Вторая мировая
Поиск по сайту

Home Военный флот Подводные лодки Подводная лодка проекта 627 (СССР)

PostHeaderIconПодводная лодка проекта 627 (СССР)


Подводная лодка проекта 627Предэскизные проработки, выполненные обеими комплексными группами, позволили приступить к следующей стадии проектирования первой отечественной АПЛ. С этой целью, в соответствии с приказом Министра судостроительной промышленности от 18 февраля 1953 г. было реорганизовано ленинградское СКВ-143, занимавшееся проектированием скоростных ПЛ с ЭУ новых типов (таких, например, как пр. 617, оснащенный ПГТУ). С целью реорганизации, в течение пяти суток вся тематика и большая часть сотрудников СКБ-143 передавались ЦКБ-18 (впоследствии ЛПМБ «Рубин»). Причем начальник и главный конструктор СКБ-143 А.А. Антипин также переводился в ЦКБ-18 на должность главного конструктора ПЛ пр. 617. Начальником реорганизованного бюро стал В.Н. Перегудов. В нем сформировали 10 отделов, каждый из которых занимался разработкой какой-либо из корабельных систем: второй, например, – вооружением, а пятый – энергетической установкой.


Непосредственно к разработке проекта АПЛ под номерным обозначением 627 (шифр «Кит»), реорганизованное бюро приступило в марте 1953 г. Из двух вариантов архитектуры АПЛ, предложенных комплексной группой В.Н. Перегудова, был выбран двухкорпусный, который обеспечивал больший запас плавучести, и как следствие, выполнение требований условий непотопляемости, принятое тогда в отечественном флоте: сохранение положительной плавучести при полном затоплении любого из отсеков и двух смежных, прилегающих к нему ЦГБ одного борта. Исключение составляли турбинный и следующий за ним в корму отсеки. Интересно то, что на начальной стадии проектирования в ТТЗ, разработанном СКБ-143, предусматривалось обеспечение аварийного всплытия лодки с глубины 100 м при затоплении любого из отсеков прочного корпуса. Однако на завершающем этапе разработки технического проекта корабля это требование удалось выполнить лишь при затоплении только одного отсека - второго, ограниченного сферическими переборками, рассчитанными на гидравлическое давление 100 кг/см2.

Наибольший диаметр и форма прочного корпуса АПЛ определялись габаритами паропроизводящей (ППУ) и паротурбинной (ППУ) установок. Он составил 6,7 м. Диаметр носовой прочной переборки выбирался из расчета размещения одного 1550-мм и двух 533-мм ТА, а кормовой – с учетом расположения рулевых приводов и необходимости «поджатия» кормовых обводов легкого корпуса в целях улучшения ходовых качеств корабля в подводном положении. Первый составил 4,5 м, а второй – 3,2 м. По форме прочный корпус был выполнен в виде цилиндра на большей части длины с усеченными конусами в оконечностях. Причем верхняя кромка кормового конуса шла параллельно основной плоскости, а носового – имела к ней меньший, чем нижняя кромка, наклон. Впервые в отечественном флоте на лодке отказались от боевой рубки – все посты управления кораблем и оружием перенесли в центральный пост, расположенный на верхней палубе третьего отсека. Такое решение объясняется, прежде всего, стремлением в максимально возможной степени сократить размеры ограждения и придать ему лимузинную форму – наиболее благоприятную для условий подводного плавания на большой скорости.

По результатам испытаний, проведенных в ЦНИИ-45 и ЦАГИ, легкий корпус был принят удлиненным (с отношением длины к ширине – 13,3) цилиндрической формы на большей части длины. Его особенностью являлись оконечности, выполненные в форме эллипсоидных тел вращения с большей осью, стоящей вертикально. Такая форма была наиболее рациональной для размещения 1550-мм ТА и для снижения сопротивления во время движения под водой. В кормовой оконечности в районе расположения гребных винтов имелись горизонтальные и вертикальный стабилизаторы, обеспечивавшие устойчивое движение на заданных глубине и направлении. Вертикальный руль и кормовые горизонтальные рули разместили за гребными винтами, что повышало их эффективность.

