Кораблестроительные характеристики


Повышение скрытности остается одним из наиболее приоритетных направлений совершенствования ПЛ. При этом речь идет как об акустической скрытности, традиционно приоритетной при проектировании и эксплуатации подводных лодок, так и о неакустической скрытности, в частности магнитной, и скрытности от средств, фиксирующих возмущения морской среды, вызванные присутствием подводной лодки.

АПЛ имеют четыре основных источника шу-моизлучения:

- главные и вспомогательные механизмы, в частности циркуляционные насосы АЭУ;

- движители ПЛ (вибрации лопастей, кавитация и звук вращения);

- поток воды, обтекающий корпус и рули при движении ПЛ (гидродинамический шум);

- нестационарные процессы, вызывающие импульсные шумы (открывание крышек или щитов ТА,

поворот рулей, пуск оружия и т. п.).

Говоря об акустической скрытности подводных лодок, необходимо отметить, что по мере снижения уровней шума, обусловленных работой машин, механизмов и систем, основной вклад в шумность ПЛ стали вносить источники гидродинамического происхождения, в том числе движительный комплекс. Это вызвало появление нового типа движителей, так называемых "pump-jet"(т. е. движителей насосного типа). По-видимому, именно эти движители будут основными в XXI веке.

Существуют две разновидности движителей насосного типа. У первых, называемых движителями насосного типа с предварительной закруткой, статор (основание насадки), расположен перед ротором, у вторых (движители насосного типа с последующей раскруткой) - ротор расположен перед статором. Пропульсивные качества движителей обоих типов одинаковы, но движитель с предварительной закруткой имеет лучшие кави-тационные характеристики, хотя конструктивно и более сложен (рис. 2).

Разновидности движителя насосного типа "pump-jet"


Считается, что на АПЛ ВМС США типа Seawolf установлены движители насосного типа с предварительной закруткой, ввиду его меньшей шумности.

На торпедах установлены движители насосного типа с последующей раскруткой, как обеспечивающие отсутствие вращающего момента (что важно при стрельбе самовыходом) и лучшие кавитационные характеристики.

Зарубежные специалисты считают, что усовершенствование, в плане минимизации шумоизлучения, движителя насосного типа с предварительной закруткой позволит в будущем в полной мере реализовать его превосходные Пропульсивные и маневренные качества.

Движители насосного типа установлены также в Великобритании на АПЛ типа Trafalgar,

ПЛАРБ Vanguard, АПЛ Upholder, во Франции на ПЛАРБ типа Le Triomphant. Применение подобного движителя предусмотрено на всех перспективных АПЛ.

В СССР в 1988 г. движитель подобного типа испытывался на ДПЛ проекта 877В.

Самой малошумной АПЛ ВМС США считается Seawolf, которая отличается от всех предыдущих многоцелевых АПЛ существенно большим диаметром ПК (12,2 м), водоизмещением, увеличенной мощностью ЭУ, движителем "pump-jet" и, как результат, резко увеличенной, до 20 уз, тактической скоростью хода. Низкая шумность движителя обеспечивается уменьшением относительного удлинения корпуса (примерно до 8), уменьшением размера ограждения ПМУ с переносом НГР в корпус и виброизоляцией движителя от корпуса. Снижение шума механизмов обеспечивается за счет применения естественной циркуляции АЭУ в диапазоне скоростей хода до 20 уз, а также наличием отдельных маломощных комплексов вспомогательного оборудования. Предусмотрено широкое внедрение пассивных и активных средств акустической защиты, наружных и внутренних покрытий и т. п.

На АПЛ типа Seawolf установлен пост наблюдения, контроля и управления шумностью, отслеживающий источники шума ПЛ, управляющий обнаружением и подавлением так называемых добавочных шумов, превышающих установленные нормы. Операторы поста управляют параметрами шумового (акустического) портрета АПЛ в целях дезинформации противника. Информация для системы наблюдения, контроля и управления шумностью поступает от 600 датчиков, установленных на АПЛ.

Все новые и перспективные АПЛ ВМС США будут оборудованы подобными постами, как самостоятельной структурного проекта ПЛ.

Конструкторы США при снижении шумности действовали "методом добавок", т. е. внося в каждый последующий проект изменения, необходимые для устранения конкретных источников шумоизлучения. По мнению американских специалистов, в России (СССР) используется системный подход, когда в каждом последующем проекте ПЛ предпринимались общекорабельные усилия по снижению шумности с сохранением высокой скорости хода, большой глубины погружения и двухкорпусной конструкции. В СССР научное руководство, экспертиза проектов осуществлялись ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, ученые которого внесли большой вклад как собственно в снижение шумности отечественных ПЛ, так и во внедрение системного подхода к решению этой проблемы.

Совершенная гидродинамика отечественных многоцелевых ПЛ, таких как АПЛ проектов 705/ 705К, проекта 671 всех модификаций, проекта 971 и др. ПЛ - заслуга специалистов ЦКБ проектантов ПЛ и ЦНИИ им акад. А. Н. Крылова, отрабатывающих гидродинамические характеристики всех проектов отечественных ПЛ.

