Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Понедельник, 05.12.2016, 23:40
Ключевые слова
USS Zumwalt, Ю. Иванов, DDG-1000

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
ВМС общие вопросы [153]
Флот [140]
Авиация [87]
Морская пехота [77]
Уставы и руководства [7]
вооружение [86]
снаряжение [18]
Боевые операции [33]
Структура и организация [110]
Стратегия и тактика [74]
Техническое обеспечение [98]
История [24]
ТТХ [12]
НИОКР [83]

Поиск


Наш опрос
The military tattoo
Всего ответов: 129
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 11
Гостей: 11
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » ВМС » Флот

Применение перспективных технологий в надводном кораблестроении за рубежом ч1 (2011)

Применение перспективных технологий в надводном кораблестроении за рубежом

Капитан 2ранга Ю. Иванов

В течение последних десятилетий прошлого столетия и с началом XXI века надводное кораблестроение получило бурное развитие в целом ряде государств от основных морских держав до стран третьего мира. Причем проектируются и строятся не только крупные корабли классов авианосец, крейсер и эскадренный миноносец, но и фрегаты, корветы (в том числе нового подкласса корабли прибрежной юны проекта LCS), а также десантные корабли всех подклассов. В последнее время в строительстве надводных кораблей (практически всех классов) применяются все более совершенные передовые технологии, которые позволяют создавать проекты, обеспечивающие беспрецедентное повышение их боевых и технических возможностей в ходе боевых действий и военных операций любого масштаба и различной направленности.

Новые технологические направления и решения в проектировании и строительстве надводных кораблей рассматриваются в настоящей статье прежде всего применительно к классу эскадренных миноносцев, которые занимают центральное место в кораблестроительных программах ведущих морских держав - США, Великобритании, Франции, Италии и Японии.

В период до 2025 года в планах оперативного развертывания флотов этих держав эскадренные миноносцы останутся одним из важнейших средств ведения боевых действий на море. Крейсера как класс останутся практически только в составе ВМС США. Однако некоторые из новых проектов эсминцев в ряде стран Запада вплотную приближаются по своим тактико-техническим характеристикам к крейсерам.

В комплекс задач, к решению которых могут привлекаться корабли этих классов, входят следующие:
- нанесение ракетно-артиллерийских ударов по объектам военного и государственного управления, важнейшим промышленным центрам;
- нанесение массированных ракетных ударов по береговым (в том числе мобильным и защищенным стационарным) целям противника (ВМС США и, возможно, ВМС Франции после 2010 года);
- присутствие в передовых районах с целью сдерживания противника угрозой массированного применения ракетного оружия;
- борьба с надводными кораблями и подводными лодками;
- обеспечение ПРО на ТВД (корабли ВМС США и Японии);
- обеспечение ПВО корабельных соединений;
- огневая поддержка при высадке сил десанта на побережье противника;
- поддержка боевых действий сухопутных войск на приморских направлениях;
- защита своих морских коммуникаций и нарушение коммуникаций противника;
- обеспечение присутствия на постоянной основе в ключевых районах Мирового океана;
- нейтрализация угрозы терроризма, морского пиратства и контрабанды оружия и наркотиков;
- организация блокадных действий побережья противника;
- ведение разведки в заданном районе боевых действий.

Очевидно, что весь круг этих задач, решаемых крейсерами и эскадренными миноносцами, в период до 2025 года не претерпит существенных изменений. Однако по мере появления в ВМС потенциальных противников США и НАТО новых средств ведения вооруженной борьбы на море, а также в результате изменения условий обстановки на морских и океанских ТВД будет смещаться приоритетность их выполнения.

В современных условиях американские ВМС вынуждены переориентироваться на ведение боевых действий в прибрежных районах, которые, как правило, мелководны, оборудованы системами наблюдения и разведки и контролируются противником. В таких районах, где достижение господства ВМС США и альянса на море будет затруднено, акцент будет смещаться на более тесное взаимодействие с подводными лодками, авиацией и силами специальных операций, действующими на приморских направлениях.

Исходя из оценки военно-политических, физико-географических и других условии выполнения задач, возлагаемых на крейсера и эсминцы с учетом возможного уровня противодействия со стороны вероятного противника и определяются оперативно-тактические требования к перспективным кораблям того класса а также их место (по численности) в корабельном составе флотов основных морских держав. Такой подход характерен в первую очередь для американского флота, а кроме того (возможно, в меньшей степени), для ВМС Великобритании, Франции, Италии, Японии и Китая.