Если сравнить обводы легкого корпуса пр. 627 и американской Scipjack – первой американской АПЛ, чей корпус имел форму хорошо обтекаемого тела вращения, – то бросается в глаза разница между отношением длины к ширине. У нашего корабля она составляла 13,3, а у американского – только 7,9. При этом полная скорость хода АПЛ пр. 627в подводном положении, на стадии предэскизного проектирования определялась в 25 уз, а во время ходовых испытаний она составила 23,3 уз (при 60% мощности АЭУ). В то же самое время Scipjack на контрольных пробегах развила в подводном положении ход 29 уз. Оба корабля имели почти равное нормальное водоизмещение – 3065 и 3070 т соответственно, а мощность обоих ГТЗА у отечественной лодки почти в два раза превышала мощность одного ГТЗА Scipjack (35 000 л.с. против 22 000 л.с).

Очевидно, что ходовые качества американской лодки были лучше. Причин тому несколько и среди них можно выделить следующие. Во-первых, комплексная группа В.Н. Перегудова не ставила перед собой задачу обеспечить АПЛ высокую скорость хода. Исходя из опыта Второй мировой войны ее специалисты полагали, что 25 уз будет вполне достаточно для уклонения от противолодочных сил и решения кораблем основной боевой задачи – нанесения ударов по береговым объектам. Во-вторых, несмотря на испытания моделей, форма кормовой оконечности корпуса и схема винто-рулевой группы АПЛ пр. 627 оказались далеки от совершенства. Наконец, в-третьих, сама по себе удлиненная форма корпуса, не является оптимальной для скоростного движения под водой, но ее использование было вынужденным – на лодке требовалось поместить гигантский торпедный аппарат длиной почти 24 м и диаметром 1550 мм, занимавший два носовых отсека.

Если проблемы, связанные с конструкцией и формой корпусов удалось решить сравнительно быстро, то разработка АЭУ отставала от установленных сроков. В итоге, когда был завершен технический пр. 627, СКВ-143 получило от ее разработчиков лишь эскизные проекты. Это могло бы вызвать удивление, ведь принципиальная схема АЭУ была полностью разработана еще в начале 1953 г. комплексной группой под руководством Н.А. Доллежаля. Мало того, уже к тому времени было завершено проектирование прямоточных парогенераторов с перегревом пара (СКБК Балтийского завода), циркуляционных насосов первого контура (ОКБ Ленинградского Кировского завода) и ПТУ большой мощности (СКВ Ленинградского Кировского завода), годной к размещению в отсеке АПЛ. Однако главным камнем преткновения стал реактор.

В подавляющем большинстве «транспортируемые» (или лодочные) АЭУ, которыми оснащены АПЛ, выполнены по двухконтурной схеме: вода под давлением в первом контуре и паротурбинный цикл с парогенератором во втором контуре. Грубо говоря, они состоят из двух основных частей: паропроизводящей (ППУ) и паротурбинной (ПТУ) установок. Основой ППУ является реактор. Он представляет собой толстостенный вертикально стоящий цилиндр, выполненный из низколегированной углеродистой стали. Его нижняя часть (дно) наглухо заварена. Внутри корпуса реактора находится каркас активной зоны (A3), защищенный оболочкой. A3 является источником тепловой энергии. Она загружается тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ), в которых, за счет реакции деления ядер урана U235 образуется тепло. Каркас A3 – цилиндр, вставленный в корпус реактора, служит для размещения ТВЭЛ и направления движения регулирующих стержней системы управления и защиты. Сверху и снизу каркас закрыт опорными плитами, одновременно поддерживающими его внутри корпуса реактора. Сверху реактор закрывается крышкой, которая соединяется с его корпусом при помощи стандартных фланцев и крепежных болтов. В процессе установки крышки используются уплотнительные прокладки или тороидальные уплотнения, внутри которых специальная система поддерживает повышенное давление. На некоторых реакторах (например, в американском S-5W, установленном на Skipjack) вместо фланцевого соединения было использовано соединительное кольцо.