Второй особенностью Российских советских АПЛ, на Западе считается широкое использование комбинированных наружных акустических покрытий, снижающих эффективность систем самонаведения торпед (ССН) (поглощается сигнал) и поглощающих собственные шумы ПЛ.

Конструкторы США считают, что двухкорпусные российские ПЛ несут до 3-х слоев покрытий (одно на легком корпусе и покрытия с двух сторон прочного корпуса), что вносит существенный вклад в уменьшение излучаемого шума.

Наконец, в конструкции ПЛ проекта 971 (проектант - СПМБ "Малахит") внедрены так называемые зональные блоки, представляющие собой пространственные каркасные конструкции с палубами. Амортизация обеспечивает надежную защиту по акустическому полю, а также защищает экипаж и оборудование от динамических перегрузок, возникающих при подрыве боевых частей противолодочного оружия. Существенно упрощается и технология постройки ПЛ: полностью смонтированный зональный блок закатывается в ПК и подсоединяется к магистральным кабелям и трубопроводам систем.

Сведения об уникальной подводной лодке-лаборатории проекта 1710 (проектант - СПМБМ "Малахит"), предназначенной, в частности, для разработки методов управления пограничным слоем с использованием полимерных добавок, заставили американцев предположить, что этот метод разрабатывался, в том числе, и для увеличения "малошумной/тактической скорости", при которой ПЛ может эффективно использовать свои пассивные гидроакустические средства.

В целом, основываясь на анализе достижений России в области акустической скрытности ПЛ, американцы считают, что АПЛ проекта 885 Северодвинск будет значительно менее шумной, чем ПЛ проекта 971 и также чем АПЛ Seawolf, спроектированный за несколько лет до Северодвинска. (В других прогнозах считается, что Seawolf все же менее шумный, чем российские ПЛ, см. рис. 3.).

Подводные лодки с неатомными ЭУ достигли на режимах электродвижения восьми низких уровней шумности. Отсюда название на Западе отечественных ДПЛ проектов 877 и 636 - "Черная дыра". Низкие уровни шума также у шведских ПЛ типа Gotland и у немецких - типа 212 в том числе при движении под АНЭУ (рис. 4).

Значительное понижение шумности ПЛ существенно сокращает дистанции их обнаружения пассивными гидроакустическими средствами и стимулирует, с одной стороны, создание низкочастотных активных и активно-пассивных средств обнаружения, а с другой - побуждает конструкторов ПЛ к внедрению мероприятий по уменьшению гидролокационной заметности.

Использование наружных покрытий эффективно против средств обнаружения с относительно высокими рабочими частотами. Против корабельных средств обнаружения более эффективны методы активного гашения. Эти же методы в сочетании с измененной (чечевице-образной) формой корпуса и всемерным уменьшением или вообще отказом от ограждения подъемно-мачтовых устройств (ОВУ), позволяет снижать силу цели в диапазоне низких частот. Таким образом, стремление обеспечить акустическую скрытность оказывает большое влияние на тактический облик и кораблестроительные характеристики ПЛ в целом.

Стремление уменьшить уровни гидродинамических шумов, совпадает с направлением общей гидродинамической оптимизации формы корпуса ПЛ, которая в настоящее время приближается к оптимуму. В отношении борьбы с гидродинамическими шумами целесообразен переход на однокорпусную конструкцию, но это отрицательно сказывается на живучести ПЛ, поскольку ограничиваются возможности по обеспечению надводной непотопляемости однокор-пусных ПЛ.

Всемерное уменьшение и оптимизация формы ограждения благоприятно сказывается на увеличении скорости хода и улучшении маневренности ПЛ. При этом также уменьшается величина гидролокационного отражения. В перспективе, возможен отказ от ограждения при условии создания принципиально новых конструкций радиосвязных, радиолокационных и перископных систем (всплывающих оконечных устройств с оптико-волоконной связью с ПЛ). Это может быть реализовано за счет некоторого плавного припол-нения надстройки и, например, выдвижного (из прочной шахты) ходового мостика для вахты в надводном положении и др.

Заметные тактические преимущества, в том числе и в части скрытности, может дать увеличение предельной глубины погружения. Наша страна решила соответствующие технические проблемы на АПЛ проекта 685, но существенное удорожание ПЛ делает прогноз об значительным увеличении глубины маловероятным.


УРОВНИ ПОДВОДНОГО ШУМА АТОМНЫХ ПЛ


По материалам проспекта доклада Office of Naval Intelligence "Worldwide Submarine challenges", 1996, pp. 1-32; ВМС и кораблестроение. Дайджест, вып. 20/21.


Стоимость неатомных ПЛ в ценах 1995 г.


По материалам проспекта доклада Office of Naval Intelligence "Worldwide Submarine challenges", 1996, pp. 1-32; ВМС и кораблестроение. Дайджест, вып. 20/21.






 

Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Добавить материал | Нашёл ошибку | Наверх