Как создаются новые субмарины

Так уж сложилось в моей жизни, что я со школьных лет близок к судостроению. Еще в школе, когда у нас появился судомодельный кружок, я записался в него, родители выписали журнал «Юный судомоделист» и я по нему сделал подводную лодку, которая могла пройти под водой метр-полтора, двигателем ей служил крученная резинка. Уже тогда я узнал про шпангоуты, киль, форштевень и другие мудреные слова.

В Хабаровском медицинском институте, куда я поступил, с первого курса на занятиях на военно-морской кафедре изучали устройство кораблей. На экзаменах в весеннюю сессию я показал по этой теме блестящие знания, что мне поставили оценку «пять с плюсом» и о моем успехе даже написали в институтской  многотиражке «За медицинские кадры».

По окончанию института я был распределен в военно-морской флот, попал служить на Тихий океан, а на подводную лодку попросился сам. Но для самостоятельного управления медицинской службой надо было сдать зачеты, одним из вопросов был знание  устройства подводной лодки. В это время наша субмарина заканчивала капитальный ремонт с модернизацией и находилась в плавдоке, ей меняли часть легкого корпуса, и я мог хорошо рассмотреть все устройства лодки между легким и прочным корпусом. Так что устройство подводных лодок я знаю совсем неплохо.

К тому же мой родной и самый любимый дядя всю жизнь проработал в военно-морском судостроении, был ведущим специалистом в России по части ценообразования в судостроении. Мне довелось быть на его 50-летнем и 60-летнем юбилеях, и даже выиграть шуточный спор на тему максимального количества строившихся субмарин на Амурском судостроительном заводе у замглавкома ВМФ России по судостроению вице-адмирала Барскова. Просто я был куратором Комсомольска-на-Амуре и мне подарили буклет, выпущенный к юбилею завода, а адмиралу надо было помнить выпуск всех кораблей на наших судостроительных заводах, вот он и ошибся.

Поскольку о российских в открытом доступе на эту тему мало чего найдёшь, обратимся к британским. Вряд ли проблемы при их создании кардинально отличаются. Предлагаю сокращённый перевод статьи из англоязычного источника, автор не указан.

Возможно, кое-кому текст ниже покажется достаточно сухим и специфическим, но понимание, как даётся строительство новых проектов подводных лодок даже в самых развитых странах, вместо недовольного бухтения в адрес кораблестроителей своей, по-моему стоит того.

Итак, "В конце 1960-х годов Королевский флот (RN) решил, что ему необходимы 20 ударных атомных подводных лодок как наиболее эффективное оружие для противодействия советской морской угрозе (!).

К началу 1980-х были построены лодки типов Valiant, Churchill и Swiftsure. Строились они небольшими сериями. За ними последовали 7 лодок типа Trafalgar, возможно, одной из лучших конструкций ПЛА времен холодной войны, которые были поставлены флоту точно в срок в 1980-х годах, а среднее время строительства каждой составило около 50 месяцев.

В конце 1970-х планировщики начали рассматривать вопрос о том, что заменит тип Swiftsure, и начали разработку концепции SSN0Z. В 1980 году проект был приостановлен, поскольку группам разработчиков нужно было сосредоточиться на ПЛАРБ класса Vanguard, но в 1984 году возобновились работы над тем, что теперь называлось следующей SSN (FOSSN).

К 1989 году было дано разрешение на начало работ по детальному проектированию нового типа, который теперь назывался «SSN20» и имел бы имена, начинающиеся с «W».Тип W был задуман как высококачественная лодка, которая намного превзошла бы лучшие лодки советского флота в том же духе, что и тип Seawolf ВМС США, но финансовые ограничения не были основным тормозящим фактором. Конец холодной войны и «ветры перемен» 1990-х гг. в концепции обороны привел к внезапной остановке программы SSN20, поскольку политики изо всех сил пытались сократить расходы на оборону, чтобы получить так называемый «дивиденд мира» . Это было первое из серии решений, которые в совокупности оставили проблемное наследие для подводной составляющей RN".

