Потянет ли Россия «морское Сколково»?
В последние годы развитие мирового военного кораблестроения самым тесным образом связано с разработкой и внедрением широкого спектра инновационных технологий. Их применение позволяет создавать проекты боевых кораблей с беспрецедентными боевыми и техническими возможностями для ведения сетецентрических боевых действий любого масштаба и различной направленности.
Под инновационными технологиями подразумевают как принципиально новые технологии начала XXI века, применяемые в боевых кораблях, так и технологии, применявшиеся ранее в ограниченном объеме или апробированные на опытных кораблях.
Инновационные технологии сегодня внедряются в военное кораблестроение по нескольким основным направлениям: архитектура; вооружение; энергетические установки и движители; защита и скрытность; экипаж, автоматизация и обитаемость; модульность и ремонтопригодность; создание кораблей-«интеграторов», объединяющих функции кораблей нескольких классов.
Современная архитектура
Инновационной технологией в архитектуре кораблей является новая форма корпуса.
В подводном кораблестроении форма корпуса подводной лодки (ПЛ) за последние 40–50 лет оставалась неизменной и менялась в деталях, хотя концепций было много (ПЛ без ограждения выдвижных устройств, эллиптическая форма поперечного сечения корпуса и т. п.). Наиболее вероятным является создание на многоцелевых атомных подводных лодках (ПЛА) следующего поколения (после 2020 года) так называемого затопляемого отсека вооружения, где будут размещаться без ограничений по конфигурации и размерам наступательное и оборонительное вооружение, автономные необитаемые подводные аппараты (НПА) и другие средства. Отработка этой концепции проводится на ПЛА ВМС США Jimmy Carter SSN-23 (вступила в строй в 2005 году).
В надводном кораблестроении внешние формы боевых надводных кораблей (БНК) и боевых катеров (БКА) существенно изменились. Развитие архитектурных форм современных БНК на современном этапе определяется двумя основными факторами: внедрением архитектурной защиты (АЗЩ) от обнаружения системами разведки и целеуказания (требования технологии «Стелс») в основном за счет снижения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) и мореходностью БНК. Возросли требования к мореходным качествам, что привело к возрождению многокорпусных кораблей на качественно новом уровне.
Для БНК и БКА, спроектированных в 70-е годы, вклад в ЭПР элементов архитектуры был для корпуса – 13–25 процентов, надстройки – 7–30 процентов, надпалубных элементов вооружения – до 80 процентов. Применение АЗЩ в виде развала борта на угол 8–100 снижает ЭПР на траверзных курсовых углах в 2–5 раз по сравнению с обычным кораблем, а при завале бортов на тот же угол ЭПР может быть снижена более чем в 10 раз.
В настоящее время фронт работ по снижению ЭПР расширился и в нем преобладает системный подход. В результате основное внимание при проектировании кораблей с 80-х годов стало уделяться формированию диаграммы вторичного излучения (ДВИ) не в форме эллипса (характерно для БНК 70-х годов), а в форме креста, что позволяло достичь очень небольших значений ЭПР на промежуточных курсовых углах. Стремление в максимальной степени обеспечить «крестообразную» ДВИ привело к лаконичной и прямоугольной архитектуре надстроек БНК, а несколько позже и корпуса.
Для крупных БНК при обнаружении воздушными РЛ средствами малой заметности можно добиться только на промежуточных курсовых углах (КУ): 10–800, 100–1700, 190–2600 и 280–3500. При определенных условиях на этих КУ может быть достигнуто поражение воздушного разведчика зенитными огневыми средствами корабля до того, как он обнаружит цель. Для малых кораблей хорошие результаты малозаметности могут быть получены на любых курсах, то есть для них ДВИ может иметь форму эллипса.
Ныне выработаны следующие основные методы АЗЩ: проектирование кораблей с низким силуэтом и лаконичной формой надстроек, прямоугольных в плане и доведенных до борта; устранение прямоугольных двухгранных и трехгранных уголковых конструкций, применение «развала борта» и «завала надстройки» (угол 100); применение радиопрозрачных композиционных материалов (РПКМ) и радиопоглощающих покрытий (РПП); размещение оружия под палубой в вертикальных пусковых установках (ВПУ), применение для радиоэлектронных средств (РЭС) антенн с фазированными антенными решетками (ФАР) и размещение антенн внутри мачт, радиопрозрачных только для своих РЭС; придание малоотражающих форм элементам вооружения, которые убрать с палубы невозможно, или создание выдвижных элементов вооружения и антенн; ликвидация мелких выступающих элементов корабельных конструкций на бортах и надстройках.
В перспективе теоретически возможные величины ЭПР некоторых БНК, где в максимальном объеме применена АЗЩ, могут иметь значения, указанные в таблице.
