Sovětský svaz byl první zemí na světě, která zahájila sériovou výrobu válečných lodí s hlavními elektrárnami s plynovou turbínou - BOD (nyní klasifikovaná jako TFR v ruském námořnictvu a jako torpédoborce v indickém námořnictvu) projektu 61, slavného „zpěvu“fregaty “. Tato událost znamenala revoluci ve vytváření námořních elektráren. Hlavní elektrárna plynové turbíny měla oproti parní turbíně tolik výhod, že se stala standardem v konstrukci válečných lodí na mnoho let. Jak byly lodní plynové turbíny stále důmyslnější a výkonnější, byly instalovány na stále větší a větší povrchové lodě. V současné době jsou plynové turbíny instalovány na lodích, jako je UDC americké třídy, jejichž výtlak přesahuje 40 tisíc tun, a letadlové lodě stejného výtlaku, projekt 71000E Vikrant, indické konstrukce.
Bohužel nedokázali udržet šampionát v SSSR. Pokud Američané na konci šedesátých let přišli na jedinou rodinu sjednocených turbín založených na General Electric LM2500 GTE, pak v SSSR pokračovali v navrhování různých turbín pro přídavné spalování a ekonomický pokrok a od projektu k projektu by mohlo existovat různé GTE pro stejné účely.
Horší je, že pokud Američané na všech nových lodích, kromě největší, instalovali elektrárny s plynovou turbínou (kromě UDC), pak byla v SSSR postavena řada torpédoborců parní turbíny Projektu 956.
SSSR jednal extrémně iracionálně, jako by vůdci odpovědní za technickou politiku námořnictva neměli jasnou strategii nebo neměli žádnou moc. Přirozeně to vyvolalo zbytečné a zbytečné výdaje, což vážně ochromilo sovětskou ekonomiku, která byla ve srovnání s americkou slabá. Jak ukázaly následující roky, tento přístup se bohužel ukázal být normou, nikoli anomálií.
Honba za technicky složitými systémy, která byla „metlou“námořnictva již od dob D. F. Ustinov, dodnes nezastaral a stále dominuje v myslích námořních náčelníků a „velitelů“průmyslu. Bohužel, v podmínkách sotva rostoucí ekonomiky tento přístup nefunguje.
Funguje to úplně jinak.
Přibližně po začátku 80. let dvacátého století došlo v západních flotilách ke dvěma postupným revolucím při vzniku elektrárny. Pravda, nebyly ani tak technologické jako strojírenské. Zahraniční výrobci naftových motorů dovedli své výrobky na takovou úroveň hustoty výkonu, palivové účinnosti a spolehlivosti, že bylo možné vytvořit poměrně velké válečné lodě s plně naftovými elektrárnami.
Zpočátku to bylo o několika vznětových motorech dohromady prostřednictvím převodovky pracující na hřídelovém vedení. Na Západě se tomuto schématu říkalo CODAD - Coworking diesel a diesel. U tohoto schématu byl k pohonu v ekonomickém režimu použit jeden nebo dva vznětové motory a druhý vznětový motor (nebo dvojice) byl připojen, když bylo potřeba dosáhnout vysokých otáček blízko maxima.
Musím říci, že technicky v tomto schématu nebylo nic nového - naftové lodě bojovaly během druhé světové války docela úspěšně. Tento přístup byl nový - nyní byly vznětové motory masivně instalovány na poměrně velkých válečných lodích, na těch, které by dříve byly nutně vybaveny turbínami, a zároveň mohly posádce poskytnout jak dobrou rychlost, tak přijatelnou úroveň pohodlí, a přitom výrazně snížení nákladů na stavbu a provoz lodí. Za starých časů byly dieselové motory instalovány buď na některé malé válečné lodě a čluny, nebo jako výjimka na německá Deutschlands, ale to byla výjimka ze všech pravidel a z hlediska obyvatelnosti posádky, byla to špatná výjimka.
Hromadným fenoménem se staly také kombinované elektrárny, skládající se z dieselových motorů pro ekonomický provoz a plynové turbíny pro vysoké otáčky (CODAG - Coworking diesel and gas).
Druhou revolucí, ke které došlo mnohem později, byl vznik dostatečně výkonných a kompaktních integrovaných elektrických elektráren, ve kterých jak dieselové generátory, tak turbíny vyrábějí elektřinu pro pohonné elektromotory, a ty pohánějí loď. Na novém torpédoborce typu 45 britského námořnictva se tedy jedná o dieselelektrickou instalaci, která se používá jako systém zajišťující ekonomický pokrok. K dosažení vysokorychlostního režimu pohybu se používají plynové turbíny s generátory a maximální výkon dvou běžících elektromotorů je každý 20 megawattů. Jedná se o inovativní systém a těmto elektrárnám zjevně patří budoucnost, protože nemají přísné požadavky na umístění motorů vzhledem k hřídelovým rozvodům - dieselové generátory a turbínové generátory lze instalovat na jakékoli vhodné místo.
