«Совершенно секретно: вода плюс кислород…» Часть I. Акулы адмирала Деница

Данное исследование автору хотелось бы посвятить одному известному веществу. Веществу, подарившему миру Мэрилин Монро и белые нитки, антисептики и пенообразователи, эпоксидный клей и реагент на определение крови и даже применяемому аквариумистами для освежения воды и чистки аквариума. Речь идет о перекиси водорода, точнее, об одном аспекте ее применения — о ее военной карьере.

Но перед тем, как приступить к основной части, автор хотел бы прояснить два момента. Первое — название статьи. Вариантов было немало, но в конце концов было решено воспользоваться названием одной из публикаций, написанных инженер-капитаном второго ранга Л.С. Шапиро, как наиболее четко отвечающим не только содержанию, но и обстоятельствам, сопровождавшим внедрение перекиси водорода в военную практику.

Второе — почему автора заинтересовало именно это вещество? А точнее — чем именно оно его заинтересовало? Как ни странно, своей совершенно парадоксальной судьбой на военном поприще. Все дело в том, что перекись водорода обладает целым набором качеств, которые, казалось бы, прочили ему блестящую военную карьеру. И с другой стороны, все эти качества оказались совершенно неприменимыми для использования ее в роли военного припаса. Ну, не то чтобы назвать его абсолютно непригодным — наоборот, она использовалась, и достаточно широко. Но с другой стороны, ничего экстраординарного из этих попыток не получилось: перекись водорода не может похвастаться таким внушительным послужным списком, как нитраты или углеводороды. Виной всему оказалась… Впрочем, не будем спешить. Давайте просто рассмотрим некоторые наиболее интересные и драматические моменты военной истории перекиси, а выводы каждый из читателей сделает самостоятельно. А поскольку каждая история имеет свое начало, то познакомимся с обстоятельствами рождения героя повествования.


Открытие профессора Тенара…

За окном стоял ясный морозный декабрьский день 1818 года. Группа студентов-химиков Парижской Политехнической школы торопливо заполняла аудиторию. Желающих пропустить лекцию знаменитого профессора школы и знаменитой Сорбонны (Парижского университета) Жана Луи Тенара не было: каждое его занятие было необычным и волнующим путешествием в мир удивительной науки. И вот, распахнув дверь, в аудиторию легкой пружинистой походкой (дань гасконским предкам) вошел профессор.

«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала ДеницаПо привычке кивнув аудитории, он быстро подошел к длинному демонстрационному столу и сказал что-то препаратору старику Лешо. Затем, поднявшись на кафедру, обвел взглядом студентов и негромко начал:

— Когда с передней мачты фрегата матрос кричит «Земля!», и капитан впервые видит в подзорную трубу неизвестный берег, это великий момент в жизни мореплавателя. Но разве не столь же велик момент, когда химик впервые обнаруживает на дне колбы частицы нового, доселе никому не известного вещества?

Тенар сошел с кафедры и подошел к демонстрационному столику, на который Лешо уже успел поставить несложный прибор.

— Химия любит простоту, — продолжал Тенар. — Запомните это, господа. Здесь только два стеклянных сосуда, внешний и внутренний. Между ними снег: новое вещество предпочитает появляться при низкой температуре. Во внутренний сосуд налита разбавленная шестипроцентная серная кислота. Сейчас она почти такая же холодная, как и снег. Что же произойдет, если я брошу в кислоту щепотку окиси бария? Серная кислота и окись бария дадут безобидную воду и белый осадок — сернокислый барий. Это всем известно.
H2SO4 + BaO = BaSO4 + H2O

— Но теперь попрошу внимания! Мы приближаемся к неизвестным берегам, и сейчас с передней мачты раздастся крик «Земля!» Я бросаю в кислоту не окись, а перекись бария — вещество, которое получается при сжигании бария в избытке кислорода.

В аудитории было так тихо, что отчетливо слышалось тяжелое дыхание простуженного Лешо. Тенар, осторожно помешивая стеклянной палочкой кислоту, медленно, по крупинке, сыпал в сосуд перекись бария.

— Осадок, обычный сернокислый барий, мы отфильтруем, — сказал профессор, сливая воду из внутреннего сосуда в колбу.
H2SO4 + BaO2 = BaSO4 + H2O2

— Это вещество похоже на воду, не так ли? Но это странная вода! Я бросаю в нее кусочек обыкновенной ржавчины (Лешо, лучину!), и смотрите, как вспыхивает едва тлеющий огонек. Вода, которая поддерживает горение!

— Это особенная вода. В ней вдвое больше кислорода, чем в обычной. Вода — окись водорода, а эта жидкость — перекись водорода. Но мне нравится другое название — «окисленная вода». И по праву первооткрывателя я предпочитаю это имя.

— Когда мореплаватель открывает неизвестную землю, он уже знает: когда-нибудь на ней вырастут города, будут проложены дороги. Мы, химики, никогда не можем быть уверены в судьбе своих открытий. Что ждет новое вещество через столетие? Быть может, такое же широкое применение, как у серной или соляной кислоты. А может быть, и полное забвение — за ненадобностью...

Аудитория зашумела.

Но Тенар продолжал:

— И все-таки я уверен в великом будущем «окисленной воды», ведь она содержит большое количество «животворного воздуха» — кислорода. И что самое главное, он очень легко выделяется из такой воды. Уже одно это вселяет уверенность в будущем «окисленной воды». Земледелие и ремесла, медицина и мануфактура, и я даже не знаю еще, где найдет применение «окисленная вода»! То, что сегодня еще умещается в колбе, завтра может властно ворваться в каждый дом.

Профессор Тенар медленно сошел с кафедры.

Наивный парижский мечтатель… Убежденный гуманист, Тенар всегда считал, что наука должна приносить человечеству блага, облегчая жизнь и делая ее легче и счастливее. Даже постоянно имея перед глазами примеры прямо противоположного характера, он свято верил в большое и мирное будущее своего открытия. Иногда начинаешь верить в справедливость высказывания «Счастье — в неведении»…

Впрочем, начало карьеры перекиси водорода было вполне мирным. Она исправно трудилась на текстильных фабриках, отбеливая нитки и полотна; в лабораториях, окисляя органические молекулы и помогая получать новые, несуществующие в природе вещества; начала осваивать медицинские палаты, уверенно зарекомендовав себя в качестве местного антисептика.

