Введение
Атомная подводная лодка – это подводная лодка, приводимая в движение ядерным реактором, но не обязательно оснащенная ядерным оружием. Атомные подводные лодки обладают значительными преимуществами перед "обычными" (как правило, дизель-электрическими) подводными лодками. Ядерная силовая установка, будучи полностью независимой от воздуха, освобождает подводную лодку от необходимости часто всплывать на поверхность, что необходимо для обычных подводных лодок. Большое количество энергии, вырабатываемой ядерным реактором, позволяет атомным подводным лодкам развивать высокую скорость на протяжении длительного времени, а большой интервал между заправками обеспечивает практически неограниченную дальность плавания, ограничивая время в пути лишь необходимостью пополнения запасов продовольствия и других расходных материалов. Ограниченный запас энергии в электрических аккумуляторах означает, что даже самая современная неатомная подводная лодка может оставаться под водой лишь несколько дней на малой скорости и всего несколько часов на максимальной скорости, хотя недавние достижения в области воздухонезависимой энергетики несколько смягчили этот недостаток. Высокая стоимость ядерных технологий означает, что лишь немногие государства обладают атомными подводными лодками. Радиационные инциденты происходили на советских подводных лодках, включая серьезные ядерные и радиационные аварии, однако американские военно-морские реакторы, начиная с S1W и последующих модификаций, работают без происшествий с момента спуска на воду USS Nautilus (SSN 571) в 1954 году. Королевский флот начал исследования проектов ядерных установок в 1946 году. Строительство первой в мире атомной подводной лодки стало возможным благодаря успешной разработке ядерной силовой установки группой ученых и инженеров в США в отделении военно-морских реакторов Бюро кораблей и Комиссии по атомной энергии. В июле 1951 года Конгресс США санкционировал строительство первой атомной подводной лодки "Наутилус" под руководством капитана Хаймана Г. Риковера (имея такое же название, как и вымышленная подводная лодка капитана Немо "Наутилус" в романе Жюля Верна "Двадцать тысяч лье под водой", первая практически осуществимая подводная лодка "Наутилус" и другая "Наутилус", отличившаяся во Второй мировой войне). Корпорации "Вестингауз" было поручено строительство реактора. После завершения строительства на верфи Electric Boat Company первая леди Мами Эйзенхауэр разбила традиционную бутылку шампанского о нос "Наутилуса", и подводная лодка была введена в строй 30 сентября 1954 года. 17 января 1955 года она вышла из Гротона, штат Коннектикут, для начала ходовых испытаний. Длина подводной лодки составляла 98 метров, а стоимость – около 55 миллионов долларов. Осознавая полезность таких кораблей, британское Адмиралтейство разработало планы по строительству атомных подводных лодок. В 1950-х годах Советский Союз последовал за Соединенными Штатами в разработке атомных подводных лодок. В начале 1950-х годов в Институте физики и энергетики в Обнинске под руководством Анатолия Александрова, впоследствии ставшего руководителем Института Курчатова, советские ученые начали работу над ядерными реакторами. В 1956 году первый советский реактор, спроектированный его командой, начал эксплуатационные испытания. Параллельно проектная группа под руководством Владимира Н. Перегудова работала над корпусом, в котором должен был разместиться реактор. Преодолев множество препятствий, включая проблемы с генерацией пара, утечки радиации и другие трудности, первая атомная подводная лодка, созданная в результате этих совместных усилий, К-3 "Ленинский Комсомол" проекта 627, получившая кодировку "Kit" по классификации НАТО, вошла в состав Советского флота в 1958 году. Первая атомная подводная лодка Великобритании была оснащена американским реактором S5W, предоставленным Великобритании в соответствии с Соглашением о взаимной обороне между США и Великобританией 1958 года. Корпус и боевые системы "Дредноута" были британской разработки и конструкции, хотя форма корпуса и методы строительства находились под влиянием доступа к американским проектам. Последующие передачи технологий из Соединенных Штатов сделали Rolls Royce полностью самодостаточной в проектировании реакторов в обмен на "значительный объем" информации о конструкции подводных лодок и технологиях снижения шумности, переданных из Великобритании в Соединенные Штаты. Система