Ну, если смотреть классическую схему, то, все вроде бы понятно: нереверсивный дизель работает на генератор-электромотор, и...
А, если электромотора нет? (Совсем нет, вообще нет, совсем-совсем нет). А так бывает? В принципе, бывает (точнее было).
Нет мы сейчас не о конструкции подводной лодка «Кета» (под командованием Сергея Александровича Яновича), которая была переделана из старой лодки конструкции Степана Карловича Джевецкого. «Кета» на самом деле была полуподводной, то есть могла плавать только в полупогружённом состоянии. Лодка была оснащена слабым бензиновым двигателем, а для удобства и безопасности плавания отвод выхлопных газов Янович направил в длинную трубу над корпусом лодки. Но это не то...
Мы не говорим о шноркеле, который был изобретён командиром русской подводной лодки «Скат» Николаем Гудимом и заведующим плавмастерской транспорта «Ксения» Борисом Сальяром в 1910 году (хотя приоритет оспаривался Джеймсом Ричардсоном, который запатентовал его в 1916 году). Речь идет о другом...
Впервые с предложением о постройке подводной лодки с единым двигателем для надводного и подводного хода С. К. Джевецкий выступил в 1903 году. Отказ от подводных электродвигателей приводил к экономии места и упрощению конструкции за счёт исключения электрической движительной системы. Все это прекрасно, но как обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания под водой, где нет воздуха? А, все просто: мы ж ныряем, запасая воздух в легких.
На этом принципе была создана одна подводная лодка, которая получила наименование "Почтовый". Первая (и единственная) лодка была построена на Металлическом заводе в 1906 году. 29 ноября 1906 в Кронштадте начались швартовые испытания лодки. Во время испытаний лодкой командовал лейтенант запаса А. Н. Никифораки.
Ходовые испытания были завершены в 1909 году, по их результатам головная лодка так и осталась единственной.
Основой концепции корабля стало использование для надводного и подводного хода одних и тех же двигателей — 130-сильных бензиновых моторов фирмы «Панар и Левассор», вращавших один четырёхлопастный гребной винт диаметром 1,3 метра. Для освещения и рулевого управления лодки использовалась энергия от двух пятисильных бензиновых динамо-машин фирмы «Панар и Левассор». Работа в подводном положении осуществлялась при помощи запаса сжатого воздуха, хранящегося в 47 (позднее 45) стальных баллонах под давлением 200 кг/см². Ёмкость баллонов составляла ~ 10,3 м³ (около 2450 кг). Топливная цистерна имела ёмкость 3900 литров (2,5 т). В надводном положении гребной вал вращался двумя моторами, что позволяло достичь скорости около 12 узлов. В подводном положении вращение вала обеспечивал только левый мотор, скорость подводного хода при этом составляла 5.6 узла. Удаление выхлопных газов за борт при этом производилось насосом системы Эльвиля производительностью 900 м³ в час. Насос работал от 5-цилиндрового двигателя мощностью 60 л. с. Одной из особенностей конструкционной схемы лодки стало возрастание требуемой мощности компрессора с увеличением глубины плавания. Несмотря на то, что от использования в подводном режиме движения двух двигателей изначально отказались, на испытаниях было выявлено, что при глубине превышающей 11 м компрессор переставал работать из-за недостатка мощности. В связи с этим категорически запрещалось погружение ниже этой отметки. При заглушенных двигателях лодка совершала успешные погружения на глубины до 30 м. Но...
12 февраля 1915 года в Кронштадт прибыло предписание о демонтаже с лодки двигателей. После снятия всего ценного оборудования лодку планировалось продать на торгах. Остов «Почтового» был разобран на металлолом в 1924 году.
Но идея не умерла. С 1930-х гг. и в СССР, и в Германии инициированы интенсивные разработки новых типов двигателей для подводных лодок с одной-единственной целью – увеличить продолжительность плавания подводных лодок под водой. Новые двигатели должны были обеспечивать перемещение лодок с одинаковой эффективностью и над, и под водой (но мы опять не о шноркелях). Но, при этом мы пока не касаемся более широкой темы.
