Подводный флот ВМС США - состояние и перспективы развития
ВМС США обладают самым мощным атомным подводным флотом и в дальнейшем предполагают поддерживать его количественный состав и качественный уровень в пределах, обеспечивающих «защиту национальных интересов в условиях существующих и перспективных угроз».
Боевой состав и современное состояние подводных сил ВМС США. На июль 2007 года в боевом составе американского флота числились 73 атомные подводные лодки, в том числе: 14 типа «Огайо» с баллистическими ракетами (БР) «Трайдент-1/2» (SSBN/ПЛАРБ), четыре с крылатыми ракетами «Томахок» (SSGN/ПЛАРК), переоборудованные из первых ПЛАРБ того же типа, а также 55 многоцелевых (SSN/ПЛА) типов «Лос-Анджелес» (49), «Сивулф» (три) и «Виргиния» (три).
Боевой состав и современное состояние подводных сил ВМС США. На июль 2007 года в боевом составе американского флота числились 73 атомные подводные лодки, в том числе: 14 типа «Огайо» с баллистическими ракетами (БР) «Трайдент-1/2» (SSBN/ПЛАРБ), четыре с крылатыми ракетами «Томахок» (SSGN/ПЛАРК), переоборудованные из первых ПЛАРБ того же типа, а также 55 многоцелевых (SSN/ПЛА) типов «Лос-Анджелес» (49), «Сивулф» (три) и «Виргиния» (три).
Проведенная в 2003 году проверка технического состояния ПЛАРБ выявила возможность продления сроков их службы с 30 до 44 лет. Таким образом, подводные стратегические ядерные силы морского базирования до 2025 года не претерпят кардинальных изменений, связанных с заменой самих носителей БР. Многоцелевые подводные лодки типа «Лос-Анджелес» будут постепенно выводиться из состава флота с заменой на ПЛА типа «Вирджиния». Динамика изменения численности корабельного состава подводных сил ВМС США до 2025 года приведена в таблице.
ПЛАРБ типа «Огайо» предназначены для выполнения задач по нанесению ракетно-ядерных ударов по важным административным, промышленным и военным объектам противника. В настоящее время корабли данного класса оснащены баллистическими ракетами «Трайдент-2» (D5). Первые четыре лодки (SSBN-730-733) завершили модернизацию и к началу 2008 года перевооружены на БР «Трайдент-2» с ракет «Трайдент-1» (С4). Дальнейшее совершенствование ПЛАРБ типа «Огайо» будет осуществляться путем модернизации гидроакустических комплексов и аппаратуры связи, создания перспективных систем, обеспечивающих скрытность, живучесть и боевую устойчивость ракетоносцев.
| Таблица Состояние подводных сил ВМС США на период до 2025 года | ||||||
| Класс и тип кораблей | Период вступления в строй кораблей серии | 2007 | 2010 | 2015 | 2020 | 2025 |
| Атомные подводные лодки с баллистическими ракетами | ||||||
| «Огайо» | 1984-1997 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Атомные подводные лодки с крылатыми ракетами | ||||||
| «Огайо» | 2004-2007 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Многоцелевые атомные подводные лодки | ||||||
| «Лос-Анджелес» | 1976-1996 | 49 | 44 | 34 | 22 | 11 |
| «Сивулф» | 1997-2004 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| «Виргиния» | 2004-2023 | 3 | 6 | 14 | 22 | 30 |
| NSSN | 2023 - | 2 | ||||
| Всего | 73 | 71 | 69 | 65 | 64 | |
Первые четыре ПЛАРБ типа «Огайо» (SSBN-726-729), выведенные из состава стратегических наступательных сил в 2003 году, к настоящему времени завершают программу переоборудования под носители крылатых ракет и подразделений сил специальных операций (ССО, рис. 1). Общий объем финансирования всей программы составляет 4,2 млрд долларов. В 22 ракетных шахтах каждой лодки устанавливаются 154 КР «Томахок» (семь в каждой). Две шахты переоборудованы в шлюзовые камеры, предназначенные для перехода боевых пловцов ССО из отсека ПЛАРК в подводные средства доставки (ПСД) или доковую камеру на палубе в подводном положении лодки.
Многоцелевые атомные подводные лодки составляют основную часть подводного флота США. Огромные расходы, связанные с высокой стоимостью содержания кораблей данного класса в течение их жизненного цикла, заставляет руководство ВМС сокращать численность ПЛА в составе флота. Ожидается, что к 2025 году их количество уменьшится до 44 единиц.
К этому времени в составе ВМС США будут находиться многоцелевые атомные подводные лодки следующих типов: «Лос-Анджелес» (с продлением срока службы до 33 лет), «Сивулф», «Виргиния» (с непрерывной модернизацией при строительстве последующих корпусов), и, возможно, после 2023 года флот пополнится ПЛА нового поколения NSSN.
В рассматриваемый период в составе ВМС будут преобладать ПЛА типа «Лос-Анджелес». В связи с этим командование ВМС принимает ряд мер, направленных на повышение их боевых возможностей в соответствии с новыми концепциями применения сил флота.
Многоцелевые атомные подводные лодки составляют основную часть подводного флота США. Огромные расходы, связанные с высокой стоимостью содержания кораблей данного класса в течение их жизненного цикла, заставляет руководство ВМС сокращать численность ПЛА в составе флота. Ожидается, что к 2025 году их количество уменьшится до 44 единиц.
К этому времени в составе ВМС США будут находиться многоцелевые атомные подводные лодки следующих типов: «Лос-Анджелес» (с продлением срока службы до 33 лет), «Сивулф», «Виргиния» (с непрерывной модернизацией при строительстве последующих корпусов), и, возможно, после 2023 года флот пополнится ПЛА нового поколения NSSN.
