เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของเรือดำน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทางเรือ
เรือดำน้ำขีปนาวุธเชิงยุทธศาสตร์หนัก Project 941 Akula สามารถจัดได้อย่างมั่นใจว่าเป็นหนึ่งในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก การจำแนกประเภทของนาโต - SSBN "ไต้ฝุ่น" ในปี พ.ศ. 2515 หลังจากได้รับมอบหมายงาน TsKMBMT "Rubin" ก็เริ่มพัฒนาโครงการนี้
ประวัติความเป็นมาของการทรงสร้าง
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2515 มีการมอบหมายงานออกแบบทางยุทธวิธีและทางเทคนิคให้กับ S.N. Kovalev ได้รับแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าผู้ออกแบบโครงการ การพัฒนาและการสร้างเรือลาดตระเวนดำน้ำรูปแบบใหม่มีจุดมุ่งหมายเพื่อตอบสนองต่อการสร้าง SSBN ระดับโอไฮโอในสหรัฐอเมริกา มีการวางแผนที่จะใช้ขีปนาวุธข้ามทวีปสามขั้นตอนที่ใช้เชื้อเพลิงแข็ง R-39 (RSM-52) ขนาดของขีปนาวุธเหล่านี้จะกำหนดขนาดของเรือใหม่ เมื่อเปรียบเทียบกับขีปนาวุธ Trident-I ซึ่งติดตั้ง SSBN ระดับโอไฮโอ ขีปนาวุธ R-39 มีนัยสำคัญ ลักษณะที่ดีที่สุดในช่วงการบินโยนน้ำหนักและมี 10 บล็อกในขณะที่ตรีศูลมี 8 บล็อกดังกล่าว แต่ในขณะเดียวกัน R-39 ก็มีขนาดใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัดยาวเกือบสองเท่าและมีมวลสามเท่าของ ของอเมริกา รูปแบบมาตรฐานของ SSBN ไม่เหมาะสำหรับการรองรับขีปนาวุธขนาดใหญ่เช่นนี้ การตัดสินใจเริ่มงานก่อสร้างและออกแบบเรือบรรทุกขีปนาวุธเชิงยุทธศาสตร์รุ่นใหม่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2516
ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2519 เรือลำแรกของประเภทนี้ TK-208 ได้ถูกวางลงที่องค์กร Sevmash ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2523 (ตัวย่อ TK หมายถึง "เรือลาดตระเวนหนัก") รูปฉลามถูกวาดไว้บนหัวเรือ ใต้ผืนน้ำ ก่อนปล่อยเรือลงน้ำ ต่อมามีลายฉลามปรากฏบนชุดลูกเรือ เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2524 เรือลาดตระเวนหลักได้เข้าสู่การทดลองทางทะเล ซึ่งเร็วกว่าโครงการ SSBN Ohio ของอเมริกาหนึ่งเดือน ซึ่งเปิดตัวโครงการก่อนหน้านี้ เมื่อวันที่ 12 ธันวาคม พ.ศ. 2524 TK-208 ได้เข้าประจำการ ระหว่างปี พ.ศ. 2524 ถึง พ.ศ. 2532 มีการดำเนินการและปล่อยเรือประเภท Akula จำนวน 6 ลำ เรือลำที่เจ็ดของซีรีส์นี้ไม่เคยถูกวางลง
องค์กรมากกว่า 1,000 แห่งของอดีตสหภาพได้จัดให้มีการก่อสร้างเรือดำน้ำประเภทนี้ พนักงาน Sevmash 1,219 คนที่มีส่วนร่วมในการสร้างเรือได้รับรางวัลจากรัฐบาล
การประกาศการสร้างเรือซีรีส์ Akula มีขึ้นในการประชุม XXVI ของ CPSU โดย Brezhnev โดยกล่าวว่า: เรามีระบบไต้ฝุ่น ซึ่งคล้ายกับเรือดำน้ำใหม่ของ American Ohio ที่ติดอาวุธด้วยขีปนาวุธ Trident-I เรือลำใหม่ "อากุลา" ถูกตั้งชื่อว่า "ไต้ฝุ่น" ในขณะนั้นโดยเจตนา สงครามเย็นยังไม่แล้วเสร็จจึงใช้ชื่อ “ไต้ฝุ่น” หลอกศัตรูให้เข้าใจผิด
ในปี 1986 มีการสร้างเรือบรรทุกขีปนาวุธขนส่งดีเซล - ไฟฟ้าซึ่งมีความจุ 16,000 ตันจำนวนขีปนาวุธที่ยอมรับบนเรือคือ 16 SLBM การขนส่งนี้มีชื่อว่า "Alexander Brykin" และมีวัตถุประสงค์เพื่อบรรจุขีปนาวุธและตอร์ปิโด
การเดินทางในละติจูดสูงไปยังอาร์กติกได้ดำเนินการในปี 1987 โดยเรือ TK-17 Simbirsk ในระหว่างการรณรงค์นี้ ทีมงานมีการเปลี่ยนแปลงหลายครั้ง
บน TK-17 Arkhangelsk ในระหว่างการฝึกซ้อมจรวดฝึกได้ระเบิดและไหม้ในไซโล การยิงได้ดำเนินการในทะเลสีขาวเมื่อวันที่ 27 กันยายน 2534 การระเบิดฉีกฝาครอบไซโลขีปนาวุธและโยนหัวรบมิสไซล์ลงทะเล หลังจากเหตุการณ์นี้ เรือลำดังกล่าวได้รับการซ่อมแซมเล็กน้อย ลูกเรือไม่ได้รับบาดเจ็บจากเหตุระเบิด
การยิงขีปนาวุธ R-39 จำนวน 20 ลูกพร้อมกันเกิดขึ้นในการทดสอบที่ดำเนินการโดย Northern Fleet ในปี 1998
คุณสมบัติการออกแบบ
โรงไฟฟ้าบนเรือประเภทนี้สร้างขึ้นในรูปแบบของระดับอิสระสองระดับซึ่งตั้งอยู่ในตัวถังที่ทนทานตัวถังเหล่านี้แตกต่างกัน อุปกรณ์พัลส์ใช้เพื่อตรวจสอบสภาพของเครื่องปฏิกรณ์ ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ เครื่องปฏิกรณ์จะติดตั้งระบบดับเพลิงอัตโนมัติ
แม้ในขั้นตอนการออกแบบเงื่อนไขการอ้างอิงยังรวมถึงข้อกำหนดเกี่ยวกับความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ารัศมีปลอดภัยด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาและทดลองจำนวนหนึ่งในห้องทดลองเกี่ยวกับวิธีการคำนวณความแข็งแกร่งแบบไดนามิกของสิ่งที่ซับซ้อนที่สุด ส่วนประกอบตัวเรือ (โมดูลยึด ช่องและตู้บรรจุแบบป๊อปอัพ การเชื่อมต่อระหว่างตัวเรือ)
เนื่องจากโรงปฏิบัติงานมาตรฐานไม่เหมาะสำหรับการสร้างเรือประเภท Akula จึงต้องสร้างโรงปฏิบัติงานใหม่ที่บ้านเลขที่ 55 ที่ Sevmash ซึ่งปัจจุบันเป็นโรงเก็บเรือในร่มที่ใหญ่ที่สุดในโลกแห่งหนึ่ง
เรือดำน้ำชั้นฉลามมีแรงลอยตัวค่อนข้างมากถึง 40% เนื่องจากความจริงที่ว่าครึ่งหนึ่งของการกระจัดบนเรือประเภทนี้มาจากน้ำอับเฉาพวกเขาจึงได้รับชื่อที่ไม่เป็นทางการในกองเรือ - "ผู้ให้บริการทางน้ำ"; อีกชื่อที่ไม่เป็นทางการคือ "ชัยชนะของเทคโนโลยีเหนือสามัญสำนึก" ถูกกำหนดให้กับเรือที่ สำนักออกแบบมาลาไคต์ที่แข่งขันกัน เหตุผลสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการตัดสินใจครั้งนี้คือข้อกำหนดเพื่อให้แน่ใจว่าร่างเรือเล็กที่สุด ข้อกำหนดนี้ค่อนข้างสมเหตุสมผลจากความเป็นไปได้ในการใช้ฐานซ่อมและท่าเรือที่มีอยู่
มันเป็นพื้นที่ลอยตัวสำรองขนาดใหญ่พร้อมกับดาดฟ้าที่แข็งแกร่งพอสมควรซึ่งทำให้สามารถเจาะน้ำแข็งได้ซึ่งมีความหนาสูงสุด 2.5 เมตรซึ่งช่วยให้ทำหน้าที่ต่อสู้ในละติจูดตอนเหนือเกือบถึงขั้วโลกเหนือ
กรอบ
หนึ่งในคุณสมบัติการออกแบบของเรือคือการมีตัวเรือที่ทนทานห้าลำซึ่งอยู่ภายในตัวเรือที่มีน้ำหนักเบา โดยสองลำหลักซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ที่สุดคือ 10 เมตรตั้งอยู่ตามหลักการของเรือใบ - ขนานกัน ไซโลขีปนาวุธพร้อมระบบขีปนาวุธ D-19 ตั้งอยู่ด้านหน้าเรือ ระหว่างลำเรือแรงดันหลัก
นอกจากนี้ เรือยังมีช่องปิดผนึกสามช่อง: ช่องตอร์ปิโด ช่องโมดูลควบคุมพร้อมเสากลาง และช่องกลไกท้ายเรือ การจัดวางช่องสามช่องระหว่างลำตัวหลักของเรือนี้ช่วยเพิ่มความปลอดภัยจากอัคคีภัยและความอยู่รอดของเรือได้อย่างมาก ตามความเห็นของ General Designer S.N. โควาเลวา:
“ สิ่งที่เกิดขึ้นบนเรือดำน้ำ Kursk (โครงการ 949A) บนเรือดำน้ำโครงการ 941 ไม่สามารถนำไปสู่ผลที่ตามมาที่เป็นหายนะดังกล่าวได้ ช่องตอร์ปิโดบน Akula ถูกสร้างขึ้นเป็นโมดูลแยกต่างหาก ในกรณีที่เกิดการระเบิดตอร์ปิโด จะไม่เกิดการทำลายช่องหลักหลายช่องและการเสียชีวิตของลูกเรือทั้งหมด”
อาคารหลักเชื่อมต่อถึงกันด้วยทางเดิน 3 ทาง ได้แก่ ตรงหัวเรือ ตรงกลาง และท้ายเรือ การเปลี่ยนผ่านผ่านช่องกลางของแคปซูล จำนวนช่องกันน้ำบนเรือคือ 19 ห้อง ห้องกู้ภัยซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานของโรงจอดรถใต้รั้วอุปกรณ์แบบยืดหดได้สามารถรองรับลูกเรือทั้งหมดได้ จำนวนห้องกู้ภัย -2
ตัวเรือนที่ทนทานทำจากโลหะผสมไททาเนียม ตัวเรือนน้ำหนักเบาทำจากเหล็กและมีการเคลือบป้องกันตำแหน่งและฉนวนกันเสียงที่ไม่สะท้อน ซึ่งมีน้ำหนัก 800 ตัน ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันเชื่อว่าตัวเรือที่ทนทานมีการเคลือบสารกันเสียงด้วย
เรือลำนี้มีหางสเติร์นรูปกางเขนที่พัฒนาแล้วพร้อมหางเสือแนวนอนซึ่งตั้งอยู่ด้านหลังใบพัดโดยตรง หางเสือแนวนอนด้านหน้าสามารถพับเก็บได้
เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นไปได้ที่จะปฏิบัติหน้าที่ในละติจูดทางตอนเหนือ รั้วโรงจอดรถจึงแข็งแรงมาก มีความสามารถในการทะลุน้ำแข็งซึ่งมีความหนาตั้งแต่ 2 ถึง 2.5 เมตร (ใน ช่วงฤดูหนาวความหนาของน้ำแข็งในมหาสมุทรอาร์กติกอาจอยู่ที่ 1.2 ถึง 2 เมตร บางครั้งอาจสูงถึง 2.5 เมตร) จากด้านล่างพื้นผิวของน้ำแข็งประกอบด้วยการเจริญเติบโตในรูปของน้ำแข็งย้อยหรือหินย้อยที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ในระหว่างการขึ้นเรือ หางเสือคันธนูจะถูกถอยกลับ และตัวเรือเองก็ถูกกดทับกับชั้นน้ำแข็งด้วยคันธนูและโรงจอดรถที่ดัดแปลงเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์นี้ จากนั้นถังบัลลาสต์หลักจะถูกกำจัดออกอย่างรวดเร็ว
พาวเวอร์พอยท์
การออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลักดำเนินการตามหลักการบล็อก การติดตั้งหลักประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อนระบายความร้อนด้วยน้ำ OK-650 จำนวน 2 เครื่องที่มีกำลังความร้อนเพลา 2x50,000 แรงม้า และในตัวถังที่ทนทานทั้งสองลำยังมีหน่วยกังหันไอน้ำสองชุดซึ่งจะช่วยเพิ่มความอยู่รอดของเรือได้อย่างมาก
เรือของโครงการ Akula ใช้ระบบดูดซับแรงกระแทกด้วยแรงลมแบบสายยางสองขั้นตอน และระบบบล็อกของกลไกและอุปกรณ์ ซึ่งสามารถปรับปรุงการแยกการสั่นสะเทือนของส่วนประกอบและชุดประกอบได้อย่างมาก และช่วยลดเสียงรบกวนของเรือได้อย่างมาก
ใบพัดที่มีความเร็วต่ำ เสียงรบกวนต่ำ เจ็ดใบ สองตัวถูกใช้เป็นตัวขับเคลื่อน เพื่อลดระดับเสียง ใบพัดจะติดตั้งอยู่ในริงแฟริ่ง (เฟเนสตรอน)
ระบบขับเคลื่อนสำรองประกอบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 190 กิโลวัตต์สองตัว เมื่อเคลื่อนที่ในสภาพที่คับแคบ เรือจะใช้ทรัสเตอร์ซึ่งประกอบด้วยเสาพับสองเสาพร้อมมอเตอร์ไฟฟ้า 750 กิโลวัตต์และใบพัดหมุน อุปกรณ์เหล่านี้อยู่ที่หัวเรือและท้ายเรือ
ที่พักลูกเรือ
ลูกเรือจะเข้าพักได้ในสภาวะที่มีความสะดวกสบายเพิ่มขึ้น เรือดำน้ำของโครงการ Shark มีเลานจ์ลูกเรือ สระว่ายน้ำขนาด 4x2 เมตร และลึก 2 เมตร สระว่ายน้ำเต็มไปด้วยน้ำจืดหรือน้ำทะเลเกลือที่มีความเป็นไปได้ที่จะทำความร้อน ห้องออกกำลังกาย ห้องอาบแดด ห้องซาวน่า เช่น ตลอดจน “พื้นที่ที่อยู่อาศัย” บุคลากรที่ถูกเกณฑ์จะพักในห้องนักบินขนาดเล็ก ผู้บังคับบัญชาจะพักในห้องโดยสารสองหรือสี่เตียงพร้อมอ่างล้างหน้า โทรทัศน์ และเครื่องปรับอากาศ มีห้องวอร์ดสองห้อง ห้องหนึ่งสำหรับเจ้าหน้าที่ และห้องที่สองสำหรับกะลาสีเรือและทหารเรือตรี เนื่องจากสภาพความสะดวกสบายที่สร้างขึ้นบนเรือ ในหมู่กะลาสีเรือจึงถูกเรียกว่า "ฮิลตันลอยน้ำ"
อาวุธยุทโธปกรณ์
อาวุธหลักของ TK คือขีปนาวุธนำวิถีแข็งสามขั้นตอน R-39 "Variant" จำนวน 20 ลูก น้ำหนักการยิงของขีปนาวุธเหล่านี้พร้อมกับคอนเทนเนอร์การยิงคือ 90 ตันและความยาวคือ 17.1 ม. นี่เป็นน้ำหนักการยิงที่ใหญ่ที่สุดของ SLBM ทั้งหมดที่เข้าประจำการ
ขีปนาวุธดังกล่าวมีหัวรบหลายหัวรบจำนวน 10 หัวรบพร้อมการนำทางแยกแต่ละหัว แต่ละหัวบรรจุทีเอ็นที 100 กิโลตัน และระยะการบินของขีปนาวุธอยู่ที่ 8,300 กม. เนื่องจาก R-39 มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เรือบรรทุกเพียงลำเดียวของพวกมันคือเรือ Project 941 Akula
การทดสอบระบบขีปนาวุธ D-19 ดำเนินการบนเรือดำน้ำดีเซล K-153 ที่ได้รับการดัดแปลงเป็นพิเศษ (โครงการ 619) โดยมีไซโลเดียวสำหรับ R-39 วางอยู่บนนั้น จำนวนการเปิดตัวแบบจำลองจำลองถูก จำกัด ไว้ที่เจ็ด
การยิงขีปนาวุธ R-39 จากเรือดำน้ำโครงการ 941 Akula
จากเรือโครงการ Akula กระสุนทั้งหมดสามารถยิงได้ในการระดมยิงครั้งเดียว ช่วงเวลาระหว่างการยิงขีปนาวุธนั้นน้อยมาก ขีปนาวุธสามารถยิงจากตำแหน่งพื้นผิวหรือใต้น้ำได้ ในกรณีที่ยิงจากตำแหน่งใต้น้ำ ความลึกในการแช่จะสูงถึง 55 เมตร ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับสภาพอากาศในการยิงขีปนาวุธ
การใช้ระบบปล่อยจรวดดูดซับแรงกระแทก ARSS ทำให้สามารถปล่อยจรวดได้โดยใช้ตัวสะสมแรงดันแบบผงจากปล่องแห้ง ซึ่งช่วยลดระดับเสียงก่อนการปล่อยจรวดได้อย่างมาก ทั้งยังช่วยลดระยะเวลาระหว่างการปล่อยจรวดให้สั้นลงอีกด้วย คุณสมบัติอย่างหนึ่งของคอมเพล็กซ์นี้คือระบบกันสะเทือนของขีปนาวุธที่คอไซโลโดยใช้ ARSS ในขั้นตอนการออกแบบ มีการวางแผนว่าจะบรรจุกระสุนขีปนาวุธ 24 ลูก แต่โดยการตัดสินใจของผู้บัญชาการทหารสูงสุดแห่งกองทัพเรือสหภาพโซเวียต พลเรือเอก S.G. Gorshkov จำนวนขีปนาวุธลดลงเหลือ 20 ลูก
