Германские субмарины Тип XVII Крупным планом

Путь Гельмута Вальтера к скоростной подлодке

В начале 1925 г. молодой 25-летний инженер Гельмут Вальтер получил патент на способ работы газотурбинного двигателя по замкнутому процессу. Патент под названием «Осуществление гермодинамического цикла, например в газовой турбине, при изотермическом сжатии горючих смесей» привлек внимание военных. В конце 1925 г. Вальтера переводят в армейский центр вооружения в Берлине, где ему поручают разработку реактивных систем ПВО. Однако он не забывает об идее парогазовой турбины для флота и доводит се до уровня разработки рабочей документации. По роду своей должности ведущего инженера государственного управления вооружений в Берлине он имел непосредственное отношение к конструкторскому бюро морского ведомства. Тогдашний руководитель специального направления машиностроения, советник министра Лаудан, ознакомившись с материалами Вальтера, проявил интерес к проекту такой турбины в качестве корабельного двигателя.

В 1930 г. пришло время и морское ведомство дало согласие на постройку экспериментальной газовой турбины. Постройка предусматривалась на фирме «»Германия-Верфг» (Germaniawerft) в Киле. По этой причине Вальтер переехал в Киль. Своей целью он поставил постройку газовой турбины с выходной мощностью 2000 л.с. После доклада в морском отделе рейсхвера в 1930 г. Вальтер получает задание на разработку двигателя подводного хода, использующего перекись водорода в качестве топлива и одновременно носителя кислорода для подводной лодки. Проектируемая подлодка имела водоизмещение 300-400 т. и дальность хода 2000 миль (при скорости 15 узлов) или 400 миль (при скорости 24 узла).

1. Entwurf fur ein US-Boot von H Walter (Oktober 1933 )

US-Bootprojekt VB 60 (1938)

V 80 (1939)

1. Entwurf fur den Тур XVII (Januar 1942)

Следующим шагом к постройке подлодки Вальтера в 1932 г. стал исследование топлива, используемого в мощной газовой турбине при скоростном движении под водой. Уже в конце года удалось решить проблему с горючим – источником газа под водой стала перекись водорода: H₂O₂. Он провел исследование энергетических возможностей растворов H₂O₂ и выявил зависимость основных теплофизических характеристик от концентрации раствора. Растворы, с концентрацией 40-65% H₂O₂, разлагаясь, заметно нагреваются. При разложении еще более концентрированных растворов тепла выделяется намного больше: вся вода испаряется без остатка, а продукты разложения – смссь водяных паров и кислорода (так называемая парогазовая смесь), заметно перегреваются.

В марте 1933 г. Вальтер обратился с просьбой дать подробные данные и характеристики перекиси водорода к основателю Электро-химического завода в Мюнхене инженеру Альберту Пичу, который выпускал перекись водорода в первую очередь для гигиенических и косметических целей. Одновременно он докладывает в морскому ведомству о своей идее. Старший советник Лаудана по строительству флота Брандес посчитал Гельмута Вальтера слишком молодым для реализации такой идеи и назначил ответственным доктора Вальтера Пфлаума. Одновременно от военных поступило немедленное распоряжение: засекретить все, что так или иначе связано с перекисью водорода. Отныне в технической документации и переписке фигурировали «аурол»(после добавления красящего вещества), «ауксилин», «Т-штоф» (сокращенный вариант немецкого слова топливо), «инголин» (производное от имени старшего сына Вальтера – Инго), но не общеизвестная перекись водорода. В 1933 г. Вальтер создает первые парогазовые турбины, работающие с дожиганием продуктов каталитического разложения топлива.

Чертёж проекты подлодки Гельмута Вальтера с турбинной силовой установкой, датированный 21 феврали 1934 г. В рейхсмарине он получил кодовое обозначение проект V.

V80 в элинге V фирмы «Германия-Верфт» незадолго перед спуском со стапели. Хвостовая часть лодки уже закончена.

