Внутреннее строение атомной подлодки. Как устроена атомная подлодка (14 фото)

В 50-х годах началась новая эра в подводном кораблестроении — при-менение для движения подводных лодок атомной энергии. По своим свойствам атомные источники энергии являются наиболее подходящи-ми для ПЛ, так как, не нуждаясь в атмосферном воздухе или в запасах кислорода, позволяют получать энергию практически неограниченно долго и в необходимом количестве.

Помимо решения проблемы в отношении длительного движения в подводном положении с высокой скоростью хода, использование атом-ного источника сняло ограничения по снабжению энергией таких отно-сительно емких ее потребителей, как приборы и системы жизнеобеспе-чения (кондиционеры, электролизеры и т. п.), навигации, гидроакусти-ки и управления оружием. Открылась перспектива использования ПЛ в арктических районах подо льдами. С внедрением атомной энергетики длительность непрерывного плавания лодок в подводном положении стала лимитироваться, как показал многолетний опыт, в основном, пси-хофизическими возможностями экипажей.

Вместе с тем с самого начала внедрения атомных энергетических установок (АЭУ) стали ясны и возникающие при этом новые сложные проблемы: необходимость обеспечения надежной радиационной защи-ты личного состава, повышение требований к профессиональной под-готовке обслуживающего АЭУ персонала, потребность в более разви-той, чем для дизель-электрической ПЛ, инфраструктуре (базирование, ремонт, доставка и перегрузка ядерного горючего, удаление отработан-ного ядерного топлива и т. д.). Позднее, по мере накопления опыта, вы-явились и другие негативные моменты: повышенная шумность атомных подводных лодок (АПЛ), тяжесть последствий аварий АЭУ и лодок с такими установками, сложность вывода из строя и утилизации отслу-живших свой срок АПЛ.

Первые предложения от ученых-атомщиков и военных моряков об использовании для движения лодок атомной энергии и в США, и в СССР стали поступать еще в конце 1940-х годов. Развертывание практических работ началось с создания проектов ПЛ с АЭУ и строительства назем-ных стендов и прототипов этих установок.

Первая в мире АПЛ была построена в США — «Nautilus» — и всту-пила в строй в сентябре 1954 г. В январе 1959 г. после завершения испытаний была принята в эксплуатацию ВМФ СССР первая отече-ственная АПЛ проекта 627. Основные характеристики этих АПЛ при-ведены в табл. 1.

С вводом в строй первых АПЛ практически без перерыва началось постепенное наращивание темпов их строительства. Параллельно шло практическое освоение применения атомной энергии в ходе эксплуа-тации АПЛ, поиск оптимального облика АЭУ и самих ПЛ.

Таблица 1

*Равно сумме надводного водоизмещения и массы воды в полностью заполненных цистернах главного балласта.

Рис. 6. Первая отечественная серийная АПЛ (проект 627 А)

контуре атомного реактора. Наряду с водой, имеющей высокую степень очистки, которая была применена в реакторах первых АПЛ, была предпринята попытка применить для этой цели металл или сплав металлов, имеющих относительно низкую температуру плавления (натрий и др.). Преимущество такого теплоносителя виделось конструкторам, прежде всего, в возможности снизить давление в первом контуре, повысить тем-пературу теплоносителя и в целом получить выигрыш по габаритам ре-актора, что чрезвычайно важно в условиях его применения на ПЛ.

Рис. 7. Первая американская АПЛ «Nautilus»

Эта идея была реализована на второй после «Nautilus» американс-кой АПЛ «Seawolf», построенной в 1957 г. На ней был применен реак-тор S2G с жидкометаллическим (натриевым) теплоносителем. Однако на практике преимущества жидкометаллического теплоносителя ока-зались не столь существенными, как ожидалось, а по надежности и

Рис. 8. Первая отечественная АПЛ «Ленинский комсомол» (проект 627)

сложности эксплуатации этот тип реакторов существенно уступал водо-водяному реактору (с водой под давлением в первом контуре).

Уже в 1960 г. вследствие ряда выявившихся при эксплуатации непо-ладок реактор с жидкометаллическим теплоносителем на АПЛ «Seawolf» был заменен водо-водяным реактором S2WA, представлявшим собой улучшенную модификацию реактора АПЛ «NautiIus».

В 1963 г. в СССР в состав флота была введена АПЛ проекта 645, также оснащенная реактором с жидкометаллическим теплоносителем, в котором был использован сплав свинца с висмутом. В первые годы после постройки эта АПЛ успешно эксплуатировалась. Однако решительных преимуществ перед параллельно строящимися АПЛ с водо-водяными реакторами не по-казала. Вместе с тем эксплуатация реактора с жидкометаллическим тепло-носителем, особенно его базовое обслуживание, вызывала определенные сложности. Серийное строительство АПЛ этого типа не производилось, она осталась в единичном экземпляре и находилась в составе флота до 1968 г.

Вместе с внедрением на ПЛ АЭУ и непосредственно связанного с ними оборудования произошло изменение и других их элементов. Пер-вая американская АПЛ, хотя и имела большие размеры, чем ДПЛ, мало отличалась от них по внешнему виду: она имела штевневую носовую оконечность

и развитую надстройку с протяженной плоской палубой. Форма корпуса первой отечественной АПЛ уже имела ряд характерных отличий от ДПЛ. В частности, ее носовой оконечности были приданы хорошо обтекаемые в подводном положении обводы, имеющие в плане очертания полуэллипса и близкие к круговым поперечные сечения. Ог-раждение выдвижных устройств

(перископов, устройства РДП, антенн и др.), а также шахты люка и мостика были выполнены в виде обтекае-мого тела наподобие лимузина, откуда пошло название «лимузинная» форма, ставшая впоследствии традиционной для ограждения у многих типов отечественных АПЛ.

Для максимального использования всех возможностей по улучше-нию тактико-технических характеристик, обусловленных применени-ем АЭУ, были развернуты исследования по оптимизации формы корпу-са, архитектуре и конструкции, управляемости при движении в подвод-ном положении с высокими скоростями, автоматизации управления при этих режимах, по навигационному обеспечению и обитаемости в усло-виях длительного подводного плавания без всплытия на поверхность.

