Перспектива появления на боевых кораблях будущего вооружения, построенного на новых физических принципах, повышает интерес военных моряков к теме электродвижения. Идея включить оружие и силовую установку корабля в единый контур на основе электрической энергии - вот, собственно, что дает дополнительные аргументы сторонникам «полного электродвижения». Соответственно, данная тема становится важным направлением работы инженеров-конструкторов, занятых на предприятиях отечественной судостроительной промышленности.«Системы вооружения, построенные на новых физических принципах» - это некое общее широкое определение, под которое попадают, в частности, перспективные комплексы, что используют электромагнитный импульс для временного или даже перманентного вывода из строя радиолокационных станций, вычислительных машин и прочих радиотехнических и цифровых систем вражеских кораблей. Кроме того, возможно использование электроэнергии корабля для запуска и разгона некоего снаряда. Важно, что подобные системы требуют большого запаса электроэнергии на борту корабля и возможности его восстановления/поддержания без захода на базу.«Полное электродвижение» реализуется, когда винт (или иной движитель) на всех режимах движения судна приводится в действие только электромотором. Если на борту присутствует механический источник (дизель, турбина и т. п.), имеющий возможность крутить вал винта (обычно на больших ходах), то имеет место «прямой привод со вспомогательным электродвигателем», простыми словами, «частичное электродвижение».«Полное электродвижение», построенное с преобразованием механической энергии в электрическую, а затем обратно в механическую, снижает общий КПД. Этот факт приходится учитывать и кораблестроителям, и военным морякам. Представляется, что применительно к созданию надводного корабля следующего поколения подход был согласно решаемым им задачам. Ожидаемое появление электромагнитных пушек (для крейсеров, эсминцев) и катапульт (на авианосцах) как бы делает некоторые потери энергии при преобразовании из одного вида в другой оправданными.Батарея Ion-Lithium
В этой связи, а также учитывая тенденцию на увеличение общего энергопотребления различными системами корабля (включая РЛС, ГАК, БИУС и т. п.), конструкторам приходится более внимательно относиться к теме выработки и сохранения электрической энергии. Передовые в научно-техническом отношении государства мира активно ведут работы по литиевым батареям повышенной емкости. В этой области отечественные специалисты достигли обнадеживающих результатов, включая применение на флоте. В частности, о завершении разработки и испытаний йон-литиевой батареи для подводных лодок сообщало Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин» - создатель субмарин проектов 955 «Борей», 677 «Лада» и других.Заметим, что аккумуляторы с биркой Ion-Lithium давно и широко применяются в портативных устройствах (мобильные телефоны и т. п.) и хорошо себя зарекомендовали. Однако пока не нашли своего места в военно-морском деле. Между тем они обладают рядом преимуществ перед классическими кислотными батареями, включая повышенную емкость, способность выдерживать повышенные токи разряда и зарядки, длительный жизненный цикл, меньшие расходы в ходе эксплуатации и так далее.Исторический аспект
Наши соотечественники были среди первых, кто на надводных судах опробовал тяговый электромотор. Его конструкция была предложена русским физиком Борисом Семеновичем Якоби. Использовался прогулочный катер вместимостью 12 пассажиров, который в ходе испытаний прошел несколько десятков километров. Сохранился текст донесения Крузенштерна графу Уварову, в котором, в частности, говорится: «13 сентября 1838 года на Неве был произведен опыт плавания судна, приводимого в движение электромагнитной силой». Стоит отметить, что на катере не было альтернативной силовой установки, а значит, на нем был реализован принцип «полного электродвижения». Так что это направление в судостроении никак нельзя считать чем-то совершенно новым.Следующим интересным этапом в истории отечественного судостроения стала постройка в начале прошлого века теплохода «Вандал» с дизель-электрической силовой установкой конструкции Константина Петровича Боклевского. Выбранная схема (дизель приводил в действие электрогенератор, тот заряжал батарею, а затем ток шел на электродвигатель постоянного тока) имела КПД менее 85%. Продолжительное время судно находилось в активной эксплуатации и было списано после революции из-за износа и повреждений. В 50-е годы Советский Союз построил серию дизель-электроходов. Подобные суда нашли распространение и продолжают применяться в коммерческом судоходстве. У современных электроходов КПД на несколько процентов выше, чем у «Вандала».
Сегодня электромоторы применяются на судах и в качестве вспомогательного движителя, и в составе главной энергетической установки. Поскольку современные двигатели - высокооборотные, приходится между ними и винтом устанавливать понижающий редуктор, потери мощности в котором составляют порядка 2%. А в случае электрической системы приходится применять генераторы и преобразователи частоты с общим КПД менее 90%. Это ниже, чем у «чисто механической» системы (например, газовая турбина и главный турбозубчатый агрегат). Словом, в экономическом плане электродвижение невыгодно.Если изобретение гребного электродвигателя дало резкий толчок развитию подводного судостроения, то применительно к боевым надводным кораблям оно решило лишь вспомогательные задачи. Между тем энтузиасты более широкого использования «электромагнитной силы» не переводятся. Стремясь вызвать интерес к теме, они вводят новые термины типа «расширенное применение электродвижения» и тому подобное.
