К-222: Самая быстрая подводная лодка СССР с титановым корпусом.

Введение

Ядерная подводная лодка с крылатыми ракетами

K 222 была единственной подводной лодкой проекта 661 "Анчар" (название НАТО: Papa class) советского ВМФ времён холодной войны. Несмотря на то, что советские специалисты считали K 222 неудачной конструкцией, после завершения строительства она стала самой быстрой подводной лодкой в мире и первой, построенной с титановым корпусом. В ходе строительства и службы подводной лодке присваивались различные наименования: изначально она получила обозначение K 18, затем, во время строительства, стала называться K 162, а в 1978 году была переименована в K 222. Советское правительство и ВМФ были недовольны подводными лодками класса "Эхо", которым приходилось всплывать для запуска ракет. В 1958 году было санкционировано строительство чрезвычайно амбициозной программы, требования которой предусматривали создание очень быстрой лодки, оснащённой ракетами, способными запускаться из подводного положения. Предварительный проект был принят два года спустя, а строительство началось в 1963 году. Работы шли медленно, поскольку требовалось разработать технологии обработки титана и обеспечить стабильный контроль качества. Цели программы в целом были достигнуты, однако правительство не включило в требования необходимость минимизации акустической заметности подводной лодки, что делало K 222 легко обнаруживаемой на высокой скорости. Советский ВМФ отклонил предложение о серийном производстве этой конструкции, поскольку её недостатки перевешивали преимущества, но она стала пионером в разработке технологий работы с титаном в больших масштабах, что позволило впоследствии построить более успешные проекты с использованием титана, такие как проекты 705 "Лира", 945 "Барракуда" и 945A "Кондор". Вступившая в строй в 1969 году, тогдашняя K 162 была вооружена 10 крылатыми ракетами малой дальности и четырьмя торпедными аппаратами для выполнения задачи по уничтожению американских авианосцев. Эти ракеты могли нести как обычные, так и ядерные боеголовки. Подводная лодка служила в составе Северного флота Советского Союза в 1970-х годах, но обнаружение трещин в корпусе привело к длительному ремонту с 1972 по 1975 год. После аварии с ядерным реактором K 222 в 1980 году подводная лодка совершила свой последний оперативный поход в 1981 году. Она была выведена из состава флота в 1988 году и утилизирована в 2010 году.

K 222 was the sole Project 661 "Anchar" (Cyrillic: [[Antiaris) (NATO reporting name: Papa class) nuclear powered cruise missile submarine of the Soviet Navy during the Cold War. Although the Soviets saw K 222 as an unsuccessful design, upon completion it was the world's fastest submarine and the first to be built with a titanium hull. The submarine was given several names over the course of its construction and service: she was originally designated K 18, named K 162 while under construction, and renamed to K 222 in 1978. The Soviet government and Navy was dissatisfied with the Echo class of nuclear submarines, which had to surface to fire their missiles. In 1958 construction was authorized for an exceedingly ambitious program; the requirements called for a very fast boat equipped with missiles that could be launched while submerged. It accepted the preliminary design two years later and construction began in 1963; work proceeded very slowly as techniques for working titanium had to be developed and quality control was inconsistent. The program's objectives were generally satisfied, but the government had failed to include a requirement to minimize the submarine's acoustic signature which meant that K 222 was easily detectable at high speed. The Soviet Navy rejected a plan to place the design into series production as its flaws outweighed its advantages, but it pioneered the technology needed to work with titanium on a large scale, which enabled the subsequent construction of more successful designs using titanium, such as Projects 705 Lira, 945 Barrakuda, and 945A Kondor. Commissioned in 1969, the then K 162 was armed with 10 short range, anti ship cruise missiles and four torpedo tubes to carry out her mission of destroying American aircraft carriers. These missiles could be fitted with either conventional or nuclear warheads. The submarine served in the Soviet Red Banner Northern Fleet through the 1970s, but the discovery of hull cracks led to a lengthy repair period from 1972 to 1975. After an accident with K 222's nuclear reactor in 1980, the submarine went on her final operational patrol in 1981. She was removed from service in 1988 and scrapped in 2010.

