Шквал самый быстрый пузырь

Сегодня на наших глазах разворачивается новый виток гонки вооружений. Напомню, что предыдущий, в конце концов, привёл к распаду СССР.

На расширенном заседании коллегии Министерства обороны Российской Федерации, состоявшемся 22 декабря 2017 года, президент и верховный главнокомандующий России В.В. Путин назвал новую американскую стратегию национальной безопасности от 18 декабря 2017 года как имеющую «наступательный» и «безусловно агрессивный характер». Он также заявил, что Россия должна учитывать это обстоятельство.

Одним из компонентов новой ядерной триады США станут атомные подводные лодки типа «Колумбия», на разработку которых, в 2018 году было выделено 145 млрд. долларов. [1]

1 марта 2018 года в послании Федеральному Собранию В.В. Путин, в частности, заявил, что в России разработаны беспилотные подводные аппараты, способные двигаться на очень большой глубине и на межконтинентальную дальность со скоростью, кратно превышающую скорость подводных лодок, самых современных торпед и всех видов подводных кораблей, даже самых скоростных. По его словам, такие беспилотники могут быть оснащены как обычными, так и ядерными боеприпасами, что позволит им поражать широкий спектр целей, в том числе авианосные группировки, береговые укрепления и инфраструктуру. Впоследствии по итогам голосования на сайте Минобороны РФ данная разработка получила название «Посейдон».

Таким образом, надо понимать, что на их «Колумбию» мы адекватно ответим своим «Посейдоном». Чтобы понять, насколько такой ответ адекватен, надо рассмотреть технические возможности и перспективы будущих конкурентов в военно-техническом противостоянии великих держав.

Подводные лодки типа «Колумбия» предназначены для замены лодок типа «Огайо» в качестве основного носителя баллистических ракет морского базирования. Каждая подводная лодка будет иметь 16 ракетных шахт с ракетами «Трайдент II» D5LE. Подводные лодки будут иметь длину около 170 м, диаметр корпуса 13 м, что практически совпадает с размерами лодок типа «Огайо». Завершение постройки первой подводной лодки запланировано на 2030 год, ввод в эксплуатацию — в 2031 году. Строительство всех 12 лодок планируется завершить к 2042 году, лодки будут оставаться в строю до 2084 года.

Основные технические характеристики новых подлодок «Колумбия»:
- максимальная скорость в подводном положении не менее 46 км/ч (25 узлов)
- 42-летний срок службы (планируется, что за этот срок каждая подводная лодка выйдет на патрулирование 124 раза);
- работа реактора без перезагрузки топлива в течение всего срока службы (в отличие от лодок типа «Огайо», которые требуют перезагрузки реактора в середине срока службы);
- пусковые шахты того же диаметра (2,21 м) и длины, что и у лодок типа «Огайо», достаточные для размещения ракет D5 «Трайдент II»;
- ширина корпуса (13 м) не меньше, чем у лодок типа «Огайо» (12,8 м);
- 16 пусковых шахт вместо 24 у лодок типа «Огайо»;
- Х-образные кормовые рули (гидроплан);
- установленные в надстройке подводные скутеры;
- электродвижение (главный всережимный гребной электродвигатель вместо турбозубчатых аппаратов и электродвигателей экономичного хода); [2]
- готовое оборудование, разработанное для подводных лодок типа «Вирджиния», в том числе водомётный движитель, звукопоглощающие покрытия и носовая ГАС с широкой апертурой.

На сегодня о «Посейдоне» известно, что подводный беспилотник оборудован малогабаритной ядерной энергетической установкой, обеспичивающей его движение на протяжении не менее чем полгода. Система наведения «Посейдона» позволяет самостоятельно выходить к цели с высокой точностью. Предполагается, что он сможет двигаться на глубине более 1 км со скоростью до 203 км/ч (110 узлов). Боевое вооружение беспилотника - обычные и ядерные боевые головки до 2 Мт.

Таким образом, наш «Посейдон» по факту представляет собой охотника за американскими «Колумбиями».

