Подводные лодки класса «Альфа» (советское обозначение — проект 705 « Лира », по классификации НАТО — «Альфа » ) — класс атомных ударных подводных лодок, состоявших на вооружении ВМФ СССР с 1971 по начало 1990-х годов, одна из которых служила в составе ВМФ России до 1996 года. Они были одними из самых быстрых военных подводных лодок, когда-либо построенных, и только прототип подводной лодки К-222 ( по классификации НАТО — «Papa-class») превосходил их по скорости подводного хода. [3]
Подводные лодки проекта 705 имели уникальную конструкцию среди других подводных лодок. В дополнение к революционному использованию титана для корпуса, она использовала мощный свинцово-висмутовый жидкометаллический реактор с охлаждением в качестве источника энергии, что значительно уменьшило размер реактора по сравнению с обычными конструкциями, тем самым уменьшив общий размер подводной лодки и обеспечив очень высокие скорости. Однако это также означало, что реактор имел короткий срок службы и его приходилось поддерживать в тепле, когда он не использовался. В результате подводные лодки использовались в качестве перехватчиков, в основном держали в порту, готовые к скоростному рывку в Северную Атлантику .
Проект 705 был впервые предложен в 1957 году М.Г. Русановым, а первоначальные проектные работы под руководством Русанова начались в мае 1960 года в Ленинграде [1] [2], при этом задание по проектированию было поручено СКБ-143, одному из двух предшественников (другим было ЦКБ-16) КБ «Малахит» , которое в конечном итоге стало одним из трех советских/российских центров проектирования подводных лодок, наряду с КБ «Рубин» и ЦКБ «Лазурит» .
Проект был в высшей степени инновационным, чтобы соответствовать высоким требованиям: достаточная скорость для успешного преследования любого корабля; способность избегать противолодочного оружия и обеспечивать успех в подводном бою; низкая заметность, в частности, для бортовых систем ПВО , а также особенно для активных гидролокаторов; минимальное водоизмещение; и минимальный состав экипажа.
Специальный корпус из титанового сплава будет использован для создания небольшого, с низким сопротивлением, 1500- тонного , шестиотсечного [2] судна, способного развивать очень высокую скорость (более 40 узлов (46 миль в час ; 74 км/ч )) и глубоко погружаться. Подводная лодка будет работать как перехватчик, оставаясь в гавани или на патрульном маршруте, а затем устремляясь к приближающемуся флоту. Был разработан мощный ядерный реактор с жидкометаллическим охлаждением , который поддерживался в жидком состоянии в порту с помощью внешнего нагрева. Обширная автоматизация также значительно сократит необходимую численность экипажа до всего 16 человек.
Практические проблемы с проектом быстро стали очевидны, и в 1963 году проектная группа была заменена и был предложен менее радикальный проект, увеличивающий все основные размеры и вес судна на 800 тонн, а также почти удвоивший экипаж.
Прототип аналогичной конструкции, подводная лодка с крылатыми ракетами проекта 661 или К-162 (с 1978 года К-222 ) (в НАТО именуемая классом Papa ), была построена на верфи Севмаш в Северодвинске и завершена в 1972 году. Длительное время строительства было вызвано многочисленными недостатками конструкции и трудностями в производстве. После всесторонних испытаний она была выведена из эксплуатации после аварии реактора в 1980 году. Она имела максимальную скорость 41,2 узла (47,4 миль/ч; 76,3 км/ч) и испытательную глубину 400 м (1300 футов). Это в сочетании с другими сообщениями вызвало некоторую тревогу в ВМС США и побудило к быстрому развитию программы торпеды ADCAP и программ ракет Sea Lance (последняя была отменена, когда стала известна более точная информация о советском проекте). Создание Королевским флотом высокоскоростной торпеды Spearfish также стало ответом на угрозу, исходящую от известных возможностей подводных лодок проекта 705.
Производство началось в 1964 году как проект 705, строительством занимались как Адмиралтейская верфь в Ленинграде, так и Севмашпредприятие (СЕВМАШ — Северное машиностроительное предприятие) в Северодвинске . Головная лодка — К-64 — была построена в Ленинграде. Ленинград построил три последующие подводные лодки проекта 705, а Северодвинск построил три подводные лодки проекта 705К (отличающиеся только реакторной установкой; см. ниже). Первое судно было сдано в эксплуатацию в 1971 году. [2] Лодки проекта 705 сами по себе предназначались для экспериментальных платформ, для проверки всех нововведений и устранения их недостатков, которые впоследствии легли в основу нового поколения подводных лодок. Этот сугубо экспериментальный характер во многом предопределил их будущее. [ требуется ссылка ] В 1981 году, с завершением строительства седьмого судна, производство было прекращено. Все суда были назначены на Северный флот .