Автоматическое регулирование мощности реактора и остановка его в случае аварии осуществляется при помощи системы управления и защиты (СУЗ). Стержни (регулирующие, компенсирующие и аварийной защиты) изготавливают из хорошо поглощающих нейтроны материалов: бористой стали, кадмия или гафния. Регулирующие стержни СУЗ предназначены для управления мощностью реактора. Они снабжены электромеханическим реечным приводом, обеспечивающим введение в активную зону со сравнительно невысокими скоростями. Чем выше подняты регулирующие стержни, тем больше мощность реактора, и, наоборот – по мере их опускания мощность реактора падает. Когда регулирующие стержни доходят до концевиков, реактор полностью расхолаживается. Стержни аварийной защиты предназначены для аварийной остановки реактора. При аварийном сбросе защиты стержни «выстреливаются» с помощью гидравлического или любого другого быстродействующего привода, в результате чего ядерная реакция моментально прекращается.

Компенсирующие стержни используются для борьбы с «отравлением» в A3 реактора. Это явление вызвано тем, что во время работы реактора в активной зоне накапливаются продукты деления ядер. Некоторые из них, особенно ксенон-135, захватывают нейтроны интенсивнее, чем ядерное горючее, действуя как вредные поглотители, нарушая баланс нейтронов в реакторе. По мере накопления продуктов деления, компенсирующие стержни выдвигаются в A3 до момента достижения равновесия концентрации вредных поглотителей.

«Отравление» крайне опасно во время аварийного сброса защиты. После остановки реактора происходит резкий скачок концентрации ксенона, что может привести к тому, что пуск реактора может оказаться невозможным в течение нескольких часов. Не случайно, на отечественных (в том числе и в пр. 627), а также американских АПЛ емкость АБ рассчитана таким образом, что в случае аварийного сброса защиты реактора (или обоих реакторов) она обеспечивает кораблю движение в подводном наложении и одновременно его пуск (или реактора одного из бортов). Плановая остановка реактора осуществляется при помощи регулирующих стержней СУЗ. Они опускаются с таким расчетом, чтобы не допустить «отравления» A3, поэтому, когда АПЛ возвращается в базу, приведение реактора в исходное состояние занимает несколько часов.

ТВЭЛы изготавливаются из уран-циркониевого сплава в виде металлических пластин или спиралевидных трубок. Между ними циркулирует дистиллят воды высокой чистоты, называемый водой первого контура. Она при помощи циркуляционных насосов первого контура (ЦНПК) подается в парогенератор (ПГ), который представляет собой вертикально стоящий теплообменный аппарат. Он насыщен секциями из большого числа изогнутых (для компенсации температурного расширения) трубок, называемых трубной системой. Через стенки этой системы тепло первого контура передается питательной воде конденсатно-питательной системы (воде второго контура) и превращает ее в перегретый пар. В верхней части ПГ смонтированы паросборники и сепараторы, которые поддерживают влажность свежего насыщенного пара в определенных параметрах (не более 0,25%). На корабле пр. 627, например, были установлены два прямоточных ПГ, каждый из которых состоял из восьми камер и работал на свой борт. На отечественных АПЛ второго и третьего поколений использовались более надежные ПГ с естественной циркуляцией воды второго контура. Причем каждую автономную петлю первого контура на них обслуживали четыре ПГ. Из них один являлся резервным. В случае необходимости этот ПГ можно бьшо подключить к любому из трех контуров теплоносителя.

Все оборудование ППУ расположено в специальной герметичной необитаемой выгородке. Она закрыта экранами биологической защиты. Пространство этой выгородки, для поддержания разряжения, оснащено системой вакуумирования. Для контроля и управления ППУ (помимо пультов дистанционного управления) в реакторном отсеке расположены контрольно-измерительная аппаратура и клапаны с дистанционным (гидравлическим и электромагнитным) или ручным приводами. Если на корабле два реактора, то таких выгородок две.