Разработчики «Посейдона» заявляют о его полной преемственности знаменитой советской скоростной ракетной торпеде «Шквал», особенностью которой была рекордная для подводных аппаратов скорость в 370 км/ч (200 узлов), что достигалось созданием воздушного пузыря вокруг корпуса торпеды, в результате чего она как бы парила в «воздушном коконе». Цена этой скорости была малая дальность действия торпеды не более 13 км и высокий шумовой фон, который позволял обнаружить подводную лодку, с которой выпускалась торпеда, со 100% гарантией её потопления. Иными словами экипаж, выпустивший такую торпеду, был обречён. При этом торпеда не имела средств корректировки своей траектории, что позволяло манёвренному кораблю уходить от столкновения с ней.

Разработчики «Посейдона» взяли на себя обязательства устранить имеющиеся недостатки «Шквала», что дало основание Путину объявить о возможности адекватного ответа. Но насколько выполнимы данные обязательства?

Самая трудная проблема, которую придётся решать разработчикам «Посейдона» это шум.

В советское время создание сверхскоростного подводного флота было идей «фикс» благодаря которой на свет появилась знаменитая титановая подводная лодка К-222 (получившая прозвище «Золотая рыбка»), проекта 661 «Анчар».

Подлодка предназначалась для нанесения ракетных и торпедных ударов по авианосным соединениям противника. Также планировалось изучение новых конструкционных материалов, в частности - титанового сплава для корпуса лодки.

В 1969 году на государственных испытаниях лодка развила при 80 % мощности реакторов скорость 42 узла, вместо спецификационных 38 узлов. В 1970 году на мерной миле при полной мощности реакторов была достигнута скорость в 82 км/ч (44,7 узлов). При этом на скоростях выше 35 узлов из-за турбулентного характера обтекания лодки возникали шумы, доходящие в центральном посту лодки до 100 децибел.

Использование кавитационного эффекта для снижения трения корпуса о воду лишь добавляет уровень шума, а не снижает его. Таким образом, движение «Посейдона» со скорость до 200 км/ч будет создавать шум не менее чем в 150 дБ. Современные сонары способны обнаружить аппарат с такой шумовой характеристикой на расстоянии до 120 км, в то время как эффективная дальность поражения современных ракет малого калибра не более 30 км.

Другая проблема высокоскоростного движения подводных аппаратов, это их силовая установка, мощность которой зависит от их водоизмещения и скорости движения.

Так как, жидкость несжимаема, то передвижение любого аппарата под водой эквивалентно перекачиванию воды в объёме 1% от полного водоизмещения.

Для примера: водоизмещение К-222 - 7000 куб.м (7000 т), скорость – 44,7 узла (23 м/с)

N = 0,01*m*v^2/t = 0,01 * 7000000 * 529 / 1 = 3,7*10^7 Дж/c = 50000 л.с.

Фактическая мощность силовой установки К-222 – 80000 л.с.

Водоизмещение «Посейдона» 51 куб. м (51 т), скорость 110 узлов (56,6 м/с)

N = 0,01*m*v^2/t = 0,01 * 51000 * 3203,6 /1 = 1634 кДж/c = 2221 л.с.

Энергетическая эффективность К-222:
k = 80000 / 7000 = 11,4 л.с./куб.м

Энергетическая эффективность «Посейдона»:
k = 2221 / 51 = 43,5 л.с./куб.м

Таким образом мы видим, для того чтобы реализовать заявленные технические характеристики «Посейдона», необходимо увеличить эффективность силовой установки в 4 раза. Причём от кавитации, вероятней всего, придётся отказаться и заменить её специальными антифрикционными покрытиями.

Насколько разработчики готовы в малогабаритной ядерной установке увеличить её мощность в 4 раза мне не известно, но если они смогут это реализовать, то они действительно создадут безжалостных «охотников» на американские «Колумбии». Но если это окажется очередным блефом российской науки, то морская гегемония штатов так и останется непоколебимой.




[1] 19 января 2018 года Министерство обороны Соединённых Штатов опубликовало «Краткое содержание Стратегии национальной обороны Соединённых Штатов Америки 2018 года», которая заменила аналогичную стратегию, одобренную президентом Бараком Обамой в 2015 году.

[2] Электропривод планируется использовать для снижения шумо-динамических характеристик лодки. Вместе с тем, на лодке будет использоваться паровой турбогенератор, который собственно и является основным источником шума двигательной установки. Иными словами для звуковых сонаров лодка будет видна как «на ладони».