Импортная «начинка» российских кораблей: снова на те же грабли

 

Введение

Оснащение строящихся российских кораблей импортным оборудованием имеет свою многолетнюю историю. Подтверждением тому являются корабли, построенные по программам военного судостроения Российской империи конца XIX — начала XX веков, довоенных кораблестроительных программ СССР (1935—1938 годов), а также программе развития российского ВМФ на 2011—2020 годы.

Исключением стали только корабли и суда, созданные по послевоенным кораблестроительным программам СССР 1945—1991 годов, в которых приоритет в оснащении был отдан оборудованию, техническим средствам и комплектующим в основном отечественного производства.


По мнению авторов, высокая доля импортного оборудования в оснащении российских кораблей и судов в царское время и в настоящий период является результатом технической и технологической отсталости отечественной промышленности, вызванной в том числе недопониманием роли и места технической составляющей в экономике нашего государства, а, следовательно, и недооценкой значимости научно-технических, инженерных и рабочих кадров в российском обществе.

Можно ли избежать оснащения кораблей и судов ВМФ импортным оборудованием? По мнению авторов, это возможно при замене дизельных, дизель-газотурбинных и газо-газотурбинных энергетических установок другими видами энергоустановок, например, воздушно-водометными.

Об импортной «начинке»

Практически все корабли и суда с импортным оборудованием, как известно, обладают целым рядом особенностей, влияющих не только на их использование в условиях России, но и значительно повышающих эксплуатационные расходы по сравнению с кораблями и судами, оснащёнными отечественным оборудованием. К этим особенностям можно отнести следующие.

Во-первых, объективная необходимость решения многих дополнительных вопросов, связанных с нахождением в составе ВМФ России кораблей и судов с импортным оборудованием. Например, подготовки и переподготовки всех категорий личного состава по обслуживанию импортного оборудования; проведения заводских ремонтов; снабжения кораблей комплектующими, ЗИПом, топливом и ГСМ, рекомендуемыми страной-производителем и др.

Если эти вопросы будут решаться страной-изготовителем, то России необходимо будет выделять большие финансовые средства в иностранной валюте для оплаты предоставляемых иностранной стороной услуг, в то же время для ремонтов, модернизации или замены импортного оборудования корабли будут выводиться из эксплуатации на более длительное время или ремонтироваться в стране-производителе за границей, снижая тем самым боеготовность ВМФ России. В этом случае также потребуются большие финансовые затраты в иностранной валюте, в том числе на содержание экипажа и выплату им командировочных за границей.

При решении указанных вопросов нашей стране также придётся нести значительные затраты валютных средств, например, для оплаты услуг иностранных специалистов и на приобретение требуемых комплектующих, деталей, инструмента и прочее у завода-производителя.

Во-вторых, использование иностранного оборудования на кораблях и судах, находящихся в составе ВМФ других стран, заставляет эти страны в той или иной мере поступаться своими национальными интересами, поскольку вынуждает их следовать в фарватере политики страны-производителя, в противном случае корабли и суда могут лишиться возможности выйти в море.

В-третьих, в случае ухудшения или разрыва отношений между бывшими партнерами, как правило, поставки необходимых комплектующих, ЗИПа и т.п., как правило, прекращаются, а корабли и суда с импортной «начинкой» практически становятся бесполезными. Таких примеров история знает немало. Так, после ухудшения отношений между Индонезией и СССР крейсер «Ириан» (бывший советский крейсер «Орджоникидзе»), находясь в составе индонезийских военно-морских сил, из-за прекращения поставок из Советского Союза флотского мазута, ГСМ, комплектующих, деталей, ЗИПа и т.п. около 10 лет не имел возможности выходить в море, ржавел у стенки военно-морской базы Сурабая, выполняя функцию плавучей тюрьмы, и впоследствии был списан на металлолом. Аналогичная ситуация сложилась в середине 1970-х годов с кораблями ВМС Эфиопии, произведёнными в США, Великобритании и Италии.

В-четвертых, специалистам хорошо известно, что технические характеристики экспортной продукции, включая корабли, суда и элементы их энергоустановок, несколько отличаются (порой не в лучшую сторону) от аналогичных показателей продукции, предназначенной для внутреннего использования в стране-изготовителе.

В-пятых, приоритетное использование импортной продукции, включая и продукцию судостроительного машиностроения, является одним из значимых факторов, тормозящих развитие не только национальной промышленности, но и отечественной науки и техники.