Но вскоре выяснились и некоторые отрицательные стороны, одним из которых оказалась низкая устойчивость: существовать она могла только в растворах относительно небольшой концентрации. А как водится, раз концентрация не устраивает, ее надо повысить. И вот с этого и началось…

…и находка инженера Вальтера

1934 год в европейской истории оказался отмечен довольно многими событиями. Некоторые из них взбудоражили сотни тысяч людей, другие прошли тихо и незаметно. К первым, безусловно, можно отнести появление в Германии термина «арийская наука». Что касается второго, то это было внезапное исчезновение из открытой печати всех упоминаний о перекиси водорода. Причины этой странной пропажи стали ясны только после сокрушительного поражения «тысячелетнего Рейха».

Все началось с идеи, пришедшей в голову Гельмуту Вальтеру — владельцу небольшой фабрики в Киле по производству точных инструментов, научно-исследовательской аппаратуры и реактивов для немецких институтов. Человеком он был способным, эрудированным и, что немаловажно, предприимчивым. Он заметил, что концентрированная перекись водорода может довольно долго сохраняться в присутствии даже небольших количеств веществ-стабилизаторов, таких, например, как фосфорная кислота или ее соли. Особенно эффективным стабилизатором оказалась мочевая кислота: для стабилизации 30 л высококонцентрированной перекиси было достаточно 1 г мочевой кислоты. Но внесение других веществ, катализаторов разложения, приводит к бурному разложению вещества с выделением большого количества кислорода. Таким образом, обозначилась заманчивая перспектива регулирования процесса разложения с помощью довольно недорогих и простых химических веществ.

Само по себе все это было известно уже давно, но, кроме этого, Вальтер обратил внимание на другую сторону процесса. Реакция разложения перекиси
2 H2O2 = 2 H2O + O2

процесс экзотермический и сопровождается выделением довольно значительного количества энергии — около 197 кДж тепла. Это очень много, настолько много, что хватит довести до кипения в два с половиной раза больше воды, чем образуется при разложении перекиси. Неудивительно, что вся масса мгновенно превращалась в облако перегретого газа. А ведь это готовый парогаз — рабочее тело турбин. Если эту перегретую смесь направить на лопатки, то получим двигатель, который сможет работать где угодно, даже там, где хронически не хватает воздуха. Например, в подводной лодке…

Киль был форпостом германского подводного кораблестроения, и идея подводного двигателя на перекиси водорода захватила Вальтера. Она привлекала своей новизной, и к тому же инженер Вальтер был далеко не бессребреником. Он отлично понимал, что в условиях фашистской диктатуры кратчайший путь к благоденствию — работа на военные ведомства.

Уже в 1933 году Вальтер самостоятельно предпринял исследование энергетических возможностей растворов Н2O2. Он составил график зависимости основных теплофизических характеристик от концентрации раствора. И вот что выяснил.

Растворы, содержащие 40-65% Н2O2, разлагаясь, заметно нагреваются, но недостаточно для образования газа высокого давления. При разложении более концентрированных растворов тепла выделяется намного больше: вся вода испаряется без остатка, а остаточная энергия полностью тратится на нагрев парогаза. И что еще очень важно; каждой концентрации соответствовало строго определенное количество выделяющегося тепла. И строго определенное количество кислорода. И, наконец, третье — даже стабилизированная перекись водорода практически мгновенно разлагается под действием перманганатов калия KMnO4 или кальция Ca(MnO4)2.

Вальтер сумел увидеть абсолютно новую область применения вещества, известного больше ста лет. И изучил это вещество с точки зрения намеченного применения. Когда свои соображения он довел до высших военных кругов, поступило немедленное распоряжение: засекретить все, что так или иначе связано с перекисью водорода. Отныне в технической документации и переписке фигурировали "аурол", "оксилин", "топливо Т", но не общеизвестная перекись водорода.
«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала Деница

Принципиальная схема парогазовой турбинной установки, работающей по «холодному» циклу: 1 — гребной винт; 2 — редуктор; 3 — турбина; 4 — сепаратор; 5 — камера разложения; 6 — регулирующий клапан; 7— электронасос раствора перекиси; 8 — эластичные емкости раствора перекиси; 9 — невозвратный клапан удаления за борт продуктов разложения перекиси.


В 1936 году Вальтер представил руководству подводного флота первую установку, которая работала на указанном принципе, который, не смотря на довольно высокую температуру, получил название «холодного». Компактная и легкая турбина развила на стенде мощность 4000 л.с., полностью оправдав ожидания конструктора.

Продукты реакции разложения высококонцентрированного раствора перекиси водорода подавались в турбину, вращавшую через понижающий редуктор гребной винт, а затем отводились за борт.

Несмотря на очевидную простоту такого решения, возникли попутные проблемы (а куда же без них-то!). Например, обнаружилось, что пыль, ржавчина, щелочи и другие примеси тоже являются катализаторами и резко (и что гораздо хуже — непредсказуемо) ускоряют разложение перекиси, чем создают опасность взрыва. Поэтому для хранения раствора перекиси применили эластичные емкости из синтетического материала. Такие емкости планировалось размещать вне прочного корпуса, что позволяло рационально использовать свободные объемы межкорпусного пространства и, кроме того, создавать подпор раствора перекиси перед насосом установки за счет давления забортной воды.

Но другая проблема оказалась значительно сложнее. Кислород, содержавшийся в отработанном газе, довольно плохо растворяется в воде, и предательски выдавал местоположение лодки, оставляя на поверхности след из пузырьков. И это при том, что «бесполезный» газ является жизненно необходимым веществом для корабля, призванного находиться на глубине как можно большее время.

Идея использования кислорода, как источника окисления топлива, была настолько очевидна, что Вальтер занялся параллельным проектированием двигателя, работавшего по «горячему циклу». В этом варианте в камеру разложения подавалось органическое топливо, которое сгорало в ранее неиспользовавшемся кислороде. Мощность установки резко возрастала и, кроме того, уменьшалась следность, так как продукт горения — углекислый газ — значительно лучше кислорода растворяется в воде.

