Программа Naval Reactors. Атомная энергия для ВМС США

Военно-морская группа

Идея создания ядерной энергоустановки (ЯЭУ) для корабля появилась еще в конце тридцатых годов, но в течение нескольких лет не получала должного внимания. Ученые исследовали другие способы применения атомной энергии, и флот пока не мог рассчитывать на принципиально новые источники энергии. Однако ситуация изменилась сразу после окончания Второй мировой войны.

Главным энтузиастом атомной энергии для флота тогда являлся капитан Хайман Дж. Риковер, начальник отдела электрических систем Управления кораблестроения. Он понял перспективы ЯЭУ и стал выступать с предложениями и создании подобных систем. Весной 1946 г. «наверху» услышали его мнение, следствием чего стала командировка в научный центр Оак-Ридж. Риковер и семь других специалистов ВМС должны были ознакомиться с результатами Манхэттенского проекта и изучить его перспективы в контексте развития флота.

Представители ВМС работали в составе отдельной группы, возглавляемой Х. Риковером. Фактически с этого момента офицер стал руководителем программы ЯЭУ для флота. Работы начались с изучения достижений коллег и определения путей развития собственного проекта. Впоследствии все это переросло в программу Naval Reactors.



Параллельно Военно-морской группе пришлось изучать особенности взаимодействия разных организаций и отделов, а также отстаивать свои идеи. На тот момент далеко не все военно-политическое руководство страны было согласно с необходимостью разработки ЯЭУ для флота. Так, принципиальное решение о создании атомной подводной лодки было принято только в конце 1947 г., а разработку ЯЭУ для надводных кораблей одобрили еще позже.

Три реактора

Достаточно быстро удалось определить круг основных задач для дальнейшего решения. Исследования показали, что для применения на флоте наибольший интерес представляют водо-водяные реакторы, а также системы с жидким металлическим теплоносителем и газоохлаждаемые установки. Эти три направления следовало изучать и развивать в направлении сокращения габаритов в соответствии с ограничениями конструкции надводных и подводных кораблей.

Продолжались споры об очередности разработки реакторов для кораблей и подлодок. Часть флотоводцев и ученых считала, что разработка атомного корабля будет проще и позволит отработать новые технологии. Х. Риковер отстаивал приоритет подлодок, поскольку это сулило больший прирост боеспособности флота. Эта точка зрения в итоге победила, и надводные корабли с ЯЭУ появились позже подлодок.

Отработка конструкции реактора была связана с материаловедческими и технологическими задачами. Конструкциям ЯЭУ предстояло работать в открытом море, в т.ч. под водой, а также подвергаться воздействию давления и радиации. Для поиска необходимых технологий и инженерных решений пришлось привлекать различные научные организации и коммерческие предприятия.



Основными участниками программы, которым предстояло создать реакторы, стали компании Westinghouse и General Electric. Они взялись за разработку ЯЭУ с водяным и металлическим теплоносителем соответственно. До определенного времени оба варианта ЯЭУ имели шанс попасть на борт будущей подлодки.

В августе 1949 г. на фоне смены высшего командования флота появился важнейший документ. Программа разработки флотских ЯЭУ получала официальный статус. Этот же документ требовал до 1955 г. построить и сдать первую АПЛ.

Атомный «Наутилус»

Весной 1950 г. состоялось несколько важнейших заседаний, определивших дальнейший ход программы. Было решено построить две новейшие АПЛ по разным проектам, оснащенные отличающимися реакторами. Первый корабль USS Nautilus предлагалось оснастить водо-водяным реактором разработки «Дженерал Электрик». Параллельно следовало создать ЯЭУ с жидким натриевым теплоносителем – она предназначалась для будущей второй АПЛ USS Seawolf.



В течение нескольких следующих месяцев коллектив Х. Риковера успел подготовить необходимые документы, что позволило внести проект «Наутилуса» с ЯЭУ в кораблестроительную программу на 1952 финансовый год. После некоторых споров проект получил одобрение и был принят к реализации.

Подлодка USS Nautilus (SSN-571) должна была иметь водоизмещение 4,1 тыс.т и отличалась рядом характерных конструкторских решений, впоследствии ставших стандартом для АПЛ. Для нее на фирме Westinghouse разработали реактор STR (позже переименован в S2W) тепловой мощностью 9860 кВт. Реактор имел длину 4,6 м при диаметре 6 м. Активную зону выполнили в виде цилиндра диаметром 1 м с загрузкой ок. 100 кг.

