10 Перспективы в строительстве подводных лодок

Обновление российского Военно-морского флота, включая подплав, прямо зависит от того, какие средства страна сможет выделить на решение этой задачи, и насколько тщательно будет контролировать их расходование. По заявлениям представителей Минобороны РФ, для полноценного финансирования нужд Вооруженных Сил необходимо израсходовать в ближайшие 10 лет 28-36 трлн рублей. В случае же принятия наименее затратного, 13-триллионного варианта Государственной программы вооружений на 2010-2020 годы финансирование ВМФ пойдет по остаточному принципу - приоритетом будут пользоваться стратегические ядерные силы, ВВС и ПВО. Согласно информации из ряда источников в этом случае пополнение флота новыми кораблями станет осуществляться за счет реализации не входящей в ГПВ объединенной программы военного и гражданского кораблестроения. При этом помимо собственно вопросов финансирования следует решить массу проблем с реорганизацией и модернизацией судостроительной промышленности.[1]

Дизель-электрическая схема на сегодняшний день по факту ничуть не устарела. Вернее, получает развитие и остается современной. Проблемы ДЭПЛ времен Второй Мировой войны остались в прошлом. За счет развития «по всем фронтам» - дизеля, аккумуляторы, электромоторы и другое оборудование – удалось избавиться от низкой подводной скорости и малого времени в подводном положении. В итоге «классическая» схема, сочетающая дизели и электромоторы в качестве непосредственного привода винтов, уже несколько десятков лет не используется в новых проектах. Сейчас развитие силовых установок ДЭПЛ идет по трем путям.

1. Полное электродвижение. В таком случае подлодка не имеет механических связей между дизелями и винтами – последние всегда вращаются электромоторами. На большинстве лодок с полным электродвижением применяются два двигателя: главный и экономического хода; хотя в самых последних проектах их роль играет один мотор с двумя режимами работы.

2. Топливные элементы. Дальнейшее развитие предыдущей системы. Топливные элементы на основе различных химических соединений позволили увеличить емкость аккумуляторов и снизить шум. Эта система пока что не получила большого распространения, но ей прочат большое будущее.

3.ДЭПЛ с двигателями Стирлинга. Применение этого двигателя значительно повышает время пребывания лодки в подводном положении без серьезных потерь в других показателях. Интересная и заслуживающая внимания система, но таких лодок было построено чуть более десятка – это шведский проект «Готланд», французский «Сага», а также японские «Сорю».[9]

10.1 Гибридные энергетические установки

Учитывая приблизительно одинаковый уровень совершенства оружия и радиоэлектронного вооружения большинства ПЛ западноевропейских стран - основных поставщиков ПЛ на мировом рынке, конкурентоспособность перспективных ПЛ будет во многом определяться типом двигателя, примененного в анаэробной ЭУ.

От всех известных преобразователей энергии прямого цикла (дизелей, паровых и газовых турбин, карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, ЭХГ и др.), которые могут использоваться в составе анаэробных установок, двигатели Стирлинга выгодно отличаются целым рядом качеств, которые обуславливают перспективу их применения на неатомных ПЛ: практическая бесшумность в работе из-за отсутствия взрывных процессов в цилиндрах двигателя и клапанного механизма газораспределения и достаточно плавного протекания рабочего цикла при относительно равномерном крутящем моменте, что напрямую влияет на акустическую скрытность ПЛ- главную составляющую обобщенного показателя -"скрытность ПЛ"; высокий к.п.д. (до 40 %), что значительно выше соответствующего показателя лучших образцов дизелей и карбюраторных ДВС; возможность использования в качестве горючего нескольких типов углеводородного топлива (соляровое топливо, сжиженный природный газ, керосин и др.);эксплуатация двигателей Стирлинга, работающих на традиционном топливе, не требует создания сложной береговой инфраструктуры (в отличие от электрохимических генераторов);моторесурс современных двигателей Стирлинга составляет 20...50 тыс. часов, что в 3…8 раз превышает срок жизни топливных элементов (около 6 тыс. часов); при сроке эксплуатации ПЛ порядка 25...30 лет применение двигателей Стирлинга позволит сократить необходимое количество подводных лодок на 35…40 % по сравнению с потребным числом лодок с электрохимическими генераторами (из-за более высокой надежности).[7]

По мнению ряда иностранных и отечественных специалистов, двигатель Стирлинга является наиболее конкурентоспособным типом двигателя для анаэробных энергетических установок неатомных ПЛ в силу указанных выше преимуществ. Более того, если сегодня разрабатываются установки, увеличивающие подводную автономность до 30...45 суток на режимах экономического хода, то в недалеком будущем двигатель Стирлинга можно рассматривать как единый всережимный источник энергии, обеспечивающий как подводный, так и надводный ход во всем диапазоне нагрузок.

Преимущества двигателей Стирлинга по сравнению с другими преобразователями энергии прямого цикла позволяют рекомендовать его как универсальный двигатель для всех типов неатомных ПЛ малого, среднего и большого водоизмещения.

Отечественный ВМФ заинтересован в создании ПЛ с анаэробными ЭУ для использования их на Балтийском и Черном и морях, где использование атомоходов исключено по политическим мотивам.Общая потребность ВМФ в таких подлодках ориентировочно составляет 10-20 единиц.[8]

Двигатель внешнего сгорания (Стирлинга) представлен на рисунке 7

Рисунок 7 Двигатель внешнего сгорания (Стирлинга)