Атомный ледокольный флот


Ядерные реакторы получили довольно широкое распространение, как на гражданском, так и на военном флоте. Специалистов привлекали, прежде всего, относительно высокие удельные мощности (отношение мощности к массе) атомных силовых установок. Для традиционных источников энергии, например дизельных, увеличение мощности неминуемо приводит к возрастанию их массы.
Естественно, что использование энергии атома в достаточно ограниченных по объёму судовых условиях накладывает дополнительные требования к обеспечению радиационной безопасности экипажей. Учёные, конструкторы и инженеры, как у нас, так и за рубежом научились решать такие технически сложные задачи.
Судовые атомные силовые установки отличаются от традиционных паросиловых агрегатов только способом получения пара. На рис. 5.15 приведена схема типичной атомной силовой установки, включающей в себя такие обязательные элементы как: 1 - реактор, 2 - первичную биологическую защиту, 3 - вторичную биологическую защиту, 4 - теплообменный генератор пара, 5 - нагревательный элемент первого контура, 6 - циркуляционный насос первого контура, 7 - турбина высокого давления, 8 - турбина низкого давления, 9 - редуктор, 10 - конденсор, 11 - насос вторичного контура, 12 - трубопровод входа морской воды, 13 - трубопровод выхода морской воды.


Рис. 5.15. Схема судовой атомной силовой установки
На рис. 5.16 приведена фотография ядерного реактора первого в мире атомного ледокола «В. И. Ленин».
Первый гражданский атомоход, был спущен на воду в 1959 г. в СССР. Это был легендарный ледокол В.И. Ленин, на котором были установлены три независимых ядерных реактора, два из которых работали постоянно, а третий включался в особо тяжёлых ледовых условиях или при регламентных работах на основных реакторах.
Мощность силовой установки ледокола составляла 44 000 л.с. (33 МВт). Судно имело водоизмещение 17800 т, каждая т массы была обеспечена 3 л.с., что позволяло в спокойной воде двигаться со скоростью 18 узлов (33 км/час), а в режиме ледокольного хода при толщине покрова до 2,5 м со скоростью 2 узла (3,7 км/час).


Рис. 5.16. Судовой ядерный реактор и атомный ледокол «В.И. Ленин»
Атомоход мог трижды совершить кругосветное плавание без заходов в порт для перезаправки реакторов. Атомный ледокол В.И. Ленин мог снабжать электроэнергией город с пятисот тысячным населением.
Наибольшая длина ледокола составляла 134 м, ширина 27,6 м, высота борта 16,1 м. Ледокол представлял собой своеобразную лабораторию, в которой отрабатывались технологии применения ядерных реакторов на флоте.
На судне прошли всесторонние испытания двух типов атомных генерирующих пар установок. Первый вариант силовой установки отработал в течение шести навигаций продолжительностью по 140 - 160 суток каждая.
Второй вариант силовой установки был смонтирован на судне в июне 1970 г. В дальнейшем аналогичными силовыми агрегатами были оборудованы отечественные ледоколы «Арктика», «Сибирь» и «Россия».
Первая арктическая экспедиция ледокола началась 19 августа 1960 г и продлилась почти 100 суток. За это время судно прошло более 10 000 морских миль, из которых более 7 000 миль в тяжёлых ледовых условиях, которые для обычных ледоколов считались непреодолимыми.
Славную историю отечественного атомного флота продолжил ледокол «Арктика», который был построен в 1975 г. на Балтийском заводе г. Ленинграда.