Предыстория

Советские специалисты хорошо знали недостатки большой ракетной системы SS-N-3 Shaddock, в частности, необходимость запуска с поверхности и сложный процесс захвата цели, что делало подводные лодки, несущие эти ракеты, уязвимыми для авианосцев, против которых они предназначались. 28 августа 1958 года Совет Министров издал постановление о разработке очень амбициозной программы по созданию подводных лодок, предусматривающей удвоение скорости, увеличение глубины погружения на 50 процентов, использование более компактных ядерных реакторов и паровых турбин, а также создание ракетной системы большой дальности малых размеров, способной запускаться из подводного положения, и применение новых материалов, среди прочих задач. В ответ на это постановление конструкторское бюро ЦКБ-16 позднее в том же году приступило к разработке проекта 661 – экспериментальной подводной лодки с крылатыми ракетами. Главный конструктор Н.Н. Исанин решил начать разработку с чистого листа, максимально избегая использования существующих технологий. К июлю 1959 года был готов эскизный проект подводной лодки, и Государственному комитету по судостроению предстояло принять решения о материале корпуса и типе ядерного реактора. Алюминий был быстро отклонен как неподходящий из-за его низкой коррозионной стойкости и плохой производительности под высоким давлением на больших скоростях. Хотя новые сплавы стали еще разрабатывались, титан обладал значительными преимуществами: он был значительно прочнее стали при том же весе, лучше сопротивлялся коррозии и был немагнитным. Это должно было обеспечить защиту от магнитных мин и обнаружения магнитными аномалиями с противолодочных самолетов. Несмотря на чрезвычайно высокую стоимость титана по сравнению со сталью и невозможность его сварки в кислородной среде, комитет выбрал именно его. В то время в качестве потенциальных вариантов рассматривались два типа реакторов: водо-водяной и со свинцово-бизмутовым теплоносителем. Советский Союз имел некоторый опыт работы с первым типом, но не имел опыта работы со вторым; это стало решающим фактором, поскольку комитет не желал ждать разработки свинцово-бизмутового реактора, хотя он обещал быть более компактным при той же мощности. K-222 стала первой подводной лодкой с титановым корпусом.

The Soviets were well aware of the drawbacks of the large SS N 3 Shaddock family of missiles, notably its need to be launched from the surface and its complicated target acquisition process, both of which rendered the submarines launching the missiles vulnerable to the carriers that they were intended to attack. The Council of Ministers issued a resolution on 28 August 1958 calling for a very ambitious submarine development program that called for a doubling of speed, a 50 percent increase in diving depth, smaller nuclear reactors and steam turbines, and a long range missile system of small dimensions able to be fired while submerged, and new materials, among other objectives. Design bureau TsKB 16 began development of Project 661, an experimental cruise missile submarine, later that year in response to the resolution. Chief designer N. N. Isanin decided to begin a clean slate design that would use existing technology as little as possible. By July 1959 a sketch design was ready for a submarine capable of and the State Committee for Shipbuilding had to make decisions about what the submarine's hull would be constructed of and what type of nuclear reactor would be used. Aluminium was quickly rejected as unsuitable because of its poor resistance to corrosion and poor performance under high pressure at high speeds. While new alloys of steel were still under development, titanium had some major advantages. It was much stronger than steel for a given weight, resisted corrosion better and was non magnetic. This would help protect it against magnetic mines and registering on magnetic anomaly detectors of anti submarine aircraft. Disregarding the extremely high cost of titanium compared to steel and that titanium could not be welded in an oxygen atmosphere, the committee selected it. Two types of reactor were potentially available at this time, pressurized water or lead bismuth eutectic. The Soviets had some experience with the former, but none with the latter; this proved to be the deciding factor as the committee was unwilling to wait for the lead bismuth reactor to be developed even though it promised to be smaller for the same amount of power output. K 222 would be the first submarine built with a titanium hull.

Описание

K 222 имела двухкорпусную конструкцию и вытесняла на поверхности и под водой. Длина лодки составляла , ширина – , а осадка – . Внутренний корпус подводной лодки имел девять водонепроницаемых отсеков и необычную конфигурацию в носовой части, где первые два отсека были уже остальной части корпуса и располагались в форме восьмерки; в верхнем отсеке размещались торпедные аппараты, а в нижнем – массивная гидроакустическая система и часть аккумуляторных батарей. Третий отсек был такой же ширины, как первые два, а остальные отсеки расширялись до диаметра . K 222 имела испытательную глубину и проектную глубину . Экипаж состоял из 82 офицеров и матросов. В одном из отчетов об испытаниях было написано:
> самым большим шумом был шум проходящей воды. Он возрастал вместе с увеличением скорости корабля, и при превышении скорости шум напоминал звук реактивного самолета. В центральном посту управления слышался не просто рев самолета, а грохот "машинного отделения дизельного локомотива". Присутствующие полагали, что уровень шума превышал 100 децибел, что сделало K 222 самой быстрой подводной лодкой в мире. На подводной лодке было достаточно запасов, чтобы оставаться в море 70 дней. Торпеды можно было запускать на глубину (кодовое название НАТО: Pert Spring) спутниковой системы связи.

