Майкл ДиМеркурио - Подводные лодки

• Версия трагических событии 1963 года, распространённая среди подводников ВМС США, не полностью совпадает с официальной версией произошедшего.

• Эта трагедия многому нас научила, и с тех пор подлодки стали безопаснее.

Часть 2

Атомный век

Если придерживаться определения подлодки как «погрузившееся судно, независимое от поверхности», то первой настоящей подлодкой была атомная подлодка «Наутилус». Это было одним из самых больших достижений науки в XX веке: путь из пункта А (Энрико Ферми провёл первый успешный опыт с цепной ядерной реакцией) в пункт Б (спуск на воду «Наутилуса»).

В этом разделе мы пройдем путь из пункта А в пункт Б. Этот период, конечно же, имеет огромное историческое значение, но он также представляет интерес лично для меня, потому что я знаком с человеком, которому мы обязаны этими событиями: адмиралом Хьюманом Г. Риковером. Риковеру не только принадлежит идея использования ядерной энергии на подлодках, но он также в течение 30 лет стоял во главе отрасли, которая производила реакторы для подлодок, и наблюдал за тем, как атомный флот вырос из «Наутилуса» в грозную силу. Как «ангел-хранитель» атомного флота, он лично проводил набор моряков на подлодки. С этих страниц вы узнаете, как он совершил это чудо.

Глава 8

Вступая в атомный век

• Время распада атома.

• Строительство силовых установок.

• Монтаж силовой установки на подлодку.

• Идеальный испытательный стенд.

Радиоактивные или молекулярно нестабильные элементы были впервые открыты в 1895 году, когда Уильям Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи. Год спустя Антони Анри Беккерель обнаружил, что соли урана можно использовать для получения изображений на фотографических пластинах. Но люди научились использовать радиоактивные материалы для получения энергии только более чем через 50 лет.

Сегодня большинство подлодок работают на атомной энергии. Метод вырабатывания энергии ядерным реактором без подачи воздуха позволяет современным подлодкам оставаться под водой в течение довольно длительного времени, не поднимаясь на поверхность. Подлодки больше похожи на рыб, чем на дельфинов.

Мы подробнее вернемся к вопросу получения ядерной энергии позже в той главе, но суть его состоит в следующем: ядерная энергия вырабатывается в результате выделения тепла, происходящего при распаде ядра радиоактивного элемента. Это тепло используется для превращения воды в пар. Пар приводит в движение турбину, присоединенную к генератору, который превращает энергию пара в электрическую энергию.

Возможность использования энергии таким образом была открыта 2 декабря 1942 года, когда Энрико Ферми впервые провел первую успешную цепную ядерную реакцию. Впервые эта технология была применена при изготовлении бомб, две из которых были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки, что приблизило конец Второй мировой войны.

Только по прошествии более 2 лет после окончания Второй мировой войны Американская комиссия по атомной энергии начала рассматривать возможность использования ядерной энергии в мирных целях, например, для выработки электроэнергии, для освещения городов или для питания мощных агрегатов.

Первый ядерный реактор, предназначенный для выработки электроэнергии, был запущен 20 декабря 1951 года. Однако он был довольно малым по размеру. Он мог давать энергию для 4 лампочек — это было что-то наподобие первого ядерного аккумулятора.

Первый ядерный реактор Энрико Ферми был назван «Чикагский ядерный реактор 1».

Сформированная комиссия по атомной энергетике разработала и начала осуществлять программу финансирования строительства ядерных установок, которые бы использовались как для государственных, так и для личных нужд. Некоторые считают, что использование атомной энергии до сих пор остается довольно противоречивым фактом, потому что последствия возможной ядерной катастрофы перевешивают чашу весов, на которой находятся все преимущества получения дешевой энергии.

Первая атомная электростанция была построена на побережье Камберлэнд в 1956 году и названа электростанцией «Калдер холл». В ней в качестве топлива использовался уран. Следующая крупная атомная электростанция была открыта годом позже в местечке Шиппингпорт, штат Пенсильвания.

В настоящее время исследования в области ядерной энергии привели к тому, что с её помощью можно эффективно бороться с раковыми опухолями, а также использовать в других сферах медицины. Промышленность использует радиацию для исследования структурной целостности стареющих зданий и сварных швов груб (см. главу 7, в которой рассказывается о катастрофе подлодки «Трэшер»). Радиоактивные материалы представляют пользу и для искусства: теперь стало возможно определить возраст древних находок, а также отличить подделку от оригинала.

Но как же мы прошли путь от наземных реакторов до использования атомной энергии в реакторах на подлодках? Этот, казалось бы, огромный скачок был проделан одним человеком, адмиралом Хьюменом Риковером (см. главу 9).

Вот так производится атомная энергия:

• Неустойчивые элементы (плутоний и уран) распадаются (их ядра распадаются) и высвобождают энергию.

• Энергия выделяется в форме тепла или термальной энергии.

• Вода, которая течёт по трубам вокруг урановых топливных модулей, поглощает это тепло.

• Вода превращается в пар, если это паровой реактор, или передаёт тепло вторичной водяной петле, которая вырабатывает пар. На этой стадии ядерный реактор становится огромным паровым котлом.

• Пар приводит в движение турбину, которая при вращении преобразует тепловую энергию пара в механическую энергию вала турбины, которая в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию в электрическом генераторе.

Перед тем как мы перейдем к рассказу об адмирале Риковере и первой атомной подлодке, мы поведаем вам о подлодке, которая явилась мостиком между архаичными судами времён Второй мировой войны и современными атомными подводными лодками. Знакомьтесь: «Альбакор».

Одной из подлодок, оказавших наибольшее влияние на развитие технологий в 1950-е годы, была подлодка «Альбакор». Это была экспериментальная подлодка. В процессе строительства этого судна конструкторы впервые применили очень много нововведений, которые сейчас являются стандартными компонентами современных подлодок. «Альбакор» был замечателен тем, что он представлял собой скорее вместилище достижений современных технологий, а не подводное судно. Особый дизайн корпуса подлодки снижал лобовое сопротивление, выжимая максимум скорости.

В современной истории подлодок «Альбакор» был переходным звеном между боевыми судами с возможностью погружения времён Второй мировой войны — которые были скорее судами, плававшими на поверхности и погружавшимися только тогда, когда им нужно было скрыться или нанести удар — и последовавшими за ними современными атомными подлодками.

Подлодки Второй мировой войны были предназначены для быстрого передвижения на поверхности. Их способность к быстрому передвижению заметно снижалась при погружении. Под поверхностью воды они не могли находиться долго и, подобно китам и дельфинам, были вынуждены периодически всплывать для забора воздуха.

Сталь HY-80 была на тот момент новейшим, самым твёрдым видом стали, известным человечеству. Своё название она получила из-за того, что может выдерживать давление 80 000 фунтов на квадратный дюйм поверхности, что составляет 52 320 тонн на квадратный метр. Предел прочности материала — это точка, до которой материал возвращает свою первоначальную форму после того, как воздействие на поверхность прекращается, а после нее начинает деформироваться, то есть изменяет форму, которую он имел до начала воздействия.

Национальное научное общество подготовило анализ осуществимости данного проекта. Возможно ли построить подлодку, которая бы быстро передвигалась под водой; подлодку с овальным корпусом и выполненным одним винтом, расположенным вдоль оси из стали HY-80?

Начался спор между самыми светлыми умами современности, что же лучше использовать — одинарный или двойной винт. Было принято решение о строительстве опытной подлодки, на которой будут устанавливаться различные системы, а эксперты будут определять, какие же из них превосходят по своим характеристикам все остальные.