Ледокол располагал высокими бортами и четырьмя палубами и пяти ярусной надстройкой (рис. 5.17).
В движение ледокол приводился тремя четырёх лопастными гребными винтами фиксированного шага.
Ядерный реактор силовой установки располагался в изолированном отсеке средней части корпуса, выполненного из высокопрочной легированной стали.
В области наиболее интенсивных ледовых нагрузок корпус был усилен специальным ледовым поясом. Судно было оборудовано дифферентной и креновой системами регулировки положения корпуса относительно абсолютной вертикали и горизонтали.
Для ведения воздушной ледовой разведки на «Арктике» базировался вертолёт Ми - 2, который мог взлетать и садиться на площадку, оборудованную на палубе.
В отличие от первого поколения ледоколов, на «Арктике» силовая установка и системы жизнеобеспечения работали в автоматическом режиме с центрального поста управления ходового мостика. Главный щит в части управления гребными электродвигателями дублировался кормовым постом управления.
За первые два года эксплуатации «Арктика» неоднократно вызволял из ледового плена ледоколы с традиционными силовыми агрегатами, которые не могли вывести караваны на чистую воду.
В частности, был вызволен из ледового плена ледокол «Ермак» с сухогрузом «Капитан Мышевский» и ледокол «Ленинград» с транспортом «Челюскин». В первые два года эксплуатации «Арктики» наряду с выполнением народнохозяйственных планов северного завоза решались научно-технические задачи, потому что «Арктика» была головным судном и перед запуском серии, необходимо было убедиться, в оптимальности применяемых научно-технических решений.
В первые же рейсы «Арктика» поразила даже опытных полярных капитанов своими возможностями продираться сквозь вековые северные льды.
Вот как свои впечатления изложили участники ледовых походов В. А. Спмчкин и В. А. Шамотьев: «к Ледокол форсирует напролом, скорость его продвижения, конечно, невелика, но зато сам ход необычайно красив. Как известно, ледокол разрушает прочный лед не ударом форштевня, а продавливая его своей массой: чем прочнее лед, тем большая часть ледокола должна вползти на него, чтобы вызвать разрушение.

При этом место разломов льда смещается от носовой части к середине судна. При разрушении очень прочного льда места ломки смещаются настолько далеко от форштевня, что они даже не просматриваются из передних иллюминаторов ходовой рубки.
Это создает фантастическое впечатление, будто весь огромный атомоход скользит по льду, как аэросани. Это тихое плавное продвижение, когда перед носом судна не видно ни трещины, ни ломающегося льда, ни фонтана ледяных брызг, делает эффект скольжения столь реальным, что, кажется, за кормой ледокола не должно быть обычного канала.
Но взгляд назад, за корму, где по-прежнему темнеет широкая дорога чистой воды, убеждает, что ледокол не скользит, а крушит эти поля многолетнего льда. Возле средней части ледокола дыбятся стотонные глыбы раздавленного льда».
На рис. рис. 5.17 показана схема продвижения ледокола в ледяном массиве. Ледокол форштевнем подходит к кромке льда (фрагмент 1) заползает на лёд (фрагмент 2) и своей массой откалывает ледяные глыбы. Система управления дифферентом на нос может обеспечивать дополнительное утяжеление носовой части судна.


Атомный ледокол «Арктика» первым из всех судов достиг географической точки, соответствующей Северному Полюсу нашей планеты.
Научная экспедиция ледокола началась 9 августа 1977 г из порта приписки Мурманск (рис. 5.18) ледокол «Арктика» с экипажем в 200 человек проследовал мимо Новой Земли по 130 меридиану в море Лаптевых и взял курс на Северный Полюс.