Ряд вопросов решался с использованием специально построенных опытных и экспериментальных неатомных и атомных ПЛ. В частности, в решении проблем управляемости и ходкости АПЛ важную роль сыгра-ла построенная в США в 1953 г. экспериментальная ДПЛ «Аlbасоrе», имевшая форму корпуса, близкую к оптимальной в отношении мини-мизации сопротивлению воды при движении в подводном положении (отношение длины к ширине составляло около 7,4). Ниже указаны ха-рактеристики ДПЛ «Albacore»:

Размерения, м:
длина..............................................................................................62,2
ширина.............................................................................................8,4
Водоизмещение, т:
надводное......................................................................................1500
подводное.....................................................................................1850
Энергетическая установка:
мощность дизель - генераторов, л. с.........................................1700
мощность электродвигателя *, л. с............................около 15000
число гребных валов......................................................................1
Скорость полного подводного хода, уз..............................................33
Испытательная глубина погружения, м............................................185
Экипаж, чел...........................................................................................52

* С серебряно-цинковой аккумуляторной батареей.

Эта ПЛ несколько раз переоборудовалась и длительное время ис-пользовалась для отработки гребных винтов (в том числе соосных про-тивоположного вращения), органов управления при движении с высо-кими скоростями, новых типов ТА и решения других задач.

Внедрение на ПЛ АЭУ совпало по времени с разработкой ряда прин-ципиально новых образцов вооружения: крылатых ракет (КР) для стрель-бы по берегу и для поражения морских целей, позднее - баллистичес-ких ракет (БР), средств дальнего радиолокационного обнаружения воз-душных целей.

Успехи в области создания БР наземного и морского базирования привели к пересмотру роли и места как сухопутных, так и морских си-стем вооружения, что нашло отражение и в становлении типажа АПЛ. В частности, постепенно утратили свое значение КР, предназначен-ные для стрельбы по берегу. В результате США ограничились пост-ройкой всего одной АПЛ «Halibut» и двух ДПЛ - «Grayback» и «Grow-ler» - с КР «Regulus», а построенные в СССР АПЛ с КР для поражения береговых целей были впоследствии переоборудованы в АПЛ только с торпедным вооружением.

В единичном экземпляре осталась и построенная в США в эти годы АПЛ радиолокационного дозора «Triton», предназначенная для дальне-го обнаружения воздушных целей с помощью особо мощных радиолокационных станций. Эта ПЛ примечательна еще и тем, что из всех аме-риканских АПЛ она была единственной, имевшей два реактора (все ос-тальные АПЛ США однореакторные).

Первый в мире пуск БР с подводной лодки был произведен в СССР в сентябре 1955 г. Ракета Р-11 ФМ была запущена с переоборудованной ДПЛ из надводного положения. С той же ПЛ спустя пять лет был произ-веден первый в СССР пуск БР из подводного положения.

С конца 50-х годов начался процесс внедрения БР на ПЛ. Сперва была создана малоракетная атомная ПЛ (габариты первых отечествен-ных морских БР на жидком топливе не позволили создать сразу много-ракетную АПЛ). Первая отечественная АПЛ с тремя стартующими из надводного положения БР была введена в строй в 1960 г. (к этому вре-мени было построено несколько отечественных ДПЛ с БР).

В США, базируясь на успехах, достигнутых в области морских БР, сразу пошли на создание многоракетной АПЛ с обеспечением старта ракет из подводного положения. Этому способствовала успешно реали-зуемая в те годы программа создания БР на твердом топливе «Polaris». Причем для сокращения срока строительства первого ракетоносца был использован корпус находящейся в это время в постройке серийной АПЛ

Рис. 9. Атомный подводный ракетоносец типа «George Washington»

с торпедным вооружением типа «Skipjack». Этот ракетоносец, назван-ный «George Washington», вступил в строй в декабре 1959 г. Первая отече-ственная многоракетная АПЛ (проект 667А) с 16 БР, стартующими из подводного положения, вступила в строй в 1967 г. В Великобритании первый атомный ракетоносец, созданный при широком использовании американского опыта, был введен в строй в 1968 г., во Франции - в 1974 г. Характеристики первых АПЛ с БР приведены в табл. 2

В годы, последовавшие с момента создания первых ПЛ, происходи-ло непрерывное совершенствование этого нового вида морского вооружения: увеличение дальности полета морских БР до межконтиненталь-ной, повышение темпа стрельбы ракетами вплоть до залповой, приня-тие на вооружение БР с разделяющимися головными частями (РГЧ), имеющими в своем составе несколько боевых блоков, каждый из кото-рых может наводиться на свою цель, увеличение на некоторых типах ракетоносцев боекомплекта ракет до 20—24.Таблица 2

Сплав атомной энергетики и БР межконтинентальной дальности придал подводным лодкам в дополнение к их изначальному преимуще-ству (скрытности) принципиально новое качество — способность пора-жать цели в глубине территории противника. Это превратило АПЛ в важ-нейший компонент стратегических вооружений, занимающий в страте-гической триаде едва ли не главное место благодаря своей мобильности и высокой выживаемости.

В конце 60-х годов в СССР были созданы АПЛ принципиально но-вого типа — многоракетные подводные лодки — носители КР с подвод-ным стартом. Появление и последующее развитие этих АПЛ, не имевших аналогов в зарубежных ВМС

Явилось реальным противовесом наиболее мощным надводным боевым кораблям — ударным авианосцам, в том числе и с атомными энергетическими установками.

Рис. 10. Атомный подводный ракетоносец (проект 667А)

На рубеже 60-х годов кроме ракетизации возникло еще одно важ-ное направление в развитии АПЛ — повышение их скрытности от об-наружения, в первую очередь другими ПЛ, и совершенствование средств освещения подводной обстановки для опережения против-ника в обнаружении.

Вследствие особенностей среды, в которой действуют ПЛ, в каче-стве определяющих факторов в проблеме скрытности и обнаружения вы-ступают обесшумливание ПЛ и дальность действия устанавливаемых на них гидроакустических средств. Именно совершенствование этих качеств наиболее сильно повлияло на формирование того технического облика, который приобрели современные АПЛ.

