Проект 617 • While class
(построено 1)

В 1947 году постановлением Правительства СССР в Германии было создано специальное конструкторское бюро (руководитель – А.А.Антипин), которое занималось восстановлением технической документации парогазовой турбинной установки и розыском в разных местах Германии отдельных входящих в состав ПГТУ механизмов, изготовленных для комплектации немецких подводных лодок XXVI серии. Одновременно в ЦКБ-18 были начаты работы по проектированию отечественной ПЛ с парогазовой турбинной установкой (проект 617). При этом все оборудование, кроме ПГТУ, должно было быть отечественного производства. Что же касается ПГТУ, то она должна была быть скомплектована из тех разрозненных механизмов, которые удалось разыскать сотрудникам Бюро Антипина в Германии, а недостающие изделия и детали должны были быть вновь изготовлены. Вначале была сделана предэскизная проработка проекта 617, техническое задание на которую было выдано ЦНИИ им. А.Н.Крылова. Работа велась по договору с этим институтом и под наблюдением его представителя Б.М.Малинина. В ЦКБ-18 была создана группа, которая руководила работами, выполнявшимися в отделах Бюро. Предэскизный проект был закончен в конце 1947 года, рассмотрен в начале 1948 года на техсовете ЦКБ и в 5-м Главном управлении МСП. На основе предэскизного проекта и выполненных одновременно различных его вариантов (варьировались: запас плавучести, количество отсеков, прочность переборок, количество и размещение торпедных аппаратов и др.) был составлен проект тактико-технического задания на разработку эскизного проекта 617. В мае 1948 года по приказу Министерства судостроительной промышленности все работы по пр.617 были переданы во вновь организованное специальное конструкторское бюро №143, куда были переведены сотрудники Бюро Антипина, а также большая группа сотрудников ЦКБ-18, ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова и других судостроительных проектных организаций. СКБ-143 разработало эскизный и технический проекты лодки, выпустило рабочие чертежи и всю необходимую техническую документацию для строительства и эксплуатации лодки и отработало на специальном стенде своей производственной базы парогазовую турбинную установку со всеми её системами и вспомогательными механизмами, а также руководило проведением испытаний ПЛ. Главным конструктором опытной ПЛ пр.617 был А.А.Антипин – начальник СКБ-143. В марте 1953 года по распоряжению СМ СССР все работы по проекту 617, а также все научно-исследовательские работы, проводившиеся в обеспечение этого проекта, вместе с имевшимся в СКБ-143 стендом, были переданы из СКБ-143 обратно в ЦКБ-18. Одновременно в ЦКБ-18 были переведены специалисты, которые занимались проектом 617 и научно-исследовательскими работами, связанными с этим проектом. Правительство придавало большое значение проектам ПЛ с новыми энергетическими установками, в приказе МСП от 2 марта 1949 года отмечалось: «Совет Министров Союза ССР признал необходимым и считает важнейшей задачей Министерства судостроительной промышленности и Министерства Вооруженных Сил создание скоростных подводных лодок на основе использования новых энергетических установок». В СКБ-143 был создан специальный стенд с хранилищем маловодной перекиси водорода, на котором силами специалистов и рабочих СКБ-143 была отработана ПГТУ, собранная из агрегатов, привезенных из Германии. Лодка пр.617 имела относительно короткий, несколько вытянутый по вертикали корпус, небольшое, хорошо обтекаемое ограждение шахты входного люка (боевой рубки не было) и рационально спроектированное оперение. Всё это обеспечивало подводной лодке хорошие скоростные и манёвренные качества. Смещение несколько в нос запаса плавучести способствовало улучшению мореходных качеств. Прочный корпус, рассчитанный на предельную глубину погружения 200 м, был разделён водонепроницаемыми переборками на 6 отсеков: торпедный, аккумуляторный (жилой), центральный пост, дизельный, турбинный, кормовой. Материал прочного корпуса – сталь СХЛ-4. Переборки центрального поста были рассчитаны на давление 10 кгс/кв.