По расчетам американских проектировщиков, перспективные крейсера и эсминцы ВМС США должны обладать следующими боевыми качествами:
- способностью нанесения высокоточных ракетных ударов по различным объектам (в том числе по защищенным и мобильным целям), расположенным в глубине территории противника на дальности до 4 000 км; поражения надводных кораблей на дальности до 450 км; подводных лодок - до 30 км;
- возможностью размещения на борту универсальных установок вертикального пуска (УВП) для различных типов и классов ракет (а также беспилотных летательных аппаратов), варьирования
носимого боезапаса с целью эффективного применения оружия в любой оперативной и тактической обстановке; эффективного применения оружия, действие которого основано на новых физических принципах (электромагнитная пушка, лазерное оружие и т. п.);
- обеспечивать противовоздушную и противоракетную оборону на морских ТВД с возможностями: обнаружения баллистических целей бортовыми РЛС на дальности до 500 км и слежения за пуском БР в том числе по данным береговых станций системы ПРО США; уничтожения ГЧ МБР на высоте до 500 км и на дальности до 1 200 км; обнаружения, классификации и сопровождения баллистических целей на высоте более 10 км и дальности свыше 1 000 км, а также нанесения на них других сил и средств ПВО/ПРО; обнаружения воздушных целей на дальности до 450 км и поражения СВН на дальностях от 500 м до 150 км.

Тактико-технические характеристики новых кораблей должны обеспечивать:
- приемлемую по критерию "стоимость/ эффективность" стоимость постройки и эксплуатации в течение всего жизненного цикла;
- решение всех возложенных задач при состоянии моря до 9 баллов, а также без потери боеспособности в условиях ведения боевых действий с применением ОМП;
- высокую противовзрывную и ударную стойкость (корпус, надстройки должны выдерживать избыточное давление ударной волны до 0,5 кг/см:), надежность и живучесть, возможность удержания на плаву при затоплении трех смежных отсеков;
- низкий уровень физических полей корабля, особенно дискретных составляющих спектра акустического поля и радиолокационной заметности;
- использование корабельных вертолетов и беспилотных летательных аппаратов в любое время суток при волнении моря до 6 баллов; возможность базирования на борту необитаемых подводных аппаратов различных классов и назначения;
- возможность пополнения запасов в море на ходу, в том числе с помощью вертолетов при волнении моря до 6-7 баллов;
- экономичность и эффективность корабельной энергетической установки, способной обеспечить скорость полного хода 30 33 уз и не менее 18-20 уз при волнении моря до 6-7 баллов, дальность плавания не менее 4 000 миль со скоростью хода 18-20 уз, автономность плавания не менее 30 сут;
- внедрение систем боевого управления (СБУ) с открытой архитектурой модульного построения, обеспечивающих автоматическое управление всеми боевыми и вспомогательными системами и устройствами;
- возможность обнаружения и отслеживания торпед в автоматическом режиме и уничтожения их на расстоянии 1-3 км, а также мин (в том числе донных) с помощью бортовых ГАС и противоминных НПА на дальностях 2-3 км и классифицировать их на дальностях от 500 до 2 000 м.
- возможность использования бистатического и мультистатического режимов работы ГАС при обнаружении подводных лодок.

Таблица 1 Сравнительная оценка тактико-технических возможностей современных и перспективных крейсеров и эскадренных миноносцев

Тактико-технические или технологические требованияДостигнутый к настоящему времени уровеньТребуемый в перспективе уровень
Численность экипажа, человек370-380Не более 100
Максимальное количество боезапаса в УВП. единиц122 (КР УРО типа "Тикондерога")До 300-350
Эффективная поверхность рассеяния корпуса и надстроек, % 10030-40 (по сравнению с современными НК)
Удельный расход топлива, г/л. с. - ч 250 (ГТУ WR21)120
Уровень теплового поля (на выходе из выпускного коллектора), ккал/с 10 000250
Максимальная дальность стрельбы ракетами класса "корабль-берег", км1800До 4000
Максимальная дальность обнаружения низколетящих ВЦ бортовой РЛС, км80-100До 200
Максимальная дальность поражения ВЦ ЗРК, км280До 400
Максимальная дальность стрельбы ракетами класса "корабль-корабль", км150Не менее 300
Максимальная дальность обнаружения подводных целей на мелководье (нижняя граница обнаружения), км1020-30
Стоимость жизненного цикла, проц100Снижение до 65 (по сравнению с Эм УРО типа "Орли Бёрк")

Уровень соответствия крейсеров и эскадренных миноносцев ВМС ведущих стран Запада современным требованиям определяется в настоящее время боевыми и тактико-техническими возможностями крейсеров УРО типа "Тикондерога" и эсминцев УРО "Орли Бёрк" ВМС США как эталонов проектов кораблей данных классов конца XX - начала XXI столетия.