Вопросы мореходности также играют существенную, но более скромную роль в формировании архитектуры корпуса.
Повышение мореходности для кораблей, проектируемых в 80–90-е годы, достигалось за счет увеличения высоты борта и уменьшения отношения длины к ширине (L/B). Корабли получались достаточно мореходные, но ходкость их ухудшилась. Особенно это заметно при сравнении ЭМ США 70-х годов и современного ЭМ Arleigh Burke (падение скорости на два узла при увеличении мощности в 1,22 раза). Поскольку ВПУ требует увеличения высоты борта, то для сокращения ЭПР размеры и объем надстроек стали уменьшать (германские ФР проектов 123 и 124). В перспективе вполне возможно сохранение их лишь в виде рубки, как это сделано на КРВ Visby.
Кардинально новое решение было принято для корпуса ЭМ типа Zumwalt DDG-1000 ВМС США. Для него принята форма «прорезающего волну» корпуса. Это обеспечивает высокие скорости хода как на тихой воде, так и на развитом волнении. Но достичь этого можно только при условии L/B > 9 и для системы вооружения и технических средств, нечувствительных к заливаемости. На таком корабле многие вопросы проектирования придется решать так же, как и на ПЛ (особенно систему вентиляции).
Такая же форма корпуса применена для перспективного ФР Advancia, предлагаемого французской компанией DCNS. Еще в конце 90-х годов фирмой Vosper Thornycroft разработан проект малого ФР Sea Rait (водоизмещение 2500–3000 т) с формой «прорезающего волну» корпуса. Однако он так и остался на бумаге.
Еще одним из новых кардинальных решений в архитектуре является отказ от дымовой трубы. Если для достаточно небольшого КРВ Visby газовыхлоп в корму, в спутный поток, вполне традиционен, то для крупного ФР Amatola типа MEKO A-200SAN является не совсем обычным. Газовыхлоп в корму обеспечивает идеальные условия для размещения антенных постов радиоэлектронных средств (АП РЭС), поскольку нет воздействия газов, и использования корабельных летательных аппаратов (ЛАК) ввиду отсутствия разнотемпературных потоков воздуха при взлете и посадке, увеличивает полезную площадь палубы и, наконец, легко обеспечивает охлаждение выхлопных газов забортной водой, что снижает аэродинамический шум и тепловую заметность. С другой стороны, это требует удлинения газоходов, что увеличивает объемы главной энергетической установки (ГЭУ) и ухудшает условия работы газотурбинных двигателей (ГТД).
Сегодня продолжаются попытки внедрения в надводное военное кораблестроение многокорпусной архитектуры. Особенно много проектов рассматривалось в 80–90-е годы. В Австралии ведется серийная постройка катамаранов гражданского назначения и некоторые из них зафрахтованы ВМС США. В настоящее время в США для перевозки войск совместно с Австралией строится серия (десять единиц) быстроходных транспортных катамаранов. В Великобритании фирмой Vosper Thornycroft в 2000 году построен опытный БНК – тримаран Triton. На его базе предполагалось создание целого семейства КРВ.
Результаты испытаний не выявили больших преимуществ многокорпусного БНК. Единственным видимым преимуществом корабля-тримарана (как, впрочем, и катамарана) является большая длина ватерлинии, а значит, некоторое повышение числа Фруда и как следствие несколько большая скорость полного хода по сравнению с обычным кораблем при одинаковой мощности ГЭУ. Требование достижения полной скорости 40–45 узлов для кораблей программы LCS ВМС США и привело к строительству опытного ФР Independence LCS2, имеющего архитектуру тримарана. Такая скорость была задана с целью повышения боевой устойчивости корабля в прибрежной зоне, когда высок риск подвергнуться внезапной атаке.
Вместе с тем для многокорпусных БНК характерна низкая живучесть, так как даже частичное затопление одного из корпусов ведет к большим кренам и возможной потере хода. Вероятнее всего область применения их будет ограничена патрульными кораблями (ПК), которые не имеют реального боевого значения, и БКА, имеющими низкую живучесть. Ныне Китай совместно с Австралией ведет крупномасштабное строительство ракетных катеров проекта 022 катамаранной архитектуры.
Довольно много катамаранов и судов с малой площадью ватерлинии, выполняющих специфические задачи, находится в составе вспомогательных флотов различных стран. Саудовская Аравия, пожелавшая приобрести новый ФР, созданный по программе LCS с усиленным вооружением, предпочла вариант Freedom LCS1 с обычной архитектурой корпуса.
Можно также рассматривать как инновационную технологию размещение в кормовой оконечности перспективных БНК (LCS) специального подъемника-слипа или небольшой док-камеры для спуска и приема плавсредств корабля на ходу и при достаточно развитом волнении.