Стремление описать очередным красивым словосочетанием давно известное направление у специалистов вызывает улыбку и очередной раз доказывает справедливость популярного в народе утверждения, что «новое есть хорошо забытое старое». Вместе с тем нельзя не отметить и положительные моменты, характерные для электродвижения.Противолодочный корабль
Для военных моряков важно всемерное снижение демаскирующих признаков, а гребной электродвигатель (ГЭД) считается самым малошумным из всех распространенных типов судовых силовых установок. Правда, для надводного корабля снижение акустического поля не столь актуально, как для подводного. Поскольку основным демаскирующим фактором выступает заметность в радиолокационном (радиоволны отражаются от борта и надстроек) и инфракрасном полях (силовая установка на основе двигателей внутреннего сгорания).
Пожалуй, наиболее актуальным снижение собственного гидроакустического поля представляется применительно к случаю противолодочного (или сторожевого) корабля. Как правило, поиск вражеских субмарин ведется в режиме малого и среднего хода (не более 15 узлов) при помощи гидроакустических комплексов с буксируемыми, погружаемыми и подкильевыми антеннами, дальность действия которых зависит от шумового и вибрационного «портретов» корабля-носителя.Известны примеры того, как отдельные конструкторы пытаются снизить акустические признаки корабля путем сокращения длины валов, утверждая, что это достигается путем грамотного размещения элементов силовой установки внутри корпуса и надстройки. Некоторые из таких решений нашли применение на английских эсминцах тип 45 Daring с силовой установкой из двух газовых турбин Rolls-Royce, пары дизель-генераторов Wärtsilä и электродвигателей Converteam.
Для Королевского флота построено шесть таких ЭМ в период с 2003 по 2013 год. Все генераторы корабля вырабатывают переменный ток, что облегчает конструкцию и управление ими (создать генераторы повышенной мощности на постоянном токе пока не представляется возможным). Для преобразования переменного тока в постоянный (ГЭД работают на постоянном токе) используются трансформаторы, по одному на каждый электромотор.США ведет строительство эсминцев нового поколения Zumwalt с 2008 года. Энергетическая установка включает газовые турбины и асинхронные электродвигатели мощностью 36,5 МВт и рабочим напряжением 6600 В. На третий корабль DDG-1002 Lyndon B. Johnson планируется установить высокотемпературный сверхпроводимый синхронный двигатель с постоянными магнитами мощностью 36,5 МВт и частотой вращения вала два оборота в секунду. Начальная эксплуатация головного DDG-1000 Zumwalt с октября прошлого года сопровождается многочисленными поломками. Главная энергетическая установка вышла из строя 22 ноября 2016 года, когда эсминец проходил Панамский канал. Обездвиженный корабль пришлось буксировать на базу при помощи обычных судов, не обремененных многомиллионными силовыми установками новомодного типа.«Частичное электродвижение»
Понимая, что на большом ходу (свыше 18 узлов) кардинально снизить шумность корабля не получится (из-за явления кавитации винтов и по другим причинам), известные отечественные конструкторы противолодочных кораблей более благосклонно относятся к применению так называемого «частичного электродвижения». Отметим, что первое слово в данном сочетании снимает глубокий налет «научности» и «инновационности», столь желанный для ушей чиновников высоко уровня и изобретателей, жаждущих славы и денег, а потому воспринимается ими негативно.Вместе с тем с практической точки зрения именно «частичное электродвижение» представляет наиболее интересное направление для боевых кораблей. Помимо снижения шума, оно также дает возможность повысить маневренные качества судов, особенно при прохождении узкостей, швартовке и т. п. Применение электродвигателя в качестве маневрового средства желательно, коль скоро можно легко задавать/изменять частоту и направление вращения гребного вала и, следовательно, скорость и направление движения корабля. В настоящее время вспомогательные электромоторы широко применяются на плавкранах, паромах, буксирах и ледоколах.
