Потянет ли Россия «морское Сколково»?
Окончание. В газете уже опубликованы первая и вторая части (копия статей на ВПК.name: первая и вторая части).
Экипаж, автоматизация и обитаемость. Эти три фактора связаны между собой неразрывно. Сокращение экипажей ранее тормозилось не низкой автоматизацией, а борьбой за живучесть.
Введение стационарных систем борьбы за живучесть и внедрение новых технологий в системы управления кораблем позволили начать процесс сокращения экипажей. Инновационной технологией в области экипажа является дополнение личного состава «неживым» компонентом – человекоподобными роботами. Последние должны будут производить разнообразные работы вне защищенной зоны для личного состава. Исследования в этом направлении начались еще в 80-х годах прошлого века (СССР, США, Япония), однако первые успехи по созданию человекоподобных роботов были достигнуты только сейчас.
Инновационной технологией в автоматизации управления кораблем является переход на распределенные системы управления и волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), позволяющие резко снизить массу этих линий (см. таблицу) и увеличить живучесть и надежность за счет многократного дублирования.
Новыми подходами в области обитаемости являются создание высококомфортабельных, маломестных и автономных жилых модулей, а также отказ от приготовления пищи на корабле и замена этого процесса приготовленными на берегу порционными блюдами длительного хранения («бортовой паек»).
Военный «Лего»
Инновационные технологии в областях модульности и ремонтопригодности стали применяться давно, но особую актуальность они приобрели в последние годы из-за обострения конкурентной борьбы на рынке военных кораблей. В подводном кораблестроении модульный подход реализован уже в 50-е годы при постройке в США ПЛАРБ George Washington SSBN-598, когда для нее были использованы целиком некоторые отсеки серийной ПЛАТ типа Skipjack SSN-585. В настоящее время это реализуется при создании отсеков-модулей с ВНЭУ.
В надводном кораблестроении модульность реализована в середине 70-х годов немецкой компанией Blohm und Voss AG. Технология получила название МЕКО (Mehrzweek Kombinationschiff – многоцелевой комбинированный корабль). Подход предусматривает проектирование различных вариантов корабля-платформы (1000–4000 тонн) и изготовление всех систем вооружения, энергетической установки и других подсистем в виде стандартных функциональных модулей (ФМ) – FES (Funk-Uonseinheitensystem fur Wallen-Feuerkit und Ortungsanlagen); установку этих ФМ в подготовленные ячейки; простоту замены модулей с морально устаревшими образцами оружия на новые. Всего разработано свыше 50 видов ФМ.
Но все эти ФМ не изготавливаются заранее, компания Blohm und Voss AG постоянно хранит лишь техническую документацию на них, что обеспечивает быстрое проектирование различных вариантов корабля в соответствии с требованиями заказчика. Позже эта технология получила свое развитие при создании модульного многофункционального БКА ВМС Дании STANDARD FLEX-300 и при создании кораблей программы LCS ВМС США. Существенное отличие вновь разработанной технологии заключается в том, что ФМ различного назначения могут заменяться в пункте базирования. А это позволяет более оперативно варьировать функциональное назначение корабля.
Эта технология продолжает свое развитие и в ПК, где контейнеры применяются в качестве функциональных модулей. Свое развитие технология получила и в разработке некой базовой платформы. Например, идея платформы реализуется в предлагаемом в настоящее время испанской компанией Navantia корабле проекта BAM (2009 год). Заказчикам предложены варианты постройки в виде ПК, океанографического судна, гидрографического судна, разведывательного корабля и пр.
Важнейшей инновацией в области ремонтопригодности является создание всего оборудования корабля с гарантированным сроком эксплуатации, равным длительности службы самого корабля. К инновационной технологии ремонтопригодности относится и создание на корабле специальных люков для быстрого извлечения крупногабаритного оборудования, вышедшего из строя и требующего ремонта на предприятии-изготовителе, силами пункта базирования. Впервые это было внедрено на проекте 61 ВМФ СССР, где для быстрой замены ГТД и ГТГ были предусмотрены специальные люки, но в других проектах от этого отказались.
«Универсальные солдаты»
Создание кораблей-«интеграторов», объединяющих функции боевых систем нескольких классов, в принципе может осуществляться и на старых технологиях. Так, первым кораблем такой технологии стал морской тральщик – патрульный корабль (МТЩ-ПК) Kingston ВМС Канады. Это направление – совмещение функций ТЩ и ПК – продолжается и сейчас.
