Proiectarea unei instalații de turbină cu abur pentru un submarin. Submarine nucleare. Poveste

A început în anii 50 noua eraîn construcția de nave subacvatice - aplicație pentru deplasarea submarinelor energie atomica. După proprietățile lor, sursele de energie nucleară sunt cele mai potrivite pentru submarine, deoarece, fără a necesita aerul atmosferic sau în rezerve de oxigen, vă permit să obțineți energie pentru un timp aproape nelimitat și în cantitatea necesară.

Pe lângă rezolvarea problemei mișcării pe termen lung într-o poziție scufundată cu viteză mare, utilizarea unei surse nucleare a eliminat restricțiile privind furnizarea de energie unor consumatori de capacitate relativ mare precum dispozitivele și sistemele de susținere a vieții (aparate de aer condiționat, electrolizatoare). , etc.), navigație, hidroacustică și controlul armelor. S-a deschis perspectiva utilizării submarinelor în regiunile arctice sub gheață. Cu implementare energie nucleară Durata navigației continue a bărcilor aflate în poziție scufundată a început să fie limitată, așa cum au demonstrat mulți ani de experiență, în principal prin capacitățile psihofizice ale echipajelor.

În același timp, încă de la începutul introducerii centralelor nucleare (CNP), cele noi care decurg din aceasta au devenit clare. probleme complexe: necesitatea de a asigura o protecție fiabilă împotriva radiațiilor personal, creșterea cerințelor pentru pregătirea profesională a personalului care deservește centralele nucleare, necesitatea unei infrastructuri mai dezvoltate decât pentru submarinele diesel-electrice (bazare, reparare, livrare și reîncărcare a combustibilului nuclear, îndepărtarea combustibilului nuclear uzat etc.) . Ulterior, pe măsură ce s-a acumulat experiența, au apărut și alte aspecte negative: zgomotul crescut al submarinelor nucleare (NPS), gravitatea consecințelor accidentelor centralelor nucleare și ambarcațiunilor cu astfel de instalații, dificultatea dezafectării și demontării submarinelor nucleare care le-au servit. durata de viata.

Primele propuneri ale oamenilor de știință nucleari și ale marinarilor militari de a folosi energia nucleară pentru a propulsa bărci atât în ​​SUA, cât și în URSS au început să sosească la sfârșitul anilor 1940. Desfăşurare munca practica a început cu realizarea proiectelor de submarine cu centrale nucleare și construcția de standuri la sol și prototipuri ale acestor instalații.

Primul submarin nuclear din lume a fost construit în SUA - Nautilus - și a intrat în serviciu în septembrie 1954. În ianuarie 1959, după finalizarea testelor, primul submarin nuclear intern al Proiectului 627 a fost pus în funcțiune de către Marina URSS aceste submarine nucleare sunt date în tabel. 1.

Odată cu punerea în funcțiune a primelor submarine nucleare, aproape fără întrerupere, a început o creștere treptată a ritmului construcției lor. În paralel, a avut loc o dezvoltare practică a utilizării energiei atomice în timpul exploatării submarinelor nucleare și o căutare pentru proiectarea optimă a centralelor nucleare și a submarinelor în sine.

Tabelul 1

*Egal cu suma deplasării la suprafață și a masei de apă din rezervoarele principale de balast complet umplute.

Orez. 6. Primul submarin nuclear în serie intern (proiectul 627 A)

circuitul unui reactor nuclear. Alături de apă, care are grad înalt curatenie, care era folosita in reactoarele primelor submarine nucleare, s-a incercat sa se utilizeze in acest scop un metal sau un aliaj de metale avand relativ temperatură scăzută topire (sodiu etc.). Proiectanții au văzut avantajul unui astfel de lichid de răcire, în primul rând, în capacitatea de a reduce presiunea în circuitul primar, de a crește temperatura lichidului de răcire și, în general, de a câștiga un câștig în dimensiunile reactorului, care este extrem de important în condiţiile utilizării sale pe submarine.

Orez. 7. Primul submarin nuclear american „Nautilus”

Această idee a fost implementată pe al doilea submarin american după Nautilus, Seawolf, construit în 1957. A folosit un reactor S2G cu un lichid de răcire din metal (sodiu). Cu toate acestea, în practică, avantajele lichidului de răcire din metal lichid s-au dovedit a nu fi atât de semnificative cum era de așteptat, ci în ceea ce privește fiabilitatea și

Orez. 8. Primul submarin nuclear intern „Leninsky Komsomol” (proiectul 627)

Datorită complexității funcționării, acest tip de reactor a fost semnificativ inferior unui reactor cu apă sub presiune (cu apă sub presiune în circuitul primar).

Deja în 1960, din cauza o serie de probleme apărute în timpul funcționării, reactorul de răcire cu metal lichid de pe submarinul nuclear Seawolf a fost înlocuit cu reactorul răcit cu apă S2WA, care a fost o modificare îmbunătățită a reactorului submarin nuclear NautiIus.

În 1963, URSS a introdus în flotă submarinul nuclear Project 645, echipat de asemenea cu un reactor cu un lichid de răcire din metal, care folosea un aliaj de plumb și bismut. În primii ani după construcție, acest submarin nuclear a fost operat cu succes. Cu toate acestea, nu a arătat niciun avantaj decisiv față de submarinele nucleare cu reactoare cu apă sub presiune aflate în construcție în paralel. Cu toate acestea, funcționarea unui reactor cu lichid de răcire din metal lichid, în special întreținerea sa de bază, a cauzat anumite dificultăți. Construcția în serie a acestui tip de submarin nuclear nu a fost efectuată, a rămas un singur exemplar și a făcut parte din flota până în 1968.