Энергоустановкой лодки был реактор с охлаждением свинцом-висмутом и замедлителем на бериллии. Такие реакторы с жидкометаллическим охлаждением имеют ряд преимуществ перед другими типами: [4]
Хотя технологии 1960-х годов едва ли были достаточными для производства надежных LMR, которые даже сегодня считаются сложными, их преимущества считались неоспоримыми. Были разработаны две энергоустановки независимо друг от друга, БМ-40А ОКБ « Гидропресс » в Ленинграде и ОК-550 ОКБМ в Нижнем Новгороде, обе использовали эвтектический раствор свинца и висмута для первичной ступени охлаждения, и обе вырабатывали 155 МВт электроэнергии.
Расчетная скорость взрыва на испытаниях составляла 43–45 узлов (49–52 миль/ч; 80–83 км/ч) для всех судов, и скорость 41–42 узла (47–48 миль/ч; 76–78 км/ч) могла поддерживаться. Разгон до максимальной скорости занимал одну минуту, а разворот на 180 градусов на полной скорости занимал всего 40 секунд. Такая степень маневренности превосходит все другие подводные лодки и большинство торпед, которые находились на вооружении в то время. Действительно, во время учений лодки доказали свою способность успешно уклоняться от торпед, выпущенных другими подводными лодками, что потребовало введения более быстрых торпед, таких как американские ADCAP или британские Spearfish . Однако ценой за это был очень высокий уровень шума на скорости взрыва. [ необходима цитата ] По данным Военно-морской разведки США, тактическая скорость была аналогична подводным лодкам класса Sturgeon . [5]
Движение обеспечивалось экипажем с помощью паровой турбины мощностью 40 000 л. с., а два электрических подруливающих устройства мощностью 100 кВт на концах кормовых стабилизаторов использовались для более тихого «ползания» (тактического маневрирования на низкой скорости) и для аварийного движения в случае инженерной аварии. Электроэнергия обеспечивалась двумя турбогенераторами мощностью 1500 кВт, с резервным дизель-генератором мощностью 500 кВт и блоком из 112 цинково-серебряных батарей . [2]
Установка ОК-550 использовалась на проекте 705, но позже, на 705К, была установлена установка БМ-40А из-за низкой надежности ОК-550. Будучи более надежной, БМ-40А все же оказалась гораздо более требовательной в обслуживании, чем старые реакторы с водой под давлением . Проблема заключалась в том, что эвтектический раствор свинца/висмута затвердевает при 125 °C (257 °F). Если бы он когда-либо затвердел, было бы невозможно перезапустить реактор, так как топливные сборки были бы заморожены в затвердевшем теплоносителе. Таким образом, всякий раз, когда реактор останавливался, жидкий теплоноситель должен был нагреваться снаружи перегретым паром . Рядом с пирсами , где были пришвартованы подлодки, была построена специальная установка для подачи перегретого пара в реакторы судов, когда реакторы были остановлены. У пирса также стояло меньшее судно, которое доставляло пар из своей паровой установки на подлодки типа «Альфа». [ требуется цитата ]
Береговые сооружения обслуживались гораздо меньше, чем подводные лодки, и часто оказывались неспособными нагревать реакторы подводных лодок. Следовательно, установки приходилось поддерживать в рабочем состоянии, даже когда подлодки находились в гавани. Установки полностью вышли из строя в начале 1980-х годов, и с тех пор реакторы всех действующих Alfas постоянно работали. Хотя реакторы BM-40A могут работать много лет без остановки, они не были специально разработаны для такого обращения, и любое серьезное обслуживание реакторов стало невозможным. Это привело к ряду отказов, включая утечки охлаждающей жидкости и один реактор, сломанный и замерзший во время нахождения в море. Однако постоянная работа реакторов оказалась лучше, чем полагаться на береговые сооружения. Четыре судна были выведены из эксплуатации из-за замерзания охлаждающей жидкости. [ необходима цитата ]
Оба проекта ОК-550 и БМ-40А были реакторами одноразового использования и не могли быть перезаправлены, поскольку охлаждающая жидкость неизбежно замерзала в процессе. Это компенсировалось гораздо более длительным сроком службы при единственной загрузке (до 15 лет), после чего реакторы полностью заменялись. Хотя такое решение могло потенциально сократить сроки обслуживания и повысить надежность, оно все равно обходилось дороже, а идея одноразовых реакторов была непопулярна в 1970-х годах. Кроме того, проект 705 не имеет модульной конструкции, которая позволяла бы быстро заменять реакторы, поэтому такое обслуживание заняло бы по крайней мере столько же времени, сколько и заправка обычной подводной лодки. [ необходима цитата ]
Как и большинство советских атомных подводных лодок, проект 705 имел двойной корпус, где внутренний корпус выдерживал давление, а внешний защищал его и обеспечивал оптимальную гидродинамическую форму. Изящно изогнутый внешний корпус и парус были высокообтекаемыми для высокой подводной скорости и маневренности.
