НЕМЕЦКИЕ ПОДВОДНЫЕ ЛОДКИ XVII СЕРИИ
Предшественником XVII серии был довоенный проект лодки типа V (Versuchsanlage - опытная установка), разработанный в конструкторском бюро Гельмута Вальтера. Лодка типа V представляла собой подводную лодку, сравнимую по размерам с лодкой II серии, и предполагала использование принципиально нового типа энергетической установки - газотурбинного двигателя. Идея Гельмута Вальтера заключалась в использовании продуктов разложения перекиси водорода - кислорода и перегретого (до 930 градусов по Цельсию) пара, что в дальнейшем давало возможность использовать полученную смесь для сжигания нефтяного топлива в камере сгорания и образовавшийся в результате этого поток пара и газов направлять в турбину.
Первым из промежуточных проектов стал проект подводной лодки VB 60 водоизмещением 60 тонн. Этот проект был разработан совместно с инженерами фирмы F. Krupp Germaniawerft AG, однако срок готовности лодки сначала были вынуждены перенести с мая на сентябрь 1939 года, а затем и вовсе отказаться от этого проекта. Главным недостатком энергетической установки было то, что потреблялось огромное количество перекиси водорода (в 25 раз больше рабочего вещества на милю, чем дизель), серьезно ограничивая дальность плавания лодки, оборудованной только двигателем с турбиной Вальтера. В связи с малыми размерами проект VB 60 был заменен новым проектом V 80 с турбиной Вальтера мощностью 2000 л.с. Эта экспериментальная лодка (прототип XVII серии) была спущена на воду 19 января 1940 года, достроена весной и интенсивно испытывалась с лета этого же года. Хотя управляемость лодки на высоких скоростях вызывала затруднения, в результате чего она внезапно выныривала и погружалась, 8 июля 1942 года во время испытаний в подводном положении V 80 достигла скорости 26,5 узлов.
Вслед за относительным успехом V 80 был разработан первый из пяти последующих проектов. Он был предложен в 1941 году и представлял собой подводную лодку V 300 водоизмещением 300 тонн. Проектом предусматривалось наличие двух турбин Вальтера по 2180 л.с., двух 6-цилиндровых дизельных двигателей по 150 л.с. и двух электродвигателей по 75 л.с. Осенью 1941 года практически один за другим были предложены второй и третий проект лодок V 300 водоизмещением 500 и 610 тонн соотвественно. 18 февраля 1942 года конструкторы фирмы F. Krupp Germaniawerft AG получили заказ на постройку U-791 - экспериментальной подлодки типа V 300. В 1943 году U-791 была спущена на воду, но не достроена.
Wa201 и Wk202
После принятия в январе 1942 года принципиальных решений о постройке экспериментальных подлодок конструкторами верфи Blohm & Voss был разработан проект Wa201, а конструкторами фирмы F. Krupp Germaniawerft AG - проект Wk201, во избежание путаницы позднее переименованный в Wk202. Заказы на постройку двух подлодок U-792 и U-793 проекта Wa201 был получен 19 июня 1942 года, а заказы на постройку U-794 и U-795 проекта Wk202 - 7 августа 1942 года. Лодки проекта Wa201 согласно техническим данным должны были развивать под водой скорость 25 узлов, а лодки проекта Wk202 - скорость 26 узлов. Все они использовались исключительно для проведения испытаний, по результатам которых было сделано заключение о превосходном качестве конструкции и потенциальной высокой боевой эффективности лодок производства верфи Blohm & Voss. Но одновременно обнаружились и многочисленные недостатки, которые всегда присущи новаторским проектам, поэтому эти лодки были исключены из числа действующих и в 1945 году затоплены.
