Инновационная технология строительства плавучих атомных электростанций. Реакторы ядерных энергетических установок для атомных подводных лодок Контуры охлаждения реактора на апл

С середины 60-х по начало 80-х строительство трёх серий многоцелевых атомных лодок проекта 671- 671, 671РТ и 671РТМ общим количеством (15+7+26) 48 единиц - позволило насытить все океанские флоты современными подводными лодками. Шестьсот семьдесят первую серию дополняли ракетоносцы проектов 670А и 670М (11+6 = 17 единиц) спроектированные и построенные на заводе «Красное Сормово» в городе Горьком - небольшие однореакторные кораблики, считавшиеся самыми тихими лодками 2 поколения. Также флот получил весьма специфические Лиры - скоростные подлодки проекта 705 (7 единиц). Это позволило создать к середине 70-х группировку из 70 современных многоцелевых атомоходов.

Хотя лодки и отличалась посредственными характеристиками, благодаря своей многочисленности они обеспечивали Боевую службу ВМФ СССР во всех уголках планеты. Отметим, что именно по этому пути следуют США, строя огромные серии недорогих простых лодок типа Лос-Анджелес (62 лодки), а на данный момент - Вирджиния (план 30, в строю - 11).

Академик Спасский в своей статье в журнале «Военный парад» в 1997 году указал, что российскому флоту необходимо около ста подводных лодок. Ориентировочно нужно 15 стратегических ракетоносцев, 15-20 ракетных крейсеров с крылатыми ракетами и 30-40 ДЭПЛ. Остальные лодки (40-50 единиц) должны быть атомными многоцелевыми.

Проблема состоит в том, что в России подобных лодок нет. Строительство АПЛ проекта 971 и 945 прекращено и восстанавливать его не имеет смысла. АПЛ проекта 885 строятся небольшой серией - до 2020 года анонсирована серия 8 единиц. При этом их цена - от 30 до 47 миллиардов рублей и сроки строительства - одной лодки в 5-8 лет не позволяют иметь много таких лодок. Дизель-электрические лодки - которые сейчас модно называть неатомными - слишком малы и не способны ходить в моря надолго. Между лодкой водоизмещением 2000 тонн и лодкой 9500 тонн сейчас нет никаких промежуточных проектов.

Разговоры о необходимости подобной лодки шли давно, однако пока ничего конкретного так и не появилось. Например, предлагались варианты проекта 885 без ракетного отсека, однако быстро выяснилось, что удешевления/увеличения серии/сроков строительства такой проект не даст. Просто за те же деньги флот получит худшую лодку. Также рассматривался вариант «русского Рубиса» - т.е. небольшой лодки с полным электродвижением, однако подобные предложения отвергли сами французы, которые на данный момент строят атомную подводную лодку нормальных размеров. Европейский (например, английский) опыт тоже ничем помочь, не способен.

Поэтому я решил всё-таки самостоятельно разобраться, что же должна собой представлять подобная лодка.

По моему мнению, концепция бюджетной атомной подводной лодки должна быть следующая:

1. Для снижения массогабаритных характеристик и стоимости атомной силовой установки - уменьшаем потребную скорость полного хода с 31-33 до 25 узлов, что даст снижение максимальной мощности силовой установки в 2,5 раза по сравнению с лодками 3 поколения. Т.е. до 20 тыс. л.с. Дело в том, что когда лодка идет на максимальной скорости она из-за грохота воды теряет как скрытность, так и возможность обнаруживать цели. При этом снижение мощности силовой установки уменьшить вес и потратить сэкономленный вес на усиление вооружения. В нашем случае - на ракетный отсек с 16 ракетами.


2. Отказ от чрезвычайного количественного дублирования систем, а также от повышенного запаса плавучести (у нас он будет в районе 16%), и спасательной камеры.


3. Уменьшение по сравнению с лодками 3 поколения максимальной глубины погружения с 600 до 450 метров, что позволит уменьшить массу корпуса.


4. Полуторакорпусная архитектура - такая же, как на Северодвинске. Однокорпусную архитектуру имеют 2 и 3 отсеки - жилые и управления. Остальные - двухкорпусную.


5. Вооружение - комбинированное - УВП для ракет и торпедные аппараты для торпед. Причём ТА двух калибров: большого - для боевых торпед и малого - для антиторпед и средств активной постановки гидроакустических помех.


6. Торпедные аппараты имеют классическое для советского флота расположение - в верхней полусфере в носовой части. Поскольку сейчас лодка имеет не только сферическую антенну в носовой части, но и бортовые конформные антенны.


7. Лодки должны строиться на заводах второго эшелона в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Комсомольске-на-Амуре, срок строительства серийной лодки - не более трёх лет, стоимость 18-20 млрд. рублей.

Устройство атомной подводной лодки

Многоцелевая атомная подводная лодка проекта П-95 пред-на-зна-че-на для ве-де-ния борь-бы с вражеским судоходством, ко-ра-бель-ны-ми группировками про-тив-ни-ка, под-вод-ны-ми лод-ка-ми, на-не-се-ния уда-ров по бе-ре-го-вым объ-ек-там, осу-ще-ст-в-ле-ния мин-ных по-ста-но-вок, ве-де-ния разведки.

Так же как на лодках 3 поколения все основное обо-ру-до-ва-ние и бое-вые по-сты раз-ме-ще-ны в амор-ти-зи-ро-ван-ных зо-наль-ных бло-ках. Амор-ти-за-ция сильно снижает аку-сти-че-ское по-ле ко-раб-ля, а так-же по-зво-ля-ет обезопасить лодку от подводных взрывов.

Второй и третий отсеки - управления и жилые. На первой и второй па-лу-бах рас-по-ло-же-ны глав-ный ко-манд-ный пост, руб-ки, ап-па-ра-ту-ра бое-вой ин-фор-ма-ци-он-но-управ-ляю-щей сис-те-мы (БИ-УС); третья и четвертая па-лу-бы за-ня-ты жи-лы-ми, об-ще-ст-вен-ны-ми и ме-ди-цин-ски-ми по-ме-ще-ния-ми. В трюме - всевозможное оборудование, сред-ст-ва кон-ди-цио-ни-ро-ва-ния и об-ще-ко-ра-бель-ные сис-те-мы. Во втором от-се-ке раз-ме-ще-ны все подъ-ем-но-мач-то-вые уст-рой-ст-ва, в третьем - дизель-генератор.

Четвёртый отсек - ракетный. В нём расположены 4 прочные шахты в каждой из которых, находиться по 4 транспортно-пусковых контейнера с крылатыми ракетами. Также в отсеке расположено различное оборудование и кладовые.

Пятый отсек - реакторный. Сам реактор со своим оборудованием изолирован от ос-таль-ной лодки био-ло-ги-че-ской за-щи-той. Са-ма ППУ вме-сте с сис-те-мами под-ве-ше-на на кон-соль-ных бал-ках, за-де-лан-ных в пе-ре-бор-ки.

Шестой отсек - турбинный. Состоит из блоч-ной па-ро-тур-бин-ной ус-та-нов-ке и ав-то-ном-ны-ми тур-бо-ге-не-ра-то-ром и хо-ло-диль-ны-ми ма-ши-на-ми па-ро-тур-бин-ной ус-та-нов-ки. Блок че-рез амор-ти-за-то-ры сто-ит на про-ме-жу-точ-ной ра-ме, ко-то-рая че-рез вто-рой кас-кад амор-ти-за-то-ров за-кре-п-ля-ет-ся к специальным стойкам. Также в этом отсеке расположен на специальной амортизированной платформе обратимый электромотор малого хода и муфта позволяющая отсоединять ГТЗА.

Седьмой отсек - вспомогательных механизмов. Через не-го про-хо-дит ва-ло-про-вод с глав-ным упор-ным под-шип-ни-ком в носу и уплотнением гребно-го ва-ла в кор-ме. Отсек двух-па-луб-ный. Также в нем на-хо-дит-ся рум-пель-ное от-де-ле-ние, в котором раз-ме-ще-ны ру-ле-вые гид-рав-ли-че-ские ма-шины, а так-же рум-пе-ли и концы бал-ле-ров ру-лей.