Вальтер отдавал себе отчет в недостатках «холодного» процесса, но мирился с ними, так как понимал, что в конструктивном отношении такая энергетическая установка будет несоизмеримо проще, чем при «горячем» цикле, а значит, можно гораздо быстрее построить лодку и продемонстрировать ее достоинства.

В 1937 году Вальтер доложил результаты своих опытов руководству германских ВМС и заверил всех в возможности создания подводных лодок с парогазовыми турбинными установками с невиданной доселе скоростью подводного хода более 20 узлов. В результате совещания было принято решение о создании опытной подлодки. В процессе ее проектирования решались вопросы, связанные не только с применением необычной энергетической установки.

Так, проектная скорость подводного хода делала неприемлемыми ранее применявшиеся обводы корпуса. Здесь морякам помогли авиастроители: несколько моделей корпуса испытали в аэродинамической трубе. Кроме того, для улучшения управляемости применили сдвоенные рули по образцу рулей самолета «Юнкерс-52».

В 1938 году в Киле заложили первую в мире опытную подводную лодку с энергетической установкой на перекиси водорода водоизмещением 80 т, получившую обозначение V-80. Проведенные в 1940 году испытания буквально ошеломили — относительно простая и легкая турбина мощностью 2000 л.с. позволила подлодке развить под водой скорость 28,1 узла! Правда, расплачиваться за такую невиданную скорость пришлось ничтожной дальностью плавания: запасов перекиси водорода хватало на полтора-два часа.

Для Германии во время Второй мировой войны подводные лодки были оружием стратегическим, так как только с их помощью можно было нанести ощутимый урон экономике Англии. Поэтому уже в 1941 году начинается разработка, а затем постройка подводной лодки V-300 с парогазовой турбиной, работающей по «горячему» циклу.
«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала Деница

Принципиальная схема парогазовой турбинной установки, работающей по «горячему» циклу: 1 — гребной винт; 2 — редуктор; 3 — турбина; 4 — гребной электродвигатель; 5 — сепаратор; 6 — камера горения; 7 — запальное устройство; 8 — клапан растопочного трубопровода; 9 — камера разложения; 10 — клапан включения форсунок; 11 — трехкомпонентный переключатель; 12 — четырехкомпонентный регулятор; 13 — насос раствора перекиси водорода; 14 — топливный насос; 15 — водяной насос; 16 — охладитель конденсата; 17 — конденсатный насос; 18 — конденсатор смешения; 19 — газосборник; 20 — углекислотный компрессор


Лодка V-300 (или U-791 — такое литерно-цифровое обозначение она получила) имела две двигательные установки (точнее, три): газовую турбину Вальтера, дизеля и электромоторы. Такой необычный гибрид появился как результат понимания того, что турбина, по сути, является форсажным двигателем. Высокий расход компонентов топлива делал ее просто неэкономичной для совершения длительных «холостых» переходов или тихого «подкрадывания» к судам противника. Но она была просто незаменима для быстрого ухода с позиции атаки, смены места атаки или других ситуаций, когда «пахло жаренным».

U-791 так и не достроили, а сразу заложили четыре опытно-боевые подводные лодки двух серий — Wa-201 (Wa — Вальтер) и Wk-202 (Wk — Вальтер—Крупп) различных судостроительных фирм. По своим энергетическим установкам они были идентичны, но отличались кормовым оперением и некоторыми элементами обводов рубки и корпуса. С 1943 г. начались их испытания, которые проходили тяжело, но к концу 1944г. все основные технические проблемы были позади. В частности, U-792 (серия Wa-201) прошла испытания на полную дальность плавания, когда, имея запас перекиси водорода 40 т, она почти четыре с половиной часа шла под форсажной турбиной и четыре часа поддерживала скорость 19,5 узла.

Эти цифры настолько поразили руководство Кригсмарине, что не дожидаясь окончания испытаний опытных подлодок, в январе 1943 г. промышленности выдается заказ на постройку сразу 12 кораблей двух серий — XVIIB и XVIIG. При водоизмещении 236/259 т они имели дизель-электрическую установку мощностью 210/77 л.с., позволявшую двигаться со скоростью 9/5 узлов. В случае боевой необходимости включались две ПГТУ общей мощностью 5000 л.с., которые позволяли развить скорость подводного хода в 26 узлов.
«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала Деница

На рисунке условно, схематично, без соблюдения масштабов показано устройство подводной лодки с ПГТУ (из двух таких установок изображена одна). Некоторые обозначения: 5 — камера сгорания; 6 — запальное устройство; 11 — камера разложения перекиси; 16 — трехкомпонентный насос; 17 — топливный насос; 18 — водяной насос (по материалам http://technicamolodezhi.ru/rubriki_tm/korabli_vmf_velikoy_otechestvennoy_voynyi_1972/v_nadejde_na_totalnuyu_voynu)


Вкратце работа ПГТУ выглядит таким образом [10]. С помощью насоса тройного действия осуществлялась подача дизельного топлива, перекиси водорода и чистой воды через 4-позиционный регулятор подачи смеси в камеру сгорания; при работе насоса на 24000 об./мин. подача смеси достигала следующих объемов: топливо — 1,845 куб.м/час, перекись водорода — 9,5 куб.м/час, вода — 15,85 куб.м/час. Дозирование трех указанных компонентов смеси производилось с помощью 4-позиционного регулятора подачи смеси в весовом соотношении 1:9:10, который также регулировал и 4-й компонент — морскую воду, компенсирующую различие веса перекиси водорода и воды в регулирующих камерах. Регулирующие элементы 4-позиционного регулятора приводились в действие электродвигателем мощностью 0,5 л.с. и обеспечивали требуемый расход смеси.

После 4-позиционного регулятора перекись водорода поступала в камеру каталитического разложения через отверстия в крышке этого устройства; на сите которого находился катализатор — керамические кубики или трубчатые гранулы длиной около 1 см, пропитанные раствором перманганата кальция. Парогаз нагревался до температуры 485 градусов по Цельсию; 1 кг элементов катализатора пропускал до 720 кг перекиси водорода в час при давлении 30 атмосфер.

