Мы уже писали о том, что электроэнергетическая система дизель-электрических подводных лодок (ДЭПЛ), в классической схеме, состоит из: дизельного двигателя, который может работать на генератор, аккумуляторных батарей, которые заряжаются от генератора, гребного электродвигателя, вспомогательных двигателей и других потребителей электроэнергии. Об аккумуляторных батарея мы уже говорили, посмотрели проблемы с аккумуляторами во время Великой Отечественной, когда главный производитель лодочных аккумуляторов, завод им. лейтенанта Шмидта оказался в блокадном Ленинграде, а Саратовский завод оказался не способен производить большие аккумуляторы.
Мы разобрались почему был нужен ленд-лиз, и для чего СССР получил в 1942 и 1943 годах по Ленд-Лизу 44 комплекта аккумуляторных батарей для подводных лодок. Они предназначались для подводных лодок Северного и Черноморского флотов, что сняло проблемы с аккумуляторными батареями на этих флотах до конца войны.
Мы писали о проблемах отечественных аккумуляторов, о взрывах на подводных лодках, вызванных выделением водорода, но...
Может создаться ощущение, что получили аккумуляторы из-за рубежа, и, все, проблема решена. Да, как бы не так. Импортные свинцовые аккумуляторы (вот как это ни странно), тоже выделяли водород. И проблемы со взрывами на подводных лодках, это не только наши, сугубо отечественные проблемы. В чем суть проблемы?
Когда свинцово-кислотный аккумулятор заряжен, около 80% тока уходит на полезную работу. Удельный вес электролита повышается по мере вытеснения сульфата из пластин. Однако определенная часть тока разлагает воду для разбавления в электролите на его составную часть, H2 и O. По мере повышения уровня заряда меньший ток становится полезной энергией, и больше тока доступно для электролитического разложения воды.
Рассматривая "треугольник горения" нужны три фактора: температура, окислитель (кислород воздуха) и горючее (в нашем случае водород). Но есть нюанс: смеси водорода с кислородом или воздухом взрывоопасны в широком диапазоне содержания водорода. Горение носит характер взрыва, если концентрация водорода боле 4,1% (но менее 75%).
В общем, если в воздухе содержится около 4% смеси водорода, образуется взрывоопасная смесь. "Из искры разгорится пламя", (но только в том случае, если эта искра есть). Но, кстати, аккумуляторы выделяют не только водород, но и кислород, но он быстро потребляется (например, экипажем, при дыхании).
Как бороться? Выжигать водород? Не рационально, ибо расходуется кислород, которого и так мало. Исключить искру? Реально ли это?
В общем, давайте посмотрим, что же происходило с подводными лодками после войны.
Две относительно новых подводных лодки, построенных в 1945 году USS Cochino (SS-345) и USS Tusk (SS-426), класса "Balao" шпион... (простите), осуществляли разведывательную миссию против СССР. "Да, нет же, все не так! вот что пишут умные книги: «Утром 25 августа 1949 года во время тренировочного похода к северу от Полярного круга подводная лодка «Кочино» (SS-345) в компании с «Туском» (SS-426) попыталась погрузиться в Баренцевом море.»" О, как... "тренировочный поход"! Другого места, как возле наших северных баз Полярный и Ваенга (ныне Североморск) не нашлось. Ну, да ладно, сказ ныне не о том, что такое операция «Кайо», мы сейчас о технике.
Подводные лодки типа «Балао» это серия больших крейсерских подводных лодок ВМФ США времён Второй мировой войны. Считается самым многочисленным классом подводных лодок (122 единицы). Это "одноклассница" нашей подводной лодки типа "К" (наша чуть мощнее, но их и построли в 10 раз меньше, чем "американок").
Длина "Балао" 95 метров, диаметр 8,3 м, водоизмещение 1550/2463 тонны.
Она представляла собой развитие более раннего типа «Гато», но эти подводные лодки имели более прочный набор и толстую обшивку, что позволяло им нырять на глубину до 120 метров (в принципе, как показала практика, даже больше, но, это уже риск).