Над вторым и третьим отсека-ми рас-положено ог-ра-ж-де-ние руб-ки и вы-движ-ных уст-ройств. В корме - четыре стабилизатора об-ра-зу-ют кор-мо-вое опе-ре-ние. Ос-нов-ной вход в ПЛ - че-рез ог-ра-ж-де-ние руб-ки. Кро-ме то-го, име-ют-ся вспо-мо-га-тель-ные и ре-монт-ные лю-ки над первым пятым и седьмым отсеками.

Основным движителем является семилопастный малооборотный винт диаметром 4,4 метра. Вспомогательным - две выдвижные колонки мощностью по 420 л.с. обеспечивающие скорость до 5 узлов.

От установки водомётов решено было отказаться из-за меньшего КПД и меньшей эффективности на малых скоростях

Силовая установка и оборудование

Лодка обладает характеристиками превышающими требования к четвёртому поколению подводных лодок. Т.е. соответствует поколению 4+.

Для обеспечения малой шумности в нашем проекте мы отходим от традиционной для советского флота тяги к силовым установками большой мощности с малым удельным весом. Многоцелевые лодки 2 поколения имели два реактора по 70 мВт и турбину мощностью 31 тысячу лошадиных сил, лодки третьего - 190 мВт и 50 тысяч лошадиных сил. При этом известно, что масса силовых установок 2 и 3 поколений - приблизительно одинакова и находится в районе 1000 тон

н (по разным оценкам от 900 до 1100 тонн) - отличается только удельный вес - масса одной лошадиной силы.

Так вот, мы сознательно идём на снижение мощности силовой установки и отказываемся от унификации с силовыми установками других типов. При этом кроме снижения мощности мы ещё и упрощаем схему силовой установки. Такой подход позволяет уменьшить габариты и размеры силовой, увеличив количество оружия, при этом благодаря повышению удельных характеристик - повышается агрегатная надёжность. Плюс поскольку силовая меньшей мощности - она меньше шумит, стоит дешевле и более надёжна.

Силовая установка «Кикиморы» включает:

• один атомный реактор мощностью 70 МВт, с двумя парогенераторами, по одному насосу первого контура на каждом. Примерно такая схема атомного реактора используется на американских АПЛ типа Вирджиния. Реактор может работать в малошумном режиме с естественной циркуляцией на мощности 20% от номинальной, обеспечивая паром только турбогенератор лодки.


• один ГТЗА с однокорпусной паровой турбиной и планетарным редуктором мощностью на валу 20000 л.с. При этом, при ходе под турбиной гребной электромотор работает как генератор, что позволяет отключить парогенератор и идти только под одним агрегатом.


• обратимый гребной электромотор для малошумного хода мощностью 1500 кВт. Установлен перед турбиной, т.е. ГТЗА можно отключить и идти только под турбогенератором и электромотором, а можно наоборот включить ГТЗА и выключить турбогенератор, тогда гребной электромотор работает как генератор. Наличие только одного работающего устройства исключает резонансы и снижает шумность лодки.


• один малошумный автономный турбогенератор мощностью 3500 кВт. При этом турбогенератор расположен по оси лодки плоскости лодки - под турбиной на одной с ней амортизированной платформе, только снизу. Такая схема - обеспечивает минимизацию шумов издаваемых генератором и позволяет получить при движении под электромотором на малошумном режиме - минимальную шумность. При этом и АТГ и ГТЗА используют каждый собственную арматуру - конденсаторы, холодильники, насосы и т.д. Включая запасы питательной воды. Что позволяет повысить надёжность силовой установки и автономность лодки.


• один дизель-генератор мощностью 1600 кВт. Расположен в 3 отсеке. Одну большую аккумуляторную батарею в первом отсеке и 3 малых аккумуляторных батареи во 2, 3 и 7 отсеках.

Радиоэлектронное вооружение

Состав радиоэлектронного вооружения вооружения -классический. Лодка имеет на вооружении гидроакустический комплекс с несколькими антеннами и выдвижные устройства. Прием информации от всех устройств и управление оружием осуществляется интегрированной боевой информационно-управляющей системой.

Гидроакустический комплекс подводной лодки состоит из:

• носовой сферической антенны диаметром 4,4 метра


• двух бортовых низкочастотных конформных антенн


• высокочастотной противоминной ГАС в носовой части рубки


• буксируемой низкочастотной антенны


• системы неакустического обнаружения надводных кораблей по кильватерному следу

Выдвижные устройства: (с носа в корму)

• универсальный оптронный перископ - кроме нескольких оптических каналов оснащён лазерным дальномером и тепловизором.


• многоцелевой комплекс цифровой связи - обеспечивает как наземную, так и космическую связь в нескольких диапазонах.


• комплекс РЛС/РЭБ - представляет собой многофункциональную РЛС с фазированной антенной решеткой, способной обнаруживать как надводные так и воздушные цели, с дополнительной возможностью ставить помехи.


• РДП - устройство для работы дизеля под водой.


• цифровой комплекс пассивной радиотехнической разведки - вместо старых радиопеленгаторов. Имеет более широкий диапазон применения и при этом благодаря пассивному режиму работы - не засекается средствами РТР противника.

Вооружение

Как уже говорилось выше благодаря лёгкой силовой установке и облегченному корпусу лодка имеет чрезвычайно мощное для своих размеров вооружение составляющее 56 единиц оружия при стандартной загрузке. При этом противокорабельные ракеты и противолодочные ракето-торпеды - запускаются из УВП. Из торпедных аппаратов - запускаются торпеды.

Вооружение атомной подводной лодки состоит из:

• 16 пусковых установок в 4-х прочных шахтах расположенных в районе миделя корабля. Это не «Ониксы», они не влезли по длине. В нашем случае используются в три раза более дешевые твердотопливные ПКР и ракето-торпеды вертикального пуска (они твердотопливные изначально). ПКР имеет массу 2,5 тонны, трансзвуковую скорость и дальность полёта 200 км при БЧ в 450 килограмм, противолодочная ракето-торпеда - имеет дальность 35 км (больше для лодки и не нужно) и боевую часть в виде 324-мм торпеды или подводной ракеты.


• Четырех 605-мм торпедных аппаратов с боезапасом в 20 торпед - 4 в ТА и 16 на механизированных стеллажах. Увеличение калибра торпед связано с желанием повысить возможности торпеды без увеличения длины. Если обычная советская торпеда имеет калибр 533-мм и длину 7,9 метров, то наша торпеда при практически той же длине (8 метров) толще, тяжелее на тонну (т.е. весит три тонны). В боезапас ходят торпеды двух типов - первая имеет тяжёлую БЧ весом 800 кг (современные супертанкеры настолько огромны, что требуют больших БЧ), вторая - высокую скорость и дальность - 50 узлов/50 км.


• Также вместо части торпед лодка может принимать до 64 мин различных типов.


• Четырех 457-мм торпедных аппарата, предназначенных для запуска антиторпед, постановщиков гидроакустических помех, имитаторов и малых противоминных торпед. Боезапас - 4 торпеды в ТА и 16 в два эшелона в механизированных стеллажах. Вместо 16 малых торпед на стеллажи можно принять 4 большие торпеды. Мини-торпеда имеет длину 4,2 метра и массу 450 килограмм, дальность стрельбы до 15 километров, и массу БЧ 120 килограмм.


• Шести ПЗРК «Игла» с запасом ракет.

Экипаж и обитаемость

Экипаж лодки состоит из 70 человек, в том числе 30 офицеров. Это практически соответствует лодкам проекта 971, где экипаж - 72-75 человек. На лодках проекта 671РТМ и на проекте 885 - около 100 человек. Для сравнения - на американских лодках типа «Вирждиния» экипаж 120 человек, а на Лос-Анджелесах вообще - 140. Весь лич-ный со-став раз-ме-щен в одноместных каю-тах и маломестных кубриках. Для прие-ма пи-щи и дру-гих ме-ро-прия-тий ис-пользует-ся две кают-компании - офи-цер-ская и мичманская. Лодка оснащена ме-ди-цин-ским блоком, ду-ше-выми ка-би-нами и сау-ной. Все жи-лые по-ме-ще-ния рас-по-ло-же-ны во 2-3-ом отсеках на 2 и 3 палубах.

