70 годов назад в США были развернуты работы по созданию первой атомной подводной лодки Nautilus (SSN 571). Это стало одним из революционных событий в мировом судостроении.
1-ые исследования по созданию корабельного ядерного реактора (ЯР) ВМС США относятся к 1939 г. Но действия 2-ой Мировой войны и сосредоточение усилий американских профессионалов, также ученых-эмигрантов из Европы с глобальными именами А. Эйнштейна, Н. Бора, Э. Ферми, Л. Сцилларда и других на реализации программки сотворения американской атомной бомбы (проект Manhattan) отодвинули внедрение атомной энергетики на ПЛ более чем на 15 лет. Вобщем, еще до окончания войны в США был сотворен комитет для разработки предложений по использованию атомной энергетики в послевоенное время. В их числе значилось и создание корабельной атомной энергетической установки (АЭУ). Во выполнение этой советы к концу войны в Центре корабельных исследовательских работ ВМС США была укомплектована группа офицеров и инженеров ВМС, которая в 1946 г. приняла роль в строительстве ЯР в ядерном центре Оак-Ридж.
Наземный макет АЭУ STR Mark I
В состав группы заходил инженер-электротехник коммандер Хаймен Риковер (1900-1986 гг.) – человек, сыгравший исключительную роль в разработке первой в мире АПЛ Nautilus, также опытовых АПЛ Tullibee, Norwhal, Glenard P. Lipscomb и серийных боевых АПЛ типов Skipjack, Thresher/Permit, Sturgeon и первой подсерии Los Angeles. Недаром Риковера именуют «крестным отцом» атомного подводного флота США.
Но в конце 1947 г. управление судостроения ВМС не поддержало советов группы по ускорению программки сотворения ЯР с габаритами, позволяющими расположить его в корпусе ПЛ, и расформировало ее. Меж тем, работы над ЯР для подводных лодок длилось и скоро получили поддержку управления ВМС США. Был сотворен отдел атомной энергетики при управлении судостроения ВМС, позднее перевоплощенный в сектор разработки военно-морских реакторов комиссии по атомной энергии (сейчас – Министерство энергетики США).
К концу 1949 г. была завершена разработка проекта первой корабельной АЭУ. Инженеры-энергетики предлагали сделать наземный макет АЭУ, а после его отработки обеспечить размещение установки на подводной лодке. Управляющий проекта Х. Риковер с самого начала востребовал, чтоб макет реактора располагался снутри железного цилиндра поперечником около 9 м – аналогичного предполагавшемуся поперечнику крепкого корпуса будущей ПЛ.
В июле 1951 г. конгресс принял решение о строительстве первой в мире атомной субмарины. Министерство ВМС в декабре 1951 г. присвоило новенькому кораблю имя Nautilus.
Создание наземного макета. В январе 1950 г. было принято решение о строительстве наземного макета АЭУ STR Mark I – реактора на термических нейтронах. Строительство развернулось поблизости города Арко, что в штате Айдахо, – в пустынной местности и вдалеке от огромных городов.
В феврале 1950 г. Х. Риковер запросил ведомую верфь ВМС США Portsmouth Naval Shipyard относительно способности разработки проекта и производства корпуса ЯР для макета STR Mark I. При всем этом было поставлено условие, чтоб все проектные работы производились под управлением Х. Риковера. Когда дирекция верфи отказалась принять такое условие, он предложил эту работу верфи Electric Boat Shipyard (Гротон, штат Коннектикут). В конце 1952 г. корпус реактора был сделан и доставлен в Арко. 30 марта 1953 г. макет STR Mark I достигнул уровня критичности, а 25 июня такого же года установка была доведена до номинальной мощности.
«Крестный отец» южноамериканского атомного флота Хаймен Риковер
Повышенное внимание уделялось системе защиты. Она была так чувствительной, что реактор мог быть остановлен вследствие тяжеленной поступи матроса по настилу палубы. Равномерно число характеристик безопасности сокращалось, а их допустимые отличия от нормы «заг
рублялись».
Во время испытаний реактора после 24 часов непрерывной работы на номинальной мощности инженеры сочли, что приобретенных данных довольно, и предложили окончить тесты. Но Риковер отдал приказ продолжить работу с целью имитации перехода АПЛ полным подводным ходом через Атлантику: из Новейшей Шотландии (провинция на юго-востоке Канады) до порта Фаснет на юго-западе Ирландии. Режим имитировал трансатлантический переход протяженностью практически 2000 миль со средней скоростью более 20 узлов без остановок и всплытий.
