Все оттенки черного

Дизель-электрическая подводная лодка четвертого поколения «Санкт-Петербург» — головная и пока единственная, построенная по проекту 677 «Лада», — успешно завершила программу опытовой эксплуатации. Об этом заявил в сентябре Андрей Баранов, заместитель гендиректора по внешнеэкономической деятельности и военно-техническому сотрудничеству Центрального конструкторского бюро морской техники «Рубин» — проектанта новой российской подводной лодки. Итоговый акт утвержден ВМФ, констатировал Баранов.

Опытовая эксплуатация головной подводной лодки продолжалась довольно долго — 11 лет. И, наконец, она вошла в боевой состав 161-й бригады подводных лодок Кольской флотилии разнородных сил Северного флота.

Андрей Баранов отказался сообщить какие-либо технические подробности о работе по проекту 677. «С того момента, как Военно-морской флот сформировал дополнительные требования к улучшенному проекту «Лады», мы существенно продвинулись вперед. Не обо всем можно говорить, это прерогатива заказчика», — сказал Андрей Баранов.

Он сравнил «Санкт-Петербург» с лодками проекта 877, которые называют за их малошумность «черной дырой». По словам Баранова, «Санкт-Петербург» «чернее черной дыры». «Армейский стандарт» разбирался во всех оттенках черного.

«Рубин» споткнулся о водородные батарейки

Субмарину «Санкт-Петербург» заложили на Адмиралтейских верфях в декабре 1997 года. Новая российская неатомная подводная лодка должна была первой в мире получить принципиально новую воздухонезависимую, или, как ее еще называют, анаэробную энергетическую установку с электрохимическим генератором.

Опыт создания субмарин с анаэробными двигателями в отечественном судостроении накоплен немалый. В Советском Союзе в 50-е годы построили серию единственных в мире малых подлодок проекта 616 с воздухонезависимой энергоустановкой, в которых использовались кислород и твердый химический поглотитель углекислого газа. Из-за высокой пожароопасности подводники их прозвали «зажигалками». За риск морякам во время службы на них выплачивали надбавку к денежному довольствию. В начале 70-х годов «зажигалки» сняли с вооружения. С тех пор конструкторы ищут более безопасные схемы анаэробных энергоустановок.

Шведы в 1988 году поставили такую установку на свою субмарину «Водяной-2» — головную в серии подлодок, построенных по проекту А-14 Näcken II. В ней использована «система Стирлинга». Это разновидность двигателя внутреннего сгорания, только рабочее тело в нем — в виде газа или жидкости — движется в замкнутом объеме и может работать от любого источника тепла.

«Водяной» способен двигаться под водой в течение 20 суток без всплытия. Позднее шведы поставили усовершенствованный двигатель Kockums v4-275R Mk III, использующий жидкий кислород. Он увеличил длительность подводного плавания без всплытия до 30 суток.

Неатомные субмарины с аналогичными воздухонезависимыми энергоустановками есть у Германии, Израиля, Испании, Китая, Франции и Японии. Но ни у кого нет электрохимического генератора. Россия хотела быть первой.

Казалось, что из двух мировых лидеров подводного неатомного судостроения — России и Германии — наша страна вырвалась вперед и первой в мире заложила подлодку с анаэробным двигателем и электрохимическим генератором. В нем применена водородная технология. Суть ее в получении водорода из углеводородного топлива. При этом водород не накапливается, а сразу же поступает в топливные элементы. Там происходит реакция поляризации катодов и анодов, и в конечном результате получается электричество, которое используется в электродвижении.

Электрохимические генераторы еще называют «водородными батарейками». По словам доктора технических наук, профессора Павла Филиппова, никто в мире не делал воздухонезависимые энергоустановки по водородной технологии. Это приоритет российского «Рубина».

Наш Военно-морской флот первоначально планировал заказать 20 субмарин «на батарейках». «Северные верфи» должны были их печь как пирожки или блины. Только первый блин получился комом.

Немецким ответом на «Санкт-Петербург» через полгода стала головная в серии подводная лодка U-31 проекта 212А с анаэробным двигателем и электрохимическим генератором. Ее заложили на верфи Howaldtswerke Deutsche Werft AG (HDW) в Киле в июле 1998 года.

Когда в июле 2005 года немецкую субмарину передавали в состав ВМС ФРГ, российскую — продолжали строить. В 2007 году немецкий флот пополнился четвертой подлодкой проекта 212А, а «Санкт-Петербург» — продолжали строить.