В августе 1933 г. Вальтер предложил командованию ВМФ проект скоростной подлодки. Однако командование флота решило не рисковать с новым типом двигателя и приняло решение испытать только новое топливо, для чего Вальтеру было предложено переработать стандартный проект дизельной подводной лодки. Поскольку работа над газовой турбиной была далеко не закончена, проект предусматривал установку двух дизельных моторов, выхлопные газы которых приводили в действие кислородную установку по разложению перекиси водорода. Это должно было обеспечивать высокую мощность силовой установки под водой.

Подлодка этого проекта имела следующие показатели: подводное водоизмещение 300 м³ , обтекаемая рыбообразная форма корпуса подлодки, длина 32 м, выдвигаемая рубка для движения под водой (при этом вся верхняя палуба лодки оставалась под водой); максимальная скорость 24 узла при мощности силовой установки 4800 л.с. При движении под водой с полной нагрузкой дизелей, работающих по замкнутому циклу и притоке кислорода из установки Вальтера, моторы должны были развивать мощность 7500 л.с. и проектная скорость составляла 30 узлов. Особенностью подводного плавания было создание высокого внутреннего давления в отсеках. Дальность малой подлодки составляла 2500 морских миль при скорости 15 узлов, из них 20% маршрута предусматривалась под водой.

Гельмут Вальтер в кругу своих сотрудников после испытательного рейса на V 80.

После изучения проект а Вальтер получил в конце 1933 г. заказ на постройку одной скоростной подлодки водоизмещением 300-400 т, с подводной скоростью 24 узла, дальностью в надводном положении 2000 морских миль при маршевой скорости 15 узлов и дальности в подводном положении 400-500 миль.

При опытах по разложению перекиси водорода в лабораториях Мюнхена оказалось, что значительный нагрев приводит к образованию водяных паров и высокому давлению. И то, и другое было непригодно для дизельных моторов, но хорошо подходило для турбины. Поэтому в 1934 г. Вальтер предлагает проект подлодки с газотурбинным двигателем. Предусматривалось, что в результате разложения перекиси водорода образуется кислород и перегретый (до 930°С) пар. Это давало возможность использовать полученную смесь для воспламенения нефтяного топлива в газовой турбине. В результате получалась двигательная установка, вес которой был несопоставимо меньше веса дизелей. Кроме того, ей не нужен был для работы приток кислорода. Согласно новому проекту подлодка имела следующие данные:

Водоизмещение в надводном положении 423 м³

Водоизмещение в подводном положении 459 м³

Длина 42.5 м

Максимальная ширина 3.9 м

Максимальная мощность главного двигателя в подводном положении 3200/3450 л.с. в надводном положении 10400/11200 л.с.

Дальность плавания: в надводном положении 2000 миль при скорост и 12,5 узла под водой 360 миль при скорости 20 узлов или 91 миля при скорости 28 узлов

Вооружение: 2 носовых торпедных аппарата (2-4 торпеды)

В этом проекте предусматривалась также выдвижная воздушная шахта для движения лодки в полупогруженном состоянии, которая была выполнена вместе с маленькой наблюдательной рубкой. И то, и другое должны были обеспечить лодке максимальную скорость при поступлении воздуха извне и свести к минимуму её след на воде.

Запас 11202 составлял 88 т и размещался в цистерне в нижней части прочного корпуса (поперечного 8-образного сечения). Эго было сделано для необходимого весового выравнивания. Позже был выбран другой вариант (и эго оказалось весьма предусмотрительной мерой на будущее) – перекись стали размещать в пластмассовых емкостях в легком корпусе подлодки.

15 марта 1934 г. Вальтер предложил этот новый проект старшему советнику Брандесу и советнику Бёкингу из конструкторского отдела. Там подлодка получила шифр: тип V (Versuchsanlage/Опытная установка). 10 апреля того же года начальник управления ВМФ поручил Вальтеру разработать для «Германия-Верфт» предложения по опытной пост ройке, передать технологию работы парогазотурбинной установки (воспламенение, горение, управление циркуляцией газа с вентиляторами и приборами генерации кислорода) и самому предложить установку для абсорбции угольной кислоты.

В 1935 г. Вальтер переехал в Киль и I июля открыл по адресу Нимансвег 117 «Инженерное бюро Гельмута Вальтера ГмбХ» , приступившее к разработке технической документации для боевых торпед и газовых турбин для подводных лодок, работающих на перекиси водорода. Вальтеру передали недостроенный газовый завод, на котором оборудуется испытательный стенд для монтажа первой турбины мощностью 4000 л.с. Позже его фирма «Гельмут Вальтер КГ» получила обширные площади под производственную базу вблизи Киля в районе Таненнберга, ставшую в 1939-1941 гг. центром по производству и испытанию двигателей Вальтера для авиации и флота. Здесь трудилось более 1000 сотрудников.

Парогазотурбинный двигатель Вальтера был технически сложным устройством с многочисленными регуляторами и насосами (перекиси водорода, воды, топлива-декалин, камеры разложения перекиси, камеры сгорания, холодильника, конденсатора и т.д.). На этом пути было много нового и прежде неисследованного. Первая турбинная установка мощностью 4000 л.с. была построена на фирме «Германия-Верфт» и испытана в 1936 г.

V80 в плавучем доке перед секцией, накрытой навесом. Лодка закреплена корабельным канатом, лето 1940 г.

В возрождении немецкого подводного флота проект V Гельмута Вальтера роли не сыграл. Все усилия были направлены на проектирование и постройку подлодок с обычными силовыми установками, которые можно было получить в короткие и реальные сроки. Однако проект Вальтера не остался без внимания. Он неоднократно предлагал построить небольшую опытную скоростную подлодку с турбиной. Первый проект под обозначением VB 60 (Verdrangung Bool, 66.251) был разработан совместно с инженерами фирмы «Германия-Верфт». Её называли ещё «лодкой Вальтера» (W(alter) – Boot). Срок готовности вынуждены были сначала перенести с мая на сентябрь 1939 г, а потом и вовсе отказаться от этого проекта. Основным недостатком нового двигателя стала его «прожорливость» – установка Вальтера потребляла в 25 раз больше топлива на милю, чем дизель. Это сводило на нет выигрыш в весе двигателя. Уже на чертежах лодки было видно, что VB получится слишком малой, а, следовательно, и с очень небольшим радиусом действия. Позже была построена увеличенная версия – подлодка проекта V 80. В 1939 г. проект был переработан для применения стандартной морской турбины Круппа (Krupp- Germaniawerft Turbine) мощностью в 2000 л.с. Тоннаж был увеличен на 15т для хранения запасов перекиси водорода. Основные данные подлодки V 80:

V80 в надводном положении. Ясно виден след от водяного пара и пузырьков кислорода позади корпуса лодки, который позволял без проблем наблюдать за движением экспериментальной подлодки.

водоизмещение в надводном положении 73,24 м³

водоизмещение в подводном положении 76,00 м³

длина 22,05 м

ширина 2,10 м

силовая установка фирмы Крупп-Германия-Верфт турбина Вальтера мощностью 2000 л.с. запас топлива (перекиси водорода) около 20 т экипаж 3-4 человека.

Для сохранения тайны место постройки V 80 в эллинге №5 на «Германия-Верфт» было закрыто дощатым забором. Достройка корабля завершилась в апреле 1940 г. и после спуска со стапеля 8 апреля лодка была передана на ходовые и исследовательские испытания в Шляймундунг. Там было место её стоянки, рядом находилось купленное 15 февраля 1940 г.каботажное грузовое судно «Джон Редер» ( 667 р.т.; 58,1 м длиной) и прикрытый навесом плавучий док, длиной 45 м. Судно было позже переименовано в «Полип», перестроено и выполняло роль судна-матки для подводной лодки Вальтера. В его трюме № 2 была устроена мастерская, в трюме № 1 было установлено 8 цистерн для перекиси водорода. В носовой части судна находилась мощная подъёмная лебедка. Она весьма пригодилась однажды при подъёме подлодки, погрузившейся на 12-м глубину в в бухте Данцига и попавшей в аварийную ситуацию.

Первое испытание V 80 состоялось летом 1940 г. в районе Шляймунде. При этом её сопровождал небольшой моторный катер «Инго» (названный в честь сына Вальтера). «Инго» был построен специально для этих целей фирмой «Матисен и Паульсен» в Арнисе.

V 80 достигла максимальной скорости 14 узлов. Из-за небольшой глубины погружения это казалось неубедительным и скорость сочли здесь завышенной. На этом основании, а также из-за опасности воздушной разведки в этом районе, испытания V 80 после проведения 20 опытных рейсов были перенесены осенью 1940 г. в район Хела (бухта Данцига).

С 1941 г. там начались подводные испытания V 80 на мерной миле. Во время 61-го испытательного рейса 3 ноября 1941 г. на глубине 10 м была достигнута скорость 23,1 узла (около 43 км/ час). При этом двигатель развил мощность 1330 л.с., а скорость вращения винта составила 855 об/мин. И это был не предел: полная мощность турбины 1875 л.с. позволяла достигнуть скорости 27 узлов. По имеющимся данным максимальная замеренная скорость подлодки V 80 оказалась 26,5 узлов (49 км/час). Это произошло 8 июля 1942 г. и стало мировым (незарегистрированным) рекордом для подводных лодок. Этот абсолютный мировой рекорд продержался до шестидесятых годов XX века (скорость первого судна с ПТУ «Turbinia» – 34.5 узла).

V80 рядом с катером «Инго», который сопровождал подлодку во время испытательных рейсов.

На высоких скоростях возникли некоторые проблемы: тяги штурвала к рулям вибрировали, из-за чего управляемость лодки стала плохой. Она внезапно выныривала и вновь погружалась. Эти рискованные маневры сразу прекращались после остановки турбины и продувания балластной цистерны. Первой мерой стала замена рулевых проволочных тяг на металлические сочлененные. Это помогло продолжить скоростные испытания на мерной миле. Лодка из-за притупленной формы выступа перед рубкой на скоростных режимах была склонна к рысканию по курсу, поэтому этой части придали заостренную форму.

Экипаж V 80 состоял из 3-4 человек. Чаще всего руководил испытаниями гражданский морской инженер Хайнц Ульрих, который провёл около 100 испытательных рейсов. Однако часто место за штурвалом занимал Гельмут Вальтер и его сотрудники, бывшие подводники лейтенант- инженеры Xeen и Габлер.

Всё-таки V 80 оставалась опытной подлодкой, на которой предстояло испытать турбину и управляемость на высоких скоростях под водой. Следующим шагом должна стать постройка подлодки увеличенных размеров с усовершенствованной силовой установкой Вальтера и с использованием новейших методов и всех необходимых устройств и механизмов, успешно прошедших испытания.

Модель 220-тонной подлодки проекта Вальтера, которая стала образцом для лодок XVII серии.

Вальтер (слева) рядом с гроссадмиралом Редером и директором министерства Брандесом во время визита делегации командовании ВМС в Хела 14 ноября 1941 г. Во втором ряду справа палево: адъютант Редера, контр-адмирал Тедсен и адмирал Фукс.

Начальник отдела развития и руководитель фирмы Гельмут Вальтер Заместители: доктор Кюнтцель и старший инженер Круска Отдел С (судостроение):

Начальник главного отдела доктор Фишер

Заместитель дипломированный инженер Xeen

Отдел С 1 (планирование) доктор Нильсен

Отдел С 2 (конструкторский) старший инженер Ширлох дипломированный инженер фон Сейдлии дипломированный инженер Габлер

Отдел С 3 (экспериментальный) доктор Нильсен дипломированный инженер Острайх Отдел

С 4 (установка оборудования и его испытания) инженер Ульрих

Отдел ТМ (морские торпеды): начальник главного отдела профессор, дипломированный инженер Кремер

отдел ТМ I (проектный) доктор Хаусберг

отдел ТМ 2 (конструкторский) доктор Шаде

отдел ТМ 3 (экспериментальный) доктор Ольденбург

отдел ТМ 4 (мастерские) инженер Оссе

отдел ТМ 5 (выездные работы) инженер Петерсен

Весной 1940 г. начальник отдела К адмирал Фукс доложил командующему кригсмарине о результатах испытаний экспериментальной подлодки V 80. При этом он пояснил, что можно рассчитывать на появление новой подлодки с турбиной Вальтера водоизмещением 500 т уже через 3-4 г ода. Промежуточным шагом будет постройка подлодки водоизмещением 330 г в ближайшие 2 года, которая будет оснащена силовой установкой из двух турбин Вальтера мощностью 2000 л.с. каждая и с проектной скоростью под водой 25 узлов. Вооружение было ограничено двумя носовыми торпедными аппаратами. Увеличение надстроек не предусматривалось. Доклад был одобрен и начальник штаба ВМС предложил немедленно приступить к проектированию и постройке подлодки Вальтера водоизмещением 330 т (позднее получившей обозначение подлодка проекта V 300). Рассмотрев технический проект V300, адмирал Редср поддержал предложения штаба ВМС.

I апреля 1940 г. «Инженерное бюро Вальтера», включая производственные мощности в Танненберге, было преобразовано в филиал заводов Крупна (Walterwerk das Krupp), па котором начинается производство турбин Вальтера. Сотрудниками объединённого бюро Крупп/Вальтер становятся от фирмы Вальтер: доктор Кюнгцель (двигательное оборудование) и от фирмы «Германия-Верфт» – бывшие сотрудники инженерного бюро Техельса (полуподпольного конструкторского бюро в Голландии, где работали немецкие специалисты) Р.Вагнер и X.Пейне, а также Шюман (судостроение) и Хембергер (машиностроение). Первая разработанная ими подлодка проекта V 300 имела водоизмещение 300 м³. Проектом предусматривалось, согласно требованиям флота, наличие двух турбин по 2180 л.с., обеспечивающих боевую скорость подводного хода – 25 узлов, двух MWM шестицилиндровых дизелей по 150 л.с. для надводного хода и двух резервных электродвигателей по 75 л.с. Радиус действия подлодки с учетом вспомогательных дизелей составлял 1800 миль.

Чертеж 220-т подлодки Вальтера фирмы Н. Walter KG 13 январи 1942 г. Предшественник подлодки типа Wa 201/WK 202.

Городок конструктора Вальтера: его завод на улице Пройендорфе в Танненберге (пригород Киля) к 1943 г.

Уже 10 сентября 1940 г., рассмотрев технический проект V300, штаб ВМС передает разработку рабочей документации на «Германия-Верфг» и принимает решение о строительстве подлодки водоизмещением 500 т в сроки, предусмотренные для проектирования и изготовления 300-тонного варианта. 30 сентября был готов 2-й проект подлодки водоизмещением 500 м³. Третий вариант, появившийся 16 сентября 1941 г. имел уже водоизмещение 610 м³. Мощность турбинной установки осталась прежней, поэтому максимальная проектная скорость под водой была снижена с 25 до 19 узлов. Однако этот проект не соответствовал представлениям Вальтера о скоростных подлодках. Поэтому он со своими сотрудниками разработал осенью 1941 г. собственный проект (под наименованием Р 447) подлодки водоизмещением 220 т, использовав турбинную установку проекта V300. Расчетная скорость новой подлодки была 26 узлов. В то же время он добивался того, чтобы техническая комиссия кригсмарине поняла важность постройки скоростной подлодки. С этой целью он пригласил влиятельного референта отдела вооружений Вааса посетить КБ во время постройки экспериментальной подлодки V 80. Группа высокопоставленных чиновников прибыла 14 ноября 1941 г. В её состав входили командующим флотом гросадмирал Редер и его заместитель адмирал Фукс, начальник технического отдела при командующем подводными силами, контр-адмирал (инженер) Отто Тедсен и начальник группы советников машиностроения, директор министерства Фердинанд Брандес. V 80 и другие проекты Вальтера прозвели на гроссадмирала Редера большое впечатление и он заявил сопровождающим, что конструктору надо оказать всяческую поддержку. Для заключительной беседы Редер пригласил Вальтера в вагон своего спецпоезда, где они договорились, что Вальтер через 3 месяца должен представить планы и конкретные сроки своей работы. Начальник отдела К остался однако равнодушен и проявил интерес только к катеру Энгельмана. Это был торпедный катер с обычным дизельным двигателем, который имел необычную форму корпуса. Проекты Вальтера он посчитал ещё недоработанными и не имеющими перспектив в будущем.

Инженер доктор Пининг (справа) и Гельмут Вальтер у входа главного офиса фирмы Вальтера в Киле, построенного на территории бывшего газового завода. Доктор Пиниг в 1934-1938 гг. был референтом по турбинам Вальтера и секции К II технического морского отдела. Позднее он стал уполномоченным по снабжению кригсмарине перекисью водорода.

Дипломированный инженер Генрих Вайс, 1939 г. Он был научным сотрудником института Генриха Герца по изучению колебаний и позже был назначен в строительный отдел кригсмарине. С 1938 г. и до конца войны он оставался верным последователем и проводником идей Вальтера в кригсмарине, помогая проталкивать его проекты и добиваясь для него заказов.

Директор завода инженер Карл Фишер. Он был назначен на завод Вальтера по распоряжению Дёница и взял на себя руководство главным отделом судостроения. После постройки подлодок Вальтера XXVI серии весной 1944 г. он стал руководителем центрального бюро подлодок в Блакенбурге.

Поскольку из отдела К не последовало никакой реакции после визита высоких гостей, Вальтер и Ваас обратились 3 января 1942 г. к главнокомандующему подводным флотом адмиралу Дёницу, штаб-квартира которого располагалась тогда в Париже. Собственно говоря, Дёниц и Вальтер были соседями, семьи которых жили в одном служебном доме кригсмарине, к служащим которого относились родители жены Вальтера. Однако с переносом штаб-квартиры немецких подводников во Францию их контакты вряд ли сохранились. Дёниц был убежденным сторонником Вальтера, но требовал от него проект большой подлодки с высокой скоростью иод водой, способной действовать на атлантическом театре военных действий (ТВД). IX января 1942 г. он отправил в штаб кригсмарине телеграмму, в которой подчеркнул важность неотложной постройки скоростной подлодки Вальтера.

После этого отдел К выразил готовность одобрить финансирование двух экспериментальных подлодок проекта Вальтера. После некоторого промедления приложенные усилия привели к тому, что заказ на проектирование и постройку обеих подлодок по требованию Вальтера был размещен на верфи Блом и Фосс в Гамбурге (заказ № 360). Одновременно отдел К заявил о первоочередности серийной постройки дизельных подлодок серий VII Си IX С на этой верфи. Руководство отдела К считало, что всякий экспериментальный проект будет только мешать серийному производству.

Конструкторы «Германия-Верфт» также добивались заказа па проектирование и постройку новых подлодок Вальтера и получили 18 февраля 1942 г. заказ на постройку U 791 (V 300) с предполагаемым сроком готовности 11 января 1944 г. Для второй подлодки проекта V 300 был также получен заказ, она получила заводской номер (С 609). Постройка экспериментальной подлодки U 791 должна была дать необходимый опыт для постройки подлодки средних размеров, оснащенной турбинами Вальтера и предназначенной для действий в Атлантике.

Ведущие инженеры-испытатели оберлейтенант Xeen (слева) и оберлейтенант Габлер (справа) во время своей встречи на подлодке V 564 летом 1942 г. в Атлантике. Оба инженера осенью 1942 г. или в начале 1943 г. как представители фирмы Вальтера участвовали в войсковых испытаниях построенных подлодок и до конца войны были тесно связаны с эксплуатацией подлодок Вальтера.

Руководитель отдела судовых двигателей фирмы Вальтера, дипломированный инженер Xeen (слева) рядом с командиром подлодки Вальтера V 795 обер-лейтенантом Зелле, 21 мая 1944 г.

20 лет спустя: Доктор Карл Фишер, руководитель отдела вооружений ВМС ФРГ и професор Гельмут Вальтер на официальном приёме. Основной темой обсуждения стала тень так называемого стального кризиса, нависшая над немецким судостроением.