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Wa201
| 1 | Размеры | длина, метров | ширина, метров |
| 39,1 | 3,3 | ||
| 2 | Осадка, метров | 4,3 | |
| 3 | Водоизмещение, тонн | в надводном положении | в подводном положении |
| 277 | 309 | ||
| 4 | Глубина погружения, метров | рабочая | предельная |
| 100 | - | ||
| 5 | Максимальная скорость, узлов | в надводном положении | в подводном положении |
| 9,5 | 4,5 / 25 | ||
| 6 | Радиус действия, миль | в надводном положении | в подводном положении |
| 2910 (9) | 27 (4,5) / 105 (25) | ||
| 7 | Двигатели, колич. х мощн. л.с. | дизельные | электрические / турбины |
| 1 х 210 | 1 х 77 / 2 х 2500 | ||
| 8 | Запас перекиси водорода, тонн | 43 | |
| 9 | Вооружение (торпедное) | количество носовых ТА | количество кормовых ТА |
| 2 | - | ||
| 10 | Вооружение (минное) | количество минных труб | |
| - | |||
| 11 | Боезапас | торпед | мин |
| 4 | - | ||
| 12 | Вооружение (артиллерийское) | палубное орудие | зенитное |
| - | - | ||
| 13 | Экипаж, человек | 12 | |
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Wk202
| 1 | Размеры | длина, метров | ширина, метров |
| 34,6 | 3,4 | ||
| 2 | Осадка, метров | 4,5 | |
| 3 | Водоизмещение, тонн | в надводном положении | в подводном положении |
| 236 | 259 | ||
| 4 | Глубина погружения, метров | рабочая | предельная |
| 100 | - | ||
| 5 | Максимальная скорость, узлов | в надводном положении | в подводном положении |
| 9 | 5 / 26 | ||
| 6 | Радиус действия, миль | в надводном положении | в подводном положении |
| 1840 (9) | 76 (4) / 80 (26) | ||
| 7 | Двигатели, колич. х мощн. л.с. | дизельные | электрические / турбины |
| 1 х 210 | 1 х 77 / 2 х 2500 | ||
| 8 | Запас перекиси водорода, тонн | 40 | |
| 9 | Вооружение (торпедное) | количество носовых ТА | количество кормовых ТА |
| 2 | - | ||
| 10 | Вооружение (минное) | количество минных труб | |
| - | |||
| 11 | Боезапас | торпед | мин |
| 4 | - | ||
| 12 | Вооружение (артиллерийское) | палубное орудие | зенитное |
| - | - | ||
| 13 | Экипаж, человек | 12 | |
ПОДВОДНЫЕ ЛОДКИ Wa201 и Wk202
| U-792 | U-793 | U-794 | U-795 |
ТИП XVIIB
Вслед за успешным завершением испытаний экспериментальной подлодки V 80 в январе 1943 года был выдан заказ на постройку несколько увеличенных лодок типа XVIIB, которые явились прямым преемником подлодок проекта Wa201. Рост водоизмещения на 30 тонн почти целиком пошел на увеличение запаса топлива, что сделало подводную лодку медлительнее, но в полтора раза увеличило дальность плавания с использованием турбины Вальтера. Лодки типа XVIIB были оснащены двумя носовыми торпедными аппаратами и имели на вооружении четыре торпеды. В строй было введено только три подводные лодки этого типа из двенадцати (U-1405, U-1406 и U-1407), построенные на судоверфи Blohm & Voss. В 1945 году все три лодки затопили, но U-1407 1 июля 1945 года была поднята представителями британского флота, отремонтирована и впоследствии введена в состав Королевских ВМС под именем HMS "Meteorite".
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| 1 | Размеры | длина, метров | ширина, метров |
| 41,5 | 3,3 | ||
| 2 | Осадка, метров | 4,5 | |
| 3 | Водоизмещение, тонн | в надводном положении | в подводном положении |
| 306 | 337 | ||
| 4 | Глубина погружения, метров | рабочая | предельная |
| 100 | - | ||
| 5 | Максимальная скорость, узлов | в надводном положении | в подводном положении |
| 8,5 | 4,5 / 20 | ||
| 6 | Радиус действия, миль | в надводном положении | в подводном положении |
| 2970 (8,5) | 40 (4,5) / 180 (20) | ||
| 7 | Двигатели, колич. х мощн. л.с. | дизельные | электрические / турбины |
| 1 х 210 | 1 х 77 / 1 х 2500 | ||
| 8 | Запас перекиси водорода, тонн | 52 | |
| 9 | Вооружение (торпедное) | количество носовых ТА | количество кормовых ТА |
| 2 | - | ||
| 10 | Вооружение (минное) | количество минных труб | |
| - | |||
| 11 | Боезапас | торпед | мин |
| 4 | - | ||
| 12 | Вооружение (артиллерийское) | палубное орудие | зенитное |
| - | - | ||
| 13 | Экипаж, человек | 12 | |
ПОДВОДНЫЕ ЛОДКИ ТИПА XVIIB
| U-1405 | U-1406 | U-1407 |
КОНСТРУКЦИЯ
Подводные лодки типа XVIIB были двухкорпусными; в поперечном сечении прочный корпус имел вид цифры "8", верхнюю и нижнюю части. Конструктивно прочный корпус состоял из пяти базовых секций. Турбинный отсек был отделен от машинного отделения водонепроницаемой сферической переборокй, а машинное отделение, свою очередь, было отделено от отсека центрального поста легкой переборкой. Между отсеком центрального поста, жилым отсеком и отсеком торпедных аппаратов переборок не было.
