Каждая может уничтожить страну. Как устроены атомные подводные лодки

В первую очередь, когда мы думаем об оружии, способном уничтожить целую страну, на ум приходят стратегические бомбардировщики или межконтинентальные ракеты. Однако самая мощная и скрытая часть «ядерной триады» находится под толщей океана. Атомные подводные лодки с баллистическими ракетами — это невидимые чудовища, несущие армагеддон в своих стальных чревах.

Трудно представить что-то более неуловимое: найти такую лодку в бескрайнем океане — все равно что искать иголку на дне самого глубокого и темного чулана планеты. Их главная сила — в их невероятной скрытности; они могут месяцами патрулировать в глубинах, не нуждаясь в всплытии.

Способность исчезнуть делает их важным средством сдерживания. Даже если все наземные и воздушные силы будут уничтожены в результате внезапного удара, в океане останется стальная тень, готовая выполнить приказ, что делает глобальный конфликт почти неизбежным исходом, и это парадоксальный залог хрупкого мира.

Внутри они представляют собой сложнейший микромир, закрытое высокотехнологичное общество. Экипаж живет в автономии месяцами в условиях постоянной боевой готовности, используя сложнейшие системы жизнеобеспечения, навигации, связи и вооружения. Это не просто корабль, а целая подводная крепость, чья цель — никогда не выполнить свою главную задачу, но всегда быть готовой к тому, что произойдет в любой момент.

Принципиальное устройство подводной лодки

Благодаря плотной среде, склонной к турбулентности при малейшем возмущении, разработчики подводников используют сложные формы для оптимизации движения.

Похоже на современные подводные лодки, классические подводные лодки имеют палубу, остекленную рубку и даже ватерлинию, разделяющую корпус на подводные и надводные части.

Такая лодка находится «на марше» в течение длительных морских переходов и большую часть времени находится в надводном положении. Только скрытая работа выполняется под водой.

Рубка раньше использовалась по определенному назначению.

Подводная лодка имеет внутренний (прочный) корпус, который способен выдерживать увеличивающееся с глубиной забортное давление воды. Его внешний (легкий) корпус формирует обводы.

Шноркель — труба, которая позволяет дизельным двигателям двигаться под водой, забирая воздух над водой.

Также на современных атомных подводных лодках палуба разрушается.

Его можно использовать для увеличения продолжительности подводного хода, но для этого нужна достаточно низкая скорость, отсутствие волнения и небольшая глубина погружения.

Когда дизельный движитель работает на больших глубинах, аккумуляторы заряжаются от него.

Проблемы и ограничения эксплуатации дизельных субмарин

Внешний вид и рaзрез современной дизель-электрической ПЛ проекта 677 «Лада»

Такая конструкция ограничиваeт возможности дизельных лодок: снижает скорость, время автономной работы. Кроме того, корпус дизельных лодок не позволяет достигать скоростей свыше 50 км/ч.

Аналогично, принципиальная конструкция ограничиваeт рост габаритов лодки и её грузоподъемность, защиту. А косвенно — и глубину погружения.

Сегодня дизельные субмaрины работают только в прибрежной зоне с малым удалением от берега, хотя ещё во времена Второй Мировой войны он бороздили океаны.

Атомный рeактор принципиально изменил эксплуатацию подводных судов из-за огромной мощности и буквально неограниченного запаса энергоносителя, что привело к гонке подводного вооружения и появлению двух школ кораблестроения.

Американская и советская школа кораблестроения

Первая атoмная подводная лодка Советского Союза «Ленинский Комсомол»

Появлeние реактора на борту подводной лодки поставило перед разработчиками 3 задачи: увязать возможности реактора с возможностями лодки, обезопасить экипаж и придумать новые способы применения.

Уже первая атoмная подводная лодка СССР К-3 «Ленинский комсомол» получила сигарообразный корпус с минимальной верхней палубой и обтекаемую рубку, напоминающую плавник морского животного.

Корпус aмериканского «Наутилуса» похож на дизельных предшественников: заокеанские коллеги изменили внешнюю конструкцию немного позже, использовав наработки эксплуатации первого подводного атомохода.

Таким образом, стало очевидным, что два основных направления развития АПЛ — американский и советский.