В соответствии с классификацией, принятой в ВМС западных стран, неатомные подводные лодки принято делить на три подкласса:
- класс «А» – классические ПЛ с дизель-электрической главной энерго установкой (ГЭУ);
- класс «В» – подлодки с гибридной ГЭУ, включающей наряду с дизель-электрической установкой еще и дополнительную анаэробную (воздухонезависимую) подсистему;
- класс «С» – подлодки, оснащенные только специальной анаэробной ГЭУ.
С 1930-х гг. и в СССР, и в Германии инициированы интенсивные разработки новых типов двигателей для подводных лодок с одной-единственной целью – увеличить продолжительность плавания подводных лодок под водой.
Новые двигатели должны были обеспечивать перемещение лодок с одинаковой эффективностью и над, и под водой.
Одними из первых боеспособных образцов ПЛ с гибридными ГЭУ являлись немецкие подлодки с так называемыми «парогазовыми турбинами Вальтера», работавшими на перекиси водорода.
Новизной двигателей Вальтера было использование в качестве энергоносителя и одновременно окислителя концентрированной перекиси водорода, разлагаемой с помощью различных катализаторов и химреагентов, главным из которых был перманганат натрия, калия или кальция. В сложных реакторах двигателей Вальтера в качестве катализатора применялось и чистое пористое серебро.
При разложении перекиси водорода на катализаторе выделяется большое количество теплоты, причём образующаяся в результате реакции разложения перекиси водорода вода превращается в пар, а в смеси с одновременно выделяющимся во время реакции атомарным кислородом образует так называемый «парогаз». Температура парогаза, в зависимости от степени начальной концентрации перекиси водорода, может достигать 700—800 С°.
Турбины работали как на однокомпонентном, так и на двухкомпонентном топливе. Были и реактивные варианты. С 1943 г по 1944 г было построено три малых лодки серии XVII (или Wa 201) U-793; U-793; U-794 с подводным водоизмещением 312 т, имеющие ПГТУ Вальтера. Скорость этих подлодок под водой достигала 25 узлов, запас хода на дополнительных дизелях 1800 миль. 2 торпедных аппарата.
Серия подводных лодок с подводным водоизмещением 412 т (XVIIB), включала в себя U-1405; U-1406; U-1407; U-1408. В мае 1945 г, часть подводных лодок с ПГТУ Вальтера была затоплена немцами, а часть попала в руки англичан и американцев.
Тип XVIII. Океанская версия, водоизмещение 1600 т, скорость под водой 24 узла. Проект одобрен лично Гитлером на совещании его с Дёницем и доктором Вальтером в сентябре 1942 г. Была начата постройка двух подводных лодок.
Тип XXVI. (был только проект). Длина 58,8 м, водоизмещение 950 т, скорость под водой 22,5 узла, 12 торпедных аппаратов. 2 спаренных зенитных автомата калибра 30 мм.
Тип XXVIВ. (Тоже только проект). Длина 63 м, водоизмещение 1050 т, запас хода 8 тыс. миль на 10 узлах и 160 миль под водой на 4 узлах, или 130 миль под водой на 21,5 узле. 12 торпедных аппаратов. 2 спаренных зенитных автомата калибра 30 мм.
Тип XXXVI. Проект. Длина 61,2 м, водоизмещение 1000 т, запас хода 7 тыс. миль на 10 узлах и 110 миль под водой на 22 узлах, 10 торпедных аппаратов.
Германские подлодки XXVI серии с турбинами Вальтера были способны развивать подводную скорость до 23-25 узлов. Корабельного запаса перекиси хватало на шесть часов полного хода, а в остальное время использовалась обычная дизель-электрическая установка и устройство для обеспечения работы дизеля на перископной глубине (шнорхель). Лодки XXVI серии имели архитектурный облик, существенно отличавшийся от традиционных, ориентированный на уменьшение сопротивления в подводном положении. Они в боевых действиях не участвовали, но послужили ценным материалом для стран-победительниц в послевоенной модернизации подводных флотов.
Но, токмо ежели кто думает, что только немцы занимались этой проблемой, то он ошибается.
