Инновационные решения в военно-морских силах мирового масштаба. Первая часть
В последнее время в мире хорошо заметно развитие кораблестроения, как военного, так и гражданского. Развитие кораблестроения тесно связано с применением новейших технологий и инновационных решений. Одни удешевляют производство, другие улучшают различные характеристики кораблей.
Основные направления внедрения инноваций и технологий в корабельных решениях, рассмотренные в первой части:
- конструкция и архитектура;
- вооружение и его многофункциональность;
- движители и энергетические установки;
- защитные решения.
Конструкция и архитектура
Основная инновация в данной области – форма корпусов надводных и подводных кораблей.
Для подводных кораблей – создание затопляемого отсека вооружений. Наблюдать развитие данной инновации можно на подводном корабле Соединенных штатов SSN-23, который поступил на вооружение ВМС в 2005 году.
Для надводных кораблей – создание архитектуры корпуса и надстроек по технологии «Стелс» за счет уменьшения поверхности рассеивания и повышения мореходности, что вывело корпусную составляющую на очередной качественный уровень.
Для кораблей постройки прошлого века при модернизации использование технологий «Стелс» в корпусах, надстройках, элементах вооружения в каждом из этих сегментов дало уменьшение ЭПР в среднем в несколько раз. Сейчас основное направление в этой области - это изменение, т. е. замена диаграмм вторичного рассеивания, с формы «эллипс» на форму «крест», что привело к прямоугольным формам надстроек и корпусов кораблей. Сегодняшние требования архитектурной защиты к проектированию кораблей – низкий силуэт корпуса, прямоугольность форм надстроек, устранение двух-трех гранных соединений углов, использование технологий «завал надстройки» и «развал борта», массовое использование радиопрозрачных материалов и радиопоглощающих покрытий. Кроме этого, оружие размещается в вертикальных ПУ, используются фазированные антенные решетки и установка антенн внутри мачтовых построек, использование вооружения с малоотражающими формами, ликвидация всех выступающих элементов с бортов и надстроек.
Мореходность также вносит свою существенную, но скромную роль в архитектуру корпуса. При модернизации кораблей постройки прошлого столетия мореходность достигалась в основном увеличением бортовой высоты корабля, и уменьшения соотношения длины к ширине. Мореходность повышается, но теряется скорость корабля. Поэтому для решения этих проблем принимается другое решение. Используют форму корпуса – «прорезающий волну». Соотношение длины к ширине при этом должно быть более 9 единиц. Еще одно кардинальное решение – газовыхлопную трубу с традиционного места уводят в корму корабля. Плюсов у данного решения все же больше чем минусов, так что подробно останавливаться не будем. Много попыток происходит в целях внедрить в кораблестроение многокорпусную архитектуру. Особенно рьяно такие попытки предпринимались в 80-х и 90-х годах. Испытания показали, что большого преимущества в многокорпусном исполнении кораблей нет. Скорость хода подобных кораблей в 45 узлов и боковая остойчивость не смогли перевесить недостатки – небольшая живучесть, ведь любое попадание в корпус приведет к потерям скорости и большим кренам. Но как многокорпусная архитектура патрульного корабля, она имеет право на жизнь.
Вооружение и его многофункциональность
Впервые инновационные решения в сфере вооружения кораблей отчетливо стали заметны в 80-х годах.
МФКС - многофункциональные комплексные системы и решения для управления кораблем и его вооружением, становятся основой систем вооружения. Основа МФКС – интеграция АСБУ, БИУС, СУО, средств обнаружения и информационного обмена. Пример - CCS Mk.1. для ПЛАРБ типа «Ohio».
На подводных кораблях стали создавать шлюз-камеры, через которые могут действовать отряды спецопераций. Численность отрядов порядка десяти человек, которые размещаются в спецпомещении. Помещение расположено в месте, где хранится торпедный боезапас или в отсеке для пуска торпед. На палубу подводных кораблей могут приниматься спасательные подводные аппараты, различные контейнеры и сверхмалые подлодки. Приведено на примере многоцелевой ПЛА «Virginia» SSN-774.
