Подводные лодки советского флота 1945-1991 гг. Монография, том I. - Ю. Апальков

Такая спешка, в конечном итоге, привела к тиражированию ряда конструктивных недостатков на всех кораблях серии. Только за время трех выходов в море К-5, осуществлявшихся в рамках совместных ходовых испытаний (с 11 октября по 28 ноября 1959 г.) общей продолжительностью 23 суток, на ней вышли из строя опреснитель, холодильная машина и один из главных ЦНПК. Одновременно с ходовыми испытаниями на этом корабле в полном объеме проводились испытания оружия и радиотехнических средств (откуда собственно и их название – «совместные ходовые»). Их результаты также оказались не утешительными: работе ГАС «Арктика-М» создавались сильные помехи механизмами и корпусными конструкциями лодки, что делало проблематичным выдачу ею целеуказания ПУТС «Ленинград-627» на максимально возможную дальность стрельбы. Да и сами ПУТС в процессе выработки данных о параметрах движения цели постоянно давали сбой. По существу, корабль не мог использоваться по своему прямому назначению – осуществлять торпедную атаку. Все это можно было бы отнести к «детским болезням», столь свойственным новейшим системам вооружения, и на «лечение» которых требовалось время. Однако в приемном акте Государственной комиссии было указано, что головная крейсерская АПЛ К-5 пр. 627А «…обладает высокими тактико- техническими элементами, отвечает современным требованиям и способна действовать на океанских коммуникациях против боевых кораблей и транспортов противника». Исходя из этого заключения, 3 августа 1960 г. ее приняли на вооружение, а постройка остальных кораблей серии, впрочем, как и остальных АПЛ первого поколения, была продолжена прежними темпами.

Последствия дали о себе знать уже в 1962 г. во время Карибского кризиса. На тот момент в составе отечественного флота числилось шесть АПЛ пр. 627А. Формально эти корабли находились в боеготовом состоянии, но ни один из них так и не смог выйти в Атлантику для обеспечения прорыва блокады о. Куба. Справедливости ради надо отметить, что работы, направленные на обеспечение высокого качества и надежности оборудования продолжались как во время постройки, так и во время эксплуатации всех лодок серии. Диапазон этих работ был велик: от разработки новой конструкции ПГ и переноса антенны ГАС «Арктика-М» в подкильный обтекатель, до устранения отрыва пластин резинового покрытия легкого корпуса и свищей в общекорабельных системах забортной воды. Много сил было потрачено на борьбу с высокой интенсивностью шума, излучаемого в морскую среду работающими механизмами и оборудованием корабля.

Благодаря этим усилиям к началу 70-х годов прошлого столетия АПЛ пр. 627А получили возможность действовать вдали от баз на полную автономность по запасам провизии, а с учетом использования пунктов маневренного базирования – и дольше. Вместе с тем, у этих кораблей продолжали сохраняться повышенная вибрация подавляющего числа механизмов, нарушавшая их акустическую скрытность и малая продолжительность кампаний A3. Наряду с этим, у экипажей постоянно возникали проблемы, связанные с эксплуатацией НТГ и ЭЭС постоянного тока, общесудовой системы гидравлики (рабочей средой которой являлось веретенное масло), а также пожароопасных химических поглотителей системы регенерации воздуха. Последние даже привели к гибели одного из кораблей – К-8 (зав. №261).

Нельзя не сказать несколько слов о модернизации одного из кораблей пр. 627А – К-14, на котором в 1969 г. установили систему обнаружения кильватерного следа (СОКС) «Снегирь». В сентябре-октябре того же года она с успехом прошла испытания в Филиппинском море. Впоследствии эта система была усовершенствована и устанавливалась на АПЛ третьего поколения.

Проект 645

Как уже говорилось, еще в период предварительных проработок по первой отечественной АПЛ, в работе комплексной группы Н.А. Доллежаля наметились два направления исследований по АЭУ: с реактором на медленных (тепловых) нейтронах с водяным теплоносителем (ВВР) и с реактором на быстрых (или промежуточных) нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ) в первом контуре. Каждая из этих установок имела свои достоинства и недостатки, но так как ВВР был использован при создании первой отечественной АЭС, то именно его и решили сделать основой энергетической установки АПЛ пр. 627. Однако работы над ЖМТ не прекращались. Его разработкой под эгидой ФЭИ АН СССР занимался коллектив конструкторов ОКБ «Гидропресс» под руководством Б.М. Шилковича (а затем В.В. Стекольникова).

Идя на такой шаг, заказчик первой отечественной АПЛ – Первое Главное Управление Совмина СССР – планировало построить два корабля с одинаковыми тактико-техническими элементами, но с различными типами энергетических установок, и после этого в процессе испытаний сравнить их. Однако работы над ЖМТ осложнялись тем, что её аналогов, даже зарубежных, в отличие от «транспортируемого» ВВР, не было.