В интересах решения возникающих в указанных областях задач во многих странах были развернуты беспрецедентные по объему програм-мы научно-исследовательских и опытноконструкторских работ, вклю-чающих разработку новых малошумных механизмов и движителей, про-ведение по специальным программам испытаний серийных АПЛ, переоборудование построенных АПЛ с внедрением на них новых технических решений, наконец, создание АПЛ с энергетическими установками прин-ципиально нового типа. К числу последних относится, в частности, аме-риканская АПЛ «Тиllibее», введенная в строй в 1960 г. Эта АПЛ отлича-лась комплексом мероприятий, направленных на снижение шумности и повышение эффективности гидроакустического вооружения. Вместо главной паровой турбины с редуктором, применяемой в качестве двига-теля на серийно строящихся в это время АПЛ, на «Тullibее» была реали-зована схема полного электродвижения — установлены специальный гребной электродвигатель и соответствующей мощности турбогенера-торы. Кроме того, впервые для АПЛ был применен гидроакустический комплекс со сферической носовой антенной увеличенных размеров

А в связи с этим и новая схема размещения торпедных аппаратов: ближе к середине длины ПЛ и под углом 10-12° к ее диаметральной плоскости.

При проектировании «Тиllibее» планировалось, что она станет го-ловной в серии АПЛ нового типа, специально предназначенных для про-тиволодочных действий. Однако эти намерения не были реализованы, хотя многие из примененных и отработанных на ней технических средств и решений (гидроакустический комплекс, схема размещения торпедных аппаратов и др.) были сразу распространены на строящихся в 60-х годах серийных АПЛ типа «Thresher».

Вслед за «Тиllibее» для отработки новых технических решений по повышению акустической скрытности были построены еще две опыт-ные АПЛ: в 1967 г. АПЛ «Jack»

с безредукторной (прямодействующей) турбинной установкой и соосными гребными винтами противополож-ного направления вращения (наподобие применяемых на торпедах) и в 1969 г. АПЛ «Narwhal», снабженная атомным реактором нового типа с повышенным уровнем естественной циркуляции теплоносителя пер-вого контура. Этот реактор, как ожидалось, будет отличаться понижен-ным уровнем шумоизлучений за счет снижения мощности циркуляци-онных насосов первого контура. Первое из этих решений не получило развития, а что касается нового типа реактора, то полученные результа-ты нашли применение при разработке реакторов для серийных АПЛ пос-ледующих лет постройки.

В 70-х годах американские специалисты вновь вернулись к идее ис-пользования на АПЛ схемы полного электродвижения. В 1974 г. было завершено строительство АПЛ «Glenard P. Lipscomb» с турбоэлектричес-кой ЭУ в составе турбогенераторов и электродвигателей

Однако и эта АПЛ не была принята для серийного производства. Характеристики АПЛ «Тиllibее» и «Glenard P. Lipscomb» приведены в табл. 3.

Отказ от «тиражирования» АПЛ с полным электродвижением гово-рит о том, что выигрыш по снижению шумности, если он и имел место на АПЛ этого типа, не компенсировал связанного с внедрением элект-родвижения ухудшения других характеристик, в первую очередь из-за невозможности создания электродвигателей требуемой мощности и при-емлемых габаритов и, как следствие, снижения скорости полного под-водного хода по сравнению с близкими по сроку создания АПЛ с турборе-дукторными установками.

Таблица 3

Во всяком случае, испытания АПЛ «Glenard P. Lipscomb» еще про-должались, а на стапеле уже началась сборка АПЛ «Los Angeles» с обыч-ной паротурбинной установкой — головной АПЛ в одной из самых круп-ных серий лодок в истории американского кораблестроения. Проект этой АПЛ создавался как альтернатива «Glenard Lipscomb» и оказался более удачным, вследствие чего и принят для серийного строительства.

Мировая практика подводного кораблестроения знает пока только одно исключение, когда схема полного электродвижения была реали-зована не на одной опытной, а на нескольких серийных АПЛ. Это шесть французских АПЛ типа «Rubis» и «Amethyste», введенных в строй в 1983-1993 годах.

Проблема акустической скрытности АПЛ не одновременно во всех странах стала доминирующей. Другим важным направлением совершен-ствования АПЛ в 60-е годы считалось достижение возможно большей скорости подводного хода. Так как возможности снижения сопротивле-ния воды движению за счет оптимизации формы корпуса были к этому времени в значительной мере исчерпаны, а другие принципиально но-вые решения этой задачи реальных практических результатов не дава-ли, для повышения скорости подводного хода АПЛ оставался один путь — увеличение их энерговооруженности (измеряемой отношением мощ-ности, используемой для движения установки, к водоизмещению). Вначале эта задача решалась напрямую, т.е. за счет создания и приме-нения АЭУ существенно увеличенной мощности. Позднее, уже в 70-х годах, проектанты пошли по пути одновременного, но не столь значи-тельного, увеличения мощности АЭУ и снижения водоизмещения АПЛ, в частности за счет резкого увеличения уровня автоматизации управле-ния и сокращения в связи с этим численности экипажа.

Практическая реализация этих направлений привела к созданию в СССР нескольких АПЛ, имеющих скорость хода свыше 40 уз, т. е. зна-чительно большую, чем у основной массы АПЛ, одновременно строя-щихся и в СССР, и на Западе. Рекорд скорости полного подводного хода — без малого 45 уз — был достигнут в 1969 г. при испытаниях отече-ственной АПЛ с КР проекта 661.

Еще одной характерной чертой развития АПЛ является более или менее монотонное по времени увеличение глубины погружения. За годы, истекшие с ввода в строй первых АПЛ, глубина погружения, как видно из приведенных ниже данных для серийных АПЛ последних лет пост-ройки, выросла более чем вдвое. Из боевых АПЛ наибольшую глубину погружения (около 1000 м) имела построенная в середине 80-х годов отече-ственная опытная АПЛ «Комсомолец». Как известно, АПЛ погибла от пожара в апреле 1989 г., но опыт, полученный при ее проектировании, строительстве и эксплуатации, является бесценным.

