Авторизация

Логин:
Пароль:



Молнии







Каталог морского ВПК

Из морского бизнес-каталога: предприятие №3127: «АО по производству лопастных гидравлических машин»; товар/услуга №88020: Гребные винты.


Поиск


Корвет будущего – каким ему быть?
13.07.11
Текст: Центральный Военно-Морской Портал, Курочкин Д.В. , к.т.н. доцент кафедры проектирования судов факультета кораблестроения и океанотехники СПбГМТУ
В статье рассмотрены положительные и отрицательные моменты применения многокорпусных архитектурно-конструктивные схем при проектировании кораблей класса "корвет".
В августе 2000 года был спущен на воду первый тримаран, вошедший в состав военно-морских сил – корабль ВМС Великобритании Triton, процесс строительства и испытаний которого вызвал пристальное внимание как военных специалистов мировых держав, так и всех, интересующихся перспективами развития военного кораблестроения.

Сразу после его появления журналисты окрестили Triton боевым кораблем будущего, предрекая ему перспективу, подобно знаменитому линкору Dreadnought, стать прародителем нового типа боевых кораблей для всех флотов мира.

Сегодня вновь возрос интерес к кораблям подобной схемы. Отечественные конструкторы также работают в данном направлении. Например, "Зеленодольское ПКБ" предлагает целый ряд тримаранов различного назначения и водоизмещения от 650 до 1000 тонн, "Северное ПКБ" еще в конце 80-х начале 90-х годов прошлого века разработало несколько проектов многокорпусных кораблей, в том числе и авианесущих.

Прошло уже более десяти лет с момента спуска на воду корабля Triton. Корабль прошел всесторонние испытания, и, наверное, подошло время сделать некоторые выводы о перспективах и целесообразности строительства подобных боевых единиц.

Сразу следует оговориться, что на самом деле Triton не полноценный боевой корабль, а лишь прототип реального корабля примерно в 2/3 натуральной величины, созданный специально с целью отработки и проверки на практике возможностей и потенциала инновационных технологий и последующего редуцирования рисков использования корпусов типа тримаран для перспективных боевых кораблей XXI века. В британском флоте он проходил под обозначением trimaran demonstrator (демонстрационный тримаран) или RV – research vessel (исследовательское судно) (Рис.1,2)


Рис.1 Исследовательское судно Triton

Рис.2. Исследовательское судно Triton
Создание корабля велось в соответствии с совместной программой Великобритании и США. С целью четкого определения рамок проекта правительства этих стран в сентябре 1997 г. подписали Соглашение о взаимопонимании, в соответствии с которым ВМС США обеспечили поставку полного комплекта датчиков и регистрационного оборудования для их установки по всему кораблю, задачей которых был отбор данных, а также проведение их анализа во время ходовых испытаний в условиях сильного волнения.

Контракт на строительство был подписан осенью 1998 г., резка стали прошла в январе 1999 г. Спуск корабля на воду состоялся в мае 2000 г., передача британскому Управлению исследований и оценок министерства обороны (Defence Research and Evaluation Agency — DERA, в настоящее время компания QinetiQ) – в сентябре того же года. Первые испытания начались в октябре 2000 г. в городе Росис, Шотландия.

Triton был спроектирован и построен компанией Vosper-Thornycroft на судоверфи Woolston, г. Саутгемптон, в соответствии с Правилами Det Norske Veritas (DNV) для быстроходных судов. На постройку корабля, по официальным данным, было потрачено 13 миллионов фунтов стерлингов. Более реальной представляется цифра в 40 миллионов, которая была озвучена независимыми экспертами.

Предполагалось, что после всесторонних испытаний прототипа реальный корабль в 2013 году войдет в состав Королевского флота и станет родоначальником целой серии перспективных боевых тримаранов Future Surface Combatant (FSC), которые придут на замену фрегатам проектов 22 и 23.

В течение последующих двух лет после спуска на воду корабль участвовал в большом количество испытаний, включая испытания конструкций в сухом доке, буксировку, мореходные испытания, прием вертолета, осмотр состояния подводной части корпуса, ходовые испытания, испытания систем энергообеспечения, переход через Атлантический океан. Отработана серия маневров швартовки к лоцманскому катеру, фрегату HMS Argyll и транспорту снабжения RFA Brambleleaf. Все эти испытания проведены в период с октября 2000 г. по декабрь 2002 г. Ходовые испытания судно проходило в условиях волнения моря до 7 баллов.

Установленные на корабле многочисленные датчики и регистраторы позволили произвести во время испытаний замеры, условно разделенные на три категории: судовые и навигационные системы, движение судна и реакция конструкций.

От судовых систем управления механизмами поступала информация о вырабатываемой генераторами и потребляемой исполнительными механизмами электроэнергии, расходе топлива и т.п. От навигационных систем поступала информация о скорости и курсе судна. Также производились замеры углов килевой и бортовой качки. Приборы для замера динамических характеристик конструкций обеспечили запись большого количества данных: характеристик продольной и поперечной деформации, деформации переборок, крутящих моментов основного корпуса, концентрации напряжений, а также динамических характеристик конструкций, возникающих при ударах волн.

Испытания корабля не только позволили проверить на практике его ходовые качества. Также на корабле прошла всестороннее тестирование дизельэлектрическая установка и ряд методов по снижению физических полей. В частности, в качестве движителя был применен гребной винт диаметром 2,9 м, изготовленный из композитных материалов. Применение композитов позволило сделать лопасти винта более толстыми, а следовательно, снизить вибрацию и изменить акустическую сигнатуру корабля. Для снижения теплового следа газовыхлопы дизель-генераторов были выведены в пространство между основным корпусом и аутригерами.


Рис.3. Поперечное сечение RV Triton по 22 шпангоуту
Через пару лет после завершения испытаний министерством обороны Великобритании было принято решение о дальнейшей судьбе корабля. Тримаран был передан британской организации Gardline Marine Sciences Ltd, занимающейся исследованием океана, и переоборудован в научно-исследовательское судно. Triton оборудовали датчиками, эхолотом, системой GPS навигации и акустической аппаратурой и после этого судно начали эксплуатировать для проведения гидрографических исследований.

В декабре 2006 года Triton был передан по контракту Австралийской таможенной службе для осуществления патрулирования в северных территориальных водах. Корабль был снова переоборудован для размещения дополнительных 28 сотрудников таможенной службы и оснащен двумя 50 мм пулеметами. На его борту появились лазарет, карантинный пункт и изолятор, а также два семиметровых быстроходных жестконадувных катера. Тримаран приступил к выполнению своих функций в январе 2007 года и по сегодняшний день несет службу у австралийских таможенников (Рис.4).


Рис. 4. Triton в качестве таможенного судна

Рис. 5. Тримаран "Русич" разработки "Зеленодольского ПКБ"
Родоначальником нового типа кораблей для ВМС Великобритании Triton так и не стал, хотя и было проработано несколько вариантов корветов с тримаранным корпусом (Рис. 6,7). А вот ВМС США, изначально вложившие в проект средства и принявшие участие в испытаниях корабля, извлекли соответствующие выводы и использовали их, а также привлекли компанию Austal (головной офис находится в Австралии), ранее создавшую 127-метровый скоростной автомобильно-пассажирский паром-тримаран Benchijigua Express (Рис.8), к созданию своего супер-современного боевого тримарана LCS-2.


Рис. 6. Вариант перспективного корвета ВМС Великобритании с корпусом типа тримаран

Рис. 7. Вариант перспективного корвета ВМС Великобритании с корпусом типа тримаран
LCS-2 Independence кардинально отличается от своего британского коллеги идеологией использования. Если Triton должен был стать прототипом перспективного фрегата, то Independence — это литоральный боевой корабль или корабль завоевания господства в прибрежных водах, предназначенный для быстрой переброски сил и средств в ту точку земного шара, где готовится очередная миротворческая операция. Для этого американский корабль имеет очень высокую скорость хода, а также обширный ангар в кормовой части, необходимый для размещения специального оборудования и вооружения в сменных контейнерах. (Рис. 9,10). ТТХ кораблей тримаранов приведены в таблице 1.


Рис. 8. Скоростной автомобильно-пассажирский паром Benchijigua Express

Рис. 9. LCS-2 USS Independence

Рис. 10. LCS-2 USS Independence
Не отрицая некоторые положительные свойства многокорпусной схемы как таковой, а также возможность ее применение для авианосных кораблей (Рис. 11), скоростных десантных кораблей и паромов (Benchijigua Express, HSV-2 Swift (Рис. 12-14), а также кораблей сил быстрого реагирования, которые должны иметь возможность с максимальной скоростью перейти к району предполагаемых боевых действий (LCS-2 Independense), хотелось бы рассмотреть вопрос о том, насколько рационально использование многокорпусной схемы при строительстве корветов водоизмещением до 2000 тонн. Именно таким является перспективный британский Cerberus и корабли проектов "ЗПКБ".