Реализация подхода «частичное электродвижение» на ударном корабле (например, класса «эскадренный миноносец») может найти свое воплощение в том, что на борту сохранятся маршевые газовые турбины (они обеспечат высокий КПД). А в ситуации «погони» будут дополнительно задействованы электродвигатели (возможно, в связке с дизель-генераторами), которые можно будет использовать также для маневрирования и/или на режиме «тихого хода», когда требуется обеспечить лучшие условия работы гидроакустики.Азиподы
Несмотря на многие затрудняющие факторы, энтузиасты упорно продвигают идеи электровижения и даже настаивают на полном отказе от классических гребных винтов в пользу так называемых «винторулевых комплексов» (ВРК). Одним из вариантов их исполнения является использование тягового электромотора в погруженном контейнере-обтекателе (podded drive), вынесенном за пределы корпуса судна.Примером ВРК является так называемый азипод, предложенный инженерами фирмы ABB. Подобные решение практикуются ими с начала 90-х годов прошлого века. Слово происходит от патентованного английского «сокращения» Azipod (azimuthing podded propulsion system), указывающего на систему обеспечения движения путем пространственного ориентирования контейнера-обтекателя с гребным электродвигателем.Азиподы всячески расхваливаются создателями, которые неустанно совершенствуют их воплощения в металле. Среди достоинств данного вида ВРК отмечаются: возможность полного разворота по горизонтали (на угол 360 градусов) и реверсирования винта (винтов), что выражается в заметном повышении маневренных свойств судна-носителя, особенно при движении в порту.Для перспективного авианосца ВМС Франции рассматривался вариант комбинированной дизель-электрической/газотурбинной энергетической установки по схеме CODLAG из двух «эшелонов», каждый включает маршевую газовую турбину мощностью 40 МВт, два дизель-генератора на 9-11 МВт, два индукционных ГЭД по 20 МВт. Однако от строительства подобного корабля французские военные моряки отказались, решив потратить бюджет флота на десантные вертолетоносцы Mistral с дизель-электрической силовой установкой, включающей РВК с ГЭД мощностью по 7 МВт. Считается, что российский интерес к Mistral был вызван в том числе и наличием у него продвинутого варианта азиподов, который мог впоследствии найти применение на кораблях ВМФ России других проектов.
Известно, что системы электродвижения применяются на морском транспорте вооружений «Академик Ковалев». Он был построен северодвинским ЦС «Звездочка» и принят флотом в декабре 2015 года. Особенностью проекта 20181 разработки ЦМКБ «Алмаз» выступает движительная система: дизель-генераторы вырабатывают электрический ток, питающий электродвигатели в составе ориентируемых винторулевых комплексов.Благодаря ВРК транспорт вооружений обладает повышенной маневренностью и может удерживать заданный курс при значительном волнении моря, что позволяет ему успешно решать задачи, поставленные командованием ВМФ. В настоящее время ЦС «Звездочка» ведет постройку второго корабля проекта «Академик Макеев».
Перспектива того, что на боевых кораблях будущего будет установлено вооружение, построенное на новых физических принципах, способствует тому, что интерес военных моряков к теме электродвижения растет. Сама идея, которая предполагает объединение силовой установки корабля и его вооружения в единый контур на основе электрической энергии представляется очень заманчивой. А значит, данная тема все более плотно исследуется инженерами и конструкторами, в том числе и на российских предприятиях судостроительной отрасли.
Системами вооружений, построенными на новых физических принципах, можно назвать, в частности, перспективные комплексы, которые используют электромагнитный импульс для временного или даже перманентного вывода из строя РЛС, радиотехнических и цифровых систем, вычислительных машин вражеских кораблей. Помимо этого возможным представляется использование электроэнергии корабля для запуска и разгона снаряда (рельсотрон). Не стоит лишь забывать о том, что все подобные системы требуют очень больших запасов электрической энергии на борту корабля, а также возможности ее восстановления или поддержания на требуемом уровне без захода судна на базу.
В наши дни электромоторы применяются на боевых кораблях и в составе главной энергетической установки, и в качестве вспомогательного движителя. Так как современные двигатели являются высокооборотными, приходится между ними и винтом размещать понижающий редуктор, потери мощности в нем могут доходить до 2%. А в случае электрической системы приходится использовать преобразователи частоты и генераторы с общим КПД менее 90%. Это ниже, чем у «чисто механической» системы (к примеру, газовая турбина и главный турбозубчатый агрегат). Поэтому в экономическом плане электродвижение представляется невыгодным.
В свое время изобретение гребного электродвигателя дало достаточно резкий скачок всему развитию подводного судостроения, тогда как применительно к надводным боевым судам оно решает лишь вспомогательные задачи. Несмотря на это энтузиасты более широкого применения на флоте «электромагнитной силы» никуда не исчезают. Стремясь подогреть к данной теме интерес, они вводят в обращение новые термины, к примеру, «расширенное применение электродвижения». Реализовать полное электродвижение возможно лишь тогда, когда винт (или другой движитель) на всех режимах движения корабля приводится в действие лишь электромотором. В том случае, если на борту судна имеются механические источники энергии (турбина, дизельный двигатель и т.д.), обладающие возможностью крутить вал винта (чаще всего на больших ходах), то можно говорить о «прямом приводе со вспомогательным электродвигателем», или «частичным электродвижением».
