Неатомні підводні човни проти атомоходів - Військовий огляд
"Не схвалений" і "не узгоджений" означає, що термінів немає.
Довга та безрезультатна епопея зі створенням вітчизняної ДЕПЛ із повітронезалежною установкою (ВНЕУ) наводить на просту думку: чи потрібна вона взагалі?
По-перше, не виходить.
По-друге, якою є потреба в човнах, оснащених ВНЕУ, для українського флоту?
Щодо першого пункту, то в Україні об'єктивно спостерігається відсутність технологічної бази для виробництва анаеробних силових установок (зрозуміло, за наявності маси патентів та ідей). Ви багато чули про вітчизняні паливні елементи? Спроби робилися неодноразово. У 2005 році зусиллями української академії наук та компанії "Норільський нікель" була заснована Національна інноваційна компанія "Нові енергетичні проекти" (НІК НЕП) у галузі водневої енергетики та паливних елементів. Як і будь-яка компанія, що містить у своїй назві "інновації", НІК НЕП швидко ліквідувалася (у рамках рішення "Норнікеля" щодо позбавлення від збиткових активів).
Енергетична установка – найскладніший елемент, що визначає параметри будь-якої системи. Єдиним конкурентоспроможним українським виробом у галузі корабельних силових установок є ядерний реактор. Але про це поговоримо трохи згодом.
На сьогоднішній день поява електрохімічних генераторів українського виробництва схожа на наукову фантастику. Менш складний за конструкцією двигун Стірлінга має свої проблеми (охолодження, рідкий кисень), при тому об'єктивно створює вчетверо більший рівень шуму, ніж ЕХГ.
Вітчизняні аналоги паротурбінної установки закритого циклу (ПТУЗц) на кшталт французької MESMA також відсутні. До того ж, такий двигун — не найкраще рішення; ПТНЗцзабезпечує вдвічі меншу дальність ходу проти ЕХГ.
Дизель-електричні підводні човни кожні 2-3 дні спливають на поверхню для підзарядки акумуляторних батарей. Від використання шноркеля (РДП для роботи дизеля на перископній глибині) в бойових умовах краще відмовитися. Човен стає безпорадним; через гуркіт дизелів вона не чує нічого, а її чують усі.
Ідея про оснащення ДЕПЛ гібридною силовою установкою (дизель + допоміжна анаеробна ЕУ), яка зможе продовжити перебування у підводному положенні, народилася далеко не сьогодні. Перші експериментальні зразки (наприклад, радянський проект А615, побудовано 12 човнів) використовували дизельну ЕУ закритого циклу зі зрідженим киснем та поглиначем вуглекислого газу. Практика показала високу пожежну небезпеку такого рішення.
Сучасні неатомні підводні човни використовують значно менш потужні, але більш безпечні ВНЕУ, приклади яких були розглянуті вище. Стірлінг, ЕХГ або ПТНЗц.
При економічній витраті хімскладів та окислювача вони здатні безперервно перебувати під водою протягом 2-3 тижнів. При цьому човен не лежить на ґрунті, а може безперервно рухатися на 5 вузлах. З погляду фахівців, цього цілком достатньо для потайного патрулювання у зазначеному квадраті і «підкрадання» до ворожих кораблів, що проходять повз позицію.
Головна проблема – вартість. Порівняльний аналіз закордонних НАПЛ показує, що сучасний човен із ВНЕУ обходиться військовому флоту за ціною 500-600 млн. євро за штуку.
Як показує світова практика, приблизно за таку ж суму можна побудувати човен, здатний перебувати під водою не 2-3 тижні, а пару місяців. При цьому їй не потрібно повзати 5-вузловим ходом, економлячи окислювач.
Оперативна швидкість 20 вузлів напротягом більшої частини походу. Приховане розгортання у будь-якій точці океану. Необмежений маневр та супровід корабельних ударних груп.
Це "Рубін". Серія із шести французьких АПЛ, які стали найменшими атомними підводними човнами у світі. При довжині корпусу 74 метри їх надводна водотоннажність складає всього 2400 тонн (підводна — 2600 т).
За офіційними даними, малюк “Рюбі” вийшов у шість разів дешевше за американський “Сівулф” (≈350 млн. дол. у цінах 1980-х рр.). Навіть із поправкою на інфляцію сьогоднішня вартість такого човна може зрівнятися з "просунутими" НАПЛ країн Європи та Далекого сходу. Німецько-турецький контракт - 3,5 млрд. євро за шість субмарин з ЕХГ; Японія - 537 млн. дол. за підводний човен "Сорю" з більш простим і дешевим двигуном Стірлінга.
"Рубін", цей мініатюрний атомохід, не є супергероєм, здатним розтрощити будь-якого і безроздільно домінувати в морських глибинах. Один із багатьох типів АПЛ третього покоління зі скромним набором характеристик. Але навіть за своїх компромісів"Рубін" на голову перевершує за бойовими можливостями будь-яку "дизелюху" з допоміжною ВНЕУ.
Подібно до того, як надводні кораблі з тепловим двигуном (дизель — КТУ — ГТУ) абсолютно перевершують морські засоби з альтернативними джерелами енергії (вітер, сонячні батареї тощо). Занадто слабкі і ненадійні напівзаходи, нездатні забезпечити тривале і надійне вироблення необхідного кількості енергії.
Під водою дизелі не працюють. Єдиним джерелом, здатним забезпечити порівняльний рівень забезпечення енергією, був і залишається ядерний реактор.
У 2009 році АПЛ "Ізумруд" (фр. Emeraude) була залучена до сканування океанського дна і пошуку уламків Ейрбас А330, що розбився ПівденноюАтлантики. Хороший приклад, що описує можливостей та операційну зону дії атомних підводних човнів.
Як і будь-яке технічне рішення, ВНЕУ має свої переваги та недоліки. Одним з головних "плюсів" руху під водою з використанням Стірлінга та ЕХГ називається підвищена скритність човна. Параметр, від якого все залежить.
По-перше, менші габарити, а отже, менша площа поверхні, що змочується, і менші гідродинамічні шуми при русі. Продиктовані меншими розмірами неатомних підводних човнів.
Але, як зазначалося вище, атомохід "Рюбі" мало відрізняється за розмірами від ДЕПЛ. По довжині французька АПЛ ідентична "Варшав'янці". Причому ширина корпусу "Рюбі" менша на два метри.
Тим не менш, найбільш помітним джерелом шуму (особливо при малих швидкостях) є силова установка. Неатомні підводні човни позбавлені гудучих насосів, що забезпечують кругообіг теплоносія в реакторі. Вони не мають турбозубчастих агрегатів і потужних холодильних машин — лише безшумні акумулятори. Повітронезалежна установка при роботі не створює помітного шуму та вібрацій.
Все це, зрозуміло, вірно: ДЕПЛ, що крадеться в глибині, тихіше самого тихого атомоходу. З однією поправкою: це різна техніка на вирішення різних завдань. Яка користь від високої скритності НАПЛ, якщо вона просто нездатна у підводному положенні перетнути океан? Так само, як нездатна супроводжувати ескадру (АУГ чи КУГ), що йде крейсерським ходом 18-20 вузлів.
Два різні види техніки.
Вибір залежить від концепції застосування ВМФ. Незважаючи на очевидні переваги ДЕПЛ (підвищена скритність "чорних дірок", відносно низька вартість), США перестали будувати "дизелюхи" ще 60 років тому. На їхню думку, обороняти узбережжя їм нема від кого. Усі бойові дії ведуться на віддаленихморських ТВД у європейських водах, Азії та на Далекому Сході. Там, куди можуть дістатися термін лише підводні атомоходи (не втрачаючи скритності і жодного разу не піднімаючись на поверхню).
Аналогічної думки дотримується Велика Британія, де останніх ДЕПЛ було знято з озброєння в 1994 році. В даний час британський підводний флот повністю складається з атомоходів (11 одиниць у строю).
Шум - один із демаскуючих факторів у підводній війні.
Інший перспективний спосіб виявлення пов'язаний із тепловим слідом підводного човна. Субмарина з реактором тепловою потужністю 190 МВт віддає морській воді 45 млн. калорій на секунду. Це підвищує температуру води в безпосередній близькості від підводного човна на 0,2°С. Різниця температур достатня для уваги чутливих тепловізорів.
Шведська НАПЛ типу "Готланд" оперує потужностями іншого порядку. Два "Стирлінги" виробляють під водою корисну потужність 150 кВт, з урахуванням ККД, теплова потужність машин складе 230. 250 кВт.
190 та 0,25 мегават. У вас ще лишилися сумніви?
Правильно, порівняння некоректне. Виведення реактора човна на повну потужність можливе лише за виняткових обставин. На малих швидкостях (5 вузлів) атомні підводні човни використовують лічені відсотки номінальної потужності реактора. Так, стратегічному 667БДР вистачає 20% потужності реактора, причому лише одного борту (18% - автоматичне обмеження системи управління та захисту реактора "Бриг-М"). Реактор іншого борту тримають у “холодному” стані.
Разом: із двох ЯР використовується лише один (90 МВт), на мінімальній потужності (близько 20%).
Надалі основна частина цих мегават "губиться" на турбіні. Джоулі теплоти конвертуються в джоулі корисної роботи. Підводний ракетоносець висотою з 7-поверховий будинок рухається.Перегріта пара (300°) на виході з турбіни перетворюється на 100-градусний "окроп", який направляють у конденсатор. Там він охолоджується, але не до абсолютного нуля, а лише до 50°С. Ось цю різницю температур і потрібно розсіяти в забортному просторі.
На практиці теплова слідність підводного човна визначається не тепловими викидами двигуна, а перемішуванням водних шарів при проходженні підводного човна. У цьому сенсі атомні підводні човни навіть мають переваги перед напоями. Форма їх корпусу ідеально підібрана для підводного ходу, тоді як більшість "дизелюх" вимушено мають виражені "надводні" обриси (там, де вони проводять половину свого часу).
Серед країн-експлуатантів підводного човна з повітронезалежним двигуном - Ізраїль (тип "Долфін"), Швеція ("Готланд" і Проект А26), Греція, Італія, Туреччина, Ю. Корея та Португалія (німецька підводна човна тип 214), Японія (тип "Сорю" ”), Бразилія, Малайзія, Чилі (французький “Скорпен”). Примітно, що самі французи, які будують чудові НАПЛ для інших країн, повністю відмовилися від неатомних підводних човнів на користь атомоходів (10 одиниць).
Високий попит на підводні човни з анаеробної ЕУ формують країни, які бажають мати сучасний і боєздатний флот, але не мають можливості побудувати та експлуатувати АПЛ.
Атомний човен – це не тільки корабель. Це супутня атомна галузь, технології перезаряджання ЯР, вивантаження та утилізації відпрацьованого палива. Інфраструктура базування з особливими заходами безпеки та контролю.
В Україні, США, КНР, Франції та Великобританії ці технології накопичувалися десятками років. Решті довелося б починати все спочатку. Тому для Греції, Малайзії та Туреччини ілюзія вибору між АПЛ та “дизелюхою” із допоміжною ВНЕУ (за ціною атомоходу) має єдине рішення. Неатомний підводнийфлот.
В Україні все інакше.
Станом на 2017 рік військово-морський флот має 48 атомних підводних човнів і 24 ДЕПЛ, у т.ч. шістьма новими “Варшав'янками” з оновленим гідроакустичним комплексом та крилатими ракетами “Калібр”.
Атомні "акули" призначені для дій у будь-якій точці Світового океану. Дизель-електричні "Варшав'янки" - раціональне рішення для ближньої морської зони. Для дій у районах, для яких призначені ці підводні човни, наявність ВНЕУ не має великого значення. Рухаючись під водою найповільнішим, 3-5 вузловим ходом, "Варшав'янка" переповзе Чорне море (від Криму до узбережжя Туреччини) лише за добу. Причому зробить щось максимально тихо, на відміну від Стірлінга. Акумулятори не створюють жодного шуму.
Вибір між дорогою підводним човном з анаеробною ЕУ і мініатюрним атомоходом (на кшталт французького “Рюбі”) для України не має великого значення. У існуючих реаліях та поточній концепції застосування ВМФ їм просто немає місця.