Рис. 11. Тримаран-авианосец разработки "Северного ПКБ". Фотография из архива музея ОАО "Северное ПКБ"

Рис. 12. HSV-2 USS Swift

Рис. 13. HSV-2 USS Swift

Рис. 14. HSV-2 USS Swift
Определенно, многокорпусная конструкция имеет ряд преимуществ перед традиционной однокорпусной для корабля аналогичного или близкого водоизмещения.

Корпус тримарана позволяет редуцировать сопротивление воды, соответственно повышается скорость полного хода корабля. Сегодня имеет место тенденция повышения скоростей полного хода некоторых типов перспективных боевых кораблей (таких, как американские литоральные боевые корабли), по сравнению со скоростями существующих кораблей. Однако эта скорость для кораблей малого и среднего водоизмещения ограничивается не столько запасом мощности, сколько мореходностью, так что более мореходные корабли также будут иметь преимущество и по достижимым скоростям.

Все многокорпусные суда и корабли в той или иной мере отличаются повышенной мореходностью. Например, катамаран имеет меньшую бортовую качку при практически одинаковой с однокорпусным кораблем килевой качке. Более высокая остойчивость корабля как платформы-носителя оружия позволяет расширить возможности с применением дополнительного оборудования и вооружения.

Все многокорпусные архитектурно-конструктивные схемы отличаются повышенной площадью палуб на тонну водоизмещения. Поэтому именно многокорпусные схемы являются наиболее удобными с точки зрения обеспечения заданной площади палуб. Особенно это важно для перспективных кораблей. Вместе с тем корветы основное время боевой службы должны проводить в патрулировании акватории на скоростях невысоких, соответственно их форма корпуса должна оптимизироваться под эти условия.

Все отечественные корабли проектируются с учетом возможности их работы в условиях низких температур, а попросту – во льдах. Даже битый лед и шуга будут представлять для многокорпусного корабля серьезную проблему, поскольку будут накапливаться и застревать между корпусами, сводя на нет все преимущества принятой схемы.

Исследования показали, что в идеале аутригеры тримарана должны быть расположены вне области волн, генерируемых центральным корпусом. Это минимизирует волновое взаимодействие основного корпуса и аутригеров, но приводит к весьма значительной (около 35% длины) габаритной ширине. Можно сделать вывод, что подобная схема из-за ее большой ширины подходит именно для малых кораблей водоизмещением до 2000 тонн, то есть для корветов. Однако на малых кораблях наиболее проблематично реализовать возможное благоприятное волновое взаимодействие корпуса и аутригеров.

Условия докования многокорпусного корабля сложнее, чем для однокорпусного. Отсутствие самих доков необходимых габаритов приведет к невозможности обслуживания кораблей.

Тримараны со схемами, принятыми у англичан и в отечественных проработках, отличаются короткими бортовыми аутригерами, длина которых равна примерно 1/2 длине основного корпуса. Это приведет к серьезным проблемам со швартовкой корабля (как кормой, так и бортом), что неприемлемо, поскольку корветы должны обслуживаться экипажами с базовым (средним) уровнем подготовки. Отсюда вытекают и трудности с базированием корабля.

Одна из серьезнейших проблем многокорпусных кораблей и судов – это слеминг, причем в данном случае правильнее говорить не о классическом днищевом слеминге, а об ударах волн, воздействующих на конструкцию, соединяющую аутригеры или бортовые корпуса с основным корпусом. При этом ударные нагрузки могут быть столь высоки, что вся конструкция может получить тяжелые повреждения. Сказывается это и на обитаемости экипажа.

Можно предположить, что для кораблей класса "корвет" многокорпусная схема принесет скорее больше минусов, чем плюсов. Вероятно, подобные выводы вынудили и англичан отказаться от реализации планов по созданию корветов-тримаранов.

Вместе с тем нельзя не учитывать тот факт, что в современных условиях множества альтернативных вариантов ни в коем случае нельзя внедрять какой-либо один новый тип корабля волюнтаристскими методами. Необходимы реальная конкуренция нескольких типов кораблей на стадии эскизного проекта, доведение нескольких альтернативных вариантов до технического проекта. Только при такой организации появится возможность реализации новых технических решений.


Таблица 1. ТТХ некоторых кораблей-тримаранов


Иллюстрации и фото:

paxmanhistory.org.uk
vpk-news.ru
G2mil.com
naval-technology.com
gardlinemarinesciences.com
admc.esrtechnology.com
hildstrom.com
austal.com

Главное за неделю