Varför en kärnreaktor på en lovande rysk jagare
"Designen av den nya jagaren utförs i två versioner: med ett konventionellt kraftverk och med ett kärnkraftverk. Detta fartyg kommer att ha mer mångsidiga möjligheter, samt ökad eldkraft. Den kommer att kunna operera i den avlägsna havszonen både ensam och som en del av grupperingar av marinens fartyg.
- Presstjänst från Ryska federationens försvarsministerium, uttalande daterat den 11 september 2013.
Kraftverket är hjärtat i all teknik. Parametrarna för alla mekanismer och delsystem som ingår i den övervägda strukturen är styvt bundna till energikällan. Valet av ett kraftverk är det svåraste steget i utformningen av ett tekniskt system, på vars korrekthet (och tillgången på ett lämpligt styrsystem) allt beror på.
Möjligheten att ha ett kärnkraftverk på en lovande rysk jagare orsakar långa diskussioner. Var och en av parterna ger argument som är värda att uppmärksammas, medan officiella källor inte ger några specifika förklaringar om det framtida fartygets egenskaper och utseende.
De initiala uppgifterna är som följer. Hittills har behovet av ett kärnkraftverk (NPU) bekräftats på tre klasser av fartyg och fartyg:
- på ubåtar (orsaken är uppenbar - behovet av en kraftfull luftoberoende kraftverk);
- på isbrytare, på grund av deras långvariga drift med maximal effekt. Utnyttjandefaktorn för installerad kapacitet för moderna kärnisbrytare är 0,6…0,65 — dubbelt så högt som något krigsfartyg i flottan. Isbrytare bokstavligen "sliter sig" i isen, samtidigt som de inte kan lämna banan för att fylla på bränsle;
- på superbärare, där den monstruösa storleken och kraften gör det olönsamt att använda konventionella styrsystem. Emellertid har brittiska designers nyligen motbevisat detta uttalande - på det nya hangarfartyget gavs gasturbiner företräde. Samtidigt var det planerat att utrusta drottning Elizabeth (60 tusen ton) med ett extremt energikrävande system - EMALS elektromagnetiska katapult.
Behovet av att utrusta fartyg av andra klasser med nukleära kontrollsystem ser tveksamt ut. I början av XXI-talet. Det finns praktiskt taget inga ytstridiga kärnkraftsfartyg av kryssnings-/jagareklassen kvar i världen. Dessutom finns det inga planer på att skapa sådana fartyg utomlands. Amerikanerna skrev av alla sina kärnkraftskryssare redan i mitten av 90-talet, med formuleringen "orimligt höga driftskostnader, i avsaknad av specifika fördelar."
Det enda undantaget är den ryska tunga kärnvapenmissilkryssaren Peter den store (som samtidigt anses vara världens största och dyraste icke-flygplansbärande fartyg) och dess bror, amiral Nakhimov TARKR som för närvarande uppgraderas (den före detta kryssaren Kalinin, lanserades för tre decennier sedan).
Det verkar som att allt är uppenbart: en lovande kärnvapenjagare för den ryska flottan ser ut som en fullständig anakronism. Men problemet är mycket djupare än det verkar vid första anblicken.
Argument mot och för
Argumentationen från motståndare till konstruktionen av kärnvapenförstörare bygger på fem "postulat" som lades fram i rapporten från Operations Directorate of the US Navy Headquarters 1961:
1. Faktorn att öka marschräckvidden vid maximala hastigheter för ytfartyg är inte av avgörande betydelse. Det finns med andra ord inget behov av militärseglare att korsa hav och oceaner i 30 knop.
Patrullering, kontroll av sjövägar, sökande efter ubåtar, konvojeskort, humanitära och militära operationer i kustzonen - allt detta kräver mycket lägre hastigheter. Rörelsen i full fart hindras ofta av väderförhållanden och hydrografiska förhållanden. Slutligen är det värt att tänka på säkerheten för mekanismernas resurs - ledningen "Orlan" ("Kirov", aka "Admiral Ushakov") "dödade" äntligen sitt kraftverk under en resa till dödsplatsen för "Komsomolets" . Fyra hela dagar!
2. Högre kostnad för ett fartyg med YASU. Vid den tidpunkt då ovanstående rapport skrevs var det känt att konstruktionen av en atomkryssare var 1,3-1,5 gånger dyrare än konstruktionen av ett fartyg med en liknande sammansättning av beväpning med ett konventionellt kraftverk. Jämförelse av kostnaderna för driften kunde inte göras, på grund av bristen på erfarenhet av drift av kärnkraftsdrivna fartyg under dessa år.