«Полное электродвижение», которое построено на преобразовании механической энергии в электрическую, а затем снова в механическую энергию, понижает общий КПД. Это необходимо учитывать и кораблестроителям, и военным морякам. Представляется, что ожидаемое появление электромагнитных пушек (на фрегатах, корветах и эсминцах) и катапульт (на авианосцах) сделает некоторые потери энергии, возникающие при ее преобразовании из одного вида в другой, оправданными и возможными.
Литий-ионные батареи для подлодок
В связи с общей тенденцией на рост энергопотребления разнообразными системами кораблей (включая РЛС, БИУС, ГАК и другими) конструкторам требуется все более внимательно подходить к вопросу выработки и сохранения электроэнергии. В этом плане передовые в научно-техническом отношении страны мира довольно активно ведут работы по созданию литий-ионных батарей повышенной емкости. Есть свои успехи в этой области и в России.
Естественно, все это не могло остаться в стороне от конструкторов военно-морской техники. К примеру, в конце 2014 года российское ЦКБ «Рубин», специализирующееся на проектировании подводных лодок и ведущее в нашей стране бюро подводного кораблестроения, заявило об успешном проведении цикла испытаний новых литий-ионных батарей, предназначенных для неатомных подводных лодок. Об этом журналистам рассказывал тогда генеральный директор ЦКБ «Рубин» Игорь Вильнит. Подобные батареи значительно увеличивают автономность подлодок, обладая большим сроком службы, а также не требуют для обслуживания и работы сложного оборудования. В то же время в российском флоте применяются аккумуляторные батареи, срок действия которых ограничен, а цена, по оценкам экспертов, может достигать 300 миллионов рублей. По словам Андрея Дьячкова, ранее возглавлявшего ЦКБ «Рубин», современные литий-ионные аккумуляторные батареи позволят увеличить время нахождения подводных лодок под водой минимум в 1,4 раза, в то время как потенциал данной технической идеи используется в настоящее время лишь на 35-40%, сообщало РИА .
Направление является перспективным для флота, это давно заметили во всем мире. По информации ресурса shephardmedia.com, в марте 2020 года Военно-морские силы самообороны Японии собираются ввести в строй первую в мире неатомную подлодку (11-я в серии субмарин типа Soryu), которая получит литий-ионные аккумуляторные батареи. Это позволит японцам отказаться от использования на подлодках не только традиционных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, но и воздухонезависимых двигателей Стирлинга.
Японская неатомная подводная лодка SS 503 Hakuryū типа Soryu.
Согласно словам вице-адмирала Кобаяси, литиево-ионные батареи также отличаются более коротким временем подзарядки в сравнении со свинцово-кислотными батареями, это достигается за счет большей силы заряда тока. Также такие аккумуляторы долговечнее, а электрические схемы с их использованием проще в построении электрических сетей и управлении. Оборотной стороной медали называют высокую стоимость литиево-ионных батарей. Так контрактная цена 11-й субмарины типа Soryu составляет 64,4 миллиарда иен (порядка 566 миллионов долларов), против 51,7 миллиарда иен (454 миллиона долларов) у десятой лодки этого же типа. Почти вся разница в цене субмарин придется на литий-ионные аккумуляторные батареи и соответствующие электросистемы.
Использование гребных электродвигателей
Для военных моряков очень большое значение имеет уменьшение демаскирующих признаков. Лучше всего этому способствует использование гребного электродвигателя (ГЭД), который считается наиболее малошумным из всех распространенных сегодня корабельных силовых установок. Правда, для надводного судна снижение акустического поля является не таким актуальным, как для подводного флота. Все дело в том, что главным демаскирующим фактором для надводных кораблей является заметность в радиолокационном (радиоволны хорошо отражаются от надстроек и борта), а также инфракрасном полях (силовая установка, построенная на основе двигателя внутреннего сгорания).
Поэтому для надводных кораблей наиболее актуальным уменьшение гидроакустического поля представляется для специализированных судов - противолодочных (сторожевых) кораблей. Чаще всего они ведут поиск вражеских субмарин в режиме малого и среднего хода - не более 15 узлов (около 28 км/ч) с помощью гидроакустических комплексов с буксируемыми, погружаемыми и подкильевыми антеннами. Дальность действия таких антенн напрямую зависит от вибрационного и шумового «портретов» корабля-носителя, чем ниже скорость движения судна, тем эффективнее работают антенны.
Модель ГЭД, рендер realred.ru
В энергетических установках с полным электродвижением гребной вал никак не связан с основным (для него) источником шума - главным двигателем, так как на всех режимах хода он вращается лишь электродвигателем. Помимо этого в «электрической» главной энергетической установке генератор вместе с первичным двигателем можно расположить даже в надстройке корабля (к примеру, так размещена часть дизель-генераторов на британских фрегатах проекта 23), максимальным образом удалив их от наружной обшивки судна.