В рассматриваемый период в составе ВМС будут преобладать ПЛА типа «Лос-Анджелес». В связи с этим командование ВМС принимает ряд мер, направленных на повышение их боевых возможностей в соответствии с новыми концепциями применения сил флота.
 |
| Рис. 1. Схема переоборудования ПЛАРБ типа «Огайо» в ПЛАРК: 1 - многозарядные пусковые модули КР «Томахок»; 2 - подводное средство доставки боевых пловцов (СмПЛ); 3 - пост управления действиями РДГ сил специальных операций; 4 - жилые помещения для боевых пловцов |
  |
| Рис 2. Движитель с кольцевым приводом |
 |
| Рис. 3. Универсальная пусковая установка всплывающего типа (BUBL) |
 |
| Рис. 4. Варианты размещения полезной нагрузки универсальной пусковой установки всплывающего типа (BUBL) |
 |
| Рис. 5. Концепция по созданию гибкого многоуровневого модульного варианта размещения полезной нагрузки |
С учетом поступления на вооружение ПЛА усовершенствованных образцов ракетного и торпедного оружия реализуется программа модернизации системы управления стрельбой. Разработана и испытана новая система управления стрельбой крылатыми ракетами (ATWCS -Advanced Tomahawk Weapon Control System), позволяющая сократить время реакции, повысить универсальность и эффективность боевого применения КР «Томахок». Внедрение этой системы на ПЛА началось в 2000 году.
Проводятся работы по переоборудованию шести корпусов ПЛА типа «Лос-Анджелес» в носители подводных средств доставки подразделений ССО -СмПЛ типа ASDS (Advanced Swimmer Delivery System). В ходе модернизации подводные лодки оснащаются также системой минной разведки AN/BLQ-11 (LMRS) на базе автономных подводных аппаратов (АПА). Система, поступающая на вооружение с 2007 года, состоит из двух АПА торпедообразной формы, корабельного и берегового оборудования и обеспечивает как последовательное, так и одновременное использование аппаратов. Суммарная площадь района, обследуемого в течение одного цикла использования LMRS, включающего шесть индивидуальных выходов АПА, составляет 1 370/2 230 км2 (400/650 миль2), а суточная производительность - 120/170 км2 (35/50 миль2).
Выполняется также программа A-RCI (Acoustic-Rapid COTS Insertion), предусматривающая оснащение американских подводных лодок гидроакустическим комплексом (ГАК) с открытой архитектурой, повышенной чувствительностью приемного тракта и производительностью вычислительных средств. В компоновку нового ГАК входят программно-аппаратные средства, разработанные с использованием технологий двойного назначения.
В период с 2000 по 2007 год на ПЛА типа «Лос-Анджелес» были установлены новые буйковые антенны для обеспечения двусторонней связи с берегом в диапазоне метровых и дециметровых волн. Их можно использовать при скорости хода лодки 6 уз на глубине погружения до 90 м. Прием информации в миллиметровом диапазоне обеспечивают терминалы спутниковых систем связи с фазированной антенной решеткой типа HDR (High Data Rate), размещенной на выдвижном устройстве.
В 1997-1998 годах в состав ВМС США были введены две ПЛА типа «Сивулф». Третья - «Джимми Картер», построенная по видоизмененному проекту, передана флоту в 2054 году. ПЛА этого типа были изначально предназначены для ведения длительного слежения за российскими ракетными подводными крейсерами стратегического назначения в любых районах Мирового океана. Намечалось построить 29 таких подводных лодок, однако в связи с их высокой стоимостью и коренными изменениями в военно-политической обстановке в мире программа была пересмотрена и ограничена тремя кораблями.
Впервые в американской практике на ПЛА этого типа установлены восемь 660-мм торпедных аппаратов (ТА), позволяющих осуществлять бесшумный запуск торпед самовыходом. Для пуска крылатых ракет ТА оснащены малошумной пневмогидравлической системой стрельбы.
В проект ПЛА «Джимми Картер» в ходе строительства были внесены существенные изменения, которые, по мнению американских специалистов, способствуют развертыванию НИОКР по созданию подводных лодок нового поколения, разработке и проведению испытаний многоцелевых подводных аппаратов перспективных проектов.
Отказавшись от продолжения строительства крупной серии ПЛА типа «Сивулф», военно-политическое руководство США приняло решение разработать новый проект подводной лодки, которая по своим боевым возможностям была бы сопоставима с ПЛА типа «Сивулф», но экономичнее по стоимости.
Головная ПЛА нового проекта - «Виргиния» - вошла в состав флота в 2004 году. Две последующие вступили в строй в 2006-2007 годах. Строительство четвертой, пятой и шестой ведется в настоящее время на верфях фирм «Дженерал дайнэмикс электрик боут» и «Ньюпорт-Ньюс шипбилдинг». Кораблестроительной программой предусмотрено финансирование постройки последующих ПЛА (с темпом по одной ежегодно), а начиная с 2012 года командование ВМС рассчитывает строить по две ПЛА в год. При этом суммарные расходы на строительство всей серии (из 30 единиц) должны составить 67 млрд долларов.
ПЛА типа «Виргиния» спроектирована для выполнения широкого круга задач в ходе локальных войн и региональных конфликтов с учетом особенностей действий в прибрежных районах. В то же время она сохраняет возможности решения традиционных боевых задач в океанских зонах и по своим характеристикам должна превосходить новейшие подводные лодки любого потенциального противника.
В состав вооружения лодки этого типа входят расположенные вне прочного корпуса 12 установок вертикального пуска для крылатых ракет «Томахок» и четыре 533-мм ТА с боекомплектом из 26 торпед Мк 48, часть из которых может заменяться противокорабельными ракетами (ПКР) «Гарпун» или минами «Кэптор».
Для транспортировки и высадки подразделений сил специальных операций ПЛА оборудуется шлюзовой камерой, вмещающей девять человек, и устройствами, позволяющими на период выполнения задачи устанавливать палубный контейнер с доковой камерой DDS или подводное средство доставки боевых пловцов - СмПЛ ASDS. Конструкция торпедного отсека предусматривает в короткие сроки подготовить ПЛА к выполнению специализированных задач. За счет демонтажа части стеллажей, на которых хранится боезапас, в отсеке могут быть размещены 40 боевых пловцов, а при ведении минной разведки вместо шести торпед в нем устанавливается система обнаружения мин LMRS.
