L'Unione Sovietica è stato il primo paese al mondo a iniziare la produzione in serie di navi da guerra con centrali elettriche principali a turbina a gas - BOD (ora classificato come TFR nella Marina russa e come cacciatorpediniere nella Marina indiana) del Progetto 61, il famoso "cantante fregate". Questo evento ha segnato una rivoluzione nella creazione di centrali elettriche navali. La centrale elettrica principale della turbina a gas aveva così tanti vantaggi rispetto alla turbina a vapore che divenne lo standard nella progettazione delle navi da guerra per molti anni. Man mano che le turbine a gas a bordo delle navi diventavano sempre più sofisticate e potenti, furono installate su navi di superficie sempre più grandi. Attualmente sono installate centrali a turbina a gas su navi come la classe America UDC, il cui dislocamento supera le 40mila tonnellate, e portaerei di pari dislocamento, progetto 71000E Vikrant, di costruzione indiana.
Sfortunatamente, non sono riusciti a mantenere il campionato in URSS. Se gli americani alla fine degli anni Sessanta arrivarono a un'unica famiglia di turbine unificate basata sulla General Electric LM2500 GTE, allora in URSS continuarono a progettare turbine diverse per il postcombustore e il progresso economico, e di progetto in progetto potrebbero esserci GTE differenti per gli stessi scopi.
Peggio ancora, se gli americani su tutte le nuove navi, ad eccezione delle più grandi centrali elettriche a turbina a gas installate (ad eccezione dell'UDC), in URSS è stata costruita una serie di cacciatorpediniere a turbina a vapore del Progetto 956.
L'URSS ha agito in modo estremamente irrazionale, come se i leader responsabili della politica tecnica della Marina non avessero una strategia chiara o non avessero alcun potere. Naturalmente, ciò ha dato luogo a spese inutili e superflue, che hanno gravemente paralizzato l'economia sovietica, che era debole rispetto a quella americana. Come hanno dimostrato gli anni successivi, questo approccio, purtroppo, si è rivelato la norma, non un'anomalia.
Il perseguimento di sistemi tecnicamente complessi, che è stato il "flagello" della Marina Militare fin dai tempi di D. F. Ustinov, non è diventato obsoleto fino ad oggi, e continua ancora a dominare le menti dei capi navali e dei "comandanti" dell'industria. Purtroppo, nelle condizioni di un'economia a malapena in crescita, questo approccio non funziona.
Funziona in modo abbastanza diverso.
Circa dopo l'inizio degli anni '80 del XX secolo, nelle flotte occidentali si sono verificate due successive rivoluzioni nella creazione della centrale elettrica. È vero, non erano tanto tecnologici quanto ingegneristici. I produttori stranieri di motori diesel hanno portato i loro prodotti a un tale livello di densità di potenza, efficienza del carburante e affidabilità che è diventato possibile creare navi da guerra piuttosto grandi con centrali elettriche completamente diesel.
Inizialmente, si trattava di diversi motori diesel, insieme, attraverso un cambio operante su una linea d'albero. In Occidente, questo schema era chiamato CODAD - Coworking diesel e diesel. Con questo schema, sono stati utilizzati uno o due motori diesel per guidare in modalità economica e il secondo motore diesel (o una coppia) è stato collegato quando era necessario raggiungere velocità elevate vicine al massimo.
Devo dire che tecnicamente non c'era nulla di nuovo in questo schema: le navi diesel hanno combattuto con successo durante la seconda guerra mondiale. L'approccio era nuovo: ora i motori diesel erano installati in modo massiccio su navi da guerra abbastanza grandi, su quelle che in precedenza sarebbero state necessariamente dotate di turbine, e allo stesso tempo potevano fornire sia una buona velocità che un livello accettabile di comfort per l'equipaggio, mentre significativamente ridurre i costi di costruzione e gestione delle navi. In effetti, ai vecchi tempi, i motori diesel venivano installati o su alcune piccole navi da guerra e barche, o, in via eccezionale, sulle Deutschlands tedesche, ma questa era un'eccezione a tutte le regole e, dal punto di vista dell'abitabilità dell'equipaggio, era una brutta eccezione.