За исключением прототипов, все шесть подводных лодок проектов 705 и 705К были построены с корпусами из титанового сплава, что было революционным в конструкции подводных лодок в то время из-за стоимости титана, а также технологий и оборудования, необходимых для работы с ним. [6] Трудности в проектировании стали очевидны в первой подводной лодке, которая была быстро выведена из эксплуатации после того, как в корпусе появились трещины. Позже металлургия и технология сварки были улучшены, и на последующих судах проблем с корпусом не возникало. Американские разведывательные службы узнали об использовании титановых сплавов в конструкции, извлекая металлическую стружку, которая упала с грузовика, когда он покидал судостроительный завод в Санкт-Петербурге. [5]
Прочный корпус был разделен на шесть водонепроницаемых отсеков, из которых только третий (центральный) отсек был обитаемым, а другие были доступны только для обслуживания. Третий отсек имел усиленные сферические переборки , которые могли выдерживать давление на испытательной глубине и обеспечивали дополнительную защиту экипажа в случае атаки. Для дальнейшего повышения живучести корабль был оснащен выбрасываемой спасательной капсулой. [7]
Первоначальное требование к глубине погружения для проекта 705 составляло 500 метров (1600 футов), но после завершения предварительного проектирования СКБ-143 предложило смягчить это требование до 400 метров (1300 футов). Уменьшение глубины погружения и утончение прочного корпуса компенсировало бы увеличение веса реактора, гидроакустической системы и поперечных переборок. [1] [2] Распространенный миф о том, что «Альфы» могут погружаться на глубину 1000 метров (3300 футов) или глубже, основан на оценках западной разведки, сделанных во время холодной войны. [ необходима цитата ]
Для этих подводных лодок был разработан комплекс новых систем, в том числе: [ необходима ссылка ]
Все системы подлодки были полностью автоматизированы, и все операции, требующие человеческого решения, выполнялись из диспетчерской. В то время как такая автоматизация распространена на самолетах, другие военные корабли и подводные лодки имеют несколько отдельных команд, выполняющих эти задачи. Вмешательство экипажа требовалось только для изменения курса или боя, и обслуживание в море не проводилось. Из-за этих систем боевая смена подводных лодок Alfa состояла всего из восьми офицеров, размещенных в диспетчерской. В то время как атомные подводные лодки обычно имеют от 120 до 160 членов экипажа, первоначально предложенное количество членов экипажа составляло 14 — все офицеры, за исключением повара. Позже было сочтено более практичным иметь на борту дополнительный экипаж, который мог бы быть обучен для управления новым поколением подводных лодок, и число было увеличено до 27 офицеров и четырех уорент-офицеров. Кроме того, учитывая, что большая часть электроники была недавно разработана и ожидались отказы, был размещен дополнительный экипаж для контроля ее работы. Некоторые проблемы надежности были связаны с электроникой, и вполне возможно, что некоторые аварии можно было бы предвидеть с более зрелыми и лучше разработанными системами мониторинга. Общая производительность была признана хорошей для экспериментальной системы. [ необходима цитата ]
Основной причиной небольшого состава экипажа и высокой автоматизации было не только уменьшение размера подводной лодки, но и обеспечение преимущества в скорости реакции путем замены длинных цепочек команд мгновенной электроникой, что ускоряло любые действия. [8]
На подводных лодках класса «Альфа» произошло две аварии с потерей охлаждающей жидкости . [10] В 1971 году неоптимальная сварка паровой системы привела к утечке влаги в зону, где она собирала хлориды, а затем конденсировалась и капала на первичные трубы охлаждающей жидкости, содержащие жидкометаллический охладитель. Это вызвало коррозию и поломку первичных труб охлаждающей жидкости в задании 900. После этого переход к интегральному реактору бассейнового типа считался подходящим вариантом развития конструкции.
Второй инцидент произошел на проекте 705К (приказ 105). Трубы парогенератора в испарительной секции подверглись коррозии и утечке пара в первичную систему. Давление в первичной системе, которая была спроектирована так, чтобы выдерживать полное давление в этом инциденте, возросло. Однако процедурный шаг, требующий закрытия клапана чувствительного манометра во время работы, не был соблюден. В результате высокое давление могло достичь чувствительного прибора и прорвать его, выливая загрязненные полонием аэрозоли в обитаемую часть реакторного отсека. Хотя реактор можно было отремонтировать, было решено полностью заменить его на новый. [10]
Alfa, как и почти все другие атомные подводные лодки, никогда не использовались в бою. Однако советское правительство все еще хорошо использовало их, преувеличивая запланированное количество судов, [ необходима цитата ] которые, как предполагалось, позволяли получить превосходство на море, слежка за крупными корабельными группами и их уничтожение в случае войны. США ответили запуском программы ADCAP , а британский Королевский флот — программы торпед Spearfish , чтобы создать торпеды с дальностью, скоростью и интеллектом, чтобы надежно преследовать подводные лодки класса Alfa.