В течение выполнения этого режима имели место несколько довольно суровых аварийных ситуаций. Так, через 60 часов практически пришли в негодность автономные турбогенераторы (АТГ). Графитовая пыль, образующаяся при обычном эксплуатационном износе их щеток, осела на обмотках и привела к уменьшению сопротивления изоляции. Оказались покоробленными несколько метров кабелей системы контроля ЯР, в итоге чего был утрачен контроль над параметрами активной зоны (АЗ). Один из 2-ух циркуляционных насосов I контура (ЦНПК) начал создавать завышенный уровень шума на больших частотах. Через 65 часов после начала режима ситуация стала еще больше напряженной. Несколько трубок головного конденсатора дали течь. Начало повышаться давление в конденсаторе.
Меж тем, опыт был доведен до конца. В целом установка STR Mark I удовлетворительно обеспечила режим 96-часового перехода. За этот период времени мощность понижалась два раза до уровня 50% и один раз до 30%, но никогда установка не выводилась из деяния. Следующие ревизия и дефектация проявили, что все обнаруженные недостатки и повреждения просто устранимы.
Строительство АПЛ Nautilus. Договор ВМС с верфью Electric Boat был подписан 20 августа 1951 г. Закладка АПЛ Nautilus свершилась 14 июня 1952 г. В процессе строительства осуществлялся серьезный контроль за весовой нагрузкой АПЛ. Цена субмарины в ценах 1951 г. составила $37 млн.
Лодку спустили на воду 21 января 1954 г. «Крестной матерью», разбившей бутылку шампанского об ее форштевень, стала госпожа Эйзенхауэр – жена президента Соединенных Штатов. 30 ноября 1954 г. АПЛ Nautilus вошла в состав ВМС США. Первым командиром корабля был назначен коммандер Юджин Уилкинсон.
Юджин Уилкинсон – 1-ый командир АПЛ Nautilus
Прямо до 17 января 1955 г. АПЛ продолжала находиться у достроечной стены верфи компании Electric Boat. Производилась доводка корабля до проектных характеристик. Более сложным оказалось обеспечение подводной автономности, что разъяснялось неудовлетворительной работой системы регенерации и кондиционирования воздуха.
В мае 1955 г. лодка прошла под водой из Нью-Лондона (штат Коннектикут) в Пуэрто-Рико 1300 миль за 84 часа. Сначала 1957 г. допустимая длительность пребывания под водой была увеличена до 16 суток (около 385 часов). И исключительно в конце 1958 г. длительность непрерывного пребывания под водой достигнула проектной величины – 31 день.
Главные свойства АПЛ Nautilus: водоизмещение обычное/подводное – 2980/3520 т; длина – 97,5 м, ширина – 8,5 м, высота – 6,7 м, скорость полного надводного/подводного хода – 20/23 уз; дальность плавания – 40000 миль (с ЯР, установленным в процессе второго полгого ремонта). Испытательная глубина погружения – 213,4 м. Экипаж состоял из 101 человека, включая 12 офицеров.
Лодка имела 6 носовых торпедных аппаратов типа Mk 50 калибра 533 мм для стрельбы торпедами Mk 14 Mod 6, Mk 16 Mod 6, Mk 16 Mod 8, Mk 37 Mod 1b и Mod 3. Система управления стрельбой – Mk 101 Mod 6. Боезапас включал 24 торпеды (6 – в торпедных аппаратах и 18 – на стеллажах). АПЛ располагала интенсивно/пассивной гидроакустической станцией (Угасал) типа AN/SQS-4 с цилиндрической антенной в носовой оконечности. Дальность обнаружения в режиме эхопеленгования – 5 миль, рабочая частота – 14 кГц.
Крепкий корпус АПЛ Nautilus сделан из стали HTS и делился водонепроницаемыми переборками на 6 отсеков. Носовая оконечность имела штевневые обводы, кормовая – конусную форму с радиальными шпангоутами. На этой лодке в первый раз удалось обеспечить весь экипаж штатными кроватями, отказавшись от принципа «теплой койки», когда сменившийся с вахты мореплаватель занимал всякую свободную кровать, с которой не так давно встал подвахтенный. Старшины и матросы располагались в кубриках с трехъярусными кроватями, офицеры – в каютах, командир корабля имел отдельную каюту. Жи