Подводная лодка проект 645

На первых атомных подводных лодках как в СССР, так и в США были использованы паропроизводящие установки с водоводяными реакторами. Однако в 1957 году в состав американских ВМС вошел второй опытный атомоход - “Сивульф”, оснащенный реактором с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ). Применение реакторов с ЖМТ позволяло улучшить КПД энергетической установки за счет более высокой температуры теплоносителя на выходе из реактора и повышения температуры перегретого пара.

Работы над корабельным реактором аналогичного типа начались в СССР в 1955 году. 22 октября 1955 г. вышло партийно-правительственное постановление о создании опытной атомной торпедной подводной лодки проекта 645 с 2-х реакторной паро-производящей установкой с жидкометаллическим теплоносителем (сплав свинец-висмут). Первоначально разработка АПЛ осуществлялась под руководством главного конструктора В.Н.Перегудова, в 1956 году его сменил А.К.Назаров. Главными наблюдающими от ВМФ были А.Н.Донченко и А.С.Губкин.

Тактико-техническое задание на новую лодку не выдавалось, работы были начаты непосредственно со стадии технического проекта: предполагалась, что АПЛ пр. 645 должна была отличаться от лодки 627-го проекта лишь энергетической установкой, что позволило бы с максимальной объективностью оценить достоинства ГЭУ с жидкометаллическим теплоносителем. Однако полностью этот замысел осуществить не удалось. В проект корабля вносились изменения, обусловленные опытом эксплуатации первых атомоходов, а также результатами испытаний опытной ядерной энергетической установки с жидкометаллическим теплоносителем на стенде физико-энергетического института.

Работы по техническому проекту АПЛ были закончены осенью 1956 года. Следует заметить, что при этом не ставились жесткие требования по шумности лодки и влиянию ее акустических помех на работу бортовых гидроакустических станций. В рамках проектирования были выполнены лишь расчеты критических оборотов гребных винтов и воздушного шума в отсеках корабля.

В ноябре 1957 г. были выпущены рабочие чертежи, а 15 июня 1958 г. в Северодвинске была проведена закладка опытного атомохода. Его спуск на воду состоялся 1 апреля 1962 г., а 30 октября 1963 г. АПЛ проекта 645 с тактическим номером К-27 была включена в состав ВМФ. За освоение новой техники в 1966 г. командиру АПЛ было присвоено звание Герой Советского Союза.

Как и корабли 627-го проекта, новая АПЛ предназначалась для борьбы с надводными кораблями и транспортными судами противника при действиях на океанских и удаленных морских театрах.

Прочный корпус подводной лодки был выполнен из нового сплава стали с пределом текучести 60 кгс/мм². Еще одним нововведением по сравнению с проектом 627 явилось применение плоских межотсечных переборок, способных выдерживать давление 12,5 кгс/см², что обеспечивало аварийное всплытие с глубины до 100 м при затоплении любого из отсеков.

Для изготовления легкого корпуса, балластных цистерн, ограждения рубки и оконечностей корабля была впервые применена маломагнитная сталь с пределом текучести 40 кгс/мм². Это позволило при той же величине магнитного поля АПЛ почти вдвое уменьшить массу размагничивающего устройства, на 50% сократить потребляемую им мощность и в два раза - число отверстий в прочном корпусе для прохода кабеля размагничивающего устройства.

Прочный корпус лодки делился на девять водонепроницаемых отсеков несколько иного, чем на проекте 627, расположения:

1-й - торпедный;

2-й - аккумуляторный и жилой;

3-й - центральный пост;

4-й - реакторный;

5-й - турбогенераторный (в нем размещались также холодильные установки и вспомогательные механизмы);

6-й - турбинный;

7-й - электродвигательный;

8-и - жилой (в нем, также, были размещены холодильники);

9-й - жилой (в нем размещались и рулевые машины).

Перемещение тяжелых реакторов ближе к носу корабля позволило улучшить дифферентовку, однако такое компоновочное решение одновременно ухудшило условия обеспечения радиационной безопасности центрального отсека, а радиолокационную- и радиорубку потребовалось перенести на нижнюю палубу.

Главная энергетическая установка мощностью 35.000 л. с. состояла из 2-х реакторной паропроизводящей и двухвальной паротурбинной установок, двух автономных (а не навесных, как на АПЛ 627-го проекта) турбогенераторов и аккумуляторной батареи.

Входящие в состав ГЭУ два ядерных реактора ВТ-1 с жидкометалли-ческим теплоносителем свинец-висмут имели суммарную мощность 146 мВт. Температура теплоносителя на выходе из реактора составляла 440°С, а температура перегретого пара -до 355°С. Реакторы обладали рядом эксплуатационных преимуществ. В частности, их расхолаживание осуществлялось без использования парогенераторов и насосов первого контура за счет естественной циркуляции сплава и включения каналов расхолаживания. Исключалась возможность распространения радиоактивности во второй контур и в энергетические отсеки в случае нарушения плотности парогенераторов в результате большего давления во втором контуре по сравнению с первым.