Alfas должны были стать лишь первыми из нового поколения легких, быстрых подводных лодок, и до их вывода из эксплуатации уже существовало семейство производных проектов, включая проект 705D, вооруженный 650-мм торпедами большой дальности, и вариант с баллистическими ракетами проекта 705A, который должен был успешно защищать себя от ударных подводных лодок, поэтому не нуждался в патрулируемых бастионах . Однако основной упор в разработке российских/советских подводных лодок был вместо этого сосредоточен на более крупных и тихих лодках, которые в конечном итоге стали подводными лодками класса Akula . [ необходима цитата ]
Технологии и решения, разработанные, испытанные и усовершенствованные на Alfas, легли в основу будущих проектов. Набор систем управления подводными лодками был позже использован в классе Akula или ударных подводных лодках проекта 971, экипаж которых составляет 50 человек, что больше, чем у Alfa, но все еще меньше половины экипажа других ударных подводных лодок. Подводные лодки класса Akula представляют собой гибрид классов Alfa и Victor III , сочетающий скрытность и буксируемую гидроакустическую решетку Victor III с автоматизацией класса Alfa. [ необходима цитата ]
Проект «Сапфир» был тайной военной операцией США по извлечению 1278 фунтов (580 кг) очень высокообогащенного уранового топлива, предназначенного для подводных лодок класса «Альфа», со склада на Ульбинском металлургическом заводе за пределами Усть-Каменогорска на Дальнем Востоке Казахстана , где оно хранилось с небольшой защитой после распада Советского Союза . [11] Материал, известный как оксид урана-бериллия, производился на Ульбинском заводе в виде керамических топливных стержней для использования на подводных лодках. «Правительство Казахстана понятия не имело, что этот материал был там», — позже сообщили казахские чиновники аналитику по национальной безопасности из Гарварда Грэму Эллисону. [11] В феврале 1994 года он был обнаружен Элвудом Гифтом, инженером с завода Y-12 в Оук-Ридже, штат Теннесси , хранящимся в стальных банках размером с кварту в хранилище шириной около двадцати футов и длиной тридцать футов. Часть его находилась на проволочных полках, а другая лежала на полу. Канистры были покрыты пылью. [11] Вскоре стало известно, что Иран официально посетил объект, намереваясь купить реакторное топливо. Вашингтон сформировал команду тигров , и 8 октября 1994 года команда Sapphire вылетела с авиабазы Национальной гвардии Макги Тайсон на трех затемненных грузовых самолетах C-5 Galaxy со 130 тоннами оборудования. Команде потребовалось шесть недель, работая по двенадцать часов в сутки шесть дней в неделю, чтобы обработать и законсервировать 1050 банок урана. Команда Sapphire завершила повторное консервирование урана 18 ноября 1994 года, что обошлось в сумму от десяти до тридцати миллионов долларов (фактическая стоимость засекречена). Канистры были загружены в 447 специальных пятидесятипятигаллонных бочек для безопасной транспортировки в Соединенные Штаты. Пять C-5 Galaxy были отправлены с авиабазы ВВС США Дувр , штат Делавэр , чтобы забрать команду и уран, но четыре были вынуждены вернуться из-за плохой погоды. Прошел только один самолет C-5, перевозивший 30 000 фунтов грузов, которые жители Теннесси пожертвовали для детских домов в районе Усть-Каменогорска. В конце концов прибыл второй самолет C-5, и два самолета доставили уран в Дувр, откуда его перевезли в Ок-Ридж для разбавления в качестве реакторного топлива. [11]
Первое судно было выведено из эксплуатации в 1974 году. Еще пять в 1990 году и седьмое в 1996 году. K-123 прошла модернизацию между 1983 и 1992 годами, и ее реакторный отсек был заменен [2] на реактор с водой под давлением VM-4 . После использования в учебных целях она была официально выведена из эксплуатации 31 июля 1996 года. Вывод кораблей из эксплуатации повлек за собой особую сложность: реактор охлаждался жидкими металлами, ядерные стержни сплавлялись с теплоносителем, когда реактор был остановлен, а обычные методы разборки реактора были недоступны. [12] Французский комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии разработал и пожертвовал специальное оборудование для специального сухого дока (SD-10) в Гремихе , который использовался для извлечения и хранения реакторов до тех пор, пока их не удалось демонтировать. [13]