АВЛ Cavour C-550 ВМС Италии вначале проектировался как УДК с возможностью применения самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП) в качестве многоцелевых истребителей (МЦИ). В процессе дальнейшего проектирования отказались от доковой камеры, и официально корабль стал классифицироваться как легкий авианосец (АВЛ-ДВН). Однако на корабле были сохранены прочная палуба ангара и обе аппарели (правого борта и кормовая), способные выдержать танк массой 60 тонн. Базирование десанта морской пехоты (МП) численностью до 325 человек в специальных помещениях не ограничивает возможности применения корабля как АВЛ. Кроме того, на ангарной палубе допускается совместное размещение ЛАК и автобронетехники (АБТ).
УДК типа Rey Juan Carlos I L-61 ВМС Испании сразу проектировался как АВЛ-УДК, на что указывает наличие интегрального трамплина. В настоящее время ведется строительство двух кораблей этого типа (с изменениями в ГЭУ) для ВМС Австралии (типа Canberra).
Среди кораблей других классов первым кораблем, объединявшим функции ПК (фактически – ФР) и десантного транспорта (ДТ), стал корабль Absalon ВМС Дании. Его появление обусловлено концепцией миротворческих операций. Дальнейшим развитием этого подхода стало строительство для ВМС Дании несколько уменьшенного, более вооруженного и быстроходного ФР-ДТ Iver Huitfeldt.
Германия также приступила к строительству такого корабля с названием Baden-Wurttemberg проекта F-125, заложив его в 2011 году. В отличие от кораблей Дании F-125 не имеет оружия ПЛО. Если ПК-ДТ способен перевозить МП (до 200 человек) и АБТ (34 единиц), то оба ФР-ДТ перевозят только морских пехотинцев (165–190) с легким вооружением. ПК-ДТ Absalon успешно действовал против сомалийских пиратов.
В настоящее время имеется много проектных предложений различных фирм по созданию подобных БНК водоизмещением от 500 до 4000 тонн. Практически все патрульные катера теперь проектируются также с возможностью доставки групп спецназа.
Наиболее «продвинутые»
К БНК с максимальным количеством инновационных технологий прежде всего относят ЭМ типа Zumwalt DDG-1000 ВМС США, строительство которого осуществляется с 2007 года в рамках программы «Боевой надводный корабль XXI века» (Surface Combattant-21 или SC-21).
Основное назначение корабля – оказание огневой поддержки в десантных операциях и ведение боевых действий в составе корабельных ударных групп (КУГ) на приморских направлениях, а также нанесение массированных и эшелонированных по дальности ракетно-артиллерийских ударов по наземным целям; огневая поддержка войск на удалении до 300 километров (включая и 155-мм АУ) от побережья; нанесение массированных высокоточных ракетных ударов по наземным объектам на дальности до 2500 километров в глубине территории противника (новая модификация Tactical Tomahawk и новая модификация КРМБ Tomahawk).
Наконец, важнейшей задачей ЭМ является обеспечение зональной ПВО и ПРО АУГ и на ТВД с помощью трехступенчатой ЗУР ПРО дальнего действия модификации SM-3. Для новых ЗУР ПРО ведется разработка новой, более мощной корабельной РЛС типа SPY-3/4, предназначенной для обнаружения, сопровождения и селекции целей на дальностях до 1000 километров.
Заряжание 155-мм АУ осуществляется при фиксированном вертикальном положении. Подбашенная часть с системой заряжания выполнена в габаритах четырех стандартных модулей Mk.41. Предполагаемая дальность стрельбы по неподвижным наземным целям – до 100 морских миль (по некоторым данным – даже до 200) со скорострельностью 15 выстрелов в минуту на ствол и автоматической перезарядкой из магазина большой емкости (700 выстрелов на ствол). Ствол 155-мм орудия убирается в походном положении в специальное укрытие. Применение УАС с СУ ИНС+GPS обеспечит высокую точность стрельбы. Предполагается использовать как фугасные боеприпасы, так и снаряды с повышенной проникающей способностью для поражения высокозащищенных целей (бетонных бункеров и т. п.).
Важной концептуальной особенностью системы вооружения корабля является создание средств обнаружения, работающих в основном в пассивном режиме, и ракет всех видов с активными ГСН, способных эффективно применяться по различным целям, вскрытым этими средствами.
Остальные принципиально новые решения: форма корпуса – «прорезающая волну» (wave-piercing); стальной корпус с РПП, надстройка из РПКМ; размещенные вдоль борта подпалубные ракетные установки; средства поиска мин впереди по курсу; сокращенный за счет автоматизации экипаж; ЕЭЭУ с движителями – ВРК с ПЭД; кормовая док-камера для бортовых плавсредств и т. д.