Второй основной составляющей АЭУ является ПТУ. Пар от трубной системы ПГ собирается в паросборнике и от него по главному паропроводу поступает маневровому устройству ГТЗА. В турбине переднего или заднего хода энергия пара превращается в кинетическую энергию вращения ее ротора. Крутящий момент через редукторную передачу (РП), шинно-пневматическую и зубчатую муфты передается гребному валу. На отечественных АПЛ первого поколения (в том числе и на пр. 627) от ведущей шестерни второй ступени РП вращался ротор турбогенератора (так называемый навешенный турбогенератор или НТГ) корабельной электростанции. На АПЛ второго и третьего поколений устанавливались автономные турбогенераторы (АТГ), чьи роторы приводились во вращение паром от второго контура. Отработанный в турбине пар сбрасывается на главный конденсатор, через систему трубопроводов которого при помощи циркуляционного насоса (ЭЦН) прокачивается забортная вода. Конденсат из главного конденсатора забирается конденсатным насосом (ЭКН) и по напорно-питательному трубопроводу подается в ПГ для последующего цикла работы.

Управление работой ППУ осуществляется со специального пульта заданием расхода питательной воды в ПГ и мощности реактора. Управление частотой вращения ротора ГТЗА, и следовательно, скоростью движения корабля, осуществляется либо дистанционно, с пульта управления, либо с местного поста в турбинном отсеке путем воздействия на маневровое устройство (чем больше оно открыто тем выше скорость, и – наоборот).

Для компенсации изменения объема теплоносителя первого контура при его разогреве или охлаждении, а также регулирования давления в нем при изменении мощности реактора, в ППУ предусмотрена система газа высокого давления, включающая в себя компенсаторы объема, ресиверные, пусковые и запасные баллоны газа высокого давления.

Охлаждение оборудования ППУ (теплообменника, фильтра первого контура, бака железноводной биологической защиты, привода компенсирующей решетки) производится пресной водой третьего контура. В ее систему входят насосы, теплообменник третьего и четвертого контуров, трубопроводы и арматура. Отвод тепла от теплообменника третьего контура осуществляется с помощью забортной воды, подаваемой насосами четвертого контура. Новейшие АПЛ имеют естественную циркуляцию воды четвертого контура, что существенным образом снижает уровень шума АЭУ во время работы.

Применение ППУ и ПТУ с многочисленными сильно шумящими обслуживающими механизмами, привело к необходимости разработки комплекса мер, направленных на снижение уровня шума корабля. По существу, частные ТТЗ, выданные СКБ-143, свелись к требованиям по снижению уровня создаваемого оборудованием воздушного шума, а вопрос об уровне его вибраций даже не ставился, так как не был достаточно хорошо изучен. Тем не менее, все вспомогательные механизмы главной энергетической установки АПЛ разместили на виброизолирующих амортизаторах, а фундаменты под них облицевали вибропоглащающим резиновым покрытием, между насосами и трубопроводами смонтировали гибкие патрубки. Для снижения уровня шума, на прочный корпус корабля в районе расположения наиболее шумящих главных и вспомогательных механизмов нанесли звукоизолирующие покрытия.

Электроэнергетическая система (ЭЭС), как и у ДЭПЛ пр. 611, строилась на использовании постоянного тока. С одной стороны, такое решение объяснялось желанием упростить схему резервного питания от АБ, и главным образом для ЦНПК, а с другой – использовать уже отработанные образцы оборудования и радиотехнических средств.

Основу ЭЭС корабля составляли два навешенных на ГТЗА турбогенератора (НТГ). Их применение позволило отказаться от трубопроводов и механизмов, необходимых для автономных турбинных агрегатов, что, в конечном итоге, позволило уменьшить водоизмещение корабля примерно на 200 т и сократить количество личного состава, необходимого для обслуживания всей ЭЭС. Вместе с тем, НТГ, работая от редуктора ГТЗА, могли обеспечивать потребители электроэнергией только во время движения корабля. Да и само по себе их использование приводило к усложнению переключения питания оборудования при реверсах гребного вала. В результате такие электрогенераторы устанавливались только на отечественных АПЛ первого поколения.

В дополнение к НТГ на корабле были установлены: два дизель-генератора (ДГ) – как резервные и АБ – как аварийные источники электроэнергии. Особенностью последней являлось то, что впервые в отечественном флоте она могла заряжаться в подводном положении корабля без какой- либо связи с атмосферой. Для этого имелся специальный комплекс, включавший в себя систему вентиляции с фильтрами для поглощения аэрозолей, электролита и печь для дожигания водорода.

