СУДОСТРОЕНИЕ 6'2012
W
UE
О
и
ш
<
о
UE
О
UE
О
Более 100 лет подводные лодки (ПЛ) являются грозным оружием военно-морских флотов (ВМФ) разных стран. Значимость этого класса кораблей достигла пика к концу ХХ века и в настоящее время не снижается. Исторически сложилось, что Россия, наряду с США и Германией, явилась пионером мирового подводного кораблестроения.
Первое боевое соединение ПЛ появилось в русском флоте во время войны с Японией 1904—1905 гг. во Владивостоке. Уже тогда возникли предпосылки у ПЛ как класса кораблей к реализации модульных принципов. Лодки, масса которых составляла около 100 т, в виде готовых изделий — модулей, были доставлены на специальных железнодорожных платформах из Санкт-Петербурга во Владивосток, благодаря компактности, прочности их конструкции и относительно небольшой массе (рис. 1)1.
Рис. 1. Подводные лодки «Налим» и «Касатка» на железнодорожных платформах-транспортерах. 1905 г.
В период между русско-японской и первой мировой войнами ПЛ проектировались и строились во флотах основных морских держав.
Для рассматриваемого вопроса важно использование метода, с помощью которого в годы первой мировой войны строились ПЛ типа «АГ» совместно Балтийским заводом и американской фирмой Голланда. В США лодки были изготовлены в виде секций (блок-модулей), доставлены во Владивосток морским путем и по железной дороге в Петроград и Николаев, где находился филиал Бал-
тийского завода [1]. Балтийский завод осуществлял сборку, достройку и ввод в строй ПЛ. Реализации данного метода способствовала конструкция корпусов ПЛ, которые, имея круговую форму, были разбиты на водонепроницаемые отсеки. Поперечные переборки в данном случае (в дополнение к основной функции) играли роль технологических подкреплений, обеспечивающих транспортировку секций.
Дальнейшее развитие метод получил в советское время в тридцатые годы, когда остро встала необходимость создания Тихоокеанского флота. Спроектированные Б. М. Малининым и другими сотрудниками ЦКБ-18 (в настоящее время ЦКБ МТ «Рубин») ПЛ V, Убис, Убис-1, IX, X, XI, XIII серий строились Балтийским и другими ленинградскими заводами и в виде секций железнодорожным транспортом доставлялись во Владивосток на Дальзавод. Небольшая часть ПЛ направлялась на Хабаровский судомеха-нический завод и строящийся завод в Комсомольске-на-Амуре. Необходимо отметить, что секции изготавливались с предварительной подготовкой межсекционных клепаных стыков (сварка еще не применялась) в чистый размер. Сборка, достройка и сдача лодок осуществлялись в основном на Дальза-воде. В результате реализации данного уникального проекта к началу второй мировой войны в состав Тихоокеанского флота СССР было введено 49 современных ПЛ, что обеспечило паритет с подводными силами Японии. Основу советского подводного флота на Тихом океане составляли в то время ПЛ типа «Щука» (рис. 2, 3). Координировал проект в масштабах отрасли известный кораблестроитель, бывший командир русской ПЛ «Минога» К. Ф. Терлецкий; активное участие принимали инженеры А. П. Антонович, Б. Е. Бутома, Н. И. Буль, А. З. Голланд, В. В. Любимов, Б. Е. Клопотов, Н. В. Корми-лицын, П. П. Пустынцев, А. П. Соловьев и другие [2].
В годы второй мировой войны был разработан блочный метод постройки ПЛ, кораблей и судов, который обеспечивал их крупносерийное быстрое строительство с
1В данном случае и дальнейшем используется современная терминология и, говоря «модуль», «блок-модуль» и т. д., мы имеем в виду те предпосылки в конструкции, технологии и организации постройки ПЛ, которые в развитии, перспективе ведут к реализации модульных принципов в подводном кораблестроении.
РАЗВИТИЕ МОДУЛЬНЫХ ПРИНЦИПОВ В ПОДВОДНОМ КОРАБЛЕСТРОЕНИИ
В. А. Голланд, канд. техн. наук, А. А. Васильев, канд. техн. наук, (ОАО «ЦТСС», e-mail: inbox@sstc.spb.ru)
минимальной затратой трудовых и материальных ресурсов. Метод создавали независимо друг от друга специалисты СССР, США и Германии.
В СССР была разработана технология серийной секционно-блоч-ной постройки ПЛ XV серии (совместно ЦКБ-18, заводами «Красное Сормово» и № 196) и внедрена специалистами заводов в первые послевоенные годы [2].
Германия выполняла массовую постройку ПЛ известной XXI серии путем изготовления насыщенных блоков на различных предприятиях страны. Блоки по внутренним водным путям доставлялись на верфь, где проводились сборка, достройка и сдача ПЛ.