Сравнение с конкурентами

По сравнению со своим прямым предшественником - проектом 671ртм - лодка стала короче почти на 12 метров, толще и потеряла 6 узлов скорости. За счёт снижения веса силовой установки (на 200-250 тонн) появилась возможность усилить вооружение отсеком с противокорабельными ракетами. При практически одинаковом подводном водоизмещении за счёт сокращения запаса плавучести (т.е. воды) на 900 тонн, увеличились обитаемые объемы что позволило поднять условия обитаемости. Шумность - снизилась радикально. Дальность обнаружения малошумных целей - тоже выросла. Автономность осталась на прежнем уровне, но условия размещения экипажа стали лучше, при этом лодка лучше в эксплуатации что позволит повысить коэффициент использования с 0,25 до 0,4.

По сравнению с одноклассником - проектом 885 - лодка проекта П-95 имеет в полтора раза меньшее водоизмещение и в полтора-два (в зависимости от количества кораблей серии) раза меньшую стоимость. Есть мнение что в малошумном режиме при движении под электромотором лодка будет тише даже проекта 885.

Проект П-95 смотрится весьма достойно и на фоне американской лодки типа Вирждиния. По крайней мере в дуэльных ситуациях наш корабль не будет не в чём уступать американскому.

Современные АПЛ имеют паропроизводящие установки в составе одного-двух ядерных реакторов с водой под давлением в первом конту­ре. Пар второго контура, который непосредственно подается на глав­ную турбину и турбогенераторы, образуется в нескольких парогенера­торах вследствие теплообмена с водой первого контура. Параметры теп­лоносителя первого контура на входе в парогенератор обычно лежат в пределах: 320-330°С, 150-180 кг/см²; параметры пара второго контура на входе в турбину: 280-290°С, 30-32 кг/см2. Паропроизводительность реакторов современных АПЛ на полной мощности достигает 200 и бо­лее тонн пара в час. Загрузка ядерного топлива, в качестве которого обыч­но используют обогащенный уран-235, составляет несколько килограм­мов. Известно, например, что АПЛ «Nautilus» до первой перезарядки из­расходовала 3,6 кг урана, пройдя около 60 тыс. миль.

Ток воды в первом контуре осуществляется при работе установки на малой мощности за счет естественной циркуляции теплоносителя, вслед­ствие перепада температуры на входе и выходе из реактора, и размеще­ния парогенераторов выше активной зоны, на средних и больших мощ­ностях - циркуляционными насосами первого контура. В интересах сни­жения шумности и упрощения управления реактором наблюдается тенденция повышения верхней границы мощности при работе в режиме естественной циркуляции. Американская АПЛ «Narwhal» имела реактор со значительно более высоким, чем у других АПЛ, уровнем естественной циркуляции - возможно, до 100% мощности. Однако в силу ряда причин, в первую очередь в связи с увеличенной в сравнении с обычными реакто­рами высотой, этот реактор не был запущен в серию. Кампания (расчет­ная продолжительность работы реактора на полной мощности) достигает для современных АПЛ 10-15 тыс. ч, что позволяет (вследствие работы реактора большую часть времени на мощности, значительно меньшей полной) ограничиться за срок службы АПЛ одной-двумя перезарядками активной зоны. Мощность паротурбинных установок при движении АПЛ на полном ходу достигает 30-60 тыс. л. с. (20-45 тыс. кВт).

Конструктивно паротурбинные установки выполняются в виде еди­ного блока, состоящего, как правило, из двух турбин, параллельно рабо­тающих на одно- или двухступенчатый редуктор, понижающий оборо­ты турбин до оптимальных для гребного винта. Для снижения передава­емых на корпус вибраций паротурбинный блок крепится к нему с помощью амортизаторов. С этой же целью так называемые неопорные связи блока с корпусом и другим оборудованием (линия вала, паровые, водяные, масляные трубопроводы) имеют относительно эластичные вставки, также препятствующие распространению вибрации от блока.

Сброс пара от турбины осуществляется на конденсатор, охлаждае­мый забортной водой, протекающей по трубкам, рассчитанным на пол­ное забортное давление. Прокачка забортной воды осуществляется са­мопротоком или циркуляционным насосом. Образовавшийся после ох­лаждения пара конденсат специальными насосами закачивается в парогенератор. Паропроизводящая и паротурбинная установки конт­ролируются и управляются с помощью специальной автоматической си­стемы (при необходимости с вмешательством операторов). Управление осуществляется из специального поста. Передача мощности от редукто­ра на гребной винт осуществляется с помощью линии вала, снабженно­го опорными и главным упорным подшипником (ГУП), передающим развиваемый винтом упор на корпус. Обычно ГУП конструктивно со­вмещается с одной из поперечных переборок и на некоторых АЛЛ снаб­жен специальной системой для снижения уровня вибраций, передавае­мых от линии вала на корпус. Для отсоединения гребного вала от редук­тора турбинной установки предусмотрена специальная муфта. На большинстве АПЛ в корму от ГУП соосно с линией вала устанавли­вается гребной электродвигатель (ГЭД), обеспечивающий вращение вала при отключенных и при необходимости остановленных турбинах. Мощ­ность ГЭД составляет обычно несколько сотен киловатт и достаточна для движения АПЛ со скоростью 4-6 уз. Энергия для работы ГЭД пода­ется от турбогенераторов или, при аварии, от аккумуляторной батареи, а при движении в надводном положении - от дизель-генератора.

Удельные массогабаритные характеристики энергоустановок суще­ственно разнятся для отдельных типов АПЛ. Средние их значения (сум­марно паропроизводящей и паротурбинной установки) для современ­ных АПЛ: 0,03-0,04 т/кВт, 0,005-0,006 м³/кВт.

Рассмотренная энергетическая установка в составе турбозубчатого агрегата и установленного на валу маломощного ГЭД применена на по­давляющем большинстве АПЛ, однако она является не единственной нашедшей практическое применение. Начиная с середины 60-х годов предпринимались попытки использования на АПЛ других установок, в первую очередь турбоэлектрической, обеспечивающей полное элект­родвижение, на что уже обращалось внимание в разделе, посвященном рассмотрению этапов развития ПЛ.

Широкому внедрению полного электродвижения на АПЛ препят­ствуют, как обычно указывается, существенно большие массы и габари­ты электроустановок по сравнению с турбинными близкой мощности. Работы по совершенствованию турбоэлектрических установок продол­жаются, а их успех связывается с использованием эффекта сверхпрово­димости, особенно при так называемых «комнатных» температурах (до -130°С), что, как ожидается, позволит резко сократить массогаба­ритные характеристики электродвигателей и генераторов.

Электроэнергетическая система (ЭЭС) современных АПЛ имеет в своем составе несколько (как правило, два) автономных турбогенера­торов (АТГ) переменного тока, использующих пар от реактора, и акку­муляторную батарею (АБ) в качестве резервного источника энергии при неработающих АТГ, а также машинные или статические преобразовате­ли электрического тока (для зарядки АБ от АТГ и питания оборудова­ния на переменном токе от АБ), приборы контроля, регулирования и защиты, а также систему коммутации - распределительные щиты и ка­бельные трассы. В качестве аварийного источника энергии при движе­нии в надводном положении используется дизель-генератор.

Мощность АТГ на современных АПЛ достигает нескольких тысяч киловатт. Потребителями электроэнергии являются в первую очередь вспомогательные механизмы самой АЭУ, гидроакустическое вооруже­ние, средства навигации, связи, радиолокации, системы, обслуживаю­щие оружие, система жизнеобеспечения, ГЭД при использовании ре­жима электродвижения и др. В ЭЭС используется переменный ток про­мышленной частоты 50-60 Гц, напряжением 220-380 В, а для питания некоторых потребителей - переменный ток повышенной частоты и по­стоянный.

Высокая энергонасыщенность современных АПЛ, обеспечивающая возможность использования энергоемких образцов оружия и вооруже­ния, а также высокий уровень комфортности личного состава, имеет, как уже указывалось, и негативные последствия - относительно высо­кий уровень шума вследствие большого числа одновременно работаю­щих машин и механизмов, даже при движении АПЛ с относительно низ­кой скоростью.

