stringtranslate.com

Атомная подводная лодка

Атомная подводная лодка — это подводная лодка, работающая на ядерном реакторе , но не обязательно ядерно вооруженная . Атомные подводные лодки имеют значительные преимущества в производительности по сравнению с «обычными» (обычно дизель-электрическими ) подводными лодками. Ядерная тяга , будучи полностью независимой от воздуха, освобождает подводную лодку от необходимости часто всплывать, как это необходимо для обычных подводных лодок. Большое количество энергии, вырабатываемой ядерным реактором, позволяет атомным подводным лодкам работать на высокой скорости в течение длительного времени, а большой интервал между дозаправками обеспечивает практически неограниченную дальность плавания, делая единственными ограничениями на время плавания такие факторы, как необходимость пополнения запасов продовольствия или других расходных материалов. [2]

Ограниченная энергия, запасенная в электрических батареях, означает, что даже самая передовая обычная подводная лодка может оставаться под водой всего несколько дней на малой скорости и всего несколько часов на максимальной скорости, хотя недавние достижения в области воздухонезависимых двигателей несколько смягчили этот недостаток. Высокая стоимость ядерных технологий означает, что относительно немногие военные державы мира имеют в своем распоряжении атомные подводные лодки. Радиационные инциденты происходили на советских подводных лодках, включая серьезные ядерные и радиационные аварии , но американские военно-морские реакторы, начиная с S1W и итераций конструкций, работали без инцидентов с тех пор, как USS Nautilus (SSN-571) был спущен на воду в 1954 году. [3] [4]

История

USS  Nautilus — первая атомная подводная лодка.
Самая маленькая атомная подводная лодка ВМС США NR-1 .

Идея создания атомной подводной лодки была впервые предложена в ВМС США физиком из Военно-морской исследовательской лаборатории Россом Ганном в 1939 году. [5] Королевский флот начал исследования проектов ядерных энергетических установок в 1946 году. [6]

Строительство первой в мире атомной подводной лодки стало возможным благодаря успешной разработке ядерной силовой установки группой ученых и инженеров в Соединенных Штатах в Отделении морских реакторов Бюро судов и Комиссии по атомной энергии . В июле 1951 года Конгресс США санкционировал строительство первой атомной подводной лодки, Nautilus , под руководством капитана Хаймана Г. Риковера , USN (разделяя название с вымышленной подводной лодкой капитана Немо Nautilus в романе Жюля Верна 1870 года « Двадцать тысяч лье под водой» , первой наглядно практичной подводной лодкой Nautilus и еще одной USS  Nautilus  (SS-168) , которая отличилась во Второй мировой войне ). [ необходима цитата ]

Корпорации Westinghouse было поручено построить ее реактор. После того, как подводная лодка была завершена в Electric Boat Company , первая леди Мейми Эйзенхауэр разбила традиционную бутылку шампанского на носу Nautilus , и 30 сентября 1954 года подводная лодка была введена в эксплуатацию под названием USS  Nautilus  (SSN-571) . [7] 17 января 1955 года она отплыла из Гротона, штат Коннектикут , чтобы начать морские испытания . Длина подводной лодки составляла 320 футов (98 м), а ее стоимость составляла около 55 миллионов долларов. Осознавая полезность таких судов, Британское Адмиралтейство разработало планы по строительству атомных подводных лодок. [8]

Советский Союз вскоре последовал примеру США в разработке атомных подводных лодок в 1950-х годах. Стимулируемые разработкой США Nautilus , Советы начали работу над ядерными пропульсивными реакторами в начале 1950-х годов в Институте физики и энергетики в Обнинске под руководством Анатолия П. Александрова, позже ставшего главой Курчатовского института . В 1956 году первый советский пропульсивный реактор, разработанный его командой, начал эксплуатационные испытания. Тем временем, конструкторская группа под руководством Владимира Н. Перегудова работала над судном, на котором должен был разместиться реактор. Преодолев множество препятствий, включая проблемы с генерацией пара , утечки радиации и другие трудности, первая атомная подводная лодка, созданная на основе этих совместных усилий, К-3 «Ленинский комсомол» проекта 627 класса «Кит» , называемая НАТО подводной лодкой класса «Ноябрь» , поступила на вооружение советского флота в 1958 году. [ 9]