ПЛА типа «Виргиния» оснащена новой ядерной энергетической установкой с реактором S9G. Кампания активной зоны реактора составляет 33 года, что рассчитано на эксплуатацию в, течение всего планируемого срока службы корабля.
Реализация компьютерных технологий и открытой архитектуры новой интегрированной системы боевого управления (ИСБУ) по обработке сигналов и данных позволила в разы превысить соответствующие параметры существующих АСБУ американских подводных лодок. Широкое применение внешних источников информации, включая беспилотные летательные и подводные аппараты, а также выставляемые гидроакустические излучатели в сочетании с перспективными средствами связи позволит ПЛА типа «Виргиния» эффективно действовать как автономно, так и в составе разнородных группировок и объединенных формирований ВМС. Дальнейшее повышение их боевых возможностей предусматривается в процессе модернизации при строительстве очередных корпусов.
Несмотря на кардинальные изменения внешнеполитической обстановки, напряженность оперативного использования подводных сил американского флота остается на прежнем, если не на более высоком, уровне. Ведется систематическое боевое патрулирование подводных ракетоносцев с баллистическими ракетами на борту, продолжаются автономные походы многоцелевых подводных лодок в Северную Атлантику, западную часть Тихого океана и в Индийский океан, участились выходы лодок в море в составе теперь уже не только авианосных, но и экспедиционных ударных групп. В конце 2007 года на пробное (годичное, со сменой экипажей через три месяца) боевое патрулирование вышла первая из четырех переоборудованных ПЛАРБ - ПЛАРК «Огайо» с крылатыми ракетами «Томахок».
Американские средства массовой информации со ссылкой на некоторые статистические данные штаба подводных сил флота США приводили, в частности, такие цифры: в период 2005-2006 годов 72 многоцелевые подводные лодки совершили в общей сложности 123 боевых похода, а 14 ПЛАРБ выполнили 81 боевое патрулирование.
По мере развития в странах - потенциальных противниках США высокоточных противокорабельных ракет, в том числе берегового базирования, появления более совершенных образцов минного оружия, пополнения корабельного состава малошумными подводными лодками возрастает, как считают на Западе, угроза для американских ВМС. Этим обосновывается необходимость создания перспективных кораблей, включая подводные лодки, которые были бы более эффективны в новых условиях. При этом круг задач, которые призваны решать ПЛА нового поколения, значительно расширится.
Перспективные ПЛА, помимо решения традиционных задач по борьбе с надводными кораблями и подводными лодками будут обладать боевыми возможностями: по сдерживанию противника угрозой нанесения массированного ракетного удара; прикрытию развертываемых корабельных соединений; участию в системе противоракетной обороны; огневой поддержке сухопутных сил; нанесению ударов по наземным объектам (включая защищенные, мобильные и скрытые). Они станут способными осуществлять запуск, управление и по возможности обратный прием разведывательных и ударных беспилотных летательных и автономных подводных аппаратов; высадку и управление действиями разведывательно-диверсионных групп ССО; противоминное обеспечение корабельных группировок; оборудование района боевых действий выставляемыми средствами освещения обстановки длительного пользования.
Новые ПЛА будут в состоянии выполнять и стратегические задачи, то есть наносить удары баллистическими и крылатыми ракетами стратегического назначения. Это обусловлено тем, что система «Трайдент» к 2040 году должна быть заменена универсальной системой оружия, обеспечивающей выполнение боевых задач в военных конфликтах любого уровня, в том числе с применением ядерного оружия при существенной экономии финансовых средств. Решение подобной задачи возможно лишь в случае реализации технологических разработок, которые коренным образом изменят принципы проектирования ПЛ. Их внедрение позволит увеличить полезную нагрузку, изменить компоновочные схемы и архитектуру лодки, значительно расширить ее функциональные возможности и обеспечить требуемый уровень скрытности.
Совершенствование оперативно-тактических возможностей ПЛА ВМС США предусматривает наряду с постепенным внедрением новых технологических наработок при строительстве очередных серий лодок типа «Вирджиния» активизацию исследований по определению облика атомных подводных лодок следующего поколения (в том числе и ПЛАРБ), которые войдут в состав флота после 2025 года.
Ориентировочно после 2012 года вторую серию ПЛА типа «Виргиния» (с девятой/десятой лодки) планируется строить по существенно измененному проекту, в который будут внесены наработки в области полного электродвижения, а также ряд принципиально новых технологий, разрабатываемых в настоящее время в целях реализации концепции модульной ПЛА нового поколения. Эти наработки командование ВМС США в 2005 году включило в единую четырехлетнюю программу «Танго браво», проводимую ВМС совместно с ДАРПА (управление перспективных исследований МО). Эта программа определяет пять ключевых технологических направлений НИОКР по усовершенствованию подводных лодок типа «Виргиния», а именно:
- создание безвальной движительной системы;
- хранение и запуск оружия вне прочного корпуса;
- размещение на прочном корпусе конформных гидроакустических антенных решеток;
- существенное упрощение корпусных конструкций с заменой механических и гидравлических исполнительных механизмов электрическими;
- полная автоматизация всех процессов в СБУ, что позволит сократить численность экипажа.
Безвальная движительная система будет включать турбонасос и один из трех типов разрабатываемых электродвигателей: с расположением внутри прочного корпуса лодки (internal), с кольцевым приводом (rim-driven) или с приводом, расположенным в ступице (hub driven).
Исследования в рамках программы «Танго браво» по созданию движителей нового поколения активно ведут судостроительная компания «Дженерал дай-нэмикс электрик боут» и фирма «Роллс-Ройс». При этом они отдают предпочтение варианту Rim-Driven Podded Propulsor (RDP) - движитель в насадке с кольцевым приводом (рис. 2), а не варианту, при котором электродвигатель располагается в ступице - Hub Driven Pod (HDP) - привод через ступицу водометного движителя.