К середине 70-х годов постепенно вырисовались и на некоторое вре-мя стабилизировались подклассы АПЛ, различающихся назначением и составом основного ударного оружия:

— многоцелевые ПЛ с торпедным оружием, противолодочными ра-кетами, а позднее крылатыми ракетами, выстреливаемыми из торпед-ных аппаратов и специальных пусковых установок, предназначенные для противолодочных действий, уничтожения надводных целей, а так-же для решения других традиционных для ПЛ задач (минные постанов-ки, разведка и др.);

— стратегические подводные ракетоносцы, вооруженные баллисти-ческими ракетами для поражения целей на территории противника;

— подводные лодки-носители крылатых ракет, предназначенные, в основном, для уничтожения надводных кораблей и транспортов.

Сокращенное обозначение ПЛ этих подклассов: АПЛ, ПЛАРБ, ПЛАРК (соответственно английские аббревиатуры: SSN, SSBN, SSGN).

Приведенная классификация, как и всякая другая, является услов-ной. Например, с установкой на многоцелевые АПЛ шахт для запуска крылатых ракет в значительной мере стираются различия между АПЛ и специализированными ПЛАРК, а использование с АПЛ крылатых ра-кет, предназначенных для стрельбы по береговым объектам и несущих ядерные заряды, переводит такие ПЛ в разряд стратегических. В ВМС и ВМФ разных стран используется, как правило, своя классификация ко-раблей, в том числе и атомных ПЛ.

Строительство боевых ПЛ ведется, как правило, сериями по несколь-ко (иногда по несколько десятков) ПЛ в каждой на основе одного базо-вого проекта, в который по мере накопления опыта строительства и эк-сплуатации ПЛ вносятся сравнительно несущественные изменения. Для примера в табл. 4 приведены данные о серийном строительстве АПЛ в США Серии, как обычно принято, названы соответственно головной

Таблица 4

*Строилась тремя подсериями. Более крупная серия АПЛ из 77 единиц была реализована только при строительстве отечественных ракетоносцев, которые, хотя и отли-чаются TTX, базируются на одном проекте 667А.
** Строительство серии не закончено.

ПЛ, временные интервалы указаны по срокам закладки головной и вво-да в строй последней в серии ПЛ.

Достигнутый к середине 90-х годов уровень развития АЛЛ характе-ризуется приведенными в табл. 5 данными для трех американских АПЛ последних лет постройки.

Таблица 5

* Улучшенная модификация, головная АПЛ третьей подсерии.

** По другим данным - 2x30000 л.с.

Применительно к АПЛ (иногда и к ДПЛ) используется достаточно условное, но получившее распространение понятие «поколение». При-знаками, по которым АПЛ относят к тому или иному поколению, явля-ются: близость по времени создания, общность заложенных в проекты технических решений, однотипность энергетических установок и другого оборудования общекорабельного назначения, один и тот же кор-пусный материал и т. п. К одному поколению могут быть отнесены АПЛ различного назначения и даже нескольких следующих одна за другой серий. Переходу от одной серии ПЛ к другой, а тем более — переходу от поколения к поколению предшествуют всесторонние исследования с целью обоснованного выбора оптимальных сочетаний основных такти-ко-технических характеристик новых АПЛ.

Рис. 11. Новейшая российская многоцелевая АПЛ типа «Барс» (проект 971)

Актуальность такого рода исследований особенно возросла с появ-лением возможности (благодаря развитию техники) создания АПЛ, су-щественно различающихся скоростью хода, глубиной погружения, по-казателями скрытности, водоизмещением, составом вооружения и т. д. Выполнение этих исследований продолжается иногда на протяжении не-скольких лет и включает разработку и военно-экономическую оценку для широкого спектра альтернативных вариантов АПЛ — от улучшен-ной модификации серийно строящейся АПЛ до варианта, представляю-щего собой синтез принципиально новых технических решений в облас-ти архитектуры, энергетики, вооружения, корпусных материалов и т. д.

Как правило, эти исследования не ограничиваются только проек-тированием вариантов АПЛ, но включают также целые программы на-учно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по гидроди-намике, прочности, гидроакустике и другим направлениям, а в неко-торых случаях, рассмотренных выше, также и создание специальных опытных АПЛ.

В странах, строящих АПЛ наиболее интенсивно, было создано три-четыре поколения этих кораблей. Например, в США из многоцелевых АПЛ к I поколению относят обычно АПЛ типов «Skate» и «Skipjack», к II - «Thresher» и «Sturgeon», к III - «LosAngeles». АПЛ «Seawolf» рассмат-ривают как представителя уже нового, IV поколения АПЛ ВМС США. Из ракетоносцев к I поколению относят лодки «George Washington» и «Ethan Allen», к II - «Lafayette» и «Benjamin Franklin», к III - «Ohio».

Рис. 12. Современный российский атомный подводный ракетоносец типа «Акула» (проект 941)

В общей сложности к концу 90-х годов в мире было построено (включая выведенные из строя в связи с устареванием и погибшие) около 500 АПЛ. Численность АПЛ по годам в составе ВМС и ВМФ разных стран приведена в табл. 6.

Таблица 6

Примечание. Над чертой - АПЛ, под чертой - ПЛАРБ.

Согласно прогнозу, общая численность АПЛ, которые будут нахо-дится в строю на 2000 г., составит (без АПЛ Российского ВМФ) около 130, из них - около 30 ПЛАРБ.

Скрытность атомных ПЛ и практически полная независимость от погодных условий делает их эффективным средством для проведения различного рода специальных разведьшательно-диверсионных операций. Обычно для этих целей используются ПЛ после окончания их службы по прямому назначению. Так, например, упомянутая ранее АПЛ ВМС США «Halibut», которая была построена как носитель крылатых ракет «Regulus», в середине 60-х годов была переоборудована для поиска (с помощью специальных носимых ею устройств) лежащих на грунте предметов, включая затонувшие ПЛ. Позднее на замену ей для анало-гичных операций была переоборудована торпедная АПЛ ВМС США «Раrсhе» (типа «Sturgeon»), в корпус которой была врезана секция дли-ной около 30 м и обеспечен прием на палубу специального подводного аппарата. АПЛ печально прославилась тем, что в 80-х годах участвовала в шпионской операции в Охотском море. Установив на подводный ка-бель специальное устройство, она, по данным, опубликованным в США, обеспечила прослушивание переговоров между советской военно-мор-ской базой на Камчатке и материком.