Правда, на скорости движения более 15 узлов все преимущества электродвижения в плане бесшумности такого хода заканчиваются. Это происходит из-за того, что главной составляющей подводного шума (на некотором удалении от судна) становится шум от кавитации гребного винта. Поэтому на боевых кораблях имеет смысл бороться со снижением шума от ГЭУ лишь на скоростях до 15 узлов. Поэтому и применение электродвижения можно использовать лишь для обеспечения кораблю поискового хода, что и подходит противолодочным судам.
Сегодня известны примеры, когда отдельные конструкторы пытались снизить акустическую заметность боевых кораблей при помощи сокращения длины валов, утверждая, что такое решение достигается с помощью грамотного размещения элементов силовой установки внутри корпуса боевого корабля и надстройки. Некоторые из таких решений действительно были реализованы на практике, к примеру, на британских эсминцах тип 45 Daring, силовая установка которых состоит из 2-х газовых турбин Rolls-Royce, пары дизель-генераторов Wärtsilä, а также электродвигателей Converteam. Для КВМС с 2003 по 2011 год было построено 6 таких эсминцев.
Эсминец тип 45 Daring
Еще одним положительным качеством электродвижения помимо снижения шумности, можно назвать повышение маневренности судов. Как у газовой турбины, так и у дизеля существует значение минимальной мощности, следовательно, есть и минимальное значение устойчивой скорости хода. В то время как при помощи электродвигателя можно достаточно легко менять частоту и направление вращения гребного вала, а значит скорость и направление движения судна. Благодаря этому главная энергетическая установка с электродвигателем уже достаточно давно применяется на тех кораблях, которые по своему назначению должны обладать максимально возможной маневренностью: буксиры, паромы, ледоколы, плавучие краны и т.п.
Азиподы
В перспективе еще одним несомненным плюсом электродвижения для боевых кораблей может стать отказ от использования гребных валов. Начиная с 1992 года в качестве гребных электродвигателей (ГЭД) начали довольно широко использоваться винто-рулевые комплексы (ВРК) с погруженным гребным двигателем (podded drive), в которых ГЭД был вынесен за пределы корпуса корабля и установлен в подводной капсуле (коконе), обладающей высокими гидродинамическими свойствами.
Azipod - azimuthing podded propulsion system
Самым эффективным источником тока для ВРК называют сеть переменного тока, которая позволяет не только повысить экономичность и надежность главной энергетической установки, но и использовать для привода винта асинхронные двигатели, оснащенные короткозамкнутым ротором и не требующие обслуживания в процессе эксплуатации. Для того чтобы улучшить пусковые качества асинхронного привода, достаточно часто применяются глубокопазные и двухклеточные роторы специального исполнения. Частоту вращения винта в системах, называемых Azipod, можно регулировать при помощи тиристорных преобразователей частоты. Использование ВРК на практике существенно повышает маневренность кораблей и позволяет даже довольно крупным из них обходиться в порту без помощи со стороны буксиров. Помимо этого отсутствие гребных валов повышает полезный объем в корпусе судна.
Известно, что системы электродвижения были применены на российском транспорте вооружений «Академик Ковалев», который был построен на ЦС «Звездочка» в Северодвинске и принят в состав флота в декабре 2015 года. Особенностью корабля проекта 20180ТВ, созданного специалистами ЦМКБ «Алмаз», стала его движительная установка: дизель-генераторы корабля вырабатывают электричество, которое питает электродвигатели в составе ориентируемых винторулевых комплексов. Благодаря наличию на корабле ВРК, этот транспорт вооружений отличается повышенной маневренностью, он может удерживать заданный курс при существенном волнении на море и успешно решать задачи, поставленные перед ним командованием ВМФ. В настоящее время ЦС «Звездочка» осуществляет постройку второго корабля в рамках того же проекта.
Источники информации:
https://tvzvezda.ru/news/opk/content/201706150803-999y.htm
http://bmpd.livejournal.com/2443028.html
http://www.arms-expo.ru/news/perspektivnye_razrabotki/tskb_rubin_litievye_batarei_dlya_podlodok_proshli_ispytaniya
Целуйко И. Г. Развитие электродвижения военных флотов в мире // Молодой ученый. - 2012. - №4. - С. 54-57.
Какими станут боевые корабли будущего? Пока первые прототипы и опубликованные эскизы вызывают в памяти образы то старинных броненосцев, то океанских транспортов из фантастических фильмов. Но внешний вид все же не главное.
Устремления инженерной мысли в области проектирования боевых надводных кораблей являются отражением военно-политических концепций соответствующих стран. Первое, что бросается в глаза, – это всеобщая мода на малую заметность, или технологии «стелс». Именно эти технологии придают кораблям футуристический вид, и первым в этом ряду стоит шведский корвет Visby, спущенный на воду еще в 2000 году. Характерный угловатый дизайн, затрудняющий радиолокацию, легкий корпус из композитного пластика, минимум выступающих элементов.
