Советские специалисты разработали свыше 300 проектов субмарин, большинство из которых были реализованы. Конструированием и производством подводных лодок занимались три мощных проектных бюро и несколько судостроительных заводов. Наиболее удачным отечественным образцом стала ДЭПЛ 3-го поколения проекта 877/636 «Варшавянка» (на фото) и ее экспортные варианты.
ЧЕТВЕРТОЕ ПОКОЛЕНИЕ
Но осенью 2009 года средства массовой информации неожиданно принялись активно обсуждать тему о возможных закупках зарубежных неатомных подводных лодок 4-го поколения для ВМФ РФ. Толчком для различных суждений послужила публикация агентством РИА Новости со ссылкой на источник в главкомате ВМФ РФ, что рассматривается вопрос о строительстве в России по лицензии немецкой субмарины проекта 212. Позже главком ВМФ России адмирал Владимир Высоцкий в ходе визита в Калининград опроверг данное сообщение. По словам главнокомандующего, речь может идти лишь о закупке новой технологии по производству анаэробных (воздухонезависимых) энергетических установок, предназначенных для подзарядки аккумуляторных батарей без всплытия подводной лодки.
В этой ситуации закономерно возникает два вопроса:
– зачем России, самостоятельно строившей на протяжении без малого века подводные лодки, теперь закупать их в Германии;
– почему немцы продают нам, своим главным конкурентам в производстве современной подводной морской техники, свои новейшие технологии?
Чтобы объективно ответить на первый вопрос, необходимо проанализировать ситуацию, сложившуюся в отечественном подводном кораблестроении за последние 20 лет.
История показывает, что ожесточенная конкурентная борьба между ФРГ и СССР за мировой рынок подводных вооружений и необходимость увеличения продолжительности подводного плавания, исключающего необходимость частого подвсплытия для зарядки аккумуляторных батарей, привели к тому, что практически одновременно (в 80–90-х годах) в обеих странах начались работы по созданию неатомных подводных лодок 4-го поколения.
Главным принципиальным отличием НАПЛ 4-го поколения от субмарин 3-го поколения является наличие анаэробных энергетических установок мощностью от 100 до 300 кВт, повышающих срок подводного плавания (автономности) до 700–1000 часов.
Это было связано с тем, что боевая эффективность ДЭПЛ 3-го поколения зависит от необходимости периодически подзаряжать аккумуляторные батареи. При несении дежурства в зоне боевого патрулирования со скоростью 2–4 узла субмарины могут находиться в подводном положении до 4 суток.
Однако при этом их аккумуляторные батареи разряжаются примерно на 80% и подзарядка потребует значительно большего времени. Для этого ДЭПЛ приходится подвсплывать на перископную глубину в режим работы дизеля под водой, что снижает скрытность их действий и повышает вероятность обнаружения как по поднятым над поверхностью выдвижным устройствам для забора воздуха, так и по шуму и выхлопу работающих дизелей.
К настоящему времени задача создания НАПЛ 4-го поколения немецкими специалистами успешно решена. Так, германские компании Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH (HDW) и Thyssen Nordseewerke GmbH (TNSW) спроектировали и в 1998 году заложили первые четыре субмарины 4-го поколения проекта 212 для подводного флота Германии. U-31 – была спущена на воду в 2005 году, U-32, U-33 и U-34 – вступили в строй в октябре 2005 года, июне 2006 года и мае 2007 года соответственно. Энергетическая установка на лодках проекта 212 включает обычную дизель-электрическую энергетическую установку (ЭУ), дополненную анаэробной энергоустановкой на основе электрохимического генератора (ЭХГ). Мощность ЭХГ – около 306 кВт (девять генераторов по 34 кВт каждый), что обеспечивает субмарине полную подводную скорость 8 узлов, а на крейсерской скорости 3 узла субмарина, согласно заявлениям представителей фирмы-производителя, способна идти в подводном положении в течение 14 суток.
Одновременно с немцами строительство НАПЛ 4-го поколения развернулось в Швеции, Франции и Японии. Для этих проектов были разработаны анаэробные установки на основе двигателей Стирлинга и паротурбинных установок замкнутого цикла.
СЕРЬЕЗНЫЙ ПРОВАЛ
А вот в России работы по созданию НАПЛ 4-го поколения не заладились. Проектирование отечественной субмарины проекта 677 «Лада» началось в ЦКБ МТ «Рубин» в 1989 году.Примерно через 10 лет, 26 декабря 1997 года, первая российская неатомная подлодка 4-го поколения, названная «Санкт-Петербург» (на фото) , была заложена на закрытом стапеле ОАО «Адмиралтейские верфи» в Санкт-Петербурге.