Рис. 13. Новейшая американская АПЛ «Seawolf»

Несколько ракетоносцев ВМС США типа «Lafayete» после вывода из состава сил стратегического назначения были переоборудованы в де-сантные ПЛ для скрытной доставки нескольких десятков морских пехо-тинцев. Для этого на палубе установлены прочные контейнеры с необ-ходимым оборудованием. Таким образом обеспечивается продление жиз-ни АПЛ, которые в силу различных причин уже не используются по своему первоначальному назначению.

За сорок с лишним лет существования АПЛ, вследствие аварий (по-жары, взрывы, разгерметизация магистралей забортной воды и др.) зато-нули две АПЛ ВМС США и четыре АПЛ ВМФ СССР, из которых одна дважды тонула в местах со сравнительно небольшими глубинами и оба раза была поднята средствами аварийно-спасательной службы. Осталь-ные затонувшие АПЛ имеют серьезные повреждения или практически полностью разрушены и лежат на глубинах полтора километра и более.

Был один случай боевого применения АПЛ против надводного ко-рабля: АПЛ «Conqueror» ВМС Великобритании во время конфликта из-за Фолклендских островов в мае 1982 г. атаковала и потопила торпедами принадлежащий Аргентине крейсер «G.Belgrano». Начиная с 1991 г. аме-риканские АПЛ типа «Los Angeles» несколько раз наносили удары кры-латыми ракетами «Tomahawk» по целям на территории Ирака. В 1999 г. удары этими ракетами по территории Югославии были нанесены с анг-лийской АПЛ «Splendid».

Субмарины являются выдающимися достижениями технологии. Не так давно, военно-морские силы работали только на поверхности воды; с тех пор как подводные лодки присоединили к условному военно-морскому комплексу, мир под водой стал также и полем битвы. Приспособление и новые изобретения, которые позволили морякам не только проводить битвы, но также и жить месяцами или даже годами под водой, являются самыми выдающимися достижениями в истории военного искусства.

В данной статье Вы узнаете про то, как погружаются и всплывают на поверхность подводные лодки, как поддерживается жизненное обеспечение, как они получают энергию, как ориентируются в океане на большой глубине и как их можно спасать.

Для того, чтобы подводные лодки или любые корабли могли держаться на плаву, вытесняемость воды должна соответствовать весу корабля. Такое вытеснение воды создает подъемную силу, которую называют выталкивающей силой и которая противоположна силе притяжения, что заставляет подводную лодку опускаться на дно. В отличие от корабля, подводная лодка может регулировать свое надводное положение, что позволяет ей при необходимости погружаться и всплывать на поверхность. Для того, чтобы подводная лодка могла регулировать свое надводное положение, она оснащена балластовыми цистернами и вспомогательными, или дифферентными цистернами, которые поочередно могут заполняться водой или воздухом (как показано на картинке ниже). Когда подводная лодка находиться на поверхности воды, балластовые цистерны наполняют воздухом и общая плотность субмарины становиться меньше, чем плотность окружающей ее воды. Когда субмарина начинает погружаться, балластовые цистерны наполняются водой, выпуская воздух до тех пор, пока общая плотность лодки не станет больше плотности воды и подводная лодка начинает погружаться (так называемая «отрицательная плавучесть»). Сжатый воздух, необходимый для дыхания и использования в балластных цистернах, поставляют на подводную лодку в воздушных резервуарах. Помимо этого, на корме субмарины находится подвижный комплект коротких «крыльев», называемых глиссерами, которые помогают регулировать угол погружения. Глиссера с воздушным винтом установлены под определенным углом, так чтобы вода проходила над кормой, что заставляет корму подниматься вверх. За счет этого подводная лодка опускается вниз.

Для того, чтобы удерживать подводную лодку на определенном уровне глубины, необходимо поддерживать баланс воздуха и воды в дифферентных цистернах - ее общая плотность должна быть равна плотности воды (так называемая «нейтральная плавучесть»). Когда подводная лодка опускается до необходимой глубины, глиссера устанавливают на определенном уровне, чтобы субмарина могла плыть сквозь воду. Для поддержания субуровня вода также проходит между дифферентными цистернами носовой части и кормы. Управлять субмариной под водой можно за счет хвостового руля (для поворота направо или налево) и глиссера, который регулирует продольный угол лодки. Помимо этого, многие субмарины оснащены мощным электродвигателем вспомогательной гребной установки, который может развернуть лодку на 360 градусов.

Когда подводная лодка всплывает на поверхность, сжатый воздух с воздушных резервуаров перетекает в балластные цистерны; удаление воды происходит до тех пор, пока общая плотность не станет меньше плотности воды (положительная плавучесть) и начнется всплытие подводной лодки. Глиссера установлены под углом, поэтому вода двигается вверх по корме и таким образом сама корма наклоняется вниз, и субмарина начинает всплытие. В случае опасности, балластные цистерны могут быстро наполниться высоким давлением и сразу же поднять лодку на поверхность.

Существует 3 проблемы поддержания жизни в замкнутом пространстве подводных лодок:

содержание необходимого количества воздуха
проблема подачи чистой воды
поддержание определенной температуры

Поглощаемый нами воздух состоит из определенного процентного содержания четырех газов

1. азот (78%)
2. кислород (21%)
3. аргон (0,94 %)
4. углекислый газ (0,04 %)

Вдыхая воздух, наши тела поглощают кислород и превращают его в углекислый газ. Выдыхаемый воздух содержит 4,5 процента углекислого газа. Подводная лодка – это своего рода герметический контейнер с людьми и ограниченной подачей воздуха, поэтому необходимо выполнить следующие три пункта для поддержания воздуха пригодного для дыхания.

1. необходимо рассчитать потребление кислорода. Если процентное отношение кислорода слишком падает, то наступает удушье.
2. из воздуха необходимо удалить углекислый газ, т.к., когда повышается концентрация углекислого газа, то он становится ядовитым.
3. вдыхаемый воздух не должен содержать повышенную влажность.

Кислород могут поставлять в резервуарах, кислородных генераторах (где кислород получают за счет электролиза воды), или в определенных «кислородных канистрах» (кислород получают в результате химической реакции). Подача кислорода может происходить постоянно благодаря компьютерной системы, которая отслеживает процентное содержание кислорода в воздухе, или определенными партиями в течении дня. Углекислый газ можно выводить и химическим путем, добавляя натронную известь (смесь едкого натра и окиси кальция) в газоочиститель. Натронная известь поглощает углекислый газ в результате химической реакции и удаляет его из воздуха.