Еще на начальной стадии разработки установки научный руководитель проекта член-корреспондент А.И. Лейпунский предложил использовать в качестве теплоносителя эвтектический сплав свинца и висмута – в отличие от жидкого (расплавленного) натрия, являвшегося теплоносителем первого контура ЖМТ американской Seawolf. В тот период, какими-либо сведениями об американской установке и ее жид- кометаллическом теплоносителе наши проектанты не располагали – сравнивать предложенный А.И. Лейпунским сплав было не с чем. В итоге им пришлось исходить из технологических возможностей отечественной промышленности и свойств самого сплава. Как потом оказалось, выбор был сделан правильный – сплав свинца и висмута позволял использовать в первом контуре дешевые низколегированные стали, не склонные под давлением к коррозионному растрескиванию (из-за чего не «пошла» ЖМТ Seawolf) в присутствии ионов хлора и кислорода.

На стадии предварительной проработки (в комплексной группе Н.А. Доллежаля) стало очевидным, что при таких же объемах первого контура, как и в установке с ВВР, ЖМТ должна была иметь (и имела) большую массу теплоносителя, более разветвленную сеть основного и вспомогательных трубопроводов первого контура, газовой системы и системы обогрева. Немаловажным фактором являлось и ее высокая стоимость. Вместе с тем, ЖМТ обладала целым рядом преимуществ перед ВВР. Наиболее существенными из них являлись: низкое давление (около 20 кг/см2 ) в первом контуре; большее давление во втором, чем в первом контуре (что препятствовало распространению радиоактивности по кораблю в случае нарушения герметичности трубной системы ПГ); возможность аварийного расхолаживания реактора без использования ПГ и ЦНПК (за счет естественной циркуляции сплава внутри реактора по каналам расхолаживания), а также сравнительно высокие параметры получаемого пара. В конечном итоге, преимущества ЖМТ возобладали над недостатками, и работы над ней продолжились. Причем требование равенства масс, а также габаритов обеих типов установок сохранялось, чем и обеспечивалась возможность размещения ЖМТ в пятом отсеке АПЛ пр. 627.

Для получения исходных данных ФЭИ к январю 1955 г. в Обнинске соорудила экспериментальную ЖМТ «Петля», а для поиска наиболее рациональной схемы ее размещения на АПЛ пр. 627 в Подольске – натурный деревянный макет пятого отсека корабля. В мае 1955 г. он был осмотрен представителями МСП и ВМФ, а затем утвержден соответствующим совместным решением. Эксперименты с установкой «Петля» и опыты с ее размещением в натурном отсеке лодки, показали, что теплоносителю первого контура из сплава свинца и висмута присущи серьезные недостатки, которые следовало учесть в процессе размещения ЖМТ на лодке пр. 627А. Стало очевидным, что постройка такого корабля может затянуться на неопределенный срок.

Устройство ЖМТ мы рассмотрим на примере установки РМ-1, которой оснастили АПЛ пр. 645. Она также как и установка с ВВР, была выполнена по двухконтурной схеме, но со сплавом свинца и висмута в первом контуре. Реактор также представлял собой толстостенный вертикально стоящий цилиндр, выполненный из низколегированной углеродистой стали с наглухо заваренной задней частью. Внутри корпуса реактора также находилась активная зона (A3), загруженная трубчатыми ТВЭЛ (диаметром 8-10 мм), а также стержнями системы управления и защиты (СУЗ). Снаружи корпуса реактора располагались ионизационные камеры системы автоматического регулирования его мощности. Для исключения замерзания теплоносителя при неработающей ППУ, все оборудование первого контура (в том числе и трубопроводы) на всех наружных поверхностях, имело обогрев, выполненный в виде трубок («спутников») диаметром 10 мм. Пар в систему обогрева подавался с берега или из специального электрического котла (мощностью примерно 100 кВт).

Особый интерес в ЖМТ представляет устройство и работа первого контура. Так как сплав свинца и висмута обладал высокой температурой кипения, его можно было нагревать в широком диапазоне температур, не опасаясь вскипания. Благодаря этому давление в первом контуре поддерживалось на сравнительно низком уровне, исходя лишь из гидравлического сопротивления контура. В петле первого контура использовался один трехсекционный ПГ. Каждая его секция состояла из теплообменника и сепаратора, к которому подвешивался насос многократной принудительной циркуляции (НМПЦ). Теплообменник имел испарительный и нагревательный участки. ПГ работал по следующей схеме. Питательная вода из ПТУ попадала в сепаратор и смешивалась там с конденсатом, образующимся в результате сепарации влажного пара, поступающего из испарительного участка ПГ. Эта водная смесь направлялась НМПЦ в испарительный участок, где превращалась во влажный пар, который направлялся в сепаратор. Образовавшийся в результате сепарации влажного пара насыщенный пар поступал в пароперегревательный участок секции ПГ, а конденсат смешивался в сепараторе с подаваемой в него свежей питательной водой. Перегретый пар шел на турбину ГТЗА.