Как видит читатель, только на выработку концепции новой лодки и разработку её конструкции ушло до 20 лет. Но и это ещё не конец подготовительного периода.

"Поскольку финансирование сократилось, была предпринята попытка построить более дешевую / более простую подводную лодку, чем SSN20, и правительство носилось с идеей покупки готовой подводной лодки у США или совместной программы с французским флотом. Вскоре стало понятно, что покупка в США обойдется гораздо дороже и нанесет ущерб британской промышленности по строительству подводных лодок и критически важной стратегической способности строить подводные лодки сдерживания. Как и многие аналогичные попытки оборонного сотрудничества с французами, это оказалось непрактичным, поскольку требования и философия слишком расходились.

Вместо этого в июне 1991 года был заключен контракт на сумму 6 миллионов фунтов стерлингов на разработку варианта II типа Trafalgar (B2TC) с отраслевой группой, в которую входили VSEL, British Aerospace, Marconi и Rolls Royce. В конечном итоге B2TC превратился в тип Astute.

Контракт на изготовление первых 3 таких подводных лодок на сумму 2,8 миллиарда фунтов стерлингов, включая 4-летнюю поддержку первых двух в эксплуатации, был окончательно заключен только в июне 1997 года".

А далее очень интересный момент, вплотную касающийся и наших вооружённых сил в области всех этих "аутсорсингов".

"GEC Marconi в качестве генерального подрядчика отвечал как за проектирование так и за производство этих лодок. Ранее большинство подводных лодок и военных кораблей разрабатывались собственными военно-морскими конструкторами Минобороны, которые выступали в качестве проектировщиков и контролеров проекта, управляя рисками и расходами с очень практичным подходом. Этот ценный внутренний потенциал с накопленным десятилетиями опытом кораблестроения начал приходить в упадок в 1980-х годах из-за передачи на аутсорсинг коммерческим организациям. Это была еще одна ошибка, которая, возможно, до сих пор негативно влияет на RN.

Когда GEC начал проект, выяснилось, что в Великобритании не хватает специалистов-конструкторов подводных лодок, поскольку с момента разработки лодок Vanguard прошел 10-летний перерыв. Перерыв после окончания холодной войны, а затем задержка с запуском типа Astute привели к тому, что опытные проектировщики и инженеры ушли в другие отрасли, а новых талантов появилось мало".

Какая до боли знакомая картина, не правда ли? Ведь в России почти 20 лет не строились новые подводные лодки. Последняя субмарина проекта «Щука-Б» на Амурском судостроительном заводе из-за отсутствия финансирования строилась больше десяти лет.

"В ноябре 1999 года компании BAe и GEC-Marconi объединились в ходе последнего крупного британского оборонно-промышленного объединения и образовали компанию BAE Systems, которая по сей день владеет площадкой в ;;Барроу. Несмотря на проблемы с САПР (системы автоматического проектирования) и завершение лишь около 20% проектных работ, в октябре 1999 г была вырезана первая сталь, поскольку строители стремились выполнить договорные сроки. HMS Astute был официально заложен 31 января 2001 года.

Тем не менее, в августе 2002 года аудит проекта показал, что программа Astute отстает от графика более чем на три года, а бюджет превышен на 700 миллионов фунтов стерлингов, и работы были временно приостановлены. Кризис также привел к тому, что заказы на вторую партию лодок были отложены до решения производственных проблем.
В 2003 году был подписан новый контракт и выделено дополнительно 680 миллионов фунтов стерлингов.

Важно отметить, что 13 проектировщиков подводных лодок из General Dynamics Electric Boat из США были привлечены к проекту, чтобы настроить новые инструменты САПР и смягчить недостаток опыта в Великобритании. Более 100 дизайнеров из США также помогли создать тысячи подробных чертежей, необходимых для производства, и в конечном итоге американской GDEB заплатили 145 миллионов долларов за их услуги.