-Четыре 16-цилиндровых дизельных двигателя модели 278A производства General Motors мощностью по 1350 л. с. (1000 кВт),
-Два электромотора производства General Electric мощностью 1370 л. с. (1020 кВт), кроме SS 228—235, оснащённых моторами Elliott Motor и SS 257—264, с моторами производства Allis-Chalmers;
-Две 126-элементные аккумуляторные батареи пр-ва Exide, кроме SS 261, 275—278, и 280, с батареями производства Gould.
- Два гребных винта.
В принципе, лодки неплохие, но есть нюанс: и "Кочино" и "Таск" были не простыми "Балао", а "GUPPY", и не просто "GUPPY", а "GUPPY II". Что это такое?
Нет, подводная лодка не стала рыбкой гуппи, это сокращение от "Greater Underwater Propulsive Power". Программа повышения мощности подводных движителей (GUPPY) была инициирована Военно-морским флотом США после Второй мировой войны с целью повышения скорости под водой, маневренности и выносливости своих подводных лодок. (Буква "Y" в аббревиатуре была добавлена для удобства произношения.)
С одной стороны, в 1945 году, после раздела трофейных немецких кораблей, американцам достались две немецких подводных лодки типа XXI – U-2513 и U-3008. С другой стороны за годы войны промышленность США сдала флоту такое громадное количество техники. В связи с этим, сразу после войны США пошли по пути модернизации и перестройки имеемого флота, с учетом трофейных технологий.
Знакомство с самыми мощными и совершенными лодками Второй мировой войны оставило неизгладимые впечатления у американских специалистов.
Немцы имели два главных электродвигателя — модели GU 365/30, каждый мощностью в 2500 л. с. при 1675 об/мин. Это в пять раз больше мощности электродвигателей аналогичных по водоизмещению лодок IX серии. Для уменьшения массы и размеров главных электродвигателей напряжение питания повысили до 360 вольт за счет последовательного соединения трех групп аккумуляторов. Вес каждого двигателя составлял 10,33 тонны, длина около 3 метров, а диаметр 1,3 метра. Помимо них, на лодках имелись два электродвигателя "подкрадывания", модели CV 323/28, развивавшие мощность в 113 л. с. при 350 об/мин каждый и присоединённые к гребным валам через клиноременную передачу. На двигателях подкрадывания при 6-узловом ходе лодка могла двигаться 48 часов. До скорости в 6 узлов лодка под двигателями подкрадывания фактически не производила шумов, уловимых гидроакустической аппаратурой того времени. После войны на сравнительных испытаниях лодки XXI серии при 6-узловом ходе на двигателях подкрадывания показали такой же уровень шума, как американские лодки при скорости 2 узла. Аккумуляторные батареи лодок состояли из шести групп по 62 элемента типа 44-MAL 740 в каждой, общая их масса составляла 225 тонн, ёмкость 33 900 ампер-часов[8]. Аккумуляторные батареи занимали около трети прочного корпуса и располагались в два яруса.
Тщательно изучив конструкцию и характеристики немецких подводных лодок американцы сделали правильный вывод: ключевыми факторами, от которых напрямую зависит эффективность и боевая устойчивость современной подводной лодки, являются её скорость и дальность хода в погруженном состоянии. Всем остальным – артиллерийским вооружением, скоростью надводного хода или автономностью можно в той или иной степени пренебречь, принеся их в жертву Главной Задаче субмарины – движению в подводном положении.
В июне 1946 года начальник военно-морских операций одобрил проект GUPPY. Первоначальная программа испытаний двух лодок, реализованная военно-морской верфью Портсмута, со временем переросла в несколько последовательных программ переоборудования. Эти обновления проводились в семи вариантах в следующем порядке: GUPPY I, GUPPY II, GUPPY IA, Fleet Snorkel, GUPPY IIA, GUPPY IB и GUPPY III.
Внутри лодки подверглись значительной перестройке для увеличения размеров аккумуляторных ям для установки батарей значительно большей емкости. Батареи тоже были новой конструкции, "содранной" у немцев.
По сравнению со стандартной "батареей Сарго"(о ней разговор отдельный), в батарее Guppy использовалось большее количество более тонких пластин, которые вырабатывали больший ток в течение более длительного времени.