Однако, как иллюстрирует таблица 1, состоящие на вооружении ВМС США крейсера и эскадренные миноносцы УРО утих типов все же далеко не в полной мере соответствуют новым требованиям и техническому уровню кораблей будущего, особенно в области корпусной архитектуры, корабельного оружия, энергетики и радиоэлектронных средств. Кроме того, при действиях в прибрежной зоне существенно возрастает угроза массированного применения против них современных видов оружия, что требует дополнительных мер обороны и самозащиты.

Дальнейшее развитие крейсерско-миноносных сил американского флота в период 10 2025 гола предусматривается в следующих направлениях:
- свершение проектирования и строительство эсминцев УРО типа "Замволт";
-завершение строительства ЭМ УРО типа "Орли Бёрк" серии 2А;
- модернизация ЭМ УРО типа "Бёрк" серий 1 и 2;
- модернизация крейсеров УРО типа "Тикондерога".

Центральное место в исследовательских работах в США занимают первые два направления. По ним и развернуты в настоящее время наиболее масштабные НИОКР

Проектирование кораблей типа "Замволт" началось в 1997 году по программе создания эскадренного миноносца для уничтожения береговых целей DD-21 (Landing Attack Destroyer DD-21). В 2001 году она получила обозначение DD(X), а позже в 2006-м - DDG-1000 "Замволт".

Основные усилия проектировщиков были направлены на достижение таких целей, как обеспечение значительного снижения стоимости жизненного цикла создаваемых кораблей, повышение уровня их боеспособности, технической надежности и живучести, а также на увеличение сроков эксплуатации. При этом определяющими факторами являются расширение ударных возможностей, повышение скрытности действий и защищенности кораблей, совершенствование корабельных СБУ и энергетических установок.

В рамках 6-й главной программы МО США основные исследования проводятся по программным элементам (ПЭ), финансирование которых представлено в таблице 2.

Таблица 2 Финансирование НИОКР по созданию эсминца УРО типа "Замволт"
 

Выделяемые ассигнования по годам, млн долларов

Программные элементы*20062007200820092010201120122013
0603382N "Технологии перспективных СБУ"30,3412,329,339,5910,3212,2912,3010,32
0603254N "Разработка систем ПЛО"20,5525,3816,7129,1013,9112,6412,8513,19
0603563N "Разработка концепции перспективных кораблей"20,8421,6930,8631,1331,1330,9931,5230,07
0603724N "Энергетическая программа ВМС"8,221,595,345,645,846,016,126,23
0603513N "Разработка корабельных систем"44,4849,999,459,569,619,629,799,97
0603506N "Противоторпедная оборона корабля"51,56 57,5115,9731,7224,8724,0330,6229,20
0603502N "Противоминная оборона корабля"148,30116,1291,12103,80123,21129,55146,55176,71
0603735N "Самооборона корабля"10,778,8610,9511,0110,8610,8710,8310,78
0604300N "Рабочее проектирование ЭМ УРО DDG-1000"1100,8820,07621,54658,22880,901004,3839,16705,46
0604307N "Разработка системы "Иджис"197,23140,67142,81132,10158,78137,60104,7098,58

Контракт на строительство головного корабля (водоизмещением 14 564 т) стоимостью 1,395 млрд долларов был заключен с компанией "Бэт айрон уоркс" 14 февраля 2007 года. Закладка головного ЭМ УРО намечалась на октябрь 2010 года, спуск на воду - на июнь 2012-го, передача флоту- на июнь 2013 года. Одновременно аналогичный контракт (1,403 млрд) на постройку второго корабля (DDG-1001) достался компании "Инголс шипбилдинг" с планируемым завершением строительства в июле 2014 года.

Первоначально программой предусматривалось строительство семи кораблей данного типа, однако к настоящему времени она ограничена постройкой пока только трех (финансирование третьего - DDG-1002 - в объеме 1,084 млрд долларов предусмотрено бюджетной программой 2010 финансового года).

Конгресс США обеспокоен ростом стоимости постройки нового корабля. Так, по оценке командования ВМС, для головного корабля она составит не менее 3,3 млрд долларов, серийного - 2,4 млрд. По оценке же комитета по вооружениям палаты представителей конгресса, стоимость строительства не должна превышать 1,7 млрд долларов.