Появляется новое поколение оружия – интеллектуальные автономные системы и комплексы.
Оно реализовано в следующем вооружении:
- баллистические ракеты, например отечественная БРПЛ «Булава»;
- самонаводящиеся торпеды, типа отечественной УГСТ;
- крылатые ракеты морского базирования;
- противокорабельные ракеты с активной РЛГСН;
- зенитные управляемые ракеты с ИКГСН и активной РЛГСН;
Ожидается на вооружение и артиллерийские управляемые снаряды дальностью действия до 185 километров и оборудованных приемниками ГСНС GPS. Реализация вертикальных ПУ, например «Кинжал» и «Форт» и вертикальных универсальных ПУ в Соединенных Штатах типа УВПУ Mk.41, дали толчок для компактного размещения вооружения на кораблях и обеспечили хорошую скорострельность. В данное время практически все боевые корабли строятся с использованием различных модификаций УВПУ.
Следующая новая технология – использование беспилотных аппаратов для ведения надводной и подводной разведки, уничтожения мин и других объектов. Летательные, надводные и подводные БПА могут быть одноразового и многоразового использования в зависимости от решаемых задач.
Оружие будущего
Рассмотрим инновационные решения оружия, основанные на использовании новых физических принципов:
- комплексы пучкового оружия, разработки ведутся, но проблемы связаны с большой энергоемкостью оружия;
- метательное оружие – электродинамический ускоритель массы. Более известны другие названия -рельсовая пушка или кинетическое оружие. Оружие также энергоемко, но работы успешно проводятся в Соединенных Штатах. Один из успешных проектов в данной области - электромагнитная катапульта для авианосцев. Ожидается установка таких катапульт на авианосец CVN-78 «Gerald R Ford».
Движители и энергетические установки
Инновации для подводных лодок с ядерными реакторами - естественная циркуляция теплоносителя на низкошумном ходе, и увеличение ресурса ядерного реактора до ресурса подводной лодки.
Неатомные подлодки обеспечивались технологией воздухонезависимых энергетических установок, что увеличило запас хода в пять раз. Перспективное развитие ВНЭУ - внедрение силикатных реакторов. Россия проводит эксперименты опытной установки. По мощности силикатный реактор будет меньше ядерного реактора в два раза, и не потребует биологической защиты. Остальные подлодки в основном используют малошумный гребной винт с фиксированным шагом. Инновационное решение – использование движителя насосного типа, что позволяет улучшить акустическую малошумность подлодки. У надводных кораблей также принимаются инновационные решения в сфере ГЭУ. По малым кораблям изменения носят незначительный характер. На крупных боевых кораблях инновационное решение – создание единой электрической ЭУ. Это позволило перейти на использование полного электродвижения. Любой источник может быть использован как на движение, так и на другие потребители энергии. Использование ЕЭЭУ позволит сократить на 40 процентов расход топлива, по сравнению с обычными ГЭУ, что увеличит дальность хода корабля. Кстати именно переход на ЕЭЭУ даст возможность установки оружия на новом физическом принципе. Появление мощных - до 50 МВт, и малогабаритных ЕЭЭУ ожидается в районе 2015 года. Пример использования электродвижителей – британский эсминец проекта 45.
Следующее инновационное решение – применение винторулевых колонок с размещенными в них электродвигателями. Пример применения – французский УДК «Мистраль». Еще одно решение - оборудование больших боевых кораблей водометными двигателями. Пример использования – немецкий MEKO A-200SAN.
Защитные решения
На сегодня технологий защиты подводных и надводных кораблей очень мало. Специальной конструкционной защиты как понятия практически отсутствует. Для подлодок решения защиты рассматриваются как мероприятия по увеличению скрытности. Для надводных кораблей решения защиты рассматриваются как мероприятия конструкционной защиты как от обычного оружия, так и от оружия массового поражения. Новых технологий для надводных кораблей в этой области практически нет, были некоторые попытки применить технологии, которые раньше уже пытались применить. Защита от ОМП, как инновационная технология применена разве что на одном корабле – эсминце Zumwalt DDG-1000. Защита выполнена в виде вентиляции закрытого типа, что исключает поражение личного состава веществами отравляющего действия.