Рис. 5.18. Маршрут плавания к Северному полюс
Так как подобное плавание было предпринято впервые и могли произойти всякие неприятности, то ледокол был подготовлен к восьмимесячному автономному плаванию.
В состав бортового оборудования входили тяжёлые гусеничные механизмы для постройки в арктических условиях аэродрома, разборные щитовые домики, аэросани, автономная электростанция.
Готовились к самым экстремальным ситуациям, на случай, если экипажу придётся покидать аварийное судно и высаживаться на лёд. Таких случаев с первопроходцами даже в более низких широтах было предостаточно.
Опасались многого. Опасались за целостность корпуса, за поведение ядерного реактора, за целостность винтов, которые могли быть повреждены льдом, опасались за системы навигации, которые при подходе к полюсу ведут себя не вполне адекватно.
Однако отечественная наука и отечественное судостроение снабдила участников экспедиции уникально надёжным судном. 17 августа 1977 г. в 4 часа утра по московскому времени «Арктика» пройдя без особых задержек мощный ледяной покров Центрального полярного бассейна, впервые в мировой практике достиг в активном режиме плавания географической точки Северного полюса.
В 9 часов 40 минут по московскому времени над Скверным полюсом, на самой что ни наесть макушке Земли был поднят флаг Союза Советских Социалистических Республик. Практически все члены экспедиции совершили «кругосветное путешествие» вокруг десятиметровой мачты с государственным флагом Родины. Иные и не единожды, благо, что путь был не длинным, если по кругу, то метров 20 в диаметре.
На полюсе под воду были спущены водолазы для осмотра корпуса и винтов. Серьёзных повреждений, влияющих на жизнеобеспечение и технические характеристики судна, обнаружено не было. Обратный путь к Мурманску пролегал, практически, по прямой. Маршрут проходил через ледовые районы, по которым не ходило до этого ни одно судно.
Вояж на Северный полюс окончился более чем успешно, доказав, что отечественный атомный ледокольный флот способен работать в экстремальных условиях. Учёные, инженеры, судостроители и арктические судоводители подтвердили свой высочайший мировой рейтинг.
С появлением в СССР атомного ледокольного флота навигационный период в Арктике увеличился до 8 месяцев в году, а на западном участке навигация не прекращалась круглый год.
20 февраля 1981 г. на судоверфи им. Серго Орджоникидзе в Ленинграде был заложен третий атомоход серии «Арктика», который известен как «Россия», 2 ноября 1983 г. судно было спущено на воду. Наибольшая длина ледокола составляла 150 м, наибольшая ширина - 30 м, высота надводного борта 17,2 м, водоизмещение 22920 регистровых тонн.


Рис. 5.19. Атомный ледокол «Россия»
Турбоэлектрическая атомная установка развивала мощность 75 ООО л.с., максимальная скорость хода на чистой воде - 21 узел (« 40 км/час). В 1985 г. атомоход принят в эксплуатацию (рис. 5.19). В отличие от предыдущих образцов атомоходов «Россия» имела более защищённые от ледовых повреждений винты, упрочнённый корпус и всепогодный вертолёт Ка - 32. Экипаж ледокола располагался в 149 каютах, 120 из которых были одноместные, 14 - двухместные, 4 - шестиместные каюты для временного персонала - курсантов, проходящих практику.
Атомные ледоколы последнего поколения «Вайгач» и «Таймыр» по отечественному проекту были построены на судоверфи «Вяртсиля Морская Техника» в Финляндии, однако ядерные реакторы были поставлены из СССР. Эти ледоколы имели малую осадку и могли круглогодично заходить в северные реки, покрытые ледовым панцирем, делая их судоходными. Главня атомная силовая установка имела мощность 50 000 л.с., что позволяло двигаться в условиях льда двухметровой толщины (рис. 5.20).

<< | >>
Источник: Исаков3 Александр Яковлевич. Основы              современного              естествознания. Часть 3. Естествознание но вого времени. Лекции для студентов экономических направлений: Петропав- ловск-Камчатский: КамчатГТУ,2012. - 336 с.. 2012

Еще по теме Атомный ледокольный флот:

  1. Военный атомный флот
  2. 128. Мировой морской флот
  3. Речной флот
  4. 94. Атомная энергетика мира
  5. АТОМНАЯ БОМБА В КАРМАНЕ
  6. Программа атомной бомбы
  7. Золото, полученное в атомном реакторе
  8. НАРУШЕНИЕ ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБЪЕКТАХ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
  9. Нарушение правил безопасности на объектах атомной энергетики (ст. 215 УК РФ)
  10. 18.11. Нарушение правил безопасности на объектах атомной энергетики (ст. 215)
  11. Создание атомного оружия в СССР
  12. 6. Атомное оружие
  13. Страхование атомных рисков
  14. КОСМОПОЛИТИЗМ И АТОМНАЯ БОМБА
  15. 3. Атомное строение материи
  16. Глава 13 Атомное ядро