USS Nautilus, первая атомная подводная лодка США

Инженеры США имели готовый атомный реактор к моменту запуску «Наутилуса», поэтому они построили лодку, окружающую реактор. Его надежность позволила использовать одну основную силовую установку, дополненную дизельными двигателями.

В связи с быстрым производством агрегатов заводов Советского Союза К-3 строилась с дублированием силовой установки. Одновременное проектирование судна и агрегатов позволило «элегантнее» разместить экипаж и оборудование.

Впоследствии это привело к существенному различию: американские атомные субмарины всегда имели один реактор, тогда как российские и советские субмарины строились с одним или двумя реакторами в зависимости от размера и назначения судна.

Как подразделяются и какие задачи выполняют современные АПЛ

Рассматривались подводные лодки проекта 941 «Акула».

Существует три класса атомных субмарин, а также общая категория специальных кораблей:

1. Многоцелевые лодки, также называемые торпедными, предназначены для уничтожения судов и подлодок противника.

2. Крылатые ракеты: российские «заточены» для уничтожения авианосцев, а американские используются для стратегических и тактических неядерных ударов по наземным целям.

3. Стрaтегические ракетоносцы — предназначены для скрытного автономного плавания с возможностью нанесения ядерного удара, являются силами сдерживания.

4. Специaльные суда — спроектированные с нуля либо переоборудованные из боевых судна для выполнения задач исследования морского дна, картографии, задач РЭБ/связи/разведки, прокладывания подводных коммуникаций.

Ракетный подводный крейсер стратегического назначения 667БДР «Кальмар»

Развитие флота привело к объединению первых «многоцелевых АПЛ» благодаря унификации вооружения. Некоторые огромные скоростные «потайные суда» с большой глубиной погружения все еще находятся в строю.

Эволюция подводных лодок с атомным реактором

Подводная лодка, разработанная для проекта «Лира»

Благодаря созданию атомных субмарин у людей появилось пять условных поколений, связанных общими конструктивными характеристиками и логикой применения:

1. Родоначальником атомных субмарин было первое поколение; несмотря на это, их было достаточно много и оставались на вооружении в течение длительного периода времени. Основной отличительной чертой этого поколения была наследуемость от дизель-электрических предшественников.

Лодки были более экспериментальными и часто предназначались для «боевой отработки» проектов конструкторов.

2. Второе поколение началось в 1967 году и было прямым развитием предыдущего поколения с незначительными изменениями.

Позднее построенные АПЛ имели «рыбообрaзную» геометрию корпуса, как на проекте 705 «Лира» в СССР, и комплексные автоматизированные системы управления. Это сделало первым прототипом современного центра управления сложными системами в виде одного пульта.

Атомная подводная лодка «Анчар» проекта 661

Родоначальник «охотников за авианосцами» К-162/222 «Золотая рыбка» проекта 661 «Анчар» с полностью титановым корпусом был значительной заявкой для АПЛ СССР. Субмарина достигла не побитого рекорда скорости в 44,74 узлов (80,4 км/ч).

3. Третье поколение началось в начале восьмидесятых и отличалось значительным увеличением водоизмещения, большей самостоятельностью, улучшением жизнеобитания команды и унификацией субмарин и классов.

Реакторы, полученные американскими лодками типа «Огайо» и «Лос-Анджелес», работают без перезарядки до 11 лет и не требуют значительных ремонтов в течение всего жизненного цикла — до 30 лет.

Найболее богатый период кораблестроения: большинство из лодок все еще строятся, и многие из них уникальны. Одним из таких является печально известный рекордсмен проекта 685 «Плавник» К-278 «Комсомолец», который имеет два титановых корпуса и может погружать до 1000 метров.

ВМС США Ракетонесущий крейсер «Огайо»

4. Четвертое поколение является наиболее современным, начиная свою историю в начале девяностых и представлено только многоцелевыми типами в Соединенных Штатах.

Эти устройства представляют собой комбинацию водометных движителей (например, проект 955 «Сивyлф»), звукопоглощающих покрытий нового типа, новых материалов (композит) и реакторов с длительным сроком службы.

После нескольких катастроф подводных лодок предыдущего поколения проекты получили автономные спасательные капсулы и полностью автономный реактор.

Вооружение увеличилось и было унифицировано. Например, американские корабли научились хранить до пятидесяти крылатых ракет основных типов, используемых ВМС США.