Применительно к HDP для повышения скорости хода необходимо свести к минимуму кавитацию и увеличить порог скоростей резкого падения упора винта, что, в свою очередь, требует большей площади его лопастей и провоцирует усиление крутящего момента. Кроме того, это предполагает увеличение диаметра обтекателя и/или дополнительно его длины, в результате чего возрастают массогабаритные характеристики и, соответственно, сопротивление. В то же время диаметр винта ограничен проектом (заданием на проектирование) и расстоянием до корпуса корабля, от чего зависит КПД и мощность. Ввиду этого скорость двигательно-движительных комплексов (ДДК) с электродвигателями, расположенными в ступице, ограниченна.
В ДДК с кольцевым приводом (RDP) используются те же гидродинамические принципы, что и в водометных движителях. В сравнении с ними эти ДДК обладают дополнительными достоинствами, такими как: высокий крутящий момент ротора, жесткое соединение лопастей ротора с кольцом, минимальное влияние обводов корпуса и способность вращения ДДК относительно вертикальной оси.
Электродвигатель, расположенный в кольце, способствует высокому крутящему моменту ротора, что в совокупности с жестким креплением лопастей к кольцу позволяет минимизировать окружную скорость, а следовательно, ограничить внутренние потери на трение в движителе и тем самым повысить про-пульсивный коэффициент. Жесткое крепление оконечностей лопастей ротора к кольцу позволяет избежать сложностей, связанных с увеличением площади лопастей винта, которые возникают при традиционной схеме их крепления к ступице винта.
ДДК с кольцевым приводом (RDP), работы над которым ведутся в компании «Дженерал дайнэмикс электрик боут», представляет собой многолопастной движитель, заключенный в направляющую насадку. Внешние кромки лопастей крепятся к внешнему кольцу, в котором расположен ротор электродвигателя на постоянных магнитах с радиальным потоком. Это кольцо - ротор, вращающийся в направляющей насадке, внутри которой заключен статор электродвигателя. Ротор и статор независимо друг от друга изолированы от морской воды («воздушный» зазор между ними заполнен водой). Это позволяет ДДК быть полностью погруженным в воду без использования в его конструкции вращающихся уплотнений. Ось ротора и подшипники располагаются в относительно небольшой ступице, которая свободно затоплена морской водой и удерживается через набор неподвижных лопастей статора кольцевой насадкой. Лопасти статора также обеспечивают выравнивание вихревого потока, вызываемого лопастями винта.
Применение кольца позволяет лопастям выдерживать значительные гидродинамические нагрузки на внешних кромках без образования концевых вихрей. Направляющая насадка способствует выравниванию потока, что дает возможность снизить вибрацию и кавитацию. Кроме того, направляющая насадка обеспечивает экранирование шумов винта. Движитель с кольцевым приводом позволяет снизить частоту вращения винта.
Вторая технологическая область программы связана с возможностью хранения и осуществления запуска боекомплекта вне прочного корпуса (ПК) ПЛА.
Руководство ВМС заявило, что хранение оружия вне ПК значительно расширит полезный объем под определенные цели. Были предложены разработки пусковых контейнеров. Контейнеры, выполненные в виде вертикально и горизонтально расположенных пакетов, позволяют производить запуск из подводного положения всплывающих в капсулах боеприпасов различного типа. Такие системы пуска оружия дают возможность ПЛА покинуть район до выхода оружия на поверхность. Конструкция контейнеров и капсул должна обеспечить применение оружия с больших глубин и на большой скорости хода лодки.
Центр подводных вооружений ВМС США (NUWC - Naval Underwater Weapons Center) совместно с группой Forward Pass (FPASS), возглавляемой специалистами фирмы «Рейтеон», развивают в рамках программы «Обеспечения подводных лодок полезной нагрузкой и сенсорами» (Submarine Payloads and Sensors - SP&S) концепцию создания универсальной капсулированной полезной нагрузки, или универсальной пусковой установки всплывающего типа BUBL (Broaching Underwater Buoyant Launcher). Концептуальный образец этой установки и варианты ее размещения на корабле приведены на рис. 3, 4 и 5. Группа FPASS предполагает, что BUBL благодаря универсальному способу прочного капсулирования обеспечит ПЛА перспективными видами вооружения, которые могут быть эффективно использованы в глубоководных районах. Данная технология предусматривает также возможность размещения пусковых установок вне прочного корпуса ПЛА, что будет способствовать увеличению полезного объема лодки. В результате применения технологии BUBL значительно увеличится боевая эффективность будущих подводных лодок и появятся возможности для решения ими новых задач.
Группа FPASS совместно с руководством управления кораблестроения и вооружения ВМС США определила демонстрационную программу BUBL. Реализация этой программы началась в 2002 году и предполагала рассмотрение ключевых элементов концепции по созданию BUBL. В ходе работ было установлено, что данный проект выполним при приемлемом уровне технического риска, поэтому было принято решение о разработке и изготовлении опытного образца.
Проектирование, изготовление и проведение испытаний опытного образца BUBL вместе со вспомогательными системами (управления, запуска и электропитания) с капсулированной структурой было возложено на группу FPASS. Все компоненты будут объединены и пройдут демонстрационные испытания на гидростатических и гидродинамических стендах. Помимо того, она должна будет решать вопросы, связанные с наиболее критичными проблемами. К ним относятся: защищенность от подводного взрыва, механических повреждений при загрузке, динамика запуска с борта ПЛА при ее движении и общая стоимость проекта. Разработка окончательной версии системы будет служить основанием для перехода к программе инженерного проектирования и создания предсерийного образца.
Это произойдет после того, как полностью будут разрешены следующие наиболее критичные проблемы:
- обеспечение защищенности (при снижении стоимости) системы герметизации, состоящей из сложной структурной конструкции, позволяющей предохранять «полезный груз» от коррозийного воздействия окружающей среды (морской воды) в полном диапазоне глубин погружения ПЛА, а также от подводной взрывной волны;
- многократность использования и соответствие полезной нагрузки определенным размерам для возможности быстрого оснащения и рационального комплектования;
- беспроводная передача и ввод данных, а также надежное подключение к системе электропитания;
- многовариантность, в том числе и по конфигурации, комплектования полезной нагрузки в универсальных ПУ на корабле-носителе, включая применение оружия как с борта, так и вне корпуса лодки;
- полная совместимость с перспективными ИСБУ корабля-носителя;
- продолжительный срок службы с минимальным временем на проведение технического обслуживания.