Наконец в мае 2010 года, то есть более чем через 12 лет, новую субмарину передали Северному флоту в опытовую эксплуатацию. Передали, потому что, очевидно, потеряли всякую надежду в ближайшем будущем создать для нее анаэробный двигатель с электрохимическим генератором. В этой связи ее дальнейшее нахождение в акватории Адмиралтейских верфей потеряло всякий смысл.

В ноябре 2011 года Андрей Дьячков, совмещавший в то время должности генерального директора ЦКБМТ «Рубин» и генерального директора Производственного объединения «Севмаш», заявил, что в ближайшее время будет разработан проект модернизации подлодок проекта «Лада», а непосредственная доработка субмарин начнётся после 2013 года.

Но, наверное, что-то не получалось у конструкторов «водородных батареек». По отдельным высказываниям конструкторов даже можно предположить, что именно им пока не удается. Проблемным оказался способ отвода тепла, получаемого в результате экзотермической реакции в топливных ячейках.

Тихий «убийца кораблей»

Во всем остальном «Санкт-Петербург» имеет принципиальные отличия от «черной дыры», как называют лодки проекта 877. Прежде всего это проявилось в высокой степени автоматизации процессов централизованного управления всеми корабельными системами и оружием с операторских пультов, расположенных в главном командном пункте, и как следствие — сокращении численности экипажа.

Была увеличена мощность ракетно-торпедного комплекса. К нему «приложили руку» конструкторские бюро, научно-производственные объединения и научно-исследовательские институты. В их числе — ЦКБ МТ «Рубин», НПО «Аврора», ФГУП ЦНИИ «Электроприбор», ОКБ «Новатор» и НПО «Агат». В результате совместного труда появился противокорабельный комплекс «КЛАБ-С» (CLUB-S). Это интегрированная ракетная система представляет собой уникальную разработку, фактически не имеющую аналогов в мире.

Российские ученые, конструкторы, строители осуществили технологический прорыв, который выразился в технико-экономических характеристиках лодок проекта «Лада».

В ходе опытно-конструкторских работ предложены десятки новых решений. Вооружение, лодочные системы и материалы созданы по последнему слову науки и техники. Например, гидроакустический комплекс построен на новейшей элементной базе и с современным математическим обеспечением.

В носовой оконечности лодки размещена высокочувствительная шумопеленгаторная антенна. Установлен принципиально новый универсальный многофункциональный перископ. Подъемно-мачтовые устройства сделаны телескопическими. Они не проникают в прочный корпус, за исключением командирского. Внедрена новая система приема радиоинформации в подводном положении на буксируемую антенну.

Ахиллесовой пятой советских лодок, за исключением дизельной проекта «Кило» и атомной — проекта 971, считалась высокая подводная шумность. В 1968–1986 годы вышло четыре (!) постановления ЦК КПСС и Совета министров СССР по этой проблеме.

Каждые шесть лет давалось задание уменьшить уровень шума в 2–3 раза. Все они выполнялись, кроме последнего, когда оборвалась работа по этой теме в связи с отсутствием финансирования.

Выполняя указания партии и правительства, на атомных многоцелевых подлодках проекта 971А удалось уменьшить уровень подводного шума на 30 децибел, то есть по уровню звукового давления — в 30 раз, а по уровню излучаемой звуковой мощности — в 1000 раз!

Однако Андрей Баранов не зря сказал о «Санкт-Петербурге», что эта лодка — «чернее черной дыры». Ее шумность уже приблизилась к фоновым значениям моря, а с воздухонезависимой энергоустановкой станет даже меньше фоновых значений, как у немецкой U-31. По скрытности лодки проекта 677 в перспективе превзойдут все субмарины, построенные ранее не только у нас, но и за рубежом.

Как удается достичь снижения шумности? Ответ на этот вопрос автор получил много лет назад в Крыловском государственном научном центре. Там для лодок четвертого поколения были созданы особые шумопоглощающие — вплоть до низких частот — резиновые покрытия толщиной всего 40 миллиметров. Они в два раза тоньше тех, которые применялись ранее. Новое покрытие состоит из 7–8 слоев резины, имеющей различную перфорацию и профиль. Идея простая: чем больше воздушных полостей — тем покрытие более эффективно поглощает шум различных частот на всех глубинах. Об этом мне рассказывал доктор технических наук профессор Эрнст Мышинский.