В послевоенные годы блочный метод получил широкое распространение в советском подводном кораблестроении. Практически все дизельные ПЛ новых проектов (611, 613, 615, 629, 633, 641) строились с использованием этого метода. Необходимо отметить, что блочный метод применялся и при проектировании и строительстве атомных подводных лодок (АПЛ) первого поколения (рис. 4), прототипами которых были пр. 641 и 629 [3]. Конструктивными особенностями ПЛ, способствовавшими внедрению блочного метода являлись: круговая форма прочного корпуса, разбивка корпуса на отсеки, наличие прочных переборок и наружного легкого корпуса, обеспечивающих высокую прочность блоков и не требующих дополнительных технологических подкреплений,использование в полном объеме сварки конструкций и возможности ее автоматизации, высокая степень насыщенности различных отсеков механизмами, устройствами, оборудованием и приборами (рис. 5). Технологичес-
Рис. 2. Общее расположение подводной лодки V серии
ки применение блочного метода обеспечивалось разработкой и внедрением судовозных поездов на основе гидравлических тележек, перемещаемых по рельсовым путям на горизонтальных стапельных местах. Такие стапели оборудовались в существующих сухих доках и на новых верфях, имеющих горизонтальные стапели, расположенные выше уреза воды, и спусковые сооружения типа передаточных плавучих доков или слипов.
Достоинствами блочного метода являлись: параллельная предварительная постройка крупных блоков с последующей подачей их на стапель; наличие одного или двух открытых торцов блоков, обеспечивающих свободный монтаж оборудования отсеков; возможность более точного определения в блоках базовых линий и плоскостей и соответственно позиционирования оборудования; сокращение стапельного периода постройки ПЛ на 30-50%.
К недостаткам блочного метода можно отнести: сохраняющуюся необходимость вскрытия съемных листов в прочном корпусе, прочных и
легких переборках, настилах; последовательный поштучный монтаж механизмов, устройств, приборов, труб и кабелей в отсеках; необходимость монтажа магистральных трубопроводов и кабелей после стыковки, сварки, изоляции и окраски сварных стыков между блоками; низкую ремонтопригодность ПЛ, вызванную насыщенностью отсеков разнообразным оборудованием, затесненно-стью помещений и необходимостью вскрытия значительного количества съемных листов в прочных и легких конструкциях при ремонте.
В 70-80-е годы XX века в судостроении стали широко применяться модульные принципы и конкретные модульные методы проектирования и постройки в различных направлениях внедрения (корпусостроение, агрегатирование, достройка, стапельная сборка судов из блок-модулей).
Рассмотрим общие вопросы модульного судостроения, которые применимы для всех указанных направлений. Профессор СПбГМТУ, докт. техн. наук А. Л. Васильев предлагает определять сущность модульного
Рис. 3. Подводная лодка V серии типа «Щука»
Рис. 4. Атомная подводная лодка пр. 627А. 1960 г.
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 6'2012
Рис. 5. Блок подводной лодки пр. 641 [9]
принципа как «комплектование разнообразных сложных нестандартных изделий ... из небольшого, экономически обоснованного количества типов и типоразмеров одинаковых первичных общих элементов — модулей» [4]; им различаются проектные (линейный, плоскостной и объемный) модули, конструктивные (панель, секция, блок) модули, функциональные модули и модуль — изделия. Действующий нормативный документ «Модульно-агрегатный метод проектирования и постройки судов. Основные термины и определения» РД5.0349—90 (взамен ОСТ5.0349-82) [5] определяет: «Модульный принцип — принцип проектирования, постройки, ремонта и модернизации судна как системы, при котором применяется обоснованное количество типов и типоразмеров модулей», а «Модуль — конструктивно и технологически законченная сборочно-монтаж-ная единица, общая для нескольких систем, имеющая документацию на изготовление, полностью собранная, испытанная, готовая к монтажу и выполняющая самостоятельную функцию». В работе [6] было показано, что чем более сложным является судно (корабль), тем более приемлемым для него является модульно-аг-регатный вариант реализации модульных принципов, в отличие от более простых по конструкции судов, для которых эффективен модуль-но-панельный (секционный) метод.
Для подводного кораблестроения, как наиболее сложной части судостроения, преобладающим, начиная с 70-х годов ХХ века, стано-
вится модульно-агрегатный метод проектирования и постройки (МАМ). Он объединил изложенные выше преимущества блочной постройки ПЛ и очевидный эффект агрегатирования механизмов и оборудования (рис. 6, 7) [7]. В наибольшей степени МАМ был внедрен при массовой постройке АПЛ II и III поколений в 80-е годы [4, 8]. Блок-модули, из которых собирались ПЛ, насыщались предварительно собранными сборочно-монтажными единицами (СМЕ), разработанными по функциональному (агрегат, монтажный блок) или территориальному (монтажный узел, зональный блок, блок-модуль) принципу. Возможности и эффективность применения МАМ находятся в прямой зависимости от серийности постройки и размеров проектируемых и строящихся ПЛ. Чем выше серийность, тем больше возможностей для унификации и стандартизации СМЕ, применения их в разных проектах ПЛ и увеличения масштабов внедрения МАМ. Этому же способствовал рост размерений советских АПЛ, что позволило увеличить возможности применения зонального принципа формирования СМЕ и довести, в частности, массу монтажных и зональных блоков до нескольких сотен тонн, а размеры приблизительно 20х10х 10 м (рис. 8, 9). Масштабы внедрения МАМ достигли своего мак-
Рис. 6. Агрегат двигателя 5ДКРН62/140-3 на сборочном стенде
симума к 9
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.