为什么“高尔夫”号潜艇需要核鱼雷?

胡侃杂史 2025-03-04 08:57:12

制造任何新型舰船(即便是在“前辈”的基础上)总是一个复杂的过程,涉及许多新的重大困难,其中一些(不出意外)与未来导弹发射平台的武器系统有关。正如之前所提到的,考虑到新导弹(即P-13导弹)的质量和尺寸特性比V611型潜艇的导弹更大,为此,新潜艇的设计人员需要开发新的发射装置。负责开发新型导弹发射装置的中央设计局(ЦКБ-34)研究了几种SM-60发射装置的方案。最终确定了一个“…使用链式提升装置,推动式设计,配有电液式升降驱动、电动转盘驱动、机械立柱合拢和气动紧急释放系统”的方案。

1956年,V611型B-67潜艇在发射位置

在提交的技术项目中,ЦКБ-34考虑了两种导弹保持装置的设计方案:一种是与V611型潜艇使用的类似的束带式设计,另一种是新的、简化的设计——在导弹的下部进行支撑。在考虑该项目时,采用了B-67型潜艇上成功使用过的发射台导弹固定方式,通过立柱与束带式夹具固定导弹。

改装过的611型潜艇的首个发射装置使用了束带式固定装置,发射台上有三个夹具立柱,间隔120°布置。但事实证明,在潜艇发生晃动时(尤其是转动发射台将导弹处于上方位置时),导弹的所有重量时常会集中在三根支柱中的一根上。

在使用了首批发射装置的经验基础上,并且考虑到新导弹的质量比之前的导弹增加了一倍,ЦКБ-34的专家在设计新装置时采取了更为可靠的设计方案,采用四根夹具(每隔90°布置),这样可以确保在发射台转动时,至少有两根支柱始终保持作用,避免了因潜艇摇摆而影响发射台的稳定性。

资料参考:P-13导弹的最大重量为13745公斤,而P-11FM导弹的起始重量为5500公斤。

在开发新型潜艇项目和发射装置时,尤其重视以下几点:确保导弹在潜艇上的长期储存与发射的可靠性和安全性;确保从使用P-11FM导弹到P-13导弹过渡时,尽量减少拆装工作量;减少潜艇浮出水面进行发射所需的时间。此外,发射装置中还加入了一些新的锁定装置和相应的信号系统,避免在前置操作未完成时进行任何后续操作。

1955年,经过改进的V611型B-67潜艇

新型潜艇的导弹发射井的直径和长度是根据P-13导弹的预期尺寸确定的:内径为2450毫米,长度超过16米。回想一下,P-11FM导弹的长度为10.3米,直径为880毫米。

发射准备条件也发生了变化。例如,P-11FM导弹的燃料加注是在导弹被装载到潜艇上并固定在升至上方位置的发射台之后进行的。在发射前或导弹卸载之前,导弹一直保持已加注燃料状态。为了缩短导弹完全加注燃料的时间,导弹开发人员要求船舶设计师确保在开始准备发射时直接加注燃料,并在潜艇上为燃料存储设置专用的容器和相应的燃料加注系统,使用压缩氮气将燃料从容器(油罐)转移到导弹的燃料箱中。

629型潜艇的纵向剖面图,其中45为D-2导弹系统的发射井,46为发射台的升降和转动机制。

这些要求得到了落实——在发射井的围栏中,放置了三只坚固的圆柱形燃料罐,而在导弹舱的仪表甲板上,安装了压缩氮气罐,氮气罐与固定的控制仪器连接,仪器用于船上发射准备系统的控制。预发射准备工作从使用氮气将燃料从相关油罐推送到导弹燃料箱开始。

629型潜艇的横截面图(见尾部)