Избавиться от влажности можно с помощью влагопоглотителя или химическим путем. Таким образом можно предотвратить скопление влажности на стенах и оборудовании подводной лодки.

2. Проблема подачи чистой воды

В большинстве подводных лодок установлен дистилляционный аппарат, который из морской воды делает чистую воду, пригодную для употребления. Эта дистилляционная установка нагревает воду до кипения и происходит удаление солей, а затем охлаждает ее в сборный резервуар с чистой водой. Дистилляционная установка на некоторых подводных лодках может производить 38,000 – 150,000 литров (от 10,000 до 40,000 тысяч галлонов) чистой воды в день. Эта вода используется главным образом для охлаждения электроприборов и для нужд команды (например, для питья, приготовления пищи и личной гигиены).

3. Поддержание определенной температуры

Средняя температура воды в океане обычно составляет 39 градусов по фаренгейту (4 Со). Металл, из которого сделаны подводные лодки, отдает внутренне тепло воде. Поэтому необходимо электрически обогревать лодку, чтобы поддерживать благоприятную температуру для команды. Электропитание для обогревания поступает с ядерных реакторов, дизельных двигателей или батарей (в экстренных случаях).

Для запуска гребного вала, который обеспечивает движение вперед и назад, атомные подводные лодки используют атомные реакторы, паровые машины и редукторы (в экстренных ситуациях и при транспортировке в док гребной вал запускают с помощью электродвигателя). Электричество на подводных лодках также необходимо для работы оборудования на борту. Для этого используют дизельные двигатели (работают на топливе) и/или атомные реакторы (основанные на расщеплении ядра). На субмаринах также есть батареи для подачи энергии. В крайних случаях, эти батареи могут быть единственным источником электропитания для работы подводной лодки.

Дизельная подводная лодка является превосходным образцом комбинированного транспортного средства. Большая часть дизельных лодок оснащена двумя или более дизельными двигателями, которые запускают пропеллеры и генераторы, которые заряжают батареи. Они могут также работать совместно, один заводит пропеллеры, а другой – генератор. Чтобы запустить дизельный двигатель, подводная лодка должна всплыть на поверхность. Когда батареи будут полностью заряжены, подводная лодка может погружаться. Поскольку заряженные батареи – это единственный способ как можно погрузить подводную лодку, то ограниченное количество этих батарей может значительно сократить время пребывания субмарины под водой.

Поскольку таких батарей может и не хватить, то атомная энергия признана более пригодной для подводных лодок. И поскольку атомные генераторы не используют кислород, атомные подводные лодки могут находиться под водой гораздо дольше. Также, поскольку атомное топливо расходуется не так быстро, как дизельное топливо (в течении нескольких лет), то атомная подводная лодка может не всплывать на поверхность или не заходить в порт для заправки достаточно долгое время.

Атомные субмарины и авианосцы получают питание от атомных реакторов, которые практически идентичны реакторам, применяемых на промышленных электростанциях. Такой реактор вырабатывает тепло для запуска паровой турбины. Турбины на корабле сразу же заводят пропеллеры и электрогенераторы.

Бесшумные «хищники» морских глубин всегда наводили ужас на неприятеля, причем как в военное, так и в мирное время. С подлодками связано бесчисленное количество мифов, что, впрочем, неудивительно, если учесть, что их создают в условиях особой секретности. Но сегодня мы знаем достаточно об общей...

Принцип действия субмарины

Система погружения и всплытия подводной лодки включает в себя балластные и вспомогательные цистерны, а также соединительные трубопроводы и арматуру. Основной элемент здесь – это цистерны главного балласта, за счет заполнения водой которых погашается основной запас плавучести ПЛ. Все цистерны входят в носовую, кормовую и среднюю группы. Их можно заполнять и продувать по очереди или одновременно.

У подлодки есть дифферентные цистерны, необходимые для компенсации продольного смещения грузов. Балласт между дифферентными цистернами передувается при помощи сжатого воздуха или же перекачивается с помощью специальных помп. Дифферентовка – именно так называется прием, целью которого является «уравновешивание» погруженной ПЛ.

Атомные подлодки делят на поколения. Для первого (50-е) характерна относительно высокая шумность и несовершенство гидроакустических систем. Второе поколение строили в 60-е – 70-е годы: форма корпуса была оптимизирована, чтобы увеличить скорость. Лодки третьего больше, на них также появилось оборудование для радиоэлектронной борьбы. Для АПЛ четвертого поколения характерны беспрецедентно малый уровень шума и продвинутая электроника. Облик лодок пятого поколения прорабатывается в наши дни.

Важный компонент любой субмарины – воздушная система. Погружение, всплытие, удаление отходов – все это делается при помощи сжатого воздуха. Последний хранят под высоким давлением на борту ПЛ: так он занимает меньше места и позволяет аккумулировать больше энергии. Воздух высокого давления находится в специальных баллонах: как правило, за его количеством следит старший механик. Пополняются запасы сжатого воздуха при всплытии. Это долгая и трудоемкая процедура, требующая особого внимания. Чтобы экипажу лодки было чем дышать, на борту субмарины размещены установки регенерации воздуха, позволяющие получать кислород из забортной воды.

АПЛ: какие они бывают

Атомная лодка имеет ядерную силовую установку (откуда, собственно, и пошло название). В наше время многие страны также эксплуатируют дизель-электрические подлодки (ПЛ). Уровень автономности атомных субмарин намного выше, и они могут выполнять более широкий круг задач. Американцы и англичане вообще прекратили использовать неатомные подлодки, российский же подводный флот имеет смешанный состав. Вообще, только пять стран имеют атомные подлодки. Кроме США и РФ в «клуб избранных» входят Франция, Англия и Китай. Остальные морские державы используют дизель-электрические субмарины.

Будущее российского подводного флота связано с двумя новыми атомными субмаринами. Речь идет о многоцелевых лодках проекта 885 «Ясень» и ракетных подводных крейсерах стратегического назначения 955 «Борей». Лодок проекта 885 построят восемь единиц, а число «Бореев» достигнет семи. Российский подводный флот нельзя будет сравнить с американским (США будут иметь десятки новых субмарин), но он будет занимать вторую строчку мирового рейтинга.