Když začátkem dvacátých let začaly být v Rusku přidělovány peníze na stavbu válečných lodí, zdálo se, že globální trend zde bude pokračovat. Dieselové motory, dieselové motory s turbínami, pak možná elektrický pohon, pro který došlo a je docela dobrý vývoj. Projekt 20380 corvette obdržel dvě vznětové a vznětové jednotky DDA 12000 (CODOD), skládající se ze dvou vznětových motorů v závodě Kolomna o výkonu 6 000 k. každý pracuje na společné převodovce.
Fregata projektu 22350 obdržela dvě jednotky naftových plynových turbín z plynové turbíny a naftový motor.
Jsou známy další události - po obdržení peněz to námořnictvo nezvládlo. Za prvé, došlo k vážným zpožděním v dodávce hlavní fregaty 22350, korvety 20380 byly dokončeny v nepředstavitelně dlouhé době, s neustálými úpravami projektu, Serdyukovův „náklon“začal při nákupu dovážených komponent, Majdan-2014, sankce za Krym, pokles cen ropy, který se jako obvykle náhle otevřel pro veškerou krizi výroby motorů a převodovek v PJSC „Zvezda“v Petrohradě atd. Naštěstí se flotile podařilo přijmout z Ukrajiny tři elektrárny pro fregaty projektu 11356, které „kryly“černomořskou flotilu …
Nová realita, ve které se ocitlo námořnictvo a loďařský průmysl, přiměla domácí průmysl začít vyvíjet a vyrábět vlastní plynové turbíny a nasadit (bohužel, zatím neúspěšně) výrobu převodovek v zařízeních PJSC „Zvezda . Bohužel to byla poslední rozumná rozhodnutí, pokud jde o zajištění lodí s elektrárnami.
Zdálo by se, že po vyčerpání vznětových motorů ze závodu Kolomna a mnoha zahraničních příkladech zcela úspěšných zcela naftových lodí je možné na chvíli „uzavřít problém“s elektrárnou, a to všemi možnými způsoby výroba jednotek DDA 12000, byť se zpožděním redukce, a „přestavba“architektury lodí kolem nich. Později, v budoucnosti, kdy budou domácí turbíny a převodovky pro ně připraveny k výrobě, by mohly být použity na velkých a drahých válečných lodích, což v ekonomické realitě Ruské federace nemůže být mnoho, ale masivní hlídkové čluny, korvety, lehké vybavit fregaty dieselovými motory. Velké objemy jejich nákupů by navíc zaručily, že výrobce - Kolomensky Zavod - měl nejen teoretický zájem na vytváření nových vznětových motorů a vylepšování starých, ale také skutečnou příležitost, jak toho dosáhnout. Všechno však dopadlo jinak.
Poté začíná temná část příběhu.
Ocitli se v situaci, kdy se narušení technologických řetězců (ukončení dodávek z Ukrajiny, zákaz dodávek dovážených vznětových motorů MTU do Ruska pro korvety projektu 20385 a MRK projektu 21361) shodovalo s hospodářskou krizí způsobenou poklesem ceny ropy, námořnictvo a ministerstvo obrany jako celek, v záležitostech souvisejících s stavbou lodí a poskytováním lodí pro elektrárny se i nadále chovaly, jako by kolem nebyly žádné problémy ani s dodávkou vybavení, ani s penězi.
Nejprve bylo oznámeno, že výstavba řady lodí projektu 22350 byla ukončena ve prospěch silnější a větší lodi, která bude v budoucnu vytvořena pouze podle projektu nyní známého jako 22350M. Na jedné straně je to dobré - takové lodě v boji dokážou mnohem víc než dokonce ty nejmodernější fregaty, například 22350. Ale na druhou stranu, i když pro takovou loď neexistuje ani projekt, existují pouze přibližné kresby, které rozhodně nebudou odpovídat realitě. Představa vyjádřená zástupci námořnictva, že pokládka nových lodí může začít v roce 2020, je příliš optimistická a zjevně se hluboce mýlí. A to přesto, že za cenu super úsilí bylo možné zřídit, i když pomalou, ale přesto nějak fungující výrobu převodovek pro tyto lodě!