МОСКВА, 7 авг — РИА Новости. В России впервые создана и испытана активная зона — "сердце" ядерных реакторов атомных подводных лодок с ресурсом на весь жизненный цикл АПЛ, то есть не требующая перезарядки ядерного топлива, говорится в публичном годовом отчете предприятия госкорпорации "Росатом" АО "ОКБМ Африкантов" (Нижний Новгород) за 2017 год, размещенном на сайте предприятия.

Активная зона — содержащая ядерное топливо центральная область реактора, в которой происходит управляемая цепная реакция. "ОКБМ Африкантов" — головной разработчик активных зон для кораблей ВМФ.

"Завершена разработка, изготовление и были проведены межведомственные испытания двух транспортных активных зон — оптимизированной активной зоны для АПЛ 4 поколения проекта с кампанией до среднего ремонта корабля и уникальной в отечественной истории активной зоны с ресурсом на весь жизненный цикл корабля", — говорится в отчете.

Успешная эксплуатация активных зон ядерных реакторов АПЛ четвертого поколения подтверждает правильность проектных решений, на которых базируются новые проекты корабельных активных зон, отмечается в отчете.

К российским атомным подводным лодкам четвертого поколения относятся субмарины проектов "Борей" и "Ясень".

Боеготовность ВМФ

Новая разработка специалистов российской атомной отрасли в области реакторных установок для атомных подводных лодок, позволяющая обходиться без перезарядки ядерного топлива на все время эксплуатации субмарин, значительно повысит боеготовность отечественного Военно-морского флота, считают опрошенные РИА Новости военные эксперты.

"Это принципиальный вопрос, который имеет колоссальное значение для боеготовности подводных сил ВМФ, потому что "операция номер один", как мы ее называем на флоте, занимает более месяца, во время которого атомная боевая единица выводится из состава флота", — сказал агентству бывший командующий Северным флотом адмирал Вячеслав Попов.

Он пояснил, что в зависимости от проекта лодки и режима ее эксплуатации перезарядка реактора происходит раз в 5-10 лет. Время перезагрузки ядерного топлива составляет примерно месяц.

"На это время боевой состав флота сокращается на единицу. С таким же реактором коэффициент использования подводной лодки повышается в разы", — сказал адмирал.

Экономическая выгода

Разработка Росатома обеспечивает и большую экономическую выгоду, в свою очередь отметил бывший командующий Балтийским флотом адмирал Владимир Валуев.

"Этот реактор — мечта подводников", — подчеркнул он.

"Срок службы подлодки не менее 30 лет. Создание реактора, который может работать без перезарядки ядерным топливом на протяжении всего жизненного цикла подлодки, выгодно экономически. Замена реактора — дорогостоящий процесс. Его нужно выгрузить, поместить в защитную свинцовую емкость, отвезти к месту утилизации. Но с "вечным" реактором подлодка будет при той же боеспособности стоить дешевле", — сказал Валуев РИА Новости.

"ОКБМ Африкантов" — одно из ведущих предприятий российской атомной отрасли, входит в машиностроительный дивизион Росатома холдинг "Атомэнергомаш". "ОКБМ Африкантов" занимает ведущие позиции в создании реакторных установок различного типа и назначения, тепловыделяющих сборок и активных зон ядерных реакторов.

В 50-х годах началась новая эра в подводном кораблестроении - при­менение для движения подводных лодок атомной энергии. По своим свойствам атомные источники энергии являются наиболее подходящи­ми для ПЛ, так как, не нуждаясь в атмосферном воздухе или в запасах кислорода, позволяют получать энергию практически неограниченно долго и в необходимом количестве.

Помимо решения проблемы в отношении длительного движения в подводном положении с высокой скоростью хода, использование атом­ного источника сняло ограничения по снабжению энергией таких отно­сительно емких ее потребителей, как приборы и системы жизнеобеспе­чения (кондиционеры, электролизеры и т. п.), навигации, гидроакусти­ки и управления оружием. Открылась перспектива использования ПЛ в арктических районах подо льдами. С внедрением атомной энергетики длительность непрерывного плавания лодок в подводном положении стала лимитироваться, как показал многолетний опыт, в основном, пси­хофизическими возможностями экипажей.

Вместе с тем с самого начала внедрения атомных энергетических установок (АЭУ) стали ясны и возникающие при этом новые сложные проблемы: необходимость обеспечения надежной радиационной защи­ты личного состава, повышение требований к профессиональной под­готовке обслуживающего АЭУ персонала, потребность в более разви­той, чем для дизель-электрической ПЛ, инфраструктуре (базирование, ремонт, доставка и перегрузка ядерного горючего, удаление отработан­ного ядерного топлива и т. д.). Позднее, по мере накопления опыта, вы­явились и другие негативные моменты: повышенная шумность атомных подводных лодок (АПЛ), тяжесть последствий аварий АЭУ и лодок с такими установками, сложность вывода из строя и утилизации отслу­живших свой срок АПЛ.

Первые предложения от ученых-атомщиков и военных моряков об использовании для движения лодок атомной энергии и в США, и в СССР стали поступать еще в конце 1940-х годов. Развертывание практических работ началось с создания проектов ПЛ с АЭУ и строительства назем­ных стендов и прототипов этих установок.

Первая в мире АПЛ была построена в США - «Nautilus» - и всту­пила в строй в сентябре 1954 г. В январе 1959 г. после завершения испытаний была принята в эксплуатацию ВМФ СССР первая отече­ственная АПЛ проекта 627. Основные характеристики этих АПЛ при­ведены в табл. 1.

С вводом в строй первых АПЛ практически без перерыва началось постепенное наращивание темпов их строительства. Параллельно шло практическое освоение применения атомной энергии в ходе эксплуа­тации АПЛ, поиск оптимального облика АЭУ и самих ПЛ.

Таблица 1

*Равно сумме надводного водоизмещения и массы воды в полностью заполненных цистернах главного балласта.
**Для американских АПЛ (здесь и далее) испытательная глубина, которая близка по смыслу к предельной.

Рис. 6. Первая отечественная серийная АПЛ (проект 627 А)

Рис. 7. Первая американская АПЛ «Nautilus»

Рис. 8. Первая отечественная АПЛ «Ленинский комсомол» (проект 627)

Уже в 1960 г. вследствие ряда выявившихся при эксплуатации непо­ладок реактор с жидкометаллическим теплоносителем на АПЛ «Seawolf» был заменен водо-водяным реактором S2WA, представлявшим собой улучшенную модификацию реактора АПЛ «NautiIus».

В 1963 г. в СССР в состав флота была введена АПЛ проекта 645, также оснащенная реактором с жидкометаллическим теплоносителем, в котором был использован сплав свинца с висмутом. В первые годы после постройки эта АПЛ успешно эксплуатировалась. Однако решительных преимуществ перед параллельно строящимися АПЛ с водо-водяными реакторами не по­казала. Вместе с тем эксплуатация реактора с жидкометаллическим тепло­носителем, особенно его базовое обслуживание, вызывала определенные сложности. Серийное строительство АПЛ этого типа не производилось, она осталась в единичном экземпляре и находилась в составе флота до 1968 г.

Вместе с внедрением на ПЛ АЭУ и непосредственно связанного с ними оборудования произошло изменение и других их элементов. Пер­вая американская АПЛ, хотя и имела большие размеры, чем ДПЛ, мало отличалась от них по внешнему виду: она имела штевневую носовую оконечность и развитую надстройку с протяженной плоской палубой. Форма корпуса первой отечественной АПЛ уже имела ряд характерных отличий от ДПЛ. В частности, ее носовой оконечности были приданы хорошо обтекаемые в подводном положении обводы, имеющие в плане очертания полуэллипса и близкие к круговым поперечные сечения. Ог­раждение выдвижных устройств (перископов, устройства РДП, антенн и др.), а также шахты люка и мостика были выполнены в виде обтекае­мого тела наподобие лимузина, откуда пошло название «лимузинная» форма, ставшая впоследствии традиционной для ограждения у многих типов отечественных АПЛ.