«Наутилус» заложили в июне 1952 г. Корабль приняли в состав флота в сентябре 1954-го. ВМС США получил первую в мире атомную подводную лодку. Корабль мог развивать подводную скорость 23 узла и имел практически неограниченную дальность хода. Освоение подлодки с ЯЭУ было связано с рядом серьезных проблем, но она показала принципиальную возможность строительства и эксплуатации АПЛ.

«Лонг-Бич» с реактором

К середине пятидесятых годов было принято решение о разработке ЯЭУ для надводных кораблей. Исследования показали, что такие системы могут быть полезными для авианосцев и крейсеров. Командование ВМС решило разрабатывать и строить новые корабли двух классов, которые могли бы работать совместно.



Первым надводным кораблем с ЯЭУ стал крейсер USS Long Beach (CLGN-160 / CGN-160 / CGN-9). Корабль с полным водоизмещением 16,6 тыс.т предлагалось оснастить двумя реакторами типа C1W компании Westinghouse и двумя турбозубчатыми агрегатами. Общая мощность такой энергоустановки – 80 МВт. С помощью такой энергоустановки крейсер мог развивать скорость до 30 узлов при практически неограниченной дальности хода. Следует отметить, что помимо ЯЭУ на борту корабля присутствовала масса других нововведений разного рода.

Заказ на «Лонг-Бич» появился в октябре 1956 г. В конце следующего года состоялась закладка, а в июле 1959-го корабль спустили на воду. В сентябре 1961 г. USS Long Beach (CGN-9) пополнил боевой состав ВМС. Служба корабля продолжалась до начала девяностых годов. В 1994-м его вывели из боевого состава, а годом позже списали. Следует отметить, что USS Long Beach был единственным представителем своего проекта. Следующий атомный крейсер USS Bainbridge (CGN-25) строился по другому проекту.

Авианосный атом

В ноябре 1961 г. ВМС США приняли свой первый атомный авианосец USS Enterprise (CVN-65). Этот корабль был заказан в 1957-м и строился с 1958 по 1960 г. Как и «Лонг-Бич», «Энтерпрайз» стал единственным представителем своего проекта. Следующий атомный авианосец стал головным в новой серии.

USS Enterprise получил энергоустановку на основе восьми водо-водяных реакторов A2W. С их помощью вырабатывался пар для турбинных агрегатов и для паровых катапульт полетной палубы. Для движения использовались четыре гребных вала. Общая мощность энергоустановки – 210 МВт. Корабль мог развивать скорость 33 узла и удерживать ее в течение длительного времени, необходимого для обеспечения работы авиации.



Несмотря на появление более новых и совершенных авианосцев, USS Enterprise (CVN-65) оставался на службе в течение полувека. Его списали только в 2012 г., а в 2017-м отправили на разделку.

Прошлое и настоящее

Атомная подлодка USS Nautilus, атомный ракетный крейсер USS Long Beach и атомный авианосец USS Enterprise стали первыми результатами программы Naval Reactors и заложили основу для дальнейшего развития атомного флота. За ними последовали новые АПЛ, крейсера и авианосцы разных классов и проектов, оснащенные ЯЭУ более новых и совершенных типов. Со времен «Наутилуса» ядерные реакторы получило несколько сотен кораблей и подлодок.

Со временем приоритеты и взгляды командования изменились, что сказалось на составе атомного флота. Сейчас ЯЭУ используются на подлодках и на авианосцах. До начала восьмидесятых включительно было построено девять атомных крейсеров; служба этих кораблей продолжалась до конца девяностых годов.

На данный момент ВМС США располагают самым крупным атомных надводных и подводных кораблей. В списочном составе флота имеется 11 атомных авианосцев двух проектов, 14 стратегических подводных ракетоносцев и более 50 АПЛ с крылатыми ракетами трех типов. Это в разы больше, чем у любой другой страны. По всей видимости, США и впредь сохранят свой рекордный атомный флот, построенный на основе достижений сороковых-пятидесятых годов.

Автор:

Рябов Кирилл

Использованы фотографии:

US Navy, Navsource.org