см, остальные три переборки – на давление 2 кгс/кв.см. В междубортном пространстве располагались восемь цистерн главного балласта, топливные цистерны и проницаемые выгородки с запасом перекиси водорода (103,4 т). Запас плавучести и деление прочного корпуса водонепроницаемыми переборками обеспечивали надводную непотопляемость ПЛ при затоплении любого отсека прочного корпуса с прилегающей к нему бортовой балластной цистерной. Энергетическое оборудование ПЛ пр.617 являлось её главной отличительной чертой. Оно состояло из дизель-электрической установки со схемой, аналогичной применяемой на дизель-электрических ПЛ, и парогазотурбинной установки. Впервые на отечественной ПЛ мощность установки подводного хода достигла 7250 л.с. на один вал. ПГТУ предназначалась для подводного хода на больших скоростях (10-20 узлов), дизель-электрическая – для надводного хода, для хода в перископном положении под дизелями (режим РДП), для хода в подводном положении под электродвигателями с питанием их от аккумуляторной батареи (малые подводные скорости от 2 до 9 узлов) и для зарядки аккумуляторов. Обе установки работали на линию вала. Дизель-электрическая установка состояла из двух дизелей 8Ч23/30 и 6Ч23/30, гребного электродвигателя ПГ-100, генератора ПГ-107 и станции их управления. Они были размещены в четвёртом (дизельном) отсеке, электродвигатель экономического хода – в шестом (кормовом) отсеке; аккумуляторная батарея – в аккумуляторной яме в нижней части второго отсека. Запас дизельного топлива составлял 88,5 тонн. Для обеспечения режима работы дизелей на перископной глубине было установлено устройство РДП с заваливающейся воздушной и газовой мачтой, представлявшее принципиально новую конструкцию, не применявшуюся на других сериях ПЛ. Одним из преимуществ этой конструкции было отсутствие прохода мачты РДП через прочный корпус, что экономило объём внутри ПЛ. Выбранные размеры и конструктивное выполнение устройства допускали работу на режиме РДП одновременно обоих двигателей на полной мощности, обеспечивая зарядку аккумуляторной батареи и ход со скоростью до 5,8 узла, при этом разрежение внутри ПЛ не превышало 150-200 мм вод.ст., а противодавление в газоотводе 1000-1200 мм вод.ст., в то время как на других сериях ПЛ эти величины составляли соответственно 500-650 мм и 2000-3000 мм вод.ст. Парогазовая турбинная установка работала по следующей схеме: перекись водорода подавалась в камеру разложения, где она с помощью специального катализатора разлагалась на газообразный кислород (37%) и водяной пар (63%). Из камеры разложения паро-кислород поступал в камеру горения, куда одновременно подавалось специальное легкое углеводородное топливо типа керосина (ТК-8А), удельным весом 0,8, отличающееся повышенной по сравнению с керосином температурой вспышки и малым содержанием примесей, что способствовало его полному сгоранию без коксования. Продукты горения, состоящие на 15% из углекислого газа и на 85% из водяного пара, пройдя через тепловой аккумулятор, служивший для выравнивания тепловой инерции парогаза при изменении режима работы, поступали в турбину с постоянной температурой 550°С и переменным в зависимости от нагрузки давлением. Полной нагрузке соответствовало давление около 21 кгс/кв.см при скорости вращения турбины около 9500 об/мин. Отработанный парогаз из турбины поступал в конденсатор для конденсации воды и отделения углекислого газа, который затем отсасывался винтовым компрессором типа «Лисхольм» и выбрасывался через специальное устройство за борт, где растворялся в морской воде. Запасы ПВК хранились в 32-х эластичных полихлорвиниловых мешках, расположенных в проницаемых выгородках легкого корпуса и подвешенных к корпусу на металлической раме. Под давлением забортной воды ПВК выжималась из мешков и подавалась сначала к перекачивающему насосу, а оттуда – к трёхкомпонентному насосу (ПВК – топливо – конденсат). Специальное топливо для ПГТУ хранилось в двух цистернах вне прочного корпуса и под забортным давлением подавалось непосредственно к трехкомпонентному насосу. Третьим компонентом этого насоса была конденсатная вода, которая выделялась в цикле в избытке в связи с разложением ПВК и использовалась для регулирования температуры парогаза; избыток её выбрасывался за борт вместе с углекислым газом компрессором «Лисхольм». Количество ПВК, топлива и конденсата, подаваемых в камеру горения для образования рабочего парогаза, регулировалось автоматически в зависимости от заданной нагрузки при помощи четырехкомпонентного регулятора. Четвертым компонентом в регуляторе была забортная вода замещения, которой восстанавливалось уменьшение веса корабля, получавшееся из-за разности веса расходуемых ПВК (удельный вес 1,34) и топлива (удельный вес 0,8) и поступающей на их место забортной воды. Регулированием последнего компонента поддерживалось постоянство плавучести ПЛ при ходе под ПГТУ. Охлаждение конденсата производилось в расположенном за бортом самопроточном холодильнике, куда конденсат подавался конденсатным насосом. Отсос утечек парогаза из сальников турбины производился при помощи водокольцевого разрежающего насоса, создававшего разрежение величиной 0,98 кгс/кв.см. Мощность турбины передавалась на гребной винт через двухступенчатый редуктор, понижавший частоту вращения до 480 об/мин. Часть мощности турбины отбиралась на работу компрессора, а также на вращение в генераторном режиме главного гребного электродвигателя для обеспечения электроэнергией вспомогательных механизмов. В целях обеспечения безопасности эксплуатации турбинная установка имела следующие защитные устройства; • предельная защита по оборотам турбины до 11200 об/мин; • предельная защита по температуре свежего пара до 575°С; • предельная защита по давлению в конденсаторе до 6 кгс/кв.см; • минимальная защита по давлению масла до 2,5 кгс/кв.см. Первые три защиты действовали через предельный регулятор турбины на трехкомпонентный переключатель в трехкомпонентном насосе и выводили установку из действия, а масляная защита с помощью манометрического реле вводила в действие резервный масляный насос. Парогазовая турбинная установка могла длительно работать на полной нагрузке в подводном положении на глубинах от 30 до 120 метров и кратковременно в течение 5 минут на глубинах до 160 метров. С увеличением глубины погружения мощность турбины, передаваемая на гребной винт, уменьшалась в связи с увеличением расхода мощности на работу винтового компрессора, откачивающего углекислый газ за борт. Пуск установки мог осуществляться в диапазоне глубин погружения от перископной до 80 метров. Пусковой нагрузкой являлась нагрузка по парогазу в 25% от полной. Минимальной эксплуатационной мощностью являлась 30% нагрузка по парогазу, которая обеспечивала плавание ПЛ на глубинах от перископной до 25 метров. Время непрерывной работы установки до полного использования ПВК в зависимости от нагрузки составляло от 6 до 23 часов. Максимальная мощность установки на глубине 30-40 м составляла 7250 л.с. на фланце турбины при часовом расходе парогаза 37 тонн. На этой же глубине мощность, передаваемая на гребной винт, составляла 6050 л.с. При плавании на глубине 40 метров удельный расход ПВК, отнесенный к мощности на фланце турбины, составлял при 100% нагрузке – 2,1 кг/л.с.час, при 50% – 2,5 кг/л.с.час и при 30% – 3,4 кг/л.с.час; расход топлива при этих же условиях составлял соответственно – 0,23; 0,28 и 0,37 кг/л.с.час. Полученные манёвренные характеристики ПГТУ могут быть охарактеризованы следующим образом: время подготовки установки к пуску составляло 2 минуты 10 секунд; форсированный пуск установки из холодного состояния с выходом на полную мощность составлял 9 минут 30 секунд, а при пуске из прогретого состояния – 4 минуты 35 секунд. Время перехода от работы под электродвигателем экономического хода на минимальную эксплуатационную нагрузку под ПГТУ при пуске из холодного или прогретого состояния составляло соответственно около 4 минут и 2 минут 45 секунд. Время перехода (при прогретой машине) с пусковой нагрузки на самую полную было около 2 минут 30 секунд. Оборудование, механизмы и общесудовые системы и устройства ПЛ были в большинстве своем идентичны с другими проектами ПЛ (пр.611, пр.613), проектирование и постройка которых велась в то время в ЦКБ-18 и на ленинградских судостроительных заводах. Из особенностей можно отметить следующее: • цистерна быстрого погружения имела гидравлическое управление кингстоном. Клапан вентиляции имел быстродействующий ручной привод; • водоотливные средства состояли из двух насосов – главного осушительного типа 6МВх2 и трюмного насоса ТП-20/250; • система воздуха высокого давления включала в себя 18 баллонов емкостью по 410 литров и 2 баллона ёмкостью по 80 литров. Общая ёмкость баллонов составляла 7,5 куб.м, давление – 200 кгс/кв.см. Для пополнения запаса воздуха на лодке были установлены два дизель-компрессоры типа ДК-2, производительностью 10 литр/мин, сжатого воздуха давлением 200 кгс/кв.см и один электрокомпрессор типа 1К производительностью 6 литр/мин, сжатого воздуха давлением 200 кгс/кв.см; • всплытие ПЛ из позиционного положения в крейсерское обеспечивалось продуванием цистерн главного балласта отработанными газами дизелей за время около 6 минут при одновременной работе главного и вспомогательного дизелей; • система гидравлики, предназначенная для приведения в действие гидроприводов вертикального и горизонтального рулей, подъемников перископа, подъемников антенн ВАН-5 и «Флаг», рамки подводной связи, штыревой антенны дальней связи и подъемника РДП, а также всех гидравлических машинок открывания кингстонов, клапанов вентиляции, передних крышек торпедных аппаратов и шахт подачи воздуха к дизелям и судовой вентиляции, – состояла из трёх насосных установок. • система общесудовой и батарейной вентиляции обслуживалась двумя вентиляторами – вдувным и вытяжным–производительностью по 4000 куб.м/час при напоре 350 мм вод.ст. Прием свежего воздуха осуществлялся через шахту подачи воздуха к дизелям, а выброс воздуха – через шахту вытяжной вентиляции; • установленная вначале система стабилизатора глубины «Спрут» ввиду неудовлетворительной её работы была снята до подписания приемного акта; • на лодке были установлены два подводных гальюна и один надводный в ограждении рубки. В состав средств навигации, наблюдения и связи входили: гирокомпас «Курс-3», лаг ГОМ-III, эхолот НЭЛ-4УГ, радиопеленгатор РПН-47-03, РЛС «Флаг», ответчик РЛС опознавания «Факел-МО-1», гидролокационная станция «Тамир-5ЛС», шумопеленгаторная станция «Марс-24КИГ». Несмотря на то, что ПГТУ длительно отрабатывалась на стенде, в процессе её испытаний в лодочных условиях продолжали выявляться различные неполадки: срыв работы насосов и других вспомогательных агрегатов установки, негерметичность мешков хранения ПВК и утечка её за борт, отказ в работе регулирующей аппаратуры установки и т.п. При появлении протечек ПВК происходило быстрое её разложение от контакта с загрязненными и промасленными предметами и возгорание этих предметов под воздействием кислорода. В связи с нарушением герметичности трассы ПВК, а также концентрацией масляных паров в отдельных районах, были случаи возгорания в турбинном отсеке и даже «хлопков», как называли тогда небольшие взрывы, происходившие без разрушений. В период заводских испытаний было установлено, что зона крутильных колебаний установки главного дизеля 8Ч23/30 имеет диапазон оборотов значительно больший расчетного, что заставляло увеличивать запретную зону рабочих чисел оборотов. Для снижения запретной зоны пришлось установить на фланце коленчатого вала дизеля антивибратор; одновременно был заменен коленчатый вал дизеля, на кормовой шейке которого были обнаружены трещины. Все это вместе взятое