После камеры разложения он поступал в камеру сгорания высокого давления, изготовленную из прочной закаленной стали. Входными каналами служили шесть форсунок, боковые отверстия которых служили для прохода парогаза, а центральное — для топлива. Температура в верхней части камеры достигала 2000 градусов по Цельсию, а в нижней части камеры снижалась до 550-600 градусов за счет впрыскивания в камеру сгорания чистой воды. Полученные газы подавались на турбину, после которой отработанная парогазовая смесь поступала в конденсатор, установленный на корпусе турбины. С помощью системы водяного охлаждения температура смеси на выходе опускалась до 95 градусов по Цельсию, конденсат собирался в резервуаре для конденсата и с помощью насоса для отбора конденсата поступал в холодильники морской воды, использующих для охлаждения проточную морскую воду при движении лодки в подводном положении. В результате прохождения по холодильникам температура полученной воды снижалась с 95 до 35 градусов по Цельсию, и она возвращалась по трубопроводу как чистая вода для камеры сгорания. Остатки парогазовой смеси в виде углекислого газа и пара под давлением 6 атмосфер отбирались из резервуара для конденсата газовым сепаратором и удалялись за борт. Углекислый газ относительно быстро растворялся в морской воде, не оставляя заметного следа на поверхности воды.

Как видно, даже в таком популярном изложении ПГТУ не выглядит простым устройством, что требовало привлечения для ее строительства высококвалифицированных инженеров и рабочих. Строительство подводных лодок с ПГТУ велось в обстановке абсолютной секретности. На корабли допускали строго ограниченный круг лиц по спискам, согласованным в высших инстанциях вермахта. На контрольно-пропускных пунктах стояли жандармы, переодетые в форму пожарных... Параллельно наращивались производственные мощности. Если в 1939 году Германия производила 6800 тонн перекиси водорода (в пересчете на 80%-ный раствор), то в 1944 — уже 24 000 тонн, и строились дополнительные мощности на 90000 тонн в год.

Еще не имея полноценных боевых подводных лодок с ПГТУ, не имея опыта их боевого использования, гросс-адмирал Дениц вещал:
Придет день, когда я объявлю Черчиллю новую подводную войну. Подводный флот не был сломлен ударами 1943 года. Он стал сильнее, чем прежде. 1944 год будет тяжелым годом, но годом, который принесет большие успехи.

Деницу вторил государственный радиокомментатор Фриче. Он был еще откровеннее, обещая нации «тотальную подводную войну с участием совершенно новых подводных лодок, против которых противник будет беспомощен».

Интересно, вспоминал ли Карл Дениц эти свои громкие обещания в течении тех 10 лет, которые ему пришлось коротать в тюрьме Шпандау по приговору Нюренбергского трибунала?

Финал этих многообещающих субмарин оказался плачевным: за все время было построено только 5 (по другим данным — 11) лодок с ПГТУ Вальтера, из которых только три прошли испытания и были зачислены в боевой состав флота. Не имеющие экипажа, не совершившие ни одного боевого выхода, они были затоплены после капитуляции Германии. Две из них, затопленные на мелководном участке в британской зоне оккупации, позднее были подняты и переправлены: U-1406 в США, а U-1407 в Великобританию. Там специалисты тщательно изучили эти подлодки, а британцы даже провели натурные испытания.

Нацистское наследие в Англии…

Переправленные в Англию лодки Вальтера не пошли на металлолом. Наоборот, горький опыт обеих прошедших мировых войн на море вселил в британцев убежденность в безусловном приоритете противолодочных сил. В числе прочих Адмиралтейством рассматривался вопрос создания специальной противолодочной ПЛ. Предполагалось развертывание их на подходах к базам противника, где они должны были атаковать выходящие в море подлодки врага. Но для этого сами противолодочные подлодки должны были обладать двумя важными качествами: способностью длительное время скрытно находиться под носом у противника и хотя бы кратковременно развивать большие скорости хода для быстрого сближения с противником и внезапной его атаки. И немцы представили им неплохой задел: РПД и газовая турбина. Наибольшее внимание было сосредоточено на ПГТУ , как полностью автономной системе, которая, к тому же, обеспечивала поистине фантастические для того времени подводные скорости.

Немецкая U-1407 была эскортирована в Англию немецким же экипажем, который предупредили о смертной каре в случае каких-либо диверсий. Туда же доставили Гельмута Вальтера. Восстановленная U-1407 была зачислена в состав ВМС под именем «Метеорит». Прослужила она до 1949 г, после чего была выведена из состава флота и в 1950 разобрана на металл.

Позднее, в 1954-55 гг. англичане построили две однотипные опытовые ПЛ «Эксплорер» и «Экскалибур» собственной конструкции. Впрочем, изменения касались только внешнего облика и внутренней компоновки, что же касается ПГТУ, то она осталась практически в первозданном виде.

«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала Деница


Обе лодки так и не стали прародителями чего-то нового в английском флоте. Единственное достижение — полученные на испытаниях «Эксплорера» 25 узлов подводного хода, что дало англичанам повод раструбит на весь мир о своем приоритете на этот мировой рекорд. Цена же этого рекорда тоже была рекордной: постоянные отказы, проблемы, пожары, взрывы приводили к тому, что большую часть времени они проводили в доках и мастерских в ремонте, чем в походах и испытаниях. И это не считая чисто финансовой стороны: один ходовой час «Эксплорера» обходился в 5000 фунтов стерлингов, что по курсу того времени равно 12,5 кг золота. Исключены они были из состава флота в 1962 («Эксплорер») и в 1965 («Экскалибур») годах с убийственной характеристикой одного из британских подводников: «Лучшее, что можно сделать с перекисью водорода — это заинтересовать ею потенциальных противников!»