Odată cu introducerea centralelor nucleare și a echipamentelor direct legate de acestea pe submarine, s-au schimbat și celelalte elemente ale acestora. Primul submarin nuclear american, deși a avut dimensiuni mari, decât DPL, diferă puțin de ei în aspect: avea un vârf nazal tulpină

și o suprastructură dezvoltată cu o punte plată extinsă. Forma carenei primului submarin nuclear intern avea deja un număr de diferențe caracteristice de la DPL. În special, extremitatea sa nazală a primit contururi bine raționalizate în poziție subacvatică, având un contur semi-eliptic în plan și aproape circular. secțiuni transversale. Îngrădirea dispozitivelor retractabile

(periscoape, dispozitive RDP, antene etc.), precum și arborele de trapă și de punte au fost realizate sub forma unui corp aerodinamic ca o limuzină, de unde și denumirea de formă de „limuzină”, care ulterior a devenit tradițională pentru garduri în multe tipuri. a submarinelor nucleare interne.

Pentru utilizare maximă toate oportunitățile de îmbunătățire caracteristici tactice și tehnice, datorită utilizării centralelor nucleare, s-au lansat cercetări pentru optimizarea formei carenei, arhitecturii și designului, controlabilitatea la deplasarea în poziție scufundată cu viteze mari, automatizarea controlului în aceste moduri, pentru suportul navigației și locuibilitatea în condiții de navigație subacvatică pe termen lung fără suprafață.

O serie de probleme au fost rezolvate folosind submarine experimentale și experimentale nenucleare și nucleare special construite. În special, în rezolvarea problemelor de controlabilitate și propulsie a submarinelor nucleare rol important Jocul a fost jucat de submarinul experimental „Albacore”, construit în SUA în 1953, care avea o formă de carenă apropiată de optimă în ceea ce privește minimizarea rezistenței la apă la deplasarea în poziție scufundată (raportul lungime/lățime era de aproximativ 7,4). Mai jos sunt caracteristicile submarinului diesel Albacore:

Dimensiuni, m:
lungime................................................. .............................................62.2
lăţime................................................. ........................................8.4
Deplasare, t:
suprafaţă................................................. ....... .................................1500
sub apă................................................. ....... .................................1850
Centrala electrica:
puterea generatoarelor diesel, l. s........................................1700
puterea motorului electric*, l. s........................aproximativ 15000
numărul de arbori de elice.................................................. ..... .......................1
Viteză completă scufundată, noduri.................................................. ...... ..33
Adâncimea de imersie de testare, m................................................. ......185
Echipaj, oameni.............................................................. .... .................................................52

*Cu baterie argintie zinc.

Acest submarin a fost remontat de mai multe ori și a fost folosit pentru o lungă perioadă de timp pentru a testa elice (inclusiv cele coaxiale contrarotative), comenzi la deplasarea la viteze mari, noi tipuri de elice și rezolvarea altor probleme.

Introducerea centralelor nucleare pe submarine a coincis cu dezvoltarea unui număr de tipuri fundamental noi de arme: rachete de croazieră (CR) pentru tragerea de-a lungul coastei și pentru lovirea țintelor marine, mai târziu - rachete balistice (BR), radar cu rază lungă. sisteme de detectare.

Progresele în crearea rachetelor balistice terestre și maritime au condus la o revizuire a rolului și locului sistemelor de arme atât terestre, cât și maritime, ceea ce se reflectă în dezvoltarea tipului de submarine nucleare. În special, lansatoarele de rachete destinate să tragă de-a lungul țărmului și-au pierdut treptat importanța. Drept urmare, Statele Unite s-au limitat la construirea unui singur submarin nuclear, Halibut, și a două submarine, Grayback și Growler, cu racheta de croazieră Regulus, iar submarinele nucleare construite în URSS cu racheta de croazieră pentru a atinge ținte de coastă au fost transformate ulterior în submarine nucleare numai cu arme torpilă.

O singură copie a submarinului nuclear de patrulă radar Triton construit în Statele Unite în acești ani, conceput pentru detectarea la distanță lungă a țintelor aeriene folosind stații radar deosebit de puternice, rămâne într-o singură copie. Acest submarin se remarcă și prin faptul că, dintre toate submarinele nucleare americane, era singurul care avea două reactoare (toate celelalte submarine nucleare americane sunt cu un singur reactor).

Prima lansare din lume a unei rachete balistice dintr-un submarin a fost efectuată în URSS în septembrie 1955. Racheta R-11 FM a fost lansată dintr-un submarin convertit din poziția de suprafață. Din același submarin, cinci ani mai târziu, a fost efectuată prima lansare a unei rachete balistice în URSS dintr-o poziție subacvatică.

De la sfârșitul anilor 50 a început procesul de introducere a rachetelor balistice pe submarine. În primul rând, a fost creat un submarin nuclear cu rachete mici (dimensiunile primelor rachete balistice navale interne alimentate cu combustibil lichid nu au permis crearea simultană a unui submarin nuclear cu mai multe rachete). Primul submarin nuclear intern cu trei rachete balistice lansate de la suprafață a fost pus în funcțiune în 1960 (în acest moment au fost construite mai multe submarine interne cu rachete balistice).

În Statele Unite, pe baza succeselor obținute în domeniul rachetelor balistice navale, au mers imediat să creeze un submarin nuclear multirachetă cu suport pentru lansarea rachetelor din poziție subacvatică. Acest lucru a fost facilitat de programul Polaris pentru crearea de rachete balistice cu combustibil solid, implementat cu succes în acei ani. Mai mult, pentru a scurta perioada de construcție a primului transportator de rachete, a fost folosit coca unui submarin nuclear în serie, care era în construcție la acel moment.