Anche le centrali elettriche combinate, costituite da motori diesel per il funzionamento economico e da una turbina a gas per l'alta velocità (CODAG - Coworking diesel and gas), sono diventate un fenomeno di massa.
La seconda rivoluzione, avvenuta molto più tardi, è stata l'emergere di centrali elettriche integrate sufficientemente potenti e compatte, in cui sia i generatori diesel che le turbine generano elettricità per i motori elettrici di propulsione e questi ultimi guidano la nave. Quindi, sul nuovo cacciatorpediniere Tipo 45 della Marina britannica, è un'installazione diesel-elettrica utilizzata come sistema che garantisce il progresso economico. Per raggiungere la modalità di movimento ad alta velocità vengono utilizzate turbine a gas con generatori e la potenza massima dei due motori elettrici in funzione è di 20 Megawatt ciascuno. Questo è un sistema innovativo e, a quanto pare, il futuro appartiene a tali centrali elettriche, poiché non hanno requisiti rigorosi per il posizionamento dei motori rispetto alle linee dell'albero: i generatori diesel e i generatori di turbine possono essere installati in qualsiasi luogo adatto.
Quando, all'inizio degli anni 2000, si iniziò a stanziare denaro in Russia per la costruzione di navi da guerra, sembrava che la tendenza globale sarebbe continuata qui. Motori diesel, motori diesel con turbina, poi, forse, propulsione elettrica, per la quale ci sono stati e ci sono sviluppi abbastanza buoni. La corvetta del progetto 20380 ha ricevuto due unità diesel-diesel DDA 12000 (CODOD), composte da due motori diesel dello stabilimento di Kolomna da 6000 CV ciascuno. ciascuno lavorando su un cambio comune.
La fregata del progetto 22350 ha ricevuto due unità turbina diesel-gas da una turbina a gas e un motore diesel.
Sono noti ulteriori eventi: dopo aver ricevuto i soldi, la Marina non è riuscita a dominarli. In primo luogo, ci sono stati gravi ritardi nella consegna della fregata di piombo 22350, le corvette 20380 sono state completate in un tempo inimmaginabilmente lungo, con costanti adeguamenti al progetto, il "tilt" di Serdyukov è iniziato nell'acquisto di componenti importati, Maidan-2014, sanzioni per la Crimea, un calo dei prezzi del petrolio, che, come al solito, ha improvvisamente aperto a tutti la crisi della produzione di motori e ingranaggi presso la PJSC "Zvezda" di San Pietroburgo, ecc. Fortunatamente, la flotta è riuscita a ricevere dall'Ucraina tre centrali elettriche per le fregate del Progetto 11356, che hanno "coperto" la flotta del Mar Nero …
La nuova realtà, in cui si trovavano la Marina Militare e la cantieristica navale, spinse l'industria nazionale ad iniziare a sviluppare e produrre le proprie turbine a gas, e a schierare (purtroppo, finora senza successo) la produzione di riduttori presso gli stabilimenti di PJSC "Zvezda ". Sfortunatamente, queste furono le ultime decisioni sensate in termini di fornitura di centrali elettriche alle navi.
Sembrerebbe che, dopo aver speso i motori diesel dello stabilimento di Kolomna e molti esempi stranieri di navi completamente diesel completamente riuscite, sia possibile per un po' "chiudere il problema" con la centrale, in ogni modo possibile costringendo il produzione di unità DDA 12000, seppur con ritardi ridotti, e "ricostruendo" l'architettura delle navi intorno ad esse. Più tardi, in futuro, quando le turbine domestiche e i riduttori per loro sarebbero stati pronti per la produzione, potrebbero essere utilizzati su navi da guerra grandi e costose, che, nelle realtà economiche della Federazione Russa, non possono essere molto, ma enormi motovedette, corvette, leggero per equipaggiare fregate con motori diesel. Inoltre, grandi volumi dei loro acquisti garantirebbero che il produttore - Kolomensky Zavod - avesse non solo un interesse teorico nella creazione di nuovi motori diesel e nel miglioramento di quelli vecchi, ma anche una reale opportunità per farlo. Tutto, però, è andato diversamente.
