Атомные подводные лодки с крылатыми ракетами. Проект 661
28 августа 1958 года приняли партийно-правительственное постановление «О создании скоростной подлодки с новым типом энергоустановки и развитии научно-исследовательских, проектных и опытно-конструкторских работ для подлодок». В качестве первоочередных ставили задачи по увеличению глубины погружения и скорости подводного хода по сравнению с атомными подводными лодками первого поколения в полтора - два раза. Кроме того намечалось создание энергоустановки уменьшенных габаритов и снижение суммарной удельной массы реакторов и турбин в 1,5-2 раза, нового ракетного малогабаритного противокорабельного комплекса имеющего подводный старт, дальноходных двухплоскостных скоростных торпед, способных применятся при глубинах погружения, которые вдвое больше, чем на подлодках существовавших проектов. Предполагалось внедрить новые конструкционные материалы, позволяющие, в комплексе с другими мерами, снизить размеры и водоизмещение атомных подводных лодок. Все это должно было качественно увеличить превосходство советских подлодок над перспективными субмаринами США.
В ЦКБ-16 Госкомитета по судостроению (сегодня — СПМБМ «Малахит») в рамках этого постановления началась разработка высокоскоростной атомной подлодки 661-го проекта (шифр «Анчар»). Руководство судостроительной промышленности рассматривало работы по этой теме как наиболее приоритетные.
Боевым назначением подводной лодки была борьба со скоростными кораблями охранения и авианосцами.
В работах над 661-м проектом активно участвовали ЦНИИ №45 (сегодня — ЦНИИ им. академика Крылова). Институтом исследовались не только «корабельные» вопросы, которые связаны с созданием новой атомной подлодки, но и вопросы эффективности скоростной подлодки.
Рассматривалось три конструкционных материала для использования при изготовлении прочного корпуса — титан, алюминий или сталь. В конечном итоге решили выбрать титан. Это позволяло снизить вес корпуса и, следовательно, водоизмещение субмарины. Таким образом, значительно уменьшили один из важных демаскирующих признаков подлодки — магнитное поле.
После того как было рассмотрено два типа реакторов — более простой и освоенный водоводяной и перспективный жидкометаллический (теплоноситель первого контура — сплав висмута и свинца) — выбрали первый, как наиболее реальный по срокам изготовления, хотя и обладающий несколько худшими удельными параметрами.
Проработали 14 основных и 6 дополнительных вариантов предэскизного проекта. Кроме этого рассматривали альтернативные варианты вооружения подлодки: стартующие из-под воды крылатые ракеты «Аметист», разрабатываемые под руководством генерального конструктора Челомея, стартующие из надводного положения крылатые ракеты (главный конструктор Бериев) или торпеды повышенной мощности, которые в то время находились в стадии разработки.
Выбор основного вооружения требовал сравнительной оценки эффективности различных вариантов атомной подлодки. В результате исследований, которые были проведены в ЦНИИ-45, предпочтение отдали варианту оснащенному ракетами «Аметист». Постановление правительства о разработке первой в мире крылатой ракеты, имеющей подводный старт, вышло 01.04.1959, а уже 9 апреля утвердили предэскизный проект подлодки.
Разработка тех. проекта атомной подводной лодки с крылатыми ракетами проекта 661 завершилась в декабре 1960 года. Сочетание мощной атомной энергетики и новых обводов корпуса обеспечивали подлодке уникальные скоростные характеристики. В соответствии с проектом подводная лодка должна была развивать максимальную скорость в подводном положении около 38 узлов, что превосходило подводную скорость любого боевого судна американских ВМС.
Руководителем проекта ПЛАРК был главный конструктор Н.Н. Исанина (позднее его сменил Шульженко). Главным наблюдающим от военно-морского флота являлся Ю.Г. Ильинский, который потом был заменен В.Н. Марков. В данной программе было задействовано более 400 предприятий и организаций.