Orez. 9. Submarin de rachete cu propulsie nucleară din clasa George Washington

cu armament torpilă de tip „Skipjack”. Acest purtător de rachete, numit „George Washington”, a intrat în serviciu în decembrie 1959. Primul submarin nuclear cu rachete multiple interne (Proiectul 667A) cu 16 rachete balistice lansate dintr-o poziție scufundată a intrat în funcțiune în 1967. În Marea Britanie, primul Purtătorul de rachete motorizat, creat cu o utilizare extinsă a experienței americane, a fost pus în funcțiune în 1968, în Franța - în 1974. Caracteristicile primelor submarine nucleare cu rachete balistice sunt date în tabel. 2

În anii care au urmat creării primelor submarine, a existat o îmbunătățire continuă a acestui nou tip de arme navale: o creștere a razei de zbor a rachetelor balistice navale către intercontinentale, o creștere a ratei de tir a rachetelor până la salva, adoptarea de rachete balistice cu focoase multiple (MIRV) care conțin mai multe focoase, fiecare dintre acestea putând fi îndreptată către propria țintă, crescând încărcătura de muniție pentru rachete pe unele tipuri de purtători de rachete la 20-24

Fuziunea energiei nucleare și a rachetelor balistice cu rază intercontinentală a oferit submarinelor, pe lângă avantajul lor inițial (stealth), o calitate fundamental nouă - capacitatea de a lovi ținte adânci pe teritoriul inamic. Acest lucru a transformat submarinele nucleare în cea mai importantă componentă a armelor strategice, ocupând probabil locul principal în triada strategică datorită mobilității și supraviețuirii mari.

La sfârșitul anilor 60, URSS a creat submarine nucleare de un tip fundamental nou - submarine cu mai multe rachete - purtătoare de lansatoare de rachete cu lansare subacvatică. Apariția și dezvoltarea ulterioară a acestor submarine nucleare, care nu aveau analogi în marinele străine

A fost o adevărată contragreutate pentru cei mai puternici combatanți de suprafață - portavioane de atac, inclusiv cele cu centrale nucleare.

Orez. 10. Purtătorul de rachete submarine nucleare (proiectul 667A)

La începutul anilor '60, pe lângă rachetare, a apărut o altă direcție importantă în dezvoltarea submarinelor nucleare - creșterea secretului acestora față de detectarea, în primul rând de către alte submarine, și îmbunătățirea mijloacelor de iluminare a mediului subacvatic pentru a depăși inamicul în detecție.

Datorita caracteristicilor mediului in care opereaza submarinele, factorii determinanti in problema secretului si detectiei sunt reducerea zgomotului submarinelor si raza de actiune a echipamentelor hidroacustice instalate pe acestea. Îmbunătățirea acestor calități a fost cea care a influențat cel mai puternic formarea aspectului tehnic pe care l-au dobândit submarinele nucleare moderne.

În interesul soluționării problemelor apărute în aceste domenii, multe țări au lansat programe de cercetare și dezvoltare de o amploare fără precedent, inclusiv dezvoltarea de noi mecanisme și propulsoare cu zgomot redus, testarea submarinelor nucleare în serie în cadrul unor programe speciale și reechiparea a construit submarine nucleare cu introducerea de noi soluții tehnice asupra lor și, în final, crearea de submarine nucleare cu centrale electrice de un tip fundamental nou. Acesta din urmă include, în special, submarinul nuclear american Tillibee, dat în exploatare în 1960. Acest submarin nuclear s-a remarcat printr-un set de măsuri menite să reducă zgomotul și să crească eficiența armelor sonar. În loc de principal turbină cu abur cu o cutie de viteze, folosită ca motor pe submarinele nucleare construite în serie la acel moment, a fost implementată o schemă de propulsie completă electrică pe Tullibee - au fost instalate un motor electric special de propulsie și turbogeneratoare de putere adecvată. În plus, pentru prima dată a fost folosit pentru un submarin nuclear un sistem hidroacustic cu antenă sferică de arc de dimensiuni crescute.

Și în legătură cu aceasta noua schema plasarea tuburilor torpilă: mai aproape de mijlocul lungimii submarinului și la un unghi de 10-12° față de planul central al acestuia.

La proiectarea Tillibee, s-a planificat ca acesta să devină lider într-o serie de noi tipuri de submarine nucleare, concepute special pentru operațiuni anti-submarine. Aceste intenții nu au fost însă realizate, deși multe dintre mijloacele și soluțiile tehnice folosite și testate pe acesta (complex hidroacustic, dispunerea tuburilor torpile etc.) au fost imediat extinse și la submarinele nucleare în serie din clasa Thresher care erau construite în anii 60.

După „Tillibee”, încă două submarine nucleare experimentale au fost construite pentru a testa noi soluții tehnice de creștere a stealth-ului acustic: în 1967, submarinul nuclear „Jack”

cu o unitate de turbină fără angrenaj (cu acțiune directă) și coaxială elice sens opus de rotație (ca cele folosite la torpile) și în 1969, submarinul nuclear Narwhal, echipat cu un nou tip de reactor nuclear cu nivel crescut circulația naturală a lichidului de răcire din circuitul primar. Acest reactor, așa cum era de așteptat, ar fi caracterizat printr-un nivel redus de emisii de zgomot datorită unei reduceri a puterii pompelor de circulație a circuitului primar. Prima dintre aceste soluții nu a fost dezvoltată, dar în ceea ce privește noul tip de reactor, rezultatele obținute au fost utilizate în dezvoltarea de reactoare pentru submarinele nucleare în serie în anii următori de construcție.

În anii 70, specialiștii americani au revenit din nou la ideea de a folosi scheme de propulsie complet electrică pe submarinele nucleare. În 1974 a fost finalizată construcția submarinului nuclear Glenard P. Lipscomb cu o centrală turboelectrică formată din turbogeneratoare și motoare electrice.

Cu toate acestea, acest submarin nuclear nu a fost acceptat pentru producția de masă. Caracteristicile submarinelor nucleare „Tillibee” și „Glenard P. Lipscomb” sunt date în tabel. 3.

Refuzul de a „replica” submarinele nucleare cu propulsie completă electrică sugerează că câștigul în reducerea zgomotului, chiar dacă a avut loc pe submarinele nucleare de acest tip, nu a compensat deteriorarea altor caracteristici asociate cu introducerea propulsiei electrice, în primul rând din cauza la imposibilitatea creării de motoare electrice de puterea necesară și dimensiuni acceptabile și, ca urmare, o reducere a vitezei de propulsie complet scufundată în comparație cu intervalele de timp similare pentru crearea submarinelor nucleare cu unități de propulsie turbo.