Poi inizia la parte oscura della storia.
Trovandosi in una situazione in cui le interruzioni nelle catene tecnologiche (interruzione delle forniture dall'Ucraina, divieto di fornitura di motori diesel MTU importati alla Russia per le corvette del progetto 20385 e MRK del progetto 21361) hanno coinciso con una crisi economica causata da un calo prezzi del petrolio, la Marina e il Ministero della Difesa nel suo insieme, nelle questioni relative alla costruzione navale e alla fornitura di navi per centrali elettriche, hanno continuato a comportarsi come se non ci fossero problemi in giro né con la fornitura di attrezzature né con il denaro.
In primo luogo, è stato annunciato che la costruzione di una serie di navi del Progetto 22350 è stata interrotta a favore di una nave più potente e più grande, che verrà creata solo in futuro secondo il progetto ora noto come 22350M. Da un lato, questo è positivo: tali navi in battaglia possono fare molto di più anche delle fregate più high-tech, come la 22350. Ma d'altra parte, mentre non esiste nemmeno un progetto per una nave del genere, ci sono solo disegni approssimativi che sicuramente non corrisponderanno alla realtà. L'idea espressa dai rappresentanti della Marina Militare che la posa di nuove navi possa iniziare nel 2020 è eccessivamente ottimistica e, a quanto pare, profondamente errata. E questo nonostante il fatto che a costo di super-sforzi, sia stato possibile stabilire, sebbene una produzione lenta, ma ancora in qualche modo funzionante, di riduttori per queste navi!
In secondo luogo, la costruzione di una serie di navi del Progetto 20380 è stata interrotta e, di conseguenza, il programma per la produzione di motori diesel marini presso la Kolomensky Zavod è stato notevolmente ridotto. L'ultima delle corvette sarà commissionata intorno al 2021. Invece di una corvetta più o meno elaborata del progetto 20380, sono iniziati i lavori sulla nave (non posso chiamarla una corvetta) del progetto 20386 - una nave estremamente complessa tecnicamente, molto costosa, armata debolmente e strutturalmente fallita, costruita su un concetto completamente ridicolo di uso di combattimento (una nave della zona di mare vicina, presumibilmente in grado di svolgere "occasionalmente" compiti in lontananza - qualunque cosa ciò significhi), con un numero enorme di soluzioni tecniche estremamente rischiose e armi di potenza inferiore a il loro predecessore, il progetto 20385 corvette, e molto seriamente inferiore.
Analizzando questo progetto è già stato effettuato, e più in dettaglio, qui ci limiteremo alle domande relative alla sua centrale elettrica. Nel progetto 20386 è stata utilizzata una centrale elettrica a turbina a gas con propulsione elettrica parziale. Due turbine a gas, che lavorano attraverso un cambio sugli alberi dell'elica, forniscono un funzionamento ad alta velocità, motori elettrici di propulsione e generatori diesel: progresso economico. I motori elettrici traslanti operano sullo stesso riduttore delle turbine, che determina la caratteristica "parziale". Tale installazione stessa è molte volte più costosa dei quattro motori diesel e riduttori Kolomna utilizzati sulle corvette dei progetti 20380 e 20385 e il ciclo di vita di una nave del genere è molte volte più costoso a causa del maggiore consumo di carburante delle turbine e altro costose riparazioni di una tale centrale elettrica. Ma la Marina non è stata fermata né da queste considerazioni né da rischi tecnici (ad esempio, il cambio modello 6RP non è ancora pronto, una stima ottimistica della data di ricezione della prima centrale elettrica per la nave è il 2020. Nella migliore delle ipotesi).
La Marina non è stata fermata dal fatto che la Kolomensky Zavod, vedendo tale lancio, nella migliore delle ipotesi, continuerà a trattare la produzione di motori per la Marina come qualcosa di profondamente secondario, rispetto alla produzione di motori per le ferrovie (a un certo momento, la flotta potrebbe scoprire, che nessuno vuole incontrarlo in nulla, nemmeno per promesse di denaro).