Наконец, ни одна страна в мире не предоставит на экспорт (даже самым близким своим союзникам) самые последние (новейшие) образцы вооружения и военной техники. Это касается и элементов энергетической установки. За границу, как правило, продаются физически новые, но морально устаревшие образцы, продукция и технологии.

Факты из истории

В истории отечественного военно-морского флота было достаточно примеров оснащения боевых кораблей механизмами, устройствами и вооружением иностранного производства.

Поскольку в те времена наибольшее развитие получили паросиловые установки (ПСУ), то в период выполнения кораблестроительной программы 1895 года корабли Императорского флота России оборудовались ПСУ заграничного производства, включающими английские паровые машины тройного расширения с паровыми котлами Ярроу (судостроительной компании «Ярроу Лимитед»), а также английские паровые машины тройного расширения Ярроу с лицензионными французскими паровыми котлами Бельвиль российского производства.

Большая часть кораблей (броненосец «Ослябя», крейсер «Алмаз», крейсер «Жемчуг», крейсер «Аврора», броненосец «Князь Суворов», броненосец «Орел», броненосец «Сисой Великий» и др.), построенных по кораблестроительной программе 1895 года, участвовала в Цусимском сражении в мае 1905 года.





Общими недостатками главных энергетических установок (ГЭУ) отечественных кораблей начала ХХ века, оснащённых импортным оборудованием, являлись эксплуатационные проблемы котлов (низкие параметры вырабатываемого пара, малая производительность, перерасход угля, накопление сажи в котлах, перегрев котлов, образование трудно удаляемых смолистых отложений в топке, выброс дымовых газов из топки в котельное помещение и другие) и паровых машин тройного расширения (низкий коэффициент полезного действия, большие массо-габаритные характеристики, тихоходность, высокое число оборотов коленчатого вала и прочие), а также отсутствие отечественных систем автоматического управления котлов и паровых машин. Кроме того, низкие параметры пара и малая паропроизводительность котлов требовали наличия их большого количества на корабле — от 18 до 25 единиц. Имеемые недостатки ГЭУ заграничного производства значительно снижали тактико-технические показатели отечественных кораблей (скорость хода, дальность плавания, маневренность, надежность, живучесть), на фоне которых обострялись другие объективные и субъективные причины, приведшие российский Императорский флот к Цусимской трагедии. После Цусимы российский флот практически на полвека потерял статус океанского, а Россия – статус великой морской державы.



Поставляя морально устаревшее судовое оборудование за границу, свои корабли с начала ХХ века, например, Великобритания уже оснащала котлотурбинными установками (КТУ) с более эффективными техническими средствами. Так, энергетическая установка линейного корабля «Дредноут», вошедшего в состав английского флота в 1906 году, состояла из 4-х паровых турбин Парсона и 18-ти паровых котлов Бабкок и Вилькокса.

Уроки Цусимского сражения

Эти уроки были учтены, хоть и частично, в кораблестроительной программе 1911—1914 годов. Так, введённые в состав российского Императорского флота в этот период линейные корабли типа «Севастополь» (4 единицы) и типа «Императрица Мария» (2 единицы) вместо малоэффективных и громоздких паровых машин тройного расширения были оснащены более эффективными и малогабаритными паровыми турбинами Парсона. Однако и в этой кораблестроительной программе разработка и оснащение российских кораблей отечественным оборудованием и техническими средствами не предусматривалось, что ставило боеспособность флота в зависимость от поставок из стран-изготовителей.

В 30-е годы ХХ века перед отечественными судостроителями также остро встал вопрос оснащения строящихся в соответствии с кораблестроительными программами (1935 и 1939 годов) кораблей силовыми энергетическими установками, что обуславливалось технической и технологической отсталостью нашей страны. В тот период судостроительные заводы могли быстро и хорошо строить корпуса кораблей различных классов, в том числе крейсеров, лидеров эсминцев и эскадренных миноносцев, однако производство элементов главной энергетической установки (корабельных паровых котлов, корабельных паровых турбин, обслуживающих их механизмы и т.п.) было развито недостаточно и значительно отставало от передовых судостроительных государств.



Для ускорения процесса строительства новых кораблей для ВМФ СССР руководством страны было принято решение об оснащении части корпусов строящихся кораблей энергетическими установками, произведенными за рубежом, в частности в Великобритании¹. Так были оснащены первый легкий крейсер проекта 26 («Киров»), первый из трех лидеров эсминцев проекта 1 («Москва») и несколько эсминцев ленинградской постройки проекта 7У (серии «Сторожевой»). Все эти корабли были введены в боевой состав ВМФ СССР перед войной.