…и в СССР]
Советскому Союзу, в отличие от союзников, лодки серии XXVI не достались, как не досталась и техническая документация по этим разработкам: «союзнички» остались верными себе, в который раз скрысятничав лакомый кусочек. Но информация, и довольно обширная, об этих неудавшихся новинках Гитлера в СССР имелась. Поскольку русские и советские химики всегда шли в авангарде мировой химической науки, решение об исследовании возможностей столь интересного двигателя на чисто химической основе было принято быстро. Органам разведки удалось найти и собрать группу немецких специалистов, ранее работавших в этой области и выразивших желание продолжить их на бывшего противника. В частности, такое желание высказал один из заместителей Гельмута Вальтера некий Франц Статецки. Статецки и группа «технической разведки» по вывозу из Германии военных технологий под руководством адмирала Л.А. Коршунова, нашли в Германии фирму «Брюнер-Канис-Рейдер», которая была смежником в изготовлении турбинных установок Вальтера.

«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала ДеницаДля копирования немецкой подводной лодки с силовой установкой Вальтера сначала в Германии, а затем в СССР под руководством А.А. Антипина было создано «бюро Антипина», организация, из которой стараниями главного конструктора подводных лодок (капитана I ранга А.А. Антипина) образовались ЛПМБ «Рубин» и СПМБ «Малахит».

Задачей бюро было изучение и воспроизводство достижений немцев по новым подводным лодкам (дизельным, электрическим, парогазотурбинным), но основной задачей было повторение скоростей немецких подводных лодок с циклом Вальтера.

В результате проведённых работ удалось полностью восстановить документацию, изготовить (частично из немецких, частично из вновь изготовленных узлов) и испытать парогазотурбинную установку немецких лодок серии XXVI.

После этого было решено строить советскую подлодку с двигателем Вальтера. Тема разработки подлодок с ПГТУ Вальтера получила название проект 617.

Александр Тыклин, описывая биографию Антипина, писал:
«…Это была первая подводная лодка СССР, перешагнувшая 18-узловую величину подводной скорости: в течение 6 часов её подводная скорость составляла более 20 узлов! Корпус обеспечивал увеличение глубины погружения вдвое, то есть до глубины 200 метров. Но главным достоинством новой подводной лодки была её энергетическая установка, явившаяся удивительным по тем временам новшеством. И не случайно было посещение этой лодки академиками И.В. Курчатовым и А.П. Александровым — готовясь к созданию атомных подводных лодок, они не могли не познакомиться с первой в СССР подводной лодкой, имевшей турбинную установку. Впоследствии, многие конструктивные решения были заимствованы при разработке атомных энергетических установок…»

«Совершенно секретно: вода плюс кислород…»  Часть I. Акулы адмирала Деница

При проектировании С-99 (такой номер получила эта лодка) был учтен и советский, и иностранный опыт создания единых двигателей. Предэскизный проект закончили в конце 1947 года. Лодка имела 6 отсеков, турбина находилась в герметичном и необитаемом 5-м отсеке, пульт управления ПГТУ, дизель-генератор и вспомогательные механизмы смонтировали в 4-м, который имел и специальные окна для наблюдения за турбиной. Горючее составляло 103 т перекиси водорода, дизтоплива — 88,5 т и специального топлива для турбины — 13,9 т. Все компоненты находились в специальных мешках и цистернах вне прочного корпуса. Новинкой в отличие от германских и английских разработок было применение в качестве катализатора не перманганата калия (кальция), а оксида марганца MnO2. Будучи твердым веществом, он легко наносился на решетки и сетки, не терялся в процессе работы, занимал значительно меньше места, чем растворы и не разлагался со временем. В всем остальном ПГТУ была копией вальтеровского двигателя.

С-99 считалась опытовой с самого начала. На ней отрабатывалось решение вопросов, связанных с большой подводной скоростью: форма корпуса, управляемость, устойчивость движения. Данные, накопленные при ее эксплуатации, позволили рационально проектировать атомоходы первого поколения.

В 1956 ‒ 1958 годах были спроектированы большие лодки проект 643 с надводным водоизмещением в 1865 т и уже с двумя ПГТУ, которые должны были обеспечить лодке подводную скорость в 22 узла. Однако в связи с созданием эскизного проекта первых советских подлодок с атомными силовыми установками проект был закрыт. Но исследования ПГТУ лодки С-99 не прекратились, а были переведены в русло рассмотрения возможности применения двигателя Вальтера в разрабатываемой гигантской торпеде Т-15 с атомным зарядом, предложенной Сахаровым для уничтожения военно-морских баз и портов США. Т-15 должна была иметь длину в 24 м, дальность подводного хода до 40-50 миль, и нести термоядерную боеголовку, способную вызывать искусственное цунами для уничтожения прибрежных городов США. К счастью, и от этого проекта тоже отказались.

Опасность перекиси водорода не преминула сказаться и в советском ВМФ. 17 мая 1959 года на ней произошла авария — взрыв в машинном отделении. Лодка чудом не погибла, но ее восстановление посчитали нецелесообразным. Лодку сдали на металлолом.

В дальнейшем ПГТУ не получили распространения в подводном кораблестроении ни в СССР, ни за рубежом. Успехи атомной энергетики позволили более удачно решить проблему мощных подводных двигателей, не требующих кислорода.

Продолжение следует…
Автор: Александр "Алекс" Берещенко


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 16
  1. Fotoceva62 14 апреля 2015 08:05
    Идея с перекисью водорода ни в подводном флоте не в авиации не прижились. Изобретателям не удалось создать безопасную в работе установку, а с появлением знаменитых электролодок пр.21 которые обладали близкими характеристиками и самое главное были относительно безопасны для личного состава нужда в перекиси водорода отпала.Главное,что диз. пл. могла действовать длительно,а турбинная лодка после использования H2O2 превращалась в малоэффективный тихоходный обьект.Также использование ПГУ накладывало ограничение по рабочим глубинам ПЛ.,с ростом глубины резко падала мощность ПГУ. Альтернативы ДПЛ не было.
  2. Dragon-y 14 апреля 2015 08:21
    Перекись - штука опасная: в 1980г в Плесецке взорвалась ракета на старте - как раз из-за перекиси водорода.
    1. avt 14 апреля 2015 09:03
      Цитата: Dragon-y
      в Плесецке взорвалась ракета на старте - как раз из-за перекиси водорода.