För närvarande väcker denna artikel fortfarande de flesta frågorna. Huvudhemligheten är kostnaden för bränsleuranaggregat (med hänsyn till deras transport och bortskaffande). Men enligt de senaste beräkningarna, med oljeprisets nuvarande dynamik, kommer kostnaden för en 30-årig livscykel för ytfartyg av huvudklasserna i genomsnitt att vara 19 % högre än kostnaden för en cykel för deras icke- nukleära motsvarigheter. Byggandet av en kärnvapenjagare kommer bara att vara genomförbart om oljepriset stiger till 233 dollar per fat år 2040. Förekomsten av ett kärnvapenlandningsfartyg (av typen Mistral) kommer att vara fördelaktigt endast om oljepriset stiger till 323 USD per fat år 2040 (baserat på 4,7 % per år).
Den ökade energiförbrukningen och installationen av avancerad utrustning ombord på jagarna oroar inte heller sjömän alltför mycket. Förmågan hos befintliga fartygsgeneratorer är tillräckliga för att driva superradar med en toppeffekt på 6 MW. I händelse av uppkomsten av ännu mer glupska system (AMDR, 10 megawatt), föreslår designerna att lösa problemet genom att installera en extra generator i en av Orly Burke helikopterhangarer, utan grundläggande förändringar i designen och skador på striden den lilla jagarens kapacitet.
Sluta! Och vem har någonsin sagt att ett kärnkraftverk borde ha mer kraft än en gasturbin av samma storlek?! Detta kommer att diskuteras i nästa stycke.
3. Från och med början av 60-talet var vikten och dimensionerna på kärnkraftverken ombord märkbart högre än för konventionella kraftverk (med samma effekt på propelleraxlarna). Reaktorn, med sina kylkretsar och biologiska skydd, vägde inte mer än en vattenpanna eller en gasturbin med tillförsel av bränsle.
En kärnkraftverk (NSPU) är inte allt. För att omvandla energin från överhettad ånga till kinetisk energi hos roterande propellrar, krävs huvudturboväxeln (GTZA). Det är en skrymmande turbin med en växellåda, som inte är sämre i storlek än en konventionell gasturbin.
Det blir tydligt varför det kalla krigets kärnvapenkryssare varje gång visade sig vara större än sina icke-nukleära motsvarigheter.
Det finns all anledning att tro att denna situation kvarstår än i dag. De deklarerade indikatorerna på lovande kärnkraftverk som är lämpliga för installation på fartyg (RITM 200, 80 tusen hk, vikt 2200 ton) leder till vissa slutsatser: kärnkraftverket väger inte mindre än en uppsättning gasturbiner (en typisk LM2500 väger inom 100 ton, var och en av jagarna är utrustade med fyra sådana installationer) och den nödvändiga bränsletillförseln (genomsnittet för moderna kryssare och jagare är 1300 ... 1500 ton).
Från den presenterade reklamhäftet OKBM dem. I. Afrikantov, det är inte klart om denna siffra (2200 ton) inkluderar massan av turbogeneratorer, men det är ganska uppenbart att detta värde inte inkluderar massan av framdrivningsmotorer. (notera YaPPU "RITM 200" skapades för de senaste isbrytarna pr. 22220 med full elektrisk framdrivning).
Och detta trots att alla kärnkraftsdrivna fartyg nödvändigtvis är utrustade med ett reservkraftverk (dieslar / pannor), som gör det möjligt att i händelse av en olycka krypa till stranden med en lägsta hastighet. Dessa är standardsäkerhetskraven.
Maskinrummet för landande helikopterbäraren "Amerika".
Fartyget drivs av två General Electric LM2500 gasturbiner.
Fartyget drivs av två General Electric LM2500 gasturbiner.
4. Det fjärde postulatet säger att för underhållet av kärntekniska kontrollsystem behövs ett större antal servicepersonal, dessutom med högre kvalifikationer. Vilket innebär en ytterligare ökning av deplacement och kostnaden för att driva fartyget.
Kanske gällde denna situation i början av atomäran flotta. Men redan på 70-talet tappade det sin mening. Detta är lätt att verifiera genom att titta på antalet besättningar på atomubåtar (i genomsnitt 100-150 personer). 949 personer räckte för att klara en enorm "limpa" med två reaktorer (projekt 130A). Rekordet tillhör den oefterhärmliga Lyra (Projekt 705), vars besättning bestod av 32 officerare och midskepps!
5. Den viktigaste anmärkningen. Fartygets autonomi begränsas inte bara av bränslereserver. Det finns också autonomi när det gäller proviant, ammunition, reservdelar och förbrukningsvaror (smörjmedel etc.). Till exempel är den beräknade mattillgången ombord på Peter den store bara 60 dagar (med en besättning på 635 personer).