Первая атомная подводная лодка Великобритании HMS Dreadnought  была оснащена американским реактором S5W , поставленным Великобритании в соответствии с Соглашением о взаимной обороне между США и Великобританией 1958 года . Корпус и боевые системы Dreadnought были спроектированы и построены по британским проектам, хотя форма корпуса и методы строительства были под влиянием доступа к американским разработкам. [6] Во время строительства Dreadnought компания Rolls-Royce в сотрудничестве с Управлением по атомной энергии Великобритании на исследовательской станции Адмиралтейства HMS Vulcan в Дунрее разработала совершенно новую британскую ядерную двигательную установку. В 1960 году вторая атомная подводная лодка Великобритании была заказана у Vickers Armstrong и, оснащенная ядерной установкой PWR1 компании Rolls-Royce , HMS  Valiant стала первой полностью британской атомной подводной лодкой. [10] Дальнейшая передача технологий из Соединенных Штатов сделала Rolls-Royce полностью самодостаточной в проектировании реакторов в обмен на «значительный объем» информации о проектировании подводных лодок и методах шумоподавления, переданной из Великобритании в Соединенные Штаты. [11] [12] Система плотов для класса Valiant предоставила Королевскому флоту преимущество в глушении подводных лодок, которое ВМС США внедрили значительно позже. [13]

Ядерная энергия оказалась идеальной для движения стратегических подводных лодок с баллистическими ракетами (SSB), значительно повысив их способность оставаться под водой и незамеченными. Первой в мире действующей атомной подводной лодкой с баллистическими ракетами (SSBN) была USS  George Washington с 16 ракетами Polaris A-1 , которая провела первое патрулирование SSBN с ноября 1960 года по январь 1961 года. У Советов уже было несколько SSB проекта 629 (класса Golf) и они всего на год отставали от США с их первой SSBN, злополучной K-19 проекта 658 (класса Hotel), введенной в эксплуатацию в ноябре 1960 года. Однако этот класс нес то же самое трехракетное вооружение, что и Golf. Первой советской ПЛАРБ с 16 ракетами был проект 667А (класс «Янки») , первый из которых вступил в строй в 1967 году, к тому времени США уже ввели в эксплуатацию 41 ПЛАРБ, получившую прозвище « 41 за свободу ». [14] [15]

Подводные лодки класса «Тайфун » с атомной энергетической установкой были самыми водоизмещающими в мире. [16]

В разгар Холодной войны на каждом из четырех советских заводов подводных лодок ( Севмаш в Северодвинске , Адмиралтейские верфи в Санкт-Петербурге, Красное Сормово в Нижнем Новгороде и Амурский завод в Комсомольске-на-Амуре ) было построено около пяти-десяти атомных подводных лодок. С конца 1950-х годов до конца 1997 года Советский Союз, а позже и Россия, построили в общей сложности 245 атомных подводных лодок — больше, чем все остальные страны вместе взятые. [17]

Сегодня шесть стран имеют на вооружении атомные стратегические подводные лодки в той или иной форме: США, Россия, Великобритания, Франция, Китай и Индия. [18] Несколько других стран, включая Бразилию и Австралию [19] [20], имеют текущие проекты на разных стадиях строительства атомных подводных лодок.

В Соединенном Королевстве все бывшие и нынешние атомные подводные лодки Британского Королевского флота (за исключением трех: HMS  Conqueror , HMS  Renown и HMS  Revenge ) были построены в Барроу-ин-Фернесс (на верфи BAE Systems Submarine Solutions или ее предшественнике VSEL ), где продолжается строительство атомных подводных лодок. Conqueror — единственная атомная подводная лодка в мире, когда-либо атаковавшая вражеский корабль торпедами, потопив крейсер ARA  General Belgrano двумя торпедами Mark 8 во время Фолклендской войны 1982 года .