      В КБОМе не глядя подмахнули бумажку с завода и фильтры стали паять припоем с содержанием свинца .......... Потом списали на солдата - была такая ,,технология" мокрыми тряпками места утечки кислорода перекрывать . Но во второй раз повезло - на старте в расчете грамотный офицер попался - при заправке перекиси услышал шум характерный и вовремя прекратил операцию . Не знаю о его судьбе , но по хорошему орден Ленина дал бы за работу .
      avt
  3. EGOrkka 14 апреля 2015 08:47
    Раньше и газ с нефтью были опасны-главное в технологиях использования и уровне техники.
  4. Uncle Lee 14 апреля 2015 10:02
    Дж. Джеффри описал лодку на перекиси водорода в книге "Берег скелетов"
  5. Denis_469 14 апреля 2015 11:01
    Как ужас, а не статья... не знаю, на кого она рассчитана вообще..

    Начало использования перекиси водорода на подводных лодках было совсем другим, чем написал тут автор. Ещё в 1933 году Вальтер по приказу главкома ВМФ Германии построил подводную лодку типа "UB-III", в которой перекись водорода использовалась для работы дизелей в подводном положении путём разложения перекиси на кислород и водород и подачи кислорода в дизеля. По результатам испытаний было установлено, что проект турбины более подходит для использования перекиси водорода, чем дизельные двигатели. Кроме того выяснилось, что на больших скоростях подводного хода лодка полностью теряла управление и нужно было переходить к авиационным формам. А из статьи следует, что Вальтер одним прекрасным утром проснулся и сразу сваял "V-80" без каких-либо знаний.

    Описания подводных лодок проектов "Wa" и "WK" также полностью не верны. Все 4 лодки различались между собой как силовой установкой, так и конструкцией. Не было среди них 2 одинаковых подводных лодок.
  6. Denis_469 14 апреля 2015 11:01
    В провале использования турбинных лодок в Германии был виноват как сам Дёниц, так и промышленность Германии, которая была не в состоянии обеспечивать флот, авиацию и ракетные войска перекисью водорода одновременно. В результате строительство 2 подводных лодок XVIII серии было остановлено, а затем прекращено, когда было сочтено, что лодки XXVI серии будут более скоростными, чем лодки XVIII серии. В результате Германия потеряла время на этом решении Дёница в плане приобретения боевого опыта использования больших турбинных подводных лодок. Если бы Дёниц не отказался от строительства XVIII серии, то лодки, теоретически, могли бы быть готовы к осени 1944 года и поучаствовать в войне могли бы. В теории, так как на базе их были созданы лодки XXI серии, которые так и не смогли из-за детских болезней поучаствовать в войне нормально. Плюс к этому Гитлер решил, что перекись водорода больше нужна авиации и ракетным войскам. А флот получал остатки. Их хватало только на малые лодки. В результате строительство лодок XVII-х серий было заморожено и достраивались только 3 лодки находившиеся в наибольшей готовности. По той-же причине не форсировалось и строительство лодок XXVI серии. Из них не успели заложить ни одной. Англичане захватили комплекты секций на первые 4 лодки XXVI серии, но решили их не строить, так как политически Англия не желал, чтобы СССР достраивал лодки VIIC/42, XXI, XXIII серий на захваченных германских заводах для себя. А так английский флот хотел получить новейшие германские подводные лодки, но не судьба была.
    Все 3 лодки XVII серии имели экипажи и не успели поучаствовать в войне по причине прохождения курса боевой подготовки и проблем со снабжением с топливом. Все германские малые турбинные лодки были запланированы к отправке на фронт во второй половине 1945 года во втором подводном наступлении. Первое началось в самом конце апреля 1945 года, когда в море начали высылаться массово лодки, в том числе XXI и XXIII.
    Что касается нашей лодки, то в статье снова недостоверная информация. Потому что стоявшая на ней турбина была германского производства и изготовленная для лодки XXVI серии. В СССР парогазовые турбины производить не могли. И потому после аварии для турбины не было ремкомплекта и её не смогли отремонтировать.

    А в целом парогазовые турбины это будущее подводного флота вообще. Так как строившиеся германские подводные лодки XXII серии с использованием двухконтурных турбин должны были непрерывно находиться в подводном положении 21 сутки. Другое дело, что их также не достроили, так как возникли проблемы с двухконтурными турбинами и 1944 -1945 года не способствовали решению проблем с ними в Германии. Германия проигрывала войну и потому решение проблем с этими турбинами не было приоритетным.

    А вот этим автором "было решено воспользоваться названием одной из публикаций, написанных инженер-капитаном второго ранга Л.С. Шапиро" больше пользоваться нельзя. Я про него первый раз слышу. И судя по тому, что написано в этой статье слышу и последний раз. Так как этот Шапиро не обладает вообще никакими знаниями по теме турбинных пл.
    1. Алекс 14 апреля 2015 14:05
      Denis_469, Вы интересный фрукт. Если бы Вы дали себе труд прочитать мои публикации, то, очевидно, обратили бы внимание на тот простой факт, что я больше описываю ВЕЩЕСТВА (что вполне понятно, я - химик), а не КОНСТРУКЦИИ. Каков инженер Л.С. Шапиро - мне неизвестно, но его статью я прочитал, и с интересом. А вот Ваших - ни одной, и, как мне видится, вряд-ли прочитаю (на одном критиканстве далеко не уедешь).

      Откуда вы взяли, что
      А из статьи следует, что Вальтер одним прекрасным утром проснулся и сразу сваял "V-80" без каких-либо знаний.
      В статье ясно указано, что эксперименты с перекисью Вальтер начал в 1933 году, а лодка V-80 была заложена только в 1938-м. Если лично Вы спите по 5 лет, то не обвиняйте в этом ни Вальтера, ни автора.

      Описания подводных лодок проектов "Wa" и "WK" также полностью не верны.
      Как сказано выше, автор не ставил целью описывать КОНСТРУКЦИЮ данных ПЛ. В конце второй части будут приведены источники информации, из которых взяты все утверждения. Хотите спорить - спорьте с ИХ авторами. Хотите написать статью о ПЛ с парогазовыми установками - комп в помощь (хотя, как я думаю, ума у Вас на это не хватит, во всяком случае до сих пор ни одной статьи Вы написать не сподобились).