Det är inga problem med färskvatten - det fås direkt ombord i alla nödvändiga mängder. Men det finns problem med tillförlitligheten hos mekanismer och utrustning. Som med besättningens uthållighet kan sjömän inte tillbringa ett halvår på öppet hav utan att gå i land. Människor och teknik behöver vila.
Slutligen förlorar diskussioner om obegränsad cruising räckvidd sin mening när man diskuterar aktioner som en del av en skvadron. Det är inte möjligt att utrusta varje helikopterfartyg, minsvepare eller fregatt med ett kärnvapenkontrollsystem - på ett eller annat sätt kommer en kärnvapenförstörare att behöva traska tillsammans med alla andra och se hur andra fartyg fyller på sin bränsleförsörjning med hjälp av KSS och flottan tankfartyg.
Anhängare av användningen av YaSU, tvärtom, hävdar att alla påhitt om autonomi när det gäller bestämmelser är en billig provokation. Det största problemet är alltid bränsle. Tusentals ton bränsle! Allt annat - mat, reservdelar - har en relativt kompakt storlek. De kan enkelt och snabbt levereras till fartyget eller förvaras i fack i förväg (när det är känt att en resa till full autonomi är planerad).
Brittisk jagare HMS Daring.
Idag är det den mest avancerade jagaren i världen.
Idag är det den mest avancerade jagaren i världen.
Motståndare till kärnkraft har också sina egna allvarliga argument. Det bästa av moderna kraftverk, byggda enligt det avancerade schemat med full elektrisk framdrivning (FEP) och med en kombination av ekonomiska dieselmotorer och efterbrännande gasturbiner (CODLOG), visar imponerande effektivitet och ekonomi. Den blygsamma jagaren Daring kan resa upp till 7000 XNUMX nautiska mil på en bensinstation (från Murmansk till Rio de Janeiro).
När man opererar i avlägsna havsområden skiljer sig autonomin för ett sådant fartyg nästan inte från autonomin för ett kärnkraftsdrivet fartyg. En lägre marschfart, jämfört med ett kärnkraftsfartyg, är inte avgörande i radaråldern, flyg och missil armar. Dessutom, som nämnts ovan, kan det kärnkraftsdrivna fartyget inte heller kontinuerligt röra sig med en hastighet av 30+ knop - annars kommer det att behöva en årlig översyn med ett fullständigt utbyte av kraftverket.
Samtidigt kan en marin tanker (komplext försörjningsfartyg) tanka fem till tio av dessa jagare på en flygning!
Förstörarna Guangzhou (projekt 052B, bräda nr 168) och Haikou (projekt 052C, bräda nr 171) tar bränsle från Qiandaohu KKS (bräda nr 887)
Bland andra argument som framförts av motståndare till konstruktion av kärnvapenytafartyg bör man notera tvivel om den höga överlevnadsförmågan hos en kärnvapenjagare och dess säkerhet i händelse av stridsskador. När allt kommer omkring är en skadad gasturbin en vanlig hög av metall. En skadad reaktorhärd är en dödlig sändare som kan döda alla som lyckats överleva en fiendeattack.
Fakta visar att farhågorna för konsekvenserna av skador på reaktorn är kraftigt överdrivna. Det räcker med att påminna om döden av atomubåten "Kursk". Den fruktansvärda explosionen som förstörde flera fack orsakade ingen strålningskatastrof. Båda reaktorerna stängdes automatiskt av och låg säkert i ett helt år på mer än 100 meters djup.
Välsignat minne av de stupade
Det är värt att tillägga att förutom den lokala reservationen av reaktorutrymmet, är själva reaktorkärlet tillverkat av en kraftfull metalluppsättning en decimeter tjock. Ingen av de moderna anti-skeppsmissilerna kan störa reaktorhärden.
Överlevnadsförmågan hos ett kärnkraftsdrivet fartyg skiljer sig knappast mycket från överlevnadsförmågan hos konventionella jagare. Stridshållbarheten för ett fartyg med YASU kan vara ännu högre på grund av frånvaron av tusentals ton bränsle ombord. Samtidigt kan hans död orsaka irreparable konsekvenser för andra. Denna risk bör alltid tas med i beräkningen när man skickar ett kärnkraftsdrivet fartyg till krig. Varje nödsituation ombord, brand eller grundstötning kommer att bli globala händelser (som händer med atomubåtar).
Allmänhetens ohälsosamma uppmärksamhet på kärnkraftsfartyg, som drivs av oärliga falska miljöpartister, skapar stora problem för utvecklingen av fartygs kärnstridsspetsar. Och om förbudet mot att närma sig Nya Zeelands kust sannolikt inte kommer att ha någon betydelse för den ryska flottan, så kan ett internationellt förbud mot kärnkraftsdrivna fartygs inträde i Svarta havet orsaka mycket problem och problem för den ryska flottan . Att basera jagare i Sevastopol kommer att vara omöjligt. Dessutom kommer det att bli problem under passagen av Suez- och Panamakanalerna. Ägarna av hydrauliska strukturer kommer inte att missa ett tillfälle och kommer, förutom långa pappersarbete, att ålägga sjömännen en trippel hyllning.