Шведская концепция заключалась в том, что юркий и малозаметный корвет гораздо быстрее обнаружит в прибрежных водах вражескую цель и уничтожит ее, чем будет обнаружен и уничтожен сам. В январском номере «ПМ» писала о новейшем российском корвете проекта 20380, в котором также применены композиты и элементы технологии «стелс».
В основе дизайна USS Independence лежит конструкция скоростного парома Benchijigua Express, разработанного австралийской фирмой Austal. В наши дни гражданское судостроение нередко технологически опережает военное.
К далеким берегам
Строго говоря, LCS – это два разных проекта. Один – разработка корпорации Lockheed Martin, монокорпусный корабль. Первенцем проекта в 2006 году стал USS Freedom. Второй вариант LCS, детище General Dynamics, – тримаран (номер один в серии – USS Independence). Первоначально ВМС США планировали сделать выбор из этих двух концепций, но затем было решено достраивать новыми кораблями обе линейки.
Вместе с тем, поскольку известные оружейные корпорации выполняли схожее техзадание, параметры и возможности двух типов LCS оказались довольно близки. Главное, на что сразу обращаешь внимание, – это весьма приличный для корабля прибрежной зоны запас хода. У локхидовского Freedom – 3500 морских миль на скорости 18 узлов, у Independence – 4300, это почти 8000 км. Автономность – 21 день. Второе – максимальная скорость, составляющая порядка 45 узлов (83 км/ч) и обеспечиваемая водометными двигателями. Это значительно превосходит показатели Visby (35 узлов) и упоминавшегося российского корвета проекта 20380 (27 узлов).
Речь тут явно идет о чем-то большем, чем просто замена устаревшим корветам и минным тральщикам, особенно если вспомнить, что на момент спуска на воду USS Freedom стал представителем единственного введенного в строй за все предыдущие 20 лет класса американских боевых кораблей.
Появление легких скоростных кораблей, близких по классу к корветам, стало результатом осознания новой реальности. А реальность была такова, что АУГ, тяжелые крейсеры и эсминцы хорошо подходили для демонстрации силы в эпоху холодной войны, но для конфликтов малой интенсивности нужны были более тонкие и дешевые инструменты. Среди американских военных аналитиков родилась даже концепция «уличного бойца» – недорогого, небольшого, специализированного корабля, который сможет действовать на мелководье в прибрежной зоне противника.
Идея LCS близка к этой концепции – Freedom или Independence легко себе представить выполняющими задачи где-нибудь у берегов Персидского залива. Там такие суда могли бы охотиться за дизельными подводными лодками и скоростными ракетными катерами (на которые возлагает надежды Иран), освобождать акваторию от мин, вести разведку и в итоге расчищать путь для крупномасштабного вторжения с моря.
Простые превращения
А что же со специализацией? Эта проблема легко решается за счет модульности, конструктивно заложенной в оба проекта LCS. Модульность – это, очевидно, еще один базовый тренд развития как надводных, так и подводных боевых кораблей. В применении к кораблям прибрежной зоны это означает возможность оснащения их (в зависимости от предстоящей операции) модулем для борьбы с минами, модулем для противолодочных операций или модулем для противодействия противнику, находящемуся на поверхности воды или суши.
Модули размещаются в специальных контейнерах, которые легко монтируются на корабле, а при необходимости быстро заменяются другими. В модули входит разнообразная разведывательная аппаратура: например, для обнаружения мин используется роботизированный автономный зонд, в противолодочной борьбе применяются подводные датчики и системы воздушного базирования: LCS способен нести на палубе пару вертолетов MH-60R, а также БПЛА.
В «пакет» противодействия противнику на поверхности входит 30-мм пушка mk46, производящая 200 выстрелов в минуту, а также пусковые установки NLOS (выстрел за пределы видимости) с высокоточными ракетами.
Интегральная надстройка и необычный корпус сделают эсминцы с ракетным вооружением класса Zumwalt похожими на подводные лодки. Возможно, они смогут вести бой в полупогруженном состоянии для обеспечения большей малозаметности.
Характерно, что к этому эсминцу, который впервые за сто с лишним лет будет построен по схеме с расширяющимся книзу корпусом (а-ля крейсер «Аврора»), особый интерес проявило командование морской пехоты США. «Морпехи» рассматривают Zumwalt как мощное средство поддержки морского десанта. Корабль мог бы помочь десанту ракетными и артиллерийскими ударами в тыл противника, а также обеспечил бы противовоздушную оборону места проведения операции. Высказывалось даже предположение о том, что эсминец класса Zumwalt способен выступать в качестве опорного элемента действующей в прибрежных водах противника группы LCS типа Freedom или Independence.