Технологии

Главное различие между обычными и атомными подводными лодками заключается в системе генерации энергии . Атомные подводные лодки используют для этой задачи ядерные реакторы . Они либо вырабатывают электроэнергию, которая питает электродвигатели, соединенные с валом винта , либо используют тепло реактора для производства пара , который приводит в действие паровые турбины ( ср. ядерная морская тяга ). Реакторы, используемые на подводных лодках, обычно используют высокообогащенное топливо (часто более 20%), чтобы иметь возможность вырабатывать большое количество энергии из меньшего реактора и работать дольше между дозаправками, что затруднено из-за расположения реактора внутри прочного корпуса подводной лодки.

Ядерный реактор также обеспечивает электроэнергией другие подсистемы подводной лодки, такие как поддержание качества воздуха, производство пресной воды путем дистилляции соленой воды из океана, регулирование температуры и т. д. Все морские ядерные реакторы, которые в настоящее время используются, работают с дизель-генераторами в качестве резервной системы электропитания. Эти двигатели способны обеспечивать аварийную электроэнергию для отвода остаточного тепла реактора , а также достаточную электроэнергию для питания аварийного движительного механизма. Подводные лодки могут нести ядерное топливо на срок до 30 лет эксплуатации. Единственный ресурс, который ограничивает время под водой, — это продовольствие для экипажа и техническое обслуживание судна.

Слабость технологии скрытности атомных подводных лодок заключается в необходимости охлаждать реактор, даже когда подводная лодка не движется; около 70% тепла, вырабатываемого реактором, рассеивается в морской воде. Это оставляет «тепловой след», шлейф теплой воды с меньшей плотностью, который поднимается к поверхности моря и создает «тепловой шрам», который можно наблюдать с помощью тепловизионных систем, например, FLIR . [21] Другая проблема заключается в том, что реактор постоянно работает, создавая паровой шум, который можно услышать на гидролокаторе , а насос реактора (используемый для циркуляции охлаждающей жидкости реактора) также создает шум, в отличие от обычной подводной лодки, которая может двигаться на почти бесшумных электродвигателях. [ требуется цитата ]

Вывод из эксплуатации

Полезный срок службы атомной подводной лодки оценивается примерно в 25–30 лет, после этого периода подводная лодка столкнется с усталостью и коррозией компонентов, устареванием и ростом эксплуатационных расходов. [22] [23] Вывод из эксплуатации этих подводных лодок — длительный процесс; некоторые из них хранятся в резерве или законсервированы в течение некоторого времени и в конечном итоге сдаются на слом, другие немедленно утилизируются. [24] [23] Страны, эксплуатирующие атомные подводные лодки, имеют разные стратегии, когда дело доходит до вывода из эксплуатации атомных подводных лодок. [25] Тем не менее, эффективная утилизация атомных подводных лодок является дорогостоящей, в 2004 году ее стоимость оценивалась примерно в 4 миллиарда долларов. [26] [27]

Методы

Обычно существует два варианта вывода из эксплуатации атомных подводных лодок. Первый вариант — выгрузить топливо из ядерного реактора и удалить материалы и компоненты, содержащие радиоактивность, после чего секция корпуса, содержащая ядерный реактор, будет вырезана из подводной лодки и перевезена на место захоронения низкоактивных радиоактивных отходов и захоронена в соответствии с процедурами утилизации отходов. [23] Второй вариант — выгрузить топливо из ядерного реактора, разобрать двигательную установку подводной лодки, установить вентиляционные отверстия в нереакторных отсеках и заполнить реакторный отсек. [22] [23] После герметизации подводную лодку можно отбуксировать на назначенное место глубоководной утилизации, затопить и оставить нетронутой на морском дне. [23] Этот последний вариант рассматривался некоторыми военно-морскими силами и странами в прошлом. [28] Однако, хотя утилизация в море дешевле, чем утилизация на суше, неопределенность в отношении правил и международного права, таких как Лондонская конвенция о сбросе отходов и Конвенция по морскому праву , помешала им приступить к этому варианту. [28]

Родословная

Подводные лодки, оснащенные баллистическими ракетами, эксплуатируются шестью странами.

Оперативный

Военно-морской флот США

Подводная лодка класса «Вирджиния» .