крепления для подводных лодок класса "Valiant" обеспечила Королевскому флоту преимущество в снижении шумности, которое ВМС США внедрили значительно позже. Ядерная энергия оказалась идеальной для привода стратегических баллистических ракетных подводных лодок (SSB), значительно повысив их способность оставаться незамеченными и скрытно действовать. Первой в мире оперативной атомной баллистической ракетной подводной лодкой (SSBN) стала "Джордж Вашингтон" с 16 ракетами "Polaris A-1", которая провела первое патрулирование в качестве носителя ядерного оружия в период с ноября 1960 года по январь 1961 года. Советский Союз уже располагал несколькими SSB проекта 629 ("Golf class") и отставал от США всего на год со своей первой SSBN, злополучной К-19 проекта 658 ("Hotel class"), вступившей в строй в ноябре 1960 года. Однако этот класс нес такое же вооружение из трех ракет, как и "Golf". Первой советской SSBN с 16 ракетами стала подводная лодка проекта 667A ("Yankee class"), первая из которых вошла в строй в 1967 году, к тому времени США ввели в строй 41 SSBN, получивших прозвище "41 for Freedom". В период наивысшего напряжения холодной войны примерно от пяти до десяти атомных подводных лодок вводились в строй на каждой из четырех советских верфей (Севмаш в Северодвинске, Адмиралтейские верфи в Санкт-Петербурге, Красное Сормово в Нижнем Новгороде и Амурский завод в Комсомольске-на-Амуре). С конца 1950-х годов до конца 1997 года Советский Союз, а затем Россия построили в общей сложности 245 атомных подводных лодок, больше, чем все остальные страны мира вместе взятые. Сегодня шесть стран используют стратегические атомные подводные лодки: Соединенные Штаты, Россия, Великобритания, Франция, Китай и Индия. Несколько других стран, включая Бразилию и Австралию, реализуют проекты по строительству атомных подводных лодок на различных стадиях. В Великобритании все бывшие и действующие атомные подводные лодки Королевского флота (за исключением трех: , и ) были построены в Барроу-ин-Фернесс (на предприятиях BAE Systems Submarine Solutions или его предшественника VSEL), где продолжается строительство атомных подводных лодок. "Конкерор" – единственная в мире атомная подводная лодка, которая когда-либо топила вражеский корабль торпедами, потопив крейсер ARA General Belgrano двумя торпедами Mark 8 во время Фолклендской войны 1982 года.
submarines powered by nuclear energy
A nuclear submarine is a submarine powered by a nuclear reactor, but not necessarily nuclear armed. Nuclear submarines have considerable performance advantages over "conventional" (typically diesel electric) submarines. Nuclear propulsion, being completely independent of air, frees the submarine from the need to surface frequently, as is necessary for conventional submarines. The large amount of power generated by a nuclear reactor allows nuclear submarines to operate at high speed for long periods, and the long interval between refuelings grants a range virtually unlimited, making the only limits on voyage times being imposed by such factors as the need to restock food or other consumables. The limited energy stored in electric batteries means that even the most advanced conventional submarine can only remain submerged for a few days at slow speed, and only a few hours at top speed, though recent advances in air independent propulsion have somewhat ameliorated this disadvantage. The high cost of nuclear technology means that relatively few of the world's military powers have fielded nuclear submarines. Radiation incidents have occurred within the Soviet submarines including serious nuclear and radiation accidents, but American naval reactors starting with the S1W and iterations of designs have operated without incidents since USS Nautilus (SSN 571) launched in 1954. The Royal Navy began researching designs for nuclear propulsion plants in 1946. Construction of the world's first nuclear powered submarine was made possible by the successful development of a nuclear propulsion plant by a group of scientists and engineers in the United States at the Naval Reactors Branch of the Bureau of Ships and the Atomic Energy Commission. In July 1951, the U. S. Congress authorized construction of the first nuclear powered submarine, Nautilus, under the leadership of Captain Hyman G. Rickover, USN (sharing a name with Captain Nemo's fictional submarine Nautilus in Jules Verne's Twenty Thousand