Проведенные специалистами расчеты показали, что комплекс мероприятий, реализующий технологии «Стелс» на корабле, теоретически дает ему возможность уничтожить любой самолет до того, как он будет гарантированно обнаружен активной БРЛС последнего (дальность обнаружения корабля от 80 до 220 километров на разных КУ, а дальность стрельбы ЗУР Standard SM-2ER Block IVA – до 240 километров). Для повышения живучести применена концепция «двойного борта» и дополнительного бронирования жизненно важных отсеков с использованием металлокерамических материалов. «Двойной борт» – это схема НКЗ с экраном. Такая двухслойная схема НКЗ (внутренний борт – цитадель, наружный борт применяется в качестве взводного экрана) позволяет увеличить живучесть корабля при воздействии ПКР примерно в два-три раза.
Повышение степени автоматизации процессов управления техническими средствами и вооружением, изменение в системе борьбы за живучесть позволили сократить численность экипажа ЭМ по сравнению с существующими кораблями этого класса с 360 до 142 человек.
Ответом европейцев на ЭМ Zumwalt DDG-1000 ВМС США можно считать перспективный ФР Advancia, предлагаемый компанией DCNS. В этом проекте предполагается реализовать ряд технологий, над которыми в настоящее время работают специалисты разных стран. Это первый европейский проект корабля, ориентированный на применение систем ОНФП.
Водоизмещение его составит 4500 тонн, длина корпуса из РПКМ – 120 метров. В проекте тоже использована форма корпуса «прорезающая волну». Авиационное вооружение представлено двумя ВПП – для БПЛА (над ангаром) и вертолета (в кормовой части). Доставлять БПЛА к ВПП должен специальный подъемник. Остальное вооружение на корабле – лазерные установки с переменной мощностью импульса и электромагнитные АУ. Такое решение позволит увеличить боезапас АУ за счет уменьшения размера снарядов, для которых больше не будет нужен метательный заряд.
ФР оснастят УВПУ для УР различного предназначения. Кроме того, корабль намечено оборудовать многофункциональной РЛС, а также новыми системами РЭБ и связи. ГЭУ представлена ЕЭЭУ. В качестве источника электроэнергии, вероятно, будут применены ЭХГ с РЭ или ТПЭ с высоким КПД. В данном проекте для повышения мощности гребных электродвигателей при ограниченных их размерах предполагается использовать эффект сверхпроводимости.
Данный проект рассматривается как концептуальный, демонстрирующий потенциальные возможности интеграции в одном корабле перспективных технологий, во многом еще не реализованных. По предварительным оценкам, французская компания DCNS может создать такой ФР не ранее чем через 15 лет.
DCNS в 2011 году представила и концепцию перспективного боевого корабля под условным обозначением SMX-25, который объединит в себе свойства ПЛ и НК, что, безусловно, является инновационной технологией. Вместе с тем это также является развитием идей, положенных в основу крейсерских ПЛ 30-х годов прошлого века, которые обладали высокой надводной скоростью (до 24 узлов) и мощным вооружением (торпедное, артиллерийское и авиационное). Кроме того, идея создания катера-ПЛ была выдвинута в 60-е годы в СССР и в настоящее время реализована в Иране (три катера-ПЛ класса KAJAMI).
Ряд специалистов считают, что одно из главных достоинств SMX-25 – его способность быстро прибывать в надводном положении на удаленные ТВД, после чего он сможет наносить удары из-под воды. Предполагается, что корабль длиной 109 метров в надводном положении разовьет скорость до 38 узлов, в подводном – 10, будет иметь на вооружении шестнадцать многофункциональных ракет, поражающих надводные, подводные и наземные цели, четыре торпедных аппарата и помещение для перевозки разведывательно-диверсионной группы в десять человек. Надводная часть корпуса выполняется с применением технологии «Стелс». Корабль будет максимально автоматизирован и иметь экипаж из двадцати семи человек.
В заключение отметим, что сроки реализации наиболее перспективных инновационных технологий в «металле» иногда весьма значительны и достигают 10–15 лет. Поэтому в большинстве предложений различных фирм, в проектах перспективных кораблей, выставляемых на различных выставках, используются упрощенные технологии. Как правило, это инновационные технологии по архитектуре и отчасти по вооружению и энергетике. Кроме того, широко предлагаются новые подходы по модульности и созданию кораблей, объединяющих функции кораблей нескольких классов.
Владислав Никольский, доктор технических наук, профессор
Николай Новичков, кандидат технических наук
Опубликовано в выпуске № 51 (417) за 28 декабря 2011 года
