Проекты русских подводных лодок с паротурбинной установкой
И. Р. Рассол

(Гангут #29)

Английская подводная лодка К26 — представитель единственной серии подводных лодок с паротурбинными энергетическими установками /Miller D. Unterseeboote. Dietikon—Zurich: Verlag Stacker—Schmid, Stuttgart: Motorbuch—Verlag, 1992)

Подводные силы ведущих морских держав оказались к началу первой мировой войны 1914—1918 годов в состоянии внутреннего противоречия. Технический уровень и возможности существовавших подводных лодок опережали господствовавший на флотах взгляд на них, как на сугубо второстепенное и безусловно оборонительное средство, что сдерживало количественный и качественный рост подводных флотов. Воюющая Германия первой преодолела это противоречие, пересмотрев принципы использования лодок, что сразу же сказалось в значительных боевых успехах германских подводников.

Уже первые месяцы войны показали возможность и перспективность активного наступательного использования подводных лодок. Помимо операций по защите берегов, их стали применять для морской разведки и борьбы на морских путях сообщения противника. Удачными в целом оказались атаки на боевые надводные корабли.

Высшей ступенью организации действий подводных лодок могло бы стать их взаимодействие с надводными кораблями в совместных операциях. Эти взгляды получили развитие в период войны прежде всего во флоте Великобритании. В русском флоте также нашлись моряки, еще задолго до начала военных действий выступавшие с тех же позиций. Однако технический уровень подводных лодок того времени не позволял осуществить эту идею на практике.

Начальник отдела подводного плавания ГУК капитан 1 ранга Б.А.Быков

Капитан 2 ранга Б.А.Быков, будущий начальник отдела подводного плавания Главного управления кораблестроения (ГУК), сформулировал требования, которым должны были удовлетворять эскадренные лодки. Основные из них сводились к следующему:

В военное время эволюция типов подводных лодок противоборствующих сторон пошла разными путями. Германские подводники ориентировались в основном на разрушение морских сообщений государств Антанты, в чем они достигли определенных успехов, а задача создания лодок для действий в составе эскадры немцами практически не ставилась. Англичане же более или менее последовательно шли по пути создания подводной лодки, пригодной для борьбы с главными силами противника. При этом выяснилось, что дизель-моторы того времени даже в составе трехвальной установки не могут обеспечить скорость надводного хода выше 19—20 уз, что было явно недостаточным. В результате на английских эскадренных подлодках серии «К», строительство которых началось в 1916 году, для обеспечения нужной мощности пришлось устанавливать котлы и паровые турбины.

В ходе войны взгляды на роль подводных лодок постепенно менялись и в России. В 1915 году при формировании программы строительства подводных лодок кроме массовой постройки серийных предусматривались и две опытные лодки большого водоизмещения, с усиленным вооружением и надводным ходом до 20 уз. Эти корабли стали бы переходным типом к эскадренной подводной лодке.

В это же время в России высказывались предложения о постройке лодки с котлотурбинной энергетической установкой.

Впрочем, попытки спроектировать субмарину с паровыми турбинами предпринимались и задолго до этого, но они определялись не какими-либо оперативно-тактическими воззрениями их авторов, а скорее утилитарными соображениями, в том числе и чисто техническими.

В конце 90-х годов XIX века С.К.Джевецкий первым в России применил паровую турбину Лаваля (а позднее Рато) в проекте «надводного и подводного» миноносца, пытаясь уменьшить габариты главных механизмов и, соответственно, водоизмещение корабля. Эту же линию он продолжил в нескольких последовательно сменявших друг друга проектах «водобронного» миноносца. В период до 1915 года появились также проекты подводной лодки А.М.Горяинова (1905 год); подводного бронепалубного крейсера Б.М.Журавлева (1909—1911 год) и подводной лодки И.Г.Бубнова (1914 год).

Первый из проектов интересен еще и тем, что являлся вариантом подводной лодки с единым двигателем. Его автор, горный инженер А.М.Горяинов, поставил целью создание мореходной подводной лодки с большим районом действия при частичном возобновлении энергоресурсов в море. Тогда, в 1904—1905 годах, в период русско-японской войны, подавалось довольно много проектов подводных лодок. Их авторы обычно не утруждали себя какими-либо тактическими обоснованиями (да они еще и не успели сложиться), а просто обеспечивали приемлемые, по собственному разумению, технические показатели.

Как следует из описания, двухкорпусная подлодка Горяинова водоизмещением 730 т обладала бы рядом уникальных особенностей. Основой энергоустановки служил паровой котел, в котором при надводном ходе сгорала нефть, а в подводном положении — смесь водорода с кислородом в отношении 2:1. Пар поступал на турбину мощностью 1000 л.с., вращающую гребной винт, находящийся в носу. Второй гребной винт, традиционно расположенный, приводился в действие посредством электропередачи.

