Категория: Интересно

«Золотая рыбка» из титана




  • Не нравится
  • 0
  • Нравится





  • В. ЗАЙЦЕВ, капитан 1 ранга-инженер в отставке (г. Минск).

    В марте 2006 года подводным силам ВМФ России исполнилось 100 лет. За этот срок подводники вписали в историю государства много страниц — славных и трагических. Не все они широко известны, и мне, в меру сил, хотелось бы устранить некоторые белые пятна.
    С 1959 по 1972 год я служил в Северодвинске на «Севмашпредприятии» (ныне — ФГУП ПО «Севмаш») и непосредственно участвовал в реализации трех, тогда совсем новых направлений научно-технического прогресса: внедрение ядерной энергетики в судостроении; создание и применение новых конструкционных материалов на основе сплавов титана; автоматизация процессов управления сложными техническими системами.
    Ярким примером удачного решения проблем по всем этим направлениям стало строительство первой в мире атомной подводной лодки с титановым корпусом. В то время все работы велись с соблюдением режима строгой секретности, и в документах, в том числе в приемном акте, даже титан упоминался как «сплав № 3». В нашей среде лодку называли по заводскому номеру—501. Лишь в начале 1990-х годов сначала за границей, а затем в России появились
    книги об этой лодке, где упомянуто ее тактическое название К-162 и приведены некоторые тактико-технические характеристики:
    Водоизмещение:
    нормальное — 5197 м3;
    подводное — 6200 м3. Длина —107м. Ширина —11, 5м. Осадка — 8м.
    Глубина погружения — 400 м. Скорость хода:
    надводная — 16 узлов;
    подводная — 42 узла. Реакторов — 2.
    Мощность одного реактора — 91 МВт. Мощность турбины — 40 тыс. л.с. Крылатых ракет с подводным стартом — 10. Торпедных аппаратов — 4. Экипаж — 80 человек.

    Зачин работе положило Постановление ЦК КПСС и СМ СССР «О создании скоростной подводной лодки, новых типов энергетических установок и НИОКР для подводных лодок», датированное декабрем 1959 года. Корабль заложили 31 декабря 1966 года, а 31 декабря 1969 года после окончания первого этапа государственных испытаний подлодку передали в опытную эксплуатацию Северному флоту. Строительство и испытания принципиально новой подлодки заняли всего три года, что было своеобразным рекордом.
    Саму лодку проектировали в ЦКБ-16 (ныне — санкт-петербургское морское бюро машиностроения «Малахит»), которое тогда возглавлял главный конструктор академик Н. Н. Исанин. Там создавали конструкции надводных кораблей и вооруженных ракетами подводных лодок, но специалистов по атомным реакторам в бюро не было, и энергетическую установку разрабатывали под руководством академика А. П. Александрова, занимавшего в то время должность директора Института атомной энергии им. И. В. Курчатова.

    Широкое применение автоматики позволило обеспечить обслуживание лодки экипажем всего из 80 человек. Для сравнения: численность экипажа надводного крейсера на порядок больше, хотя его водоизмещение всего вдвое превышало водоизмещение лодки, а мощности энергетических установок были соизмеримы (55 и 40 тыс. л.с. на гребном валу соответственно). Лодка была напичкана датчиками и приборами.
    Вообще в строительстве лодки и изготовлении комплектующих участвовали предприятия всех девяти министерств, как теперь сказали бы, оборонно-промышленного комплекса. Из-за тотальной секретности согласовать работу предприятий оказалось невозможно — у каждого предприятия были свои подходы, свой «почерк» проектирования, своя элементная база, не говоря уже о нормативной технической документации. Это создавало дополнительные трудности как при строительстве, так и при испытаниях. И хотя отчасти координацию пытались наладить военпреды, все же недоразумений избежать не удалось.
    В частности, было много неприятностей с деталями из титанового сплава. Он имеет плотность 4,45 г/см3, тогда как сталь — 7,85 г/см3, и даже при почти вдвое более низком модуле упругости применение этого сплава давало выигрыш до 25% в удельной прочности конструкций.