การพัฒนาขีปนาวุธ R-39UTT "Bark" เวอร์ชันปรับปรุงใหม่เริ่มขึ้นหลังจากการประกาศใช้คำสั่งของรัฐบาลในปี 1986 ในการดัดแปลงจรวดใหม่มีการวางแผนที่จะใช้ระบบการส่งผ่านน้ำแข็งรวมถึงเพิ่มระยะเป็น 10,000 กม. ตามแผนดังกล่าว มีความจำเป็นต้องติดอาวุธผู้ให้บริการขีปนาวุธก่อนปี 2546 เมื่อถึงเวลาที่อายุการใช้งานการรับประกันของขีปนาวุธ R-39 หมดอายุ อย่างไรก็ตาม การทดสอบขีปนาวุธใหม่ไม่ประสบความสำเร็จ หลังจากการยิงครั้งที่สามสิ้นสุดลงด้วยความล้มเหลว ในปี 1998 กระทรวงกลาโหมได้ตัดสินใจหยุดการทำงานในส่วนที่ซับซ้อน เมื่อถึงเวลาที่มีการตัดสินใจดังกล่าว ความพร้อมของคอมเพล็กซ์คือ 73 % การพัฒนา SLBM ที่ใช้เชื้อเพลิงแข็งอีกชนิดหนึ่งคือ Bulava ได้รับความไว้วางใจจากสถาบันวิศวกรรมความร้อนแห่งมอสโก ซึ่งพัฒนา ICBM Topol-M บนบก
นอกเหนือจากอาวุธเชิงกลยุทธ์แล้ว เรือของโครงการ 941 Akula ยังติดตั้งท่อตอร์ปิโด 6 ท่อขนาด 533 มม. ซึ่งสามารถใช้ในการวางทุ่นระเบิดสำหรับการยิงจรวดตอร์ปิโดและตอร์ปิโดธรรมดา
ระบบป้องกันภัยทางอากาศมีให้โดยระบบ Igla-1 MANPADS แปดระบบ
เรือโครงการ Akula ติดตั้งอาวุธอิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่อไปนี้:
- "รถโดยสาร" - ข้อมูลการต่อสู้และระบบควบคุม
- คอมเพล็กซ์ไฮโดรอะคูสติกแบบอะนาล็อก "Skat-KS" (ติดตั้งดิจิทัล "Skat-3" บน TK-208)
- สถานีตรวจจับทุ่นระเบิดโซนาร์ MG-519 "พิณ";
- เอคโคมิเตอร์ MG-518 "Sever";
- เรดาร์ที่ซับซ้อน MRKP-58 "Buran";
- ระบบนำทางที่ซับซ้อน "Symphony";
- ศูนย์สื่อสารวิทยุ "Molniya-L1" พร้อมระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม "สึนามิ";
- โทรทัศน์ที่ซับซ้อน MTK-100;
- เสาอากาศแบบทุ่นสองตัวช่วยให้คุณรับข้อความวิทยุ การกำหนดเป้าหมาย และสัญญาณนำทางด้วยดาวเทียมเมื่ออยู่ที่ระดับความลึกสูงสุด 150 ม. และใต้น้ำแข็ง
| ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ |
|
เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของอเมริกาและโซเวียต (NPS) ดังที่ทราบกันดีว่าติดตั้งโรงงานผลิตไอน้ำพร้อมเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดัน อย่างไรก็ตามบนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำที่สอง Sea Wolf นักออกแบบชาวอเมริกันใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่มีสารหล่อเย็นโลหะเหลว (LMC) นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาแผนการอื่น ๆ รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์ที่เรียกว่า "เดือด" ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่มีสารหล่อเย็นแก๊ส แต่ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีโลหะเหลวกลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจที่สุด ประการแรก สารหล่อเย็นโลหะช่วยให้คุณมีเพียงพอ อุณหภูมิสูงที่ความกดอากาศค่อนข้างต่ำ ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มอุณหภูมิในวงจรการผลิตไอน้ำ ซึ่งส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูง การติดตั้งโดยทั่วไป ประการที่สอง ความดันในวงจรนี้ถือว่าสูงกว่าครั้งแรกอย่างมาก ดังนั้นการรั่วไหลในวงจรแรกจึงไม่ทำให้เกิดการปนเปื้อนของกัมมันตภาพรังสีอย่างรวดเร็วของไอน้ำ ประการที่สาม ความจุความร้อนสูงของโลหะมีส่วนทำให้ขนาดและน้ำหนักของเครื่องปฏิกรณ์ลดลงโดยพื้นฐาน
ในสหภาพโซเวียต การพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์เรือด้วยวัสดุโลหะเหลวถูกกำหนดโดยมติของคณะกรรมการกลาง CPSU และคณะรัฐมนตรีลงวันที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2498 ความละเอียดดังกล่าวจัดทำขึ้นสำหรับการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการทดลอง 645 พร้อม หน่วยสร้างไอน้ำแบบสองเครื่องปฏิกรณ์ ตัวเรือก็เหมือนกับระบบหลักทั้งหมด (ยกเว้นเครื่องปฏิกรณ์) จะต้อง "ยืม" จากเรือผลิตของโครงการ 627
งานเกี่ยวกับการออกแบบทางเทคนิคของเรือดำน้ำนิวเคลียร์แล้วเสร็จในฤดูใบไม้ร่วงปี พ.ศ. 2499 หนึ่งปีต่อมามีการเตรียมแบบแปลนการทำงานและในวันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2501 เรือดำน้ำพลังนิวเคลียร์ทดลองได้ถูกวางลงที่องค์กร SMP ใน Severodvinsk ห้าปีต่อมา เรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 645 ซึ่งได้รับการมอบหมายหมายเลขยุทธวิธี K-27 ได้เข้าร่วมกับกองทัพเรือ เช่นเดียวกับเรือของโครงการที่ 627 เรือลำใหม่นี้มีจุดประสงค์เพื่อต่อสู้กับเรือผิวน้ำศัตรูเป็นหลักเมื่อปฏิบัติการในระยะไกลจากฐาน
ต่างจากเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 645 เครื่องปฏิกรณ์ตั้งอยู่ในช่องที่สี่ (ในรุ่นก่อนในช่องที่ห้า) การเคลื่อนย้ายเครื่องปฏิกรณ์หนักใกล้กับหัวเรือทำให้สามารถปรับปรุงการตัดแต่งได้ แต่จากการตัดสินใจ เสากลางจึงอยู่ติดกับสถานีเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งทำให้ยากขึ้นในการรับรองความปลอดภัยของรังสี เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ VT-1 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้าหลักซึ่งสร้างขึ้นโดย Gidropress ของสำนักออกแบบ Podolsk ภายใต้การนำทางวิทยาศาสตร์ของสถาบันฟิสิกส์และวิศวกรรมพลังงาน (Obninsk) มีกำลังรวม 146 เมกะวัตต์ การติดตั้งกังหันไอน้ำของเรือเป็นแบบสองเพลา โดยกังหันไอน้ำทั้งสองตัวมีกำลังพิกัด 17,500 แรงม้า
บนเรือของพวกเขา ชาวอเมริกันใช้โลหะผสมโซเดียมโพแทสเซียมเป็นวัสดุโลหะเหลว ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาเมื่อสัมผัสกับน้ำ โดยปล่อยความร้อนจำนวนมาก นักออกแบบในประเทศตัดสินใจเลือกโลหะผสมตะกั่ว - บิสมัทที่มีจุดหลอมเหลว 398 K อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์คือ 713 K และอุณหภูมิของไอน้ำร้อนยวดยิ่งในวงจรที่สองคือ 628 K เครื่องปฏิกรณ์มีข้อดีบางประการ เหนือเครื่องปฏิกรณ์น้ำ-น้ำแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการระบายความร้อนในกรณีที่ไฟฟ้าดับจะดำเนินการผ่านการหมุนเวียนตามธรรมชาติโดยไม่ต้องใช้ปั๊ม
เรือได้รับไฟฟ้าจากเครื่องเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์อิสระสองตัวซึ่งมีกำลังเครื่องละ 1,600 กิโลวัตต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาขับเคลื่อนสิ่งที่เรียกว่า "เครื่องยนต์ดอดจ์" PG-116 ซึ่งทำให้สามารถเข้าใกล้เป้าหมายการโจมตีได้อย่างซ่อนเร้น (หน่วยเกียร์เทอร์โบหลักที่มีเสียงดังมากถูกปิด) ต่างจากเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 627 K-27 ไม่มีหน่วยดีเซล-ไฟฟ้าสำรอง
หลังจากเข้าประจำการ เรือลำดังกล่าวได้เดินทางในระยะทางไกลสองครั้ง ซึ่งเผยให้เห็นทั้งด้านบวกและด้านลบของการใช้เครื่องปฏิกรณ์ของเรือด้วยวัสดุโลหะเหลว ความยากลำบากส่วนใหญ่เกิดจากการปฏิบัติงาน ดังนั้นปรากฎว่าโลหะผสมตะกั่ว-บิสมัทค่อยๆ เกิดการตะกรัน ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นระยะ เมื่อคำนึงถึงความจริงที่ว่าโลหะผสมที่ใช้แล้วนั้นปนเปื้อนด้วยพอโลเนียม-210 ที่มีฤทธิ์สูงจึงจำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์ควบคุมระยะไกลพิเศษสำหรับรับสารหล่อเย็น แม้ว่าจะจอดที่ฐานและเมื่อจอดเทียบท่า ก็จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิในวงจรหลักให้สูงกว่าอุณหภูมิการแข็งตัวของของแข็งของเหลวอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสร้างความไม่สะดวกให้กับลูกเรือ
ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2511 K-27 ออกสู่ทะเลอีกครั้ง เมื่อเดินทางกลับโดยเรือ เกิดอุบัติเหตุรังสีรุนแรง ส่งผลให้ลูกเรือเก้าคนของเรือพลังงานนิวเคลียร์เสียชีวิต หลังจากเกิดอุบัติเหตุ พวกเขาไม่ได้ซ่อมแซม K-27 และหลังจากสำรองไว้ 13 ปี เรือก็จมในทะเลคารา
อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์ในการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์บนเรือที่มีกากโลหะเหลวในประเทศของเรานั้นไม่ถือเป็นเชิงลบอย่างชัดเจน (ต่างจากสหรัฐอเมริกา) ในปี พ.ศ. 2502 A.B. Petrov หนึ่งในผู้เชี่ยวชาญชั้นนำของสำนักออกแบบเลนินกราดซึ่งออกแบบเรือดำน้ำนิวเคลียร์เสนอแนวคิดเกี่ยวกับเรือความเร็วสูงขนาดเล็กซึ่งโดดเด่นด้วยระบบอัตโนมัติระดับสูงเป็นพิเศษในสมัยนั้น ตามแผนของเขา มันควรจะกลายเป็น "เครื่องบินรบสกัดกั้นใต้น้ำ" ของเรือดำน้ำศัตรู แนวคิดนี้ได้รับการสนับสนุนในระดับสูงสุด โดยเฉพาะรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการต่อเรือ พ.ศ. บูโตมา และผู้บัญชาการทหารเรือ S.G. กอร์ชคอฟ เมื่อวันที่ 23 มิถุนายน พ.ศ. 2503 ได้มีการออกพระราชกฤษฎีการ่วมกันของคณะกรรมการกลาง CPSU และคณะรัฐมนตรีเกี่ยวกับการก่อสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 705 ความสนใจเป็นพิเศษ "จากเบื้องบน" ไปยังเรือดั้งเดิมได้รับการพิสูจน์โดยพระราชกฤษฎีกาครั้งที่สองของเดือนพฤษภาคม คำสั่งเมื่อวันที่ 25 กันยายน พ.ศ. 2504 ซึ่งอนุญาตให้นักออกแบบ (หากมีเหตุเพียงพอ) เบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานและกฎเกณฑ์ที่นำมาใช้ในการต่อเรือทางทหาร
การบริหารจัดการหลักสูตรทั่วไปดำเนินการโดยนักวิชาการ A.P. Alexandrov, M.G. ได้รับแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้านักออกแบบ รูซานอฟ. เพื่อให้ได้ความเร็ว 40 นอต จำเป็นต้องมีโรงไฟฟ้าที่ทรงพลังอย่างยิ่ง แต่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา การคำนวณดำเนินการได้อย่างน่าเชื่อแสดงให้เห็นว่าการใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่มีวัสดุโลหะเหลวช่วยให้สามารถประหยัดการเคลื่อนที่ได้ 300 ตัน เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำแรงดันแบบดั้งเดิม การสร้างโรงไฟฟ้าสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 705 ดำเนินการโดยสองทีม: Podolsk OKB Gidropress และ Gorky OKBM
โครงการเริ่มแรกจัดให้มีระบบอัตโนมัติที่ครอบคลุมของระบบเรือดำน้ำนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ และด้วยเหตุนี้ จึงมีลูกเรือขนาดเล็กเป็นพิเศษเพียง 16 คน ข้อเสนอ "หัวรุนแรง" ดังกล่าวไม่พบคำตอบจากผู้นำกองทัพเรือซึ่งยืนกรานที่จะเพิ่มลูกเรือเป็นผู้เชี่ยวชาญ 29 คน - มีเพียงเจ้าหน้าที่และทหารเรือเท่านั้น เรือลำนี้มีช่องสำหรับอยู่อาศัยได้เพียงช่องเดียว และอยู่เหนือช่องดังกล่าว - เป็นครั้งแรกในโลก - ช่องป๊อปอัพฉุกเฉิน ซึ่งรับประกันการช่วยเหลือลูกเรือทั้งหมดจากระดับความลึกลงไปถึงสุดขีดด้วยการม้วนและตัดแต่งที่สำคัญ
เรือทดลองของโครงการ 705 (หมายเลขยุทธวิธี K-64) ถูกวางลงที่ Leningrad Admiralty Association ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2511 และสามปีครึ่งต่อมาเรือก็มาถึงที่ กองเรือภาคเหนือเข้าร่วมเมื่อวันที่ 31 ธันวาคม พ.ศ. 2514 เรือลำนี้มีโรงไฟฟ้าที่พัฒนาโดย Gorky OKBM ตั้งแต่เริ่มดำเนินการ K-64 ประสบปัญหาความล้มเหลวและอุบัติเหตุครั้งใหญ่ที่สุดซึ่งนำไปสู่การแข็งตัวของสารหล่อเย็นและความล้มเหลวโดยสิ้นเชิงของเครื่องปฏิกรณ์ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2517 เรือลำดังกล่าวถูกถอนออกจากกองเรือและก่อนหน้านั้นโปรแกรมการก่อสร้างทั้งหมดของซีรีส์นี้ถูกระงับ (ในเวลานี้มีเรือที่คล้ายกันอีกห้าลำในสต็อกในเลนินกราดและเซเวโรดวินสค์)
"การซักถาม" ที่เกิดขึ้นในระดับสูงสุดนำไปสู่การละทิ้งรุ่น Gorky เพื่อสนับสนุนโรงไฟฟ้า BM-40A ที่มีกำลังการผลิต 150 MW ซึ่งพัฒนาใน Podolsk มันดูน่าเชื่อถือกว่ามาก ไม่ว่าในกรณีใด บนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ 6 ลำของโครงการ 705K ที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งสร้างขึ้นในเวลาต่อมา ไม่มีกะลาสีเรือสักคนเดียวที่เสียชีวิตจากอุบัติเหตุทางรังสี