Для максимального использования всех возможностей по улучше­нию тактико-технических характеристик, обусловленных применени­ем АЭУ, были развернуты исследования по оптимизации формы корпу­са, архитектуре и конструкции, управляемости при движении в подвод­ном положении с высокими скоростями, автоматизации управления при этих режимах, по навигационному обеспечению и обитаемости в усло­виях длительного подводного плавания без всплытия на поверхность.

Ряд вопросов решался с использованием специально построенных опытных и экспериментальных неатомных и атомных ПЛ. В частности, в решении проблем управляемости и ходкости АПЛ важную роль сыгра­ла построенная в США в 1953 г. экспериментальная ДПЛ «Аlbасоrе», имевшая форму корпуса, близкую к оптимальной в отношении мини­мизации сопротивлению воды при движении в подводном положении (отношение длины к ширине составляло около 7,4). Ниже указаны ха­рактеристики ДПЛ «Albacore»:

Размерения, м:
длина..............................................................................................62,2
ширина.............................................................................................8,4
Водоизмещение, т:
надводное......................................................................................1500
подводное.....................................................................................1850
Энергетическая установка:
мощность дизель - генераторов, л. с.........................................1700
мощность электродвигателя *, л. с............................около 15000
число гребных валов......................................................................1
Скорость полного подводного хода, уз..............................................33
Испытательная глубина погружения, м............................................185
Экипаж, чел...........................................................................................52

* С серебряно-цинковой аккумуляторной батареей.

Эта ПЛ несколько раз переоборудовалась и длительное время ис­пользовалась для отработки гребных винтов (в том числе соосных про­тивоположного вращения), органов управления при движении с высо­кими скоростями, новых типов ТА и решения других задач.

Внедрение на ПЛ АЭУ совпало по времени с разработкой ряда прин­ципиально новых образцов вооружения: крылатых ракет (КР) для стрель­бы по берегу и для поражения морских целей, позднее - баллистичес­ких ракет (БР), средств дальнего радиолокационного обнаружения воз­душных целей.

Успехи в области создания БР наземного и морского базирования привели к пересмотру роли и места как сухопутных, так и морских си­стем вооружения, что нашло отражение и в становлении типажа АПЛ. В частности, постепенно утратили свое значение КР, предназначен­ные для стрельбы по берегу. В результате США ограничились пост­ройкой всего одной АПЛ «Halibut» и двух ДПЛ - «Grayback» и «Grow-ler» - с КР «Regulus», а построенные в СССР АПЛ с КР для поражения береговых целей были впоследствии переоборудованы в АПЛ только с торпедным вооружением.

В единичном экземпляре осталась и построенная в США в эти годы АПЛ радиолокационного дозора «Triton», предназначенная для дальне­го обнаружения воздушных целей с помощью особо мощных радиолокационных станций. Эта ПЛ примечательна еще и тем, что из всех аме­риканских АПЛ она была единственной, имевшей два реактора (все ос­тальные АПЛ США однореакторные).

Первый в мире пуск БР с подводной лодки был произведен в СССР в сентябре 1955 г. Ракета Р-11 ФМ была запущена с переоборудованной ДПЛ из надводного положения. С той же ПЛ спустя пять лет был произ­веден первый в СССР пуск БР из подводного положения.

С конца 50-х годов начался процесс внедрения БР на ПЛ. Сперва была создана малоракетная атомная ПЛ (габариты первых отечествен­ных морских БР на жидком топливе не позволили создать сразу много­ракетную АПЛ). Первая отечественная АПЛ с тремя стартующими из надводного положения БР была введена в строй в 1960 г. (к этому вре­мени было построено несколько отечественных ДПЛ с БР).

В США, базируясь на успехах, достигнутых в области морских БР, сразу пошли на создание многоракетной АПЛ с обеспечением старта ракет из подводного положения. Этому способствовала успешно реали­зуемая в те годы программа создания БР на твердом топливе «Polaris». Причем для сокращения срока строительства первого ракетоносца был использован корпус находящейся в это время в постройке серийной АПЛ

Рис. 9. Атомный подводный ракетоносец типа «George Washington»

В годы, последовавшие с момента создания первых ПЛ, происходи­ло непрерывное совершенствование этого нового вида морского вооружения: увеличение дальности полета морских БР до межконтиненталь­ной, повышение темпа стрельбы ракетами вплоть до залповой, приня­тие на вооружение БР с разделяющимися головными частями (РГЧ), имеющими в своем составе несколько боевых блоков, каждый из кото­рых может наводиться на свою цель, увеличение на некоторых типах ракетоносцев боекомплекта ракет до 20-24.

Таблица 2

В конце 60-х годов в СССР были созданы АПЛ принципиально но­вого типа - многоракетные подводные лодки - носители КР с подвод­ным стартом. Появление и последующее развитие этих АПЛ, не имевших аналогов в зарубежных ВМС , явилось реальным противовесом наиболее мощным надводным боевым кораблям - ударным авианосцам, в том числе и с атомными энергетическими установками.

Рис. 10. Атомный подводный ракетоносец (проект 667А)

Вследствие особенностей среды, в которой действуют ПЛ, в каче­стве определяющих факторов в проблеме скрытности и обнаружения вы­ступают обесшумливание ПЛ и дальность действия устанавливаемых на них гидроакустических средств. Именно совершенствование этих качеств наиболее сильно повлияло на формирование того технического облика, который приобрели современные АПЛ.

В интересах решения возникающих в указанных областях задач во многих странах были развернуты беспрецедентные по объему програм­мы научно-исследовательских и опытноконструкторских работ, вклю­чающих разработку новых малошумных механизмов и движителей, про­ведение по специальным программам испытаний серийных АПЛ, переоборудование построенных АПЛ с внедрением на них новых технических решений, наконец, создание АПЛ с энергетическими установками прин­ципиально нового типа. К числу последних относится, в частности, аме­риканская АПЛ «Тиllibее», введенная в строй в 1960 г. Эта АПЛ отлича­лась комплексом мероприятий, направленных на снижение шумности и повышение эффективности гидроакустического вооружения. Вместо главной паровой турбины с редуктором, применяемой в качестве двига­теля на серийно строящихся в это время АПЛ, на «Тullibее» была реали­зована схема полного электродвижения - установлены специальный гребной электродвигатель и соответствующей мощности турбогенера­торы. Кроме того, впервые для АПЛ был применен гидроакустический комплекс со сферической носовой антенной увеличенных размеров , а в связи с этим и новая схема размещения торпедных аппаратов: ближе к середине длины ПЛ и под углом 10-12° к ее диаметральной плоскости.

При проектировании «Тиllibее» планировалось, что она станет го­ловной в серии АПЛ нового типа, специально предназначенных для про­тиволодочных действий. Однако эти намерения не были реализованы, хотя многие из примененных и отработанных на ней технических средств и решений (гидроакустический комплекс, схема размещения торпедных аппаратов и др.) были сразу распространены на строящихся в 60-х годах серийных АПЛ типа «Thresher».

Вслед за «Тиllibее» для отработки новых технических решений по повышению акустической скрытности были построены еще две опыт­ные АПЛ: в 1967 г. АПЛ «Jack» с безредукторной (прямодействующей) турбинной установкой и соосными гребными винтами противополож­ного направления вращения (наподобие применяемых на торпедах) и в 1969 г. АПЛ «Narwhal», снабженная атомным реактором нового типа с повышенным уровнем естественной циркуляции теплоносителя пер­вого контура. Этот реактор, как ожидалось, будет отличаться понижен­ным уровнем шумоизлучений за счет снижения мощности циркуляци­онных насосов первого контура. Первое из этих решений не получило развития, а что касается нового типа реактора, то полученные результа­ты нашли применение при разработке реакторов для серийных АПЛ пос­ледующих лет постройки.

В 70-х годах американские специалисты вновь вернулись к идее ис­пользования на АПЛ схемы полного электродвижения. В 1974 г. было завершено строительство АПЛ «Glenard P. Lipscomb» с турбоэлектричес-кой ЭУ в составе турбогенераторов и электродвигателей . Однако и эта АПЛ не была принята для серийного производства. Характеристики АПЛ «Тиllibее» и «Glenard P. Lipscomb» приведены в табл. 3.