Во время проектирования и строительства подлодки отработали технологию сварки корпусных конструкций из титановых высокопрочных сплавов, изготовление из них арматуры, поковок, отливок и др. изделий. На Северном машиностроительном предприятии для работы с титановым сплавом потребовалось создание спец. цехов и др. помещений.
Для проведения динамических и статических испытаний изготовили полунатурные отсеки ДМТ60-2 (испытывался на морском полигоне) и СМТ60-1 (испытывался в док-камере).
На Севермаше в 1962 г. началось изготовление первых обечаек и шпангоутов прочного корпуса подлодки проекта 661. Однако первые испытания корпусных элементов из титанового сплава были неудачными, потребовалось проведение доп. работ. В результате официальную закладку подлодки проекта 661 осуществили в Северодвинске только 28.12.1963.
Высокая степень сложности и новизны проекта обусловили длительные сроки реализации работ. Работы по созданию судна продолжались более 11 лет. Низкие темпы поставок дефицитного для того времени титана, в котором также остро нуждались ракетостроение и авиастроение сказались на задержке строительства. В результате подлодку, которая получила тактический номер К-162, спустили на воду только 21.12.1968. На ходовые заводские испытания она вышла 13.12.1969.
Во время испытаний при 92 процентах мощности силовой установки на полигоне с относительно небольшими глубинами (глубина акватории — 200 метров, глубина хода — 100 метров) была получена максимальная подводная скорость в 42 узла, что значительно превосходило расчетные параметры, которые равнялись 38 узлам. Таким образом, установили мировой рекорд скорости для подлодок, ранее удерживаемый кораблями проекта 671 (33,5 узла). Самые скоростные американские атомные подлодки развивали скорость 30 узлов. Позднее, при выходе главной энергоустановки на полную мощность и на более глубокой акватории, был получен еще более высокий результат — 44,7 узла (во время форсирования энергетической установки кратковременно была достигнута скорость более 45 узлов). Это и сегодня является абсолютным рекордом скорости для подлодок.
Атомные подлодки с крылатыми ракетами проекта 661 имела двухкорпусную архитектуру. Титановый прочный корпус, был разделен на девять отсеков:
Первый (верхний) и второй (нижний) отсеки, которые в сечении имели форму восьмерки, образованной двумя пересекающимися 5,9-метровыми окружностями (в них были размещены торпедные аппараты, запасной боекомплект и устройство быстрого заряжания);
Третий отсек служил для размещения жилых помещений, кают-компании, пищеблока и аккумуляторов;
Четвертый отсек – центральный пост, пост управления энергоустановкой, жилой блок;
Пятый отсек реакторный;
Шестой отсек турбинный;
Седьмой отсек турбогенераторный;
Восьмой отсек служил для установки вспомогательных механизмов (компрессорные машины, рефрижераторы, водоопреснительная установка);
Девятый отсек – трюмный пост и рулевые приводы.
Кормовая оконечность подводной лодки была выполнена раздвоенной в виде двух конических осесимметричных обтекателей валов. Расстояние между ними составляло около 5 метров (в обиходе данное решение называли «штаны»). Гидродинамическая оптимизация кормовой оконечности была достигнута благодаря удлинению с малыми углами схода ватерлинии в диаметральной плоскости и применению удлиненных гребных валов с обтекателями, которые допускают установку гребных винтов необходимого диаметра для заданной частоты вращения.
Энергоустановка мощностью 80 тыс. л. с. включала пару автономных группы (левого и правого бортов). В состав каждой группы входили атомная паропроизводящая установка В-5Р, турбозубчатый ГТЗА-618, автономный турбогенератор переменного трехфазного тока ОК-3 (мощность 3 тыс. кВт). Тепловая номинальная мощность каждого из двух водоводяных атомных реакторов 177,4 МВт. Паропроизводительность каждого ППУ при нормальной мощности — 250 тонн пара в час.