В разработке

Советский/Российский Военно-Морской Флот

Подводная лодка класса « Акула » .

В разработке

Королевский флот (Великобритания)

Подводная лодка класса «Трафальгар ».

В разработке

ВМС Франции

Подводная лодка класса «Триумфант ».

В разработке

Военно-морской флот Народно-освободительной армии Китая

Подводная лодка типа 094.

В разработке

ВМС Индии

INS Arihant — атомная подводная лодка индийского флота.

В разработке

ВМС Бразилии

В разработке

Королевский австралийский флот

Планы на покупку

В разработке

Выведен из эксплуатации

Военно-морской флот США

Советский/Российский Военно-Морской Флот

Королевский флот (Великобритания)

ВМС Франции

ВМС Индии

Несчастные случаи

Аварии реакторов

Некоторые из самых серьезных ядерных и радиационных аварий по числу погибших в мире были связаны с авариями атомных подводных лодок. На сегодняшний день все они были подразделениями бывшего Советского Союза . [3] [4] [37] Аварии реакторов, которые привели к повреждению активной зоны и выбросу радиоактивности с атомных подводных лодок, включают: [3] [38]

Другие крупные аварии и затопления

Смотрите также

Примечания

Цитаты

  1. ^ Дельгадо (2011), стр. 200.
  2. ^ Тракимавичюс, Лукас. «Будущая роль ядерных двигателей в армии» (PDF) . Центр передового опыта по энергетической безопасности НАТО . Получено 15 октября 2021 г. .
  3. ^ abcd Джонстон, Роберт (23 сентября 2007 г.). «Самые смертоносные радиационные аварии и другие события, вызывающие радиационные жертвы». База данных радиологических инцидентов и связанных с ними событий.
  4. ^ abc "The Worst Nuclear Disasters". Time . 25 марта 2009 г. Архивировано из оригинала 28 марта 2009 г. Получено 2 мая 2012 г.
  5. ^ "Little Book" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 мая 2013 года . Получено 2 мая 2012 года .
  6. ^ ab Vanguard to Trident; Британская военно-морская политика после Второй мировой войны , Эрик Дж. Гроув, The Bodley Head, 1987, ISBN 0-370-31021-7 
  7. ^ "USS Nautilus (SSN-571)". americanhistory.si.edu .
  8. ↑ Военные корабли Королевского флота , капитан Джон Э. Мур, RN, Jane's Publishing, 1979, ISBN 0-531-03730-4 
  9. ^ "История подводных лодок 1945–2000: Хронология развития". Архивировано из оригинала 30 января 2009 года . Получено 24 февраля 2008 года .
  10. ↑ Джеймс Джинкс; Питер Хеннесси (29 октября 2015 г.). Безмолвная бездна: служба подводных лодок Королевского флота с 1945 года. Penguin UK. стр. 195. ISBN 978-0-14-197370-8.
  11. ↑ стр. 529, « Все боевые корабли мира» Конвея , Издательство Военно-морского института США, Аннаполис, 1996, ISBN 1-55750-132-7 
  12. ^ "Атомные подводные лодки". Военно-морской институт США . Ноябрь 2021 г. Британцы внесли важный вклад в проектирование подводных лодок США, например, концепцию плотов для глушения и первоначальные типы водометных движителей.
  13. ^ Дэниелс, Р. Дж. (2004). Конец эпохи: Мемуары военно-морского конструктора. Periscope Publishing. стр. 134. ISBN 1-904381-18-9. Получено 25 апреля 2017 г. .
  14. ↑ Гардинер и Чамбли, стр. 403.
  15. ^ "Атомные подводные лодки с баллистическими ракетами – Проект 667А" . Получено 26 июля 2015 г.
  16. ^ "Submarine Milestones – Largest Subs; 1981: Typhoon Class (Soviet and Russian)]". National Geographic . Архивировано из оригинала 8 июля 2002 года.