Строительство и карьера

Поскольку крупномасштабное производство титана было неизвестно где бы то ни было в мире, советским инженерам пришлось разрабатывать технологии и оборудование с нуля, что потребовало значительных затрат. Верфь "Севмаш" должна была инвестировать в новое оборудование, способное формовать листы металла толщиной до и переобучить рабочих сварке в атмосфере аргона и в условиях чистой комнаты для предотвращения загрязнения сварных швов. В рамках этого процесса были построены два полуразмерных секционных образца, один для испытаний в напорной камере, а другой – для оценки ударной прочности в Ладожском озере. Обрушение секции под гидравлическим давлением и наличие трещин в сварных швах обеих конструкций показали, что сварщики на Северодвинской верфи не соблюдали строгие требования к времени охлаждения. Последующие консультации с экспертами-металлургами привели к выводу, что стальные инструменты, использовавшиеся для изготовления секций, не подходили для работы с титаном. Введенная в эксплуатацию 13 декабря 1969 года и приписанная к Советскому Краснознаменному Северному Флоту, лодка большую часть следующих двух лет провела в проведении ходовых испытаний. В сентябре – декабре 1971 года K 162 совершила свой первый оперативный поход в Северную Атлантику. Во время этого похода подводная лодка на высокой скорости следовала за американской ударной группой во главе с авианосцем "Саратога", возвращавшейся из Средиземного моря в Соединенные Штаты. Во время длительного ремонта, продолжавшегося с октября 1972 года по январь 1975 года, на верфи было обнаружено большое количество трещин, требовавших устранения. Три года спустя K 162 была переименована в K 222. В это время советские специалисты оценили возможность серийного производства большего количества лодок этого класса и пришли к выводу, что конструкцию необходимо модифицировать, установив ракеты большей дальности и увеличив количество торпед для повышения боевой эффективности. Кроме того, чрезмерный шум на высокой скорости лишал гидроакустическую систему возможности захватывать цели, и эту проблему необходимо было решить. В сочетании с высокой стоимостью подводной лодки, длительным сроком строительства и ограниченными ресурсами флот решил отказаться от дальнейшего строительства лодок этого типа. Таким образом, были отменены проектные работы по производным проектам, таким как улучшенный проект 661M, проект 661A, вооруженный ракетами P 120 Malakhit (обозначение НАТО: SS N 9 Siren), и проект 661B, вооруженный баллистическими ракетами Р-29 Vysota (кодовое название НАТО: SS N 8 Sawfly). Хотя K 222 не считалась удачным проектом, технологии, разработанные в процессе ее строительства, позволили Советскому Союзу построить титанокорпусные и атомные ударные подводные лодки. В 1988 году лодка была поставлена на консервацию на военно-морской базе в Беломорске, недалеко от Северодвинска. Не имея инструментов для обращения с топливными стержнями, флот не смог найти компанию или организацию, готовую или способную выгрузить ядерное топливо с подводной лодки. К 2008 году в корпусе стали появляться трещины, и балластные цистерны начали заполняться водой. В марте 2010 года "Севмаш" приступил к утилизации K 222 с реакторами и ядерным топливом на борту, что было завершено 4 июня.

As large scale fabrication of titanium was unknown anywhere in the world, techniques and equipment had to be developed from scratch by the Soviets at great cost. The Sevmash shipyard had to invest in new equipment capable of shaping plates up to thick and retrain its workers to weld in an argon atmosphere and a cleanroom environment to prevent contamination of the welds. As part of that process two half scale sections were constructed, one for testing in a pressure chamber and the other to evaluate shock resistance in Lake Ladoga. The collapse of the section under hydraulic pressure and the presence of cracks in the welds of both structures revealed that the welders at the Severodvinsk shipyard failed to follow the strict cool down time requirements. Further consultations with metallurgical experts reached the conclusion that the steel tools used to fabricate the sections were not suitable for use with titanium. Commissioned on 13 December 1969 and assigned to the Soviet Red Banner Northern Fleet, the boat spent most of the next two years conducting sea trials. K 162 made her first operational patrol in the North Atlantic in September–December 1971. During this patrol, the submarine trailed an American battle group centered around the carrier Saratoga at high speed as it returned to the United States from the Mediterranean. During a lengthy refit that lasted from October 1972 to January 1975, the shipyard discovered a large number of cracks that required repair. Three years later, K 162 was renamed K 222. During this time, the Soviets assessed the possibility of series production of more boats of the class and concluded that the design would have to be modified with longer range missiles and more torpedoes to improve its combat worthiness. In addition the excessive noise at high speed eliminated the sonar system's ability to acquire targets and needed to be remedied. Coupled with the submarine's high cost, lengthy building time, and the limited resources available, the navy decided not to proceed with any more boats. Thus the design studies for derivatives like the improved Project 661M, the Project 661A armed with P 120 Malakhit (NATO designation: SS N 9 Siren) missiles and the Project 661B armed with R 29 Vysota (NATO codename: SS N 8 Sawfly) ballistic missiles were cancelled. Although K 222 was not regarded as a successful design, the technology developed for the build enabled the Soviet Union to construct the titanium hulled and attack submarines. In 1988, the boat was placed in reserve at the naval base in Belomorsk, not far from Severodvinsk. Having lost the tools to handle the fuel rods, the navy could not find a company or organization willing or able to defuel the submarine. By 2008 cracks started appearing in the hull and the ballast tanks started taking on water. In March 2010 Sevmash began scrapping K 222 with the reactors and nuclear fuel still on board, and this was completed by 4 June.