В составе автономного турбогенератора (АТГ) входила однокорпусная активная турбина с редуктором, конденсатор и электрический генератор постоянного тока. На АТГ правого борта был применен планетарный редуктор. Мощность на клеммах составляла 1600 кВт при напряжении тока 320 В и частоте вращения 1500 оборотов в минуту. Автономные турбогенераторы позволяли осуществлять широкое маневрирование подводной лодки при любых режимах работы ГЭУ и длительном ходе под гребными электродвигателями при выходе из строя обоих главных турбозубчатых агрегатов (лодка была оснащена двумя двигателями подкрадывания ПГ-116 мощностью по 450 л.с.).

В отличие от корабля проекта 627 применение вспомогательной дизель-электрической установки не предусматривалось (создатели атомохода несколько опрометчиво полагали, что наличие автономных турбогенераторов обеспечивает необходимую надежность энергетической установки).

Впервые была применена новая система поддува и контроля за давлением в отсеках, управляемая из центрального поста.

Центральный пост АПЛ 645-го проекта по сравнению с кораблем 627-го проекта стал более просторным и удобным. По составу гидроакустического, радиолокационного, телевизионного и штурманского вооружения, а также средствам связи лодка была практически аналогична АПЛ проекта 627 (ГАС “Арктика-М”, РЛС “Накат-М”, навигационный комплекс “Плутон-645”). В то же время на корабле был установлен второй перископ, повысивший надежность визуального наблюдения.

Торпедное вооружение АПЛ 645-го проекта состояло из четырех носовых торпедных аппаратов калибром 533 мм с боекомплектом 12 торпед типа 53-57 и СЭТ-65. Впервые в мире на лодке 645-го было применено устройство быстрого заряжания торпедных аппаратов. Оно имело индивидуальные для каждого ТА механизмы подачи торпед, позволяющие осуществлять одновременное заряжание.

За создание энергетической установки нового типа для АПЛ проекта 645 группе специалистов в 1964 году была присуждена Ленинская премия.

В процессе эксплуатации в легком корпусе корабля появились многочисленные трещины различной протяженности. Выяснилось, что главная причина растрескивания заключалась в том, что маломагнитная сталь обладает низкой коррозионно-механической прочностью: под действием морской воды в ней развивалась межкристаллическая коррозия, приводящая к образованию трещин. В дальнейшем от применения маломагнитной стали на подводных лодках было решено отказаться. Также не оправдало себя в ходе эксплуатации и размагничивающее устройство. Оказалось, что оно спроектировано неудовлетворительно, степень компенсации магнитного поля и его стабильность были недостаточными.

Столь же неудачным решением, как показал опыт эксплуатации корабля 645-го проекта, оказался и отказ от вспомогательной дизель-энергетической установки.

Меры по снижению акустического поля АПЛ 645-го проекта были, как выяснилось, явно недостаточными. Шумность лодки оказалась не только выше шумности АПЛ ВМС США, но и значительно превышала требования, установленные ВМФ СССР. Уже в ходе эксплуатации корабля были проведены доработки, направленные на повышение его акустической скрытности.

Однако главные сложности при эксплуатации лодки доставила энергетическая установка с реакторами на ЖМТ. Значительно усложнилась эксплуатация лодки при длительной стоянке, а также при доковании: требовалось поддержание температуры теплоносителя первого контура выше температуры его плавления (125°С). Затруднялось проведение ремонтных работ по первому контуру вследствие загрязнения его оборудования высокоактивным полонием-210, образующимся при нейтронном излучении висмута.

Значительно усложнилось оборудование места базирования АПЛ с реактором на ЖМТ (требовалась система приготовления сплава, емкости и устройства для приема с АПЛ радиоактивного теплоносителя).

После вступления в строй К-27 совершила два похода на полную автономность. Во время походов АПЛ ходила на различных глубинах (вплоть до рабочих) и скоростях. При этом особенности ГЭУ не накладывали каких-либо ограничений на эксплуатацию корабля.

В мае 1968 г. К-27 вышла в море для проверки работоспособности энергетической установки, а также для отработки учебно-боевых задач. 24 мая при проверке параметров работы ГЭУ на режимах полного хода произошло резкое падение мощности реактора. Одновременно был отмечен значительный рост давления в газовой системе первого контура, увеличение уровня теплоносителя в буферной емкости и появление воды в аварийном конденсаторе.

Наиболее вероятной причиной возникновения аварии, в результате которой погибло девять членов экипажа атомохода, являлось резкое ухудшение теплосъема в активной зоне из-за попадания в нее окислов сплава свинец-висмут и шлаков.

В связи с аварией потребовались дополнительные исследования воздействия сплава и растворенных в нем окислов на циркуляцию теплоносителя, а также состояние поверхностей контура, изучение условий образования нерастворимых шлаков и пылевидных окислов. Полученные результаты были использованы при разработке ГЭУ для лодок 705-го проекта.

После аварии восстановление К-27 было признано нецелесообразным. В течение 13 лет она находилась в резерве, после чего была затоплена в Карском море.