Tabelul 3

În orice caz, testarea submarinului nuclear Glenard P. Lipscomb era încă în curs de desfășurare, iar asamblarea submarinului nuclear Los Angeles cu o instalație convențională de turbină cu abur începuse deja pe rampă - submarinul nuclear principal dintr-una dintre cele mai mari serii de bărci în istoria construcției navale americane . Designul acestui submarin nuclear a fost creat ca o alternativă la Glenard Lipscomb și s-a dovedit a fi mai de succes, drept urmare a fost acceptat pentru construcția în serie.

Practica mondială a construcțiilor de nave subacvatice de până acum cunoaște o singură excepție, când schema completă de propulsie electrică a fost implementată nu pe un prototip, ci pe mai multe submarine nucleare în serie. Este vorba de șase submarine nucleare franceze de tip Rubis și Amethyste, puse în funcțiune în 1983-1993.

Problema stealth-ului acustic al submarinelor nucleare nu a devenit simultan dominantă în toate țările. O altă direcție importantă pentru îmbunătățirea submarinelor nucleare în anii 60 a fost considerată a fi atingerea celei mai mari viteze posibile subacvatice. Întrucât posibilitățile de reducere a rezistenței apei la mișcare prin optimizarea formei carenei au fost în mare măsură epuizate până în acest moment, iar alte soluții fundamental noi la această problemă nu au dat rezultate practice reale, a mai rămas o singură cale de a crește viteza subacvatică a unui submarin nuclear - o creștere a alimentării lor (măsurată prin raportul dintre puterea utilizată pentru a muta instalația și deplasarea). La început, această problemă a fost rezolvată direct, adică. datorită creării şi utilizării centralelor nucleare de putere semnificativ crescută. Mai târziu, deja în anii 70, proiectanții au urmat calea creșterii simultane, dar nu atât de semnificative, a puterii centralelor nucleare și a reducerii deplasării submarinelor nucleare, în special datorită creșterii puternice a nivelului de automatizare. de control și o reducere a dimensiunii echipajului în acest sens.

Implementarea practică a acestor direcții a dus la crearea în URSS a mai multor submarine nucleare cu o viteză de peste 40 de noduri, adică semnificativ mai mare decât cea a majorității submarinelor nucleare fiind construite simultan atât în ​​URSS, cât și în Occident. Recordul de viteză completă la scufundare - aproape 45 de noduri - a fost atins în 1969 în timpul testării submarinului nuclear intern cu racheta de croazieră Project 661.

încă unul trăsătură caracteristică dezvoltarea submarinelor nucleare este o creștere mai mult sau mai puțin monotonă a adâncimii de scufundare în timp. De-a lungul anilor de la punerea în funcțiune a primelor submarine nucleare, adâncimea de scufundare, după cum se poate vedea din datele de mai jos pentru submarinele nucleare în serie ultimii ani post-roi, s-a mai mult decât dublat. Dintre submarinele nucleare de luptă, submarinul nuclear experimental intern Komsomolets, construit la mijlocul anilor 80, a avut cea mai mare adâncime de scufundare (aproximativ 1000 m). După cum știți, submarinul nuclear a fost pierdut într-un incendiu în aprilie 1989, dar experiența dobândită în timpul proiectării, construcției și exploatării sale este neprețuită.

Până la mijlocul anilor '70, subclasele de submarine nucleare au apărut treptat și s-au stabilizat de ceva timp, diferă în scopul și compoziția principalelor arme de lovitură:

- submarine polivalente cu arme torpiloare, rachete antisubmarine, iar ulterior rachete de croazieră trase din tuburi torpiloare și lansatoare speciale, destinate operațiunilor antisubmarine, distrugerii țintelor de suprafață, precum și pentru rezolvarea altor sarcini tradiționale submarine (înscenare a minelor); , recunoaștere etc.);

— submarine cu rachete strategice înarmate cu rachete balistice pentru a atinge ținte pe teritoriul inamic;

- submarine care transportă rachete de croazieră, destinate în principal distrugerii navelor de suprafață și transporturilor.

Denumire prescurtată pentru submarinele din aceste subclase: submarine nucleare, SSBN, SSGN (respectiv abrevieri engleze: SSN, SSBN, SSGN).

Clasificarea de mai sus, ca oricare alta, este condiționată. De exemplu, odată cu instalarea de silozuri pentru lansarea rachetelor de croazieră pe submarinele nucleare multifuncționale, diferențele dintre submarinele nucleare și SSGN-urile specializate sunt șterse în mare măsură, iar utilizarea rachetelor de croazieră cu submarine nucleare, destinate tragerii în ținte de coastă și transportului nuclear. focoase, transferă astfel de submarine în categoria celor strategice. În Marina și Marina diferite țări De regulă, se utilizează propria lor clasificare a navelor, inclusiv submarinele nucleare.

Construcția submarinelor de luptă se realizează, de regulă, în serii de mai multe (uneori câteva zeci) de submarine în fiecare, pe baza unui proiect de bază, la care, pe măsură ce se acumulează experiența în construcția și exploatarea submarinului, modificări relativ nesemnificative sunt realizate. De exemplu, în tabel. 4 prezintă date despre construcția în serie a submarinelor nucleare în SUA. Serii, așa cum este de obicei, sunt denumite în mod corespunzător

Tabelul 4

*Construit în trei sub-seri. O serie mai mare de submarine nucleare de 77 de unități a fost implementată numai în timpul construcției de port-rachete interne, care, deși diferite de TTX, se bazează pe același proiect 667A.
** Construcția seriei nu este finalizată.

Submarine, intervalele de timp sunt indicate de momentul așezării celui de plumb și punerea în funcțiune a ultimului din seria submarinelor.

Nivelul de dezvoltare a LLA atins la mijlocul anilor 90 este caracterizat de cele date în tabel. 5 date pentru trei submarine nucleare americane în ultimii ani de construcție.

Tabelul 5

* Modificare îmbunătățită, submarinul nuclear principal din a treia subserie.