Рассмотрение расположения отсеков начинается с кормы лодки, во избежание путаницы в расположении оборудования относительно правого или левого борта.
В самой оконечности кормы вне прочного корпуса находилась кормовая балластная цистерна. Первым отсеком в прочном корпусе являлся турбинный отсек. В кормовой оконечности отсека находился отделенный от турбинного отсека переборкой небольшой обособленный отсек, в котором находилась дифферентная цистерна и проходили тяги рулей направления и глубины. Возле переборки со стороны турбинного отсека располагались электрические двигатели приводных механизмов и сами механические приводы рулей направления и глубины. В этом отсеке от кормы к носу лодки последовательно располагались упорный подшипник вала винта, планетарный редуктор фирмы Штокихт, турбинный редуктор фирмы Канис-Родер, соединенные муфтой. К потолку отсека над планетарным редуктором и турбинным редуктором были установлены масляный радиатор турбины и масляный радиатор механизмов трансмиссии. После редукторов располагалась одновальная 14-ступенчатая турбина Вальтера производства турбинной фабрики Брюкнер, Канис и Ко (БКК) мощностью 2500 л.с. при 14000 об./мин. с установленным на ее корпусе конденсатором для охлаждения выходящей из турбины парогазовой смеси. Далее располагались камера сгорания фирмы Рурсталь, газовый сепаратор для сбора остатков конденсата и насос для отбора конденсата фирмы Кляйн-Шанцлин, приводимый в действие электродвигателем AWV 59 фирмы AEG; над насосом был установлен деструктор (камера каталитического разложения) перекиси водорода фирмы Рурсталь. Возле водонепроницаемой переборки, отделявшей этот отсек от отсека машинного отделения, слева по борту располагался откачивающий насос системы блокировки турбины от излишков воды фирмы Кляйн-Шанцлин мощностью 18-20 куб.м/час, приводимый в действие электродвигателем AWV 85 фирмы AEG, а справа по борту – насос тройного действия фирмы Хеншель, приводимый в действие электродвигателем AWT 88 фирмы AEG, и 4-позиционный регулятор подачи смеси фирмы Сименс. В прочном корпусе под камерой сгорания, газовым сепаратором, насосом для отбора конденсата и деструктором располагался резервуар для конденсата. В легком корпусе под турбинным отсеком располагались следующие цистерны: цистерна трансмиссионного масла – под планетарным редуктором и турбинным редуктором, цистерна турбинного масла – под турбиной, цистерна для блокировки излишков воды – под камерой сгорания и газовым сепаратором; вдоль каждого борта между тремя этими цистернами и легким корпусом лодки располагались холодильники морской воды. Всю нижнюю часть легкого корпуса под турбинным отсеком занимала цистерна дизельного топлива.
Следующим после турбинного отсека располагалось машинное отделение. В этом отсеке от кормы к носу лодки находились электродвигатель AT 98 фирмы AEG мощностью 77 л.с. с вентилятором системы воздушного охлаждения и 8-цилиндровый корабельный дизельный двигатель с компрессором наддува SAA8 M517 фирмы Клёкнер, Гумбольдт-Дойтц, развивающий максимальную мощность 210 л.с. при 1350 об./мин. Вдоль правого борта напротив дизельного двигателя были установлены главный и вспомогательный распределительные щиты. С главного щита осуществлялось управление гребным электродвигателем и электродвигателями насосов турбинного отсека, а с вспомогательного щита – электродвигателями прочих насосов и компрессорами. Слева по борту возле переборки, отделявшей этот отсек от отсека центрального поста, располагался гальюн. В прочном корпусе под дизельным двигателем находились цистерна отработанного машинного масла и цистерна машинного масла. В легком корпусе под машинным отделением располагались восемь емкостей из пластмассы для хранения перекиси водорода. Пластик для емкостей получали путем прибавки пластификатора в поливинилхлорид; толщина полученного пластика марки "Миполам" составляла 3 мм. Емкости имели горловины для заливки и опорожнения; подача перекиси водорода осуществлялась благодаря наружному давлению воды, которая сжимала мягкие пластины емкости до опустошения.