      И последнее. Возможно, Вы и считаете себя шибко грамотным, но в обоих ваших комментариях я тоже не встретил ровным счётом ничего, чего бы не знал. Это к тому, что перед тем как заниматься пачкотнёй, самому следует самообразоваться.
      1. Denis_469 14 апреля 2015 19:29
        Цитата: Алекс
        А вот Ваших - ни одной, и, как мне видится, вряд-ли прочитаю (на одном критиканстве далеко не уедешь).

        Это верно - пока я на своём сайте турбинные лодки не описывал. Их там всего несколько штук из тысяч лодок общего количества. В данное время я активно занимаюсь исследованием атак подводных лодок, а не рассказом про их конструкции. Мне казалось, что про турбинные лодки уже расписано всё, вплоть до гвоздей использовавшихся на них. И вот теперь я вижу статью написанную непонятно на каких основания.

        Цитата: Алекс
        В статье ясно указано, что эксперименты с перекисью Вальтер начал в 1933 году, а лодка V-80 была заложена только в 1938-м. Если лично Вы спите по 5 лет, то не обвиняйте в этом ни Вальтера, ни автора.

        Эксперименты - это эксперименты, а не испытания. Экспериментировать можно в колбе в лаборатории. А ЗХИ это не эксперименты. Плюс к этому статья не верна тем, что не содержит информации о первичном использовании перекиси водорода в качестве топлива для работы дизелей.

        Цитата: Алекс
        ак сказано выше, автор не ставил целью описывать КОНСТРУКЦИЮ данных ПЛ. В конце второй части будут приведены источники информации, из которых взяты все утверждения. Хотите спорить - спорьте с ИХ авторами.

        Спорить я не хочу. Я здесь лишь выразил своё мнение о статье и о Шапиро. Если кто желает считать, что всё дело обстояло так, как тут написано - пусть считает. Мне от этого не жарко и не холодно. Ведь до сих пор многие уверены в том, что Земля плоская и что круглая форма Земли пока что не доказана. И от такого мне также не жарко и не холодно. С такими авторами, как Шапиро, спорить бесполезно. Так как судя по содержанию статьи они просто писали заказную статью примерно как пишут в ИВИ: даётся заказ сотруднику ИВИ написать статью по теме. А там тему, которую нужно копать годами и десятилетиями в приказном порядке обязуют изучить ив течении пары-тройки недель. После чего написать результат. Вот буквально недавно читал про такое от человека общающегося с военным из ИВИ. Потому спорить с такими людьми мне смысла нет.

        Цитата: Алекс
        (хотя, как я думаю, ума у Вас на это не хватит, во всяком случае до сих пор ни одной статьи Вы написать не сподобились)

        Если бы Вы пытались думать (что за Вами не наблюдается), то бы попытались узнать, что у меня есть свой сайт с более чем 4,5 тысячами страниц. Имеющий мировой уровень посещаемости и посещённый из 214 стран мира (те, кто только отметились на счётчике вверху. Так что хвалитесь своей дуростью прилюдно.

        Специально для Вас, как человека не особо обезображенного интеллектом, указываю свой сайт: http://sovpl.forum24.ru

        P.S.: следующий раз сначала думайте, а потом говорите или пишите.
        1. Алекс 14 апреля 2015 21:35
          Что мне нравится, так это всезнайство поколения "пи". А заодно и их хвастовство (это о "мировом" значении Вашего сайта и счётчика на нём). Так вот лично Вам, умному нашему.

          Л.С.Шапиро написал свою статью в журнал "Химия и жизнь" в 1972 году, когда Вы ещё, скорее всего, не шевелились в штанах Вашего отца. О "заказухе" в то время в журналах АН СССР даже не слышали, в отличие от нынешних клепателей сайтов.

          Высказывать своё мнение - конституционное право любого гражданина (правда, таких как Вы я бы его лишал, но это ИМХО). Но вот на счёт спорить, то тут у Вас с логикой (как и со многим другим) туго: если Вам не холодно и не жарко, то с чего это Вы тут проистекаете потоком известных до гвоздей истин? Вот лично мне конструкции хоть и интересны, но рассматривать их я не собирался.

          Отдельное спасибо как за указание о дизелях (о перекиси в них я не слышал, только о кислороде - сжатом и сжиженном), равно как и за ссылку на Ваш сайт - обязательно зайду и почитаю.

          На счет того, насколько я обезображен интеллектом, уже давно вопрос решён ВАК СССР: две диссертации защищены успешно (по квантовой химии и педагогике). У Вас с этим вопросом, подозреваю, тоже сложности.

          В общем, продолжать этот разговор в таком ключе нет никакого смысла: сраться можно до бесконечности. Если Вы хотите доказать, что Вы самый умный (это глобально) или только умнее меня (более локальная задача) - я уже согласен, спите спокойно, дорогой товарищ. Если Вам лично неинтересно, то пусть об этом веществе почитают другие посетители: у меня, знаете-ли, тоже есть своя аудитория. Хотите дополнить или исправить статью - я с удовольствием и вниманием наряду с другими ознакомлюсь с вашими замечаниями. Если всё дело только в Вашем эго - я потерял интерес к этому разговору.

          Успехов в работе и популярности Вашему сайту!
          1. Denis_469 14 апреля 2015 23:17
            Цитата: Алекс
            , в отличие от нынешних клепателей сайтов.

            ну-ну - сразу видно учёного профессионала. Удачи в доказательстве заказухи у меня.

            Цитата: Алекс
            На счет того, насколько я обезображен интеллектом, уже давно вопрос решён ВАК СССР: две диссертации защищены успешно (по квантовой химии и педагогике). У Вас с этим вопросом, подозреваю, тоже сложности.

            Можете не подозревать - сам отказался ещё в 1998 году и потом в 1999 году публиковать в ВАКовских журналах. Так как там не платят за публикации соответственно труду. А научная степень мне нафиг не нужна. Журнал "Вопросы истории" или журнал "Морской сборник" ни о чём не говорит? Это не ВАК случайно? Специально для тебя - если бы мне нужна была учёная степень, то я бы её имел. Но мне она не нужна. И потому я её и не ищу. Могу даже успокоить немного - я делал и делаю уникальное и не имеющее аналогов в мире исследование по атакам подводных лодок. И только за одно это мне уже предлагали публиковаться в ВАКовских журналах и потом получать степень (там нужно какое-то количество публикаций для них).