Считается, что благодаря реализации концепции BUBL значительно возрастет боевая эффективность перспективных ПЛА. С точки зрения архитектурного исполнения на борту ПЛА BUBL позволят:
- снизить стоимость постройки ПЛА за счет установки универсальных герметичных капсул в носовой части, при этом отпадет необходимость в использовании дорогостоящих ПУ, ТА и систем обеспечения запуска ракет;
- уменьшить численность личного состава, обслуживающего системы оружия;
- устранить сложные процессы загрузки боекомплекта на борт ПЛА, в том числе при дифферентовке и вывешивании лодки при приеме переменных грузов. Для капсулированной полезной нагрузки, размещенной в BUBL, потребуются только обеспечение электроэнергией и загрузка необходимыми данными для наведения на цель. Все механизмы будут размещаться в интегрированных блоках полезной нагрузки (такая модульность конструкции позволит производить быструю замену боезапаса).
Для выполнения программы по разработке BUBL в группу FPASS входят фирмы «Рейтеон системз» и «Дженерал дайнэмикс электрик боут», а также центр NUWC (подразделение в г. Ньюпорт).
Третья технологическая область программы «Танго браво» - применение конформных гидроакустических антенных решеток на прочном корпусе. Идея связана с размещением гидроакустических антенных решеток по всему прочному корпусу ПЛА и отказом от дорогой сферической антенны ГАС в носовой части лодки. В целом это позволит работать в низкочастотном диапазоне без применения буксируемой антенны и осуществлять слежение на любом курсовом угле в сложных гидрологических условиях на мелководье.
Четвертая технологическая область предполагает существенное инфраструктурное упрощение корпусных конструкций, а также замену механических и гидравлических исполнительных механизмов электрическими. В первую очередь ВМС хотят заменить до максимально возможной степени гидравлические, механические и пневматические исполнительные устройства электрическими (ЭИУ), в том числе обеспечивающими запуск оружия, живучесть корабля и управление ПЛА. С внедрением таких устройств и повышением уровня автоматизации управления ими на ПЛА произойдет значительное сокращение численности обслуживающего персонала и, как следствие, экипажа. Основное требование к новому приводу - высокая мощность и низкий уровень шумности. При реализации этих проектов существенно снизится зависимость корабля от гидравлики.
Пятая технологическая область предполагает значительное повышение роли экспертных систем при решении многих задач, возлагаемых на операторов ИСБУ. Более высокий уровень автоматизации позволит сократить число операторов боевой смены до восьми человек.
При реализации всех этих ключевых технологий в рамках программы совершенствования подводных лодок типа «Виргиния» («Танго браво») снизится (по предварительным данным, на 50 проц.) стоимость ПЛА, а под размещение полезной нагрузки (баллистические и крылатые ракеты, торпеды) высвободится значительное пространство.
Таким образом, атомные многоцелевые подводные лодки нового поколения будут малошумными, оснащены более совершенными средствами освещения обстановки и значительно расширенным боекомплектом, обладать возможностями широкого применения необитаемых подводных аппаратов различного назначения. В отдельных случаях боевой потенциал перспективных ПЛА позволит решать стратегические задачи.
Проводятся работы по переоборудованию шести корпусов ПЛА типа «Лос-Анджелес» в носители подводных средств доставки подразделений ССО -СмПЛ типа ASDS (Advanced Swimmer Delivery System). В ходе модернизации подводные лодки оснащаются также системой минной разведки AN/BLQ-11 (LMRS) на базе автономных подводных аппаратов (АПА). Система, поступающая на вооружение с 2007 года, состоит из двух АПА торпедообразной формы, корабельного и берегового оборудования и обеспечивает как последовательное, так и одновременное использование аппаратов. Суммарная площадь района, обследуемого в течение одного цикла использования LMRS, включающего шесть индивидуальных выходов АПА, составляет 1 370/2 230 км2 (400/650 миль2), а суточная производительность - 120/170 км2 (35/50 миль2).
Выполняется также программа A-RCI (Acoustic-Rapid COTS Insertion), предусматривающая оснащение американских подводных лодок гидроакустическим комплексом (ГАК) с открытой архитектурой, повышенной чувствительностью приемного тракта и производительностью вычислительных средств. В компоновку нового ГАК входят программно-аппаратные средства, разработанные с использованием технологий двойного назначения.
В период с 2000 по 2007 год на ПЛА типа «Лос-Анджелес» были установлены новые буйковые антенны для обеспечения двусторонней связи с берегом в диапазоне метровых и дециметровых волн. Их можно использовать при скорости хода лодки 6 уз на глубине погружения до 90 м. Прием информации в миллиметровом диапазоне обеспечивают терминалы спутниковых систем связи с фазированной антенной решеткой типа HDR (High Data Rate), размещенной на выдвижном устройстве.
В 1997-1998 годах в состав ВМС США были введены две ПЛА типа «Сивулф». Третья - «Джимми Картер», построенная по видоизмененному проекту, передана флоту в 2054 году. ПЛА этого типа были изначально предназначены для ведения длительного слежения за российскими ракетными подводными крейсерами стратегического назначения в любых районах Мирового океана. Намечалось построить 29 таких подводных лодок, однако в связи с их высокой стоимостью и коренными изменениями в военно-политической обстановке в мире программа была пересмотрена и ограничена тремя кораблями.
Впервые в американской практике на ПЛА этого типа установлены восемь 660-мм торпедных аппаратов (ТА), позволяющих осуществлять бесшумный запуск торпед самовыходом. Для пуска крылатых ракет ТА оснащены малошумной пневмогидравлической системой стрельбы.