Основные направления внедрения инноваций и технологий в корабельных решениях, рассмотренные в первой части:
- конструкция и архитектура;
- вооружение и его многофункциональность;
- движители и энергетические установки;
- защитные решения.
Конструкция и архитектура
Основная инновация в данной области – форма корпусов надводных и подводных кораблей.
Для подводных кораблей – создание затопляемого отсека вооружений. Наблюдать развитие данной инновации можно на подводном корабле Соединенных штатов SSN-23, который поступил на вооружение ВМС в 2005 году.
Для надводных кораблей – создание архитектуры корпуса и надстроек по технологии «Стелс» за счет уменьшения поверхности рассеивания и повышения мореходности, что вывело корпусную составляющую на очередной качественный уровень.
Для кораблей постройки прошлого века при модернизации использование технологий «Стелс» в корпусах, надстройках, элементах вооружения в каждом из этих сегментов дало уменьшение ЭПР в среднем в несколько раз. Сейчас основное направление в этой области - это изменение, т. е. замена диаграмм вторичного рассеивания, с формы «эллипс» на форму «крест», что привело к прямоугольным формам надстроек и корпусов кораблей. Сегодняшние требования архитектурной защиты к проектированию кораблей – низкий силуэт корпуса, прямоугольность форм надстроек, устранение двух-трех гранных соединений углов, использование технологий «завал надстройки» и «развал борта», массовое использование радиопрозрачных материалов и радиопоглощающих покрытий. Кроме этого, оружие размещается в вертикальных ПУ, используются фазированные антенные решетки и установка антенн внутри мачтовых построек, использование вооружения с малоотражающими формами, ликвидация всех выступающих элементов с бортов и надстроек.
Мореходность также вносит свою существенную, но скромную роль в архитектуру корпуса. При модернизации кораблей постройки прошлого столетия мореходность достигалась в основном увеличением бортовой высоты корабля, и уменьшения соотношения длины к ширине. Мореходность повышается, но теряется скорость корабля. Поэтому для решения этих проблем принимается другое решение. Используют форму корпуса – «прорезающий волну». Соотношение длины к ширине при этом должно быть более 9 единиц. Еще одно кардинальное решение – газовыхлопную трубу с традиционного места уводят в корму корабля. Плюсов у данного решения все же больше чем минусов, так что подробно останавливаться не будем. Много попыток происходит в целях внедрить в кораблестроение многокорпусную архитектуру. Особенно рьяно такие попытки предпринимались в 80-х и 90-х годах. Испытания показали, что большого преимущества в многокорпусном исполнении кораблей нет. Скорость хода подобных кораблей в 45 узлов и боковая остойчивость не смогли перевесить недостатки – небольшая живучесть, ведь любое попадание в корпус приведет к потерям скорости и большим кренам. Но как многокорпусная архитектура патрульного корабля, она имеет право на жизнь.
Вооружение и его многофункциональность
Впервые инновационные решения в сфере вооружения кораблей отчетливо стали заметны в 80-х годах.
МФКС - многофункциональные комплексные системы и решения для управления кораблем и его вооружением, становятся основой систем вооружения. Основа МФКС – интеграция АСБУ, БИУС, СУО, средств обнаружения и информационного обмена. Пример - CCS Mk.1. для ПЛАРБ типа «Ohio».
На подводных кораблях стали создавать шлюз-камеры, через которые могут действовать отряды спецопераций. Численность отрядов порядка десяти человек, которые размещаются в спецпомещении. Помещение расположено в месте, где хранится торпедный боезапас или в отсеке для пуска торпед. На палубу подводных кораблей могут приниматься спасательные подводные аппараты, различные контейнеры и сверхмалые подлодки. Приведено на примере многоцелевой ПЛА «Virginia» SSN-774.
Появляется новое поколение оружия – интеллектуальные автономные системы и комплексы.