Разработанные для подлодки 661-го проекта реакторы имели несколько оригинальных особенностей. Например, прокачку теплоносителя первого контура осуществляли по схеме «труба в трубе». Данная технология обеспечивала компактность ядерной энергоустановки при высоких тепловых напряженностях. Реакторы при этом работали как на тепловых нейтронах, так и с участием реакции деления быстрых нейтронов.
Для питания потребителей электроэнергии приняли переменный трехфазный ток частотой 50 Гц, напряжением 380 В. Существенным нововведением был отказ от использования дизельных генераторов: аварийным источником тока являлась аккумуляторная батарея большой мощности.
На борту субмарины имелся навигационный всеширотный комплекс «Сигма-661», который обеспечивал подледное и подводное плавание.
Автоматическое управление судном осуществлялось с использованием систем управления по глубине и курсу «Шпат», предотвращения аварийных провалов и дифферентов «Турмалин», и управления общекорабельными системами, забортными отверстиями и устройствами «Сигнал-661».
ГАК МГК-300 «Рубин» позволял обнаруживать шумящие цели при автоматическом одновременном сопровождении двух. При этом данные выдавались в системы управления торпедным и ракетным оружием. Обеспечивалось круговое обнаружение сигналов гидроакустических систем противника, которые работают в активном режиме и их опознавание с определением дистанции и пеленга. Корабль оснащался гидроакустической системой «Радиан-1» служащей для обнаружения якорных мин.
Для наблюдения за надводной и воздушной обстановкой подлодка была оснащена светосильным зенитным перископом ПЗНС-9 оснащенным оптическим вычислителем координат. Используя подъемное устройство перископ мог подниматься с глубины менее 30 метров при волнении до 5 баллов и скорости менее 10 узлов. Имелись радиолокационные системы МТП-10 и РЛК-101, а также система «Нихром» - система определения гос. принадлежности.
Для сверхбыстродействующей двухсторонней засекреченной радиосвязи с береговыми КП, взаимодействующими с подлодкой самолетами и кораблями имелась современная (по меркам того времени) радиосвязная аппаратура. Субмарина была оснащена системой радиоразведки, которая обеспечивает обнаружение, поиск и обнаружение радиостанций противника находящихся в работе.
Основное вооружение – противокорабельный ракетный комплекс «Аметист» с десятью крылатыми ракетами, которые размещались в наклонных контейнерах, расположенных вне прочного корпуса побортно. Максимальная дальность стрельбы – 70 тыс. м.
Ракеты стартовали из подводного положения из предварительно затопленного контейнера с глубин до 30 метров. Сразу после выхода из контейнера срабатывал стартовый двигатель, и раскрывалось крыло, после чего в надводном положении происходило включение маршевого твердотопливного двигателя.
Также в составе ракетного комплекса была аппаратура предстартового контроля, приборы корабельные системы управления ракетным огнем, связанные с ГАК, комплексом управления навигационным комплексом, торпедной стрельбой, а также стабилизатором управления глубиной и курсом.
Пусковой установкой обеспечивалось хранение, транспортировка, дистанционная предстартовая подготовка и старт КР без доступа в контейнер. Крылатые ракеты принимались на борт субмарины в окончательно снаряженном состоянии для старта. Обеспечивалось надежное хранение ракет и их запуск в течение трех месяцев пребывания в походе.
Весь ракетный боекомплект выпускался в двух залпах. Интервал между ними составлял три минуты (специалисты считали, что это являлось значительным тактическим недостатком проекта, который затруднял эффективное применение атомных подлодок с крылатыми ракетами по основным целям, то есть авианосцам противника).
В носовой оконечности субмарины размещалось 4 торпедных аппарата калибра 533 мм (суммарный боекомплект составлял 12 торпед), обеспечивающих огонь с глубин менее 200 метров. Для управления торпедной стрельбой служила автоматизированная система «Ладога-П-661».