新型潜艇的设计架构具有一系列特点,这些特点与船上需要安装导弹武器系统相关。为了降低导弹武器系统的重心并确保潜艇在浮出水面时的正向稳定性,导弹舱的坚固船体首次采用了“八字形”结构——由两个交叉的圆柱体组成,这两个圆柱体位于支撑平台上:上部主要圆柱体的直径为5.8米,下部的直径为4.8米。这一设计导致了所谓的“附加结构”的出现,这个结构延伸至船体长度的三分之一,并且超出了老式“传统”主线(如V611型和V641型)2.55米。长而高且宽的围栏,除了坚固的驾驶舱和伸缩装置外,还覆盖了从坚固船体中突出的导弹井的上部部分。正因如此,这种类型的潜艇具有了独特且易于辨识的外形。

629型潜艇外观图——可以看到“附加结构”和宽大的围栏

为了能够使用系列化的“旗”型雷达升降桅杆和PR-1型设备,这些设备被安装在专用的坚固驾驶舱内。由于希望保留九米长的潜望镜特性,这也导致了必须增加坚固驾驶舱的高度。该驾驶舱被设计为双层结构。上层为潜望镜导航员的操作位置,适用于在潜望镜位置航行时;同时设有航海员使用天文导航潜望镜“Lira”进行星空高度测量的位置。下层则安装了潜望镜的绳索升降装置。

在这份技术设计中,潜艇在柴油机潜航(RDP模式)时的排气管被设计为固定式,与641型潜艇类似。然而,在工作图纸的设计过程中,为了改善柴油机在RDP模式下的工作性能(减少气体排放的反向压力),排气管被设计为可伸缩的。

1960年代,629型潜艇之一,北方舰队——发射装置的盖子被抬起

由于导弹武器的主要参数多次发生变化,这些变化直接影响了潜艇的外观,因此在设计过程中共开发了五个不同的理论船体草图。为了及时进行所有必要的水动力学研究,以确保船只的航速、操控性、航行稳定性、进水性、波浪生成等性能,最后的第五个设计方案是根据预期的最终武器尺寸和重量以及相应的船体布局专门制定的。这一决策使得技术设计能够在规定的时间内完成。为了减少船体摇晃的幅度并增加在波浪中摇摆周期,设计还考虑了安装侧舵(稳定鳍)。

与早期项目的七个舱段的鱼雷潜艇不同,629型潜艇的坚固船体被分为八个舱段——其中新增了12米长的导弹舱。通过取消备用鱼雷并采用从前盖鱼雷发射管(TA)装载鱼雷的方案,前舱的长度得以缩短,这使得相较于641型潜艇,坚固船体的总长度增加了6.7米。

有趣的是,在技术设计资料中,许多偏离最后技术任务书(ТТЗ)的要求得到了合理解释。首先,他们决定放弃——这听起来可能有些奇怪——对抗声呐涂层的要求。原因很简单——安装对抗声呐涂层会显著增加船只的排水量,降低船只的稳定性,并且延长建造时间,且根据中央设计局(ЦКБ-16)的观点,这种涂层在减少潜艇被敌方声呐探测的距离上并没有显著的效果(因为发射井周围的巨大平面区域)。更重要的是,正如一些专家所指出的——实际上,在建造首舰时,对抗声呐涂层还并未问世。此外,安装去磁设备也会导致排水量增加。

1959年,629型B-92潜艇发射P-13导弹(D-2系统)

此外,设计局还对一些武器要求提出了异议。例如,设计局认为不应装备T-5型核鱼雷,因为它们需要特殊的存储和维护条件,并且需要定期将鱼雷从鱼雷发射管中完全移除,这会增加鱼雷舱的长度,从而增加潜艇的排水量。

补充说明:可以理解“军方”希望潜艇装备尽可能多样化的武器系统。然而,许多专家认为,从常理出发,作为一艘核潜艇,其主要任务是无论如何(甚至不惜牺牲自己)对敌方岸上目标实施核导弹打击,装备核鱼雷(用于攻击水面舰船)似乎并不合适。