** Conform altor surse - 2x30000 CP.

În ceea ce privește submarinele nucleare (uneori și submarinele), este folosit conceptul destul de convențional, dar larg răspândit de „generație”. Semnele prin care submarinele nucleare sunt clasificate ca aparținând unei generații sau alteia sunt: ​​proximitatea în timpul creării, comunitatea soluțiilor tehnice incluse în proiecte, asemănarea centralelor electrice și a altor echipamente de uz general al navei, același material de carenă etc. n. Submarinele nucleare pentru diverse scopuri și chiar mai multe serii succesive pot fi clasificate ca o generație. Trecerea de la o serie de submarine la alta, și cu atât mai mult trecerea de la generație la generație, este precedată de cercetări cuprinzătoare pentru a justifica selecția combinațiilor optime ale principalelor caracteristici tactice și tehnice ale noilor submarine nucleare.

Orez. 11. Cel mai nou submarin nuclear rusesc multifuncțional de tip Bars (proiectul 971)

Relevanța acestui tip de cercetare a crescut în special odată cu apariția posibilității (mulțumită dezvoltării tehnologiei) de a crea submarine nucleare care diferă semnificativ în ceea ce privește viteza, adâncimea de imersiune, indicatorii stealth, deplasarea, compoziția armamentului etc. Aceste studii uneori continuă timp de câțiva ani și include dezvoltarea și evaluarea militar-economică pentru o gamă largă de opțiuni alternative Submarine nucleare - de la o modificare îmbunătățită a unui submarin nuclear construit în serie la o variantă care reprezintă o sinteză a soluțiilor tehnice fundamental noi în domeniul arhitecturii, energiei, armelor, materialelor carenei etc.

De regulă, aceste studii nu se limitează doar la proiectarea variantelor de submarin nuclear, ci includ și programe întregi de cercetare și dezvoltare în hidrodinamică, rezistență, hidroacustică și alte domenii, iar în unele cazuri, discutate mai sus, precum și crearea de submarine nucleare experimentale speciale.

În țările care construiesc submarine nucleare cel mai intens, au fost create trei sau patru generații din aceste nave. De exemplu, în Statele Unite, printre submarinele nucleare multifuncționale, generația 1 include de obicei submarine nucleare de tipurile „Skate” și „Skipjack”, generația 2 - „Thresher” și „Sturgeon”, generația 3 - „LosAngeles”. Submarinul nuclear Seawolf este considerat un reprezentant al unei noi, a patra generație de submarine nucleare ale Marinei SUA. Printre transportatoarele de rachete, prima generație include bărcile „George Washington” și „Ethan Allen”, a doua - „Lafayette” și „Benjamin Franklin”, a treia - „Ohio”.

Orez. 12. Transportator de rachete submarin nuclear rusesc modern tip „Akula” (proiectul 941)

În total, până la sfârșitul anilor 90, în lume au fost construite aproximativ 500 de submarine nucleare (inclusiv cele cu handicap din cauza învechirii și pierdute). Numărul de submarine nucleare pe an în marinele și marinele diferitelor țări este dat în tabel. 6.

Tabelul 6

Nota. Deasupra liniei este un submarin nuclear, sub linie este un SSBN.

Potrivit prognozei, numărul total de submarine nucleare care vor fi în serviciu în 2000 va fi (excluzând submarinele nucleare ale Marinei Ruse) de aproximativ 130, dintre care aproximativ 30 sunt SSBN.

Secretul submarinelor nucleare și independența aproape completă față de conditiile meteo le face mijloace eficiente pentru efectuarea diferitelor tipuri de operațiuni speciale de recunoaștere și sabotaj. În mod obișnuit, submarinele sunt utilizate în aceste scopuri după finalizarea serviciului pentru scopul lor. De exemplu, submarinul nuclear Halibut al Marinei SUA, menționat anterior, care a fost construit ca transportator de rachete de croazieră Regulus, a fost transformat la mijlocul anilor ’60 pentru a căuta (folosind dispozitive speciale pe care le transporta) obiecte aflate pe sol, inclusiv submarine scufundate. Ulterior, pentru a-l înlocui pentru operațiuni similare, submarinul nuclear torpilă al Marinei SUA „Parche” (tip Sturion) a fost transformat în carea căreia a fost tăiată o secțiune de aproximativ 30 m lungime și a fost primit pe punte un vehicul subacvatic special. . Submarinul nuclear a devenit notoriu pentru participarea la o operațiune de spionaj în Marea Okhotsk în anii 80. Prin instalarea unui dispozitiv special pe un cablu subacvatic, ea, conform datelor publicate în Statele Unite, s-a asigurat că comunicațiile dintre baza navală sovietică din Kamchatka și continent au fost interceptate.

Orez. 13. Cel mai nou submarin nuclear american „Seawolf”

Mai multe port-rachete din clasa Lafayete ale Marinei SUA, după ce au fost retrase din forțele strategice, au fost transformate în submarine de asalt amfibie pentru livrarea sub acoperire a câtorva zeci de infanterie marină. În acest scop, pe punte sunt instalate containere durabile cu echipamentele necesare. Acest lucru asigură o prelungire a duratei de viață a submarinelor nucleare, care, din diverse motive, nu mai sunt folosite în scopul lor inițial.

De-a lungul celor patruzeci de ani de existență a submarinelor nucleare, din cauza unor accidente (încălziri, explozii, depresurizarea liniilor de apă de mare etc.), s-au scufundat două submarine nucleare ale Marinei SUA și patru submarine nucleare ale Marinei URSS, unul dintre care s-a scufundat de două ori în locuri cu adâncimi relativ mici și de ambele ori a fost ridicat de serviciile de salvare. Submarinele nucleare scufundate rămase au avarii grave sau sunt aproape complet distruse și se află la adâncimi de un kilometru și jumătate sau mai mult.