5. Хотя концепция пятого поколения пока только на бумаге, предполагается, что она будет включать в себя преимущественно субмарины с несколькими целями.

Основными изменениями будут атомный реактор с запасом энергии на весь жизненный цикл подводной лодки, полностью композитный корпус и унифицированное вооружение. Этот реактор используется в лодках четвертого поколения в Соединенных Штатах.

Для выполнения широкого спектра задач пусковые установки будут использовать баллистические, крылатые тактические ракеты и иное неядерное вооружение.

Общее устройство современной АПЛ

Разрез атомного подводного крейсера проекта 941 «Акула».

Среднестатистическая подводная лодка, бороздящая Мировой океан в настоящее время, можно описать одной концептуальной схемой. Хотя отдельные компоненты и линии могут меняться в зависимости от времени, сама концепция остается неизменной с семидесятых годов.

Американские субмарины, как и пятьдесят лет назад, используют один многослойный корпус, разделенный переборками. Большинство российских субмарин используют два корпуса: внутренний из мягкого и прочного титана, а внешний из маломагнитной стали.

Меж корпусами (у АПЛ США в общем объеме) находятся резервуары для воды. Когда они полны, лодка опускается, а откачка поднимает судно на поверхность. Цистерны можно заполнять одновременно или по-очереди.

В кроме основных есть так называемые дифферентные цистерны, которые заполняются, чтобы выровнять лодку после загрузки и при движении груза. Эта система работает все время, даже когда лодка находится под водой и движется горизонтально.

Авианосец класса «Вирджиния» ВМС США

Лoдки с корпусом смешанного типа (легкий корпус частично перекрывает основной) и многокорпусные (несколько прочных корпусов внутри легкого).

Проект 941 «Акула» был построен как катамаран, с пятью прочными корпусами из стали внутри легкого корпуса. Два корпуса были основными.

Не каждая отечественная атомная субмарина оснащена таким количеством отсеков; между отсеками рассчитано давление в 10 атмосфер и между ними есть люки, которые можно закрыть, если это необходимо.

Для справки: многоцелевая АПЛ проекта 971 состоит из шести отсеков, а новый ракетоносец проекта 955 состоит из восьми отсеков.

Отсеки атомной субмарины и их назначение

Разрез многоцелевой атомной подводной лодки проекта 941

Традиционная компоновка включает от 5 до 8 отсеков, дублированных на лодках проекта 941, каждый со своим назначением и конфигурацией, вплоть до использования материалов.

1. В зависимости от типа и степени автоматизации лодки может быть необитаемой и находиться сразу за легким корпусом. Это связано с тем, что первый отсек несет торпеды и сами торпеды на нескольких палубах.

2. Радиооборудование, чаще всего размещаемое на втором отсеке, включает в себя центральный пульт управления, пульты гидроакустических систем, регуляторы микроклимата и навигационное спутниковое оборудование.

Рубка, предназначенная для размещения перископов и антенн, находится исключительно на втором отсеке. Его основная цель — наблюдение из подводного положения.

3. На современных российских подводных лодках проектов 949А и 955 третий отсек используется для радиосвязи. В некоторых ранних моделях он совмещен с центральным отсеком управления.

4. Четвертый отсек, который также называется третьим на ряде лодок 3-4 поколений, является жилым отсеком, в котором находятся каюты экипажа, помещения отдыха и камбуз. В этом отсеке проводит время большинство членов экипажа, которые на данный момент не работают.

Между этим и последующим отсеком советские и российские АПЛ имели дополнительные отсеки для деконтaминации членов экипажа, предназначенные для очистки одежды членов команды, которые работали в отсеке с реакторами.

Ракетные шахты подводных лодок с несколькими целями

5. Силовая установка находится в пятом (шестом на российских АПЛ) отсеке. В зависимости от типа реактора дизель-генераторы могут находиться вместе или в отдельном помещении.

Капсула реактора, которая может быть полностью изолирована от остальной лодки, используется как на субмаринах пятого поколения, так и на американских АПЛ «Сивулф».

В современных субмаринах 7 и 8 отсеки предназначены для центра управления реактором и турбинной установки с аккумуляторами, что позволяет избежать контакта с реактором.

Таким образом, в самых последних отсеках может находиться автономная капсула для спасения экипажа, похожа на спускаемый космический аппарат.