При ее закладке подразумевалось, что в процессе постройки она будет снабжена отечественной анаэробной установкой с ЭХГ, как и в немецком проекте 212.
Лодку удалось достроить лишь в 2007 году, и тогда же она вышла на заводские ходовые испытания. Практически в то же время на «Адмиралтейских верфях» началось строительство второй («Кронштадт») и третьей («Севастополь») НАПЛ проекта 677 «Лада» для ВМФ РФ.
В конце 2007 года должна была состояться приемка «Санкт-Петербурга» госкомиссией и ввод субмарины в строй. Однако испытания, похоже, проходят не совсем удачно, поскольку лодка до сих пор в строй не принята. Не исключено, что у этого проекта имеются трудноустранимые дефекты.
Более того, субмарина вышла на ходовые испытания и без анаэробной установки на основе электрохимического генератора (топливных элементов). Исследования по ее созданию для малых подводных лодок начались у нас в стране еще 30 лет назад.
В 1978 году головным разработчиком пропульсивных систем с ЭХГ стало Специальное конструкторское бюро котлостроения. Оно использовало опыт Уральского электрохимического комбината и НПО «Энергия», сумевших создать такие генераторы для космических аппаратов. На основе данного опыта был сконструирован ЭХГ «Кристалл-20».
Однако в дальнейшем эти разработки не нашли своего применения ни на малых ПЛ «Пиранья» (на фото), ни в проектах 877/636 «Варшавянка». В открытых источниках нет информации о проблемах отечественных ЭХГ морского назначения, однако их отсутствие до настоящего времени на российских субмаринах говорит о том, что результаты натурных испытаний не устраивают руководство ВМФ РФ.
Ранее планировалось, что анаэробная энергоустановка на основе ЭХГ наконец-то появится на российских НАПЛ 4-го поколения проекта 677 «Лада». Однако, как было сказано выше, анаэробной установки и на подводной лодке «Санкт-Петербург» нет.
В связи с этим данную лодку нельзя считать НАПЛ 4-го поколения. А это уже означает серьезный провал отечественного подводного кораблестроения. Ведь Россия единственная из высокоразвитых стран мира не смогла создать субмарину нового поколения. Что порождает ряд внутренних и внешних проблем.
К первым относится то обстоятельство, что весь неатомный подводный флот России, построенный еще в период существования СССР, попросту устарел. Последняя дизельная лодка была создана в 1992 году. Планировалось, что лодки проекта 677 «Лада» поступят на вооружение всех четырех российских флотов.
Согласно отечественной военно-морской стратегии, ВМФ РФ до 2015 года должен получить до 40 НАПЛ 4-го поколения. Однако сейчас, после неудач с «Санкт-Петербургом», эта программа переоснащения российского подводного флота начала трещать по швам.
Внешние проблемы связаны, во-первых, с полной потерей мирового рынка. Так, постоянные покупатели российских ПЛ Китай и Индия (подводная лодка проекта 877 ВМС Индии на фото) уже сами производят субмарины и навряд ли в будущем будут приобретать российские неатомные подводные лодки. Последний наш заказчик на внешнем рынке – Венесуэла в начале 2009 года намеревалась закупить в России НАПЛ 4-го поколения проекта 677 «Лада». Но российские кораблестроители предложили Каракасу субмарины проекта 636 (ДЭПЛ 3-го поколения), оставив лодки 4-го поколения для возможных последующих заказов, сославшись на необходимость доработки конструкции. Однако российская уловка не удалась, одним из требований Венесуэлы продолжает оставаться обязательное оснащение субмарин проекта 636 (ДЭПЛ 3-го поколения) анаэробной энергетической установкой. И пока неясно, удастся ли это сделать и какой тип анаэробной установки будет выбран после неудач с отечественными ЭХГ.
Во-вторых, в последние 3–5 лет ряд стран (Швеция, Япония и др.) уже официально заявили о начале работ по созданию НАПЛ 5-го поколения, где предполагается использование всережимных, единых двигателей Стирлинга как для надводного, так и для подводного плавания. Россия, не освоив технологию создания анаэробных энергетических установок, практически не имеет будущего в создании НАПЛ 5-го поколения.
Впервые за прошедшие 100 лет, с постройки первой российской ПЛ, страна потеряла лидерские позиции и оказалась на задворках мирового подводного кораблестроения. Сейчас на карту поставлен международный имидж России как государства, способного создавать современное морское вооружение. И самой критичной технологией для отечественных корабелов является проблема создания анаэробной энергетической установки.