Varför behöver Ryssland en kärnvapenjagare?
På den tekniska sidan kommer kärnvapenförstörare inte att ha några betydande fördelar eller nackdelar jämfört med fartyg med konventionella kraftverk (gasturbin eller kombityp).
Högre marschhastighet, obegränsad (i teorin) autonomi när det gäller bränslereserver och inget behov av tankning under hela stridskampanjen ... Tyvärr kan alla dessa fördelar knappast realiseras i praktiken, under loppet av riktiga stridstjänster från marinen . Och därför är de inte av särskilt intresse för flottan. I övrigt har kärnkraftverk och konventionella kraftverk ungefär lika stora vikter, dimensioner och ger samma effekt på propelleraxlarna. Risken för strålningsolyckor kan försummas - som erfarenheten av driften av den inhemska isbrytarflottan visar är sannolikheten för en sådan händelse nära noll.
Den enda nackdelen med fartygsbaserade kärnvapen är deras högre kostnad. Åtminstone indikeras detta av data från öppna rapporter från den amerikanska flottan och frånvaron av kärnvapenförstörare i sammansättningen av utländska flottor.
En annan nackdel med fartyg med YASU är förknippad med Rysslands geografiska position - Svartahavsflottan lämnas utan jagare.
Samtidigt har användningen av YaSU på ryska fartyg ett antal viktiga förutsättningar. Som ni vet har kraftverk alltid varit en svag punkt för inhemska fartyg. Jagarna i Project 956 frusna vid pirerna med "dödade" pannturbinkraftverk blev samtalet i staden, liksom havsresorna för den flygplansbärande kryssaren Admiral Kuznetsov, åtföljda av räddningsbåtar (i händelse av ett annat haveri av kraftverket). Experter uttrycker klagomål om det alltför komplexa och invecklade schemat för gasturbinkraftverket i Atlantmissilkryssarna (pr. 1164) - med en värmeåtervinningskrets och extra ångturbiner. Uppmärksamma fotografer upphetsar allmänheten med fotografier av ryska korvetter, Project 20380, som kastar ut mössor med tjock rök. Som om före oss inte är de senaste fartygen byggda med stealth-teknik, utan en hjulångare på Mississippifloden.
Och mot bakgrunden av denna skam - otaliga världsturnéer av kärnkraftskryssaren "Peter the Great", som rusar runt jorden utan att stanna. Manövrar i Atlanten, Medelhavet, Tartus - och nu är huvuddelen av kryssaren, tillsammans med isbrytare, förlorad i dimman i området Nya Sibiriska öarna. Ryska nukleära isbrytare visar inte mindre tillförlitlighet och effektivitet (dock är ordet "ryska" överflödigt här - inget land i världen, förutom Ryska federationen, har nukleära isbrytare). Den 30 juli 2013 nådde den kärnkraftsdrivna isbrytaren 50 Let Pobedy Nordpolen för hundrade gången. Imponerande?
Det visar sig att ryssarna har lärt sig något. Om vi har en sådan framgångsrik erfarenhet av utveckling och drift av fartygsbaserade kärntekniska kontrollsystem, varför inte använda den för att skapa lovande krigsfartyg? Ja, uppenbarligen kommer ett sådant fartyg att visa sig vara dyrare än sin icke-nukleära motsvarighet. Men i själva verket har vi helt enkelt inget alternativ till YaSU.
Glöm inte heller att vi, till skillnad från den amerikanska flottan, har ett helt annat koncept för utvecklingen av flottan.
Yankees förlitade sig på masskonstruktion av jagare, med hjälp av fullständig standardisering och enande av deras komponenter och mekanismer (vilket dock inte hjälpte mycket - fartygen visade sig fortfarande vara monstruöst komplexa och dyra).
Vår ytkomponent kommer, på grund av olika nationella särdrag, att se annorlunda ut: ett par stora strejkjagare, liknande i storlek som den experimentella amerikanska jagaren Zamwalt, omgivna av billigare och masstillverkade fregatter. Ryska jagare kommer att vara dyra "styckegods", och användningen av kärnstridsspetsar kommer sannolikt inte att ha en märkbar inverkan på kostnaderna för att driva dessa monster. En kärnvapenjagare eller en jagare med ett konventionellt kraftverk? Enligt min åsikt är vart och ett av dessa alternativ i vårt fall en win-win. Huvudsaken är att USC och försvarsministeriet snabbt går från ord till handling och börjar bygga nya ryska fartyg av jagarklassen.
informationen