เรือโครงการ 705K ได้รับการยอมรับจากกองเรือในปี พ.ศ. 2520-2524 การประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญหลายๆ คนมีตั้งแต่เชิงบวกมาก ("ปลาทอง", "นกไฟที่หายไป") ไปจนถึงเชิงลบอย่างมาก ทางตะวันตกเรียกว่า "อัลฟ่า" เรือดำน้ำนิวเคลียร์เหล่านี้สามารถเกาะอยู่ที่หางของเรือดำน้ำ NATO ได้นานหลายชั่วโมง โดยไม่ยอมให้พวกมันแยกตัวออกหรือโจมตีโต้กลับ เนื่องจากความคล่องแคล่วและความเร็วของพวกมันสูงกว่าของคู่ต่อสู้มาก ด้วยลักษณะเฉพาะของโรงไฟฟ้า "เจ็ดร้อยห้า" จึงมีลักษณะการเร่งความเร็วและความคล่องแคล่วสูงเป็นพิเศษ หากต้องการหมุน 180° ด้วยความเร็วสูงสุด เรือต้องใช้เวลาเพียง 42 วินาที ถึงผู้บัญชาการคนแรกของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของโครงการ 705K กัปตันอันดับ 2 A.Ch. Abbasov ได้รับรางวัล Hero of theสหภาพโซเวียต ในปี 1984 จากความสำเร็จในการพัฒนาเรือประเภทใหม่โดยพื้นฐาน
ในเวลาเดียวกันความคิดริเริ่มของการออกแบบย่อมบ่งบอกถึงการปรากฏตัวของแมลงวันอย่างยุติธรรมในครีมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ผู้เชี่ยวชาญชาวตะวันตกมักวิพากษ์วิจารณ์กลุ่มอัลฟ่าในเรื่องระดับเสียงที่สูง ซึ่งแทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อเรือดำน้ำนิวเคลียร์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใต้น้ำสูง Tom Clancy ไม่ได้ล้มเหลวที่จะพูดถึงเรื่องนี้ในหนังสือที่มีแนวโน้มอย่างมากของเขาเรื่อง "The Hunt for Red October" แต่ปัญหาในการดำเนินงานกลับกลายเป็นว่ามีความสำคัญมากขึ้นอีกครั้ง: ความจำเป็นในการบำรุงรักษาเครื่องปฏิกรณ์ในสถานะ "อบอุ่น" อย่างต่อเนื่องการฟื้นฟูและการเปลี่ยนเป็นระยะ ของวัสดุโลหะเหลว กองทัพเรือไม่สามารถแก้ไขข้อบกพร่องในทางปฏิบัติได้ซึ่งเป็นระบบการใช้งานเรือภายนอกที่น่าดึงดูดใจมากโดยลูกเรือสองคน - "ทะเล" และ "ชายฝั่ง" เป็นผลให้อาชีพของเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 705 นั้นสั้น - ทั้งหมด ในจำนวนนี้ยกเว้นหนึ่งลำถูกถอนออกจากกองเรือภายในปี 1990 "อัลฟ่า" สุดท้ายในเรือผลิตชั้นนำ K-123 ซึ่งปลดประจำการในปี 1997 ยังคงอยู่ในกองทัพเรือรัสเซีย
อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันฟิสิกส์และวิศวกรรมพลังงานระบุว่า ประสบการณ์ในการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์บนเรือที่มีโลหะเหลวเหลวช่วยให้เราสามารถแนะนำระบบดังกล่าวสำหรับใช้กับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีแนวโน้มดีได้
|
จำนวนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา |
||
| ระยะเวลา | ||
ในช่วงทศวรรษที่ 50 ยุคใหม่เริ่มต้นขึ้นในการต่อเรือใต้น้ำ - การใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อขับเคลื่อนเรือดำน้ำ ตามคุณสมบัติแล้ว แหล่งพลังงานนิวเคลียร์เหมาะสมที่สุดสำหรับเรือดำน้ำ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีอากาศหรือออกซิเจนในชั้นบรรยากาศสำรอง พวกมันอนุญาตให้ได้รับพลังงานในเวลาแทบไม่ จำกัด และในปริมาณที่ต้องการ
นอกเหนือจากการแก้ปัญหาการเคลื่อนที่ใต้น้ำในระยะยาวด้วยความเร็วสูงแล้ว การใช้แหล่งพลังงานนิวเคลียร์ยังได้ขจัดข้อจำกัดในการจัดหาพลังงานให้กับผู้บริโภคที่มีความจุค่อนข้างสูง เช่น อุปกรณ์และระบบช่วยชีวิต (เครื่องปรับอากาศ อิเล็กโทรไลเซอร์ ฯลฯ ) การนำทาง พลังน้ำ และอาวุธควบคุม โอกาสในการใช้เรือดำน้ำในภูมิภาคอาร์กติกใต้น้ำแข็งได้เปิดกว้างขึ้น ด้วยการนำไปปฏิบัติ พลังงานนิวเคลียร์ระยะเวลาในการเดินเรืออย่างต่อเนื่องของเรือในตำแหน่งที่จมอยู่ใต้น้ำเริ่มถูกจำกัด ดังที่ประสบการณ์หลายปีได้แสดงให้เห็น โดยส่วนใหญ่เป็นความสามารถทางจิตฟิสิกส์ของลูกเรือ
ในเวลาเดียวกันจากจุดเริ่มต้นของการแนะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) ปัญหาที่ซับซ้อนใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นได้กลายเป็นที่ชัดเจน: ความจำเป็นในการป้องกันรังสีที่เชื่อถือได้ของบุคลากร ข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับการฝึกอบรมวิชาชีพของบุคลากรที่ให้บริการ NPP ความจำเป็นในการพัฒนามากกว่าเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้า โครงสร้างพื้นฐาน (ฐาน การซ่อมแซม การส่งมอบและการบรรจุเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การกำจัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว ฯลฯ ) ต่อมาเมื่อได้รับประสบการณ์ แง่มุมเชิงลบอื่น ๆ ก็เกิดขึ้น: เสียงที่เพิ่มขึ้นของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ (NPS) ความรุนแรงของผลที่ตามมาจากอุบัติเหตุของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเรือที่มีการติดตั้งดังกล่าว ความยากลำบากในการรื้อถอนและกำจัดเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว
ข้อเสนอแรกจากนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์และทหารเรือในการใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อขับเคลื่อนเรือทั้งในสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตเริ่มมาถึงในปลายทศวรรษที่ 1940 การปรับใช้ งานภาคปฏิบัติเริ่มต้นด้วยการสร้างการออกแบบเรือดำน้ำร่วมกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และการสร้างอัฒจันทร์ภาคพื้นดินและต้นแบบของสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งเหล่านี้
เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของโลกถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา - Nautilus - และเข้าประจำการในเดือนกันยายน พ.ศ. 2497 ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2502 หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในประเทศลำแรกของโครงการ 627 ก็ถูกนำไปใช้งานโดยกองทัพเรือสหภาพโซเวียต ลักษณะสำคัญของ เรือดำน้ำนิวเคลียร์เหล่านี้แสดงไว้ในตาราง 1.
ด้วยการเดินเครื่องของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรก แทบไม่มีการหยุดชะงัก ความเร็วในการก่อสร้างก็เพิ่มขึ้นทีละน้อย ควบคู่ไปกับการพัฒนาการใช้พลังงานปรมาณูในทางปฏิบัติในระหว่างการทำงานของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ และการค้นหาการออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเรือดำน้ำอย่างเหมาะสมที่สุด
ตารางที่ 1
*เท่ากับผลรวมของการกระจัดที่พื้นผิวและมวลของน้ำในถังบัลลาสต์หลักที่เติมจนเต็ม
**สำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกา (ต่อไปนี้) ความลึกในการทดสอบซึ่งมีความหมายใกล้เคียงกับค่าสูงสุด
ข้าว. 6. เรือดำน้ำนิวเคลียร์อนุกรมในประเทศลำแรก (โครงการ 627 A)
วงจรของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ นอกเหนือจากน้ำซึ่งมีการทำให้บริสุทธิ์ในระดับสูงซึ่งใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกแล้วยังมีความพยายามที่จะใช้โลหะหรือโลหะผสมของโลหะที่มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ (โซเดียม ฯลฯ ) เพื่อจุดประสงค์นี้ .) นักออกแบบเห็นถึงข้อดีของสารหล่อเย็นดังกล่าว ประการแรกคือความสามารถในการลดแรงดันในวงจรหลัก เพิ่มอุณหภูมิของสารหล่อเย็น และโดยทั่วไปจะได้รับขนาดที่เพิ่มขึ้นของเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งเป็นอย่างมาก สำคัญในเงื่อนไขการใช้งานบนเรือดำน้ำ
ข้าว. 7. เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของอเมริกา “นอติลุส”
แนวคิดนี้ถูกนำไปใช้กับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกาลำที่สองรองจาก Nautilus, Seawolf ซึ่งสร้างขึ้นในปี 1957 โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ S2G พร้อมสารหล่อเย็นโลหะเหลว (โซเดียม) อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติข้อดีของสารหล่อเย็นโลหะเหลวนั้นไม่สำคัญเท่าที่ควร แต่ในแง่ของความน่าเชื่อถือและ
ข้าว. 8. เรือดำน้ำนิวเคลียร์ในประเทศลำแรก "Leninsky Komsomol" (โครงการ 627)
เนื่องจากความซับซ้อนของการดำเนินงาน เครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้จึงด้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำอย่างมีนัยสำคัญ (ที่มีน้ำแรงดันสูงในวงจรหลัก)
แล้วในปี 1960 เนื่องจากปัญหาหลายประการที่เกิดขึ้นระหว่างการดำเนินงาน เครื่องปฏิกรณ์น้ำหล่อเย็นโลหะเหลวบนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ Seawolf ถูกแทนที่ด้วยเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดัน S2WA ซึ่งเป็นการดัดแปลงเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำนิวเคลียร์ NautiIus ที่ได้รับการปรับปรุง
ในปีพ.ศ. 2506 สหภาพโซเวียตได้นำเรือดำน้ำนิวเคลียร์โครงการ 645 เข้าสู่กองเรือ พร้อมทั้งติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ที่มีสารหล่อเย็นโลหะเหลว ซึ่งใช้โลหะผสมของตะกั่วและบิสมัท ในช่วงปีแรกหลังการก่อสร้าง เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำนี้ปฏิบัติการได้สำเร็จ อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ชัดเจนใดๆ เหนือเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วยการสร้างเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำแรงดันขนานกัน อย่างไรก็ตาม การทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยโลหะเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบำรุงรักษาขั้นพื้นฐาน ทำให้เกิดปัญหาบางประการ ไม่ได้ดำเนินการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ประเภทนี้แบบต่อเนื่อง แต่ยังคงเป็นสำเนาเดียวและเป็นส่วนหนึ่งของกองเรือจนถึงปี 1968
นอกเหนือจากการแนะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับพวกเขาบนเรือดำน้ำแล้ว องค์ประกอบอื่นๆ ของพวกเขาก็เปลี่ยนไปเช่นกัน เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของอเมริกา แม้ว่าจะมีขนาดใหญ่กว่าเรือดำน้ำดีเซล แต่ก็มีความแตกต่างกันเล็กน้อย รูปร่าง: มีคันธนูแบบก้านและโครงสร้างส่วนบนที่พัฒนาแล้วพร้อมดาดฟ้าแบนที่ขยายออกไป รูปร่างตัวเรือของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในประเทศลำแรกมีจำนวนอยู่แล้ว ความแตกต่างลักษณะจาก ดีพีแอล. โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนปลายจมูกมีรูปทรงที่เพรียวบางเมื่ออยู่ใต้น้ำ โดยมีโครงร่างกึ่งวงรีในแผนและหน้าตัดใกล้กับวงกลม การฟันดาบของอุปกรณ์แบบยืดหดได้ (กล้องปริทรรศน์ อุปกรณ์ RDP เสาอากาศ ฯลฯ) รวมถึงเพลาฟักและสะพานถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของตัวถังที่เพรียวบางเหมือนรถลีมูซีน ดังนั้นรูปร่างของชื่อ "ลีมูซีน" ซึ่งต่อมาได้กลายเป็น แบบดั้งเดิมสำหรับการฟันดาบของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในประเทศหลายประเภท
เพื่อให้ใช้โอกาสทั้งหมดให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการปรับปรุงคุณลักษณะทางยุทธวิธีและทางเทคนิคที่เกิดจากการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ได้มีการเปิดตัวการวิจัยเพื่อปรับรูปทรงตัวเรือ สถาปัตยกรรมและการออกแบบให้เหมาะสม ความสามารถในการควบคุมเมื่อเคลื่อนที่ใต้น้ำด้วยความเร็วสูง การควบคุมอัตโนมัติในสิ่งเหล่านี้ โหมดต่างๆ การรองรับการนำทาง และความสามารถในการอยู่อาศัยในสภาวะการดำน้ำเป็นเวลานานโดยไม่ต้องขึ้นผิวน้ำ
ปัญหาจำนวนหนึ่งได้รับการแก้ไขโดยใช้เรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์และนิวเคลียร์แบบทดลองและทดลองที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแก้ปัญหาความสามารถในการควบคุมและการขับเคลื่อนของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ เรือดำน้ำทดลอง "Albacore" ซึ่งสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาในปี 2496 มีบทบาทสำคัญในการลดความต้านทานน้ำเมื่อ เคลื่อนที่อยู่ในตำแหน่งที่จมอยู่ใต้น้ำ (อัตราส่วนความยาวต่อความกว้างประมาณ 7.4) ด้านล่างนี้เป็นคุณสมบัติของเรือดำน้ำดีเซล Albacore:
ขนาด, ม.:
ความยาว................................................. ............................................62.2
ความกว้าง................................................. ............................................8.4
การกระจัด, t:
พื้นผิว................................................. ....... ....................................1500
ใต้น้ำ................................................ ....... ....................................1850
โรงไฟฟ้า:
พลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล l. ส..........................................1700
กำลังมอเตอร์ไฟฟ้า *, ลิตร ส..........................ประมาณ 15,000
จำนวนเพลาใบพัด............................................ ..... .......................1
ความเร็วจมน้ำเต็มนอต............................................. ...... ..33
ทดสอบความลึกของการแช่, ม............................................. ......185
ลูกเรือ คน............................................ .... ...........................................52
*พร้อมแบตเตอรี่สังกะสีเงิน
เรือดำน้ำลำนี้ได้รับการดัดแปลงหลายครั้งและใช้งานเป็นเวลานานในการทดสอบใบพัด (รวมถึงใบพัดที่หมุนสวนทางด้วยโคแอกเซียล) ควบคุมเมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ใบพัดประเภทใหม่และแก้ไขปัญหาอื่น ๆ
การเปิดตัวโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บนเรือดำน้ำสอดคล้องกับการพัฒนาอาวุธประเภทใหม่โดยพื้นฐาน: ขีปนาวุธล่องเรือ (CR) สำหรับการยิงตามแนวชายฝั่งและเพื่อโจมตีเป้าหมายทางทะเล ต่อมา - ขีปนาวุธนำวิถี (BR) เรดาร์ระยะไกล การตรวจจับเป้าหมายทางอากาศ
ความก้าวหน้าในการสร้างขีปนาวุธนำวิถีทางบกและทางทะเลได้นำไปสู่การแก้ไขบทบาทและสถานที่ของระบบอาวุธทั้งทางบกและทางทะเล ซึ่งสะท้อนให้เห็นในการพัฒนาประเภทของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องยิงขีปนาวุธที่มีไว้สำหรับการยิงตามแนวชายฝั่งค่อยๆสูญเสียความสำคัญไป ผลที่ตามมาคือ สหรัฐฯ จำกัดตัวเองอยู่เพียงการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์เพียงลำเดียว ได้แก่ ฮาลิบัต และเรือดำน้ำดีเซลสองลำ เกรย์แบ็กและโกรว์เลอร์ พร้อมด้วยขีปนาวุธร่อนเรกูลัส และเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีขีปนาวุธล่องเรือที่สร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตเพื่อโจมตีเป้าหมายชายฝั่ง ต่อมาถูกดัดแปลงเป็นเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วยอาวุธปล่อยตอร์ปิโดเท่านั้น
สำเนาชุดเดียวของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลาดตระเวนเรดาร์ Triton ที่สร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ซึ่งออกแบบมาเพื่อการตรวจจับเป้าหมายทางอากาศในระยะไกลโดยใช้สถานีเรดาร์ที่ทรงพลังเป็นพิเศษยังคงอยู่ในสำเนาเดียว เรือดำน้ำลำนี้ยังมีความโดดเด่นในความจริงที่ว่า ในบรรดาเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกาทั้งหมด มันเป็นเรือลำเดียวที่มีเครื่องปฏิกรณ์สองเครื่อง (เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำอื่นๆ ของสหรัฐฯ ทั้งหมดเป็นเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยว)
การเปิดตัวขีปนาวุธจากเรือดำน้ำครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นในสหภาพโซเวียตในเดือนกันยายน พ.ศ. 2498 ขีปนาวุธ R-11 FM เปิดตัวจากเรือดำน้ำที่ถูกดัดแปลงจากตำแหน่งพื้นผิว จากเรือดำน้ำลำเดียวกันห้าปีต่อมามีการยิงขีปนาวุธครั้งแรกในสหภาพโซเวียตจากตำแหน่งใต้น้ำ
ตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 50 กระบวนการแนะนำขีปนาวุธบนเรือดำน้ำเริ่มขึ้น ประการแรก มีการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ขนาดเล็ก (ขนาดของขีปนาวุธทางเรือที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวภายในประเทศลำแรกไม่อนุญาตให้มีการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์หลายขีปนาวุธในคราวเดียว) เรือดำน้ำนิวเคลียร์ในประเทศลำแรกที่มีขีปนาวุธสามลูกยิงจากพื้นผิวถูกนำไปใช้งานในปี พ.ศ. 2503 (ในเวลานี้เรือดำน้ำในประเทศหลายลำที่มีขีปนาวุธได้ถูกสร้างขึ้น)
ในสหรัฐอเมริกาตามความสำเร็จที่ประสบความสำเร็จในด้านขีปนาวุธทางเรือ พวกเขาไปสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์หลายขีปนาวุธทันทีโดยรองรับการยิงขีปนาวุธจากตำแหน่งใต้น้ำ สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยระบบขีปนาวุธเชื้อเพลิงแข็งของ Polaris ซึ่งประสบความสำเร็จในการใช้งานในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นอกจากนี้ เพื่อลดระยะเวลาการก่อสร้างเรือบรรทุกขีปนาวุธลำแรก จึงมีการใช้ตัวเรือดำน้ำนิวเคลียร์แบบอนุกรมซึ่งอยู่ระหว่างการก่อสร้างในขณะนั้น
ข้าว. 9. เรือดำน้ำติดอาวุธนิวเคลียร์ชั้นจอร์จ วอชิงตัน
ด้วยอาวุธตอร์ปิโดประเภท “Skipjack” เรือบรรทุกขีปนาวุธลำนี้ชื่อ "จอร์จ วอชิงตัน" เข้าประจำการในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2502 เรือดำน้ำนิวเคลียร์หลายขีปนาวุธในประเทศลำแรก (โครงการ 667A) พร้อมขีปนาวุธนำวิถี 16 ลูกที่ปล่อยจากตำแหน่งใต้น้ำเข้าประจำการในปี พ.ศ. 2510 ในสหราชอาณาจักร เรือบรรทุกขีปนาวุธลำแรก เรือบรรทุกขีปนาวุธขับเคลื่อนซึ่งสร้างขึ้นในหลากหลายรูปแบบโดยใช้ประสบการณ์แบบอเมริกัน โดยเข้าประจำการในปี 2511 ในฝรั่งเศส - ในปี 2517 ลักษณะของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกที่มีขีปนาวุธแสดงไว้ในตาราง 2
ในช่วงหลายปีหลังจากการสร้างเรือดำน้ำลำแรก มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของอาวุธทางเรือประเภทใหม่นี้: การเพิ่มระยะการบินของขีปนาวุธทางเรือไปยังข้ามทวีป การเพิ่มอัตราการยิงของขีปนาวุธจนถึงการระดมยิง การนำขีปนาวุธที่มีหัวรบหลายหัว (MIRV) มาใช้ซึ่งมีหัวรบหลายหัว ซึ่งแต่ละหัวสามารถเล็งไปที่เป้าหมายของตัวเองได้ เพิ่มปริมาณกระสุนของขีปนาวุธบนเรือบรรทุกขีปนาวุธบางประเภทเป็น 20-24
ตารางที่ 2
การผสมผสานของพลังงานนิวเคลียร์และขีปนาวุธพิสัยข้ามทวีปทำให้เรือดำน้ำนอกเหนือไปจากความได้เปรียบเบื้องต้น (การลักลอบ) ซึ่งเป็นคุณภาพใหม่โดยพื้นฐาน - ความสามารถในการโจมตีเป้าหมายที่อยู่ลึกเข้าไปในดินแดนของศัตรู สิ่งนี้ได้เปลี่ยนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ให้กลายเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของอาวุธเชิงกลยุทธ์ ซึ่งอาจครอบครองตำแหน่งหลักในกลุ่มสามยุทธศาสตร์เนื่องจากมีความคล่องตัวและความสามารถในการเอาตัวรอดสูง
ในช่วงปลายทศวรรษที่ 60 สหภาพโซเวียตได้สร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ประเภทใหม่โดยพื้นฐาน - เรือดำน้ำหลายขีปนาวุธ - พาหะของเครื่องยิงขีปนาวุธพร้อมการยิงใต้น้ำ การปรากฏตัวและการพัฒนาในเวลาต่อมาของเรือดำน้ำนิวเคลียร์เหล่านี้ซึ่งไม่มีความคล้ายคลึงในกองทัพเรือต่างประเทศเป็นการถ่วงน้ำหนักที่แท้จริงของนักสู้พื้นผิวที่ทรงพลังที่สุด - เรือบรรทุกเครื่องบินโจมตีรวมถึงผู้ที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ข้าว. 10. เรือบรรทุกขีปนาวุธใต้น้ำนิวเคลียร์ (โครงการ 667A)
ในช่วงเปลี่ยนผ่านของยุค 60 นอกเหนือจากการยิงจรวดแล้ว ทิศทางที่สำคัญอีกประการหนึ่งในการพัฒนาเรือดำน้ำนิวเคลียร์ก็เกิดขึ้น - เพิ่มความลับจากการตรวจจับ โดยหลักๆ คือเรือดำน้ำลำอื่น และปรับปรุงวิธีการส่องสว่างสภาพแวดล้อมใต้น้ำเพื่อให้แซงหน้าศัตรูในการตรวจจับ
เนื่องจากลักษณะของสภาพแวดล้อมที่เรือดำน้ำทำงาน ปัจจัยที่กำหนดในปัญหาการลักลอบและการตรวจจับคือการลดเสียงรบกวนของเรือดำน้ำและระยะของอุปกรณ์พลังน้ำที่ติดตั้งอยู่ เป็นการปรับปรุงคุณสมบัติเหล่านี้ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการก่อตัวของลักษณะทางเทคนิคที่เรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่ได้มา
เพื่อประโยชน์ของการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในพื้นที่เหล่านี้ หลายประเทศได้เปิดตัวโครงการวิจัยและพัฒนาในขอบเขตที่ไม่เคยมีมาก่อน รวมถึงการพัฒนากลไกและตัวขับเคลื่อนที่มีเสียงรบกวนต่ำใหม่ การทดสอบเรือดำน้ำนิวเคลียร์แบบอนุกรมภายใต้โครงการพิเศษ การติดตั้งอุปกรณ์นิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นใหม่ เรือดำน้ำที่มีการแนะนำโซลูชั่นทางเทคนิคใหม่ ๆ และสุดท้ายคือการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์พร้อมโรงไฟฟ้าประเภทใหม่ที่เป็นพื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังรวมถึงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกา Tillibee ซึ่งประจำการในปี 2503 เรือดำน้ำนิวเคลียร์นี้โดดเด่นด้วยชุดมาตรการที่มุ่งลดเสียงรบกวนและเพิ่มประสิทธิภาพของอาวุธโซนาร์ แทนที่จะเป็นกังหันไอน้ำหลักที่มีกระปุกเกียร์ซึ่งใช้เป็นเครื่องยนต์บนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกสร้างขึ้นตามลำดับในเวลานั้น Tullibee ถูกนำมาใช้กับรูปแบบการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบ - มีการติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าใบพัดพิเศษและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบที่มีกำลังที่เหมาะสม นอกจากนี้เป็นครั้งแรกที่ใช้คอมเพล็กซ์พลังน้ำที่มีเสาอากาศโค้งทรงกลมที่มีขนาดเพิ่มขึ้นสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์และเกี่ยวข้องกับสิ่งนี้ โครงการใหม่การวางท่อตอร์ปิโด: ใกล้กับกึ่งกลางของความยาวของเรือดำน้ำมากขึ้น และทำมุม 10-12° กับระนาบศูนย์กลาง
เมื่อออกแบบ Tillibee มีการวางแผนว่าจะกลายเป็นผู้นำในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ประเภทใหม่ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการปฏิบัติการต่อต้านเรือดำน้ำ อย่างไรก็ตาม ความตั้งใจเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นจริง แม้ว่าหลายๆ คนจะนำไปใช้และได้ผลก็ตาม วิธีการทางเทคนิคและแนวทางแก้ไข (ระบบเสียงสะท้อนพลังน้ำ โครงร่างของท่อตอร์ปิโด ฯลฯ) ได้รับการขยายไปยังเรือดำน้ำนิวเคลียร์อนุกรมชั้น Thresher ที่สร้างขึ้นในยุค 60 ทันที
หลังจากเรือดำน้ำ Tillibee เรือดำน้ำนิวเคลียร์ทดลองอีกสองลำถูกสร้างขึ้นเพื่อทดสอบวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคใหม่ ๆ เพื่อเพิ่มการซ่อนตัวของเสียง: ในปี 1967 เรือดำน้ำนิวเคลียร์ Jack ที่มีการติดตั้งกังหันแบบไม่มีเกียร์ (ออกฤทธิ์โดยตรง) และใบพัดโคแอกเซียลในทิศทางตรงกันข้ามของการหมุน (เช่นเดียวกับเหล่านั้น ใช้กับตอร์ปิโด) และในปี พ.ศ. 2512 เรือดำน้ำ Narwhal ก็ติดตั้ง เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ชนิดใหม่ที่มีระดับการไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ำหล่อเย็นหลักเพิ่มขึ้น เครื่องปฏิกรณ์นี้คาดว่าจะมีระดับการปล่อยเสียงรบกวนลดลง เนื่องจากกำลังของปั๊มหมุนเวียนวงจรหลักลดลง วิธีแก้ปัญหาแรกเหล่านี้ไม่ได้รับการพัฒนา แต่สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ชนิดใหม่ ผลลัพธ์ที่ได้จะถูกนำมาใช้ในการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์สำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์แบบอนุกรมในการก่อสร้างในปีต่อๆ ไป
ในยุค 70 ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันกลับมาสู่แนวคิดในการใช้ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบบนเรือดำน้ำนิวเคลียร์อีกครั้ง ในปี 1974 การก่อสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ Glenard P. Lipscomb พร้อมโรงไฟฟ้าเทอร์โบอิเล็กทริกซึ่งประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบและมอเตอร์ไฟฟ้าแล้วเสร็จ อย่างไรก็ตาม เรือดำน้ำนิวเคลียร์นี้ไม่ได้รับการยอมรับสำหรับการผลิตจำนวนมาก ลักษณะของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ "Tillibee" และ "Glenard P. Lipscomb" แสดงไว้ในตาราง 1 3.