Inoltre. Le consegne alla flotta di vari motori diesel della famiglia D49, utilizzati sia nella centrale elettrica della corvetta 20380 che nella fregata 22350, accelereranno la creazione nello stabilimento di Kolomna di una famiglia di motori diesel di una generazione fondamentalmente nuova: D500. E questo aprirebbe prospettive completamente diverse per la Marina, perché il più potente 20 cilindri diesel della famiglia ha una potenza stimata di 10.000 CV. Quattro di questi motori diesel consentono di assemblare una centrale elettrica sufficiente per una nave da guerra ad alta velocità con un dislocamento di 4.000 tonnellate, mentre il ciclo di vita di tale installazione è molto più economico di quello di qualsiasi turbina a gas concepibile.
È importante in un ambiente in cui i finanziamenti di bilancio diminuiranno continuamente? Una domanda retorica, no?
Facciamo una prenotazione. La Marina addolciva ancora la pillola di Kolomna.
Nel 2014 è iniziata la posa delle cosiddette navi di pattuglia del progetto 22160. E queste navi alla fine hanno ricevuto i motori diesel Kolomna. È vero, la storia con loro sembra strana e ha un cattivo odore: da un lato, le navi si sono rivelate chiaramente inutili e inutilizzabili per l'uso previsto. È abbastanza ovvio che ogni rublo speso per loro è stato sprecato (e questo è, secondo gli esperti, espresso in conversazioni private, circa settanta miliardi di rubli nel 2014 prezzi per una serie di sei navi / Tuttavia, questi dati potrebbero rivelarsi non essere del tutto esatto). D'altra parte, ogni nave ha due motori (la corvette 20380 ne ha quattro), il che rende l'affare meno redditizio anche per Kolomna. In effetti, la Marina riesce a rendere tutti perdenti, sia se stessa che il paese nel suo insieme, e i fornitori. Zelenodolsk ha vinto, ma potrebbe ordinare qualcosa di più utile!
Ad esempio, invece di una 20386 e sei 22160, sarebbe possibile ordinare cinque corvette 20380 per circa gli stessi soldi, inoltre, sarebbe sufficiente per qualche piccolo ammodernamento. La flotta avrebbe ricevuto cinque navi più o meno utili invece di sei assolutamente inutili e uno scalo di alaggio occupato, Kolomna avrebbe ricevuto un ordine per venti motori diesel, non dodici, la capacità di combattimento della Marina aumenterebbe, ma…
In generale, la "tendenza" è negativa. Nuove navi da guerra con motori diesel non vengono costruite o ordinate, e non abbiamo progetti puramente di turbine, e quando saranno sconosciuti, ad eccezione della nave disastro del progetto 20386, i cui principali meriti sono stati pompare fuori dal budget un sacco di soldi e "uccidendo" il programma di costruzione di navi normali e a tutti gli effetti della zona del mare vicino. E che, notiamo, è ancora del tutto possibile che non funzioni. I rischi del progetto sono troppo grandi.
Per contrastare con la nostra triste realtà, considera come l'avvento di diesel compatti, potenti e affidabili ha avuto un impatto sulla cantieristica navale mondiale. Il formato dell'articolo non prevede l'analisi di tutto ciò che viene costruito e pianificato nel mondo, quindi ci limiteremo a un paio di esempi.
Alla fine degli anni Ottanta del secolo scorso, divenne chiaro ai francesi che le tensioni nel mondo si sarebbero seriamente attenuate nei prossimi anni. Pertanto, per aggiornare la Marina francese, furono ordinate nuove fregate, di idoneità limitata alla guerra su vasta scala, ma ben adatte per compiti in tempo di pace nelle ex colonie francesi. Questa è una serie di fregate "Lafayette".