Leagues Under the Sea, the first demonstrably practical submarine Nautilus, and another Nautilus that served with distinction in World War II). The Westinghouse Corporation was assigned to build its reactor. After the submarine was completed at the Electric Boat Company, First Lady Mamie Eisenhower broke the traditional bottle of champagne on Nautilus bow, and the submarine was commissioned Nautilus, on 30 September 1954. On 17 January 1955, she departed Groton, Connecticut, to begin sea trials. The submarine was 320 feet (98 m) long and cost about $55 million. Recognizing the utility of such vessels, the British Admiralty formed plans to build nuclear powered submarines. The Soviet Union soon followed the United States in developing nuclear powered submarines in the 1950s. Stimulated by the U. S. development of Nautilus, Soviets began work on nuclear propulsion reactors in the early 1950s at the Institute of Physics and Power Engineering, in Obninsk, under Anatoliy P. Alexandrov, later to become head of the Kurchatov Institute. In 1956, the first Soviet propulsion reactor designed by his team began operational testing. Meanwhile, a design team under Vladimir N. Peregudov worked on the vessel that would house the reactor. After overcoming many obstacles, including steam generation problems, radiation leaks, and other difficulties, the first nuclear submarine based on these combined efforts, K 3 Leninskiy Komsomol of the Project 627 Kit class, called a by NATO, entered service in the Soviet Navy in 1958. The United Kingdom's first nuclear powered submarine was fitted with an American S5W reactor, provided to Britain under the 1958 US UK Mutual Defence Agreement. The hull and combat systems of Dreadnought were of British design and construction, although the hull form and construction practices were influenced by access to American designs. Further technology transfers from the United States made Rolls Royce entirely self sufficient in reactor design in exchange for a "considerable amount" of information regarding submarine design and quietening techniques transferred from the United Kingdom to the United States. The rafting system for the Valiant class provided the Royal Navy with an advantage in submarine silencing that the United States Navy did not introduce until considerably later. Nuclear power proved ideal for the propulsion of strategic ballistic missile submarines (SSB), greatly improving their ability to remain submerged and undetected. The world's first operational nuclear powered ballistic missile submarine (SSBN) was George Washington with 16 Polaris A 1 missiles, which conducted the first SSBN deterrent patrol November 1960 – January 1961. The Soviets already had several SSBs of the Project 629 (Golf class) and were only a year behind the US with their first SSBN, ill fated K 19 of Project 658 (Hotel class), commissioned in November 1960. However, this class carried the same three missile armament as the Golfs. The first Soviet SSBN with 16 missiles was the Project 667A (Yankee class), the first of which entered service in 1967, by which time the US had commissioned 41 SSBNs, nicknamed the "41 for Freedom". At the height of the Cold War, approximately five to ten nuclear submarines were being commissioned from each of the four Soviet submarine yards (Sevmash in Severodvinsk, Admiralteyskiye Verfi in St. Petersburg, Krasnoye Sormovo in Nizhny Novgorod, and Amurskiy Zavod in Komsomolsk on Amur). From the late 1950s through the end of 1997, the Soviet Union, and later Russia, built a total of 245 nuclear submarines, more than all other nations combined. Today, six countries deploy some form of nuclear powered strategic submarines: the United States, Russia, the United Kingdom, France, China, and India. Several other countries including Brazil and Australia have ongoing projects in various phases to build nuclear powered submarines. In the United Kingdom, all former and current nuclear submarines of the British Royal Navy (with the exception of three: , and ) have been constructed in Barrow in Furness (at BAE Systems Submarine Solutions or its predecessor VSEL) where construction of nuclear submarines continues. Conqueror is the only nuclear powered submarine in the world ever to have engaged an enemy ship with torpedoes, sinking the cruiser ARA General Belgrano with two Mark 8 torpedoes during the 1982 Falklands War.
Технология
Основное различие между обычными и атомными подводными лодками заключается в системе выработки энергии. Атомные подводные лодки используют для этого ядерные реакторы. Они либо вырабатывают электроэнергию, которая питает электродвигатели, соединенные с винтовым валом, либо используют тепло реактора для производства пара, приводящего в движение паровые турбины (как в ядерной морской энергетической установке). Реакторы, используемые на подводных лодках, обычно используют высокообогащенное топливо (часто более 20%), чтобы обеспечить выдачу большого количества энергии от реактора меньшего размера и более длительный интервал между дозаправками, которые затруднены из-за расположения реактора внутри прочного корпуса подводной лодки. Ядерный реактор также обеспечивает энергией другие подсистемы подводной лодки, такие как поддержание качества воздуха, производство пресной воды путем дистилляции морской воды, регулирование температуры и т.д. Все военно-морские ядерные реакторы, находящиеся в эксплуатации, оснащены дизель-генераторами в качестве резервной системы электроснабжения. Эти двигатели способны обеспечить аварийное электропитание для отвода тепла распада реактора, а также достаточное количество электроэнергии для обеспечения аварийной двигательной установки. Подводные лодки могут нести ядерное топливо, рассчитанное на 30 лет эксплуатации. Единственным ресурсом, ограничивающим время пребывания под водой, являются запасы продовольствия для экипажа и техническое обслуживание судна. Слабостью стелс-технологий атомных подводных лодок является необходимость охлаждения реактора даже во время стоянки; около 70% тепла, выделяемого реактором, рассеивается в морскую воду. Это создает "тепловой след" – шлейф теплой воды с меньшей плотностью, который поднимается к поверхности моря и образует "тепловой шрам", обнаруживаемый тепловизионными системами, например, FLIR. Другая проблема заключается в том, что реактор работает постоянно, создавая шум пара, который можно зафиксировать гидроакустическими средствами, а также шум, производимый реакторным насосом (используемым для циркуляции теплоносителя реактора), в отличие от обычной подводной лодки, которая может перемещаться практически бесшумно на электродвигателях.
Индийский флот
INS Chakra (советская подводная лодка класса "Чарли"). INS Chakra 2 (российская подводная лодка класса "Акула").
Другие крупные аварии и затопления
Thresher, 1963: был потерян во время глубоководных испытаний с 129 членами экипажа и персоналом верфи на борту; последующее расследование показало, что разрушение паяного соединения трубы и образование льда в продувочных клапанах балластных цистерн помешали всплытию. Эта авария послужила стимулом для внесения ряда изменений в систему безопасности американского флота. Thresher стала первой из всего двух подводных лодок, на борту которых погибло более 100 человек, к которой присоединился российский "Курск" со 118 погибшими в 2000 году. К-3, 1967: первая советская атомная подводная лодка пережила пожар, связанный с гидравлической системой, в результате чего погибли 39 моряков. Scorpion, 1968: был потерян в море, предположительно из-за имплозии при затоплении. Причина, по которой "Скорпион" опустился на критическую глубину, остается неизвестной. Guitarro, 1969: затонул у причала на верфи из-за неправильной балластировки. Подводная лодка в конечном итоге была достроена и введена в эксплуатацию. K-8, 1970: пожар и инцидент при буксировке привели к затоплению подводной лодки и гибели всех 52 членов экипажа, находившихся на борту. K-56, 1973: столкновение с другим советским судном привело к затоплению отсека аккумуляторов и гибели многих членов экипажа из-за хлора. K-429, 1983: подводная лодка затонула на дно океана из-за затопления, вызванного неправильной подготовкой к погружению и ошибками верфи, но впоследствии была поднята; погибли 16 членов экипажа. K-278 "Комсомолец", 1989: советская подводная лодка затонула в Баренцевом море из-за пожара. K-141 "Курск", 2000: был потерян в море со всеми 118 членами экипажа на борту; общепринятая версия заключается в том, что утечка перекиси водорода в переднем торпедном отсеке привела к детонации боевой части торпеды, что, в свою очередь, вызвало взрыв примерно полудюжины других боевых частей через две минуты. Ehime Maru и USS Greeneville, 2001: американская подводная лодка всплыла под японским учебным судном. Девять японских членов экипажа, студентов и преподавателей погибли, когда их корабль затонул в результате столкновения. K-159, 2003: затонул в Баренцевом море во время буксировки на утилизацию, погибли девять членов экипажа. San Francisco, 2005: столкнулся с подводной горой в Тихом океане. Один член экипажа погиб, 23 получили ранения. Miami, 2012: передний отсек подводной лодки был уничтожен поджигателем во время нахождения на верфи, что привело к повреждениям на сумму около 700 миллионов долларов США. Несмотря на первоначальные планы по ремонту, из-за сокращения бюджета лодка впоследствии была списана.