В целях сокращения сроков работ и расходов на создание нового крейсера командование ВМС США предполагает использовать до 85 % технических решений, реализованных при проектировании эсминца УРО типа "Замволт". Так, согласно концепции концерна "Нортроп-Грумман" новый корабль сохранит конструкцию корпуса, а также основные элементы силовой электроники и агрегаты объединенной системы энергообеспечения и электродвижения эсминца DDG-1000.

 
Принципиальная схема электрораспределительной системы перспективного ЭМ УРО типа "Замволт" ВМС США

В объединенной электроэнергетической системе перспективного КР УРО в качестве первичных источников электроэнергии, вероятнее всего, будут применяться четыре газотурбогенератора. Приводом генератора постоянного тока с использованием технологии высокотемпературной сверхпроводимости станет ГТУ МТ30. Функции главных двигателей, возможно, будут выполнять униполярные гребные электродвигатели постоянного тока на сверхпроводимости мощностью 36,5 МВт. Все особенности технологии изготовления, эксплуатации и обслуживания такой схемы энергетической установки планируется отрабатывать на ЭМ УРО типа "Замволт", который будет оснащаться аналогичной ЭУ.

В дальнейшем в состав объединенной электроэнергетической установки кораблей нового поколения ВМС США войдут системы автомат жированного зонального энергообеспечения DC ZEDS и электродвижения с газотурбинной установкой WR-21 и гребными электродвигателями РММ-2 на постоянных магнитах. Суммарная мощность такой установки составит не менее 100-120 тыс. л. с. После 2020 года вместо ГТУ возможно применение топливных элементов с электролитом в виде твердого полимера, работающих на водородсодержащем дизельном топливе.

Реализация технологий и конструктивно-схемных решений при создании ОЭЭС позволит полностью исключить необходимость наличия пневматических, паровых и гидравлических приводов в различных системах надводных кораблей и заменить их электроприводами. Таким образом, предполагается реализовать концепцию "полностью электрифицированного корабля" (Full Flcctric Ship).

Модульная архитектура ОЭЭС будет способствовать использованию стандартных общих модулей в энергетических установках кораблей различных классов, а кроме того, позволит закупать функционально эквивалентные модули со стандартными интерфейсами у разных поставщиков. Такой принцип построения КЭУ дает возможности внедрения в будущем перспективных технологий и конструктивно-схемных решений без серьезной модернизации всей системы, путем замены стандартных модулей В перспективной ОЭЭС будет шесть базовых элементов (модулей): источники электроэнергии, распределения электроэнергии, преобразователи электроэнергии, гребные электродвигатели, модули хранения электроэнергии и посты дистанционного управления системой.

В состав вооружения нового поколения надводных кораблей ВМС США предполагается включить перспективные УВП баллистических ракет средней дальности, крылатых ракет морского базирования "Тактический Томахок", управляемых ракет RATTLS, ЗУР "Стандарг-2" мод.3, 4 и 4А, а также две 155-мм одноорудийные башенные артустановки AGS для стрельбы на дальность более 120 км управляемыми активно-реактивными боеприпасами. В дальнейшем на ЭМ УРО "Замволт" планируется устанавливать перспективные 155-мм электромагнитные пушки F.MRG.

 

Таблица 3 Основные массо-габаритные характеристики перспективной УВП МК 57

Количество ячеек в одном модуле, ед.4
Высота модуля, м7,93
Длина модуля м4,33
Ширина модуля, м2,21
Масса модуля, т 15,24
Калибр ячейки, мм710
Внутренняя высота ячейки, м 7,18
Максимальная масса ракеты, т4,09

В ангаре корабля смогут размещаться до двух вертолетов типа SH-60 или до трех разведывательно-ударных беспи-Л01ных летательных аппаратов.

Конструкцией УВП Мк 57 предусмотрено разделение каждого ее модуля на отдельные пакеты из четырех пусковых ячеек и дополнительное их бронирование. Для снижения уязвимое ги корабля от детонации ракетного боезапаса предполагается разместить 20 модулей новой пусковой установки вдоль боргов в междубортном пространстве При этом общий боекомплект ракет на новом корабле составит 80 единиц (в габаритах одной ячейки УВП). Эти меры, а также применение принципиально нового газоотводного устройства протпвовзрывной защиты УВП обеспечат сброс давления, отвод газов, образующихся при взрывном горении или детонации боезапаса, наружу, а не внутрь корабля.

У перспективной УВП Мк 57 (основные ее массогабаритные характеристики представлены в таблице 3) ячейки больших размеров по сравнению с современной УВП Мк41, что предоставляет возможность размещения в них всех типов и модификаций не только состоящих на вооружении, но и разрабатываемых (перспективных) ракет.