В 1935 году в СССР начались работы по созданию «единого двигателя» - дизеля, в надводном положении работающего на атмосферном воздухе, а в подводном по «замкнутому циклу».
Один из таких проектов был предложен инженером ЦКБ-18 С.А. Базилевским. Новая установка получила наименование РЕДО (регенеративный единый двигатель особый). В марте 1936 года на Балтийском заводе был смонтирован специальный стенд для отработки единых двигателей, а в декабре 1936 года испытания продолжили на усовершенствованном стенде завода № 196. До переноса на подводную лодку испытания установки РЕДО дало, в общем, положительный результат. Для дальнейших испытаний по ходатайству Управления кораблестроения Морских Сил РККА нарком обороны К.Е.Ворошилов принял решение о строительстве сразу трех опытных подводных лодок с единым двигателем, одна из которых была оборудована системой РЕДО. Для сокращения времени под установку РЕДО выделили строящуюся «малютку» XII серии под стапельным номером С.92.
4 августа 1938 года подводную лодку спустили на воду, и уже на следующий день под руководством С.А.Базилевского на ней начались монтажные работы. 5 октября 1938 техническое оснащение подводной лодки было завершено. Экипаж субмарины под командованием старшего лейтенанта Николая Константиновича Мохова приступил к швартовым испытаниям.
Как всегда, освоение новой техники предполагает возникновение нештатных ситуаций. Первая из них произошла при первой погрузке жидкого кислорода. Экипаж, не имея опыта, начал приемку так же, как обычно принимаются топливо или пресная вода. Стоящую на пирсе автоцистерну с жидким кислородом с помощью резинового шланга присоединили к погрузочной воронке на палубе и запустили насос. При этом шланг был свободно опущен в воронку. После того, как кислород пошел по шлангу, произошел взрыв, в результате чего в легком корпусе подводной лодки образовалась трещина длиной около метра. В районе выхода трубы вентиляции цистерны в прочном корпусе так же была обнаружена трещина. После консультации со специалистом по глубокому холоду выяснилось, что шланг с цистерной необходимо соединять герметично. Для предохранения от попадания жидкого кислорода на участки корпуса лодки район клапанов вентиляции цистерн защитили накладными латунными листами.
25 октября 1938 года на мелководье вблизи Петергофа начались ходовые испытания «С.92». 12 (по другим данным 11) ноября 1938 года во время работы дизеля по замкнутому циклу при повышении частоты вращения и соответственном увиличении подачи кислорода произошел взрыв в дизельном отсеке с выбросом большого языка пламени. Спустя несколько секунд произошло еще три взрыва. Начавшийся пожар удалось потушить силами личного состава. К счастью, никто не пострадал.
Несмотря на аварию, экипаж до конца навигации продолжал наладку энергоустановки, но устранение недостатков требовало большого объема работ.
В 1939 году работы по РЕДО были переданы из ЦКБ-18 в ЦНИИ-45 (ЦНИИ им. академика А.Н.Крылова). Одновременно туда же была переведена группа конструкторов во главе с С.А.Базилевским. С появлением проекта единого двигателя В.С.Дмитриевского, который считался более перспективным и началом постройки подводной лодки «М-401» (проект 95), работы по доводке РЕДО пошли по «остаточному» принципу.
В начале 1940 года на «С-92» произошли изменения. Мохов был назначен командиром 9-го («малюточного») дивизиона подводных лодок КБФ. Субмарину принял под свое начало капитан-лейтенант Николай Иванович Карташев.
25 сентября 1940 года Приказом Наркома ВМФ кораблю наконец-то присвоили обозначение «Р-1». До этого подводная лодка числилась под стапельным номером, только иногда в служебной документации ее именовали «Подводной лодкой РЕДО».
С началом Великой Отечественной войны подводная лодка находилась в составе отдельного учебного дивизиона, все работы на «Р-1» прекратили. Эвакуировать корабль не было возможности, так как самостоятельный переход по Волго-Балтийскому каналу из-за ненадежности энергоустановки посчитали рискованным. Подводная лодка осталась стоять у стенки завода, экипаж корабля постепенно стали переводить на другие корабли или на сухопутный фронт. К сентябрю 1941 года на «Р-1» осталось три человека, которые провели частичную консервацию подводной лодки. В июле 1942 года заварив входные люки, и они покинули корабль.Все остальное происходило после войны.