В проект ПЛА «Джимми Картер» в ходе строительства были внесены существенные изменения, которые, по мнению американских специалистов, способствуют развертыванию НИОКР по созданию подводных лодок нового поколения, разработке и проведению испытаний многоцелевых подводных аппаратов перспективных проектов.
Отказавшись от продолжения строительства крупной серии ПЛА типа «Сивулф», военно-политическое руководство США приняло решение разработать новый проект подводной лодки, которая по своим боевым возможностям была бы сопоставима с ПЛА типа «Сивулф», но экономичнее по стоимости.
Головная ПЛА нового проекта - «Виргиния» - вошла в состав флота в 2004 году. Две последующие вступили в строй в 2006-2007 годах. Строительство четвертой, пятой и шестой ведется в настоящее время на верфях фирм «Дженерал дайнэмикс электрик боут» и «Ньюпорт-Ньюс шипбилдинг». Кораблестроительной программой предусмотрено финансирование постройки последующих ПЛА (с темпом по одной ежегодно), а начиная с 2012 года командование ВМС рассчитывает строить по две ПЛА в год. При этом суммарные расходы на строительство всей серии (из 30 единиц) должны составить 67 млрд долларов.
ПЛА типа «Виргиния» спроектирована для выполнения широкого круга задач в ходе локальных войн и региональных конфликтов с учетом особенностей действий в прибрежных районах. В то же время она сохраняет возможности решения традиционных боевых задач в океанских зонах и по своим характеристикам должна превосходить новейшие подводные лодки любого потенциального противника.
В состав вооружения лодки этого типа входят расположенные вне прочного корпуса 12 установок вертикального пуска для крылатых ракет «Томахок» и четыре 533-мм ТА с боекомплектом из 26 торпед Мк 48, часть из которых может заменяться противокорабельными ракетами (ПКР) «Гарпун» или минами «Кэптор».
Для транспортировки и высадки подразделений сил специальных операций ПЛА оборудуется шлюзовой камерой, вмещающей девять человек, и устройствами, позволяющими на период выполнения задачи устанавливать палубный контейнер с доковой камерой DDS или подводное средство доставки боевых пловцов - СмПЛ ASDS. Конструкция торпедного отсека предусматривает в короткие сроки подготовить ПЛА к выполнению специализированных задач. За счет демонтажа части стеллажей, на которых хранится боезапас, в отсеке могут быть размещены 40 боевых пловцов, а при ведении минной разведки вместо шести торпед в нем устанавливается система обнаружения мин LMRS.
ПЛА типа «Виргиния» оснащена новой ядерной энергетической установкой с реактором S9G. Кампания активной зоны реактора составляет 33 года, что рассчитано на эксплуатацию в, течение всего планируемого срока службы корабля.
Реализация компьютерных технологий и открытой архитектуры новой интегрированной системы боевого управления (ИСБУ) по обработке сигналов и данных позволила в разы превысить соответствующие параметры существующих АСБУ американских подводных лодок. Широкое применение внешних источников информации, включая беспилотные летательные и подводные аппараты, а также выставляемые гидроакустические излучатели в сочетании с перспективными средствами связи позволит ПЛА типа «Виргиния» эффективно действовать как автономно, так и в составе разнородных группировок и объединенных формирований ВМС. Дальнейшее повышение их боевых возможностей предусматривается в процессе модернизации при строительстве очередных корпусов.
Несмотря на кардинальные изменения внешнеполитической обстановки, напряженность оперативного использования подводных сил американского флота остается на прежнем, если не на более высоком, уровне. Ведется систематическое боевое патрулирование подводных ракетоносцев с баллистическими ракетами на борту, продолжаются автономные походы многоцелевых подводных лодок в Северную Атлантику, западную часть Тихого океана и в Индийский океан, участились выходы лодок в море в составе теперь уже не только авианосных, но и экспедиционных ударных групп. В конце 2007 года на пробное (годичное, со сменой экипажей через три месяца) боевое патрулирование вышла первая из четырех переоборудованных ПЛАРБ - ПЛАРК «Огайо» с крылатыми ракетами «Томахок».
Американские средства массовой информации со ссылкой на некоторые статистические данные штаба подводных сил флота США приводили, в частности, такие цифры: в период 2005-2006 годов 72 многоцелевые подводные лодки совершили в общей сложности 123 боевых похода, а 14 ПЛАРБ выполнили 81 боевое патрулирование.
По мере развития в странах - потенциальных противниках США высокоточных противокорабельных ракет, в том числе берегового базирования, появления более совершенных образцов минного оружия, пополнения корабельного состава малошумными подводными лодками возрастает, как считают на Западе, угроза для американских ВМС. Этим обосновывается необходимость создания перспективных кораблей, включая подводные лодки, которые были бы более эффективны в новых условиях. При этом круг задач, которые призваны решать ПЛА нового поколения, значительно расширится.
Перспективные ПЛА, помимо решения традиционных задач по борьбе с надводными кораблями и подводными лодками будут обладать боевыми возможностями: по сдерживанию противника угрозой нанесения массированного ракетного удара; прикрытию развертываемых корабельных соединений; участию в системе противоракетной обороны; огневой поддержке сухопутных сил; нанесению ударов по наземным объектам (включая защищенные, мобильные и скрытые). Они станут способными осуществлять запуск, управление и по возможности обратный прием разведывательных и ударных беспилотных летательных и автономных подводных аппаратов; высадку и управление действиями разведывательно-диверсионных групп ССО; противоминное обеспечение корабельных группировок; оборудование района боевых действий выставляемыми средствами освещения обстановки длительного пользования.
Новые ПЛА будут в состоянии выполнять и стратегические задачи, то есть наносить удары баллистическими и крылатыми ракетами стратегического назначения. Это обусловлено тем, что система «Трайдент» к 2040 году должна быть заменена универсальной системой оружия, обеспечивающей выполнение боевых задач в военных конфликтах любого уровня, в том числе с применением ядерного оружия при существенной экономии финансовых средств. Решение подобной задачи возможно лишь в случае реализации технологических разработок, которые коренным образом изменят принципы проектирования ПЛ. Их внедрение позволит увеличить полезную нагрузку, изменить компоновочные схемы и архитектуру лодки, значительно расширить ее функциональные возможности и обеспечить требуемый уровень скрытности.