Обновленная многофункциональная система управления оружием (МСУО) "Иджис" будет сопряжена с радиолокационной станцией AN SPY-3 (диапазон 9-10 ГГц), трехкоординатной РЛС VSR обнаружения воздушных целей (1-2 ГГц), гидроакустическим комплексом AN SQQ-89(V) 15, перспективной объединенной системой радио-и радиотехнической разведки, системой обмена формализованной информацией в масштабе реального времени и связи, комплексами радио электронной борьбы и минной разведки WLD-I(V)3.

Для эсминцев УРО нового поколения разрабатывается перспективная система обеспечения живучести DCS (Damage Control System). Она предусматривает высокую степень автоматизации сбора и анализа информации, выработки и контроля реализации решений по восстановлению живучести корабельных систем, оружия и технических средств при аварийных и боевых повреждениях любого характера с применением высоко эффективных систем универсальных датчиков и противопожарных устройств, действие которых основано на снижении концентрации озона в воздушной смеси.

Для этих же кораблей разрабатывается интегрированная командно-информационная система управлении кораблем LXISCS (Integrated Navigation, Information Ship Control System). Она позволит повысить боевые и эксплуатационные возможности кораблей за счет более глубокой автоматизации процессов сбора и анализа информации, выработки и принятия решений по техническому обслуживанию корабельных систем и механизмов, навигации и управлению кораблем.

В проектах новых кораблей предусматривается реализовывать передовые технологии, которые обеспечат повышение непотопляемости и пропульсивных качеств корпуса, улучшение технико-экономических характеристик корабля, а также снижение числа демаскирующих признаков и уязвимости от различных средств поражения. В этих целях выполняются опытно-конструкторские работы с применением современных методов трехмерного компьютерного моделирования (программная среда "Кати"), а также с учетом результатов испытаний стендовых моделей наиболее важных элементов корпуса и надстройки, основных систем вооружения, радиоэлектронных и технических средств.

Для оценки условий обитаемости корабля используется эргономическая компьютерная модель корабельных служебных и жилых помещений, боевых постов и пунктов управления. Повышение степени автоматизации процессов управления техническими средствами и вооружением эсминца позволит сократить численность экипажа до 95 100 человек (у существующих кораблей этого класса она составляет 360 человек).

В обобщенном виде весь этот комплекс НИОКР в области создания нового поколения крейсеров и эскадренных миноносцев должен обеспечить:

1. Увеличение боевых возможностей за счет:
а) внедрения технических средств, позволяющих ВМС действовать совместно с другими видами ВС в "единой информационной среде";
б) создания и размещения на крейсерах/ эсминцах многофункциональных БЛА, автономных надводных и подводных аппаратов;
в) увеличения количества носимого боезапаса благодаря увеличению объемов внутренних помещений носителей для полезной нагрузки и размещения систем оружия, а также уменьшению массы и габаритов оружия при сохранении тех же ТТХ;
г) внедрения гибкого программного обеспечения для систем управления оружием, что позволит значительно увеличить вероятность поражения целей и приведет к уменьшению необходимого для этого расхода боезапаса;
д) повышения мобильности.

2. Значительное снижение стоимости жизненного цикла надводных кораблей в результате:
а) внедрения модульной архитектуры и использования нового программного обеспечения, позволяющего унифицировать технологию проектирования надводных кораблей;
б) уменьшения численности личною состава благодаря автоматизации;
в) повышения надежности систем и подсистем за счет увеличения межремонтных сроков систем и подсистем вплоть до завершения жизненного цикла корабля, а также применения энергосберегающих технологий, систем и подсистем;
г) снижения стоимости модернизации систем и подсистем, внедрения новых технологий в течение всею жизненного цикла за счет модульности конструкции и унификации систем и подсистем;
л) уменьшения стоимости создания систем и подсистем благодаря внедрению систем и подсистем широкого коммерческого назначения (COTS), применению систем автоматизированного проектирования;

3. Увеличение возможностей по модернизации крейсеров и эскадренных миноносцев ВМС США в течение всего жизненного цикла за счет:
а) модульности и унификации всех систем и подсистем корабля;
б) соответствия гражданским стандартам всех вспомогательных и обеспечивающих систем.

* Подробнее содержание этих программных элементов будет рассмотрено во второй части статьи.

(Окончание следует)

Зарубежное военное обозрение. - 2011. - №1. - С. 79-95
 

Категория: Флот | Добавил: pentagonus (14.03.2014) | Автор: Капитан 2ранга Ю. Иванов

Просмотров: 2488 | Рейтинг: 5.0/1 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2016

Рейтинг Военных Ресурсов