自设计和建造首艘国产核动力潜艇627项目（其艇体由AK25高强度钢制成）以来，50多年过去了（译者注：本文发表于2006年）。而采用钛合金船体的661、705和705K项目核潜艇也才建造了不到半个世纪。所有这些潜艇都是由СКБ143 和ЦКБ16 设计的，现在已合并为一家企业 - 以伊萨宁院士的名字命名的圣彼得堡孔雀石海洋机械工程局。钢和钛合金由ЦНИИ48（即现在的普罗米修斯中央结构材料研究院）研制。许多书籍和文章都对这些年发生的事件进行了介绍。然而，在俄罗斯潜艇部队成立周年之际，我们想再次回顾一下这些核潜艇在研制过程中出现了哪些问题，以及艇体专家和结构材料设计师是如何解决这些问题的。
627项目核潜艇和AK 25钢。研制627项目核潜艇的主要指令性文件是1952年9月12日的苏联部长会议法令。佩雷古道夫（V.N. Peregudov）被任命为该潜艇的总设计师。由拉兹列托夫领导的部门负责设计耐压壳体和所有其他船体结构。向核动力的过渡极大地影响了整个船舶的建筑外观和船体结构的主要参数。与柴油动力潜艇相比，耐压艇体的直径大大增加，舱室和全艇的长度也增加了，因此需要解决涡轮机舱的艇体加固（以避免轴线错位）、螺旋桨轴倾斜区域、固体甲板室、固体艇体结构断裂、可拆卸板等问题。实际上，所有的开发都是首次进行的，设计方案也是前所未有的。为最大潜航深度为300 m的核潜艇主船体选择何种材料牌号也同样紧迫。СКБ143专家在初步设计阶段进行的强度计算，结果显示，如果使用当时常用的СХЛ4和MC1钢种，船体的相对重量和排水量将显著增加。因此，有必要制造出一种屈服强度更高（588 MPa）的新钢材。我们的设计局向ЦНИИ48下达了开发新钢材的技术任务。最初的任务是开发钢板（厚度不超过35 mm）和型钢，以及焊接材料和自动、半自动和手动焊接技术。此外，还分配了一项任务，即开发焊接良好的锻件和铸件，用于制造耐压壳体的补焊饱和。俄罗斯科学院院士高列宁是ЦНИИ48负责新型钢材研发的专家小组组长，他回忆说："船体钢材的研发人员面临着以前原则上没有解决过的问题。有必要创造一种材料，将本质上互不相容的品质结合起来：高强度、良好的可焊性、母材及焊接接头的高抗爆性"。 经过研究，最后选择了屈服强度为588 MPa的铬镍钼钢，命名为AK25。为了测试这种钢材作为试验性全尺寸舱段的静态和动态负载的一部分，在伊佐尔斯基和伊里奇马里乌波尔工厂生产了一批试验性钢材。这批钢材的尺寸令人印象深刻——224块大型钢板。在试验舱的生产过程中，研究了金属板材的弯曲和冲压技术、用于耐压壳体中隔框的轧制型材的热弯曲和热处理模式、焊接的结构要素，包括用全焊缝将隔框焊接到艇体上。627号潜艇的设计者对新钢制成的主船体的强度问题也同样重视。与ЦНИИ45（现在的以克雷洛夫院士命名的克雷洛夫中央研究所）一起，确定了一系列研发活动，旨在对使用新型AK25 钢制造的核潜艇艇体的强度进行全面的理论和实验研究，使其免受静水压力和深水炸弹爆炸产生的动载荷的影响。为了测试这种钢材的性能，以及在水下深度增加时计算船体结构强度和稳定性的现有方法的适用性，设计、制造了接近全尺寸的试验舱，并进行了静态和动态载荷测试。为了测试舱室的静载荷，设计并建造了一个室式坞，工作压力高达7 MPa（以前的舱室工作压力仅为4 MPa）。研发工作解决了以下问题，特别是：AK25钢板和型钢、作为船体结构一部分的焊接接头（使用EA 395/9 焊条和EI395 焊丝）以及高强度铸件和锻件（AK25PK 和 AL9）在静态和动态载荷下的适用性得到了证实；在入口舱区域对耐压壳体进行加固设计，使船体具有同等的动态强度；揭示了对新钢制成的隔框进行全面热处理（淬火和高回火）以提高其抗爆性的必要性；规定了当时壳体强度和稳定性有效的计算方法；对最大角度达 15°的断裂区域的主壳体强度进行了研究；研究了根据弹-塑性变形设计的内部坚固槽罐的适用性；开发了动态载荷下冲击和船体强度的计算方法；对螺旋桨运行时船体结构的振动进行了研究。