Но гидроакустическое покрытие — это пассивная защита от шума. А ученые разработали принципиально новые приборы снижения шумности. Вообще-то создание активных средств снижения шума — суперновое направление в мировой науке. В России методы активной защиты появились более 40 лет назад, но тогда считали, что это «лекарство» вроде нитроглицерина.

«В прошлом веке электроника была ужасная. И мы все боялись, что вместо того, чтобы создать «противозвук», или звук в противофазе, не дай бог выйдет из строя управление электроникой, и мы шум усилим», — рассказывал мне Эрнст Мышинский.

В XXI веке радиоэлектроника сделала огромные шаги вперед в своем развитии. Поэтому пришла пора разрабатывать комплексные активные системы снижения шума. Возможно, они появятся уже на следующей лодке, которая будет построена вслед за «Санкт-Петербургом».

Новые технологии и материалы, использованные в создании лодок проекта 677 «Лада», успешно применяются в новейших подводных лодках проекта 636 и его модификациях 636.3 — для ВМФ России и экспортных вариантах 636М и 636.1, построенных для Китая, Алжира, Вьетнама, других стран.

Страсти по «Санкт-Петербургу»

В феврале 2012 года адмирал Владимир Высоцкий, в то время — главнокомандующий ВМФ, в сердцах заявил: «В существующем виде «Лада» 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 нее такие же».

По словам главкома ВМФ, заявленные конструкторами в проекте технические характеристики «Санкт-Петербург» не подтвердил. Как пояснил адмирал, «Лада» — неплохой проект, но «туда надо поставить то, что там должно быть».

А должна была там стоять анаэробная энергетическая установка с электрохимическим генератором.

Конечно, объявить об этом на всю страну было ошибкой адмирала. Спорить, а тем более открыто перечить «генералам» оборонно-промышленного комплекса — занятие опасное и бесполезное. Так было всегда, так остается и теперь. При советской власти «красные директора» прикрывались рабочим классом, которому надо платить зарплату; в условиях наступившего капитализма — пугают банкротством предприятия в случае отсутствия «твердого» государственного оборонного заказа.

И государство в данном случае вновь поддержало ОПК: через два с половиной месяца неуступчивого 57-летнего адмирала уволили с военной службы, не дав даже дослужить до возраста, определенного законом о пребывании на действительной военной службе для высших офицеров в звании «адмирал». Предыдущий министр обороны не был склонен защищать своих подчиненных.

«Северные верфи» сейчас не торопясь продолжают строить по проекту 677 «Кронштадт» и «Великие Луки» (в постройке они находятся уже 16 лет!) и получили контракт еще на три лодки проекта «Лада». Закладка их пока откладывается на неопределенное время, которое потребуется конструкторам для решения проблем с «водородными батарейками». Их по-прежнему нет, но от них не отказались: работы идут, действует контракт с Минобороны. Каждый год появляются новые предложения, и даже удается постепенно снижать температуру в топливных ячейках. Однако все это пока только научный поиск без готового решения.

Хмуриться не надо, «Лада»

Пока российские конструкторы решают «водородный ребус», шесть «бесшумных убийц кораблей» — подводных лодок проекта 212А — вывели Германию в лидеры подводного неатомного судостроения. Немецкими конструкторами фактически создан новый класс субмарин. В качестве пропульсивной системы в них использованы «водородные батарейки» компании Siemens. Энергия выделяется из одиннадцати водородно-кислородных топливных ячеек мощностью 120 КВт каждая через протонно-обменные мембраны и передается на основной двигатель.

«Водородные батарейки» позволили увеличить автономность в несколько раз по сравнению с традиционными аккумуляторами дизель-электрических подводных лодок. Судоверфь HDW построила подводные лодки проекта 214 с аналогичной энергетической установкой для Греции, Португалии, Южной Кореи. С Турцией создано совместное производство. 214-е уверенно опередили на мировом рынке экспортные варианты «Лады», известные как «Амур-950» и «Амур-1650».

Однако это не последняя страница в истории отечественного подводного судостроения. «Рубин» предложил Военно-морскому флоту России несколько вариантов неатомных подводных лодок пятого поколения. Возможно, новые субмарины возьмут реванш и на мировом рынке за потерянные «Ладой» десятилетия.

В прошлом веке Россия продала около 50 подводных лодок. Не исключено, что и в XXI веке продукция российских корабелов по-прежнему будет востребована многими странами.