Внедрение атомной энергетики на ПЛ неизбежно поставило вопрос об обитаемости экипажа. При этом приходилось решать две взаимосвязанные задачи: обеспечение жизнедеятельности личного состава в условиях длительного пребывания в корпусе корабля без связи с атмосферой и обеспечение его защиты от радиационного воздействия работающей АЭУ. Первая задача, в основном, была решена за счет использования портативных регенеративных установок с регенеративными веществами (в пластинах), поддерживающими в отсеках корабля воздух с необходимой концентрацией кислорода и углекислого газа, а также за счет внедрения в общекорабельные системы вентиляции специальных фильтров для очистки воздуха от вредных примесей и кондиционеров. Для экспериментальной проверки условий обитаемости, обеспечиваемых всеми этими системами, была соответствующим образом модернизирована ДЭПЛ Народоволец, которая затем провела вместе с экипажем под водой 50 суток без какой-либо связи с атмосферой.

Вторая задача решалась конструктивной биологической защитой ППУ и корабельной дозиметрической установкой, обеспечивавшей измерение мощности гамма-излучения и интенсивности нейтронных потоков, концентрации радиоактивных газов и аэрозолей в отсеках корабля, радиоактивного загрязнения поверхностей помещений, оборудования, спецодежды и кожных покровов личного состава.

Особой проблемой для проектантов стало вооружение АПЛ, вернее сказать, гигантская 1550-мм так называемая специальная торпеда Т-15, массой около 40 т. Действительно, уже первые проработки показали, что комплекс средств ее погрузки (выгрузки) и хранения на корабле, а также система выстреливания должны были представлять собой крайне сложные и во многом уникальные конструкции. Чего стоила, например, система выстреливания. Ее создание представлялось наиболее сложной задачей. Дело в том, что принудительное выбрасывание такой торпеды, длиной почти 24 м, при помощи сжатого воздуха (возможность использования для этой цели гидравлики даже не рассматривалась), требовало размещения на лодке весьма мощной системы боевых клапанов со значительными массогабаритными характеристиками. Альтернативой мог бы стать самовыход, но для его реализации (по условиям безопасного выхода при всех возможных скоростях хода относительно ТА) требовалось обеспечить торпеде почти нулевую плавучесть, а это неизбежно вело к увеличению ее и без того больших диаметра или длины. Мало того, дальность стрельбы – 30 км со скоростью 29 уз – усложняла систему управления движением такой торпеды. Достаточно сказать, что до момента завершения разработки технического проекта АПЛ пр. 627 (в мае 1954 г.) так и не удалось решить такие задачи, как удержание торпедой заданного курса и выдачу ей точного целеуказания корабельными средствами – по расчетам навигационный комплекс «Плутон» не обеспечивал требуемой точности определения места корабля. Для самообороны на корабле предполагалось установить два носовых 533-мм ТА, для которых запасные торпеды не предусматривались. Управление стрельбой большой торпедой должно было обеспечиваться приборами управления стрельбой (ПУТС) «Тантал», а 533-мм торпедами – ПУТС «Торий».

В октябре 1953 г. разработка эскизного проекта первой отечественной АПЛ была завершена, а в ноябре 1953 г. Пятое Главное Управление МСП выдало по нему экспертное заключение. В нем, в частности, указывалось, что тактико-технические элементы корабля соответствуют требованиям ТТЗ за исключением нормального водоизмещения (2900 т при заданном значении 2650-2700 т) и численности экипажа (75 при заданном значении 70 человек). Увеличение водоизмещения было вызвано, прежде всего, увеличением массы ПТУ (на 85 т), системы кондиционирования воздуха (на 15 т) и легкого корпуса (на 23 т), что было признано вполне обоснованным. Исходя из заключения, СКБ-143 уже в ноябре 1953 г. было предложено приступить к разработке технического проекта, не дожидаясь утверждения эскизного проекта Совмином, которое последовало только 21 декабря 1953 г.



 
Кто на сайте
Сейчас 229 гостей онлайн

Наш канал на YouTube - подпишись!

Помощь проекту
<br>Вы можете указать любую сумму для перевода! <br>Спасибо!<br><br>

Вы можете указать любую сумму для перевода!
Спасибо!

руб.
счёт 410013068691119.

Рейтинг@Mail.ru