Многофункциональное вооружение
Инновационные технологии в вооружении кораблей впервые появились во второй половине 80-х годов и характеризовались следующим.
Создание многофункциональных комплексных систем (МФКС) управления кораблем, его оружием и вооружением, являющихся ядром системы вооружения корабля, велось на основе интеграции автоматизированных систем боевого управления и боевых информационно-управляющих систем (АСБУ/БИУС), средств обнаружения на основе конформных и гибких протяженных буксируемых антенных устройств для гидроакустических комплексов (ГАК), АП РЛС с ФАР, средств информационного обмена (включая интеграцию в единую систему управления боевыми действиями на театре военных действий) и систем управления оружием. Примеры таких систем – CCS Mk.1 (Submarine Combat Control System), которая была создана для ПЛАРБ Ohio, а также Aegis для БНК.
Кроме того, на ПЛА стали размещать шлюзовые камеры для обеспечения действия сил специальных операций (ССО) численностью несколько десятков человек с размещением их в специальном помещении или (вместо части или всего торпедного боезапаса) в торпедном отсеке. На палубу стал возможен прием спасательных подводных аппаратов (СПА), контейнеров десантно-высадочных средств (КДВС) или сверхмалых подводных лодок (СМПЛ) ASDS (типа Ohio-mod SSGN-726, типа Virginia SSN-774, ПЛАТ типа Seawolf SSN-21 – все ВМС США). Возможность размещения СПА на палубе позволяет современным ПЛ решать задачи спасательных лодок.
Появилось интеллектуальное автономное оружие с принципом действия «выстрелил – забыл». Это реализовано в МБР, самонаводящихся торпедах, крылатых ракетах морского базирования (КРМБ), ПКР с активной РЛГСН, в ЗУР с ИКГСН и активной РЛГСН (Aster, Standard Block IVA/B, 9M96Д, RAM и т. д.). В начале XXI века, используя ГСНС GPS, некоторые ПКР стали способны поражать наземные стационарные и малоподвижные цели (варианты Tomahawk, КР SLAM на базе ПКР Harpoon и др.), а в ближайшее время появятся и управляемые артиллерийские снаряды (УАС), использующие для наведения на цель приемники ГСНС GPS и имеющие дальность стрельбы более 185 километров.
Создание ВПУ типа «Форт» и «Кинжал» в СССР, а затем универсальных ВПУ (УВПУ Mk.41) в США для ракетного оружия обеспечило его компактное размещение в корпусе корабля и высокую скорострельность. В настоящее время практически все строящиеся или проектируемые БНК оснащаются различными модификациями (У)ВПУ.
Одной из важнейших инновационных технологий является создание и внедрение в систему вооружения БК одноразовых и многоразовых НПА (типа UUV, RMS, ЕХ116 и др.), предназначенных для разведки в подводной среде и уничтожения миноподобных и других объектов, одноразовых и многоразовых разведывательных и ударных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) типа Fire Scout и X-47B, дистанционно-управляемых катеров (ДУКА) типа Spartan. При этом НПА и БПЛА разрабатываются как для ПЛ, так и для БНК.
Достаточно широкое внедрение в ближайшем будущем разведывательных и ударных дистанционно-управляемых средств обусловлено необходимостью сохранения личного состава в боевых действиях. При бурном развитии ПЗРК ведение самолетами и вертолетами разведки над сушей становится опасным. Ведение этой разведки в реальном времени необходимо в интересах применения КРМБ, универсальных ПКР и дальнобойных артиллерийских снарядов для поражения малоподвижных целей (колонны войск на отдыхе, лагеря войск или террористических групп, полевые склады, огневые позиции артиллерии и ракетных частей, штабы, узлы связи, понтонные переправы и т. д.).
Широкого распространения БПЛА еще не получили. Это объясняется прежде всего тем, что беспилотные летательные аппараты самолетных схем, обладающие наибольшей эффективностью, пока нормально могут возвращаться только на корабли с большими размерами ВПП (АВ, десантный вертолетоносец – ДВН или универсальный десантный корабль – УДК). А БПЛА вертолетной схемы, хотя и могут садиться на ВПП обычных БНК и даже БКА, обладают низкой эффективностью и невысокой надежностью.
Кроме того, ошибки пилотирования при посадке на обычные корабли с ВПП ограниченного размера могут привести к серьезным повреждениям корабля, если полетная масса аппарата превышает 100 килограммов, а при такой полетной массе БПЛА имеют пока низкие боевые возможности.
Продолжение следует.
Владислав Никольский, доктор технических наук, профессор
Николай Новичков, кандидат технических наук