A fost un caz utilizare în luptă Submarin nuclear împotriva navei de suprafață: submarinul nuclear Conqueror al Marinei Britanice în timpul conflictului asupra Insulelor Falkland din mai 1982 a atacat și scufundat cu torpile crucișătorul argentinian G.Belgrano. Din 1991, submarinele nucleare americane din clasa Los Angeles au lansat de mai multe ori atacuri cu rachete de croazieră Tomahawk asupra țintelor din Irak. În 1999, atacurile cu aceste rachete pe teritoriul Iugoslaviei au fost efectuate de submarinul nuclear englez Splendid.

„Prădătorii” tăcuți ai mării adânci au îngrozit întotdeauna inamicul, atât în ​​război, cât și în timp de pace. Există nenumărate mituri asociate submarinelor, ceea ce, însă, nu este surprinzător având în vedere că acestea sunt create în condiții de secret deosebit. Dar astăzi știm destule despre generalul...

Principiul de funcționare al submarinului

Sistemul de scufundare și urcare al submarinului include balast și rezervoare auxiliare, precum și conducte și fitinguri de conectare. Elementul principal aici sunt rezervoarele de balast principale, prin umplerea acestora cu apă se stinge rezerva principală de flotabilitate a submarinului. Toate tancurile sunt incluse în prova, pupa și grupa mijlocie. Ele pot fi umplute și curățate pe rând sau simultan.

Submarinul are rezervoare de tăiere necesare pentru a compensa deplasarea longitudinală a încărcăturii. Balastul dintre rezervoarele de trim este suflat cu aer comprimat sau pompat cu pompe speciale. Tunderea este numele tehnicii, al cărei scop este de a „echilibra” submarinul scufundat.

Submarinele nucleare sunt împărțite în generații. Primul (al 50-lea) este caracterizat de zgomot relativ ridicat și sisteme hidroacustice imperfecte. A doua generație a fost construită în anii 60 și 70: forma carenei a fost optimizată pentru a crește viteza. Bărcile celei de-a treia sunt mai mari și au și echipamente de război electronic. Submarinele nucleare de a patra generație se caracterizează printr-un nivel scăzut de zgomot fără precedent și o electronică avansată. Aspectul bărcilor din generația a cincea este în curs de elaborare în aceste zile.

O componentă importantă a oricărui submarin este sistem de aer. Scufundarea, suprafața, îndepărtarea deșeurilor - toate acestea se fac folosind aer comprimat. Acesta din urmă este depozitat sub presiune mare la bordul submarinului: astfel ocupă mai puțin spațiu și vă permite să acumulați mai multa energie. Aer presiune mare este în cilindri speciali: de regulă, cantitatea acesteia este monitorizată de mecanicul superior. Rezervele de aer comprimat sunt completate la urcare. Aceasta este o procedură lungă și care necesită multă muncă atenție deosebită. Pentru a se asigura că echipajul ambarcațiunii are ceva de respirat, la bordul submarinului sunt instalate unități de regenerare a aerului, permițându-le să obțină oxigen din apa mării.

Premier League: ce sunt?

O barcă nucleară are o centrală nucleară (de unde, de fapt, vine numele). În prezent, multe țări operează și submarine diesel-electrice (submarine). Nivel de autonomie submarine nucleare mult mai mari și pot îndeplini o gamă mai largă de sarcini. Americanii și britanicii au încetat cu totul să mai folosească submarine non-nucleare, în timp ce flota rusă de submarine are o compoziție mixtă. În general, doar cinci țări au submarine nucleare. Pe lângă SUA și Federația Rusă, „clubul elitei” include Franța, Anglia și China. Alte puteri maritime folosesc submarine diesel-electrice.

Viitorul flotei de submarine rusești este legat de două noi submarine nucleare. Este vorba despre O bărci polivalente proiectul 885 „Ash” și crucișătoare submarine cu rachete strategice 955 „Borey”. Vor fi construite opt unități de ambarcațiuni Project 885, iar numărul Boreys va ajunge la șapte. Flota de submarine rusești nu va fi comparabilă cu cea americană (Statele Unite vor avea zeci de submarine noi), dar va ocupa locul doi în clasamentul mondial.

Bărcile rusești și cele americane diferă în arhitectura lor. Statele Unite își fac submarinele nucleare cu o singură cocă (coca rezistă atât la presiune, cât și are o formă simplificată), în timp ce Rusia își face submarinele nucleare cu cocă dublă: în acest caz, există o cocă internă, aspră, durabilă și una externă, unul raționalizat, ușor. Pe submarinele nucleare Project 949A Antey, care includea infamul Kursk, distanța dintre carene este de 3,5 m. Se crede că bărcile cu cocă dublă sunt mai durabile, în timp ce bărcile cu cocă simplă, toate celelalte lucruri fiind egale, au o greutate mai mică. La ambarcațiunile cu o singură cocă, tancurile de balast principale, care asigură ascensiunea și scufundarea, sunt amplasate în interiorul unei carene rezistente, în timp ce la bărcile cu cocă dublă, acestea se află în interiorul unei carene exterioare ușoare. Fiecare submarin intern trebuie să supraviețuiască dacă orice compartiment este complet inundat cu apă - aceasta este una dintre principalele cerințe pentru submarine.

În general, există tendința de a trece la submarine nucleare cu o singură cocă, deoarece cel mai recent oțel din care sunt fabricate carena bărcilor americane le permite să reziste la sarcini enorme la adâncime și oferă submarinului un nivel ridicat de supraviețuire. Vorbim, în special, despre oțel de înaltă rezistență HY-80/100 cu o limită de curgere de 56-84 kgf/mm. Evident, în viitor vor fi folosite și materiale mai avansate.

Există și bărci cu carenă tip mixt(când corpul de lumină îl acoperă doar parțial pe cel principal) și multi-corp (mai multe corpuri puternice în interiorul luminii). Acesta din urmă include crucișătorul de rachete submarin intern Project 941 - cel mai mare submarin nuclearîn lume. În interiorul corpului său ușor se află cinci carcase durabile, dintre care două sunt cele principale. Aliajele de titan au fost folosite pentru a face carcase durabile, iar aliajele de oțel au fost folosite pentru cele ușoare. Este acoperit cu izolare fonică anti-locație non-rezonantă acoperire din cauciuc, cu o greutate de 800 de tone. Numai această acoperire cântărește mai mult decât submarinul nuclear american NR-1. Proiectul 941 este cu adevărat un submarin gigantic. Lungimea sa este de 172 și lățimea sa de 23 m. 160 de persoane servesc la bord.