...ЧТО НАМ НЕГОЖЕ
Итак, ответ на вопрос, зачем России, самостоятельно производившей сто лет подводные лодки, закупать технологию их производства в Германии, очевиден. Нам нужна современная технология производства подводных лодок с анаэробными энергетическими установками.
Чтобы ответить на второй, самый интересный вопрос, почему немцы готовы продавать нам технологии, которые позволят России вернуться в клуб производителей современной морской техники и вновь стать основными конкурентами судостроительных верфей ФРГ, необходимо проанализировать складывающуюся ныне ситуацию с разработкой электрохимических генераторов и продажей лодок проекта 212 на мировом рынке.
В настоящее время технология анаэробных энергетических установок на основе электрохимических генераторов для подводных лодок получила путевку в жизнь исключительно благодаря политике лоббирования компании «Сименс», которая вложила огромные средства в разработку топливных элементов и систем хранения водорода.
В открытой печати отсутствуют основные характеристики ЭХГ, установленных на субмаринах проекта 212 (кроме мощности). Можно предположить, что они мало отличаются от современных ЭХГ других зарубежных компаний или даже уступают по некоторым параметрам, ведь в Германии приступили к строительству лодок проекта 212 еще в 1998 году.
Сегодня в мире некоторыми компаниями налажено мелкосерийное производство ЭХГ небольшой мощности. Однако, несмотря на более чем 30-летний период работы по совершенствованию ЭХГ в развитых странах мира, существенного прогресса достигнуто не было. Как и раньше, стоимость топливных элементов равна 5–10 тыс. долларам за 1 кВт установленной мощности, ресурс самых лучших опытных образцов – менее 6 тыс. часов, а средний КПД за весь цикл жизни составляет около 22–25%.
К сожалению, лучший российский образец ЭХГ «Фотон» имеет еще худшие характеристики, чем зарубежные образцы. Так, при форсированной мощности 25 кВт «Фотон» стоит более 300 тыс. долл., то есть более 12 тыс. долл. за 1 кВт установленной мощности, а ресурс только около 2 тыс. часов.
Многие американские исследователи считают, что технологии в создании топливных элементов достигли своих пределов, и не видят в ближайшее время возможности для дальнейшего их усовершенствования.
Так, в отчетах Американского физического общества и Национальной академии наук США отмечается: для того чтобы реализовать программу широкого применения водородной энергетики с использованием ЭХГ, необходимо осуществить технологический прорыв не менее чем в 100 направлениях современной науки.
В связи с этим уже в 2006 году федеральное финансирование водородной программы и создание ЭХГ в Соединенных Штатах было прекращено, а 13 мая 2009 года президент Барак Обама закрыл Фонд развития автомобилей с водородными двигателями с бюджетом 1,2 млрд. долл., учрежденный администрацией президента Джорджа Буша еще в 2003 году. По мнению Обамы, делать автомобили с топливными элементами просто нерентабельно.
.jpg)
С конца 1990-х годов немцы развернули мощную рекламную кампанию по продвижению НАПЛ проекта 212 на мировом рынке. Однако, помимо бундесмарине, аналогичными подлодками добровольно решили обзавестись только итальянские моряки.
Фирма Fincantieri по германской лицензии построила в 2005–2007 годах две субмарины (S526 Salvatore Todaro и S527 Scire) (на фото). В марте 2008 года итальянское правительство приняло решение заказать еще две подлодки проекта 212.
Шведская фирма Kockums сенсационно выиграла тендер на разработку проекта НАПЛ для ВМС Австралии, где фаворитами были немцы. Оказалось, что шведский вариант анаэробной установки для НАПЛ 4-го поколения значительно дешевле, чем немецкий с ЭХГ.
По данным зарубежной печати, при модернизации двух лодок типа А-17 («Седермендланд» и «Вастерготланд») в них были врезаны 10-метровые отсеки с анаэробными установками на основе двигателей Стирлинга типа V4-275R. Общая стоимость проекта составляла 73 млн. долл.
Другими словами, цена врезки одного 10-метрового отсека – около 35 млн. долл., что практически в 4 раза ниже стоимости отсека ПЛ с анаэробной установкой на основе ЭХГ немецкой компании НDW для проекта 212 (около 120 млн. долл., согласно зарубежным источникам).