Ради операций в прибрежной зоне особое внимание уделено малозаметности, чем, собственно, и продиктован необычный дизайн корабля. И это при том, что Zumwalt (водоизмещение 14 500 т) фактически имеет размеры линейного крейсера и значительно больше близкого по классу эсминца с ракетным вооружением типа Arleigh Burke. Zumwalt несет на себе вертолет и три многофункциональных беспилотника MQ-8 Fire Scout, построенных по вертолетной схеме (такими же оснащены и LCS).
В конструкции эсминца просматривается еще одна интересная тенденция в кораблестроении – переход на единый электрический источник. Два газотурбинных двигателя Rolls-Royce Marine Trent 30 раскручивают генераторы Curtiss-Wright, а уже этим электричеством питаются двигатели, вращающие винты. Кроме того, возможно, в будущем от электричества будут запитываться различные перспективные системы вооружений вроде рейлганов.
Корабль роботов
Британская BAE Systems, как правило, активно участвует в крупных американских оборонных проектах, однако имеет и свои разработки, вполне отвечающие современным высокотехнологичным тенденциям. В частности, примерно с 2012 года на вооружение Королевского ВМФ Великобритании должен встать «глобальный боевой корабль типа 26» (Global Combat ShipType 26).
«Тип 26» по водоизмещению относится к фрегатам (то есть он больше корвета и меньше эсминца), и ему предстоит со временем стать «рабочей лошадкой» флота, что предполагает высокую степень многофункциональности. Это будет достигнуто, естественно, с помощью модульной конструкции – корабль легко переоборудовать под борьбу с пиратством, гуманитарную операцию или задачу установления блокады побережья.
Британия отличается весьма продвинутыми разработками. В дополнение к высокотехнологичным эсминцам «тип 45» создается «тип 26» – фрегат, получивший название «Глобальный боевой корабль».
Но, пожалуй, самой забавной английской концепцией надводного корабля будущего (это тоже проект BAE, правда, сроки его реализации неясны) можно считать так называемый UXV Combatant. Этот корабль размером с эсминец призван стать плавучей базой, ориентированной на работу с беспилотными аппаратами, как летающими, так и плавающими.
Современные авианосцы - безумно дорогие и высокотехнологичные корабли, стоимость постройки которых исчисляется миллиардами долларов, а ежемесячные расходы на содержание - миллионами.
Обладая мощной ударной авиационной группой, эти морские левиафаны дают опору для проецирования военной мощи в любой точке океана. Построить такой корабль могут позволить себе далеко не все.
Даже такие страны, как Франция, обладающие развитой промышленной базой, порой отказываются от постройки авианосцев. Как это стало с многообещающим проектом а Porte-Avions 2, который был отклонен из-за огромных затрат, необходимых на его постройку.
Однако ряд других стран продолжает проектировать и строить такие корабли. Мы составили рейтинг перспективных авианосцев, которые в ближайшем будущем должны вступить в строй.
Япония: больше чем вертолетоносец
Формально Силы самообороны Японии не имеют на вооружении авианосцев. Но если присмотреться к новейшей серии вертолетоносцев типа «Идзумо», то все не так очевидно.
Так, полное водоизмещение второго корабля серии DDH184 «Кага» (вступит в строй в 2017 году) составляет 24,5 тысячи тонн (27 тысяч коротких тонн). Корабль имеет палубу и размеры, почти аналогичные авианосцам «Секаку» и «Дзуйкаку», принявших участие в налете на базу Пирл-Харбор ВМС США в 1941 году.
Военный журналист Шиничи Кийотани считает, что «в соответствии с международными стандартами этого класса кораблей тип «Идзумо» - это авианосец».
В частности, на этом корабле могут базироваться американские истребители F-35B с вертикальным взлетом и посадкой. Кстати, Япония уже заключила контракт на поставку истребителей F-35А, возможность приобретения В-версии не исключается.
Максимальная скорость вертолетоносца составит 30 узлов, «Кага» будет вооружен двумя ЗРК Phalanx и пусковыми установками ракет SeaRAM. Авиагруппа судна включает в себя семь вертолетов SH-60K и два MCM-101, последние используются для разминирования.
Китайский «клон»
Не так давно благодаря спутниковым снимкам с верфи в городе Далянь провинции Ляонин стало известно о строительстве китайцами нового авианосца.
Позже представитель Министерства обороны КНР Ян Юйцзюнь рассказал, что проектирование и строительство нового авианосца ведутся собственными силами Китая. Водоизмещение корабля - порядка 50 тысяч тонн, а основу его авиагруппы составят истребители «Цзянь-15» (китайская копия советского опытного прототипа Су-33 - Т10К). Для взлета с авианосца самолеты будут использовать трамплин.
Авторитетное военное агентство Janes сообщает, что, судя по очертаниям корабля, он повторяет пока единственный китайский авианосец «Ляонин» советского проекта 1143.6 «Кречет», документация на который была выкуплена китайцами у Невского проектно-конструкторского бюро в 1990-х годах.