Великая Отечественная война 1941—1945 годов, как известно, явилась тяжелейшим испытанием не только для всего нашего народа, но и для военной техники, включая корабли отечественного военно-морского флота. К большому сожалению, не все построенные в 1930-е годы корабли выдержали суровые экзамены военного времени. Обратимся к историческим фактам.

Факт первый. 26 июня 1941 года лидер эсминцев «Москва», выполнив боевую задачу по обстрелу румынской военно-морской базы и порта Констанца, взял курс на Севастополь. При возвращении в свою базу сложившаяся оперативно-тактическая обстановка (налет вражеской авиации) потребовала развитие кораблем максимально возможного хода в течение длительного времени. Длительная работа энергетической установки на сверхноминальном режиме привела к разрушению опорных устройств (фундаментов) главных паровых турбин, которые не выдержали условия жёсткой эксплуатации. Сначала фундаменты треснули, а затем начали разрушаться. Причиной разрушения фундаментов явился материал их изготовления – чугун – хрупкий металл, не способный выдерживать длительные предельные динамические напряжения. Результатом аварии, вызванной использованием чугунных фундаментов, явились потеря лидером эсминцев хода и гибель корабля от воздействия вражеского оружия.

Следует добавить, что в условиях мирного довоенного времени работа энергетических установок боевых кораблей на номинальном и сверхноминальном режимах производилась очень короткое время только в период сдаточных ходовых испытаний, а после принятия кораблей в состав флота длительная работа корабельной энергоустановки на предельных режимах и вовсе запрещалась специальным циркуляром.

Факт второй. Из справки-доклада² народного комиссара ВМФ СССР адмирала Н. Г. Кузнецова руководителям страны следовало, что по состоянию на 21 июня 1941 года в составе военно-морского флота числилось 37 эсминцев серии «Сторожевой» (проект 7 и 7У), из которых боеспособных – 10, остальные корабли не могли выходить в море, в основном по причине неисправности пароперегревателей главных паровых котлов и невозможности их замены.

Дело в том, что судовые паровые котлы производства Великобритании, установленные на кораблях, были рассчитаны на использование тяжелого топлива английского производства, при этом сжигание в котлах отечественного флотского мазута, особенно на режиме максимальной нагрузки по топливу, приводило к прогоранию пароперегревателей, результатом чего являлось нарушение работоспособности котлов и энергетической установки в целом. Кроме того, размеры котельного отделения эсминцев данной серии не позволяли производить ремонт постоянно выходящих из строя хвостовых элементов трубной системы котлов в условиях корабля, а также исключали их демонтаж силами экипажа для ремонта в заводских условиях. В первую блокадную ленинградскую зиму 1941—1942 года ученые провели множество теплотехнических расчетов, которые показали, что импортные паровые турбины эсминцев проектов 7 и 7У способны работать на влажном водяном паре, то есть без его перегрева, и отсутствие в паровых котлах пароперегревателей хотя несколько и ограничивает, но всё же не приводит к значительному ухудшению тактико-технических характеристик энергоустановки и корабля в целом. Результаты выполненных работ позволили руководству ВМФ в условиях военного времени принять обоснованное решение по дальнейшей эксплуатации кораблей данных проектов без пароперегревателей. Пароперегреватели судовых котлов были просто демонтированы и до конца войны турбины эсминцев работали на влажном паре. Однако драгоценное время было упущено и многие корабли в самый трудный для нашей страны первый период Великой Отечественной войны выполняли боевые задачи, стоя у причалов и заводских стенок, не выходя в море.

К сожалению, рассмотренные примеры показывают, что полученный в Великую Отечественную войну опыт использования отечественных боевых кораблей с импортной электромеханической установкой вряд ли можно считать удачным, поскольку отдельные корабельные энергетические установки зарубежного производства по тем или иным причинам потеряли свою работоспособность в экстремальных условиях эксплуатации. Очевидно, что отказы элементов главной энергетической установки значительно снижали боеспособность, как отдельного корабля, так и военно-морского флота в целом. Становится очевидным, что многие корабли, построенные по предвоенным кораблестроительным программам и оснащенные импортным оборудованием, были пригодны более к парадам, чем к войне, о чем свидетельствуют исторические факты, изложенные выше.