Za druhé, výstavba řady lodí projektu 20380 byla zastavena a v důsledku toho byl program výroby lodních dieselových motorů v Kolomensky Zavod výrazně omezen. Poslední z korvet bude uvedena do provozu kolem roku 2021. Místo víceméně propracované korvety projektu 20380 začaly práce na lodi (nemohu tomu říkat korveta) projektu 20386 - extrémně složitá technicky, velmi drahá, slabě vyzbrojená a strukturálně neúspěšná loď, postavená na naprosto směšný koncept bojového využití (loď blízké mořské zóny, údajně schopná „příležitostně“plnit úkoly na dálku - ať už to znamená cokoli), s velkým množstvím extrémně rizikových technických řešení a zbraněmi, které mají nižší sílu než jejich předchůdce, projekt 20385 korveta, a velmi vážně méněcenný.
Analýza tohoto projektu již bylo provedeno a podrobněji, zde se omezíme na otázky týkající se jeho elektrárny. Na projektu 20386 byla použita elektrárna s plynovou turbínou s částečným elektrickým pohonem. Dvě plynové turbíny pracující přes převodovku na vrtulových hřídelích zajišťují vysokorychlostní provoz, pohonné elektromotory a dieselové generátory - ekonomický pokrok. Cestující elektromotory pracují na stejné převodovce jako turbíny, což určuje „částečnou“charakteristiku. Taková instalace je několikanásobně dražší než čtyři dieselové motory a převodovky Kolomna používané na korvetách projektů 20380 a 20385 a životní cyklus takové lodi je několikanásobně dražší kvůli vyšší spotřebě paliva turbín a dalším nákladné opravy takové elektrárny. Námořnictvo ale nezastavily ani tyto úvahy, ani technická rizika (například převodovka modelu 6RP stále není připravena, optimistický odhad data obdržení první elektrárny na loď je 2020. V nejlepším případě).
Námořnictvo nezastavila skutečnost, že Kolomensky Zavod, když vidí takové házení, v nejlepším případě bude i nadále považovat výrobu motorů pro námořnictvo za něco hluboce druhotného ve srovnání s výrobou motorů pro železnice (v určitém okamžiku), může flotila zjistit, že se s ním nikdo nechce v ničem setkat, ani za přísliby peněz).
Navíc. Dodávky do flotily různých vznětových motorů rodiny D49, používaných jak v elektrárně korvety 20380, tak fregaty 22350, by v závodě Kolomna urychlily vytvoření rodiny naftových motorů zásadně nové generace - D500. A to by námořnictvu otevřelo úplně jiné vyhlídky, protože nejsilnější 20válcový diesel v rodině má odhadovaný výkon 10 000 koní. Čtyři z těchto dieselových motorů umožňují sestavit elektrárnu dostatečnou pro vysokorychlostní válečnou loď o výtlaku 4 000 tun, přičemž životní cyklus takové instalace je mnohem levnější než u jakékoli myslitelné plynové turbíny.
Je to důležité v prostředí, kde bude rozpočtové financování neustále klesat? Rétorická otázka, že?
Udělejme rezervaci. Námořnictvo ještě osladilo Kolomnovu pilulku.
V roce 2014 začalo pokládání takzvaných hlídkových lodí projektu 22160. A tyto lodě nakonec dostaly naftové motory Kolomna. Je pravda, že příběh s nimi vypadá divně a páchne - na jedné straně se lodě ukázaly být zjevně zbytečné a nepoužitelné pro zamýšlené použití. Je zcela zřejmé, že každý rubl, který byl na ně utracen, byl promarněn (a to je podle odborníků vyjádřeno v soukromých rozhovorech asi sedmdesát miliard rublů v cenách roku 2014 za sérii šesti lodí / Tyto údaje se však mohou ukázat jako nemusí být zcela přesné). Na druhé straně má každá loď dva motory (korveta 20380 má čtyři), což činí dohodu méně výnosnou i pro Kolomnu. Námořnictvu se skutečně daří dělat poraženého - jak sebe, tak zemi jako celek, i dodavatele. Zelenodolsk vyhrál, ale mohl si objednat něco užitečnějšího!
Například místo jedné 20386 a šesti 22160 by bylo možné objednat pět 20380 korvet za zhruba stejné peníze, navíc by to stačilo na nějakou malou modernizaci. Flotila by místo šesti absolutně zbytečných a jednoho obsazeného skluzu obdržela pět více či méně užitečných lodí, Kolomna by dostal objednávku na dvacet naftových motorů, ne na dvanáct, bojová schopnost námořnictva by se zvýšila, ale …
Obecně je „trend“negativní. Nové válečné lodě s naftovými motory se nestaví ani neobjednávají a nemáme čistě turbínové projekty, a kdy budou neznámé, s výjimkou katastrofické lodi projektu 20386, jejíž hlavní zásluhy byly čerpání z rozpočtu velké peníze a „zabíjení“stavebního programu normálních a plnohodnotných lodí blízké mořské zóny. A které, podotýkáme, je stále dost možné, že to nepůjde. Rizika projektu jsou příliš velká.