Принципиальная схема расположения основного оборудования на подводной лодке проекта А.М.Горяинова: а — продольный разрез, б — сечение. Реконструкция автора.

Запас нефти хранился в междубортном пространстве, а водород и кислород, вырабатываемые электролизером, поступали в компрессор. Сжатые до 250 кгс/см2, они хранились в баллонах, размещенных по периметру внутреннего корпуса. Торпедные аппараты находились в носовой части, там же располагались и горизонтальные рули.

В начале 1905 года проект дорабатывали инженеры Общества машиностроительных заводов «Эшер Вейс эт К°» в Цюрихе, там же проводились опыты с генератором. Отзыв Морского технического комитета, составленный, вероятно, М.Н.Беклемишевым, содержит положительную оценку корабля, но отмечает опасность работы котла на гремучем газе. Вероятно, это соображение в итоге и стало решающим...

Взгляды корабельного инженера Б.М.Журавлева на использование подводных лодок в целом не выходили за традиционные для начала века рамки. Однако он задался целью разработать скоростную и хорошо вооруженную лодку, пригодную для обороны как на Черном море, так и на Дальнем Востоке. Для Черного моря требовалось обеспечить возможность быстро дойти до входа в Босфор, встретить и атаковать там противника, не допуская его развертывания в боевой порядок. А переход на тихоокеанский театр лодка должна была совершить без возобновления в пути запасов топлива. Один из вариантов проекта предусматривал применение паровых котлов и турбин, что по расчету обеспечивало скорость полного надводного хода 25 уз.

Сильное вооружение (торпеды, мины заграждения, артиллерия), большие запасы топлива, бронирование палубной части корпуса, мощная энергетика привели к громадному по тем временам водоизмещению — 4500 т. Высказавшийся по поводу проекта А.Н.Крылов назвал его фантазией молодого инженера, отметив такие «экзотические» его особенности, как выдвижные рубка и башня с пятью 120-мм гаубицами, броня... Предложение Журавлева имело следствием лишь полемику в печати.

Схожая судьба постигла в 1914 году эскизный проект турбинной подводной лодки известного кораблестроителя профессора И.Г.Бубнова. Проект представило АО «Ноблесснер» в Ревеле, где Бубнов служил тогда консультантом. В объяснительной записке отмечалось, что «вопросы о боевой ценности подобной лодки и условиях ее утилизации для военных целей представляются... весьма сложными и спорными» и что предлагается лишь решение, доступное для техники того времени. Лодка предназначалась для борьбы с линейными кораблями-дредноутами, поэтому предусматривалась высокая (до 25 уз) скорость хода и мощное торпедное вооружение. Водоизмещение лодки достигало 3500 т.

Проект подводной лодки И.Г.Бубнова. Продольный разрез и поперечные сечения (см. в нос).

Проект автономного бронепалубного крейсера Б.М.Журавлева водоизмещением 4500 т. Продольный разрез и поперечные сечения.

Принципиальным в замысле явилось то обстоятельство, что лодка была задумана как подводная, находящаяся на поверхности «лишь в гаванях и при проходе узостей». Она постоянно плавала бы на глубине около 19 м, сообщаясь с поверхностью с помощью двух высоких труб, задняя из которых представляла собой дымоход, а носовая — шахту притока воздуха. На верхушке носовой трубы располагался пост управления кораблем. Главным недостатком проекта справедливо посчитали сложность и опасность указанного способа управления. Вся идея настолько выходила за рамки существующих традиций, что проект серьезно не рассматривали, не оформили даже материалы его обсуждения. Тем не менее вскоре в ГУК исчезли проектные чертежи, и даже специально назначенной комиссии отыскать их следы не удалось... А с позиций сегодняшнего дня видно, что некоторые особенности проекта (форма корпуса, расположение машин) закрепились в подводном кораблестроении.

Кроме того, в Морское министерство поступали и другие проекты подводных лодок с паровыми турбинами: в феврале 1914 года ГУК рассматривал предложение завода Беккера о постройке подлодки системы Нормана, в октябре 1915 года — проект инженера Балтийского завода В.Л.Поздюнина.

К середине 1914 года в Морском генеральном штабе (МГШ) постепенно вызрели взгляды, отразившиеся в докладной записке, составленной в обоснование особой программы постройки подводных лодок: «Огромный прогресс в технике подводного плавания позволяет многие задачи, казавшиеся 2—3 года назад совершенно невыполнимыми для лодок, считать ныне вполне возможными... Задачи, которые должны быть возложены на современные лодки, разделяются на две:

1) участие лодок при всех операциях надводного флота, т.е. совместные действия с эскадрой;

2) защита определенных по общему оперативному плану данного театра районов моря».