В 1938 – 1939 г.г. ОКБ НКВД (позднее ОКБ-196) разработало проект подводной лодки с единым двигателем, работающем, в отличие от проекта «РЕДО», по замкнутому циклу с использованием известкового химического поглотителя для углекислого газа, выделяемого при работе двигателя. Разработка проекта и его практическое осуществление проводились инженером-конструктором В.С. Димитриевским под руководством главного конструктора А.С. Кассациера. К этому моменту инженеры (А.К. Назаров, К.В. Трофимов, Г.С. Манишер, Н.С. Иссерлис), работавшие над созданием корабля, являлись сотрудниками так называемой «шараги», или, «бюро Слезина», они были репрессированными техническими специалистами, которые под эгидой НКВД в условиях тюремного заключения создавали образцы новой военно-морской техники. Проектирование подводной лодки велось с одновременной отработкой возможностей энергоустановки корабля на специальном заводском стенде – натурном дизельном отсеке с главным двигателем и всем остальным, что обеспечивало его работу по замкнутому циклу.
16 (по другим данным 28) ноября 1939 года на заводе № 196 в Ленинграде состоялась церемония закладки корабля под стапельным номером 135, а 1 июня (по другим данным 31 мая) 1941 года корабль был спущен на воду в достаточно высокой степени готовности, на борту были смонтированы главные и вспомогательные механизмы.
В начале Великой Отечественной войны субмарину, экипаж которой состоял всего из девяти человек (командир Оболенцев Е.П., с апреля 1942 года Шейхатович М.И., инженер-механик Кузьминский Ю.М., старшины: Ельцов, Белов, Зимин, Кошелев, Трифонов, Рунков, фамилия еще одного моряка неизвестна), было решено эвакуировать вглубь страны для дальнейших испытаний и проведения достроечных работ. 1 августа 1941 года погруженная на баржу подводная лодка отправилась на завод Красное Сормово (№ 112) в Горький (Нижний Новгород). В ноябре 1941 года из-за наступления холодов корабль был отбуксирован в Баку, здесь же, на заводе им. Закфедерации, кроме испытаний проводились и наладочные работы. Обязанности ответственного сдатчика исполнял М.А. Громов, сдаточного инженер-механика Р.Ю. Гинтовт, представители ВМФ М.М. Шевченко и И.Ф. Сергиенко.
Швартовые испытания подводной лодки, которые часто прерывались авариями, длились несколько лет, и закончились 31 октября 1944 года. Проблема состояла в налаживании устойчивой работы новой энергетической установки. Так как ни автоматического регулятора подачи кислорода, ни газоанализаторов не было разработано, то все приходилось делать «на глаз», вручную, что требовало от личного состава подводной лодки большого опыта и высокой квалификации. В ходе испытаний «М-401» на ней, как и на «Р-1», произошло несколько небольших взрывов и пожаров. Горела краска в отсеках и изоляция кабелей, прогорали коллекторы дизелей, и т.д. Фактически всю вину за данные происшествия комиссии списывали на неправильные действия экипажа, что впоследствии негативно отразилось на эксплуатации подводных лодок пр. 615 и А615, заслуженно получившими на флоте прозвище «зажигалка».