Puteți vedea cât de diferite sunt submarinele nucleare și cât de diferite sunt „conținutul” lor. Acum să aruncăm o privire mai atentă la mai multe submarine interne: bărci din proiectul 971, 949A și 955. Toate acestea sunt submarine puternice și moderne care servesc în Marina Rusă. Bărcile aparțin a trei diferite tipuri Submarinele nucleare despre care am vorbit mai sus:

Submarinele nucleare sunt împărțite în funcție de scopul lor:

· SSBN (Strategic Rachete Submarine Cruiser). Ca parte a triadei nucleare, aceste submarine poartă rachete balistice cu focoase nucleare. Țintele principale ale unor astfel de nave sunt bazele militare și orașele inamice. SSBN include noul submarin nuclear rusesc 955 Borei. În America, acest tip de submarin se numește SSBN (Ship Submarine Ballistic Nuclear): acesta include cel mai puternic dintre aceste submarine - barca din clasa Ohio. Pentru a găzdui întregul arsenal letal de la bord, SSBN-urile sunt proiectate ținând cont de cerințele unui volum intern mare. Lungimea lor depășește adesea 170 m - aceasta este vizibil mai mare decât lungimea submarinelor multifuncționale.

PLAT (submarin torpilă nuclear). Astfel de bărci sunt numite și multifuncționale. Scopul lor: distrugerea navelor, a altor submarine, a țintelor tactice la sol și colectarea de date de informații. Sunt mai mici decât SSBN-urile și au viteză și mobilitate mai bune. PLAT-urile pot folosi torpile sau rachete de croazieră de înaltă precizie. Astfel de submarine nucleare includ americanul Los Angeles sau proiectul sovietic/rus MPLATRK 971 Shchuka-B.

American Seawolf este considerat cel mai avansat submarin nuclear polivalent. Ei caracteristica principala – cel mai înalt nivel arme furtive și mortale la bord. Un astfel de submarin poartă până la 50 de rachete Harpoon sau Tomahawk. Există și torpile. Datorită costului ridicat, Marina SUA a primit doar trei dintre aceste submarine.

SSGN (submarin nuclear cu rachete de croazieră). Acesta este cel mai mic grup de submarine nucleare moderne. Aceasta include rachetele rusești 949A Antey și unele rachete americane Ohio transformate în port-rachete de croazieră. Conceptul SSGN are ceva în comun cu submarinele nucleare multifuncționale. Submarinele de tip SSGN sunt însă mai mari - sunt platforme mari subacvatice plutitoare cu arme de înaltă precizie. În marina sovietică/rusă, aceste bărci sunt numite și „ucigași de portavion”.

În interiorul unui submarin

Este dificil de examinat în detaliu proiectarea tuturor tipurilor principale de submarine nucleare, dar este destul de posibil să se analizeze proiectarea uneia dintre aceste bărci. Va fi submarinul Proiect 949A „Antey”, un reper (în toate sensurile) pentru flota rusă. Pentru a crește capacitatea de supraviețuire, creatorii au duplicat multe componente importante ale acestui submarin nuclear. Aceste bărci au primit o pereche de reactoare, turbine și elice. Eșecul unuia dintre ei, conform planului, nu ar trebui să fie fatal pentru barcă. Compartimentele submarinului sunt separate prin pereți intercompartimentare: sunt proiectate pentru o presiune de 10 atmosfere și sunt conectate prin trape care pot fi sigilate dacă este necesar. Nu toate submarinele nucleare interne au atât de multe compartimente. Submarinul nuclear multifuncțional Project 971, de exemplu, este împărțit în șase compartimente, iar noul Project 955 SSBN este împărțit în opt.

Infamul Kursk aparține ambarcațiunilor Project 949A. Acest submarin s-a scufundat în Marea Barents pe 12 august 2000. Toți cei 118 membri ai echipajului de la bord au devenit victime ale dezastrului. Au fost prezentate multe versiuni ale celor întâmplate: cea mai probabilă dintre toate este explozia unei torpile de 650 mm depozitate în primul compartiment. Potrivit versiunii oficiale, tragedia s-a produs din cauza unei scurgeri a unei componente de combustibil pentru torpile, respectiv peroxid de hidrogen.

Submarinul nuclear Project 949A are un aparat foarte avansat (după standardele anilor 80), inclusiv sistemul hidroacustic MGK-540 Skat-3 și multe alte sisteme. Barca este, de asemenea, echipată cu un sistem automat de navigație Symphony-U care are o precizie sporită, o rază de acțiune crescută și un volum mare de informații procesate. Majoritatea informațiilor despre toate aceste complexe sunt ținute secrete.

Compartimentele submarinului nuclear Project 949A Antey:

Primul compartiment:
Se mai numește arc sau torpilă. Aici sunt amplasate tuburile torpilă. Barca are două tuburi de torpile de 650 mm și patru de 533 mm, iar la bordul submarinului sunt în total 28 de torpile. Primul compartiment este format din trei punți. Stocul de luptă este depozitat pe rafturi proiectate în acest scop, iar torpilele sunt introduse în aparat folosind un mecanism special. Există de asemenea baterii, care din motive de siguranță sunt separate de torpile prin pardoseală specială. Primul compartiment găzduiește de obicei cinci membri ai echipajului.

Al doilea compartiment:
Acest compartiment pe submarinele proiectelor 949A și 955 (și nu numai pe ele) joacă rolul „creierului bărcii”. Aici este amplasat panoul de control central și aici este controlat submarinul. Există console pentru sisteme hidroacustice, regulatoare de microclimat și echipamente de navigație prin satelit. În compartiment sunt 30 de membri ai echipajului. Din acesta puteți intra în camera de control a submarinului nuclear, concepută pentru monitorizarea suprafeței mării. Există și dispozitive retractabile: periscoape, antene și radare.