Следующим после машинного отделения располагался отсек центрального поста с установленной на нем рубкой. В средней части отсека возвышалась цилиндрическая труба с внутренней лестницей к боевой рубке. По центру лодки возле переборки, отделявшей отсек центрального поста от машинного отделения, располагалась шахта выдвижного шноркеля, а ближе к средней части отсека – рабочая часть перископа. Справа по борту возле этой же переборки располагалась трюмная помпа, далее справа по борту напротив шахты шноркеля находились распределительный щит электроприборов и блоки предохранителей, а под распределительным щитом – компрессор сжатого воздуха. После них располагались две группы вентилей, регулирующих подачу сжатого воздуха в балластные цистерны, а под группами вентилей – лебедка перископа. Слева по борту возле переборки, отделявшей отсек центрального поста от машинного отделения, располагался гирокомпас, после него слева по борту находилась небольшая рубка радиста и акустика. Далее слева по борту находились преобразователи напряжения и индикатор ультравукового эхолота; после них перпендикулярно правому и левому борту лодки – панель управления движением лодки с установленными штурвалами руля глубины (слева) и руля направления (справа). Все пространство в нижней части прочного корпуса под отсеком центрального поста занимали две уравнительные цистерны. В легком корпусе под штурвалами рулей глубины и направления находилась балластная цистерна.
Следующим от кормы к носу лодки располагался жилой отсек, переходивший из отсека центрального поста. Справа по борту напротив рулевого поста находились откидные койки: три двухъярусных и одна одноярусная. Слева по борту после панели управления движением лодки находилась одна откидная двухъярусная койка и после нее – камбуз. Под койкой и камбузом слева по борту и койками справа по борту находились две запасные торпеды. Под палубным настилом жилого отсека вдоль левого борта располагались цистерна дистиллированной воды, вторая цистерна питьевой воды и цистерна использованной воды, а вдоль правого борта под третьей двухъярусной койкой – первая цистерна питьевой воды; в центральной части отсека под палубным настилом располагались аккумуляторные батареи в тринадцать рядов, состоявшие из 62 элементов 26 MAL 570 емкостью 3240 ампер/часов при 20-часовой разрядке, а также торпедозаместительная цистерна. В легком корпусе под жилым отсеком располагались девять емкостей из пластмассы для хранения перекиси водорода; общий запас перекиси водорода на подводной лодке типа XVIIB составлял 52 тонны.
Последним от кормы к носу лодки был отсек торпедных аппаратов, переходивший из жилого отсека. В нем находилось два укороченных торпедных аппарата длиной 6 метров; меньшая длина аппаратов по сравнению со стандартными торпедными аппаратами явилась следствием малых размеров подводных лодок типа XVIIB. В верхней части прочного корпуса ближе к жилому отсеку находился торпедопогрузочный люк, через который загружались торпеды, а под палубным настилом отсека в прочном корпусе – дифферентная цистерна. В легком корпусе подводной лодки под отсеком торпедных аппаратов находилась цистерна дизельного топлива, а в носовой оконечности лодки – носовая балластная цистерна и цистерна быстрого погружения.