Технические характеристики атомной подлодки с крылатыми ракетами проекта 661:
Наибольшая длина – 106,9 м;
Наибольшая ширина – 11,5 м;
Средняя осадка – 8,1 м;
Нормальное водоизмещение – 5197 м3;
Полное водоизмещение – 7000 м3;
Предельная глубина погружения – 400 м;
Максимальная скорость подводного хода – 44,7 узла;
Надводная скорость – 19,0 узлов;
Автономность – 70 суток;
Экипаж – 80 человек.
На испытаниях субмарина К-162 продемонстрировала отличные маневренные качества в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Обладая уникальными маневренными и скоростными характеристиками, сочетающимися с мощным ГАК, который обладает большой дальностью обнаружения, атомная подводная лодка с крылатыми ракетами 661-го проекта была способна осуществить быстрое развертывание в районе боевых действий, и выбрать выгодную позицию, чтобы использовать оружие и произвести повторную атаку, что расширяло боевые возможности судна по сравнению с атомными подлодками других проектов.
Лодка являлась своеобразной лабораторией, где в натурных условиях осуществляли отработку новых образцов вооружения и оружия. Многое из того, что создали для данной опытной подлодки, в дальнейшем использовали на новых субмаринах других проектов.
Опытная эксплуатация подводной лодки началась в 1970 г. и закончилась в декабре 1971-го года. К-162 в сентябре того же года вышла на боевую службу, в ходе которой субмарина прошла в район экватора до Бразильской впадины от Гренландского моря. В ходе данного перехода подлодка выполняла ряд задач совместно с надводными кораблями и другими подлодками. Велось сопровождение авианесущего судна «Саратога». При этом корабль ВМС США несколько раз пытался оторваться от подлодки, развивая скорость больше 30 узлов, но достичь желаемого результата не удалось. Кроме того, атомная подлодка, осуществляя маневры, иногда опережала американское судно. За два с половиной месяца похода, лодка поднималась на поверхность всего лишь раз.
К-162 после завершения опытной эксплуатации в Северодвинске прошла ремонт. В 1974 году она вернулась в состав ВМФ.
На Западе субмарина проекта 661получила название «Папа» (Papa). В советском флоте субмарину называли «Золотой рыбкой» (раньше это престижное прозвище носила атомная подводная лодка проекта 645).
Первоначально предполагалось, что после того как была построена головная (опытная) субмарина проекта 661 последует закладка 10 серийных судов данного типа. Однако в дальнейшем количество серийных подлодок с крылатыми ракетами сократили до пяти, позднее до трех, а в новом пятилетнем плане, принятом в 1964 году, вообще решили ограничиться строительством одной субмарины проекта 661. Данное решение в значительной степени объяснялось нехваткой титана в стране и технологическими трудностями, затягивающими сроки строительства уникального корабля.
В1970 г. опять обсуждался вопрос о закладке серии усовершенствованных подлодок с КР – проект 661М. Проработали три варианта подлодки, отличающихся водоизмещением (5197 – 6208 тонн), подводной скоростью (от 39 до 42 узлов), главной энергоустановкой (от 43000 до 55000 л.с.) и др. параметрами. Но к этому времени развернули серийное строительство не обладавших настолько высокими скоростными характеристиками, однако значительно более малошумных и дешевых подлодок проекта 670, имеющих соизмеримую ударную мощь. Также, требовалось внесение значительных изменений в систему управления ракетным огнем ПЛАРК проекта 661.
Флот не удовлетворяла и высокая шумность подлодки при движении под водой. Повышенный уровень акустических помех стал причиной затруднений в работе ГАК. В данных условиях было решено отказаться от серийного производства атомных подлодок на основе проекта 661. Также не получили развития предложения по модернизации подлодки К-162, которые включали установку ракетного комплекса П-120 с дальнейшей заменой комплексом «Гранит».
ПЛАРК К-162 в 1978 году была переименована в К-222. В составе Северного флота К-222 находилась вплоть до 1988 г., после чего ее вывели в резерв, и в дальнейшем — передали на утилизацию.