            Цитата: Алекс
            Хотите дополнить или исправить статью - я с удовольствием и вниманием наряду с другими ознакомлюсь с вашими замечаниями.

            Я свои замечания уже написал. То, что они оказались неприемлемыми - это сразу видно профессионала. А если ещё и с "учёной степенью" - то вообще понятно. Кстати там тарифы на докторскую степень не изменились и всё-также составляют 10000 USD?
    2. Dan Slav 14 апреля 2015 14:18
      Спасибо.
      Очень интересно. Где можно про это почитать?
      1. Алекс 14 апреля 2015 14:34
        Цитата: Dan Slav
        Где можно про это почитать?

        Про что? Материалы, использованные мною, я выложу в списке литературы ко второй части (там будет немного об авиации, торпедах и ракетах. Тоже очень кратко). Мои публикации - в профиле, там об ОВ и ВВ.
        1. gridasov 14 апреля 2015 22:50
          Здравствуйте Алекс. Интересная и весьма познавательная статья. Хочу отметить , что разложение перекиси водорода при взаимодействии с катализатором это химические методы извлечения полезных свойств из "изотопа" воды. Однако существует метод без каталитического воздействия на перекись водорода . Это не воздействие электричеством в любом виде. Думаю будущее именно за этим методом. Что получится можно только догадываться. Главное думается , что освоения среднего и дальнего космоса возможно только при создании оборотных процессов превращения веществ обеспечивающих жизнедеятельность человека . Поэтому видимо наш метод может быть тем решением , которое важно.
        2. gridasov 14 апреля 2015 23:04
          В тексте статьи отмечено очень важное явление , которое многие пропустят. Это факт того , что вся масса воды мгновенно превращается в перегретый пар. Но представьте себе , во что превращается вода попавшая в локальное пространство в десятки тысяч градусов. И это не единичная порция . а беспрерывный цикл . К тому же нужно учитывать , что даже в камере с катализатором взаимодействия происходят очень быстро , но всегда последовательно . Т,е не весь объем вступает во взаимодействие . Мы же говорим о возможности превращения именно всего объема- в каждой точке его локального пространства.
        3. Scraptor 15 апреля 2015 05:01
          В ВМФ СССР на едином двигателе лодок служило несколько десятков. Просто потом выяснили что вместо перекиси лучше использовать сжиженный кислород, который и стабильней и кислорода в нем больше laughing
          пр. А615
          теперешние шведские от них отличаются только тем что вместо дизеля стирллинг, который тише, но и маломощней.
          Обычная безсолярная перекисная лодка это та же самая парогазовая торпеда, только большая.
          1. Алекс 15 апреля 2015 16:26
            Насколько я знаю, ПЛ пр. А615 были изначально на жидком кислороде, а не на перекиси.
      2. Denis_469 14 апреля 2015 19:37
        Описание подводных лодок или разработку турбинных лодок вообще? Если описание развития, то я пока что не планирую делать обзорного материала по развитию турбинных лодок. Что касается боевого применения лодок, то их не было. На приведённой схеме подводной лодки с 1 турбиной указано всё правильно. Это автор считает, что там 1 турбина не отображена. Из 4 опытовых лодок типов "Wa" и "WK" по 1 лодке каждого проекта имели по 2 турбины и по 1 лодке каждого проекта имели по 1 турбине. Потому на схеме лодки нет ничего сокрытого вообще. Все сокрытия - это фантазии автора от незнания информации. Та схема правильная, а вот это написание "На рисунке условно, схематично, без соблюдения масштабов показано устройство подводной лодки с ПГТУ (из двух таких установок изображена одна)." является полностью не верным. Да, рисунок без соблюдения масштаба, но отображающий реальную лодку с 1 турбиной.
        Если вдруг интересует какой-то конкретный вопрос, то можно задать мне на моём сайте. Вся суть в том, что по многим вопросам чтобы ответить нужно поднимать множество материалов. А это долго.
        Если нужно, то выложу описание боевого применения турбинных лодок, но поскольку его не было, то и текста там не будет много.
  7. Штык 14 апреля 2015 18:05
    Спасибо. Будем ждать продолжение.
  8. regul10108 15 апреля 2015 06:39
    Катастрофа "Курска" случилась из-за выброса и взрыва перекиси водорода из резервуара практической торпеды! Так что в статье всё правильно написано про опасность эксплуатации перекисных ЭУ.
    1. Scraptor 15 апреля 2015 13:13
      да, там еще свет Венеры отразился от луны а потом преломился в верхних слоях атмосферы...
  9. БМ-13 15 апреля 2015 21:35
    Насколько я понимаю, про "Комету" будет во второй части.
  10. maai 10 мая 2015 19:32
    Цитата: Denis_469

    Как ужас, а не статья... не знаю, на кого она рассчитана вообще..
    ...
    А вот этим автором "было решено воспользоваться названием одной из публикаций, написанных инженер-капитаном второго ранга Л.С. Шапиро" больше пользоваться нельзя. Я про него первый раз слышу.
    ...
    Если бы Вы пытались думать (что за Вами не наблюдается), то бы попытались узнать, что у меня есть свой сайт с более чем 4,5 тысячами страниц. Имеющий мировой уровень посещаемости и посещённый из 214 стран мира (те, кто только отметились на счётчике вверху. Так что хвалитесь своей дуростью прилюдно.
    ...
    Специально для Вас, как человека не особо обезображенного интеллектом, указываю свой сайт:
    ...
    P.S.: следующий раз сначала думайте, а потом говорите или пишите.


    Как говорится, - нельзя пройти мимо, остаться безучастным, а также не отметить "основную" мысль.
    Следует помнить, что человек считающий себя умным, - давно остановился в развитии и топчется на месте. Возможно даже деградирует.
    Злоба и Чванство - следствие глупости!

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гость, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня