Сергеич (sergeich_vl) wrote,
Сергеич
sergeich_vl

Categories:

Литий-ионные батареи и аварийность на подводном флоте

Сейчас уже трудно поверить, но ещё не так давно мы жили в мире, где существовали иные новости, кроме новостей о пандемии коронавируса. Ещё какой-то месяц назад люди обсуждали событие, которое тогда казалось довольно интересным: в Японии была введена в строй первая в мире подводная лодка на литий-ионных батареях. В российской блогосфере, впрочем, эта новость ожидаемо собрала ворох глумливых комментариев с претензией на остроумность – комментариев относительно повышенной пожароопасности литий-ионных батарей нового японского корабля. Мол, японцы построили зажигалки, плавать на которых могут только камикадзе.

Подобные комментаторы даже и не догадываются, какими идиотами они выглядят, учитывая печальную статистику пожаров на советском, а потом и российском подводном флоте, – это притом что последняя трагедия произошла не далее как в прошлом году. Соотношение количества погибших подводников вследствие аварий и катастроф составляет для ВМФ СССР (России) и, например, ВМС США примерно 1.5 к 1, несмотря на то что интенсивность использования советских (российских) подводных лодок исторически всегда была в два-три раза ниже, чем у американцев. При этом взрывы и пожары уверенно лидируют в списке причин катастроф на советском и российском подводном флоте и стали причиной гибели четырёх атомных подводных лодок, причём для этого там не понадобилось никаких литий-ионных батарей. Как после этого можно смеяться над японцами – я в упор не понимаю.

Ещё более странно выглядят претензии к литий-ионным аккумуляторам в свете того, что на подводных лодках и так присутствует невообразимое количество взрывоопасных, пожароопасных, ядовитых и радиоактивных объектов. Боевые части ракет и торпед, ядовитое ракетное топливо, баллоны с воздухом высокого давления, пластины регенерации – всё вышеперечисленное является источником опасности и может стать – и становилось – причиной катастрофы. В частности, критики литий-ионных батарей почему-то забывают, что традиционные свинцово-кислотные батареи довольно бодро выделяют водород, взрывы которого неоднократно приводили к гибели подводных лодок на флотах всего мира. Вместе с тем, как отмечает Дмитрий Романов, заместитель главного конструктора АПЛ «Комсомолец», нельзя согласиться с утверждением «о том, что степень пожаровзрывоопасности подводных лодок соответствует размещению порохового погреба в бензоскладе, а подводники живут в среде, где их поджидает смерть в любую секунду... Создавая и испытывая подводные лодки, конструкторы постоянно обращают внимание на совершенствование техники, повышение её надежности, снижение степени технического риска...» Всё вышесказанное вполне справедливо и для обеспечения пожарной безопасности литий-ионных батарей на подводных лодках: это инженерная задача, так же как и охлаждение реактора или герметизация межотсечных трубопроводов. Решил же Boeing, например, проблему с возгоранием литий-ионных батарей на своих самолётах. Как, однако, Дмитрий Романов пишет далее, «...полностью исключить вероятность возникновения аварийных ситуаций невозможно. В этих условиях особую, решающую роль всегда имели и будут иметь теоретическая подготовка и практические навыки каждого члена экипажа, т е. профессионализм людей, эксплуатирующих сложную и потенциально опасную технику. Именно уровень профессионализма экипажа реально влияет на обстановку и события в отсеках подводной лодки до и во время аварии, препятствует или, наоборот, способствует возникновению и развитию аварийной ситуации, определяет эффективность действий личного состава по ликвидации аварии».

Иными словами, если флоту нельзя доверить эксплуатацию кораблей с литий-ионными батареями, то ему, в общем-то нельзя доверить и эксплуатацию кораблей, вооружённых ракетами, торпедами, снарядами – то есть, никаких кораблей вообще.

Все советские (российские) атомные подводные лодки погибли отнюдь не вследствие использования каких-то новых, не до конца отработанных технологий. Все они погибли вследствие распиздяйства, которое временами достигало просто феереческих масштабов. На К-8, например, принятые в море с эсминца «Бойкий» регенеративные патроны разместили в электротехническом отсеке вплотную с кабель-трассами. Это при том, что в этом же походе на К-8 уже был пожар из-за короткого замыкания, и вообще на протяжении всего похода на лодке постоянно что-то где-то коротило, и то тут, то там появлялись «блуждающие нули». Эти регенеративные патроны – гадость похлеще литий-ионных батарей. Они содержат надпероксид калия – сильнейший окислитель, бурно реагирующий, например, с водой, органическим маслом или топливом. Размещать эти патроны рядом с кабель-трассами, когда на лодке постоянно что-то где-то коротит, – это как складировать бочки с бензином в искрящей трансформаторной будке. Казалось бы, что может пойти не так? Итог закономерен: в результате очередного короткого замыкания произошёл разогрев, вскрытие и воспламенение находящихся поблизости патронов регенерации, что в итоге погубило лодку и 52 члена экипажа из 98. Вообще, есть версия, что плохо закреплённые патроны постоянно смещались при манёврах лодки, тёрлись при этом выступающими краями о кабели и в итоге, протерев изоляцию, сами же и вызвали короткое замыкание и пожар.

На К-429 экипаж самовольно изменил логику закрытия захлопок вентиляции для облегчения вентилирования изношенной аккумуляторной батареи. При этом когда лодку передавали новому экипажу в ходе лихорадочной подготовки ко внезапно объявленному выходу в море, далеко не все в новом экипаже были поставлены в известность об этом изменении. Когда лодка в море выполняла погружение, матрос из нового экипажа, не подозревающий о сделанном предыдущим экипажем изменении, перевёл гидроэлектроманипуляторы захлопок магистрали вентиляции в штатное положение и тем самым активировал внедрённую предыдущим экипажем нештатную логическую цепь, в результате чего на лодке открылась шахта вентиляции диаметром 60 сантиметров, куда моментально хлынула вода. К счастью для большинства членов экипажа, полностью затопило только один отсек. Лодка мягко легла на грунт на глубине всего 37 метров, что позволило потом вывести на поверхность большинство людей. В затопленном отсеке, однако, погибло 14 человек. Ещё два человека погибли при эвакуации. Когда лодка в назначенное время не вышла на связь, это никак не насторожило оперативные службы флота. Никто её не искал, и никто не объявлял аварийную тревогу. Начальство узнало, что К-429 терпит бедствие лишь тогда, когда двое добровольцев из экипажа лодки были выпущены на поверхность и были подобраны малым противолодочным кораблём (пишут, что это был МПК-178, но это явная ошибка, потому что МПК-178 вступил в строй на полтора года позже описываемых событий). Весьма примечателен вопрос, который начальство командира того малого противолодочного корабля задало командованию флотилии, куда входила К-429: ТОНУЛИ ЛИ У ВАС ЛОДКИ В ЗАЛИВЕ?

На К-141 «Курск» в день рокового выхода в море командир минно-торпедной боевой части не был допущен к самостоятельному управлению боевой частью АПЛ проекта 949А, поскольку он прибыл на «Курск» всего за три недели до того дня с лодки другого проекта. Вообще всю свою службу «Курск» только один раз выполнил учебное боевое упражнение с выпуском торпеды – но то была электрическая торпеда, а не парогазовая 65–76 (которая в итоге и взорвалась в торпедном аппарате). О степени готовности торпедистов «Курска» к стрельбе торпедой 65-76 может служить тот факт, что за три недели до катастрофы личный состав минно-торпедной боевой части «Курска» после погрузки боевых торпед не смог самостоятельно подключить их к системе контроля окислителя и вынужден был обратиться за помощью к торпедисту с другой подводной лодки.

На К-219 арматура одной из ракетных шахт на протяжении нескольких лет была неисправна и пропускала забортную воду. В этой шахте, напоминаю, находилась ракета не только с крайне агрессивными и ядовитыми компонентами топлива, но и, сцука, с ядерными боеголовками. Когда во время очередного дежурства шахта заполнилась-таки водой, ракету сжало мощным давлением, которое на глубине 85 метров превосходило прочность её корпуса, что в итоге привело к повреждению её баков. Утечка компонентов топлива из баков привела ко взрыву, которым ракету разнесло к херам вместе с боеголовками. Удивительно, но шахта выдержала, хоть и треснула! Благодаря тому, что шахта выдержала, состояние лодки после взрыва осталось сравнительно стабильным. Загазованные после взрыва отсеки удалось провентилировать, в лодку не поступала вода, и работали оба реактора. Командир, тем не менее, в тот день, видимо, твёрдо решил утопить свой корабль и отдал приказ слить из аварийной шахты окислитель и прокачать её (промыть), заведомо зная, что ОНА НЕГЕРМЕТИЧНА. Четыре аварийные партии пытались промыть шахту, и каждый раз происходило одно и то же: вода из шахты лилась в отсек, а вместе с ней в отсек проникали пары окислителя, исходящие от остатков ракеты в шахте. В конце концов последняя аварийная партия залила электрощиты, и в результате короткого замыкания в отсеке возник пожар. По всей видимости, именно вследствие этого пожара на лодке позднее пропало питание в сети 380В, в результате чего сработала аварийная защита реактора правого борта, при этом его компенсирующие решётки не опустились до конца. Далее следует леденящая кровь, без шуток, история о том, как матроса-срочника отправили опускать последнюю из этих решёток в одиночку (до этого три он уже опустил вместе со своим командиром) в отсек где температура к тому моменту уже превышала 50 градусов. Там этот матрос и погиб. До сих по непонятно ни почему его никто не заменил или хотя бы не подстраховал, хотя в отсеках, откуда он уходил к реактору, было больше 50 человек.

На К-278 «Комсомолец» экипаж с поразительной халатностью относился к контролю содержания кислорода в атмосфере внутри подводной лодки. На «Комсомольце» содержание кислорода регулировалось с помощью автоматического газоанализатора. В седьмом отсеке, однако, соответствующий датчик вышел из строя, так что от экипажа требовалось регулировать содержание кислорода вручную. Собственно, само по себе это не должно было существенно увеличить риск возникновения пожара, потому как в соответствии с нормативами вахтенные отсеков были обязаны контролировать переносными приборами содержание кислорода в атмосфере отсека не менее шести раз в сутки, вне зависимости от состояния автоматических средств контроля. То есть, каждые четыре часа вахтенные должны были переносным газоанализатором измерять уровень кислорода в отсеках, и в случае если он был ниже нормы, пополнять атмосферу кислородом, вручную открывая соответствующий клапан в отсеке.

На «Комсомольце» эту процедуру решили упростить. Клапан раздачи кислорода в 7-м отсеке был постоянно открыт, а регулирование подачи кислорода в этот отсек осуществлялось периодическим открытием соответствующих клапанов на кислородном коллекторе электролизера системы электрохимической регенерации воздуха, расположенной во 2-м отсеке. Иными словами, если действовать по правилам, то операцию выполняет один человек. Если действовать, как на «Комсомольце», то нужно как минимум двое: тот, кто замеряет уровень, и тот, кто управляет клапанами на кислородном коллекторе электролизера. Когда задействованы два человека, повышается вероятность накладок и недопониманий, и эта вероятность не замедлила реализоваться. Уже во время контрольного выхода в море перед роковым походом концентрация кислорода в 7-м отсеке достигла 30%. При такой концентрации самый невинный разряд статического электричества может стать причиной пожара. Начинают гореть вещества, которые не являются горючими при нормальной концентрации кислорода, а те, которые являются, начинают гореть гораздо интенсивнее. Лишь по чистой случайности отсек тогда не загорелся. Пожар случился позднее, во время похода. Во время контрольного выхода 7-й отсек был пуст. Перед самым походом, однако, туда загрузили запасы провизии, в том числе сотни килограммов заспиртованного хлеба. Этот хлеб, видимо, и загорелся, когда вследствие халатности экипажа содержание кислорода превысило допустимые нормы.

Дальнейшие действия экипажа только усугубили ситуацию. Во-первых, командование, похоже, не осознало всю серьёзность угрозы, и потому сперва не стало объявлять аварийную тревогу, а ограничилось сначала объявлением учебной тревоги. При этом командиры 6-го и 7-го отсеков не заняли немедленно свои места по боевому расписанию, а задержались в центральном посту. Их люди, соответственно, ждали своих командиров и тоже не спешили занять свои места. Именно поэтому вахтенные в 6-м и 7-м отсеках (по одному человеку в каждом) были предоставлены сами себе и не смогли оказать противодействие огню на начальном этапе пожара.

Экипажем не были выполнены требования руководства по борьбе за живучесть по герметизации аварийного отсека. Не были перекрыты трубопровод удаления углекислого газа, воздушный трубопровод системы дифферентовки подводной лодки, система дистанционного управления арматурой воздуха высокого давления, сливной трубопровод системы гидравлики, а также трубопровод раздачи кислорода. Через все эти трубопроводы вся лодка заполнилась дымом, за исключением первого отсека – единственного, где командир сделал всё как надо. Из-за того, что не был перекрыт трубопровод системы гидравлики, гидравлическая жидкость была потеряна через разуплотнения, образовавшиеся в зоне пожара. Из-за этого было потеряно управление рулями, а также возникли проблемы при подъёме выдвижных устройств после всплытия.

Самое же главное – экипажем не были перекрыты клапаны на магистралях воздуха высокого давления, ведущие в 7-й отсек. Поскольку горение происходило при повышенной концентрации кислорода, температура в зоне пожара превысила предел прочности арматуры воздуха высокого давления, в результате чего она потеряла герметичность (при нормальной концентрации кислорода такого бы не произошло). Поскольку магистрали воздуха высокого давления, ведущие в 7-й отсек, не были перекрыты, через образовавшиеся неплотности в 7-й отсек было стравлено три четверти запасов воздуха высокого давления, то есть, более шести тонн. Это превратило отсек в настоящую доменную печь (безо всяких литий-ионных батарей, прошу заметить). По расчетам температура там достигала 800 – 1100 градусов. Вследствие пожара такой интенсивности потеряли герметичность кабельные вводы резервного движительного комплекса, а также резинометаллический патрубок системы охлаждения дейдвудного сальника. Кингстон этой системы не был перекрыт экипажем, хотя должен был бы быть. После того, как пожар прекратился, и давление в отсеке упало, через этот кингстон и прогоревший патрубок и произошло затопление кормовых отсеков, что привело к гибели корабля.

При всём том, что сказано выше, я ни в коей мере не отрицаю, что российские подводники проявляли и самоотверженность, и героизм, в том числе и в ходе всех вышеописанных аварий. Там был и врач, который отдал свой дыхательный аппарат пациенту. И командир электротехнического дивизиона, до последнего обеспечивающий работу дизель-генератора. И упомянутый уже матрос-срочник, который в абсолютно нечеловеческих условиях полностью заглушил реактор. Следует помнить, что когда в ходе аварий подводники действовали безграмотно, это, в первую, очередь потому, что их так учили, то есть, источник халатности и распиздяйства находится, прежде всего, в штабах и управлениях флота, которые и должны первыми нести ответственность.

В общем, в свете вышесказанного я считаю абсолютно бессмысленным рассуждать о какой-то исключительной опасности использования литий-ионных батарей. При грамотной эксплуатации риск от их использования не будет особенно выделяться на фоне риска от использования традиционных аккумуляторов и других систем. При неграмотной же эксплуатации авария может произойти где угодно, и литий-ионные батареи опять же не обладают в этом смысле особой исключительностью.
Tags: разбор полётов, флот
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 16 comments

Recent Posts from This Journal