Итак, участие в операциях надводных сил, которое лодки, судя по разработкам новейшей техники, вроде бы могут обеспечить. Но в действительности таких подлодок и даже проекта их в русском флоте не существовало. Строились лишь лодки типов «Морж» и «Барс» водоизмещением 630—650 т, по своим тактико-техническим элементам весьма далекие от эскадренных лодок. По мнению МГШ и ГУК, начинать переход к совершенно новому типу подлодки следовало с постройки опытных кораблей.

Задание на проектирование опытной подводной лодки*

Вооружение

Скорость хода (дальность плавания)

Автономность

Живучесть

торпедное, количество 450-мм аппаратов

минное

артиллерийское, количество орудий — калибр

надводная

подводная

4 носовых, 2 кормовых, 6 траверзных

Не менее 10 мин заграждения

2 — 100-мм, 1 — 75-мм, 2 пулемета

Наибольшая — не менее 20 уз (1500 миль), экономическая — 12 уз (3500 миль)

Наибольшая — 10 уз, экономическая — 5 уз (120 миль)

21 сут (по воде и провизии) для 70 чел.

Рабочая глубина погружения — 45 м; отрывная цистерна; водолазная камера

*По данным РГАВМФ. Ф.401.

В конце февраля 1915 года император Николай II утвердил «Проект программы судостроения подводных лодок», который помимо строительства 55 единиц по основным заданиям предусматривал и постройку двух опытных — по «повышенным» заданиям. Каждые три — четыре года предполагалось заказывать две такие лодки разных типов, чтобы по результатам опытной эксплуатации выбирать лучший.

В январе 1915 года появился документ под названием «Основные задания первой опытной лодки». Он послужил ориентиром при конкурсном проектировании таких подводных лодок.

Весной 1916 года Совет Министров разрешил ассигнование на постройку двух опытных подводных лодок, а также «опытных механизмов и частей лодок» на сумму 18,5 млн руб. ГУК организовал конкурсное проектирование, разослав задания судостроительным заводам, а также отдельным конструкторам. Уже в августе 1916 года состоялось рассмотрение полученных предложений, по результатам которого для доработки выбрали проекты лодок Балтийского завода (2030 т водоизмещения) и «Петровской верфи» (1950 т), в основном удовлетворявших конкурсным заданиям.

На том же заседании ГУК приняло решение: «Разрабатывать подводную лодку с двигателями турбинными и испросить отдельно на нее средства». Документ открывал формальную возможность получить полноценный проект такой лодки. Но прежде чем рассказать об организации ' проектных работ и их результатах, остановимся еще на одном пункте повестки дня того же заседания Совета ГУК. Речь пойдет об оценке проекта подводной лодки с турбинными двигателями инженера «Петровской верфи» Ч.А.Дель-Пропосто.

Еще в начале 1914 года во время представления в Морском министерстве проекта турбинной подлодки И.Г.Бубнова председатель правления АО «Ноблесснер» (будущей «Петровской верфи») инженер А.С.Плотников сообщил, что инженер общества «Ноблесснер» инженер Ч.А.Дель-Пропосто разработал собственный вариант такого корабля. Его идея ясна из описания: «Подводное судно очень уязвимо, когда оно находится на поверхности. Во избежание этого дефекта в нашем судне мы уменьшили в нем запас плавучести, доводя последний... до 9% от водоизмещения, и для того, чтобы при этом судно имело хорошие морские качества, мы придали надстройке узкую и удлиненную форму и достаточную высоту (до 2м. — И.Р.)». Все жизненно важные части лодки и экипаж размещались в основном корпусе под двухметровым слоем воды.

Итак, водобронный крейсер с высокими скоростями как надводного, так и подводного хода, поскольку «война ясно показала, что подводное судно будущего должно быть крейсером с большой скоростью на поверхности и в особенности в погруженном положении». Нужную мощность обеспечивала котлотурбинная установка, причем в подводном положении пар для турбин давал особый тепловой аккумулятор, «заряжаемый» во время надводного хода.

В отличие от Бубнова, Дель-Пропосто попытался разместить на своей лодке все имеющиеся тогда виды оружия: торпеды, мины заграждения и артиллерийские орудия двух калибров, что должно было, по-видимому, сделать лодку универсальной. В частично забронированной надстройке размещались орудия на подъемных станках, офицерские каюты и некоторые посты. При погружении лодки надстройка полностью заполнялась бы водой.