Одна атомная подводная лодка способна нанести такой удар, что может стереть с лица земли целую страну, и все это спрятано глубоко под водой. Эти огромные корабли плавают месяцами, незаметны и почти невидимы, вооружённые ракетами с ядерными боеголовками. Они не зависят от воздуха, не всплывают часто и могут ждать приказа годами. Главная сила таких подводных лодок не в оружии, а в том

Силовая установка атомной подводной лодки: реактор, турбина и электродвигатель

Базовая концепция атомного реактора

Реактор — это агрегат, отличающий атомную от дизельной лодки. Его тип привода зависит от типа реактора.

Охлажденная вода под давлением попадает внутрь ядерного реактора, содержащего ядерное топливо; когда вода выходит из реактора, она превращается в пар и приводит в движение лопасти турбины.

Для повышения эффективности преобразования энергии в электрическую энергию вал турбины подключается к валу электродвигателя через редуктор.

С помощью механизма сцепления вал электродвигателя соединяется с гребным валом. В то же время часть электроэнергии запасается в бортовых аккумуляторах.

Рабочая зона AПЛ

Когда энергия молекул пара преобразуется в кинетическую энергию лопаток, пара конденсируется обратно в воду, которая возвращается в реактор.

На этом фоне интересно смотрится количество аварий АПЛ. Всего за историю атомного флота затонуло 8 субмарин: 4 советских, 2 российских, 2 американских. Только одна, USS Thresher (SSN-593) — из-за повреждения корпуса.

Наиболее известной катастрофой российского флота является печально известный «Курск» проекта 949А «Антей». Это была едва ли не единственная авария из-за вооружения, а другие затонули из-за косвенных или прямых проблем с двигательной установкой.

Вооружение подводных лодок: ядерное и неядерное

Пуск крылатой ракеты «Томагавк» под водой

Первоначально атомные подводные лодки проектировались в качестве носителей стратегического ядерного вооружения: АПЛ должны были незаметно прорвать оборону предполагаемого противника и нанести неожиданный удар.

Баллистические ракеты первого поколения АПЛ имели моноблочную часть, не имели большой дальности и были запущены над водой на относительно спокойной воде (при отсутствии бокового ветра).

Авианосцы США несли по 16 ракет «Поларис» модификаций А1, А2, А3, Посейдон и Трайдент 1 с дальностью от 2200 км у А1 до 7400 км у С4. Авианосцы Советского Союза несли по 3 ракеты Р-13, которые впоследствии были заменены Р-21 с дальностью всего 650 км и 1420 км соответственно.

Производство баллистических ракет

Ранние советские ракеты второго поколения Р-29 имели дальность стрельбы 7800 км, а более поздние модели Р-29Р имели дальность стрельбы 9000 км/6500 км (моноблок/разделяемая боеголовка).

От 16 баллистической ракеты (проект 955) до 24 баллистической ракеты (проект 941 «Акула», «Огайо»), Р-29РМУ2 «Синева», Р-30 «Булава-30», а также UGM-133A «Трайдент II» с дальностью до 9–11 тыс. км. были поставлены в третью и четвертую поколения.

Ракетоносцы также несут четыре-шесть торпедных аппаратов калибра 533 или 650 мм для самообороны и запуска специальных средств, таких как акустические бомбы, мины и спецсредства.

Схема подводного запуска баллистической ракеты с подводной лодки типа «Огайо».

С самого начала атомные лодки использовали торпеды среднего и большого калибра, а также крылатые ракеты для вооружения неядерных боеприпасов.

Первым оружием, запускаемым из-под воды в шахтах, были Amethyst и Malahit, но сегодня их заменяют Гарпун, Томагавк (Сифвулф), Калибр, Оникс и Циркон (российские лодки проекта 855 «Ясень»).

Интресно: известные российские низколетящие гиперзвуковые ракеты были разработаны для подводных лодок и первоначально предназначались для уничтожения судов.

Запуск ракеты-бомбардировщика UGM-133 Trident-II

Начиная с четвертого поколения АПЛ охотники были оснащены универсальными пусковыми устройствами с барабанными «магазинами» для запуска ракет класса «поверхность-поверхность», торпед и крылатых ракет.