所有这些都确保了627项目核潜艇的设计、在 402 号工厂（现在的北方机械厂）的建造以及随后的成功运行。1959 年，СКБ143的工作人员因创造了第一艘国产核潜艇而被授予列宁勋章。这艘核潜艇后来被命名为 “列宁共青团号”，以及系列有着辉煌历史的627A号核潜艇。他们进行了数十次自主航行，包括前往北极、穿越北极和环球航行。
在该项目潜艇的艇体和其他耐压结构中采用AK25牌号钢材，标志着第一代潜艇艇体开始广泛使用这种钢材。可以说，AK25 钢是同类产品中的佼佼者，其改良产品АБ型钢现已广泛应用于各种船舶结构。为了使第二代和第三代潜艇达到更大的潜航深度，ЦНИИ48开发出了具有更高强度特性的新型艇体钢材。在引进钢材的同时，还进行了大量的研发工作。为了测试 AK29 钢及其焊接接头在动态载荷下的性能，设计局设计了一个全尺寸的试验舱 4ДМ。根据其建造和试验结果，设计局、ЦНИИ45, ЦНИИ48和客户的专家们提出了一系列建议，以提高第二代及以后各代核潜艇艇体的抗爆性能。在627项目核潜艇上采用焊接可拆卸板。在627 项目核潜艇的设计和建造过程中开展了一些鲜为人知的研发工作，其中包括在该艇耐压壳体上采用焊接活动板代替铆接板。在上世纪 50 年代中期之前设计的所有潜艇上，用于装卸机构的可拆卸板与坚固艇身的连接仍然是铆接的，尽管艇身是完全焊接的。627 号核潜艇也采用了铆钉连接。由于核潜艇耐压壳体的下潜深度和直径比以前的潜艇要大得多，为了确保可拆卸板连接处的强度相等，必须使用三排铆钉，而凹槽连接处则使用四排（每侧）高强度铬硅钢铆钉。1955 年，402 号工厂正在完成核潜艇艇体的成型，并准备进行水压试验，以检查其强度和防渗性。该厂所有高素质的铆工都参与了活动板的安装工作。艇体试验表明，即使由最熟练的人员进行铆接，也无法确保铆接处的防渗性。尽管采取了各种措施，但仍无法消除漏水现象。究其原因，既有铆接的结构特点，也有铆接的技术特点：AK25 钢制成的船体蒙皮厚度大，难以确保无差别地装配接头，壳体钢材和铬硅铆钉的弹性滑动极限低。由此得出的结论是，有必要改用低合金焊材焊接可拆卸板材。不过，当时还不清楚这些接头在船舶运行过程中的适用性，因为可拆卸板要反复用气割打开，然后重新焊接。因此决定紧急开展研发工作。经过多次修改，最终选择了一种非标准设计的试验箱，其横截面形状类似于月亮的镰刀，两端由刚性粘合剂 “拉动”。舱室的上表皮装有焊接的可拆卸板，而下表皮则是铆接的。舱室两端由径向设置的平隔板封闭。1956 年 2 月，试验室的施工图纸完成并移交给工厂，3 月，强度计算完成。与此同时，ЦНИИ48还开发了使用低合金电极切割和焊接可拆卸板材的技术。然而，627 型核潜艇的建造进度要求更早地就可拆卸板做出决定。为此，1956 年 6 月初在工厂召开了一次会议，参加会议的有项目副总设计师B.K.拉兹列托夫和ЦНИИ48的代表 - 总工程师 G.I.卡贝林、部门负责人 V.V. 阿尔登托夫和首席工程师 R.A. 科兹洛夫。这次会议决定在 627 和 627A 型核潜艇上将铆接可拆卸板改为焊接板。同年 10 月，舱室开始生产。焊接可拆卸板的首次测试取得了成功。随后又进行了九次液压测试。在每次测试之前，都要将可拆卸板切掉，然后再焊接进去。实验工作证实了之前决定的正确性。这大大简化了可拆卸板材的安装技术，最重要的是确保了可靠的紧固连接。后来，所有新型潜艇耐压壳体上的可拆卸板都只采用焊接方式。