Уроки боевого использования советских кораблей в Великой Отечественной войне не прошли даром и были учтены в послевоенных кораблестроительных программах СССР, корабли и вспомогательные суда Военно-морского флота отечественной постройки стали оборудоваться механизмами и устройствами исключительно отечественного производства, что позволило не только устранить причины многих аварийных ситуаций, но и в конце 50-х годов прошлого века вывести советский флот в мировой океан, а нашей стране вновь возвратить статус великой морской державы.

Корабельная энергетика советского производства была на уровне зарубежной, а по быстроходным дизелям и газовым турбинам долгое время занимала лидирующие позиции в мире. В общем, уровень отечественного судостроения отвечал мировому уровню за исключением производства радиоэлектроники и отдельных комплектующих изделий для кораблей и судов, что было обусловлено отставанием в производстве элементной базы. В целом, достигнутый судостроением СССР уровень обеспечивал возможность иметь ВМФ, отвечающий задачам страны, и в определенном смысле равным ВМС США.

А что сегодня?

В настоящее время в России, как известно, реализуется масштабная судостроительная программа ГПВ 2011—2020 годов, целью которой является качественное и количественное обновление отечественного ВМФ, в том числе и за счет ввода в его боевой состав надводных кораблей – фрегатов, корветов и малых кораблей, а также вспомогательных судов нового поколения.

Первоначально, согласно техническому заданию, новые боевые корабли и вспомогательные суда должны были оснащаться главными энергетическими установками (ГЭУ) зарубежного (в основном немецкого и украинского) производства, однако после ввода санкций Европейский союз наложил эмбарго на указанную продукцию как на изделия двойного назначения, и немецкая фирма MTU Friedrichshafen (г. Баден-Баден, ФРГ), производитель судовых дизелей, несмотря даже на наличие и частичную оплату контрактов, прекратила поставку своей продукции в Россию. Одновременно ГП НПКГ «Зоря-Машпроект» (г. Николаев, Украина) в одностороннем порядке разорвало военно-техническое сотрудничество с российскими судостроительными заводами.

Отсутствие судовых двигателей и невозможность их приобретения за рубежом в очередной раз поставили перед отечественными судостроителями вопрос: «Чем заменить импортные судовые главные двигатели?»

Проблема отсутствия двигателей привела к замораживанию строительства кораблей и вспомогательных судов ВМФ России и фактически сорвала запланированные сроки реализации отечественной кораблестроительной программы в целом. Построенные, но не оснащенные двигателями корпуса некоторых новых кораблей и судов были спущены на воду, где и находятся на хранении до решения вопроса с силовыми установками. Например, три фрегата пр. 11356 (завод «Янтарь», Калининград).

На сегодняшний день выход из создавшегося положения найден, но частично.

Судовые дизельные установки немецкой фирмы MTU заменили отечественными судовыми дизельными двигателями: 10Д49 (16ЧН26/26) Коломенского завода – на фрегатах и М507Д-1 завода «Звезда» (Санкт-Петербург) – на ракетных катерах.

Газотурбинные двигатели М90ФР для фрегатов уже изготовлены в Рыбинске на «ОДК-Сатурн» и готовы для отправки на завод «Северная верфь» (Санкт-Петербург), но флоту нужны не просто газотурбинные двигатели (ГТД), а главные газотурбозубчатые агрегаты (ГГТЗА), включающие в свой состав помимо ГТД и редукторы, изготовление которых возложено на завод «Звезда» (Санкт-Петербург). Однако о сроках изготовления и поставки редукторов для газотурбинных двигателей М90ФР пока нет информации.

Таким образом, организовать полноценное импортозамещение в оборудовании кораблей и судов отечественными силовыми установками пока не удалось.

Предложение авторов

Развал Советского Союза привел к потере в России судового машиностроения (судовых газотурбинных двигателей, дизелей, котлов и паровых турбин) и сегодня, в новой России, необходимо заново создавать это производство, что потребует значительного времени. Для ускорения процесса оборудования строящихся кораблей и судов сначала можно разработать и внедрить самые простые и наиболее дешевые судовые энергетические установки, например, установки с водометными движителями.

В качестве водомета или водометного движителя в предлагаемой энергетической установке, по мнению авторов, может быть использован воздушно-водяной струйно-кавитационный аппарат, в котором выходной диффузор заменен соплом. В качестве активной (рабочей) среды такого струйно-кавитационного движителя применяется воздух высокого давления, а пассивной (всасываемой) – забортная вода.