Проект движителя для подводной лодки Ч.А.Дель-Пропосто. РГАВМФ. Ф.418

В носовом отсеке основного корпуса располагались шесть торпедных аппаратов и запасные торпеды, один аппарат располагался в корме, а 10 — в выгородках средней части корпуса. Движителем должен был служить особый «пропеллер» в кормовой части, хотя Дель-Пропосто упоминал о возможном применении обычного гребного винта. Дымовые трубы, а также вентиляционные шахты большого диаметра снабжались двойными автоматическими затворами. Для удаления случайно попавшей внутрь воды предусматривались мощные циркуляционные насосы.

Ход обеспечивали главная и «крейсерская» паровые турбины. Глубина погружения подводной лодки, судя по ее конструкции и таблице нагрузки, вряд ли могла превышать 20—25 м. К наиболее интересным деталям проекта принадлежал тепловой аккумулятор, работавший, в отличие от известных аппаратов Норденфельда, не на пресной, а на забортной воде, что позволяло отказаться от громоздких опреснителей.

Схема теплового аккумулятора подводной лодки Дель-Пропосто.

Сравнение тактико-технических элементов турбинных подводных лодок И.Г.Бубнова и Ч.А.Дель-Пропосто*

Наименование элементов

Проект И.Г.Бубнова

Проект Ч. А. Дель-Пропосто

ВООРУЖЕНИЕ

Артиллерийское, количество орудий — калибр, мм

2—152, 4—102

Торпедное, количество аппаратов

24

17

Минное, количество мин заграждения

150

КОРАБЛЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Водоизмещение, т

Около 3500

2300

Главные размерения, м:

длина

120,0

91,0

ширина

Около 8,0

7,8

осадка

-

8,4

Паротурбинная установка:

количество турбин

2

2

мощность каждой, л.с.

12500

7000

Скорость полного хода, уз:

надводная

Около 25

25

подводная

От 3 до 4

7,5

Дальность плавания полным ходом, миль:

надводная

От 3000 до 4000

-

подводная

20

25

Глубина погружения, м

Около 90

От 20 до 25

*По данным РГАВМФ. Ф.401, 418.

Выступивший на обсуждении проекта А.Н.Крылов высказал, пожалуй, общее мнение: «Проект представляется пока только в виде... ряда идей, как бы научной фантазией в духе Жюль Верна, а известно, что в практических делах идея составляет не более 5%, остальные же 95% — в деталях ее осуществления». В своих замечаниях он начисто отверг идею «пропеллера» и критиковал многое другое.

Тем не менее идея теплового аккумулятора казалась заманчивой. По расчету Дель-Пропосто, даже после 200 миль хода под водой остывший аккумулятор можно было снова привести в исходное состояние всего за 40 мин работы котлов. На заседании приняли решение о постройке действующей модели аппарата. В конце декабря 1916 года Балтийский завод получил наряд на эту работу, а через месяц Опытовому бассейну поручили проведение буксировочных испытаний модели подводного крейсера Дель-Пропосто.

К середине августа МГШ направил в ГУК основные задания для турбинной подводной лодки. Поскольку на вопрос, с какими данными можно получить подводную лодку с надводной скоростью в 25 уз, только предстояло ответить, задания были составлены в трех вариантах.

При этом в самом ГУК не было единого взгляда на проблему паротурбинных лодок. В механическом отделе вообще считали, что проект следует заказать за границей. Победила, однако, точка зрения отделов кораблестроительного и подводного плавания; после обсуждения в начале сентября задания были разосланы на отечественные заводы.

Вскоре пришлось уточнить величины запасов: артиллерийского, сжатого воздуха, топлива. Все они были приняты в соответствии с заданием для первой опытной лодки. К участию в конкурсном проектировании приглашались заводы: Балтийский, Ревельский судостроительный Русско-Балтийского общества, судостроительный Общества Николаевских заводов и верфей, Путиловская верфь, а также «Петровская верфь» в Ревеле.

В середине ноября 1916 года Технический совет ГУК вернулся к проектам опытных дизельных лодок Балтийского завода и «Петровской верфи»: оба корабля рекомендовались к постройке. Вразрез решению прозвучало мнение начальника отдела подводного плавания ГУК Б.А.Быкова, сторонника разработки эскадренных лодок. Он считал, что вряд ли удастся добиться дополнительных ассигнований на постройку турбинного корабля, а проекты опытных лодок близки друг к другу, поэтому следовало заказывать лишь одну дизельную лодку, а оставшиеся деньги потратить на турбинную. Мнение это не возоблад