Совершенствование оперативно-тактических возможностей ПЛА ВМС США предусматривает наряду с постепенным внедрением новых технологических наработок при строительстве очередных серий лодок типа «Вирджиния» активизацию исследований по определению облика атомных подводных лодок следующего поколения (в том числе и ПЛАРБ), которые войдут в состав флота после 2025 года.
Ориентировочно после 2012 года вторую серию ПЛА типа «Виргиния» (с девятой/десятой лодки) планируется строить по существенно измененному проекту, в который будут внесены наработки в области полного электродвижения, а также ряд принципиально новых технологий, разрабатываемых в настоящее время в целях реализации концепции модульной ПЛА нового поколения. Эти наработки командование ВМС США в 2005 году включило в единую четырехлетнюю программу «Танго браво», проводимую ВМС совместно с ДАРПА (управление перспективных исследований МО). Эта программа определяет пять ключевых технологических направлений НИОКР по усовершенствованию подводных лодок типа «Виргиния», а именно:
- создание безвальной движительной системы;
- хранение и запуск оружия вне прочного корпуса;
- размещение на прочном корпусе конформных гидроакустических антенных решеток;
- существенное упрощение корпусных конструкций с заменой механических и гидравлических исполнительных механизмов электрическими;
- полная автоматизация всех процессов в СБУ, что позволит сократить численность экипажа.
Безвальная движительная система будет включать турбонасос и один из трех типов разрабатываемых электродвигателей: с расположением внутри прочного корпуса лодки (internal), с кольцевым приводом (rim-driven) или с приводом, расположенным в ступице (hub driven).
Исследования в рамках программы «Танго браво» по созданию движителей нового поколения активно ведут судостроительная компания «Дженерал дай-нэмикс электрик боут» и фирма «Роллс-Ройс». При этом они отдают предпочтение варианту Rim-Driven Podded Propulsor (RDP) - движитель в насадке с кольцевым приводом (рис. 2), а не варианту, при котором электродвигатель располагается в ступице - Hub Driven Pod (HDP) - привод через ступицу водометного движителя.
Применительно к HDP для повышения скорости хода необходимо свести к минимуму кавитацию и увеличить порог скоростей резкого падения упора винта, что, в свою очередь, требует большей площади его лопастей и провоцирует усиление крутящего момента. Кроме того, это предполагает увеличение диаметра обтекателя и/или дополнительно его длины, в результате чего возрастают массогабаритные характеристики и, соответственно, сопротивление. В то же время диаметр винта ограничен проектом (заданием на проектирование) и расстоянием до корпуса корабля, от чего зависит КПД и мощность. Ввиду этого скорость двигательно-движительных комплексов (ДДК) с электродвигателями, расположенными в ступице, ограниченна.
В ДДК с кольцевым приводом (RDP) используются те же гидродинамические принципы, что и в водометных движителях. В сравнении с ними эти ДДК обладают дополнительными достоинствами, такими как: высокий крутящий момент ротора, жесткое соединение лопастей ротора с кольцом, минимальное влияние обводов корпуса и способность вращения ДДК относительно вертикальной оси.
Электродвигатель, расположенный в кольце, способствует высокому крутящему моменту ротора, что в совокупности с жестким креплением лопастей к кольцу позволяет минимизировать окружную скорость, а следовательно, ограничить внутренние потери на трение в движителе и тем самым повысить про-пульсивный коэффициент. Жесткое крепление оконечностей лопастей ротора к кольцу позволяет избежать сложностей, связанных с увеличением площади лопастей винта, которые возникают при традиционной схеме их крепления к ступице винта.
ДДК с кольцевым приводом (RDP), работы над которым ведутся в компании «Дженерал дайнэмикс электрик боут», представляет собой многолопастной движитель, заключенный в направляющую насадку. Внешние кромки лопастей крепятся к внешнему кольцу, в котором расположен ротор электродвигателя на постоянных магнитах с радиальным потоком. Это кольцо - ротор, вращающийся в направляющей насадке, внутри которой заключен статор электродвигателя. Ротор и статор независимо друг от друга изолированы от морской воды («воздушный» зазор между ними заполнен водой). Это позволяет ДДК быть полностью погруженным в воду без использования в его конструкции вращающихся уплотнений. Ось ротора и подшипники располагаются в относительно небольшой ступице, которая свободно затоплена морской водой и удерживается через набор неподвижных лопастей статора кольцевой насадкой. Лопасти статора также обеспечивают выравнивание вихревого потока, вызываемого лопастями винта.
Применение кольца позволяет лопастям выдерживать значительные гидродинамические нагрузки на внешних кромках без образования концевых вихрей. Направляющая насадка способствует выравниванию потока, что дает возможность снизить вибрацию и кавитацию. Кроме того, направляющая насадка обеспечивает экранирование шумов винта. Движитель с кольцевым приводом позволяет снизить частоту вращения винта.
Вторая технологическая область программы связана с возможностью хранения и осуществления запуска боекомплекта вне прочного корпуса (ПК) ПЛА.
Руководство ВМС заявило, что хранение оружия вне ПК значительно расширит полезный объем под определенные цели. Были предложены разработки пусковых контейнеров. Контейнеры, выполненные в виде вертикально и горизонтально расположенных пакетов, позволяют производить запуск из подводного положения всплывающих в капсулах боеприпасов различного типа. Такие системы пуска оружия дают возможность ПЛА покинуть район до выхода оружия на поверхность. Конструкция контейнеров и капсул должна обеспечить применение оружия с больших глубин и на большой скорости хода лодки.
