Электрические подводные лодки класса «Columbia», вооружённые баллистическими ракетами, планируется построить в США на замену субмарин класса «Ohio». Американские субмарины «Ohio» на данный момент составляют морскую часть ядерной триады США. Срок эксплуатации 14 таких судов завершается в 2027 году. Согласно планам американцев, первая подлодка «Columbia» начнёт боевое патрулирование в 2031 году, обеспечив тем самым стабильность действий в плане сдерживания потенциального противника. В конечном итоге именно электрическим подводным лодкам класса «Columbia» надлежит нести до 70% стратегического ядерного потенциала мировой «державы». Однако инновационный электрический проект пока что остаётся на стадии прототипа.
Электрические американские подводные лодки «Columbia»
Программа является главным приоритетом ВМФ США. При этом ожидаемая стоимость в течение жизненного цикла воплощения составит $267 млрд., включая $128 млрд. на исследования, разработку, покупку 12 подводных лодок ВМФ США. Между тем, на данном этапе требуются дополнительные разработки и тестирования, чтобы определить, насколько зрелыми являются некоторые технологии подводных лодок класса «Columbia». Эти технологии имеют решающее значение для производительности, включая:
- интегрированную энергетическую систему,
- ядерный реактор,
- общий ракетный отсек,
- движитель и связанные скоординированные кормовые технологии.
В общем, на данный момент времени остаётся нерешённым вопрос - будут ли успешно работать отмеченные компоненты электрических субмарин так, как ожидается. Также до конца непонятной остаётся окончательная стоимость проекта. Как отмечается, любые непредвиденные задержки способны отсрочить развёртывание головной подводной лодки, запуск в работу которой намечен на 2031 год. Тем не менее, в 2020 году американцы выдали из бюджета $8,7 млрд. на строительство головной субмарины.
Что известно из достопримечательностей новинки?
Военно-морской флот США планирует использовать новые технологии, связанные непосредственно с двигателем новой подводной лодки. Также элементами новизны обещают дополнить ракетные установки. Плюс к этому, в список инноваций попадёт также технология малозаметности («стелс»). Все отмеченные новшества, по мнению американских конструкторов, гарантируют полноценную функциональность подводных лодок «Columbia» в течение срока службы 42 года.
Ещё в 2017 году ВМС США начали закупать необходимые материалы и активировали детальное проектирование. На момент 2021 года планировалось начать строительство головной подводной лодки «Columbia». Однако на данный момент сведений о старте реализации проекта не имеется.
ПЛАРБ данного класса спроектированы так, чтобы обеспечить максимальную скрытность, чтобы оставаться незамеченными в моменты патрулирования в открытом море. Высокая живучесть электрических подводных лодок «Columbia» обещает Соединённым Штатам надежную возможность нанесения ответного удара на атаку, направленную на другие части триады.
Военно-морской флот США планирует сократить количество и продолжительность необходимых периодов технического обслуживания для подлодок класса «Columbia». Тем самым американцам хватит всего 12 подводных кораблей данного класса, чтобы постоянно обеспечивать патрулирование. Период 2031-2040 годы для ВМС США обещает стать временем приобретения 10 действующих субмарин. На 2041 год также запланирован вывод из эксплуатации последней подводной лодки класса «Ohio». Все 12 находящихся в эксплуатации подводных лодок класса «Columbia» флот получит к началу 2042 года.
Технологии новейшего класса американских субмарин
Электрическая подводная лодка класса «Columbia» содержит нескольких основных составляющих:
- корпусную часть,
- вспомогательные системы,
- стратегическое вооружение;
- двигательную установку на базе ядерного реактора.
Сегодня Военно-морской флот США стремится внедрять новые технологии с целью улучшения возможностей субмарин, где это необходимо. При этом используются активно системы уже существующих в эксплуатации подводных лодок:
- ударных субмарин «Virginia»,
- ударных субмарин «Seawolf»,
- ПЛАРБ класса «Ohio».
Делается это с расчётом обеспечить унификацию с подводным флотом, сократить потребности в разработках для класса «Columbia», исключить технический риск. Так, в рамках программы повторно используется более 19 000 стандартных деталей субмарин класса «Virginia», включая фитинги, клапаны и переключатели, технологии ВМФ.
Интегрированная энергосистема и ядерный реактор
Интегрированная энергосистема включает электрический привод для организации движения подводной лодки, в отличие от других текущих конструкций субмарин США. Традиционно, все старые подлодки используют систему механического привода. Интегрированная энергосистема питается от ядерного реактора, представляющего индивидуальную рабочую систему. Конструкцией ядерного электропривода пар от ядерного реактора вращает турбину, вырабатывающую электричество. Полученным электричеством, соответственно, обеспечивается работа электродвигателей.
Такой конструкторский подход явно контрастирует с ядерной механической двигательной установкой, где пар от ядерного реактора вращает турбину. В свою очередь, полученный момент высокоскоростного вращения передаётся на редуктор, где скорость вращения снижается до необходимых значений, подходящих под использование движителем.
Для обеспечения питания электропривода ядерная двигательная установка в данном случае использует активную зону реактора, рассчитанную на весь срок службы корабля. Планируется, что активная зона реактора будет оставаться в эксплуатации без дозаправки почти на 10 лет дольше, чем предполагают нынешние ядерные реакторы ВМС США.
В реакторах подводных лодок класса «Virginia», правда, также используется активная зона реактора, рассчитанная на весь срок службы корабля, но реактор подлодки класса «Columbia» сделают более мощным, так как необходимо приводить в движение более крупную подводную лодку. Новый вариант должен работать дольше, чтобы обеспечить 42-летний срок службы реактора класса «Columbia», по сравнению с 33-летним сроком для класса «Virginia».
Система кормовой зоны и движитель
Система кормовой зоны представляет своего рода техническую особенность кормы, состоящую из трёх подкомпонентов. К сожалению, сведения по всем трём подкомпонентам американцы засекретили. Электрическую подводную лодку «Columbia» будет двигать под водой движитель вместо традиционного гребного винта. Конструкция движителя зависит от нескольких других технических особенностей, которые образуют так называемую скоординированную корму.
Скоординированная корма - это место, где установлены руль направления и другие управляющие элементы, которые используются для маневрирования субмарины под водой. Таковые имеют решающее значение для ходовых характеристик судна в целом. Скоординированная корма состоит из взаимосвязанных технологических элементов, включая:
- движитель,
- усовершенствованный подшипник движителя,
- конфигурацию кормовой поверхности управления,
- вал гребного винта с подшипником.
Карданный вал и подшипник соединяют двигательную установку с движителем, передавая энергию от двигательной установки для движения лодки под водой. Здесь ВМС США планируют использовать новую конструкцию типа «Х-корма» вместо крестообразной кормы, применяемой на других типах субмарин.
Между тем, Военно-морской флот США уже экспериментировал с технологией электропривода на подводных лодках в прошлом. Эксперименты проводились на двух ныне выведенных из эксплуатации атомных ударных субмаринах. Однако в том случае использовалась другая технология двигателей, чем в случае с проектом класса «Columbia», соответственно, репрезентативность здесь не в тему.
Также электрической тягой американцы оснастили эсминец класса «Zumwalt», но тот вариант несколько отличается конструктивно и, к тому же, не имеет питания от ядерного реактора. В общем, теперь ВМС США продолжают разрабатывать интегрированную энергосистему, изготавливая ряд опытных образцов. Тестирование полномасштабного прототипа на полной мощности обещали в 2020 году. Но пока что об успешно проведённых тестах умалчивается.
По материалам: GAO