Почему в России не могут за четверть века создать современную энергоустановку?
Издание Navy Recognition сообщило о запланированном в Японии технологическом прорыве в области дизель-электрических подводных лодок. Сейчас лодка типа Soryu («Голубой дракон») иногда признается самой лучшей в своем классе. Несмотря на то, что российская «Варшавянка» проекта 636 повсеместно называется «черной дырой» в связи с ее рекордной малошумностью. Но когда завершится создание перспективной японской субмарины, «Варшавянка» неизбежно сместится на вторую позицию, а то и ниже.
Надо сказать, что у нас уже могла быть подводная лодка «Лада», «дотянуться» до эффективности которой не смогли бы японцы, затеявшие прорывной проект, имеющий кодовое обозначение 29SS.
В лодках Soryu, которые с 2009 года поступили в Морские силы самообороны Японии в количестве 10 единиц, используется воздухонезависимая энергетическая установка (ВНЭУ). Это существенно повышает шансы лодки на то, что во время патрулирования или выполнения ударного задания она не будет обнаружена противолодочной авиацией противника.
Обычная дизель-электрическая подводная лодка после разрядки аккумуляторных батарей, питающих во время подводного хода электродвигатель, должна всплывать. Это необходимо для того, чтобы запустить дизель, работающий на генератор, заряжающий аккумуляторы. И проделывать данную демаскирующую лодку операцию необходимо с периодичностью в 2−3 дня. Вполне понятно, что запускать дизель под водой невозможно, поскольку он, во-первых, сожжет все запасы воздуха. А во-вторых, отравит всех выхлопными газами.
Лодка же с ВНЭУ может находиться под водой 20−25 дней. Разумеется, это громадный плюс. И Россия, не имея таких лодок, часто проигрывает тендеры на поставку дизель-электрических подводных лодок, предлагая самую бесшумную в мире лодку «Варшавянка». Дело в том, что ее бесшумность имеет совсем небольшую временную длительность.
Soryu в качестве ВНЭУ использует двигатель Стирлинга. Его принцип действия заключается в создании разности температур в рабочем теле, в роли которого выступает газ. Перемещающееся в замкнутом объеме рабочее тело производит работу, которая передается на вращающийся вал.
Первые двигатели Стирлинга, которые в подводном флоте начали использовать шведы на своих лодках типа «Готвальд», имели низкий кпд и невысокую мощность порядка 400−500 кВт. Что обеспечивало лодке незначительную скорость хода. Скорость добирали за счет аккумуляторов, питающих гребной электродвигатель.
В последней японской лодке Soryu энергетическая насыщенность за счет ВНЭУ стала вполне приличной. Лодка, имеющая длину 84 метра и водоизмещение 4200 тонн, оснащена четырьмя двигателями Стирлинга, вырабатывающими мощность, равную 8000 л.с. От обычных дизелей, правда, не отказались. Их на лодке 2, их суммарная мощность — 3900 л.с.
В 29SS предполагается установить, как пишет Navy Recognition, ВНЭУ нового поколения. Она будет обладать повышенной мощностью, что, вероятно, будет достигнуто, прежде всего, за счет увеличения кпд двигателя Стирлинга.
Однако это далеко не все мероприятия по повышению характеристик субмарины Soryu, которую в соответствии с планами японских кораблестроителей начнут заменять лодки 29SS. Ввод в строй Морских сил самообороны Японии первой из них намечен на 2031 год. Существенно изменится корпус лодки. Рубка будет смещена вовнутрь субмарины. При этом горизонтальные рули опустятся с рубки на корпус. Это должно уменьшить гидродинамическое сопротивление 29SS, что приведет к дополнительному уменьшению шумов.
Для той же цели грибной винт заменят на водометный движитель. Это поистине революционное решение для дизель-электрических подводных лодок, которые, в сравнении с атомными, не имеют громадного запаса энергии. Водомет установлен, например, на самой продвинутой ударной атомной подводной лодке США «Сивулф» («Морской волк»).
Будет сделан шаг вперед и по части электрической емкости аккумуляторных батарей. На 29SS установят более эффективные литиево-ионные аккумуляторы. Кстати, они уже имеются в Японии. Ими будут оснащаться направляемые на модернизацию «Голубые драконы».
Все это впечатляет. И наводит на грустные размышления о судьбе отечественной ВНЭУ, которая уже давно должна была работать на недосягаемой для японских конструкторов «Ладе».
Лодка проекта 677 «Лада» была разработана в конце прошлого века в ЦКБ «Рубин». Головная лодка «Санкт-Петербург была заложена в 1997 году, а спущена на воду в 2004 году. С 2010 года и по нынешнее время находится в опытной эксплуатации на Северном флоте. То есть ее до сих пор не используют по прямому назначению.
При этом лодка имеет существенные достоинства. На «Ладе» впервые на ДЭПЛ установлена новейшая навигационная система с повышенными возможностями ориентации. Высочайшая степень автоматизации — экипаж состоит из 35 человек. Шумность, как уверяют разработчики, ниже, чем у «Варшавянки», чуть ли ни в два раза.
Но есть одно «но» — лодка должна быть оснащена ВНЭУ. И вот тут-то полная катастрофа. В качестве такой установки «Рубин» избрал так называемый электрохимический генератор, в котором кислород и водород превращаются в воду и электроэнергию. Такой тип ВНЭУ очень эффективен — полное отсутствие движущихся узлов (т.е. полная бесшумность), компактность, высокий кпд.
Немцы такие установки уже вовсю используют в лодках типа 212. В ВМФ Германии их уже 6. Еще столько же продано за границу.
«Рубин» начал создавать нечто похожее специально для «Лады» в 90-е годы. Лодку заложили, а установки еще не было. Спустили на воду, установив временно, как казалось тогда, дизель и электродвигатель с аккумуляторными батареями. Лодку передали в опытную эксплуатацию в «инвалидном» виде, поскольку «временная» силовая установка не была способна обеспечить заложенные ходовые качества. То есть много не дотягивала до 21 узла под водой.
Владимир Высоцкий, прежний главком ВМФ, в 2012 году предельно жестко отозвался о «Ладе»: «Заявленные технические характеристики подводных лодок проекта 677 не подтверждаются на испытаниях головной подлодки „Санкт-Петербург“. В существующем виде „Лада“ ВМФ России не нужна. Нам не нужны новые „мозги“ с оружием, которые сидели бы на энергетике Второй мировой войны. Зачем? Кому это надо? И оперативные свойства у неё такие же».
И на «Ладе» было решено поставить крест, достроив еще две лодки — «Кронштадт» и «Великие Луки», заложенные в середине нулевого десятилетия.
А впоследствии, в 2017 году, было прекращено и финансирование разработки ВНЭУ. Потому что всем, принимающим решения, окончательно стало ясно: если спустя четверть века какой-либо продукт не способны создать в каком-либо КБ, то там его не создадут уже никогда.
Однако случилось чудо. Но не технического характера, а бюрократического. Нет, ВНЭУ так и не появилась. Но на недавно завершившемся форуме «Армия-2019» был подписан контракт на строительство еще двух лодок проекта 677, четвертой и пятой. Понять, какими соображениями руководствовалось при этом Министерство обороны, абсолютно невозможно. Зачем ВМФ пять ДЭПЛ, пригодных исключительно для опытной эксплуатации? При этом вызывают изумление сроки контрактов — лодки должны быть введены в строй уже через 6 лет. В то время как на полный цикл построения «Кронштадта» и «Великих Лук» заложено 15 лет. И неизвестно, будут ли они готовы к сроку.