Для торпедных аппаратов, устанавливаемых на подводных лодках типа XVIIB, на основе торпеды G7a разрабатывалась скоростная торпеда с двигателем Вальтера длиной 5,5 м и весом 1190 кг, работающая на перекиси водорода. В 1943-1944 году опытные образцы торпед с двигателем Вальтера подвергались постоянным переделкам и модернизациям, что приводило к задержке начала серийного выпуска. В конечном итоге было принято решение о принятии на вооружение подводных лодок типа XVIIB укороченных торпед типа G5e длиной 5,437 м, прошедших испытания еще в декабре 1942 года. Они оснащались аккумуляторной батареей типа 13 Т 210 и развивали скорость 21 узел при дальности хода 6000 м, однако эти результаты были признаны неудовлетворительными. Впоследствии в начале 1943 года торпеды G5e оснастили улучшенной батареей, в результате чего емкость батареи увеличилась на 34% и в конечном итоге была достигнута скорость 30 узлов при дальности хода 3000 м.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДВИГАТЕЛЯ С ТУРБИНОЙ ВАЛЬТЕРА
Описание принципа действия двигателя с турбиной Вальтера начинается с устройств, обеспечивающих подачу и дозирование компонентов для образования парогазовой смеси, приводящей в действие турбину. С помощью насоса тройного действия осуществлялась подача дизельного топлива, перекиси водорода и чистой воды через 4-позиционный регулятор подачи смеси в камеру сгорания; при работе насоса на 24000 об./мин. подача смеси достигала следующих объемов: топливо – 1,845 куб.м/час, перекись водорода – 9,5 куб.м/час, вода – 15,85 куб.м/час. Дозирование трех указанных компонентов смеси производилось с помощью 4-позиционного регулятора подачи смеси в весовом соотношении 1:9:10, который также регулировал и 4-й компонент – морскую воду, компенсирующую различие веса перекиси водорода и воды в регулирующих камерах. Регулирующие элементы 4-позиционного регулятора приводились в действие электродвигателем мощностью 0,5 л.с. и обеспечивали требуемый расход смеси.
После 4-позиционного регулятора перекись водорода поступала в деструктор (камеру каталитического разложения) через отверстия в крышке этого устройства; на сите деструктора находился катализатор – керамические кубики или трубчатые гранулы длиной около 1 см, пропитанные раствором перманганата кальция. В результате химической реакции перекиси водорода с перманганатом кальция образовывалась смесь водяного пара и кислорода, сопровождавшаяся выделением тепла и повышением давления. Продукт разложения проходил через слой катализатора и нагревался до температуры 485 градусов по Цельсию; 1 кг элементов катализатора пропускал до 720 кг перекиси водорода в час при давлении 30 атмосфер.
После деструктора поток водяного пара и кислорода по патрубкам поступал в камеру сгорания высокого давления, изготовленную из прочной закаленной стали. Смесь водяного пара и кислорода через кольцевой канал внутри крышки камеры сгорания и далее через шесть форсунок поступала непосредственно в камеру сгорания. В центре каждой из шести форсунок находилось топливное сопло (жиклер), через которое в камеру сгорания впрыскивалось дизельное топливо, поступающее от 4-позиционного регулятора подачи смеси. В центре крышки камеры сгорания находились свечи зажигания, воспламеняющие поступающий горючий газ. Температура в верхней части камеры достигала 2000 градусов по Цельсию, а в нижней части камеры снижалась до 550-600 градусов за счет впрыскивания в камеру сгорания чистой воды, поступающей от 4-позиционного регулятора подачи смеси, и охлаждения стенок камеры сгорания в нижней части за счет системы водяного охлаждения. Расход горючего газа составлял 35-40 тонн в час.
После камеры сгорания парогазовая смесь поступала на одновальную многоступенчатую турбину, имеющую выходную мощность 2500 л.с. при 14000 об./мин. Вращающий момент турбины передавался на турбинный редуктор, который понижал число оборотов в соотношении 3,85:1. После турбинного редуктора вращающий момент передавался на планетарный редуктор, который также понижал число оборотов, но уже в соотношении 6,54:1. Одновременно к планетарному редуктору через муфту сцепления подключался вал, к которому в свою очередь подключались дизельный двигатель или электродвигатель.
Выходящая из турбины отработанная парогазовая смесь поступала в конденсатор, установленный на корпусе турбины. С помощью системы водяного охлаждения температура смеси на выходе опускалась до 95 градусов по Цельсию, конденсат собирался в резервуаре для конденсата и с помощью насоса для отбора конденсата поступал в холодильники морской воды, использующих для охлаждения проточную морскую воду при движении лодки в подводном положении. В результате прохождения по холодильникам температура полученной воды снижалась с 95 до 35 градусов по Цельсию, и она возвращалась по трубопроводу как чистая вода для камеры сгорания. Остатки парогазовой смеси в виде углекислого газа и пара под давлением 6 атмосфер отбирались из резервуара для конденсата газовым сепаратором и удалялись за борт. Углекислый газ относительно быстро растворялся в морской воде, не оставляя заметного следа на поверхности воды.