Более того, опыт реальной эксплуатации действующих анаэробных установок на зарубежных НАПЛ 4-го поколения за последние 10 лет позволяет и ныне уже твердо сказать, что приоритет все больше склоняется в пользу анаэробных установок с двигателями Стирлинга. По этому пути идут шведские, японские, индийские и американские кораблестроители.
Вероятно, что к ним решили присоединиться и немцы. В 2004 году после одобрения Европейской комиссией поглощения шведской кораблестроительной компании «Кокумс нэйвал системз» германской верфью «Ховальдтсверке Дойче верфт», немцы, по сути этой сделки, приобрели стирлинг-технологии для своих подводных лодок.
Но что тогда делать с проектом 212 и расходами на разработку анаэробной энергоустановки на основе ЭХГ? Кто-то должен оплатить эти расходы, при этом любой ценой. Поэтому далее продвижение немецкой НАПЛ проекта 212 сопровождалось громкими коррупционными скандалами. Так, греческое правительство заказало в Германии три лодки проекта 214.
Успешно завершились переговоры о постройке четвертой подлодки Katsonis со сроком готовности в 2012 году. Но позже в открытой печати появились сообщения, что за принятие такого решения компания «Сименс-HDW» построила для греческих адмиралов целый коттеджный городок...
Данная ситуация повторилась и в Индии. Изначально предполагалось, что индийцы будут строить четыре подлодки проекта 214, но работы остановились после того, как немецких корабелов обвинили в даче официальным индийским лицам крупных взяток – для того чтобы «пропихнуть» контракт суммарной стоимостью 4,2 млрд. рупий. Индийское правительство было вынуждено аннулировать данный контракт.
Теперь пришел черед России. Более того, по некоторым данным, немцы настаивают на продаже корабля в полном комплекте, куда входят: док, учебный центр, центр материально-технического обеспечения, защищенное укрытие плюс подготовка личного состава в Германии. Сколько это будет стоить, даже трудно себе представить.
Немецкие бизнесмены в области морского вооружения решили, что было бы неплохо привлечь деньги российских налогоплательщиков для того, чтобы оплатить ошибки и расходы своих корабелов. Поэтому ответ на второй вопрос, который озвучен в начале этого раздела статьи, очевиден. Нет, немецкие кораблестроительные компании не хотят, чтобы Россия вернулась в клуб производителей современной морской техники и вновь стала основным конкурентом их же, немецких, судостроительных верфей.
Очевидно, немцы уже приняли для себя решение «пересесть на новых коней» – двигатели Стирлинга и поэтому готовы продать России лицензию на залежавшийся, пока еще слегка просроченный товар – технологию анаэробных установок с ЭХГ. Такой ход решает сразу две задачи – окончательно завести российское подводное кораблестроение в тупик, а заодно вернуть деньги, затраченные немецкими компаниями на разработку ЭХГ.
И ДЕШЕВЛЕ, И ЭФФЕКТИВНЕЙ
Почему немцы могут хотеть отказаться от анаэробных энергоустановок на основе ЭХГ?
Для этого существует несколько причин:
– во-первых, как было сказано выше, из-за их цены: ЭХГ в 8–10 раз дороже двигателей Стирлинга;
– во-вторых, из-за дороговизны создания береговой инфраструктуры хранения и заправки водородом НАПЛ с ЭХГ, которая при эксплуатации двигателей Стирлинга, работающих на традиционном топливе, не требуется (используется уже существующая береговая инфраструктура флота). Более того, при необходимости, возможна организация базирования НАПЛ в недостаточно оборудованных пунктах, лодка не будет «привязана» к существующим базам ВМФ, что существенно повысит ее мобильность и боевую устойчивость;
– в-третьих, моторесурс современных двигателей Стирлинга составляет до 80 тыс. часов, что практически в 12 раз превышает срок жизни лучших образцов ЭХГ (около 6 тыс. часов);
– в-четвертых, при полном сроке эксплуатации НАПЛ (25–30 лет) применение двигателей Стирлинга позволит сократить необходимое количество подводных лодок на 35–40% по сравнению с практикой применения анаэробных установок с ЭХГ ввиду отсутствия необходимости снятия с боевого дежурства НАПЛ для замены выработавших свой ресурс ЭХГ и т.д.;
– в-пятых, из-за бесперспективности создания на основе ЭХГ НАПЛ 5-го поколения; ведь, если предположить, что НАПЛ 5-го поколения будет иметь единый двигатель на основе ЭХГ суммарной мощностью 3 МВт, то стоимость создания такой лодки и береговой водородной инфраструктуры, а также их эксплуатации будет дороже, чем производство и эксплуатация современных атомных подводных лодок;
– в-шестых, как показали натурные испытания, продолжительность подводного хода шведской НАПЛ Gotland с анаэробной установкой на основе двигателей Стирлинга составляет 20 суток, в то время как у немецкой НАПЛ проекта 212 с анаэробной установкой на основе ЭХГ – только 14 суток, что на 30% хуже шведского варианта.