  17. ^ "Ресурсы по российским атомным подводным лодкам". Архивировано из оригинала 15 ноября 2001 года . Получено 1 ноября 2017 года .
  18. ^ "Submarine Proliferation". Center for Nonrelease Studies . Архивировано из оригинала 13 февраля 2006 года . Получено 1 ноября 2017 года .
  19. ^ Сара Диль и Эдуардо Фуджи (март 2008 г.). Преследование Бразилией атомной подводной лодки вызывает опасения по поводу распространения. WMD Insights. Архивировано из оригинала 16 марта 2008 г. Получено 27 марта 2008 г.
  20. ^ «Австралия приобретет атомные подводные лодки в рамках исторической сделки с США и Великобританией по противодействию влиянию Китая». www.abc.net.au . 15 сентября 2021 г. . Получено 16 сентября 2021 г. .
  21. ^ Сэмюэл Аптон Ньютан Первая ядерная война и другие крупные ядерные катастрофы 20-го века стр. 291, AuthorHouse, 2007 ISBN 978-1-4259-8511-0 
  22. ^ ab Джексон Дэвис и Ван Дайк (1990) стр. 467.
  23. ^ abcde Росс Хит и др. (1984), стр. 189.
  24. ^ Цыпин и др. (1993), с. 736.
  25. ^ Саркисов и Турньоль дю Кло (1999), стр. 3-5.
  26. ^ Митенков и др. (1997), с. 145.
  27. ^ Антипов и Королева (2004), с. 796.
  28. ^ ab Джексон Дэвис и Ван Дайк (1990), стр. 467-469.
  29. ↑ Меленнек, Оливье (26 октября 2018 г.). «Экономика моря. SNLE 3G: предыдущая сцена в 2023 году». Ouest-France.fr (на французском языке) . Проверено 12 сентября 2019 г.
  30. ^ "Важные новости: Индия тихо спускает на воду ПЛАРБ S4, готовит ее к морским испытаниям, вскоре последует S4-star". IgMp . Получено 31 декабря 2021 г. .
  31. ^ "WATCH: Latest Satellite Image Reveals Arihant-class S3 & S4 SSBN boats". IgMp . Получено 20 августа 2022 г. .
  32. ^ "Россия может отложить передачу Индии новой арендованной АПЛ класса Akula (Chakra-III)". IgMp . Получено 19 марта 2023 г. .
  33. ^ "Значительно улучшенная и более крупная ПЛАРБ 3-го поколения S5 ВМС Индии поступит в производство в 2027 году". IgMp . Получено 5 декабря 2022 г.
  34. ^ "Бразилия сделала первый шаг в программе по присоединению к подклубу ядерных стран". Reuters . 14 декабря 2018 г.
  35. ^ "Прогноз запуска". ВМС Бразилии (на португальском языке) . Получено 25 января 2022 г.
  36. ^ "AUKUS: США, Великобритания и Австралия объявляют о проекте атомной подводной лодки". IgMp . Получено 15 марта 2023 г. .
  37. ^ "ЗАЯВЛЕНИЕ АДМИРАЛА FL "SKIP" BOWMAN, US NAVY". Военно-морские силы США . Архивировано из оригинала 12 марта 2018 года . Получено 1 ноября 2017 года .
  38. ^ Кристин Шрейдер-Фрешетт (октябрь 2011 г.). «Фукусима, ошибочная эпистемология и события «черного лебедя»» (PDF) . Этика, политика и окружающая среда, т. 14, № 3 .
  39. ^ "Авария реактора подводной лодки К-8, 1960" . Получено 26 июля 2015 г. .
  40. ^ Укрепление безопасности источников радиации. Архивировано 26 марта 2009 г. на Wayback Machine, стр. 14.
  41. ^ abcd "Глава 8: Аварии на атомных подводных лодках – Российский Северный флот" . Получено 26 июля 2015 г.
  42. ^ "K-19 и другие подводные лодки в опасности". National Geographic Society . Архивировано из оригинала 10 июля 2002 года . Получено 26 июля 2015 года .
  43. ^ Столкновение Ehime Maru и USS Greeneville
  44. ^ "Как будет утилизирован поврежденный пожаром USS Miami". The Washington Times . Получено 26 июля 2015 г.

Ссылки

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Атомные подводные лодки» .