Каковы же были различия между первыми американскими и советскими атомными подводными лодками?
Для первого этапа создания и освоения АПЛ в США характерен поисковый принцип: отрабатывалась конструкция корабля и определялись боевые возможности АПЛ при участии флота как заказчика и научно-промышленного комплекса. На этом этапе, например, не предъявлялись высокие требования к скорости полного подводного хода: опытный «Наутилус» мог развивать скорость 23 узла, серийные «Скейт» – 20 узлов[44]. Американские специалисты отдавали больший приоритет подводной автономности, возможности совершать скрытные переходы и длительно находиться в районах, прилегающих к территории вероятного противника. Это подтверждается выполнением первыми американскими АПЛ походов в Арктику (3 августа 1958 года «Наутилус» достиг Северного полюса Земли) и заходами в ее советский сектор. Отсюда же и повышенное внимание американских кораблестроителей к проблеме снижения акустического поля ПЛ, первые воплощения которого стали проявляться уже на кораблях следующего поколения[45]. Советские же подлодки обладали более высокой подводной скоростью, что обеспечивало более быстрый переход в район действий и позволяло атаковать быстроходные надводные корабли.
Американские конструкторы в основном ориентировались на решения, полученные при проектировании ДЭПЛ «Тэнг». Первые АПЛ сохраняли значительное удлинение корпуса и протяженную – до 50–55 % – цилиндрическую вставку. Носовая оконечность имела такую же форму, как и у немецкого типа XXI, а кормовая часть – новую форму, близкую к осесимметричной, с крестообразными рулями. Гребные валы (все лодки были двухвальными) проходили через горизонтальные стабилизаторы, как на германских ПЛ XXI типа. Ограждение рубки имело форму, аналогичную ПЛ «Тэнг», но располагалось ближе к носу.
Советские торпедные АПЛ, напротив, резко отличались по внешнему облику от послевоенных ДЭПЛ проектов 613 и 611. Несмотря на то что они сохранили большое удлинение, корпус их имел форму, близкую к осесимметричной, с обтекаемым каплеобразным носом. Цилиндрическая вставка, как и у американских, была велика и составляла 50 % длины корпуса. В кормовой части обводы поперечных сечений становились эллиптическими и постепенно сводились к плоским. Кормовое оперение – аналогично германским ПЛ XXI типа.
Очевидно, что богатейший немецкий опыт строительства подводных лодок в годы Второй мировой войны не был обойден вниманием по обе стороны океана.
У советской подводной лодки новая форма была придана ограждению рубки, которая в советском кораблестроении получила наименование «лимузинной», отличающейся соотношением высоты к длине меньше единицы и плавным переходом крыши в наклонную кормовую кромку. Для такой формы характерно объемное обтекание и низкий коэффициент сопротивления[46].
При создании первых АПЛ американские специалисты приняли достаточно смелое проектное решение: на большей части длины они перешли на однокорпусную конструкцию, а двухкорпусная сохранялась в районе носовых торпедных отсеков и турбинного отсека.
Однокорпусный тип конструкции – легкий корпус на всей длине отсутствует (имеется только в оконечностях). Двухкорпусный – легкий корпус простирается на всю длину, полностью охватывая прочный корпус. Смешанным или частично однокорпусным называют сочетание на длине прочного корпуса однокорпусных и двухкорпусных участков.
Таким образом, архитектурно-конструктивный тип первых американских АПЛ можно определить как смешанный (однокорпусный на части длины) с развитой надстройкой. В результате запас плавучести сократился с 30–35 %, характерных для ДЭПЛ, до 14–16 %.
Выбор такого конструктивного решения был обусловлен следующими факторами:
– стремлением сократить полное подводное водоизмещение и достичь более высоких скоростей полного хода при принятой мощности энергетической установки;
– отсутствием необходимости обеспечивать высокую мореходность в надводном положении, так как доминирующим режимом становилось подводное плавание;
– пересмотром взглядов на надводную непотопляемость;
– отсутствием необходимости размещать большие запасы дизельного топлива.
Из перечисленных факторов наиболее радикальным следует признать отказ от одноотсечного стандарта непотопляемости (обеспечивается плавучесть лодки при затоплении одного отсека и прилегающих цистерн балласта) – здесь произошел определенный скачок с переходом на качественно новый уровень.
Однако однокорпусная компоновка позволяла также снизить уровень акустической заметности подводной лодки. То есть американские однокорпусные лодки априори были тише советских двухкорпусных, уступая им в прочности и живучести. Необходимо отметить, что строительство двухкорпусных подводных лодок является более дорогим мероприятием в силу расхода материалов и более сложным в силу компоновки и увязки внутри двух корпусов.
В отличие от американских, советские АПЛ первого поколения сохранили полностью двухкорпусный архитектурно-конструктивный тип, поскольку необходимость обеспечения надводной непотопляемости при затоплении одного отсека сомнению не подвергалась. Кроме того, наружный корпус обеспечивал плавные, хорошо обтекаемые обводы, которые совместно с увеличением мощности энергетической установки компенсировали увеличение полного подводного объема при достижении требуемой скорости хода. Общая компоновка первых АПЛ как в США, так и в СССР не претерпела радикальных изменений по сравнению с послевоенными ДЭПЛ.
Накопленный опыт разработки и эксплуатации АПЛ убедил кораблестроителей и командование ВМФ СССР и ВМС США в возможности и безопасности применения атомной энергетики в подводном плавании, что позволило приступить к созданию более совершенных кораблей нового поколения. Для данного этапа было характерно окончательное осознание АПЛ как чисто подводного корабля, выполняющего свои задачи без всплытия на поверхность. Другой отличительной чертой, определившей сумму приоритетов среди боевых качеств и облик атомных торпедных лодок второго поколения, стала их переориентация на решение противолодочных задач.