Необходимо отметить, что именно применение двигателей Стирлинга позволило некоторым странам уже приступить к проектированию НАПЛ 5-го поколения, отличительной особенностью которых будет являться наличие единого, всережимного двигателя как для надводного, так и для подводного хода. В 2008 году правительство Швеции приняло решение о начале постройки подводных лодок нового поколения, предназначенных для ВМС страны. Планируется, что новая подводная лодка будет использовать технологические наработки, полученные в ходе реализации совместного проекта постройки НАПЛ «Викинг», в котором были задействованы Дания, Норвегия и Швеция.
Напомним, что еще в 2001 году для разработки первой стадии проекта перспективной «пан-скандинавской» НАПЛ 5-го поколения Viking был создан консорциум Viking Submarine Corporation (VSC). Изначально в осуществлении проекта участвовали Дания, Норвегия и Швеция, Финляндия имела статус наблюдателя. VSC являлся консорциумом трех компаний: шведской Kockums, норвежского поставщика оборонных систем Kongsberg и датской верфи Odensee Steel Shipyards.
Программа, ориентировочной стоимостью 1,5 млрд. долл. предусматривала постройку с 2005 по 2015 год десяти НАПЛ для трех северных стран: Швеция планировала получить четыре подлодки, Дания – две, Норвегия – четыре. По мнению ведущих специалистов, эта была бы лучшая неатомная подводная лодка первой половины XXI века. На ней планировалось установить единый двигатель Стирлинга большой мощности (ориентировочно 800 кВт). Сейчас Швеция решила вернуться к этому проекту.
К созданию НАПЛ 5-го поколения на основе двигателей Стирлинга приступили и в Японии. В документах по развитию подводного кораблестроения Управлением национальной обороны страны введено новое словосочетание «стирлинг-подводные лодки». Это означает, что уже в ближайшее десятилетие появятся японские НАПЛ с единым двигателем Стирлинга. Дизельные подводные лодки с легкой руки японских специалистов уходят в историю. Именно для новой НАПЛ с единым двигателем фирмой Mitsubishi создан и прошел успешные стендовые испытания двигатель Стирлинга мощностью более 600 кВт.
По неофициальным данным, немецкой компанией MAN для перспективных НАПЛ конструируется двигатель Стирлинга мощностью 700 кВт. Также «Моторен унд турбинен юнион» на конкурсной основе разработала проект энергетической установки для подводной лодки с двумя двигателями Стирлинга общей мощностью 2100 кВт. Это говорит о том, что немецкие корабелы, вероятно, уже ведут работы над проектом НАПЛ 5-го поколения с единым двигателем Стирлинга.
Совершенно очевидно, что если в ближайшее время ситуация в отечественном подводном кораблестроении коренным образом не изменится в лучшую сторону, то с появлением зарубежных НАПЛ 5-го поколения, российские ВМС будут вынуждены отказаться от услуг отечественных проектировщиков и кораблестроительных компаний не только в области анаэробных технологий, но и перейти к прямым закупкам иностранных подводных лодок для российского военно-морского флота.
И последнее. Стремление ведущих стран мира создать субмарины с анаэробными энергетическими установками имеет простое объяснение. На кону – мировой рынок подводных лодок XXI века, а это без малого около 400 субмарин до 2030 года. Козырными картами в борьбе за выигрыш, несомненно, станут субмарины с анаэробными установками на основе двигателей Стирлинга. По мнению ведущих специалистов, данные НАПЛ уже в настоящее время по своим характеристикам не только приблизились к атомоходам, но по некоторым показателям даже превосходят их.
Например, в ходе двух учений в Атлантике, прошедших в 2003 году, шведская лодка Halland с анаэробными двигателями Стирлинга «победила» в дуэльной ситуации испанскую субмарину с обычной дизель-электрической установкой, а затем и французскую атомную ПЛ. Halland в Средиземном море, одержала верх в «схватке» с американской атомной подлодкой Houston (тип Los-Angeles). При этом необходимо отметить, что малошумный и высокоэффективный Halland стоит в 4,5 раза дешевле своих атомных соперников.
2010-01-29 / Николай Кириллов - доктор технических наук, заслуженный изобретатель РФ.
Комментариев нет:
Отправить комментарий