Несмотря на пересмотр проекта в 2003 году, унаследованные проблемы по-прежнему мешали строительству. Использование 3D CAD для проектирования в конечном итоге привело бы к повышению эффективности, но рабочая сила того времени не была знакома с планами такой детализации и привыкла во многом самостоятельно оценивать, как производить и устанавливать детали, глядя на 2D-чертежи. Также не хватало навыков управления проектами, комплексного генерального плана или эффективных средств отслеживания прогресса в исполнении проекта.

Часть первоначального изготовления Astute велась довольно хаотично, и ее пришлось перерабатывать по мере пересмотра и доработки дизайна.

К тому времени, когда HMS Astute был выведен из верфи в июне 2007 года, прошло почти 17 лет с тех пор, как верфь последний раз провела аналогичный этап испытаний и ввода в эксплуатацию первой подводной лодки нового типа. Инженеров, обладающих знаниями для проведения сложного процесса подключения всех систем к сети, не хватало, и между подрядчиком и Минобороны не было ясности в отношении того, кто несет ответственность за различные этапы этого процесса. Были и другие неудачи и задержки, и HMS Astute не покидал верфь, чтобы начать первые ходовые испытания до ноября 2009 года.

На заставке подводные лодки типа Astute  в заключительной  стадии строительства в сборочном цехе:

К сожалению, начало карьеры HMS Astute было омрачено двумя инцидентами. Она села на мель у острова Скай в октябре 2010 г. из-за навигационных ошибок, что было крайне неловко для RN, и впоследствии командир корабля был уволен. Руль глубины правого борта был поврежден в результате столкновения с буксиром береговой охраны, посланным на помощь, но в конце концов лодку оторвали от песчаной отмели во время прилива с минимальными другими повреждениями.

В апреле 2011 года во время посещения Саутгемптона и приема на борту высокопоставленных лиц недовольный матрос, вооруженный винтовкой SA80, устроил стрельбу. К сожалению, лейтенант-коммандер Ян Молинье был убит, а еще один офицер ранен до того, как стрелок был обезоружен гражданским посетителем".

"В процессе испытаний были обнаружены серьезные неисправности, которые еще больше задержали ввод Astute в эксплуатацию. Самой серьезной проблемой было несоответствие между мощными реакторами PW2 и турбозубчатыми агрегатами, заимствованными у лодок типа Trafalgar. Эта проблема не позволила Astute достичь максимальной скорости, заложенной в исходной спецификации (вероятно, более 30 узлов), хотя впоследствии она была решена. Выявились некоторые дефекты конструкции, в том числе коррозия и не выдерживающие полное давление трубопроводы, изготовленные из неподходящего металла, что привело к протечке на глубине и аварийному всплытию. Аппаратура ядерного реактора вышла из строя из-за того, что в системе использовался недостаточно чистый свинец.

Такого рода проблемы обычно можно ожидать на первом корабле нового типа, и они были своевременно устранены. В конце концов Astute была передана RN в апреле 2013 года и начала свое первое оперативное развертывание в начале 2014 года, почти через 15 лет после того, как была разрезана первая сталь.

К марту 2021 года на проект Astute затрачено 9,6 млрд фунтов стерлингов, при этом лодки были поставлены с отставанием от первоначального графика на 3–5 лет. Это потребовало продления службы HMS Trenchant, Talent и Triumph с сопутствующими затратами на поддержание эксплуатации стареющих лодок. Первые три Astutes стоили в общей сложности 3,53 миллиарда фунтов стерлингов, что на 21% больше, чем первоначальный контракт в 2,8 миллиарда фунтов стерлингов".

Ну и в заключение, как и положено, ложка мёда:
"Процесс проектирования, производства и закупки лодок типа Astute был чрезвычайно проблематичным, но, что особенно важно, фактические конечные продукты считаются одними из лучших SSN в мире. Несмотря на их хаотичное рождение, проектировщикам и строителям удалось создать исключительно тихую лодку, оснащенную, пожалуй, самой эффективной из когда-либо разработанных гидроакустических систем для подводных лодок. Управляемые одними из лучших подводников мира и вооруженные последней версией торпеды Spearfish, Astutes представляют собой поистине грозное оружие".
***
Вот такая статья в английском журнале. Неизвестно, когда она написана, по крайней мере, я не нашел указания на это. Поэтому авторы делают такое заключение о лучшей в мире субмарине, не сравнивая её с построенными в последнее время российскими подводными лодками проектов «Борей» и «Ясень», которые шагнули далеко вперед по сравнению с предыдущими поколениями стратегических ракетоносцев и многоцелевых субмарин в плане скрытности и малошумности. А установка на последних лодках гиперзвуковых ракет «Циркон» делает их самыми грозными боевыми единицами на море, не имеющими аналогов.