Для упрощенного запуска из торпедных аппаратов появляются унифицированные варианты. При таком запуске двигатель ракеты включается далеко от АПЛ, а первая стадия запуска происходит как у торпеды, сжатым воздухом.

Эксплуатация атомных подводных лодок

Сухой док для обслуживания «Огайо» АПЛ

Появление атомных подводных судов заставило пересмотреть применение и ремонт этих видов судов: их подводная часть имеет слишком большие размеры для обычных портов, а реакторы представляют опасность.

Поход должен начинаться в потайном месте, иначе лодки можно будет отслеживать с начала пути, поскольку большая часть задач связана с длительным скрытным использованием берегов потенциального противника.

В результате аналогичных рассуждений были созданы закрытые базы размером с мегаполис, чтобы защитить АПЛ от возможного нападения со стороны противника и защитить окружение от потенциальных проблем с реакторами и вооружением.

Схема Балаклавской бухте, где находится подземная база атомных подводных лодок

Первая появилась в Балаклавской бухте и состояла из огромного количества отдельных помещений, соединенных туннелями и каналами. Там были отделены ракеты, боеголовки и лодки.

Ремонт проводится так же в спецзонах, поскольку 1-3 поколению лодок требовалось не только обновление топлива, но и обновление активной зоны реактора. Для каждого океанского флота были построены подобные комплексы над водой в Северодвинске, Заполярье и бухте Чажма.

АПЛ США было лучше, потому что военно-морская база Кингс-Бей объединила всю необходимую инфраструктуру, такую как учебные центры и заводы по модернизации, в одном месте с погодными условиями, которые предотвращают проблемы во время ремонта или погрузки.

База подводных лодок в России

В остальное время атомные субмарины снабжаются плавучими причалами (СССР), судами снабжения (Россия и США) и используются только для ремонта и погрузки ядерных материалов на специализированных базах. Они остаются почти все время в открытом море.

Современные многоцелевые лодки не загрязняют окружающую среду радиоактивными веществами, поэтому они часто используют обычные военно-морские порты для коротких стоянок и только когда это необходимо.

От чего зависит автономность АПЛ?

Атомные подводные лодки и суда, которые их сопровождают

Внедрение ядерного реактора и увеличение объема корпуса подводных лодок позволило значительно увеличить полезную нагрузку подводных лодок по сравнению с дизельными субмаринами.

Однако автономный поход, также известный как одиночное плавание АПЛ, может занять до полугода — примерно столько времени потребуется для патрулирования берегов потенциального противника.

В результате большинство современных АПЛ могут оставаться под водой до половины этого времени, не пополняя запасы ни с берега, ни с судов поддержки.

Тем не менее, средний срок похода подводного флота каждого государства составляет от двух до трех месяцев.

В зоне отдыха АПЛ 941

Не менее четверти времени проходит в надводном состоянии, а половина — в прямой близости с кораблями огневой поддержки и сyдами снабжения, которые объединяются с АПЛ в единую боевую (патрульную или учебную) группу.

Срок похода зависит от опыта эксплуатации, включая запас питания, фильтры для пресной воды и чистого воздуха.

Дело в том, что основным препятствием для длительных автономных походов АПЛ является психологический фактор. Человеку слишком тяжело оставаться в изолированном месте в узком коллективе в течение длительного периода времени.

Кроме того, плавание атомной субмарины требует большого количества стандартных операций и постоянного контроля; в противном случае судна останутся под водой годами.

Таким образом, атомная подводная лодка создана для выполнения одной чудовищной по своей мощи задачи, и ее ядерный реактор обеспечивает практически полную автономность, позволяя ей скрываться в толще океана месяцами, становясь невидимой и неуловимой угрозой.

Атомная подводная лодка имеет баллистические ракеты с ядерными боеголовками в своих шахтах, и каждая из этих ракет способна преодолеть континенты и стереть с карты крупный город. Эта скрытность и мощь делают атомную подводную лодку важным средством сдерживания, которое может обеспечить ответный удар даже в худшем сценарии.

Пoнимание их устройства — это не просто любопытство к технологиям. Это взгляд на хрупкий баланс, который десятилетиями удерживает мир от глобальной катастрофы. Эти стальные левиафаны, молчаливые и невидимые, являются одновременно и щитом, и постоянным напоминанием о той колоссальной ответственности, которую несёт человечество, создавшее оружие, способное уничтожить себя целиком.