最终,潜艇的标准排水量在技术设计中定为2794立方米,公开数据中则为2820/3553吨(另有数据称:标准排水量为2458吨,正常排水量为2850吨,带有增强燃料储备时为3092吨,水下排水量为3609吨)。

在使用具有高推进性能的四叶螺旋桨(与641型潜艇上使用的相同)时,根据这些尺寸,计算得出的速度和航程如下:在水面上:最大持续航速为15节(5500海里);经济航速为8节(23,500海里,正常燃料储备,未计算辅助动力和电池充电消耗);在水下状态下,使用一次电池充电时:最大航速为12.5节(持续一小时);经济航速为2节(300海里)。

629型潜艇(1960年代)

供参考:在RDP模式下的最大速度为8节,在增强燃料储备情况下,以7节的速度,潜艇能够行驶16,000海里。

有趣的是,在建造过程中,依据设计局16所(ЦКБ-16)航速部门负责人N.А.阿布拉莫维奇(Н.А.Абрамович)和俄罗斯中央海洋工程研究所(ЦНИИ-45)专家的建议,设计出了五叶片低噪音螺旋桨,显著改善了潜艇的隐蔽性,尽管这导致了航速略有降低。

供参考:根据T. Кохран、U. Аркин、R. Нирис、Дж. Сэндс在《苏联核武器》一书中的数据:“… 长度为100米(VL-94.5米),宽度8.5米,吃水6.4米;排水量(浮出水面/潜水状态)为2300/2800吨;航速(浮出水面/潜水状态)为17/14节。”

如前所述,设计上特别注重减少潜艇在水面上的停留时间。尽管假定执行针对敌方的导弹核打击任务是“非常危险的”(不客气地说),但设计者尽力避免将导弹核潜艇视为“单程票”。在审查技术项目时,提出了缩短导弹发射后潜艇快速潜水时间的要求。为此,在工作图纸的设计中,第三个舱室(中央指挥室,ЦП)被延长了半米,并在其下方形成了一个快速潜水舱(ЦБП),该舱在后续的潜艇改装中用于新型潜射导弹的发射,并作为启动导弹时潜艇深度保持装置。

舱室和设备布局:

供参考:根据公开数据:最大长度为98.9米,不可渗透舰体长度为86.7米,坚固舰体长度为77.3米,指挥塔顶至中线的高度为18.8米,坚固舰体最大宽度为5.8米,最大宽度为8.2米,稳定器间的宽度为10米,正常排水量时的平均吃水为5.47米,第4舱附近的最大吃水为8.1米,正常排水量时的浮力储备为26.4%,从巡航状态到潜水状态的潜水时间为65秒(当快速潜水舱已充满水时)。

潜艇的横截空间被分为10个主要压载舱(ЦГБ)。前部区域包含了压载舱№1、2、3和4,中部区域包含压载舱№5和6,后部区域包含№7、8、9和10。压载舱№1、2、5、6、7、8是排水舱;№2、7和8还配备了增强燃料储备所需的管道。正常燃料储备的接收通过六个坚固舰体内的压载舱和八个位于船体中部区域的压载舱完成。消耗的燃料通过海水补充到相应的压载舱,剩余的质量通过调整舱№2进行补充。

机动压载舱包括两个坚固的调节压载舱和三个坚固的导弹重量替代压载舱(都位于横截空间中)。特别重要的是一个容量为64立方米的坚固应急替代压载舱(ЦАЗ),该舱始终处于充水状态。由于导弹只能在潜艇浮出水面时发射,因此在正常操作中,发射舱始终需要保持干燥状态。