Самая крупная авария подводной лодки, повлекшая гибель создателя корабля, произошла при прохождении заводских испытаний. В 14.27 23 ноября 1942 года субмарина шла в подводном положении (главные двигатели работали по замкнутому циклу; в это время корабль развил скорость порядка 13 узлов). Оператор управления энергетической установкой Н.С. Иссерлис (в его задачи входило наблюдение через небольшие иллюминаторы в переборке отсека за цветом газовой среды; при повышенном давлении она становилась голубой, при пониженном – светло-коричневой; и в зависимости от этого манипулировать клапанами подачи газа), обнаружил избыточную подачу кислорода в газовый смеситель. Об этом было доложено командиру подводной лодки М.И. Шейхатовичу, который дал команду на всплытие. Тем временем автор проекта энергоустановки В.С. Дмитриевский обнаружил пожар в носовом дизельном отсеке. В нарушение всех правил, он, рискуя жизнями остальных членов экипажа субмарины, самовольно отдраил дверь в аварийный отсек и вошел туда. Тут же на нем загорелась одежда, которую те, кто находился в центральном посту, смогли потушить. Пожар в отсеке продолжался. Дмитриевский, опасаясь повышения давления в кислородной цистерне, самовольно открыл на трубопроводе клапан стравливания кислорода в центральный пост. Теперь одежда загорелась и на всех присутствующих в отсеке. Горящую одежду быстро погасили, подводная лодка всплыла. Командир субмарины приказал личному составу перейти на обеспечивающий испытания тральщик. Тем временем пожар во 2-м и 3-м отсеках продолжался: горели электрокабели, краска, оборудование. Люди из 1-го отсека, отрезанные от центрального поста огнем и дымом выйти из отсека не смогли, им пришлось ждать ликвидации пожара. Борьбу за живучесть корабля продолжал инженер-механик Ю.М. Кузьминский. Пожар был ликвидирован, от полученных ожогов умер В.С. Дмитриевский. В ходе аварии в центральном посту обгорела краска и изоляции корпусных конструкций, сгорело оборудование, резиновые детали, кабели; в 3-м отсеке прогорел всасывающий коллектор главного двигателя, сгорели дюритовые соединения на газопроводе у газового охладителя, обгорели амортизаторы дизелей и часть сальников, изоляция электропроводки, краска и другие горючие материалы.
После ликвидации аварии ремонтные работы по восстановлению корабля затянулись надолго; в условиях военного времени сказывалась слабая заводская производственная база в Баку, отсутствие необходимых материалов и запасных частей.
Сразу после заводских испытаний, завершившихся 10 июня 1945 года, корабль прошел государственную приемку, которая продолжалась до конца года. Комиссию госприемки возглавлял К.М. Бубнов. На скоростных испытаниях корабль развил достаточно высокую скорость: надводная 19,1 уз., подводная 12,5 уз., при том, что «М-401» была в два раза меньше «малюток» XII серии. Всего субмарина совершила 74 выхода в море, произвела 68 погружений/всплытий, прошла 2800 миль, из них 360 под водой с использованием технологии «замкнутого цикла».
В 1946 году подводная лодка с учетом замечаний комиссии госприемки была принята в состав ВМФ. В акте отмечались следующие недостатки: малые автономность и время пребывания в готовности, необитаемость дизельного отсека при работе по «замкнутому циклу», шумность дизелей и малый моторесурс главных двигателей, низкий уровень обитаемости. 25 февраля 1946 года подводная лодка зачислена в состав учебного дивизиона ПЛ учебной бригады ПЛ Северо-Балтийского флота (с января 1947 года – 8-й ВМФ).
Вскоре «М-401» по железной дороге перевезли в Ленинград, где на заводе № 196 она прошла текущий ремонт, но после этого работы по «проекту 95» прекратили. С 1949 года «М-401» использовалась в качестве плавучего стенда для отработки «единого двигателя», на ней велась подготовка специалистов для подводных лодок пр. А615, а также разрабатывались различные опытовые конструкции.
27 января 1953 года субмарина переформирована в кабинет боевой подготовки «КБП-26», поставлена на прикол в Зимней гавани Кронштадта (впоследствии на установлена на территории подразделения ПЛ). 25 февраля она переформирована в учебно-тренировочную станцию «УТС-66», а 18 апреля 1959 года исключена из списков ВМФ и разделана на металл в Ленинграде.
Командовали кораблем Оболенцев Ефим Павлович (май 1941 – апрель 1942),Шейхатович Михаил Исаакович (апрель 1942 – март 1947), Кейсерман Григорий Леонтьевич (январь 1947 – апрель 1948), Матиясевич Алексей Михайлович (апрель 1948 – май 1950).