Системообразующим элементом указанной энергетической установки является источник сжатого воздуха, например, воздушный компрессор, предназначенный для сжатия необходимого количества воздуха до параметров, требуемых для нормального функционирования струйно-кавитационного движителя параметров. Кроме того, энергетическая установка имеет в своем составе воздушный трубопровод высокого давления, запорные органы, контрольно-измерительные приборы и другие элементы, объединенные в единую систему по своему функциональному назначению. Напорный трубопровод воздушного компрессора соединяется посредством воздушного трубопровода высокого давления с рабочим патрубком струйного аппарата. Струйный движитель крепится внутри корпуса корабля в нижней части транца (англ. Transon – плоский срез кормовой части) судна под наклоном, при этом выходной и всасывающий патрубки движителя вынесены за корпус и заглублены под уровень воды. Энергоустановка может иметь один или несколько эшелонов, количество которых определяется водоизмещением корабля.

Эшелон энергетической установки работает следующим образом. Воздух высокого давления (ВВД) от воздушного компрессора по трубопроводу ВВД поступает в сопло воздушно-водяного струйно-кавитационного аппарата, в рабочей камере которого при истечении воздуха из сопла создается разрежение, достаточное для самовсасывания воды из-за борта. На выходе из струйного движителя непосредственно в воду под давлением выбрасывается воздушно-водяная струя, создавая при этом упор необходимый для движения судна. Изменение скорости судна при этом происходит за счет повышения или снижения параметров (расхода и давления) воздуха после компрессора, подаваемого в сопло струйно-кавитационного движителя.

Использование в качестве водометного движителя воздушно-водяного струйно-кавитационного аппарата позволит устранить многие недостатки гребного винта и традиционного водометного движителя.

Очевидно, что энергетическая установка с воздушно-водяными струйно-кавитационными движителями более экономична и обладает значительно меньшими массогабаритными характеристиками по сравнению с применяемыми сегодня установками. Кроме того, реализуя определенные конструктивные мероприятия можно значительно повысить живучесть предлагаемой энергетической установки и судна в целом.

Авторы полагают, что создание судовой воздушно-водометной энергетической установки (СВВЭУ), эшелон которой включает, например, один дизель-компрессор (отечественного производства), состоящий из воздушного компрессора высокого давления К30А-2³ (мощностью 235 кВт/320 л. с., производительностью по воздуху 600 м³/час и конечным давлением воздуха 200÷400 кг/см²), приводимого во вращение дизельным двигателем ЯМЗ 7514.10-01 (277 кВт/375 л. с., удельный расход топлива – 208 гр./кВт*час); трубопроводы воздуха высокого давления; баллоны воздуха высокого давления; контрольно-измерительные приборы и один/два воздушно-водяной(ых) струйно-кавитационный(ых) водометный(ых) движитель(я) в настоящее время вполне реально, например, для кораблей малого водоизмещения, в частности для ракетных и артиллерийских катеров. Очевидно, что с увеличением водоизмещения корабля или судна количество эшелонов СВВЭУ возрастёт.

Для внедрения и использования предлагаемой ЭУ следует провести необходимые расчеты и натурные испытания. В тоже время принятие окончательного решения об оснащении вновь строящихся кораблей и судов рассматриваемой энергетической установкой, включающей механизмы, устройства и системы отечественного производства, остается за руководителями, имеющими на это полномочия.

Выводы

ИСТОРИЯ – важная НАУКА, поскольку является ориентиром движения в нужном направлении не только для отдельного человека, но и для общества в целом. Те, кто игнорирует и не знает историю или не усваивает ее уроков, впоследствии дорого платят за это.

Выполняя наказ адмирала С.О. Макарова потомкам «ПОМНИ ВОЙНУ», российские корабли и вспомогательные суда ВМФ необходимо оснащать техническими средствами и системами исключительно отечественного производства, в противном случае можно снова наступить на те же грабли.

¹ Руководителем группы специалистов по приёмке корабельных котлов и турбин для кораблей проектов 7 и 7У в Великобритании являлся Курзон Ананий Григорьевич, выпускник 1934 года Ленинградского кораблестроительного института, впоследствии доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, председатель секции «Судостроения» и заместитель председателя Ленинградского филиала Всесоюзного научно-технического общества «Знание».
₂ Один экземпляр справки-доклада Кузнецова с резолюцией И. В. Сталина был выслан в ЛКИ для устранения технических недостатков силами учёных института, копия данного документа находилась в архиве Курзона А. Г.
₃ Воздушный компрессор высокого давления К30А-2 представляет собой компрессорную часть электрического компрессора ЭК30А-2.

Автор:

к.т.н. И. Р. Дубровин, к.т.н. Е. Р. Дубровин, к.т.н. В. Н. Грищенко