Но написать о строительстве подводных лодок у нашего потенциального противника и совсем не написать о нашем кораблестроении в части создания новых субмарин я посчитал неправильным и немного добавлю по этому вопросу.

В декабре 2022 года на воду была спущена дизель-электрическая подводная лодка нового поколения «Великие Луки». История этой субмарины оказалась непростой. Лодка была заложена на Адмиралтейских верфях Петербурга еще в ноябре 2006 года. Но многочисленные недочеты проекта не позволили сдать ее в срок. Ошибки исправили, проект переделали. И в 2015 году состоялась повторная закладка.

Кстати, «Великие Луки» – вторая серийная подлодка проекта 677 «Лада». Головная – «Санкт-Петербург» – была спущена на воду еще в 2004 году и с тех пор находилась в опытной эксплуатации. В строй ее ввели лишь в 2021-ом. А первая серийная субмарина «Кронштадт» уже завершает гос. испытания и готовится к передаче флоту.

К слову, при постройке ДЭПЛ «Великие Луки» учли все недостатки предыдущих подлодок этой серии. В ней реализовано около 140 новейших разработок, из-за чего подлодка по праву считается одной из самых современных в мире.

Кроме этого, серийная техника получила куда более мощное вооружение, чем головная подлодка. Помимо стандартных мин и торпед они могут похвастаться ракетным комплексом «Калибр».
ТТХ:
сама подлодка очень маленькая. Ее длина всего 66,8 м, ширина 7,1 м.
экипаж – 35 чел;
2 дизель-генератора общей мощностью 2500 кВт;
электродвигатель (5500 л.с.) (+2 небольших резервных);
2 батареи.

Лодка движется почти бесшумно. Ее подводная скорость составляет 21 узел, надводная – 10 узлов. Она способна погружаться на глубину до 250 м, а при необходимости уходить и на 300 м.
Бесшумное скольжение на глубине обеспечивается особым покрытием корпуса. В результате движение субмарины абсолютно неразличимо за естественными шумами.

Нужны ли дизель-электрические подлодки сегодня?
Вокруг целесообразности строительства ДЭПЛ сегодня ходит много разговоров. Основные претензии – высокий уровень шума при надводном ходе. А ведь всплывать для подзарядки аккумуляторов приходится достаточно часто. В среднем батарей хватает на 3-4 суток на средней скорости движения.

Кроме того, дизель-электрика проигрывает атомной субмарине в скорости. На дальние расстояния она не ходок. Зато небольшие размеры и большая безопасность делает их оптимальными для использования во внутренних морях и прибрежных акваториях.

Исходя из этого Соединенные Штаты, например, уже отказались от производства ДЭПЛ, поскольку их подлодки заботятся о безопасности страны преимущественно на другой стороне земного шара. А вот в России такое производство востребовано. Так, Черное море можно переплыть на дизель-электрической подлодке и за сутки, максимум двое, медленным ходом. К тому же любой атомоход – это серьезная опасность заражения в случае аварии. Так что вряд ли прибрежные государства обрадуются, если их маленькие моря станут бороздить субмарины с атомной установкой. Грязно и нерентабельно.

Поэтому отказываться от выпуска ДЭПЛ пока не планируют. Наоборот. В приоритете создание и разработка анаэробных энергетических установок, не использующих ядерную энергию. Работа в этом направлении ведется в Швеции, Германии и Франции.
Отечественное КБ «Рубин» также предложило опытный электрохимический генератор. В ближайшее время планируется его испытание.