การปฏิเสธที่จะ "จำลอง" เรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของการลดเสียงรบกวนแม้ว่าจะเกิดขึ้นกับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ประเภทนี้ แต่ก็ไม่ได้ชดเชยการเสื่อมสภาพของลักษณะอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแนะนำการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า เนื่องจากสาเหตุหลักมาจาก ความเป็นไปไม่ได้ในการสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกำลังที่ต้องการและขนาดที่ยอมรับได้และส่งผลให้ความเร็วของการเดินทางใต้น้ำลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีหน่วยเทอร์โบไดรฟ์ที่ถูกสร้างขึ้นในวันเดียวกัน
ตารางที่ 3
ไม่ว่าในกรณีใด การทดสอบเรือดำน้ำนิวเคลียร์ Glenard P. Lipscomb ยังคงดำเนินต่อไป และการประกอบเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในลอสแอนเจลิสด้วยหน่วยกังหันไอน้ำแบบธรรมดาได้เริ่มขึ้นแล้วบนทางลื่น - เรือดำน้ำนิวเคลียร์หลักในหนึ่งในชุดที่ใหญ่ที่สุดของ เรือในประวัติศาสตร์การต่อเรือของอเมริกา การออกแบบเรือดำน้ำนิวเคลียร์นี้ถูกสร้างขึ้นเป็นทางเลือกแทน Glenard Lipscomb และประสบความสำเร็จมากขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการที่ได้รับการยอมรับสำหรับการก่อสร้างแบบอนุกรม
แนวทางปฏิบัติของโลกเกี่ยวกับการต่อเรือดำน้ำจนถึงขณะนี้รู้ข้อยกเว้นเพียงข้อเดียวเมื่อแผนงานขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบไม่ได้นำไปใช้กับต้นแบบเดียว แต่ในเรือดำน้ำนิวเคลียร์แบบอนุกรมหลายลำ เหล่านี้เป็นเรือดำน้ำนิวเคลียร์ฝรั่งเศสหกลำประเภท Rubis และ Amethyste ซึ่งประจำการในปี 1983-1993
ปัญหาการรักษาความลับทางเสียงของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ไม่ได้เป็นปัญหาในทุกประเทศในเวลาเดียวกัน ให้กับผู้อื่น ทิศทางที่สำคัญเป้าหมายของการปรับปรุงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในยุค 60 คือการบรรลุความเร็วใต้น้ำสูงสุดที่เป็นไปได้ เนื่องจากความเป็นไปได้ในการลดความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของน้ำโดยการปรับรูปร่างของตัวถังให้เหมาะสมได้หมดลงอย่างมากในเวลานี้และวิธีแก้ปัญหาใหม่ ๆ ที่เป็นพื้นฐานสำหรับปัญหานี้ไม่ได้ให้ผลลัพธ์ในทางปฏิบัติจริง มีเพียงการเพิ่มความเร็วใต้น้ำของเรือดำน้ำนิวเคลียร์เท่านั้น เหลือทางเดียว - เพิ่มแหล่งจ่ายไฟ (วัดโดยอัตราส่วนพลังงานที่ใช้ในการย้ายการติดตั้งไปสู่การเคลื่อนที่) ในตอนแรกปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยตรงเช่น ผ่านการสร้างและใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีกำลังเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ต่อมาในช่วงทศวรรษที่ 70 นักออกแบบได้ใช้เส้นทางพร้อมกัน แต่ไม่มากนักโดยเพิ่มพลังของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และลดการแทนที่ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการเพิ่มระดับการควบคุมอัตโนมัติอย่างรวดเร็วและลดขนาดลูกเรือใน เรื่องนี้
การดำเนินการตามทิศทางเหล่านี้ในทางปฏิบัตินำไปสู่การสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์หลายลำในสหภาพโซเวียตด้วยความเร็วมากกว่า 40 นอตนั่นคือ สูงกว่าเรือดำน้ำนิวเคลียร์จำนวนมากที่ถูกสร้างขึ้นพร้อมกันทั้งในสหภาพโซเวียตและตะวันตกอย่างมีนัยสำคัญ สถิติความเร็วใต้น้ำสูงสุด - เกือบ 45 นอต - ทำได้ในปี 1969 ระหว่างการทดสอบเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในประเทศด้วยขีปนาวุธร่อน Project 661
คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะอีกประการหนึ่งของการพัฒนาเรือดำน้ำนิวเคลียร์คือการเพิ่มความลึกของการแช่ที่น่าเบื่อไม่มากก็น้อยเมื่อเวลาผ่านไป ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานับตั้งแต่การว่าจ้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรก ความลึกของการจม ดังที่เห็นได้จากข้อมูลด้านล่างสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์แบบอนุกรม ปีที่ผ่านมาอาคารเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า ในบรรดาเรือดำน้ำนิวเคลียร์ต่อสู้ Komsomolets เรือดำน้ำนิวเคลียร์ทดลองในประเทศซึ่งสร้างขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 มีความลึกในการดำน้ำสูงสุด (ประมาณ 1,000 ม.) ดังที่คุณทราบ เรือดำน้ำนิวเคลียร์ถูกทำลายด้วยไฟในเดือนเมษายน พ.ศ. 2532 แต่ประสบการณ์ที่ได้รับระหว่างการออกแบบ การก่อสร้าง และการใช้งานนั้นมีค่าอย่างยิ่ง
ในช่วงกลางทศวรรษที่ 70 คลาสย่อยของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ค่อยๆ เกิดขึ้นและมีความเสถียรในบางครั้ง โดยมีวัตถุประสงค์และองค์ประกอบของอาวุธโจมตีหลักที่แตกต่างกัน:
- เรือดำน้ำอเนกประสงค์พร้อมอาวุธตอร์ปิโด ขีปนาวุธต่อต้านเรือดำน้ำ และขีปนาวุธล่องเรือในเวลาต่อมาที่ยิงจากท่อตอร์ปิโดและปืนกลพิเศษ ออกแบบมาเพื่อปฏิบัติการต่อต้านเรือดำน้ำ การทำลายเป้าหมายบนพื้นผิว เช่นเดียวกับการแก้ปัญหาภารกิจเรือดำน้ำแบบดั้งเดิมอื่น ๆ (การวางทุ่นระเบิด , การลาดตระเวน ฯลฯ );
- เรือดำน้ำขีปนาวุธทางยุทธศาสตร์ที่ติดอาวุธด้วยขีปนาวุธเพื่อทำลายเป้าหมายในดินแดนศัตรู
- เรือดำน้ำที่บรรทุกขีปนาวุธล่องเรือซึ่งออกแบบมาเพื่อทำลายเรือผิวน้ำและการขนส่งเป็นหลัก
การกำหนดโดยย่อสำหรับเรือดำน้ำของคลาสย่อยเหล่านี้: เรือดำน้ำนิวเคลียร์, SSBN, SSGN (ตัวย่อภาษาอังกฤษตามลำดับ: SSN, SSBN, SSGN)
การจำแนกประเภทข้างต้นเป็นไปตามเงื่อนไข ตัวอย่างเช่น ด้วยการติดตั้งไซโลสำหรับยิงขีปนาวุธล่องเรือบนเรือดำน้ำนิวเคลียร์อเนกประสงค์ ความแตกต่างระหว่างเรือดำน้ำนิวเคลียร์และ SSGN เฉพาะทางจะถูกลบไปอย่างมาก และการใช้ขีปนาวุธล่องเรือกับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อการยิงที่เป้าหมายชายฝั่งและบรรทุกนิวเคลียร์ หัวรบ ถ่ายโอนเรือดำน้ำดังกล่าวไปยังประเภทยุทธศาสตร์ ในกองทัพเรือและกองทัพเรือ ประเทศต่างๆตามกฎแล้วจะใช้การจำแนกประเภทเรือของตนเองรวมถึงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วย
ตามกฎแล้วการก่อสร้างเรือดำน้ำต่อสู้นั้นดำเนินการเป็นชุดของเรือดำน้ำหลายลำ (บางครั้งหลายโหล) แต่ละลำขึ้นอยู่กับการออกแบบพื้นฐานเดียวซึ่งเมื่อมีประสบการณ์ในการก่อสร้างและการทำงานของเรือดำน้ำสะสมจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างไม่มีนัยสำคัญ เช่นในตาราง เลข 4 แสดงข้อมูลเกี่ยวกับการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ต่อเนื่องในสหรัฐอเมริกา ซีรีส์นี้ตามธรรมเนียมมักตั้งชื่อตามส่วนหัว
ตารางที่ 4
*สร้างขึ้นในสามชุดย่อย เรือดำน้ำนิวเคลียร์ชุดใหญ่จำนวน 77 ลำถูกนำมาใช้เฉพาะในระหว่างการก่อสร้างเรือบรรทุกขีปนาวุธในประเทศเท่านั้น ซึ่งแม้ว่าจะแตกต่างกันใน TTX แต่ก็ใช้โครงการเดียวกัน 667A
** การก่อสร้างซีรีส์ยังไม่แล้วเสร็จเรือดำน้ำช่วงเวลาจะถูกระบุโดยระยะเวลาของการวางเรือดำน้ำหลักและการว่าจ้างเรือลำสุดท้ายในชุดเรือดำน้ำ
ระดับการพัฒนาของ ALL ในช่วงกลางทศวรรษที่ 90 นั้นมีลักษณะเฉพาะตามที่ระบุไว้ในตาราง 5 ข้อมูลสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกา 3 ลำในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาของการก่อสร้าง
ตารางที่ 5
* ปรับปรุงการดัดแปลง เรือดำน้ำนิวเคลียร์หลักในซีรีส์ย่อยที่สาม
** อ้างอิงจากแหล่งอื่น - 2x30000 แรงม้า
ในความสัมพันธ์กับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ (บางครั้งก็รวมถึงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วย) มีการใช้แนวคิด "รุ่น" ที่ค่อนข้างธรรมดา แต่แพร่หลาย สัญญาณที่เรือดำน้ำนิวเคลียร์ถูกจัดประเภทเป็นของรุ่นใดรุ่นหนึ่ง ได้แก่: ความใกล้ชิดในเวลาของการสร้าง ความเหมือนกันของการแก้ปัญหาทางเทคนิคที่รวมอยู่ในโครงการ โรงไฟฟ้าประเภทเดียวกันและอุปกรณ์อื่น ๆ สำหรับวัตถุประสงค์ของเรือทั่วไป วัสดุตัวเรือเดียวกัน เป็นต้น รุ่นหนึ่งสามารถจัดเป็นเรือดำน้ำนิวเคลียร์เพื่อวัตถุประสงค์ต่าง ๆ และแม้กระทั่งหลายชุดต่อเนื่องกัน การเปลี่ยนจากชุดเรือดำน้ำชุดหนึ่งไปอีกชุดหนึ่งและยิ่งกว่านั้นการเปลี่ยนจากรุ่นสู่รุ่นนั้นนำหน้าด้วยการวิจัยที่ครอบคลุมเพื่อพิสูจน์การเลือกการผสมผสานที่เหมาะสมที่สุดของลักษณะทางยุทธวิธีและทางเทคนิคหลักของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ใหม่
ข้าว. 11. เรือดำน้ำนิวเคลียร์อเนกประสงค์รัสเซียรุ่น Bars ใหม่ล่าสุด (โครงการ 971)
ความเกี่ยวข้องของการวิจัยประเภทนี้เพิ่มขึ้นเป็นพิเศษเมื่อมีความเป็นไปได้ (ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี) ในการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในด้านความเร็ว ความลึกของการแช่ ตัวบ่งชี้การลักลอบ การกระจัด องค์ประกอบอาวุธยุทโธปกรณ์ ฯลฯ การดำเนินการของ การศึกษาเหล่านี้บางครั้งดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายปีและรวมถึงการพัฒนาและการประเมินเศรษฐกิจการทหารสำหรับตัวเลือกเรือดำน้ำนิวเคลียร์ทางเลือกที่หลากหลาย - จากการดัดแปลงที่ได้รับการปรับปรุงของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นเป็นชุดไปจนถึงตัวแปรที่เป็นการสังเคราะห์โซลูชั่นทางเทคนิคพื้นฐานใหม่ใน สาขาสถาปัตยกรรม พลังงาน อาวุธ วัสดุตัวถัง ฯลฯ
ตามกฎแล้ว การศึกษาเหล่านี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการออกแบบตัวแปรเรือดำน้ำนิวเคลียร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโครงการวิจัยและพัฒนาทั้งหมดในอุทกพลศาสตร์ ความแข็งแกร่ง พลังเสียงไฮโดรอะคูสติก และด้านอื่น ๆ และในบางกรณีที่กล่าวถึงข้างต้น ยังรวมถึงการสร้าง เรือดำน้ำนิวเคลียร์ทดลองพิเศษ
ในประเทศที่สร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์อย่างเข้มข้นที่สุด มีการสร้างเรือเหล่านี้สามหรือสี่รุ่นแล้ว ตัวอย่างเช่นในสหรัฐอเมริกาในบรรดาเรือดำน้ำนิวเคลียร์อเนกประสงค์รุ่นที่ 1 มักจะรวมถึงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ประเภท "Skate" และ "Skipjack" รุ่นที่ 2 - "Thresher" และ "Sturgeon" รุ่นที่ 3 - "LosAngeles" เรือดำน้ำนิวเคลียร์ Seawolf ถือเป็นตัวแทนของเรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่สี่ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ลำใหม่ ในบรรดาผู้ให้บริการขีปนาวุธรุ่นแรก ได้แก่ เรือ "จอร์จวอชิงตัน" และ "อีธานอัลเลน" คนที่สอง - "ลาฟาแยต" และ "เบนจามินแฟรงคลิน" คนที่สาม - "โอไฮโอ"
ข้าว. 12. เรือบรรทุกขีปนาวุธใต้น้ำนิวเคลียร์รัสเซียสมัยใหม่ประเภท "Akula" (โครงการ 941)
โดยรวมแล้วในช่วงปลายยุค 90 มีการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ประมาณ 500 ลำในโลก (รวมถึงเรือที่พิการเนื่องจากล้าสมัยและสูญหาย) จำนวนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ในแต่ละปีในกองทัพเรือและกองทัพเรือของประเทศต่างๆ แสดงไว้ในตาราง 6.