Отказ от «тиражирования» АПЛ с полным электродвижением гово­рит о том, что выигрыш по снижению шумности, если он и имел место на АПЛ этого типа, не компенсировал связанного с внедрением элект­родвижения ухудшения других характеристик, в первую очередь из-за невозможности создания электродвигателей требуемой мощности и при­емлемых габаритов и, как следствие, снижения скорости полного под­водного хода по сравнению с близкими по сроку создания АПЛ с турборе-дукторными установками.

Таблица 3

Мировая практика подводного кораблестроения знает пока только одно исключение, когда схема полного электродвижения была реали­зована не на одной опытной, а на нескольких серийных АПЛ. Это шесть французских АПЛ типа «Rubis» и «Amethyste», введенных в строй в 1983-1993 годах.

Проблема акустической скрытности АПЛ не одновременно во всех странах стала доминирующей. Другим важным направлением совершен­ствования АПЛ в 60-е годы считалось достижение возможно большей скорости подводного хода. Так как возможности снижения сопротивле­ния воды движению за счет оптимизации формы корпуса были к этому времени в значительной мере исчерпаны, а другие принципиально но­вые решения этой задачи реальных практических результатов не дава­ли, для повышения скорости подводного хода АПЛ оставался один путь - увеличение их энерговооруженности (измеряемой отношением мощ­ности, используемой для движения установки, к водоизмещению). Вначале эта задача решалась напрямую, т.е. за счет создания и приме­нения АЭУ существенно увеличенной мощности. Позднее, уже в 70-х годах, проектанты пошли по пути одновременного, но не столь значи­тельного, увеличения мощности АЭУ и снижения водоизмещения АПЛ, в частности за счет резкого увеличения уровня автоматизации управле­ния и сокращения в связи с этим численности экипажа.

Практическая реализация этих направлений привела к созданию в СССР нескольких АПЛ, имеющих скорость хода свыше 40 уз, т. е. зна­чительно большую, чем у основной массы АПЛ, одновременно строя­щихся и в СССР, и на Западе. Рекорд скорости полного подводного хода - без малого 45 уз - был достигнут в 1969 г. при испытаниях отече­ственной АПЛ с КР проекта 661.

Еще одной характерной чертой развития АПЛ является более или менее монотонное по времени увеличение глубины погружения. За годы, истекшие с ввода в строй первых АПЛ, глубина погружения, как видно из приведенных ниже данных для серийных АПЛ последних лет пост­ройки, выросла более чем вдвое. Из боевых АПЛ наибольшую глубину погружения (около 1000 м) имела построенная в середине 80-х годов отече­ственная опытная АПЛ «Комсомолец». Как известно, АПЛ погибла от пожара в апреле 1989 г., но опыт, полученный при ее проектировании, строительстве и эксплуатации, является бесценным.

К середине 70-х годов постепенно вырисовались и на некоторое вре­мя стабилизировались подклассы АПЛ, различающихся назначением и составом основного ударного оружия:
- многоцелевые ПЛ с торпедным оружием, противолодочными ра­кетами, а позднее крылатыми ракетами, выстреливаемыми из торпед­ных аппаратов и специальных пусковых установок, предназначенные для противолодочных действий, уничтожения надводных целей, а так­же для решения других традиционных для ПЛ задач (минные постанов­ки, разведка и др.);
- стратегические подводные ракетоносцы, вооруженные баллисти­ческими ракетами для поражения целей на территории противника;
- подводные лодки-носители крылатых ракет, предназначенные, в основном, для уничтожения надводных кораблей и транспортов.

Сокращенное обозначение ПЛ этих подклассов: АПЛ, ПЛАРБ, ПЛАРК (соответственно английские аббревиатуры: SSN, SSBN, SSGN).

Приведенная классификация, как и всякая другая, является услов­ной. Например, с установкой на многоцелевые АПЛ шахт для запуска крылатых ракет в значительной мере стираются различия между АПЛ и специализированными ПЛАРК, а использование с АПЛ крылатых ра­кет, предназначенных для стрельбы по береговым объектам и несущих ядерные заряды, переводит такие ПЛ в разряд стратегических. В ВМС и ВМФ разных стран используется, как правило, своя классификация ко­раблей, в том числе и атомных ПЛ.

Строительство боевых ПЛ ведется, как правило, сериями по несколь­ко (иногда по несколько десятков) ПЛ в каждой на основе одного базо­вого проекта, в который по мере накопления опыта строительства и эк­сплуатации ПЛ вносятся сравнительно несущественные изменения. Для примера в табл. 4 приведены данные о серийном строительстве АПЛ в США Серии, как обычно принято, названы соответственно головной

Таблица 4

Достигнутый к середине 90-х годов уровень развития АЛЛ характе­ризуется приведенными в табл. 5 данными для трех американских АПЛ последних лет постройки.

Таблица 5

Применительно к АПЛ (иногда и к ДПЛ) используется достаточно условное, но получившее распространение понятие «поколение». При­знаками, по которым АПЛ относят к тому или иному поколению, явля­ются: близость по времени создания, общность заложенных в проекты технических решений, однотипность энергетических установок и другого оборудования общекорабельного назначения, один и тот же кор­пусный материал и т. п. К одному поколению могут быть отнесены АПЛ различного назначения и даже нескольких следующих одна за другой серий. Переходу от одной серии ПЛ к другой, а тем более - переходу от поколения к поколению предшествуют всесторонние исследования с целью обоснованного выбора оптимальных сочетаний основных такти­ко-технических характеристик новых АПЛ.

Рис. 11. Новейшая российская многоцелевая АПЛ типа «Барс» (проект 971)

Как правило, эти исследования не ограничиваются только проек­тированием вариантов АПЛ, но включают также целые программы на­учно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по гидроди­намике, прочности, гидроакустике и другим направлениям, а в неко­торых случаях, рассмотренных выше, также и создание специальных опытных АПЛ.

В странах, строящих АПЛ наиболее интенсивно, было создано три-четыре поколения этих кораблей. Например, в США из многоцелевых АПЛ к I поколению относят обычно АПЛ типов «Skate» и «Skipjack», к II - «Thresher» и «Sturgeon», к III - «LosAngeles». АПЛ «Seawolf» рассмат­ривают как представителя уже нового, IV поколения АПЛ ВМС США. Из ракетоносцев к I поколению относят лодки «George Washington» и «Ethan Allen», к II - «Lafayette» и «Benjamin Franklin», к III - «Ohio».

Рис. 12. Современный российский атомный подводный ракетоносец типа «Акула» (проект 941)

Таблица 6

Согласно прогнозу, общая численность АПЛ, которые будут нахо­дится в строю на 2000 г., составит (без АПЛ Российского ВМФ) около 130, из них - около 30 ПЛАРБ.

Скрытность атомных ПЛ и практически полная независимость от погодных условий делает их эффективным средством для проведения различного рода специальных разведьшательно-диверсионных операций. Обычно для этих целей используются ПЛ после окончания их службы по прямому назначению. Так, например, упомянутая ранее АПЛ ВМС США «Halibut», которая была построена как носитель крылатых ракет «Regulus», в середине 60-х годов была переоборудована для поиска (с помощью специальных носимых ею устройств) лежащих на грунте предметов, включая затонувшие ПЛ. Позднее на замену ей для анало­гичных операций была переоборудована торпедная АПЛ ВМС США «Раrсhе» (типа «Sturgeon»), в корпус которой была врезана секция дли­ной около 30 м и обеспечен прием на палубу специального подводного аппарата. АПЛ печально прославилась тем, что в 80-х годах участвовала в шпионской операции в Охотском море. Установив на подводный ка­бель специальное устройство, она, по данным, опубликованным в США, обеспечила прослушивание переговоров между советской военно-мор­ской базой на Камчатке и материком.

Рис. 13. Новейшая американская АПЛ «Seawolf»

За сорок с лишним лет существования АПЛ, вследствие аварий (по­жары, взрывы, разгерметизация магистралей забортной воды и др.) зато­нули две АПЛ ВМС США и четыре АПЛ ВМФ СССР, из которых одна дважды тонула в местах со сравнительно небольшими глубинами и оба раза была поднята средствами аварийно-спасательной службы. Осталь­ные затонувшие АПЛ имеют серьезные повреждения или практически полностью разрушены и лежат на глубинах полтора километра и более.

Был один случай боевого применения АПЛ против надводного ко­рабля: АПЛ «Conqueror» ВМС Великобритании во время конфликта из-за Фолклендских островов в мае 1982 г. атаковала и потопила торпедами принадлежащий Аргентине крейсер «G.Belgrano». Начиная с 1991 г. аме­риканские АПЛ типа «Los Angeles» несколько раз наносили удары кры­латыми ракетами «Tomahawk» по целям на территории Ирака. В 1999 г. удары этими ракетами по территории Югославии были нанесены с анг­лийской АПЛ «Splendid».

(1) Такая форма, характерная для дизель-электрических ПЛ, обеспечивала удовлетво­рительные характеристики при ходе в надводном положении.

(2) Pанее при наличии на ПЛ выступающей за пределы корпуса прочной рубки имено­валось ограждением рубки.

(3) Следует отметить, что в разное время ВМС США намеревались создать ПЛ с КР, однако всякий раз предпочтение отдавалось многоцелевым ПЛ.

(4) Ранее на АПЛ использовался набор ГАС разного назначения.

(5) Для строительства был использован проект серийных АПЛ типа «Thresher» и офи­циально АПЛ считалась седьмым кораблем серии.

(6) Были применены два электродвигателя предположительно мощностью по 11000 л. с. каждый, размещенных один за другим.

Вперед
Оглавление
Назад

В последние годы в ВМС ведут капиталистических стран стали широко применяться ядерные энергетические установки (ЯЭУ). Успехи в области ядерной энергетики позволили создать в этих странах ЯЭУ, пригодные по своим весовым и габаритным показателям для подводных лодок, что превратило их из «ныряющих» в подлинно подводные корабли. По сообщениям зарубежной печати, такие лодки проходят под водой огромные расстояния со скоростью хода 30 и более узлов, не всплывая по 60 - 70 суток.

Оснащение надводных кораблей ядерными энергетическими установками резко увеличило их боевую эффективность и коренным образом изменило взгляды на использование флота. По мнению зарубежных специалистов, надводные корабли с такими установками, кроме практически неограниченной дальности плавания на различных скоростях хода, имеют следующие преимущества: исключается прием обычного топлива (атомные авианосцы могут увеличить запасы авиационного топлива или принять топливо для кораблей охранения); облегчается герметизация корпуса и улучшается защита корабля от оружия массового поражения, поскольку для работы ЯЭУ не требуется воздух; упрощается расположение помещений и улучшается тепловая защита, поскольку нет дымовых труб и дымоходов; уменьшается коррозия антенн радиоэлектронных средств и фюзеляжей самолетов (на авианосцах) в связи с отсутствием дымовых газов.

Оснащение надводных кораблей ЯЭУ увеличивает степень их готовности и сокращает время перехода в район боевых действий. В результате боевая эффективность кораблей повышается приблизительно на 20 проц.

Ракетные подводные лотки и надводные корабли с ЯЭУ предназначены для осуществления агрессивных замыслов милитаристских кругов стран , направленных против СССР и стран социалистического содружества.

По сообщениям американской печати, первая ЯЭУ была установлена на атомной подводной лодке «Наутилус», введенной в состав флота в 1954 году. К 1961 году американский флот имел 13 подводных лодок, оснащенных ЯЭУ, а в настоящее время в составе ВМС США, Великобритании и Франции насчитывается 119 атомных ракетных и торпедных подводных лодок, а 13 атомных подводных кораблей находятся в постройке.

Как сообщает зарубежная печать, основным типом лодочных ЯЭУ является реактор S5W, которым оснащаются в основном как ракетные, так и торпедные подводные лодки (рис. 1). В состав его паропроизводяшего блока входят водо-водяной реактор под давлением с двумя автономными петлями первого контура, два парогенератора, семь циркуляционных насосов, включенных по три на каждый парогенератор (с одним резервным на оба борта), система компенсации объема, а также другие вспомогательные агрегаты и системы.

Этот реактор фирмы «Вестингауз электрик» относится к классу гетерогенных реакторов на тепловых нейтронах. В 1961 году после некоторого повышения мощности и увеличений кампании активной зоны ему был присвоен шифр S5W2. Тепловая мощность модифицированного реактора (диаметр 2,45 м., высота 5,5 м.) составляет около 70 МВт, давление в первом контуре 100 кг/см2, температура теплоносителя на выходе из реактора 280°С.

В активной зоне реактора S5W2 применяются пластинчатые тепловыделяющие элементы с 40-процентным обогащением. Кампания активной зоны составляет 5000 ч., что обеспечивает атомным подводным лодкам дальность плавания полным ходом 140000 миль, а экономическим ходом 400 000 миль. Календарный срок использования активной зоны 5 - 5,5 лет.
Главный турбозубчатый агрегат (мощность на валу 15 000 л. с.) состоит из двух турбин, которые работают через двухступенчатый зубчатый редуктор на один гребной вал с малошумным гребным винтом. Давление пара перед маневровым устройством достигает 23 кг/см2, а температура 240° С.

Два автономных синхронных турбогенератора мощностью по 1800 кВт являются основными источниками электроэнергии. Они вырабатывают переменный трехфазный ток (частота 60 Гц, напряжение 440 В). Аккумуляторная батарея емкостью 7000 А.ч (режим разрядки 5 ч.), состоящая из 126 свинцово-кислотных элементов, и дизель-генератор постоянного тока мощностью 500 кВт служат резервными источниками питания. В состав электрооборудования ЯЭУ входит также тихоходный электродвигатель постоянного тока, включенный в линию вала. В режиме движения подводной лодки с минимальным шумоизлучением гребной электродвигатель работает через обратимый преобразователь от турбогенератора, а в аварийных случаях - от дизель-генератора или аккумуляторной батареи. Кроме того, на американских атомных подводных лодках установлены два асинхронных электродвигателя погружного типа с трехлопастными гребными винтами в насадке, которые выдвигаются из легкого корпуса на баллерах и используются главным образом как подруливающие устройства.

Ядерной энергетической установкой оснащаются атомные подводные лодки подводным водоизмещением 3500 - 8230 т. (скорость хода до 30 узлов).

По сообщениям зарубежной печати, в ВМС США накоплен опыт эксплуатации ЯЭУ с жидкометаллическим теплоносителем. Реактор S2G с жидким натрием в первом контуре для второй атомной подводной лодки ВМС США разрабатывался почти одновременно с водо-водяным реактором S2W. В реакторе S2G и его наземном прототипе SIG ядерным горючим служил высокообогащенный уран, а замедлителем - графит.

Опытная эксплуатация реактора S2G, как сообщалось в иностранной печати, выявила бесперспективность ЯЭУ с жидкометаллическим теплоносителем. Командование ВМС США, считая, что возможность утечки радиоактивного жидкометаллического сплава представляет большую опасность для личного состава корабля, сделала свой выбор в пользу водо-водяного реактора. Реактор S2G на подводной лодке «Сивулф» (прошла 71611 миль) был заменен в течение 1959 года реактором S2W.

По данным зарубежной печати, ядерные энергетические установки, применяемые в настоящее время на подводных лодках ВМС Великобритании и Франции, по типу, основным параметрам и компоновочной схеме подобны американской установке S5W. Первая английская атомная подводная лодка «Дредноут» была оснащена ЯЭУ, спроектированной и изготовленной фирмой «Роллс-Ройс» при технической помощи американских специалистов, а реактор S5W поставила фирма «Вестннгауз электрик». Установка серийных атомных подводных лодок типа и разрабатывалась и изготовлялась уже целиком английской промышленностью без привлечения фирм США. Она включает реактор типа S5W и главный турбозубчатый агрегат (мощность на валу 15 000 л. с.), работающий на одну линию вала с шестилопастным гребным винтом. Для новой атомной торпедной подводной лодки типа была создана более мощная ЯЭУ, реактор которой имеет усовершенствованную активную зону с повышенным сроком службы.

На первой атомной ракетной подводной лодке ВМС Франции вначале предполагалось использовать реактор с тяжеловодным замедлителем. Однако в ходе проектирования корабля от этого замысла отказались, и на все лодки типа устанавливается стандартная одновальная ЯЭУ мощностью 15 000 л. с. (рис. 2). Французские реакторы в отличие от американских и английских работают на уране при 93,5-процентном обогащении.

В настоящее время в атомном центре Кадараш () создается ЯЭУ для атомных торпедных подводных лодок, строительство которых начнется в ближайшие годы.

Одной из главных задач в области атомного подводного кораблестроения американские специалисты считают создание ЯЭУ с низкими уровнями шумоизлучения. Уже в процессе разработки реактора S5W были приняты меры по обесшумливанию механизмов установки (главным образом за счет уменьшения напряженности их работы, повышения точности обработки деталей и монтажа). Однако эти меры не дали существенных результатов. Поиски принципиально нового подхода к решению этой важной проблемы привели к созданию энергетической установки с электродвижением, которая была испытана на атомной подводной лодке , построенной в 1960 году. ЯЭУ этого опытного корабля имеет небольшой реактор типа S2C, два турбогенератора и гребной электродвигатель мощностью 2500 л. с. Турбоэлектрическая передача мощности на гребной вал позволила значительно снизить шумность установки за счет исключения зубчатого редуктора и упростить систему ее управления, обеспечив возможность быстрого изменения направления и частоты вращения гребного винта. Но применение электродвижения ведет к увеличению веса и объема установки, а также к снижению ее экономичности.

Как сообщала американская печать, в начале 1966 года в США приступили к постройке опытной атомной подводной лодки с реактором S5G, имеющим повышенный уровень естественной циркуляции теплоносителя в первом контуре. Атомная подводная лодка «Нарвал» быта введена в состав ВМС США в 1969 году. Её водоизмещение 5350 т., мощность ЯЭУ 17 000 л. с., скорость хода 30 узлов. По мнению американских специалистов, исключение из состава оборудования первого контура больших циркуляционных насосов устраняет один из основных источников шума ЯЭУ, а также повышает надежность установки и упрощает ее обслуживание.

В настоящее время в США заканчивается строительство опытной атомной подводной лодки «Гленард П. Липскомб» На ней использован реактор с естественной циркуляцией теплоносителя S5WA (усовершенствованный S5G) и турбоэлектрическая силовая установка.

По данным зарубежной печати, надводные корабли с ЯЭУ строятся только в США. На них также используются водо-водяные реакторы под давлением, созданные фирмами «Вестингауз электрик» и «Дженерал электрик». Однако в отличие от атомных подводных лодок на этих кораблях не получила распространения унифицированная энергетическая установка. Для каждого типа корабля проектируется новая ЯЭУ при сохранении по возможности основного стандартного оборудования.

В американской печати сообщалось, что ударный авианосец (флагман атомного надводного флота США), вступивший в строй в конце 1961 года, оснащен четырехвальной ЯЭУ (общая мощности 28000 л. с.) с восемью реакторами тина A2W, расположенными в четыре эшелона. Пар, вырабатываемый в каждом паропроизводяшем блоке, скомпонованном по двухпетлевой схеме, поступает на одну главную турбину и два турбогенератора мощностью по 2500 кВт. В состав ЯЭУ атомного крейсера входят два реактора типа C1G, четыре главные турбины, работающие попарно через понижающие зубчатые редукторы на две линии вала, и шесть турбогенераторов. Суммарная мощность энергетической установки 160 000 л. с., скорость полного хода корабля 35 узлов. Двухвальная ЯЭУ фрегатов УРО «Тракстан» и «Бейнбридж» включает два реактора типа D2G, два главных турбозубчатых агрегата суммарной мощностью 60 000 л. с. и пять турбогенераторов мощностью по 2500 кВт.

На всех атомных надводных кораблях ВМС США предусмотрена вспомогательная котельная установка и запас топлива к ней.

В настоящее время для ВМС США строятся два атомных ударных авианосца типа и пять атомных фрегатов: два типа и три типа «Виргиния». Их энергетические установки будут иметь новые реакторы, более мощные главные турбозубчатые агрегаты и улучшенное электрооборудование.

Зарубежные военно-морские специалисты считают, что ЯЭУ надводных кораблей имеют слишком высокий удельный вес (45 - 55 кг/л.с.) по сравнению с паротурбинными установками той же мощности (12 - 18 кг/л.с. без учета запаса топлива). Это одна из причин, препятствующих внедрению ЯЭУ на корабли класса «эскадренный миноносец».

ЯЭУ непрерывно развиваются и совершенствуются. Большой размах научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы приобрели в США, где строятся экспериментальные и опытовые корабли для проверки новых технических решений, направленных на улучшение характеристик ЯЭУ.

Развитие корабельных ЯЭУ, по мнению американских военно-морских специалистов, идет в следующих основных направлениях: увеличение кампании активной зоны и глубины выгорания топлива, снижение уровней шумоизлучения, повышение надёжности.

Командование ВМС США с самого начала создания атомного флота уделяет внимание вопросам увеличения срока службы активной зоны, а также повышения надежности всей установки, поскольку эти характеристики влияют на оперативное использование атомных кораблей. Однако, первые активные зоны со значительно увеличенной кампанией были созданы лишь к 1961 году. Ударный авианосец «Энтерпрайз» после первой загрузки ядерным топливом прошел 207 000 миль, после втором - более чем 500 000 миль. Во время капитального ремонта в его реакторы была установлена активная зона новой конструкции с календарным сроком службы 10 - 13 лет.

По сообщениям зарубежном печати, в США, и Японии имеются, а в Великобритании, Франции, Италии и Нидерландах разрабатываются ЯЭУ также и для судов торгового флота, что позволит в процессе эксплуатации выявить их достоинства и недостатки, которые впоследствии можно будет учесть при проектировании ядерных реакторов для военных кораблей.

В последние годы наметился новый путь в развитии ЯЭУ. Для кораблей атомного флота США созданы и разрабатываются ядерные реакторы мощностью 100 тыс. л.с. и более. Например, два реактора ударного авианосца «Нимитц» обладают такой же мощностью, как и восемь реакторов ударного авианосца «Энтерпрайз». Большую мощность будут иметь реакторы скоростных лодок типа и лодок ракетной системы морского базирования .

При разработке новых ЯЭУ специалисты стремятся также сократить время, затрачиваемое на перегрузку активных зон реакторов, усовершенствовать конструкцию отдельных узлов энергетической установки и уменьшить её габариты.

По сообщениям зарубежной печати, в западных странах наряду с развитием ЯЭУ, имеющих водо-водяные реакторы под давлением, создаются энергетические установки с реакторами других типов, из которых наиболее перспективными считаются кипящие реакторы и реакторы с газовым охлаждением.

Разработки кипящих реакторов с водяным теплоносителем ведутся преимущественно в США. Попытки в создании ЯЭУ с высокотемпературными газовыми реакторами имеет , где недавно разработан проект одноконтурной ядерной газотурбинной установки для глубоководной ракетной подводной лодки стандартным водоизмещением 3600 т. Зарубежные военно-морские специалисты считают одной из особенностей предлагаемой установки применение турбогенераторов и гребного электродвигателя со сверхпроводящими обмотками, что позволит уменьшить габариты и вес установки на 80-85 проц. и повысить экономичность электропередачи. Предполагается, что при реализации проекта можно будет обеспечить к.п.д. установки около 30 проц., а в дальнейшем довести его до 42 проц. (к.п.д. ЯЭУ с водо-водяными реакторами меньше 28 проц.).

По сообщениям зарубежной печати, техническое осуществление всех проектов корабельных ядерных газотурбинных установок с газоохлаждаемымн реакторами встречает большие трудности.

Как утверждают зарубежные военно-морские специалисты, в капиталистических странах, ВМС которых действуют в акватории Мирового океана, ведется строительство только атомных подводных лодок. Надводные корабли с ЯЭУ строятся пока только в США. Высказывается мнение, что единственным типом корабельных ядерных реакторов в ближайшие годы останется водо-водяной реактор с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя в первом контуре.