    Правда, изделия из сплава № 3 оказались дорогими. Килограмм листового металла стоил 18 руб., столько же, сколько килограмм черной икры. Поэтому лодку 501 мы полушутя стали называть «золотой рыбкой».
    Кроме того, титан — капризный материал, при высоких температурах он очень чувствителен к содержанию в атмосфере различных газов, особенно водорода, активно его поглощает, становится хрупким и приобретает склонность к растрескиванию. Такое явление даже получило название «водородная болезнь». Специалисты Института металлургии им. А. А. Байкова АН СССР провели испытания и установили, что при нагреве титановых деталей содержание водорода в металле не должно превышать 0,005%.
    Однако на Коммунарском металлургическом заводе, откуда к нам поступали заготовки, эти рекомендации проигнорировали. Более того, там внедрили рацпредложение, по которому заготовки перед прокаткой ради снижения расходов нагревали доменным газом, очень богатым водородом. В результате на стапель попало несколько десятков тонн бракованного листа. Нам пришлось долго и кропотливо выискивать по номерам плавок и схемам раскроя негодные детали и заменять их. Хорошо еще, что на «Севмаше» был налажен жесткий входной контроль.

    Тем не менее было принято решение не наносить на титановый корпус специальные антишумовые и противогидроакустические покрытия и даже не красить его, чтобы вовремя визуально обнаружить появление трещин.
    На создание лодки правительство выделило 240 млн руб. (в нынешнем масштабе цен это составляет около 10 млрд руб. — Прим, ред.). Но мы проанализировали затраты, и оказалось, что даже с учетом непредвиденных расходов на бракованные заготовки можно уложиться в 220 млн руб. Таким образом, каждый гражданин СССР вложил 1 руб. в этот объект, а сэкономленные 20 млн руб. были в дальнейшем переданы Северному флоту на опытную эксплуатацию лодки.
    Один из основных технологических процессов при строительстве лодки — сварка. Ее производили в среде аргона неплавящимися вольфрамовыми электродами, легированными редкоземельными элементами. В качестве присадочного материала использовалась титановая проволока, предварительно отожженная в вакууме. Проволоку хранили и переносили в специальных металлических пеналах. Сварщики работали в чистых нитяных перчатках.

    Всего на сварочные работы израсходовали 1 млн кубометров аргона. Некоторые особенно ответственные узлы сваривали в специальных герметичных камерах «Атмосфера-1» и «Атмосфера-2», которые заполняли аргоном, и сварщики работали там, как водолазы, в скафандрах. Это повышало качество работ и давало экономию аргона.
    К сожалению, объемы камер все же были ограничены, и крупные детали варили прямо в цеху. Отработанный аргон растекался по помещению и скапливался около пола. Даже крысы в сборочном цехе погибли, в живых остались лишь те, что сообразили перебраться поближе к крыше цеха, на подкрановые пути.

    Но однажды несчастье случилось и с рабочими. Они готовились варить в одной цистерне и задохнулись, практически «утонув» в аргоне, скопившемся после предыдущих работ. После этого все замкнутые объемы должны были иметь технологические вырезы для выхода аргона, а перед работами проводился предварительный анализ воздуха.
    Широкое использование аргона при сварке в судостроении способствовало развитию металлургического производства и химической промышленности, так как при извлечении аргона из воздуха в качестве сопутствующих продуктов получали азот и кислород. Азот шел на производство удобрений, а кислород использовался для дутья при плавке стали в конвертерах.