ตารางที่ 6
บันทึก. เหนือเส้นคือเรือดำน้ำนิวเคลียร์ ใต้เส้นคือ SSBN
ตามการคาดการณ์ จำนวนทั้งหมดเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่จะเข้าประจำการในปี 2543 จะมีประมาณ 130 ลำ (โดยไม่มีเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของกองทัพเรือรัสเซีย) ซึ่งประมาณ 30 ลำเป็น SSBN
การลักลอบของเรือดำน้ำนิวเคลียร์และความเป็นอิสระเกือบทั้งหมดจากสภาพอากาศทำให้พวกมันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการดำเนินการลาดตระเวนพิเศษและการก่อวินาศกรรมประเภทต่างๆ โดยปกติแล้ว เรือดำน้ำจะถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้หลังจากเสร็จสิ้นการให้บริการตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ ตัวอย่างเช่น เรือดำน้ำนิวเคลียร์ Halibut ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ซึ่งถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นพาหะของขีปนาวุธร่อน Regulus ได้ถูกดัดแปลงในช่วงกลางทศวรรษที่ 60 เพื่อค้นหา (โดยใช้อุปกรณ์พิเศษที่มันบรรทุก) เพื่อค้นหาวัตถุที่วางอยู่บนพื้น รวมถึงเรือดำน้ำที่จม ต่อมา เพื่อแทนที่สำหรับการปฏิบัติการที่คล้ายกัน เรือดำน้ำนิวเคลียร์ตอร์ปิโดของกองทัพเรือสหรัฐฯ "Parche" (ประเภทปลาสเตอร์เจียน) ได้ถูกดัดแปลงเป็นตัวถังซึ่งมีการตัดส่วนที่ยาวประมาณ 30 ม. และได้รับยานพาหนะใต้น้ำพิเศษขึ้นไปบนดาดฟ้า . เรือดำน้ำนิวเคลียร์มีชื่อเสียงในการเข้าร่วมปฏิบัติการสอดแนมในทะเลโอค็อตสค์ในยุค 80 ตามข้อมูลที่เผยแพร่ในสหรัฐอเมริกา โดยการติดตั้งอุปกรณ์พิเศษบนสายเคเบิลใต้น้ำ เธอทำให้มั่นใจได้ว่าการสื่อสารระหว่างฐานทัพเรือโซเวียตในคัมชัตกาและแผ่นดินใหญ่ถูกดักฟัง
ข้าว. 13. เรือดำน้ำนิวเคลียร์อเมริกันลำใหม่ล่าสุด “Seawolf”
เรือบรรทุกขีปนาวุธชั้นลาฟาเยตของกองทัพเรือสหรัฐฯ หลายลำหลังจากถูกถอนออกจากกองกำลังทางยุทธศาสตร์ ก็ถูกดัดแปลงเป็นเรือดำน้ำสะเทินน้ำสะเทินบกเพื่อส่งนาวิกโยธินหลายสิบนายอย่างลับๆ เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการติดตั้งภาชนะที่ทนทานพร้อมอุปกรณ์ที่จำเป็นบนดาดฟ้า สิ่งนี้ทำให้แน่ใจได้ถึงการยืดอายุของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ ซึ่งด้วยเหตุผลหลายประการ ที่ไม่ได้ถูกใช้ตามจุดประสงค์เดิมอีกต่อไป
ตลอดสี่สิบปีของการดำรงอยู่ของเรือดำน้ำอันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุ (ไฟไหม้, การระเบิด, ความกดดันของแนวน้ำทะเล ฯลฯ ) เรือดำน้ำนิวเคลียร์ของกองทัพเรือสหรัฐฯ สองลำ และเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของกองทัพเรือสหภาพโซเวียตสี่ลำจมลง โดยหนึ่งลำจมสองครั้งใน สถานที่ค่อนข้างด้วย ความลึกตื้นและทั้งสองครั้งได้รับการเลี้ยงดูจากหน่วยกู้ภัยฉุกเฉิน เรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่จมที่เหลืออยู่ได้รับความเสียหายร้ายแรงหรือถูกทำลายเกือบทั้งหมดและอยู่ที่ระดับความลึกหนึ่งกิโลเมตรครึ่งหรือมากกว่านั้น
มีอยู่กรณีหนึ่งของการใช้เรือดำน้ำนิวเคลียร์ต่อสู้กับเรือผิวน้ำ: เรือดำน้ำนิวเคลียร์ "Conqueror" ของกองทัพเรืออังกฤษในช่วงความขัดแย้งเหนือหมู่เกาะฟอล์กแลนด์ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2525 ได้โจมตีและจมเรือลาดตระเวน "G.Belgrano" ของอาร์เจนตินาด้วย ตอร์ปิโด ตั้งแต่ปี 1991 เรือดำน้ำนิวเคลียร์ชั้นลอสแอนเจลิสของอเมริกาได้ยิงขีปนาวุธร่อน Tomahawk ใส่เป้าหมายในอิรักหลายครั้ง ในปี 1999 การโจมตีด้วยขีปนาวุธเหล่านี้ในดินแดนยูโกสลาเวียได้ดำเนินการจากเรือดำน้ำนิวเคลียร์ Splendid ของอังกฤษ
(1) รูปร่างลักษณะเฉพาะของเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้านี้ ทำให้มั่นใจถึงสมรรถนะที่น่าพอใจขณะอยู่บนพื้นผิว
(2) ก่อนหน้านี้ หากเรือดำน้ำมีดาดฟ้าที่แข็งแรงยื่นออกมาเกินตัวเรือ จะเรียกว่าฟันดาบดาดฟ้าเรือ
(4) ก่อนหน้านี้ เรือดำน้ำนิวเคลียร์ใช้ชุดระบบโซนาร์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ
(6) ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าสองตัวที่มีกำลังประมาณ 11,000 แรงม้า กับ. แต่ละคนวางเรียงกัน
ซึ่งไปข้างหน้า
สารบัญ
กลับ
เรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่มีหน่วยสร้างไอน้ำซึ่งประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หนึ่งหรือสองตัวที่มีน้ำแรงดันสูงในวงจรหลัก ไอน้ำวงจรทุติยภูมิซึ่งจ่ายโดยตรงกับกังหันหลักและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบ จะถูกสร้างขึ้นในเครื่องกำเนิดไอน้ำหลายตัวเนื่องจากการแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำในวงจรปฐมภูมิ พารามิเตอร์ของสารหล่อเย็นหลักที่ทางเข้าเครื่องกำเนิดไอน้ำมักจะอยู่ในช่วง: 320-330°C, 150-180 กก./ซม.²; พารามิเตอร์ไอน้ำวงจรทุติยภูมิที่ทางเข้ากังหัน: 280-290°C, 30-32 กก./ซม.2 การผลิตไอน้ำของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำสมัยใหม่ที่กำลังเต็มกำลังจะมีไอน้ำ 200 ตันหรือมากกว่าต่อชั่วโมง ปริมาณเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ซึ่งโดยปกติจะเป็นยูเรเนียม-235 เสริมสมรรถนะนั้นมีน้ำหนักหลายกิโลกรัม ตัวอย่างเช่นเป็นที่ทราบกันดีว่าเรือดำน้ำนิวเคลียร์ Nautilus ก่อนที่จะชาร์จครั้งแรกนั้นใช้ยูเรเนียม 3.6 กิโลกรัมเมื่อเดินทางประมาณ 60,000 ไมล์
การไหลของน้ำในวงจรปฐมภูมิจะดำเนินการเมื่อการติดตั้งทำงานที่ พลังงานต่ำเนื่องจากการไหลเวียนตามธรรมชาติของสารหล่อเย็น เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่ทางเข้าและทางออกของเครื่องปฏิกรณ์ และการวางตำแหน่งเครื่องกำเนิดไอน้ำเหนือแกนกลาง ที่กำลังปานกลางและสูง - โดยปั๊มหมุนเวียนวงจรหลัก เพื่อประโยชน์ในการลดเสียงรบกวนและทำให้การควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ง่ายขึ้น มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขีดจำกัดกำลังบนเมื่อทำงานในโหมดหมุนเวียนตามธรรมชาติ เรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกา Narwhal มีเครื่องปฏิกรณ์ที่มีการหมุนเวียนตามธรรมชาติในระดับที่สูงกว่าเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำอื่นๆ อย่างมาก - อาจจะสูงถึง 100% ของพลังงาน อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลหลายประการ สาเหตุหลักมาจากความสูงที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไป เครื่องปฏิกรณ์นี้จึงไม่ได้ถูกนำไปผลิต การรณรงค์ (ระยะเวลาโดยประมาณของการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ที่กำลังเต็มกำลัง) สูงถึง 10-15,000 ชั่วโมงสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่ ซึ่งทำให้เป็นไปได้ (เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ทำงานเกือบตลอดเวลาที่กำลังใช้พลังงานน้อยกว่ากำลังเต็มอย่างมาก) เพื่อจำกัด อายุการใช้งานของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ต่อการชาร์จหนึ่งหรือสองครั้ง พลังของหน่วยกังหันไอน้ำเมื่อเรือดำน้ำนิวเคลียร์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดถึง 30-60,000 ลิตร กับ. (20-45,000 กิโลวัตต์)
ตามโครงสร้าง หน่วยกังหันไอน้ำถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของหน่วยเดียว โดยปกติจะประกอบด้วยกังหันสองตัวที่ทำงานขนานกันบนกระปุกเกียร์แบบหนึ่งหรือสองขั้นตอน ซึ่งจะลดความเร็วของกังหันให้เป็นความเร็วที่เหมาะสมสำหรับใบพัด เพื่อลดการสั่นสะเทือนที่ส่งไปยังตัวเครื่อง ให้ติดตั้งชุดกังหันไอน้ำเข้ากับตัวเครื่องโดยใช้โช้คอัพ เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน การเชื่อมต่อที่ไม่รองรับของบล็อกกับตัวเรือนและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เรียกว่าการเชื่อมต่อที่ไม่รองรับ (เส้นเพลา, ไอน้ำ, น้ำ, ท่อส่งน้ำมัน) มีเม็ดมีดที่ค่อนข้างยืดหยุ่นซึ่งป้องกันการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนจากบล็อก
ไอน้ำจะถูกปล่อยออกจากกังหันไปยังคอนเดนเซอร์ซึ่งระบายความร้อนด้วยน้ำทะเลที่ไหลผ่านท่อที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันน้ำทะเลเต็มที่ การสูบน้ำทะเลทำได้โดยการไหลในตัวหรือปั๊มหมุนเวียน คอนเดนเสทที่เกิดขึ้นหลังจากการระบายความร้อนไอน้ำจะถูกสูบเข้าไปในเครื่องกำเนิดไอน้ำด้วยปั๊มพิเศษ การติดตั้งเครื่องกำเนิดไอน้ำและกังหันไอน้ำได้รับการตรวจสอบและควบคุมโดยใช้ระบบอัตโนมัติพิเศษ (โดยต้องมีการแทรกแซงจากผู้ปฏิบัติงาน หากจำเป็น) การจัดการดำเนินการจากตำแหน่งพิเศษ การส่งกำลังจากกระปุกเกียร์ไปยังใบพัดนั้นดำเนินการโดยใช้เส้นเพลาที่ติดตั้งส่วนรองรับและแบริ่งแรงขับหลัก (GUP) ซึ่งส่งแรงขับที่พัฒนาโดยใบพัดไปยังตัวเรือน โดยทั่วไปแล้ว GUP จะรวมโครงสร้างเข้ากับผนังกั้นแนวขวางด้านใดด้านหนึ่ง และใน ALL บางส่วนจะติดตั้งระบบพิเศษเพื่อลดระดับการสั่นสะเทือนที่ส่งจากแนวเพลาไปยังตัวเรือน มีข้อต่อพิเศษเพื่อถอดเพลาใบพัดออกจากกระปุกเกียร์กังหัน บนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ จะมีการติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าใบพัด (PEM) ไว้ท้ายยูนิตหลักในลักษณะโคแอกเชียลกับเส้นเพลา เพื่อให้มั่นใจว่าเพลาหมุนได้เมื่อปิดกังหันและหยุดทำงานหากจำเป็น กำลังของเครื่องยนต์ขับเคลื่อนมักจะหลายร้อยกิโลวัตต์และเพียงพอที่จะขับเคลื่อนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วยความเร็ว 4-6 นอต พลังงานสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ขับเคลื่อนนั้นจ่ายจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบหรือจากแบตเตอรี่ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุและเมื่อเคลื่อนที่บนพื้นผิว - จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล
ลักษณะน้ำหนักและขนาดเฉพาะของโรงไฟฟ้าแตกต่างกันไปอย่างมีนัยสำคัญสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์แต่ละประเภท ค่าเฉลี่ย (จำนวนการติดตั้งกังหันไอน้ำและการผลิตไอน้ำทั้งหมด) สำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่: 0.03-0.04 ตัน/กิโลวัตต์, 0.005-0.006 ลบ.ม./กิโลวัตต์
โรงไฟฟ้าที่พิจารณาแล้วซึ่งประกอบด้วยหน่วยเทอร์โบเกียร์และใบพัดกำลังต่ำที่ติดตั้งบนเพลานั้นถูกนำมาใช้กับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ แต่ไม่ใช่เพียงแห่งเดียวที่ค้นพบ การใช้งานจริง. เริ่มตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 60 มีความพยายามที่จะใช้การติดตั้งอื่น ๆ บนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ โดยหลักแล้วเทอร์โบอิเล็กทริกซึ่งให้การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบ ซึ่งได้รับการระบุไว้แล้วในส่วนที่เกี่ยวกับการพิจารณาขั้นตอนของการพัฒนาเรือดำน้ำ
การนำระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบไปใช้อย่างแพร่หลายบนเรือดำน้ำนิวเคลียร์นั้นถูกขัดขวาง ดังที่มักระบุไว้ เนื่องจากมวลและขนาดของการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ใหญ่กว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับกังหันที่มีกำลังใกล้เคียงกัน งานเพื่อปรับปรุงการติดตั้งเทอร์โบอิเล็กทริกยังคงดำเนินต่อไป และความสำเร็จของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการใช้เอฟเฟกต์ความเป็นตัวนำยิ่งยวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิที่เรียกว่า "ห้อง" (สูงถึง -130°C) ซึ่งคาดว่าจะลดน้ำหนักและลักษณะขนาดของ มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ระบบพลังงานไฟฟ้า (EPS) ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่ประกอบด้วยเครื่องเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์กระแสสลับอัตโนมัติ (ATG) หลายเครื่อง (ปกติสองเครื่อง) โดยใช้ไอน้ำจากเครื่องปฏิกรณ์ และแบตเตอรี่สำรอง (AB) เป็นแหล่งพลังงานสำรองเมื่อ ATG ไม่ทำงาน เนื่องจาก ตลอดจนเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าของเครื่องยนต์หรือไฟฟ้าสถิตย์ (สำหรับชาร์จแบตเตอรี่จาก ATG และอุปกรณ์จ่ายไฟที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับจากแบตเตอรี่) อุปกรณ์ตรวจสอบ ควบคุม และป้องกัน ตลอดจนระบบสวิตชิ่ง - แผงจำหน่ายและเส้นทางเคเบิล เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลใช้เป็นแหล่งพลังงานฉุกเฉินเมื่อเคลื่อนที่บนพื้นผิว
พลังของ ATG บนเรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่มีกำลังถึงหลายพันกิโลวัตต์ ประการแรก ผู้ใช้ไฟฟ้าคือกลไกเสริมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ อาวุธพลังน้ำ การนำทาง การสื่อสาร เรดาร์ ระบบบริการอาวุธ ระบบช่วยชีวิต ระบบขับเคลื่อนกำลังเมื่อใช้โหมดขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า เป็นต้น พลังงานไฟฟ้า โรงงานใช้กระแสสลับความถี่อุตสาหกรรม 50-60 Hz แรงดันไฟฟ้า 220-380 V และสำหรับการจ่ายไฟให้กับผู้บริโภคบางราย - กระแสสลับและกระแสตรงความถี่สูง
ความอิ่มตัวของพลังงานสูงของเรือดำน้ำนิวเคลียร์สมัยใหม่ทำให้มีความเป็นไปได้ในการใช้อาวุธและอาวุธประเภทที่ใช้พลังงานสูงตลอดจน ระดับสูงความสะดวกสบายของบุคลากรตามที่ระบุไว้แล้วส่งผลเสีย - ระดับเสียงที่ค่อนข้างสูงเนื่องจากเครื่องจักรและกลไกที่ทำงานพร้อมกันจำนวนมากแม้ว่าเรือดำน้ำนิวเคลียร์จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ค่อนข้างต่ำก็ตาม
ในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 20 กระบวนการรื้อถอนและถอนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ (NPS) อย่างเข้มข้นเริ่มต้นขึ้นจากกองทัพเรือรัสเซีย นี่เป็นเพราะทั้งการหมดอายุของอายุการใช้งานและการใช้งาน สหพันธรัฐรัสเซียข้อผูกพันระหว่างประเทศในการลดอาวุธ ผลลัพธ์หลักของงานในการรื้อเรือดำน้ำนิวเคลียร์สามรุ่นแสดงไว้ในตาราง
ในปัจจุบัน ช่วงเวลาของการรื้อถอนเรือดำน้ำนิวเคลียร์อย่างแข็งขันซึ่งมีการรื้อเรือดำน้ำนิวเคลียร์มากกว่า 10 ลำต่อปีในแต่ละปีเพื่อสร้างบล็อกหนึ่งหรือสามช่องได้สิ้นสุดลงแล้ว เรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 1 ถูกรื้อถอนเกือบทั้งหมด (ยกเว้นเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่เสียหาย) รุ่นที่สองส่วนใหญ่ถูกถอดออกจากการให้บริการและกำจัดทิ้งตามโครงการที่ได้รับการยอมรับ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เรือดำน้ำนิวเคลียร์ 2-5 ลำในรุ่นที่ 2 และ 3 จะถูกปลดประจำการและรื้อถอนต่อปี
ในปัจจุบัน เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดเก็บช่องเครื่องปฏิกรณ์ (RC) การจัดการกากกัมมันตภาพรังสี (RAW) ที่เกิดขึ้นระหว่างการกำจัด จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติม รวมถึงการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บระยะยาวสำหรับช่องเครื่องปฏิกรณ์ (LSR) ศูนย์ภูมิภาคการปรับสภาพและการจัดเก็บกากกัมมันตภาพรังสี กำแพงท่าเรือ การฟื้นฟูระบบคมนาคมทางรถไฟ ฯลฯ ทั้งหมดนี้ต้องอาศัยการมีส่วนร่วมทางการเงินและที่สำคัญ ทรัพยากรแรงงาน. ขนาดของงานที่ได้รับการแก้ไขแสดงไว้ในรูปที่ 1 ซึ่งแสดงหนึ่งในสถานที่จัดเก็บระยะยาวสำหรับห้องเครื่องปฏิกรณ์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอน
ต้นทุนรวมในการสร้างสถานที่จัดเก็บเหนือพื้นดินสำหรับ 120 RO ใน Sayda Guba มีมูลค่าเกิน 300 ล้านยูโร
รูปที่ 1 พื้นที่จัดเก็บระยะยาวสำหรับส่วนต่างๆ ของเครื่องปฏิกรณ์
สันนิษฐานว่าสารกัมมันตภาพรังสีในโรงเก็บควรเก็บไว้เป็นเวลา 75-100 ปี หลังจากนั้นจะต้องแก้ไขปัญหาการกำจัดในที่สุด เมื่อพิจารณาว่ามวลของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำมีขนาดค่อนข้างเล็ก (ประมาณ 1,000 ตัน) และถังเก็บอยู่ห่างจากโรงงานผลิตเหล็ก การกำจัดขั้นสุดท้าย (การตัดขั้นสุดท้ายและการหลอมเหล็กใหม่) จึงเป็นที่น่าสงสัยในเชิงเศรษฐกิจ
เมื่อตัดสินใจแยกชิ้นส่วนขั้นสุดท้าย ควรคำนึงด้วยว่ากากกัมมันตภาพรังสีที่เป็นของแข็งที่เกิดขึ้นระหว่างการรื้อเรือดำน้ำนิวเคลียร์ถูกโหลดเข้าไปในโรงงานเครื่องปฏิกรณ์
ส่วนสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่เลิกใช้งานแล้วในรุ่นที่ 2 และ 3 ยังไม่ถึงตัวบ่งชี้อายุการใช้งานที่ตั้งใจไว้และโดยทั่วไปอยู่ในสภาพที่ดี
ปัจจุบันรัสเซียกำลังพัฒนาโครงการสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำพลังงานต่ำ หน่วยพลังงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำได้รับการวางแผนที่จะสร้างขึ้นบนพื้นฐานของโรงงานเครื่องปฏิกรณ์เรือประเภท KLT-40 (ต้นแบบคือเครื่องปฏิกรณ์ OK-900) ซึ่งได้รับการพิสูจน์ตัวเองในการทำงานบนเรือนิวเคลียร์ เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เรือตัดน้ำแข็งนิวเคลียร์"Arktika" (เครื่องปฏิกรณ์ OK-900) ดำเนินการได้สำเร็จตั้งแต่ปี 2518 ถึง 3 ตุลาคม 2551 ใช้งานได้ 176,384 ชั่วโมง กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย 63.1 เมกะวัตต์ การผลิตพลังงาน 11,132,456 เมกะวัตต์*ชั่วโมง ควรสังเกตว่าการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็งมีอายุการออกแบบ 90,000 ชั่วโมง เมื่อทำงานที่กำลังไฟพิกัด 170 MW และดังนั้น ผลผลิตพลังงานของเครื่องปฏิกรณ์อาจเป็น 15.5 ล้าน MW*ชั่วโมง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์โดยพื้นฐานแล้วไม่แตกต่างจากการติดตั้งทำลายน้ำแข็ง โดยพื้นฐานแล้ว เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์เรือน้ำแรงดันได้สร้างพื้นฐานสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์แบบภาชนะความดัน
“เรามุ่งมั่นที่จะสร้างนิวเคลียร์มาโดยตลอด โรงไฟฟ้าใช้งานได้สองทาง เนื่องจากการสร้างอุปกรณ์ทางทหารและพลเรือนโดยใช้เทคโนโลยีเดียวมีประสิทธิภาพมากในการปรับปรุงทั้งสองอย่าง” นักวิชาการ N.S. คลอปกิน. มันอยู่ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้เรือดำน้ำนิวเคลียร์ โซลูชั่นทางเทคนิคซึ่งปัจจุบันกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ขนาดใหญ่: แกนมีการตอบรับเชิงลบต่ออุณหภูมิของเชื้อเพลิงและตัวหน่วง และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เองก็มีรั้วป้องกันในรูปแบบของตัวเรือน RO ที่ทนทาน
ผู้เชี่ยวชาญจากศูนย์วิจัยรัสเซีย "สถาบัน Kurchatov" เมื่อพัฒนาแนวคิดของการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใต้ดินในปี 1993 ตั้งข้อสังเกตว่า "ด้วยขนาดและน้ำหนักที่เล็ก ทำให้สามารถใช้โซลูชันบนเรือสำหรับโรงไฟฟ้าและใน ใต้ดิน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์. ระบบอัตโนมัติที่ครอบคลุม อุปกรณ์ปิดผนึกอย่างแน่นหนา การลดของเสียที่เป็นของเหลวและก๊าซ เทคโนโลยีที่สมบูรณ์ และ คุณภาพสูงการผลิตเนื่องจากการดำเนินการส่วนใหญ่ งานติดตั้งบน โรงงานสร้างเครื่องจักร“คุณสมบัติทั้งหมดนี้เข้ากันได้ดีกับแนวคิดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใต้ดิน”
ถังปฏิกรณ์เป็นอุปกรณ์ที่มีวงจรการผลิตที่ยาวนานและเป็นชิ้นส่วนที่มีราคาแพงที่สุดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ องค์กรเดียวที่ผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวในปัจจุบันคือ Izhora Plants วงจรทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิตถังปฏิกรณ์ ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องปฏิกรณ์คือ 2-3 ปี เมื่อพิจารณาถึงความสามารถในการผลิตที่ไม่จำกัดของโรงงาน Izhora ตามความเห็นของผู้เขียน จึงไม่แนะนำให้โหลดพร้อมคำสั่งเพิ่มเติมสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ
ควรคำนึงถึงด้วยว่าต้นทุนการผลิตเครื่องปฏิกรณ์สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำนั้นเป็นไปตามการประมาณการต่างๆ ตั้งแต่ 40 ถึง 60% ของต้นทุนรวมของสถานี ดังนั้นในระหว่างการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำจึงดูเหมือนว่าเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจที่จะใช้วัสดุกัมมันตภาพรังสีสำเร็จรูปของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่เลิกใช้งานแล้ว
เรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 2 - 3 ที่ใช้งานอยู่หรืออยู่ในขั้นตอนการรื้อถอนและจัดเก็บชั่วคราวลอยอยู่มีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ (จำนวนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ทั้งหมดประมาณ 140 หน่วย) การใช้ RO ที่ตัดออกที่เกิดขึ้นแล้วในระหว่างการรื้อเรือดำน้ำนิวเคลียร์ 1-3 จะต้องได้รับการพิจารณาแยกกันในแต่ละกรณี
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อวัตถุประสงค์ทางแพ่งและการทหารมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในการออกแบบ เรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 2 ที่คาดว่าจะรื้อถอนมีเครื่องปฏิกรณ์ 2 เครื่องที่มีพลังงานความร้อน 90 เมกะวัตต์ เรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 3 มีเครื่องปฏิกรณ์ 1-2 เครื่องที่มีพลังงานความร้อน 180 เมกะวัตต์
รายงานจะตรวจสอบองค์ประกอบหนึ่งที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความปลอดภัยในการใช้หน่วยพลังงานนิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการ - การเปราะของเหล็กตัวถังเครื่องปฏิกรณ์ภายใต้อิทธิพลของฟลักซ์ของนิวตรอนเร็ว วัสดุของภาชนะเครื่องปฏิกรณ์เพื่อวัตถุประสงค์ทางแพ่งและการทหารนั้นเหมือนกัน - ประเภทเหล็ก15Р2МФАА
การดำเนินงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่โหลดบางส่วนจะช่วยลดอายุการใช้งานของถังปฏิกรณ์ได้อย่างมาก ซึ่งกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะบางที่สำคัญของวัสดุในถัง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการไหลเวียนของนิวตรอนเร็ว การศึกษาโลหะฐานและโลหะของรอยเชื่อมของภาชนะเครื่องปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็งนิวเคลียร์ "เลนิน" ซึ่งดำเนินการหลังจากการรื้อถอนเมื่อทรัพยากรถึง 106,700 ชั่วโมง ยืนยันความเป็นไปได้ในการยืดอายุการใช้งานการออกแบบรายชั่วโมงของภาชนะเครื่องปฏิกรณ์ที่ทำงานที่ น้อยกว่ากำลังที่กำหนด
เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอน ผู้เขียนได้ประเมินการเปราะของเรือปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำโดยใช้วิธีมาตรฐานและพารามิเตอร์การปฏิบัติงานที่ทำได้โดยเครื่องปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็ง "Arktika"
อุณหภูมิความเปราะวิกฤติของวัสดุถังปฏิกรณ์ (Tk) เป็นปัจจัยที่จำกัดอายุการใช้งานและถูกกำหนดโดยผลรวม
ТК = ТК0 + ΔТТ + ΔТN + ΔТF, (1)
โดยที่ TK0 คืออุณหภูมิความเปราะบางวิกฤติของวัสดุในสถานะเริ่มต้น
ΔТТ – การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะวิกฤตเนื่องจากอายุของอุณหภูมิ
ΔTNN – การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะวิกฤตเนื่องจากความเสียหายแบบวนรอบ (สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บนเรือ ΔTN ไม่ใช่ปัจจัยกำหนดและสามารถนำมาเท่ากับศูนย์)
ΔТF – การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะวิกฤตเนื่องจากการฉายรังสีนิวตรอน
เมื่อใช้การอ้างอิงมาตรฐาน เราจะคำนวณค่าของนิวตรอนฟลูเอนซ์ Fn บนถังปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็ง "Arktika":
Fn = F0*(ТF/AF)3 = 1018*(110/23)3 = 1.1 1,020 ซม. - 2 , (2)
โดยที่ AF คือค่าสัมประสิทธิ์การเปราะของรอยเชื่อมด้านล่าง
F0 = 1,018 ซม. - 2 – ค่าเกณฑ์ความคล่องแคล่ว
ТF = 110 0С – การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิวิกฤตของการเปลี่ยนแปลงแบบเหนียว-เปราะอันเป็นผลมาจากการฉายรังสี
ในกรณีนี้ ความหนาแน่นฟลักซ์นิวตรอนเร็วเฉลี่ยบนถังปฏิกรณ์ระหว่างการทำงาน τ จะเท่ากับ
φb = Fn/τ = 1.1 1,020/176384 3600 = 1.73 1,011ซม. – 2c – 1, (3)
ดังนั้นระยะเวลาการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ที่กำลังเฉลี่ยระหว่างการทำงานจึงเท่ากับ
τ = Fn/φb 3600 = 1.1 1,020/1.73 1,011 3600 = 176622 ชั่วโมง (4)
ผลลัพธ์ที่ได้เป็นไปตามข้อตกลงที่ดีกับเวลาการทำงานที่บันทึกไว้ของเครื่องปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็ง "Arktika" ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิวิกฤตของการเปลี่ยนผ่านแบบเหนียว-เปราะได้รับการยอมรับอย่างถูกต้อง จากข้อมูลเหล่านี้และคำนึงถึงความหนาแน่นของฟลักซ์นิวตรอนเร็วในเครื่องปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็งและเรือดำน้ำนิวเคลียร์นั้นใกล้เคียงกัน จึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าเครื่องปฏิกรณ์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอนนั้นสามารถผลิตพลังงานได้ 11 - 12 ล้านเมกะวัตต์ *ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น
ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอนนั้นยังห่างไกลจากการพัฒนาตัวชี้วัดอายุการใช้งาน ลักษณะเฉพาะของการปฏิบัติการเรือดำน้ำนิวเคลียร์คือส่วนแบ่งของโหมดการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่โหลดใกล้กับค่าสูงสุดนั้นมีน้อย นอกจากนี้ตั้งแต่ทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ 20 เรือดำน้ำนิวเคลียร์ไม่ได้ออกทะเลบ่อยนัก
เมื่อพิจารณาว่ากำลังไฟพิกัดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำรุ่นที่ 2 คือ 90 MW พลังงานเฉลี่ยระหว่างการทำงานของเครื่องส่วนใหญ่ไม่เกิน 30% นั่นคือ 27 เมกะวัตต์ และเวลาดำเนินการที่ใช้ไฟฟ้าประมาณ 40,000 ชั่วโมง ทำให้เราได้รับพลังงานที่ผลิตได้ประมาณ 1.08 ล้านเมกะวัตต์*ชั่วโมง
เมื่อพิจารณาถึงความหนาแน่นของฟลักซ์นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์ของเรือตัดน้ำแข็งและเรือดำน้ำนิวเคลียร์ว่ามีค่าใกล้เคียงกันและยังถือว่าค่าของความหนาแน่นของฟลักซ์นิวตรอนนั้นเป็นสัดส่วนกับกำลังของเครื่องปฏิกรณ์ดังนั้นความฟุ้งของนิวตรอนเร็ว บนถังปฏิกรณ์เป็นสัดส่วนกับการผลิตพลังงาน เรามีค่า fluence สำหรับการผลิตพลังงาน 1.08 ล้าน MW*ชั่วโมง Fn = 1.07∙1,019 ซม. – 2 ในกรณีนี้ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิวิกฤติของความเหนียว-เปราะ การเปลี่ยนแปลงสำหรับวัสดุของเรือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำจะเป็น
ТF = Aw*(Fn/F0)1/3 = 23*(1.07∙1019/1018)1/3 data 49.5 0С. (5)
ดังนั้น อายุการใช้งานที่เหลือของถังปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำโดยอิงจากการฟุ้งของนิวตรอนเร็วบนถังคือ 10 - 11 ล้าน MW*ชั่วโมง และอาจมากกว่านั้น
การคำนวณความคล่องแคล่วของนิวตรอนเร็วบนถังปฏิกรณ์นั้นเต็มไปด้วยปัญหาบางประการ:
− เมื่อสิ้นสุดแคมเปญหลัก ความหนาแน่นของฟลักซ์นิวตรอนจะเพิ่มขึ้น
− ไม่มีข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับความหนาแน่นของฟลักซ์นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์ (โดยเฉพาะนิวตรอนเร็ว)
− ในระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ โซนที่ทำงานอยู่หลายแห่งจะถูก "เผาไหม้" ซึ่งนำไปสู่การสะสมของข้อผิดพลาดในการกำหนดความคล่องแคล่ว
- ตัวอย่างพยานไม่ได้ถูกโหลดเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ของเรือ ทำให้สามารถตัดสินการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของเหล็กตัวเรือได้
แม่นยำยิ่งกว่าความฟุ้งของนิวตรอนเร็ว พลังงานที่ส่งออกของเครื่องปฏิกรณ์จะถูกกำหนดจากผลการทำงาน ดังนั้นการขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิวิกฤตอันเป็นผลมาจากการฉายรังสีนิวตรอนต่อพลังงานที่ปล่อยออกมาของเครื่องปฏิกรณ์จึงเป็นที่สนใจอย่างมาก แน่นอนว่าการพึ่งพาอาศัยกันนี้จะมีรูปแบบเดียวกัน
ТF = แย่*(W/W0)1/3, (6)
โดยที่ Aw คือค่าสัมประสิทธิ์การเปราะเนื่องจากการผลิตพลังงาน
W – บรรลุการผลิตพลังงาน
W0 – การผลิตพลังงานตามเกณฑ์
การพึ่งพาอาศัยกันนี้มีผลในช่วงการเปลี่ยนแปลงในการผลิตพลังงานตั้งแต่ 1*106 MW*ชั่วโมง ถึง 3*107 MW*ชั่วโมง เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บนเรือทั้งหมดผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีเดียวกันจากเหล็ก 15Kh2MFAA และมีความหนาเท่ากันในการป้องกันน้ำและเหล็กของตัวถัง ในระหว่างการคำนวณจึงสันนิษฐานว่า Aw = 49.5
การพึ่งพาอาศัยกันที่ได้รับช่วยให้เราสามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิวิกฤตของความเปราะบางอันเป็นผลมาจากการฉายรังสีนิวตรอนของวัสดุของภาชนะเครื่องปฏิกรณ์ของเรือจากการผลิตพลังงาน (รูปที่ 2) การวิเคราะห์เส้นโค้งแสดงให้เห็นว่าเครื่องปฏิกรณ์ของเรือสามารถบรรลุการส่งออกพลังงานที่ 15.5*106 MW*ชั่วโมง ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะบางวิกฤติจะไม่เกิน 125 0 C
รูปที่ 2 การทำนายการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะวิกฤติจากการฉายรังสีนิวตรอนสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในเรือ
ดังนั้น ทรัพยากรคงเหลือของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ 2 จึงสามารถมีมูลค่าสูงสุดได้ที่ 14.4 106 MW*ชั่วโมง (จริงๆ แล้วประมาณ 10*106 MW*ชั่วโมง) ตามมาด้วยว่าเมื่อใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จากเรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 2 ที่รื้อถอนมาเป็นส่วนหนึ่งของโมดูลพลังงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำที่ทำงานด้วยปัจจัยการใช้กำลังการผลิต (ปัจจัยการใช้พลังงานที่ติดตั้ง) = 0.7 จะสามารถทำงานได้ประมาณ 25 หลายปีก่อนที่จะรื้อถอน
หากเราสมมติว่าสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 3 ระดับพลังงานเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 30% หรือ 54 MW สำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 2 และเวลาปฏิบัติการที่กำลังไฟฟ้านี้คือประมาณ 30,000 ชั่วโมง เราจะได้พลังงานส่งออกที่ 1.62*106 เมกะวัตต์*ชั่วโมง จากนั้นทรัพยากรคงเหลือของถังปฏิกรณ์เหล่านี้ในแง่ของการผลิตพลังงานจะอยู่ที่ประมาณ 13.9 * 106 MW * ชั่วโมง เมื่อดำเนินการบนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำที่มีปัจจัยการผลิต = 0.7 เวลาทำงานที่เป็นไปได้ของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้จะอยู่ที่ประมาณ 110,000 ชั่วโมงหรือประมาณ 12.5 ปี
ดังนั้น ปัจจัยหลักที่กำหนดอายุการใช้งานของวัสดุในภาชนะเครื่องปฏิกรณ์—การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความเปราะวิกฤติอันเป็นผลมาจากการฉายรังสีนิวตรอนของเครื่องปฏิกรณ์ใต้น้ำนิวเคลียร์—จึงไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการปฏิเสธที่จะใช้การติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่รื้อถอนเป็นพลังงาน โมดูลสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ
วิธีการโดยประมาณสำหรับการแก้ไขปัญหานี้สามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพในรูปที่ 3
ข้าว. 3. รูปแบบระเบียบวิธีในการแก้ไขปัญหาการใช้หน่วยพลังงานนิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์เป็นโมดูลพลังงานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ
นอกจากนี้ ความน่าเชื่อถือและความอยู่รอดในระดับสูงของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้รับการยืนยันทั้งจากประสบการณ์การดำเนินงานหลายปีและจากการสูญเสียเรือดำน้ำที่เกิดขึ้น เครื่องปฏิกรณ์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่จมทั้งหมดถูกปิดอย่างน่าเชื่อถือ และไม่มีการบันทึกการปนเปื้อนของรังสีในบริเวณน้ำ ตัวอย่างล่าสุดของเหตุการณ์นี้คือภัยพิบัติเรือดำน้ำนิวเคลียร์เคิร์สต์ (สิงหาคม 2543)
เมื่อถึงเอาต์พุตพลังงานสูงสุด คุณลักษณะความต้านทานแรงกระแทกของโลหะภาชนะเครื่องปฏิกรณ์สามารถคืนสภาพได้โดยการอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำแบบแห้ง ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาและใช้ในประเทศของเราเป็นเวลาหลายปี ตั้งแต่ปี 1987 ถึง 1992 การหลอมกลับคืนได้ดำเนินการกับภาชนะเครื่องปฏิกรณ์ VVER-440 จำนวน 12 ลำในรัสเซีย เยอรมนี บัลแกเรีย และเชโกสโลวาเกีย ในระหว่างการอบอ่อนครั้งแรกครั้งหนึ่งบนวัสดุเชื่อมที่ถูกฉายรังสีที่ระดับ 1,020 ซม.-2 มีการศึกษาการพึ่งพาการฟื้นตัวของอุณหภูมิวิกฤติ (Tc) กับอุณหภูมิการอบอ่อนที่เวลาการอบอ่อน 150 ชั่วโมง ในระหว่างการทดลองพบว่าในเกือบทุกกรณีกำลังรับแรงกระแทกกลับคืนสู่ค่าที่สอดคล้องกับวัสดุที่ไม่มีการฉายรังสีและมีการคืนสภาพสูงสุดของคุณสมบัติของเหล็กตัวเรือน 15Kh2MFAA ที่ผ่านการฉายรังสีที่อุณหภูมิการหลอม 460 - 4700C เกิดขึ้น ในเวลา 170 ชั่วโมง
ทรัพยากรที่วางแผนไว้ของเครื่องปฏิกรณ์ KLT-40S ซึ่งวางแผนจะติดตั้งในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำคือ 40 ปี และทุกๆ 10 ปี โรงงานจะต้องถูกลากไปยังสถานประกอบการต่อเรือเพื่อทำการซ่อมแซม หากใช้ RO ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอนที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ จากนั้นในระหว่างการซ่อมแซมตามกำหนด เรือเครื่องปฏิกรณ์สามารถหลอมได้ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ทรัพยากรเวลาจะเพิ่มเป็นสองเท่าและจะตรงกับอายุการใช้งานของ KLT ที่สร้างขึ้นใหม่- ถังปฏิกรณ์ 40S
อีกประเด็นหนึ่งคือความเป็นไปได้ในการใช้หน่วยกังหันไอน้ำ (STU) ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอน การออกแบบเชิงความร้อนของกังหันไอน้ำใต้น้ำนิวเคลียร์แตกต่างจากที่ออกแบบมาสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำในกรณีที่ไม่มีเครื่องกำจัดอากาศป้อนความร้อน (การติดตั้งซึ่งไม่ยาก) และความเร็วในการหมุนที่สูงขึ้นของกังหันหลัก คำถามเกี่ยวกับวิธีใช้กังหันหลักสามารถแก้ไขได้สองวิธี ประการแรก การลดความเร็วในการหมุนของกังหันหลักลงเหลือ 3,000 รอบต่อนาที จะลดกำลังลงเล็กน้อย แต่จะทำให้สามารถทำงานร่วมกับเครื่องกำเนิดเทอร์โบที่ผลิตกระแสด้วยความถี่ 50 เฮิรตซ์ ในกรณีนี้ สามารถใช้ไอน้ำส่วนเกินเพื่อถ่ายโอนพลังงานความร้อนไปยังฝั่งผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนระดับกลางได้
ประการที่สอง การใช้กังหันหลักตลอดช่วงความเร็วการหมุนทั้งหมดจะต้องใช้เครื่องแปลงความถี่คงที่เพื่อจ่ายไฟฟ้าที่มีคุณภาพที่ต้องการให้กับเครือข่าย ในทั้งสองตัวเลือกสำหรับการใช้กังหันหลักเป็นไปได้ที่จะละทิ้งการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบเสริมโดยแทนที่ด้วยหม้อแปลงไฟฟ้าตามความต้องการของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบลอยตัว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบเสริมจะถูกแทนที่ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลซึ่งพลังดังกล่าวช่วยให้มั่นใจในการระบายความร้อนของทั้งการติดตั้งและการว่าจ้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งใดแห่งหนึ่ง ซึ่งจะช่วยให้ไอน้ำส่วนเกินถูกนำมาใช้เพื่อสร้างพลังงานความร้อนได้ นอกจากนี้ เมื่อใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์บนหน่วยพลังงานลอยน้ำ ก็ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องทำความเย็นแบบไอน้ำ ซึ่งส่งผลให้มีไอน้ำส่วนเกินเกิดขึ้น ซึ่งสามารถใช้ได้ทั้งในเครื่องกำจัดอากาศและ สร้างพลังงานความร้อนและถ่ายโอนไปยังฝั่ง ดังนั้นอุปกรณ์ STU ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่รื้อถอนยังสามารถนำมาใช้เป็นส่วนหนึ่งของโมดูลพลังงานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำได้
เรือดำน้ำนิวเคลียร์รีไซเคิลรุ่นที่ 2 และ 3 มีกำลังเครื่องปฏิกรณ์ที่หลากหลายตั้งแต่ 70 ถึง 190 MW และกังหันหลักตั้งแต่ 15 ถึง 37 MW ทำให้สามารถเลือกกำลังการผลิตที่ต้องการของอุปกรณ์ไฟฟ้าหลักเพื่อใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำได้
ต้นทุนการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำแบบครบวงจรมีมูลค่าประมาณมากกว่า 150 ล้านดอลลาร์ ในขณะที่ประมาณ 80% ของต้นทุนกำหนดโดยต้นทุนของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และหน่วยกังหันไอน้ำ การใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จากเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อจะช่วยลดต้นทุนนี้ได้อย่างมาก
มวลของเสียจากเครื่องปฏิกรณ์จากการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์สองเครื่องของเรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่ 2 ที่ถูกรื้อคือประมาณ 1,200 ตัน และมวลของเสียรุ่นที่ 3 คือประมาณ 1,600 ตัน ซึ่งช่วยให้ห้องเครื่องปฏิกรณ์และกังหันสามารถใช้เป็นโมดูลพลังงานเดี่ยวที่ติดตั้งอยู่บนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบลอยน้ำได้ ในกรณีนี้ เราจะได้รับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่สร้างและจ่ายเงินไว้ก่อนหน้านี้ในเกราะป้องกัน ซึ่งทำหน้าที่โดยตัวถังที่ทนทานของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ หนึ่งในตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบลอยตัวดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1 4.
รูปที่ 4 ตัวเลือกสำหรับการวางโมดูลพลังงาน (ส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำ) บนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบลอยน้ำ
การใช้เทคโนโลยีที่นำเสนอจะต้องเผชิญกับปัญหาหลายประการที่ต้องแก้ไขในอนาคตอันใกล้นี้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ปัญหาดังกล่าวได้แก่:
− ขาดขั้นตอนในการถ่ายโอนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารไปยังโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ
- ขาดการวิเคราะห์การปฏิบัติตามข้อกำหนดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ 2-3 รุ่น เอกสารกำกับดูแล Rostechnadzor และกระทรวงสาธารณสุขและการพัฒนาสังคมเกี่ยวกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ
- ความจำเป็นในการหาเหตุผล ทรัพยากรที่เหลือเช่นเดียวกับความเป็นไปได้ในการขยายตัวบ่งชี้อายุการใช้งานที่กำหนดของอุปกรณ์หลักของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์แต่ละลำที่เลิกใช้งาน
− ความจำเป็นในการเปลี่ยนแปลงการออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำที่กำลังก่อสร้างหรือออกแบบ
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องดำเนินการวิจัยและพัฒนาที่ซับซ้อนอย่างมีนัยสำคัญ
ควรสังเกตด้วยว่าการใช้กากกัมมันตภาพรังสีจากเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่เลิกใช้งานแล้วไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการใช้กับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำเท่านั้น การใช้งานที่เป็นไปได้อาจเป็นการใช้งานในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใต้ดิน
ข้อสรุป:
1. เสนอ เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จากเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อจะช่วยให้:
- ลดต้นทุนการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำได้อย่างมาก และลดการก่อสร้างและระยะเวลาคืนทุน
- ลดต้นทุนในการรื้อเรือดำน้ำนิวเคลียร์
- ลดปริมาณกากกัมมันตภาพรังสีและค่าใช้จ่ายในการจัดการลงอย่างมาก
- ใช้ประโยชน์จากศักยภาพของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์อย่างเต็มที่:
− ในระหว่างการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อถอนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ เพื่อเป็นเงินทุนสำหรับการกำจัดกากกัมมันตภาพรังสีในอนาคต
2. ในการใช้เทคโนโลยีนี้ จำเป็นต้องปรับใช้ศูนย์วิจัยและพัฒนาในอนาคตอันใกล้นี้ ซึ่งจะทำให้สามารถยืนยันความเป็นไปได้ทางเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ของการใช้ RO จากเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำที่ออกแบบไว้