явилось причиной того, что испытания лодки С-99 продолжались длительное время. Только 21 апреля 1955 года ПЛ была предъявлена к государственным испытаниям, которые были закончены 20 марта 1956 года. Комиссия Государственной приемки в своем акте отмечала: «На подводной лодке достигнута впервые скорость полного подводного хода 20 узлов в течение 6 часов. По широкому диапазону больших подводных скоростей и разовым дальностям плавания этими скоростями подводная лодка не имела себе равных в составе отечественного флота, что значительно расширило тактические возможности боевого использования подводных лодок такого типа». Вместе с тем был отмечен ряд недостатков, выявленных при всестороннем испытании ПЛ, как например: • на больших скоростях ПЛ из-за помех трудно было пользоваться гидролокационной и шумопеленгаторной установками; • дальность непрерывного плавания под водой малым ходом была недостаточной ввиду небольшой емкости аккумуляторной батареи; • уровень шума при движении под ПГТУ на всех нагрузках и глубинах был велик и находился в пределах от 118 до 136 дБ на расстоянии 50 метров от лодки при скорости хода от 14 до 20 узлов. Шумность лодки при движении под ПГТУ определялась в основном шумом гребного винта и, частично, шумом, создававшимся редуктором ГТЗА; • при работе ПГТУ необитаемый турбинный отсек (5-й) герметизировался и личный состав 6-го отсека практически оказывался полностью изолированным от других отсеков лодки; • у дизелей при охлаждении их морской водой быстро коррозировали наружные поверхности рабочих втулок, рамовые и мотылевые подшипники не выдерживали предусмотренного срока службы. Программа строительства. Единственная опытовая подводная лодка проекта 617, получившая тактический номер С-99 (заводской номер 617) строилась на заводе №196 МСП («Судомех»). Она была заложена 5 февраля 1951 г. и спущена на воду 5 февраля 1952 г., а 16 июня того же года начались швартовые испытания. В 1956 году С-99 вступила в опытную эксплуатацию на Балтийском флоте. Статус на 2008 г. Войдя в состав БФ опытовая лодка пр.617 была в то время первой в мире боевой ПЛ, достигшей в подводном положении скорости 20 узлов. Следует отметить, что вошедшая в это же время (конец 1955 года) в состав военно-морского флота Великобритании экспериментальная ПЛ «Explorer», также имевшая ПГТУ и развивавшая большую подводную скорость, не являлась боевым кораблём, так как на ней отсутствовало вооружение, а её основным назначением была подготовка личного состава и проверка надёжности работы энергетической установки. В 1956 году ПЛ пр.617 С-99 вступила в опытную эксплуатацию на Балтийском флоте. В связи со сложностью и новизной её энергетической установки на период опытной эксплуатации был выделен от ЦКБ-18 гарантийный механик. Опытная учебная эксплуатация ПЛ проходила в отдельной бригаде учебных и ремонтируемых ПЛ. За период 1956-1959 годов ПЛ имела 98 выходов в море, прошла при этом более 6000 миль в надводном положении, около 800 миль в подводном положении (из них 315 миль под ПГТУ), было проведено много учебных запусков ПГТУ. 17 мая 1959 года на ПЛ С-99 произошла серьёзная авария. Лодка вышла в назначенный полигон для проведения учебно-испытательных запусков энергетической установки на разных глубинах. 19 мая после погружения был проведён запуск установки на глубине 40 м и затем на глубине 60 м. Замечаний по запуску и работе ПГТУ не было. При последующем запуске установки на глубине 80 м со стороны турбинного отсека послышался сильный удар (взрыв) и установка не запустилась. Командир лодки немедленно (не ожидая донесения из IV отсека) продул главный балласт системой аварийного продувания. ПЛ всплыла на поверхность, имея дифферент на корму около 2°. Из IV отсека (дизельного) было доложено: «Взрыв и пожар в V отсеке» и «Дано орошение в V отсек». На корабле была объявлена аварийная тревога. Через смотровые стекла из IV и VI отсеков установлено, что V (турбинный) отсек заполнился водой. Так