Дополнительным мероприятием по снижению сопротивления и подводной акустической заметности явилось сокращение количества плохообтекаемых деталей на корпусе: любых выступов, вырезов и отверстий. То же самое касается замены винтов на подводных лодках. «Наутилус» при рождении получил стандартные пятилопастные винты, которые характерно «пели», делая лодку легко обнаружимой. С конца 1950-х годов он получил модернизированные пятилопастные винты, которые уменьшали шумность лодки. И с конца 1960-х годов использовались уже специальные семилопастные винты. Изменение формы винтов требовалось для снижения шумности лодки (как один из параметров).
Понятно, что в ходе эксплуатации первых подводных лодок что США, что СССР сталкивались с новыми, ранее не изученными областями знаний и проблемами, многие из которых требовали кардинальных изменений в проектах. В частности, на «Наутилусе» при скоростях выше 8 узлов возникали такие вибрации, что сонар лодки оказывался бесполезен[47]. Она была абсолютно «глухой». Выяснилось, что на скоростях выше 16 узлов потоки воды, обтекающие рубку, заставляют лодку вибрировать с опасной частотой – возникают условия для разрушения корпуса лодки. Получалось, что на скоростях выше 8 узлов лодка представляла угрозу для самой себя. К августу 1955 года выяснилось, что на скоростях 12–16 узлов лодка начинает разрушать сама себя (то есть были структурные повреждения и разрушения), но это смогли исправить частичной переделкой конструкции лодки, в частности балластных цистерн, где и возникали вибрации.
При первой же модернизации (постановке в док) это постарались исправить. Но в результате первое поколение американских АПЛ – что «Наутилус», что последующий «Сивульф» – страдали от шума и вибраций. Исправление этих ошибок с помощью ученых, промышленности и моряков дало ценный опыт, который потом привел к тому, что лодки стали тише, тишина доминировала над скоростью у американских лодок.
Необходимо также отметить, что уже на первом поколении подводных лодок США (в СССР в меньшей степени) были значительно улучшены условия обитаемости экипажа. Пока кораблестроители восхищались потенциалом атомного реактора, военные восхищались способностью долгих автономных действий под водой. Сами моряки «Наутилуса» восхищались индивидуальным спальным местом (такого на ДЭПЛ не было), машиной для производства мороженого и льда, автоматом с газировкой и музыкальным автоматом, подсоединенным к внутренней аудиосистеме. В столовой для просмотра кинофильма могло собраться до 50 человек. И все это с постоянным свежим воздухом (в отличие от дизельной лодки, где не было способа избавиться от запаха пота, масла, металла) и чистой питьевой водой.
Без связи с атмосферой проблема снабжения воздухом была решена за счет использования портативных регенеративных установок (в пластинах), которые поддерживали в отсеках корабля воздух с необходимой концентрацией кислорода и углекислого газа, а также за счет внедрения кондиционеров и специальных фильтров для очистки воздуха от примесей. В СССР эту систему отработали на ДЭПЛ «Народоволец», которая 50 суток провела без какой-либо связи с атмосферой. У американцев на USS 571 «Наутилус» запас кислорода пополнялся первоначально из кислородных баллонов, установленных в балластных цистернах[48]. Позже появились кислородные установки / генераторы, которые химически делили воду на водород и кислород, а потом водород дожигался в специальных печах или выдувался за борт. На «Наутилусе» температура поддерживалась от 20 до 22 °C, а влажность – около 50 %.
Установка фильтрации воды позволяла регулярно принимать душ (а не протираться ваткой со спиртом), причем у американцев на «Наутилусе» вода наилучшей очистки шла в аккумуляторные батареи, а менее чистая – для готовки или питья.
На первой атомной подводной лодке СССР, «К-3», первая помывка проводилась через 20 суток, последующие – через каждые 10 суток похода. После помывки выдавалось новое разовое белье, а смененный комплект утилизировался путем выброса мешками ДУК за борт (дистанционно удаляемые, или утилизационные, контейнеры). Так, впрочем, поступают почти со всем мусором на лодках.
Огромный вклад в развитие американского подводного флота внесла лаборатория Дэвида Тейлора (штат Мэриленд), которая в 1949 году создала две обтекаемые модели возможного корпуса подводной лодки (с одним и с двумя винтами), которые потом протестировали в аэротуннеле на авиабазе Лэнгли, Вирджиния. Там тестировали скорости полета от 300 до 3000 миль в час, то есть от 482,7 до 4827 км/ч. Для того чтобы избежать конкуренции, решили строить лодку как экспериментальную, для отработки противолодочной обороны. То есть как мишень для авианосных групп. Лодка предназначалась для развития максимальной скорости под водой, и добро на ее постройку дали 25 ноября 1950 года. Имя ей присвоили Albacore, индекс экспериментального судна AGSS-569. Это длинноперый тунец, который отличается приличной скоростью под водой. Лодку заложили в 1952 году, приняли на службу 6 декабря 1953 года. Дизель-электрическая подводная лодка развивала (после ряда модернизаций) рекордную скорость в 33 узла. Это достигалось оптимальной формой обтекания корпуса, и сказалось уже на следующем проекте Skipjack, которую заложили в 1956 году и которая отличалась уже формами обтекания корпуса, в отличие от Nautilus/Seawolf.
Улучшенные условия службы на атомных подводных лодках в США и в СССР вкупе с высокими уровнями зарплат обеспечивали материальную привлекательность базового уровня. Густая завеса тайны над задачами и походами, окутывавшая подводников, добавляла привлекательности. Сложность службы, сравнимая только с полетом в космос, бросала вызов молодым людям, которые хотели выйти в море на чуде современной науки и техники – атомной подводной лодке.