Центр подводных вооружений ВМС США (NUWC - Naval Underwater Weapons Center) совместно с группой Forward Pass (FPASS), возглавляемой специалистами фирмы «Рейтеон», развивают в рамках программы «Обеспечения подводных лодок полезной нагрузкой и сенсорами» (Submarine Payloads and Sensors - SP&S) концепцию создания универсальной капсулированной полезной нагрузки, или универсальной пусковой установки всплывающего типа BUBL (Broaching Underwater Buoyant Launcher). Концептуальный образец этой установки и варианты ее размещения на корабле приведены на рис. 3, 4 и 5. Группа FPASS предполагает, что BUBL благодаря универсальному способу прочного капсулирования обеспечит ПЛА перспективными видами вооружения, которые могут быть эффективно использованы в глубоководных районах. Данная технология предусматривает также возможность размещения пусковых установок вне прочного корпуса ПЛА, что будет способствовать увеличению полезного объема лодки. В результате применения технологии BUBL значительно увеличится боевая эффективность будущих подводных лодок и появятся возможности для решения ими новых задач.
Группа FPASS совместно с руководством управления кораблестроения и вооружения ВМС США определила демонстрационную программу BUBL. Реализация этой программы началась в 2002 году и предполагала рассмотрение ключевых элементов концепции по созданию BUBL. В ходе работ было установлено, что данный проект выполним при приемлемом уровне технического риска, поэтому было принято решение о разработке и изготовлении опытного образца.
Проектирование, изготовление и проведение испытаний опытного образца BUBL вместе со вспомогательными системами (управления, запуска и электропитания) с капсулированной структурой было возложено на группу FPASS. Все компоненты будут объединены и пройдут демонстрационные испытания на гидростатических и гидродинамических стендах. Помимо того, она должна будет решать вопросы, связанные с наиболее критичными проблемами. К ним относятся: защищенность от подводного взрыва, механических повреждений при загрузке, динамика запуска с борта ПЛА при ее движении и общая стоимость проекта. Разработка окончательной версии системы будет служить основанием для перехода к программе инженерного проектирования и создания предсерийного образца.
Это произойдет после того, как полностью будут разрешены следующие наиболее критичные проблемы:
- обеспечение защищенности (при снижении стоимости) системы герметизации, состоящей из сложной структурной конструкции, позволяющей предохранять «полезный груз» от коррозийного воздействия окружающей среды (морской воды) в полном диапазоне глубин погружения ПЛА, а также от подводной взрывной волны;
- многократность использования и соответствие полезной нагрузки определенным размерам для возможности быстрого оснащения и рационального комплектования;
- беспроводная передача и ввод данных, а также надежное подключение к системе электропитания;
- многовариантность, в том числе и по конфигурации, комплектования полезной нагрузки в универсальных ПУ на корабле-носителе, включая применение оружия как с борта, так и вне корпуса лодки;
- полная совместимость с перспективными ИСБУ корабля-носителя;
- продолжительный срок службы с минимальным временем на проведение технического обслуживания.
Считается, что благодаря реализации концепции BUBL значительно возрастет боевая эффективность перспективных ПЛА. С точки зрения архитектурного исполнения на борту ПЛА BUBL позволят:
- снизить стоимость постройки ПЛА за счет установки универсальных герметичных капсул в носовой части, при этом отпадет необходимость в использовании дорогостоящих ПУ, ТА и систем обеспечения запуска ракет;
- уменьшить численность личного состава, обслуживающего системы оружия;
- устранить сложные процессы загрузки боекомплекта на борт ПЛА, в том числе при дифферентовке и вывешивании лодки при приеме переменных грузов. Для капсулированной полезной нагрузки, размещенной в BUBL, потребуются только обеспечение электроэнергией и загрузка необходимыми данными для наведения на цель. Все механизмы будут размещаться в интегрированных блоках полезной нагрузки (такая модульность конструкции позволит производить быструю замену боезапаса).
Для выполнения программы по разработке BUBL в группу FPASS входят фирмы «Рейтеон системз» и «Дженерал дайнэмикс электрик боут», а также центр NUWC (подразделение в г. Ньюпорт).
Третья технологическая область программы «Танго браво» - применение конформных гидроакустических антенных решеток на прочном корпусе. Идея связана с размещением гидроакустических антенных решеток по всему прочному корпусу ПЛА и отказом от дорогой сферической антенны ГАС в носовой части лодки. В целом это позволит работать в низкочастотном диапазоне без применения буксируемой антенны и осуществлять слежение на любом курсовом угле в сложных гидрологических условиях на мелководье.
Четвертая технологическая область предполагает существенное инфраструктурное упрощение корпусных конструкций, а также замену механических и гидравлических исполнительных механизмов электрическими. В первую очередь ВМС хотят заменить до максимально возможной степени гидравлические, механические и пневматические исполнительные устройства электрическими (ЭИУ), в том числе обеспечивающими запуск оружия, живучесть корабля и управление ПЛА. С внедрением таких устройств и повышением уровня автоматизации управления ими на ПЛА произойдет значительное сокращение численности обслуживающего персонала и, как следствие, экипажа. Основное требование к новому приводу - высокая мощность и низкий уровень шумности. При реализации этих проектов существенно снизится зависимость корабля от гидравлики.
Пятая технологическая область предполагает значительное повышение роли экспертных систем при решении многих задач, возлагаемых на операторов ИСБУ. Более высокий уровень автоматизации позволит сократить число операторов боевой смены до восьми человек.
При реализации всех этих ключевых технологий в рамках программы совершенствования подводных лодок типа «Виргиния» («Танго браво») снизится (по предварительным данным, на 50 проц.) стоимость ПЛА, а под размещение полезной нагрузки (баллистические и крылатые ракеты, торпеды) высвободится значительное пространство.
Таким образом, атомные многоцелевые подводные лодки нового поколения будут малошумными, оснащены более совершенными средствами освещения обстановки и значительно расширенным боекомплектом, обладать возможностями широкого применения необитаемых подводных аппаратов различного назначения. В отдельных случаях боевой потенциал перспективных ПЛА позволит решать стратегические задачи.
Зарубежное военное обозрение №1 2008 с. 59-61
Немає коментарів:
Дописати коментар