B-96 潜艇

如果潜艇在潜水状态下其中一处导弹发射井发生紧急减压,或者需要在导弹发射井盖未完全关闭的情况下迅速下潜,潜艇会因水进入发射井而获得较大的负浮力。为补偿这种负浮力,水从中央空气供应系统(ЦАЗ)中排出,排出的水量相当于空导弹发射井的体积。通过高压空气,水在65秒内通过大直径管道被输送到任何一个受影响的导弹发射井。为了减少操作时的倾斜,ЦАЗ被安置在中部的弹道导弹发射井的轴线位置。该油箱还配备了管道,可以将额外的燃料输送到其中,以增加潜艇在柴油发动机下的航程。在这种情况下,ЦАЗ中的燃料首先被消耗。

太平洋潜艇项目 629型

在潜艇项目629型的B-446号潜艇上,安装了RDP设备。

导弹发射井通过铆接固定在特殊的高座“椅子”上,内径为2660毫米。每个“椅子”的底部采用高强度钢材铸造,补偿了坚固外壳的切口。导弹舱的坚固外壳在顶部区域使用比主体外壳更厚的钢板。此外,发射井之间的间隙由厚钢板加固。

可以想象,计算潜艇坚固外壳及其其他组件的复杂性有多高!这些计算和结构设计的正确性通过在ЦНИИ-45实验室的多次实验以及在深海潜艇下潜时的实际压力测量得到了验证,并通过超过30年的服务经验得到了确认,超过20艘项目629型潜艇参与了这一验证。

为了实验性地验证在深水炸弹爆炸时导弹的安全性,1959年,按照ЦКБ-16的图纸,在SMP上制作了629号潜艇的实物导弹舱。由БТЩ“鲍里斯·萨福诺夫”号项目254改装为试验保障船。经过ЦНИИ等组织的专家们进行的爆炸耐久性测试,证实了导弹发射井和坚固外壳的设计计算的正确性,并且导弹在指定距离的深水炸弹爆炸下完全安全。

K-36号潜艇,629型,20世纪70年代

经过紧张的工作,必要的文件和工作图纸在1956年底被交给了潜艇建设的工厂。

如大家所知,这些看似简单的描述背后往往隐藏着无数人的辛勤工作:设计师、工程师以及很多未曾被提及的专业人士。因此,本文最后想提到的是其中几位为国家和海军在20世纪50年代末期,“冷战”时期,提供了新型核潜艇的人员。

如T.科赫兰、W.阿金、R.尼里斯和J.桑兹在他们的书《苏联的核武器》中所提到:“到1960年代,这些导弹(SS-N-4,即P-13)已在高尔夫级潜艇上部署……到1963年,23艘高尔夫I型潜艇和8艘酒店I型潜艇在战备值班,每艘都装备了三枚SS-N-4导弹。”

首先,我们不得不提的是尼古拉·尼基季奇·伊萨宁和他的副总设计师V.V.鲍里索夫,自从设计局成立以来,V.V.鲍里索夫就一直是N.N.伊萨宁的得力助手,负责船只设计过程中所有的协调工作。值得一提的是,V.V.鲍里索夫后来成为629型潜艇、629A型潜艇及其改型项目(如629型的601、605、629P项目)的总设计师。

外部结构示意图:601型潜艇

N.N.伊萨宁的得力助手还包括阿卡季·谢苗诺维奇·斯米尔诺夫,一位知识渊博的工程师,曾在1935至1939年间在意大利学习,参与“塔什干”号领导舰的设计;以及维克托·伊万诺维奇·萨夫罗诺夫,他是伟大卫国战争的参与者,也是第一批战后进入列宁格勒舰艇学院的学员之一。萨夫罗诺夫是一个经验丰富的工程师,能迅速解决船只建造过程中出现的所有问题,并且是V611、AV611和首艘629型潜艇设计和建造过程的积极参与者。

外部结构示意图:605型潜艇

项目的外部布局由资深设计师阿卡季·彼得罗维奇·库特列夫(伟大卫国战争的参与者)负责,整个设计工作由具有非凡才能的自学成才的设计师列夫·谢尔盖耶维奇·科罗廖夫领导。

尼古拉·尼基季奇·伊萨宁纪念碑,位于圣彼得堡胜利公园的英雄大道

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