Кроме истребителей J-15, в состав авиагруппы входит два поисково-спасательных вертолета Z-9C, четыре вертолета дальнего радиолокационного обнаружения Z-18J и шесть противолодочных вертолетов Z-18F.
Российский «Шторм»
Порядка 6,2 миллиарда долларов планирует потратить Россия на создание суперавианосца по проекту пр. 23000Е «Шторм».
Технические характеристики корабля следующие: водоизмещение порядка 90−100 тыс. т, длина - 330 метров, ширина - порядка 40 метров, осадка - около 11 метров. Авианосец сможет находиться в автономном плавании около 120 суток и выполнять боевые задачи при волнении моря до 6−7 баллов. Максимальная скорость корабля будет в районе 30 узлов, крейсерская - порядка 20 узлов.
В проекте заложена обычная силовая установка, но, по желанию заказчика, она может быть заменена на ядерную. Авианосная группа будет насчитывать 80−90 различных летательных аппаратов. Возможно, до 50 истребителей Т-50 ПАК ФА и МиГ-29К, а также самолетов ДРЛО и вертолетов типа Ка-27.
Авианосец будет оборудован двумя трамплинами и катапультой для разгона самолетов и получит подъемники двух типов: вертикального и качельного, это позволит существенно сэкономить место.
Электромагнитная катапульта уже проходит испытания в подмосковном Жуковском, а атомную силовую установку планируют испытать на перспективном эсминце типа «Лидер».
Возможность построить такой сложный корабль появится у России не раньше 2019 года, когда будет завершена модернизация производственных мощностей. Пока же «Шторм» остается лишь проектом.
Авианосец для королевы
Авианосец HMS «Queen Elizabeth», первый в серии, станет крупнейшим военным кораблем, из всех ранее построенных для ВМС Великобритании. Судно войдет в эксплуатацию в 2017 году, а боевой готовности достигнет к 2020 году.
Корабль рассчитан на базирование самолетов укороченного взлета и вертикальной посадки (V/STOL).
Отказ от катапультного взлета лишает новый английский авианосец возможности принимать на борт самолеты радиолокационного дозора типа E-2 Hawkeye. В будущем это негативно скажется на боевых возможностях самолета, ведь вопрос с альтернативными авиационными средствами дальнего обнаружения пока не решен.
Вертолеты Sea King Mk 7, оснащенные выдвижным радаром, вскоре будут сняты с вооружения по выработке ресурса.
Авиакрыло корабля насчитывает 40 истребителей F-35 В, правда, первые британские машины этого типа поступят на вооружение только в 2023 году.
До этого на авианосце может базироваться группа самолетов КМП США, истребителями будут управлять как американские пилоты, так и британские летчики.
Не на пользу кораблю пошло и желание британского правительства сэкономить - боевой корабль лишился бортовой брони и бронированных переборок, что негативно отразилось на живучести судна.
Водоизмещение британского авианосца составляет 69 500 тонн. Длина - 284 метра, ширина - 73 метра, высота - 56 метров, осадка - 11 метров. Максимальная скорость хода - 25 узлов, автономность - 292 суток.
Самый дорогой корабль в мире
Затраты на строительство американского авианосца USS Gerald R. Ford в 12,8 млрд долларов делают его самым дорогим кораблем в истории. А еще это первое судно, при постройке которого применялось 3D-моделирование: инженеры могли «пройтись» по виртуальному авианосцу, оценив эргономичность тех или иных решений.
В отличие от предшественников - авианосцев типа Nimitz - USS Gerald R. Ford, при сопоставимых размерах и авиационном вооружении, отличается меньшим экипажем за счет большей автоматизации корабельных систем.
Новые реакторы, созданные для USS Gerald R. Ford, вырабатывают на 250% больше электроэнергии, чем энергоустановки авианосцев предыдущего поколения, что позволяет быстрее запускать самолеты и размещать перспективное вооружение, например, лазеры.
Новые электромагнитные катапульты и турбоэлектрические аэрофинишеры позволяют не только увеличить максимально возможную скорость запуска и приема самолетов на 25%, но и сделать этот процесс более управляемым, снизив нагрузки на самолеты и пилотов.
USS Gerald R. Ford адаптирован для работы как с пилотируемыми, так и с беспилотными летательными аппаратами.
Авиационная группировка корабля насчитывает до 90 самолетов и вертолетов различного назначения: стелс-истребители F-35, истребители-штурмовики F/A-18E/F Super Hornet, самолеты ДРЛО E-2D Advanced Hawkeye, самолеты электронного противодействия EA-18G, многоцелевые вертолеты MH-60R/S, а также БПЛА.
Водоизмещение корабля - порядка 100 тыс. тонн, длина - 337 метров, ширина - 78 метров. Максимальная скорость авианосца до 30 узлов, а его экипаж насчитывает порядка 4660 человек (включая военных авиагруппы).