как лодка оставалась на плаву, то командир решил идти в базу своим ходом при работе дизель-генератора (в IV отсеке) и электродвигателя экономического хода (в VI отсеке), сообщив об аварии в базу и вызвав корабль сопровождения. Через несколько часов ПЛ благополучно прибыла в базу. После откачки воды из турбинного отсека было установлено, что произошло разрушение бортового клапана погрузочного трубопровода перекиси водорода, в результате взрыва в верхней части прочного корпуса образовалось сквозное отверстие диаметром 80 мм. Взрыв произошёл из-за разложения перекиси водорода от попавшей в клапан грязи. После аварии С-99 уже не восстанавливалась, поскольку требовалась замена значительной части механизмов ПГТУ, многие из которых нужно было изготавливать заново, а это требовало значительных средств. Через некоторое время конструкторы начали разработку корабля усовершенствованного проекта 643 с увеличенным водоизмещением и подводной скоростью хода не менее 22 узлов, с двухвальной ГЭУ, а до этого рассматривался проект 617-М. Однако с 1952 г. уже полным ходом шли работы над проектированием кораблей проекта 627, ставших первыми отечественными подводными атомоходами. В результате дальнейшие работы над капризными и, как показал опыт, небезопасными парогазовыми турбинами решили прекратить а лодки с такими энергетическими установками посчитали неперспективными. Поэтому в дальнейшем ПЛ С-99 была разоружена и сдана на слом. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СЛУЖБЫ • С-99: [з/н 617]. 26.03.1949 г. зачислен в списки кораблей ВМФ; 5.02.1951 г. заложен на ССЗ №196 («Судомех») в Ленинграде как опытовая средняя подводная лодка с парогазотурбинной установкой; спущен на воду 5.02.1952 г.; в период с 16.06.1952 г. по 1955 г. выполнялась программа швартовых и заводских ходовых испытаний в акватории Лиепайской ВМБ и Южной Балтики; с 21.04.1955 г. по 20.03.1956 г. была выполнена программа государственных ходовых испытаний, в ходе которых на Таллинском полигоне была достигнута скорость полного подводного хода 20 узлов в течении шести часов и кратковременно – 22 узла; 20.03.1956 г. введён в строй и 30.08.1956 г. включён в состав отдельного дивизиона ПЛ ЛенВМБ КБФ с базированием на Ломоносов; в период с лета 1956 г. по зиму 1958 г. проведена послеиспытательная ревизия (ремонт) механизмов на ССЗ №196; 05.1958 г. корабль перешёл в Кронштадт и вступил в опытную эксплуатацию; летом 1958 г. прошёл отработку учебно-курсовых задач в Финском заливе в районе острова Готланд, после чего перешёл в Лиепаю; в период зимы 1958–1959 гг. проходил отработку учебно-курсовых задач в Южной Балтике, после чего в связи с выработкой моторесурса ГЭУ планировался ремонт на ССЗ № 196, но по настоянию руководства ВМФ и с согласия ЦКБ-18 было решено провести перед этим дополнительные испытания ПГТУ, включая запуски на разных глубинах; 19.05.1959 г. корабль вышел в море и погрузился под воду, экипаж приступил к выполнению программы испытаний; запуски турбины в 40 и 60 м от поверхности прошли штатно, затем на глубине 80 м в V отсеке произошёл хлопок (взрыв), корабль стал тонуть с дифферентом на корму, после срочного продувания ЦГБ корабль, провалившийся до 120 м, начал всплывать; в V отсеке продолжался пожар, дым проникал в обитаемый IV и в кормовой VI отсеки; корабль всплыл, огонь постепенно утих ввиду фильтрации забортной воды в отсек; к аварийному кораблю подошли ПЛ, ЭМ, СС и ТКА; дав ход под электромотором корабль отшвартовался в Лиепае спустя 12 ч; в период 05–06.1959 г. прошёл аварийный ремонт на заводе «Тосмаре» в Лиепае, после чего перешёл в надводном положении в Кронштадт; 3.08.1961 г. выведен из боевого состава, переклассифицирован в опытовую ПЛ и передан ЦНИИ-138 ВМФ; 28.02.1964 г. исключён из состава ВМФ в связи со сдачей в ОФИ для демонтажа и реализации и 15.05.1964 г. расформирован; впоследствии на Ленинградской базе «Главвторчермета» на Турухтанных о-вах разделан на металл.