- Очень отстали. Долго копировали германский опыт. Тридцать лет пытались изготовить свои топливные элементы на водороде. Получилось крайне дорого. И ресурс небольшой. Да и в целом технологии не отработаны.
А шведы давно поставили на свои лодки двигатели Стирлинга и успешно их освоили. Теперь по тому же пути пошел даже Китай. Там поступили еще проще. Взяли купленную у России «Варшавянку», разрезали на две части. И вставляют в ее корпус собственный отсек с двигателем Стирлинга. Поэтому, думаю, очень скоро мы обнаружим, что в строительстве неатомных подводных лодок отстаем даже от Китая.
— Но нам-то что мешает пойти по тому же пути?
- Вообще-то вопрос не ко мне. Хотя я тоже интересовался этим у коллег из ЦКБ «Рубин», которое работает над проектом «Лада». Там мне сказали откровенно: мы за тридцать лет работы над водородными топливными элементами сожрали столько бюджетных денег, что если вдруг признать этот путь ошибочным, нас просто порвут на части.
Сейчас старое руководство «Рубина» убрали. Но и новое занимается неизвестно чем. А анаэробной двигательной установки для российских подводных лодок как не было, так и нет.
— С связи с этой проблемой кто-нибудь из Министерства обороны или Главного штаба ВМФ выходил на ваш Центр?
- Никто. Признаюсь вам: я вообще очень боюсь, что в обозримой перспективе Россия потеряет неатомное подводное кораблестроение.
Из досье
Шведские субмарины типа «Готланд» с двигателями Стирлинга способны непрерывно находиться под водой до 20 суток. Двигатели работают на жидком кислороде, который используется в дальнейшем для дыхания, имеют очень низкий уровень шума.
Подобные двигатели установлены также в новейших японских подводных лодках типа «Сорю».