Abychom kontrastovali s naší chmurnou realitou, zvažte, jak nástup kompaktních, výkonných a spolehlivých dieselových motorů ovlivnil světové námořní stavitelství lodí. Formát článku neposkytuje analýzu všeho, co se ve světě staví a plánuje, proto se omezíme na několik příkladů.
Na konci osmdesátých let minulého století bylo Francouzům jasné, že napětí ve světě v příštích letech vážně opadne. Proto, aby se aktualizovalo francouzské námořnictvo, byly objednány nové fregaty, které byly omezeně vhodné pro válku v plném rozsahu, ale dobře se hodily pro úkoly v době míru v bývalých francouzských koloniích. Toto je série fregat „Lafayette“.
Na jedné straně dostala loď nenápadný trup a nástavbu s rekordním podílem řešení vyrobených pomocí technologie stealth, pokročilé řídicí elektroniky a moderních elektronických a radiotechnických zbraní. Na druhou stranu místo plnohodnotného protiletadlového raketového systému na něj prostě zbyl prostor a lodní elektrárna byla vyrobena v podobě čistě naftového motoru. Projekt se ukázal být úspěšný, levný a celá série Lafayette postavená pro Francii je stále v provozu, Saúdská Arábie objednala a koupila další tři lodě a Singapur a Tchaj -wan pro sebe postavily několik analogů, spoléhajíce na francouzské technologie a komponenty.
Takové lodě jsou docela dobrým řešením pro situace, kdy je potřeba přítomnost námořnictva a rozpočet je omezený. Mají slabé zbraně, ale, jak již bylo zmíněno, je docela snadné sestavit jejich seznam. Na druhou stranu, i kdyby byly lodě vybaveny plnohodnotnými systémy protivzdušné obrany, zákazník by přesto hodně ušetřil na levné dieselové elektrárně a nižších nákladech na životní cyklus lodi. Dieselové motory byly samozřejmě masivně používány na válečných lodích a jiných třídách, které byly v těchto letech postaveny ve světě, ale Lafayette je fregata s výtlakem 3600 tun, oceánská loď s vynikající schopností plavby, autonomií 50 dní a cestovní dosah až 9 000 námořních mil.
Ukázalo se, že příklad byl nakažlivý.
Čína, která od šedesátých let praktikovala stavbu naftových válečných lodí (ne kvůli dobrému životu, ale kvůli neschopnosti vyrábět elektrárnu jiného typu) s malým výtlakem, až 2500 tun, na konci devadesátých let začala vytvořit svou „Lafayette“- loď ve srovnatelných rozměrech a vybavenou stejnými naftovými motory jako francouzský „předek“a širokou škálu francouzského vybavení.
Na začátku roku 2000 se loď dostala do sériové výroby jako „Typ 054“. Byly postaveny dvě lodě. O něco později se však projekt zlepšil - posílila se protivzdušná obrana, aktualizovaly se elektronické zbraně, výrazně se zvýšila bojová účinnost a francouzské naftové motory byly nahrazeny licencovanými se stejnými parametry. Dnes je fregata „typ 054A“hlavní čínskou lodí daleké mořské zóny. S výtlakem 4000 tun je tato loď „spolužákem“našeho projektu 11356, postaveného pro námořnictvo ve třech vyhotoveních. Pokud ale nedokážeme postavit takové lodě (po přestávce s Ukrajinou není kde získat elektrárnu a práce na vlastní pěst se zastavila), pak Číňané pokračují v sérii a dnes jsou tyto fregaty v řadách Číňanů Námořnictvo v množství 30 jednotek (2 jednotky 054 a 28 jednotek 054A), tři jsou ve výstavbě a existuje objednávka na dvě lodě pro Pákistán.
Naše programy pro stavbu lodí na tomto pozadí „nevypadají dobře“. Fregata projektu 22350 je samozřejmě schopná ničit lodě jako 054A, dokud jí nedojde munice. Ale máme jen dva z nich, další dva v budově a je to. Existují pověsti o objednání dalších pár jednotek, ale obecně má námořnictvo tendenci k projekci, dává přednost obrázkům a nákladné vývojové práci před skutečnými loděmi. Je zcela zřejmé, že je nemožné vyřešit se čtyřmi nebo šesti i nejdokonalejšími loděmi stejné úkoly, které řeší tři desítky jednodušších „jedniček“. Na množství záleží.
