Уже более 100 лет электромоторы служат двигателями подводного хода на подводных лодках, а источником энергии служат аккумуляторы. Какие? Традиционно, это обычные свинцово-кислотные аккумуляторы. Казалось бы, у них масса недостатков: кислота, выделение газа, необходимость контроля плотности и уровня электролита. Но аккумуляторы этого типа продолжают активно использоваться.
Да, аккумуляторы этого типа обладают рядом преимуществ. Свинцовый аккумулятор отличается большим коэффициентом полезного действия, сравнительно большой электродвижущей силой, которая мало изменяется при разрядке, все это так, но главным их достоинством является дешевизна.
Потому, их стараются (по возможности) обезопасить и "модернизировать". В феврале 1939 года в строй вступила головная субмарина серии "Сарго" (SS-188) . На этой подводной лодке были впервые использованы батареи разработки лейтенанта Йеменса (первого командира лодки), особенностью который были кожухи из двойного слоя резины со специальной прослойкой внутри, снижающий риск выплескивания кислоты в случае поломки корпуса батареи. Такие батареи "типа Сарго" ставятся на все американские субмарины, включая атомные (в качестве запасных).
Потом, когда начали готовиться к проекту "GUPPY" (Greater Underwater Propulsion Power Program) с использованием технологий, захваченных в Германии (о нем мы уже немного рассказывали) аккумуляторы опять доработали. Появились аккумуляторы "Sargo II" с заполнением части объема губчатым материалом.
В чем суть этой программы (точнее этих программ, их было несколько)? Американцы имели много построенных океанских лодок, которые они захотели перестроить, учитывая немецкий опыт, подсмотренный на трофейных лодках U-2513 и U-3008. Инициатором этих программ стала небезызвестная компания Electric Boat она же их лоббировала. В чем их суть?
GUPPY I Это две лодки типа "Balao" ("Odax" и "Pomodon") построенные в Портсмуте (Portsmouth Naval Shipyard, Kittery, Maine). Лодки имели по 4 двигателя Fairbanks-Morse достаточно необычной компоновки. Fairbanks-Morse 38 8-1/8 является двухтактным дизельным двигателем оппозитно-поршневого типа. Двигатели 38 8-1/8 являются 10-цилиндровыми рядными дизельными двигателями, сгорание происходит между двумя противоположными поршнями внутри одной гильзы цилиндра. Схема экзотическая, (у этого двигателя была применена схема с двумя валами), но работоспособная.
Что сделали с этими подводными лодками по программе 1948 года?
Прежде всего, увеличили емкость аккумуляторных батарей, установив 126 батарей большей емкости. За счет чего большая емкость? За счет большего числа тонких пластин. Новые АКБ имели большую ёмкость, но малый срок службы (всего 18 месяцев – в 3 раза меньше, чем оригинальные батареи времен ВМВ) и большее время зарядки. Кроме того, они были опаснее в эксплуатации в связи с повышенным выделением водорода – пришлось модернизировать систему вентиляции аккумуляторных ям.
Схему движения сделали чисто электрической: дизеля работали на генераторы, а движение шло за счет двух новых низкоскоростных электродвигателей фирмы Elliott (суммарной мощностью 2 мегаватта), которые заменили 4 прежних электромотора.
Собственно, в лодках поменяли ВСЮ сеть. Одновременно с заменой АКБ, модернизации подверглась вся электросистема лодок – гребные электромоторы нового типа, герметичные распределительные щитки, электроприборы, рассчитанные на новый стандарт электросети (120V, 60Гц)
При модернизации лодки "облизали", изменив форму носовой оконечности, и убрав все выступающие части для уменьшения сопротивления при движении под водой. Странность этой программы была в том, что американцы почему-то не усовершенствовали систему подводного хода под дизелями (шнорхель).
Поскольку добавились батареи, переделали систему вентиляции, что впрочем, не помогло, и так же как и "Качино" (о которой мы рассказывали) 21 февраля 1955 года, стоя у причала в Сан-Франциско "Pomodon" "бабахнул". Лодка проводила перезарядку батарей, когда на борту произошел взрыв аккумуляторных газов. Начался пожар. Основная часть экипажа была на берегу, поэтому больших жертв удалось избежать. Во время борьбы с огнем произошло еще несколько взрывов. Погибли 5 членов экипажа. Еще несколько подводников и рабочих верфи получили ожоги (но это отдельная история).
На испытаниях лодки показали скорость подводного хода 18 и 18,5 узлов (до модернизации 8,5 узлов). Правда, скорость надводного хода снизилась.
GUPPY II датирована 1950-м годом. Она была более масштабной, под нее попали 24 подводных лодки. На этих лодках стояли аккумуляторы "Sargo II", система подводного хода под дизелями. Для снижения сопротивления воды, с них сняли даже артиллерию. Естественно, система электродвижения тоже была изменена (как и на первых двух лодках). Но в ходе модернизации выяснилось, что обходится она... дороговато. Потому, часть лодок модернизировали по "упрощенной схеме" GUPPY IА, когда на лодках не стали менять аккумуляторы.
Но даже «экономичная» программа GUPPY IA была все же оказалась слишком дорогой для полномасштабного развертывания. Флот, стремившийся увеличить максимально число «осовремененных» субмарин, разработал программу минимальной модернизации. Переделка по ней включала установку шноркеля (для увеличения дальности подводного хода), более обтекаемой рубки, улучшенной электрической системы и более совершенной вентиляции. Палубные орудия и вспомогательные дизели демонтировались. В отличие от лодок программы GUPPY, субмарины этой программы не подвергались переделке корпуса, модификации двигателей или аккумуляторов, и их внутреннее оснащение оставалось прежним. Суммарно под эту программу попали 30 подводных лодок.
Четырнадцать субмарин прошли глубокую модернизацию по проекту GUPPY IIA (с полной перестройкой помещений и заменой дизелей, электродвигателей и батарей). Но выяснилось, что так модернизировать, получается дороже, чем строить новые лодки. Чтобы хоть как-то компенсировать затраты, часть лодок было решено продать за рубеж. Так появились GUPPY IIВ (полностью экспортный вариант).
Последней "конвульсией" этой программы стала подводная лодка USS Tiru (SS-416) ставшая GUPPY III. В связи с тем, что хотели "впихнуть невпихуемое" лодку разрезали и сделали дополнительную цилиндрическую вставку.
В 1961—1963 были модернизированы ещё восемь лодок по несколько измененному проекту GUPPY III. Цилиндрическую вставку увеличили еще на метр (до 4,6 метров). Но в целях экономии на них оставили старые дизеля. Длина лодок увеличивалась до 98 метров, а водоизмещение до 1975 тонн. Все лодки этой серии отличались от других субмарин серии GUPPY очень высокой, рубкой.
Чем они интересны? Их аккумуляторы явились прообразом современных "невыделяющих" батарей. На них испытывались аккумуляторы не с жидким, а с гелевым заполнением. Но на тот момент идея не пошла (батареи не "выдавали" нужных характеристик).
Но наступала уже новая эра: 25 ноября 1950 года в США была заказана к постройке экспериментальная подводная лодка USS Albacore (AGSS-569), на которой (помимо всего прочего) в 1962 году появились серебрянно-цинковые аккумуляторы (но о ней сказ отдельный).