    Не совсем гладко прошел и пуск ядерного реактора. Когда температура достигла номинального значения, в реакторном отсеке начало резко расти содержание водорода. Штатные средства системы дожигания не справлялись. Было принято решение заглушить реактор, обесточить отсек и дожидаться, пока водород выйдет естественным путем. Промедление грозило последствиями, сравнимыми с аварией в Чернобыле.
    Позже выяснилось, что причиной обильного выделения водорода стала дегазация гидрида титана, примененного разработчиками в качестве эксперимента для улучшения биологической защиты реактора вместо обычных свинца и полиэтилена. Это был явный просчет материаловедов, и гидрид титана на подлодках для этой цели больше никогда не применялся.

    Наконец, настало время ходовых испытаний. Наиболее запомнившимся их эпизодом стало установление обитаемым аппаратом рекорда скорости хода под водой. При мощности главной энергетической установки 90% и расчетных оборотах винтов лодка достигла скорости около 42 узлов. Представитель Кировского завода, где изготовили главный турбозубчатый агрегат— своего рода трансмиссию подлодки, дал «добро» на постепенное увеличение частоты вращения при условии усиленного контроля линии вала и подшипников. И при частоте вращения вала примерно на 6% выше расчетной скорость возросла до 44,74 узла (80,4 км/ч).
    Столь впечатляющие результаты оказались возможными благодаря мощным двигателям и хорошей обтекаемости корпуса; он напоминал торпеду и в задней части плавно переходил в обтекатели винтов — эти обтекатели за своеобразную форму называли «штанами».

    Когда лодка всплыла и был произведен осмотр палубы, выяснилось, что напором воды вырвало дверь в ограждении рубки, один лючок на верхней палубе, два лючка в носовой части. Оторвало и радиоантенну. Срочно установили запасную антенну, после чего послали шифровку в адрес Л. И. Брежнева о завоевании советскими подводниками «голубой ленты»* под водой. Этот рекорд скорости не превзойден до сих пор. При следующем контрольном погружении антенна опять «улетела», и в дальнейшем пришлось изменить ее конструкцию и улучшить обтекание.

    Курьезный случай произошел при возвращении на базу. Мы дали радиограмму с заявкой на буксиры для проводки по каналу во время максимального прилива и рассчитывали утром в выходной быть дома. Вечером накануне лодка, находившаяся в другом конце Белого моря, погрузилась и на крейсерском 42-узловом ходу ринулась домой. Мы всю ночь наслаждались безупречной работой механизмов. Утром всплыли, и... никто нас не встретил. Оперативный дежурный базы был бывалым моряком, он знал наше расположение, среднюю скорость атомных подлодок, все подсчитал и решил, что мы блефуем и заказали буксиры с запасом. Так нам и пришлось простоять у приемного буя до позднего вечера, когда прилив нагнал воду.

    К концу декабря 1969 года оставалось провести ракетные стрельбы и мореходные испытания при большом волнении. Тридцатого декабря на лодку погрузили ракеты, произвели необходимые проверки. Мы были готовы выйти в море и произвести новогодний салют. Но мороз и лед не оставили на полигоне необходимого свободного пространства. В 15 часов 31 декабря была получена телеграмма Главкома ВМФ, разрешающая подписать акт приемки, а стрельбы перенести на следующую навигацию, кода планировалась опытная эксплуатация лодки.
    В следующем году испытания, на которые, как было упомянуто, выделили дополнительно 20 млн руб., прошли успешно и даже наделали много шума в западной прессе, после того как лодка лихо догнала и обошла авианосное ударное соединение США.
    «Золотая рыбка» находилась в составе Северного флота до начала 1990-х годов, и история первенца титанового флота окончилась также, как и большинства его стальных собратьев, — разделкой у стенки завода и утилизацией. О том событии у меня сохранилась на память титановая лопата.

    **********************
    «Голубая лента» — почетный знак, присваиваемый океанским лайнерам, быстрее всех преодолевшим маршрут из Великобритании в США через Атлантический океан. (Прим, ред.)

    Комментарии

    
    Имя:*
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
    *