Русские и американские лодки отличаются по своей архитектуре. США делают свои АПЛ однокорпусными (корпус и противостоит давлению, и имеет обтекаемую форму), а Россия – двухкорпусными: в этом случае есть внутренний грубый прочный корпус и внешний обтекаемый легкий. На атомных подлодках проекта 949А «Антей», к числу которых относился и печально известный «Курск», расстояние между корпусами составляет 3,5 м. Считается, что двухкорпусные лодки более живучи, в то время как однокорпусные при прочих равных имеют меньший вес. У однокорпусных лодок цистерны главного балласта, обеспечивающие всплытие и погружение, находятся внутри прочного корпуса, а у двухкорпусных – внутри легкого внешнего. Каждая отечественная субмарина должна выжить, если любой отсек будет полностью затоплен водой – это одно из главных требований для подлодок.

В целом, наблюдается тенденция к переходу на однокорпусные АПЛ, так как новейшая сталь, из которой выполнены корпуса американских лодок, позволяет выдерживать колоссальные нагрузки на глубине и обеспечивает субмарине высокий уровень живучести. Речь, в частности, идет о высокопрочной стали марки HY-80/100 с пределом текучести 56-84 кгс/мм. Очевидно, в будущем применят еще более совершенные материалы.

Существуют также лодки с корпусом смешанного типа (когда легкий корпус перекрывает основной лишь частично) и многокорпусные (несколько прочных корпусов внутри легкого). К последним относится отечественный подводный ракетный крейсер проекта 941 – самая большая атомная подлодка в мире. Внутри ее легкого корпуса находятся пять прочных корпусов, два из которых являются основными. Для изготовления прочных корпусов использовали титановые сплавы, а для легкого – стальной. Его покрывает нерезонансное противолокационное звукоизолирующее резиновое покрытие, весящее 800 тонн. Одно это покрытие весит больше, чем американская атомная подлодка NR-1. Проект 941 – воистину гигантская субмарина. Длина ее составляет 172, а ширина – 23 м. На борту несут службу 160 человек.

Можно видеть, насколько различаются атомные подлодки и сколь отличным является их «содержание». Теперь рассмотрим более наглядно несколько отечественных ПЛ: лодки проекта 971, 949А и 955. Всё это – мощные и современные субмарины, несущие службу на флоте РФ. Лодки принадлежат к трем разным типам АПЛ, о которых мы говорили выше:

Атомные подлодки делят по назначению:

· РПКСН (Ракетный подводный крейсер стратегического назначения). Будучи элементом ядерной триады, эти субмарины несут на борту баллистические ракеты с ядерными боеголовками. Главные цели таких кораблей – военные базы и города противника. В число РПКСН входит новая российская АПЛ 955 «Борей». В Америке этот тип субмарин называют SSBN (Ship Submarine Ballistic Nuclear): сюда относится самая мощная из таких ПЛ – лодка типа «Огайо». Чтобы вместить на борту весь смертоносный арсенал, РПКСН проектируют с учетом требований большого внутреннего объема. Их длина часто превышает 170 м – это заметно больше длины многоцелевых подлодок.

ПЛАТ (Подводная лодка атомная торпедная). Такие лодки еще называют многоцелевыми. Их предназначение: уничтожение кораблей, других подлодок, тактических целей на земле и сбор разведданных. Они меньше РПКСН и имеют лучшую скорость и подвижность. ПЛАТ могут использовать торпеды или высокоточные крылатые ракеты. К числу таких АПЛ относятся американский «Лос-Анджелес» или советский/российский МПЛАТРК проекта 971 «Щука-Б».

Американский «Сивулф» считается самой совершенной многоцелевой атомной подводной лодкой. Ее главная особенность – высочайший уровень скрытности и смертоносное вооружение на борту. Одна такая субмарина несет до 50 ракет «Гарпун» или «Томагавк». Также имеются торпеды. Из-за большой дороговизны флот США получил только три таких подлодки.

ПЛАРК (Подводная лодка атомная с ракетами крылатыми). Это самая малочисленная группа современных АПЛ. Сюда входят российский 949А «Антей» и некоторые переоборудованные в носители крылатых ракет американские «Огайо». Концепция ПЛАРК перекликается с многоцелевыми АПЛ. Субмарины типа ПЛАРК, правда, крупней – они представляют собой большие плавучие подводные платформы с высокоточным оружием. В советском/российском флоте эти лодки также именуют «убийцами авианосцев».

Внутри подводной лодки

Детально рассмотреть конструкцию всех основных типов АПЛ сложно, но проанализировать схему одной из таких лодок вполне возможно. Ею станет субмарина проекта 949А «Антей», знаковая (во всех смыслах) для отечественного флота. Для повышения живучести создатели продублировали многие важные компоненты этой АПЛ. Такие лодки получили по паре реакторов, турбин и винтов. Выход из строя одного из них, согласно задумке, не должен стать для лодки смертельным. Отсеки субмарины разделяют межотсечные переборки: они рассчитаны на давление в 10 атмосфер и сообщаются люками, которые можно герметизировать, если это необходимо. Не все отечественные атомные субмарины имеют так много отсеков. Многоцелевая АПЛ проекта 971, например, разделена на шесть отсеков, а новый РПКСН проекта 955 – на восемь.

Именно к лодкам проекта 949А относится печально известный «Курск». Эта субмарина погибла в Баренцевом море 12 августа 2000 года. Жертвами катастрофы стали все 118 членов экипажа, находившиеся на ее борту. Выдвигалось много версий происшедшего: самой вероятной из всех является взрыв хранившейся в первом отсеке торпеды калибра 650 мм. Согласно официальной версии, трагедия произошла из-за утечки компонента топлива торпеды, а именно пероксида водорода.

АПЛ проекта 949А имеет весьма совершенную (по меркам 80-х) аппарату, включающую гидроакустическую систему МГК-540 «Скат-3» и множество других систем. Лодка также оснащена автоматизированной, имеющей повышенную точность, увеличенный радиус действия и большой объем обрабатываемой информации навигационным комплексом «Симфония-У». Большая часть информации обо всех этих комплексах держится в тайне.