Da un lato, la nave ha ricevuto uno scafo e una sovrastruttura poco appariscenti, con una quota record di soluzioni realizzate utilizzando tecnologia stealth, elettronica di controllo avanzata e moderne armi elettroniche e radiotecniche. D'altra parte, invece di un vero e proprio sistema missilistico antiaereo, è stato semplicemente lasciato spazio per esso e la centrale elettrica della nave è stata realizzata sotto forma di un motore puramente diesel. Il progetto si è rivelato di successo, poco costoso e l'intera serie Lafayette costruita per la Francia è ancora in servizio, altre tre navi sono state ordinate e acquistate dall'Arabia Saudita e Singapore e Taiwan hanno costruito diversi analoghi per se stessi, basandosi su tecnologie e componenti francesi.
Tali navi sono una buona soluzione per situazioni in cui è necessaria una presenza navale e il budget è limitato. Hanno armi deboli, ma, come detto, è abbastanza facile costruire il loro roster. D'altra parte, anche se le navi fossero dotate di sistemi di difesa aerea a tutti gli effetti, il Cliente risparmierebbe comunque molto su una centrale diesel economica e un costo inferiore del ciclo di vita della nave. Certo, i motori diesel erano usati massicciamente sulle navi da guerra e altre classi costruite nel mondo in quegli anni, ma Lafayette è una fregata con un dislocamento di 3.600 tonnellate, una nave oceanica con un'ottima tenuta di mare, autonomia di 50 giorni e una autonomia di crociera fino a 9.000 miglia nautiche.
L'esempio si è rivelato contagioso.
La Cina, che fin dagli anni Sessanta praticava la costruzione di navi da guerra diesel (non per una buona vita, ma per l'impossibilità di produrre una centrale elettrica di tipo diverso) di piccola cilindrata, fino a 2500 tonnellate, alla fine degli anni Novanta, iniziò per creare la sua "Lafayette" - una nave di dimensioni comparabili e dotata degli stessi motori diesel del "progenitore" francese e di una vasta gamma di attrezzature francesi.
All'inizio degli anni 2000, la nave è entrata in produzione in serie come "Tipo 054". Furono costruite due navi. Poco dopo, tuttavia, il progetto è stato migliorato: la difesa aerea è stata rafforzata, le armi elettroniche sono state aggiornate, l'efficacia del combattimento è stata notevolmente aumentata e i motori diesel francesi sono stati sostituiti con quelli autorizzati con gli stessi parametri. Oggi la fregata "tipo 054A" è la principale nave cinese della zona del mare lontano. Con un dislocamento di 4000 tonnellate, questa nave è una "compagna di classe" del nostro progetto 11356, costruito per la Marina Militare in triplice copia. Ma se non possiamo costruire tali navi (dopo la rottura con l'Ucraina, non c'è un posto dove trovare una centrale elettrica e il lavoro da soli si è fermato), allora i cinesi continuano la serie e oggi queste fregate sono nei ranghi dei cinesi Marina per un importo di 30 unità (2 unità 054 e 28 unità 054A), tre sono in costruzione e c'è un ordine per due navi per il Pakistan.
I nostri programmi di costruzione navale "non sembrano buoni" in questo contesto. Naturalmente, la fregata Project 22350 è in grado di distruggere navi come la 054A fino a quando non esaurisce le munizioni. Ma ne abbiamo solo due, altri due nell'edificio e basta. Ci sono voci sull'ordinazione di un paio di unità in più, ma in generale la Marina tende alla proiezione, preferendo immagini e costosi lavori di sviluppo alle navi reali. È abbastanza ovvio che è impossibile risolvere con quattro o sei anche le navi più perfette gli stessi compiti che vengono risolti da tre dozzine di "quelle" più semplici. La quantità conta.
Cosa potrebbero fare la Marina Militare, il Ministero della Difesa e la cantieristica?
Accetta il concetto formulato a suo tempo da Elmo Zumwalt. Una flotta di un piccolo numero di navi ultra efficienti, ma costose e complesse, e un gran numero di navi di massa semplici ed economiche. E se il 22350 e il futuro 22350M hanno pienamente diritto a rivendicare il posto del primo, allora il secondo dovrebbe essere "extra".
E qui torniamo ai diesel.