Co mohlo námořnictvo, ministerstvo obrany a lodní průmysl dělat?
Přijměte koncept, který tehdy formuloval Elmo Zumwalt. Flotila malého počtu ultraúčinných, ale drahých a složitých lodí a velkého počtu jednoduchých a levných hromadných lodí. A pokud jsou 22350 a budoucí 22350M plně oprávněny nárokovat si místo prvního z nich, pak by druhý měl být „doplňky“.
A zde se opět obracíme k dieselům.
V současné době v Rusku existuje vysoce profesionální personál pro konstrukci lodních trupů, existuje testovací základna pro vypracování tvarů trupu v různých podmínkách. Existují továrny, které mohou rychle stavět lodě s relativně malým výtlakem. Existují sériově vyráběné systémy a součásti, zbraně a elektronika. Existuje závod Kolomna, který je v současné době schopen zahájit stavbu vznětových motorů, což může být základem elektrárny pro korvety (a to již bylo provedeno na několika projektech) a fregaty.
Ve skutečnosti nám již několik let nic nebrání v tom, abychom na dieselových elektrárnách vytvořili pár tříd hromadných lodí se sériovými vzorky vybavení a zbraní (například korveta PLO a lehká fregata), položili je ve velkém množství, postavili a předat je. Ano, nebude to 22350 ani FREMM. Stále ale půjde o plnohodnotnou a nebezpečnou válečnou loď, která bude díky absenci potřeby dlouhodobého zdokonalování a vývoje nových komponent postavena rychle a bez prodlení se vzdá. Stabilní objednávky vznětových motorů do závodu v Kolomně jí zároveň pomohou rychle uvést řadu DC500 do série, což zvýší výtlak a zmenší vnitřní objem lodi potřebný k umístění elektrárny.
Upgrade na řadu D500, včetně 20SD500, navíc umožní rozšíření dieselové elektrárny až na velmi velké lodě. Výše uvedené je příkladem válečných lodí Kriegsmarine třídy Deutschland. S výtlakem více než 11 000 tun disponovaly naftovou elektrárnou o výkonu 56 000 koní. Použití motoru 20DS500 by umožnilo pohánět takovou loď šesti motory. Moderní technologie pro zapouzdření motorů, potlačení hluku a znehodnocení elektráren by navíc snížily hladinu hluku na lodi na přijatelnou úroveň.
To samozřejmě neznamená, že by to měl člověk dělat (i když tato otázka stojí za prostudování). To znamená, že v případě problémů s výrobou turbín nebo kvůli jejich hypotetickému nedostatku (no, najednou) bude mít námořnictvo rezervní schopnost. Málokoho to však dnes zajímá.
Stojí za zmínku, že myšlenka „ruského 054A“byla opakovaně vyjádřena mnoha odborníky, diskutována v odborné komunitě a dokonce i mezi nadšenci pro rozvoj ruské námořní síly, podle pověstí jsou mezi Vyšší důstojníci flotily, průmysl je docela schopný stavět takové lodě … a nic se neděje.
Jediným úzkým hrdlem v takovém projektu je převodovka pro elektrárnu. Ale tento jeden problém by se dal nějak vyřešit.
Je zajímavé, že Číňané, kteří pozorně sledují naše námořní úsilí, chápou, že je třeba mít tak velkou loď i pro Rusko. Na námořních výstavách se poprvé objevil jejich projekt 054E, speciální exportní verze fregaty, kterou Číňané dokonce pojmenovali v ruském jazyce „SKR projektu 054E“. Hlídková loď, jak jsme dříve nazývali lodě této třídy.
Bude překvapivé, pokud průměrné řízení námořních záležitostí povede k tomu, že naše TFR nebo fregaty (a možná korvety) budou vyráběny v Číně. Vezmeme -li v úvahu skutečnost, že Rusko, technicky i ekonomicky (ale z nějakého důvodu ne organizačně), může takové lodě stavět samo (a budou lepší než čínské), bude to prostě nesmazatelná hanba pro všechny, kteří jejich nečinnost a ignorování, přinést flotilu až do úplného rozpadu.
Zejména tito lidé se takové vyhlídky nebojí.
Neděláme ani to, co umíme, neučíme se a výsledek bude zcela přirozený. Doufejme, že ano kolaps a kolaps námořnictva se neprojeví v důsledku vojenské porážky.
Tato naděje je jediná věc, která nám dnes zbývá.