Оно реализовано в следующем вооружении:
- баллистические ракеты, например отечественная БРПЛ «Булава»;
- самонаводящиеся торпеды, типа отечественной УГСТ;
- крылатые ракеты морского базирования;
- противокорабельные ракеты с активной РЛГСН;
- зенитные управляемые ракеты с ИКГСН и активной РЛГСН;
Ожидается на вооружение и артиллерийские управляемые снаряды дальностью действия до 185 километров и оборудованных приемниками ГСНС GPS. Реализация вертикальных ПУ, например «Кинжал» и «Форт» и вертикальных универсальных ПУ в Соединенных Штатах типа УВПУ Mk.41, дали толчок для компактного размещения вооружения на кораблях и обеспечили хорошую скорострельность. В данное время практически все боевые корабли строятся с использованием различных модификаций УВПУ.
Следующая новая технология – использование беспилотных аппаратов для ведения надводной и подводной разведки, уничтожения мин и других объектов. Летательные, надводные и подводные БПА могут быть одноразового и многоразового использования в зависимости от решаемых задач.
Оружие будущего
Рассмотрим инновационные решения оружия, основанные на использовании новых физических принципов:
- комплексы пучкового оружия, разработки ведутся, но проблемы связаны с большой энергоемкостью оружия;
- метательное оружие – электродинамический ускоритель массы. Более известны другие названия -рельсовая пушка или кинетическое оружие. Оружие также энергоемко, но работы успешно проводятся в Соединенных Штатах. Один из успешных проектов в данной области - электромагнитная катапульта для авианосцев. Ожидается установка таких катапульт на авианосец CVN-78 «Gerald R Ford».
Движители и энергетические установки
Инновации для подводных лодок с ядерными реакторами - естественная циркуляция теплоносителя на низкошумном ходе, и увеличение ресурса ядерного реактора до ресурса подводной лодки.
Неатомные подлодки обеспечивались технологией воздухонезависимых энергетических установок, что увеличило запас хода в пять раз. Перспективное развитие ВНЭУ - внедрение силикатных реакторов. Россия проводит эксперименты опытной установки. По мощности силикатный реактор будет меньше ядерного реактора в два раза, и не потребует биологической защиты. Остальные подлодки в основном используют малошумный гребной винт с фиксированным шагом. Инновационное решение – использование движителя насосного типа, что позволяет улучшить акустическую малошумность подлодки. У надводных кораблей также принимаются инновационные решения в сфере ГЭУ. По малым кораблям изменения носят незначительный характер. На крупных боевых кораблях инновационное решение – создание единой электрической ЭУ. Это позволило перейти на использование полного электродвижения. Любой источник может быть использован как на движение, так и на другие потребители энергии. Использование ЕЭЭУ позволит сократить на 40 процентов расход топлива, по сравнению с обычными ГЭУ, что увеличит дальность хода корабля. Кстати именно переход на ЕЭЭУ даст возможность установки оружия на новом физическом принципе. Появление мощных - до 50 МВт, и малогабаритных ЕЭЭУ ожидается в районе 2015 года. Пример использования электродвижителей – британский эсминец проекта 45.
Следующее инновационное решение – применение винторулевых колонок с размещенными в них электродвигателями. Пример применения – французский УДК «Мистраль». Еще одно решение - оборудование больших боевых кораблей водометными двигателями. Пример использования – немецкий MEKO A-200SAN.
Защитные решения
На сегодня технологий защиты подводных и надводных кораблей очень мало. Специальной конструкционной защиты как понятия практически отсутствует. Для подлодок решения защиты рассматриваются как мероприятия по увеличению скрытности. Для надводных кораблей решения защиты рассматриваются как мероприятия конструкционной защиты как от обычного оружия, так и от оружия массового поражения. Новых технологий для надводных кораблей в этой области практически нет, были некоторые попытки применить технологии, которые раньше уже пытались применить. Защита от ОМП, как инновационная технология применена разве что на одном корабле – эсминце Zumwalt DDG-1000. Защита выполнена в виде вентиляции закрытого типа, что исключает поражение личного состава веществами отравляющего действия.
Информация