Отсеки АПЛ проекта 949А «Антей»:

Первый отсек:
Его еще называют носовым или торпедным. Именно здесь расположены торпедные аппараты. Лодка имеет два торпедных аппарата 650-мм и четыре 533-мм, а всего на борту АПЛ находится 28 торпед. Первый отсек состоит из трех палуб. Боевой запас хранится на предназначенных для этого стеллажах, а торпеды подаются в аппарат с помощью специального механизма. Здесь также находятся аккумуляторные батареи, которые в целях безопасности отделены от торпед специальными настилами. В первом отсеке обычно служат пять членов экипажа.

Второй отсек:
Этот отсек на субмаринах проектов 949А и 955 (и не только на них) исполняет роль «мозга лодки». Именно здесь расположен центральный пульт управления, и именно отсюда производится управление субмариной. Здесь находятся пульты гидроакустических систем, регуляторы микроклимата и навигационное спутниковое оборудование. Служат в отсеке 30 членов экипажа. Из него можно попасть в рубку АПЛ, предназначенную для наблюдения за поверхностью моря. Там же находятся выдвижные устройства: перископы, антенны и радары.

Третий отсек:
Третьим является радиоэлектронный отсек. Здесь, в частности, находятся многопрофильные антенны связи и множество других систем. Аппаратура этого отсека позволяет принимать целеуказания, в том числе из космоса. После обработки полученная информация вводится в корабельную боевую информационно-управляющую систему. Добавим, что подводная лодка редко выходит на связь, чтобы не быть демаскированной.

Четвертый отсек:
Данный отсек – жилой. Тут экипаж не только спит, но и проводит свободное время. Имеются сауна, спортзал, душевые и общее помещение для совместного отдыха. В отсеке есть комната, позволяющая снять эмоциональную нагрузку – для этого, например, есть аквариум с рыбками. Кроме этого, в четвертом отсеке расположен камбуз, или, говоря простым языком, кухня АПЛ.

Пятый отсек:
Здесь находится вырабатывающий энергию дизель-генератор. Тут же можно видеть электролизную установку для регенерации воздуха, компрессоры высокого давления, щит берегового питания, запасы дизтоплива и масла.

5-бис:
Это помещение нужно для деконтаминации членов экипажа, которые работали в отсеке с реакторами. Речь идет об удалении радиоактивных веществ с поверхностей и снижении уровня загрязнения радиоактивными веществами. Из-за того, что пятых отсека два, нередко происходит путаница: одни источники утверждают, что на АПЛ десять отсеков, другие говорят о девяти. Даже несмотря на то, что последним отсеком является девятый, всего на АПЛ (с учетом 5-бис) их имеется десять.

Шестой отсек:
Это отсек, можно сказать, находится в самом центре АПЛ. Он имеет особую важность, ведь именно здесь находятся два ядерных реактора ОК-650В мощностью по 190 МВт. Реактор относится к серии ОК-650 – это серия водо-водяных ядерных реакторов на тепловых нейтронах. Роль ядерного топлива исполняет высокообогащенная по 235-у изотопу двуокись урана. Отсек имеет объем 641 м³. Над реактором находятся два коридора, позволяющие попасть в другие части АПЛ.

Седьмой отсек:
Его также называют турбинным. Объем этого отсека составляет 1116 м³. Это помещение предназначено для главного распределительного щита; электростанции; пульта аварийного управления главной энергетической установкой; а также ряда других устройств, обеспечивающих движение подводной лодки.

Восьмой отсек:
Данный отсек очень похож на седьмой, и его тоже называют турбинным. Объем составляет 1072 м³. Здесь можно видеть электростанцию; турбины, которые приводят в движение винты АПЛ; турбогенератор, обеспечивающий лодку электроэнергией, и водоопреснительные установки.

Девятый отсек:
Это чрезвычайно малый отсек-убежище, объемом 542 м³, имеющий аварийный люк. Данный отсек в теории позволит выжить членам экипажа в случае катастрофы. Здесь есть шесть надувных плотов (каждый рассчитан на 20 человек), 120 противогазов и спасательные комплекты для индивидуального всплытия. Кроме этого, в отсеке расположены: гидравлика рулевой системы; компрессор воздуха высокого давления; станция управления электродвигателями; токарный станок; боевой пост резервного управления рулями; душевая и запас продуктов на шесть дней.

Вооружение

Отдельно рассмотрим вооружение АПЛ проекта 949А. Кроме торпед (о которых мы уже говорили) лодка несет 24 крылатые противокорабельные ракеты П-700 «Гранит». Это ракеты дальнего действия, которые могут пролететь по комбинированной траектории до 625 км. Для наведения на цель П-700 имеет активную радиолокационную головку наведения.

Ракеты находятся в специальных контейнерах между легкими и прочными корпусами АПЛ. Их расположение примерно соответствует центральным отсекам лодки: контейнеры с ракетами идут по обе стороны субмарины, по 12 на каждой из сторон. Все они повернуты вперед от вертикали на угол 40-45°. Каждый из таких контейнеров имеет специальную крышку, выдвигающуюся при ракетном запуске.

Крылатые ракеты П-700 «Гранит» – основа арсенала лодки проекта 949А. Между тем реального опыта по применению этих ракет в бою нет, так что о боевой эффективности комплекса судить сложно. Испытания показали, что из-за скорости ракеты (1,5-2,5 М) перехватить ее очень тяжело. Однако не все так однозначно. Над сушей ракета не способна лететь на малой высоте, и поэтому представляет собой легкую мишень для средств противовоздушной обороны противника. На море показатели эффективности выше, но, стоит сказать, что американское авианосное соединение (а именно для борьбы с ними создавалась ракета) имеет отличное прикрытие ПВО.

Подобная компоновка вооружения не характерна для атомных субмарин. На американской лодке «Огайо», например, баллистические или крылатые ракеты располагаются в шахтах, идущих в два продольных ряда за ограждением выдвижных устройств. А вот многоцелевой «Сивулф» запускает крылатые ракеты из торпедных аппаратов. Точно так же запускаются крылатые ракеты с борта отечественной МПЛАТРК проекта 971 «Щука-Б». Конечно, все эти субмарины несут и различные торпеды. Последние используются для поражения подлодок и надводных кораблей.