Однако срок службы этих батарей был совсем небольшим, всего 18 месяцев (вместо пяти лет, как у "батареи Sargo", и, кроме того, на зарядку этих батарей уходило на 50% больше времени (12 часов вместо 8).
Есть еще один нюанс: этим батареям требовалась вентиляция для удаления газообразного водорода и охлаждающая вода для клемм аккумулятора и оконечных стержней. Но выяснилось это "чуть-чуть потом", после гибели подводной лодки. Что произошло?
В августе 1949 года "Кочино" и "Таск" проплыли вдоль Кольского полуострова, чтобы определить, взорвал ли Советский Союз атомную бомбу (попутно прослушивая эфир). В общем-то во всем виновато стечение обстоятельств.
"Вики..." описывает эти события так: "25 августа 1949 года "Кочино" попал в сильный полярный шторм у берегов Норвегии. Огромные волны с такой силой захлопнули шноркель подводной лодки и так сильно встряхнули лодку, что удары вызвали возгорание электрооборудования и взрыв аккумуляторной батареи с последующим выбросом смертоносного газообразного водорода. Несмотря на самые ужасные погодные условия, люди из Кочино и Таска боролись за спасение подводной лодки в течение 14 часов, проявляя умелое морское мастерство и высокую отвагу в штормовом замерзшем море. Однако второй взрыв батареи 26 августа сделал единственно возможным приказ "Покинуть корабль", и после того, как экипаж совершил опасную передачу веревки на Таск, брошенный "Кочино" затонул".
В реальности, картинка была чуть чуть другой: стоял полярный день, поэтому, чтобы не быть обнаруженной, американская подводная лодка находилась в подводном положении выставив шнорхель антенну для прослушивания. При зарядке батарей под шнорхелем в подводном положении, в отсеках лодки начал накапливаться водород. После выполнения разведмиссии, лодка легла на обратный курс. Она опять шла под шнорхелем, но попала в шторм. Одна из волн залила шнорхель, который автоматически закрылся, но при этом заглохли дизеля. При запуске дизелей возникла искра, которая и явилась причиной первого взрыва. Причиной последующих взрывов тоже явился водород, из-за пожара и замыканий в проводке, произошли еще два взрыва в смежных отсеках.
Лодка еще оставалась на плаву, но за борт было смыто 12 человек. В ходе проведения спасательной операции погибло несколько членов команды второй подводной лодки. Цитирую: "В отличие от экипажа лодки «Кочино» у личного состава «Таск» было время для того, чтобы надеть штормовую экипировку, и теперь эта экипировка предательски тянула их на дно. Дело в том, что моряков облачили в экспериментальный тип цельных комбинезонов, предназначенных для защиты экипажей от арктического холода. В них были вшиты спасательные жилеты, а также прочно прикреплялись ботинки с помощью металлического крепления, которое можно было отстегнуть только специальной отмычкой. На палубе эти комбинезоны выглядели прекрасно. Но когда они попадали в холодную воду, то некоторые жилеты начинали лопаться. Таким образом, единственной частью комбинезона, способной держать человека на поверхности, оставались ботинки, которые были скреплены так надежно, что в них оставались воздушные мешки".
Лодка пыталась следовать в направлении Норвегии, но вскоре после полуночи 26 августа 1949 года прогремел еще один взрыв. Пожар распространился на второе машинное отделение, продвигаясь к кормовому торпедному отсеку, где находились старший помощник лодки и другие раненые. Второй лодке просигналили подойти поближе. Когда примерно треть экипажа перешла на «Таск», волны столь далеко растащили лодки, что часть швартовых лопнула.
После того, как остатки экипаха перешли на борт "Таска", на борту "Кочино" еще оставался ее командир, он попросил быть в готовности взять его на буксир. Командир надеялся, что удастся все же спасти лодку. Но в 1.45 лодка начала валиться на правый борт, после чего ее покинул и командир.
«Кочино» затонула на глубине 270 метров, в ста милях от побережья Норвегии. С момента возникновения пожара прошло 15 часов. Комиссия, которая разбирала этот случай, списала все на "форс-мажор", не обратив (поначалу) внимания на реальную причину аварии.
Но, это был далеко не единичный случай...