Al treilea compartiment:
Al treilea este compartimentul radio-electronic. Aici, în special, există antene de comunicații cu mai multe profiluri și multe alte sisteme. Echipamentul acestui compartiment permite primirea indicațiilor țintei, inclusiv din spațiu. După procesare, informațiile primite sunt introduse în sistemul de informații de luptă și control al navei. Să adăugăm că submarinul rareori face contact, pentru a nu fi demascat.

Al patrulea compartiment:
Acest compartiment este rezidential. Aici echipajul nu doar doarme, ci își petrece și timpul liber. Există o saună, sală de sport, dușuri și zona comuna pentru o vacanță comună. În compartiment există o cameră care vă permite să eliberați stresul emoțional - pentru aceasta, de exemplu, există un acvariu cu pești. În plus, în al patrulea compartiment se află o bucătărie sau, cu alte cuvinte, într-un limbaj simplu, bucătărie submarin nuclear.

Al cincilea compartiment:
Există un generator diesel care generează energie aici. Aici puteți vedea și o instalație de electroliză pentru regenerarea aerului, compresoare de înaltă presiune, un panou de alimentare de la mal, rezerve de motorină și ulei.

5 bis:
Această cameră este necesară pentru decontaminarea membrilor echipajului care au lucrat în compartimentul reactorului. Vorbim despre îndepărtarea substanțelor radioactive de pe suprafețe și reducerea contaminării radioactive. Din cauza faptului că există două cincimi din compartiment, apare adesea confuzie: unele surse susțin că submarinul nuclear are zece compartimente, altele spun nouă. Chiar dacă ultimul compartiment este al nouălea, sunt zece în total pe submarinul nuclear (inclusiv 5-bis).

Al șaselea compartiment:
Acest compartiment, s-ar putea spune, este situat chiar în centrul submarinului nuclear. Este de o importanță deosebită, deoarece aici sunt amplasate două reactoare nucleare OK-650V cu o capacitate de 190 MW. Reactorul aparține seriei OK-650 - o serie de reactoare nucleare apă-apă care utilizează neutroni termici. Rolul combustibilului nuclear este jucat de dioxidul de uraniu, foarte îmbogățit în izotopul 235. Compartimentul are un volum de 641 m³. Deasupra reactorului sunt două coridoare care permit accesul în alte părți ale submarinului nuclear.

Al șaptelea compartiment:
Se mai numește și turbină. Volumul acestui compartiment este de 1116 m³. Această cameră este destinată tabloului principal de distribuție; centrale electrice; panou de comanda de urgenta pentru centrala electrica principala; precum şi o serie de alte dispozitive care asigură deplasarea submarinului.

Al optulea compartiment:
Acest compartiment este foarte asemănător cu al șaptelea și se mai numește și compartimentul turbinei. Volumul este de 1072 m³. Centrala electrică poate fi văzută aici; turbine care antrenează elice submarine nucleare; un turbogenerator care asigură ambarcațiunea cu energie electrică și instalații de desalinizare a apei.

Al nouălea compartiment:
Acesta este un compartiment de adăpost extrem de mic, cu un volum de 542 m³, cu trapă de evacuare. Acest compartiment, teoretic, va permite membrilor echipajului să supraviețuiască în cazul unui dezastru. Există șase plute gonflabile (fiecare proiectată pentru 20 de persoane), 120 de măști de gaz și truse de salvare pentru ascensiunea individuală. In plus, compartimentul contine: hidraulica sistemului de directie; compresor de aer de înaltă presiune; stație de comandă a motoarelor electrice; strung; post de luptă pentru controlul cârmei de rezervă; duș și hrană pentru șase zile.

Armament

Să luăm în considerare separat armamentul submarinului nuclear Project 949A. Pe lângă torpile (despre care am discutat deja), barca transportă 24 de rachete de croazieră antinavă P-700 Granit. Acestea sunt rachete rază lungă, care poate zbura pe o traiectorie combinată de până la 625 km. Pentru a viza o țintă, P-700 are un cap de ghidare radar activ.

Rachetele sunt amplasate în containere speciale între carcasele ușoare și durabile ale submarinelor nucleare. Dispunerea lor corespunde aproximativ cu compartimentele centrale ale ambarcațiunii: containerele cu rachete merg pe ambele părți ale submarinului, câte 12 pe fiecare parte. Toate sunt întoarse înainte de pe verticală la un unghi de 40-45°. Fiecare dintre aceste containere are un capac special care alunecă în timpul lansării unei rachete.

Rachetele de croazieră P-700 Granit sunt baza arsenalul ambarcațiunii Project 949A. Între timp, nu există o experiență reală în utilizarea acestor rachete în luptă, așa că este dificil să judeci eficacitatea în luptă a complexului. Testele au arătat că din cauza vitezei rachetei (1,5-2,5 M), este foarte dificil să o interceptăm. Cu toate acestea, nu totul este atât de simplu. Pe uscat, racheta nu este capabilă să zboare la altitudine joasă și, prin urmare, reprezintă o țintă ușoară pentru sistemele de apărare aeriană inamice. Pe mare, indicatorii de eficiență sunt mai mari, dar merită spus că forța portavioanelor americane (și anume, racheta a fost creată pentru a le combate) are o acoperire excelentă de apărare aeriană.

Acest tip de aranjament de arme nu este tipic pentru submarinele nucleare. Pe barca americană Ohio, de exemplu, rachetele balistice sau de croazieră sunt amplasate în silozuri care rulează pe două rânduri longitudinale în spatele unui gard de dispozitive retractabile. Dar multifuncționalul Seawolf lansează rachete de croazieră din tuburile torpilă. În același mod, rachetele de croazieră sunt lansate din proiectul intern 971 Shchuka-B MPLATRK. Desigur, toate aceste submarine poartă și diverse torpile. Acestea din urmă sunt folosite pentru a distruge submarine și nave de suprafață.