Attualmente in Russia c'è personale altamente professionale per la progettazione degli scafi delle navi, c'è una base di prova per elaborare le forme dello scafo in diverse condizioni. Ci sono fabbriche che possono costruire rapidamente navi di dislocamento relativamente piccolo. Ci sono sistemi e componenti prodotti in serie, armi ed elettronica. C'è lo stabilimento di Kolomna, che è in grado di avviare sin da subito la costruzione di motori diesel, che possono essere la base per la centrale elettrica di corvette (e questo è già stato fatto su diversi progetti) e fregate.
In effetti, nulla ci impedisce per diversi anni di creare un paio di classi di navi di massa su centrali diesel con campioni seriali di attrezzature e armi (ad esempio una corvetta dell'OLP e una fregata leggera), posarle in grandi quantità, costruire e consegnarli. Sì, non sarà 22350 o FREMM. Ma sarà comunque una nave da guerra a tutti gli effetti e pericolosa, che, a causa dell'assenza della necessità di perfezionamento a lungo termine e sviluppo di nuovi componenti, sarà costruita rapidamente e si arrenderà senza indugio. Allo stesso tempo, ordini stabili di motori diesel allo stabilimento di Kolomna lo aiuteranno a portare rapidamente la linea DC500 alla serie, che aumenterà il dislocamento e ridurrà il volume interno della nave necessario per ospitare la centrale.
Inoltre, l'aggiornamento alla serie D500, incluso il 20SD500, consentirà di ampliare la centrale diesel fino a navi molto grandi. Quanto sopra è un esempio di navi da guerra Kriegsmarine di classe Deutschland. Con oltre 11.000 tonnellate di cilindrata, disponevano di una centrale diesel da 56.000 CV. L'uso del motore 20DS500 consentirebbe a una nave del genere di essere spinta da sei motori. Inoltre, le moderne tecnologie per l'incapsulamento dei motori, la soppressione del rumore e l'ammortamento delle centrali elettriche ridurrebbero il livello di rumore sulla nave a un livello accettabile.
Questo, ovviamente, non significa che si dovrebbe farlo (sebbene la domanda valga la pena di essere studiata). Ciò significa che in caso di problemi con la produzione delle turbine oa causa della loro ipotetica carenza (beh, improvvisamente), la Marina avrà una capacità di riserva. Tuttavia, poche persone se ne preoccupano oggi.
Vale la pena notare che l'idea di un "russo 054A" è stata ripetutamente espressa da molti esperti, discussi nella comunità professionale e persino tra gli appassionati dello sviluppo della potenza navale russa, secondo indiscrezioni, ci sono sostenitori tra i alti ufficiali della flotta, l'industria è abbastanza in grado di costruire tali navi … e non succede nulla.
L'unico collo di bottiglia in un progetto del genere è il cambio per la centrale elettrica. Ma questo problema potrebbe essere risolto in qualche modo.
È interessante notare che i cinesi, che stanno osservando da vicino i nostri sforzi navali, capiscono la necessità di avere una nave così grande anche per la Russia. Non per la prima volta, il loro progetto 054E, una versione speciale per l'esportazione della fregata, a cui i cinesi hanno persino dato il nome in lingua russa "SKR del progetto 054E", è emerso alle mostre navali. Una nave pattuglia, come chiamavamo navi di questa classe.
Sarà sorprendente se la mediocre gestione delle questioni navali porterà al fatto che i nostri TFR o fregate (e forse corvette) saranno realizzati in Cina. Tenendo conto del fatto che la Russia, sia tecnicamente che economicamente (ma per qualche ragione non organizzativamente) può costruire da sola tali navi (e saranno migliori di quelle cinesi), questa sarà semplicemente una vergogna indelebile per tutti coloro che, per la loro inerzia e disinteresse, portano la flotta fino alla completa disintegrazione.
Tuttavia, queste persone in particolare non temono una tale prospettiva.
Non facciamo nemmeno quello che possiamo, non impariamo e il risultato sarà abbastanza naturale. Speriamo che crollo e crollo della Marina non si manifesterà come risultato di una sconfitta militare.
Questa speranza è l'unica cosa che ci rimane oggi.
