Выдержка из Дайджеста новостей от НИЦ «Курчатовский институт» за апрель 2017 года

По сообщению ТАСС, опубликованному 28 марта, Минпромторг РФ предложил включить в проект решения госкомиссии по Арктике вопрос о продолжении строительства серии универсальных атомных ледоколов проекта 22220 и размещении заказов на четвертый и пятый ледоколы у Объединенной судостроительной корпорации.
На Балтийском заводе в Санкт-Петербурге по заказу Росатомфлота в настоящее время строятся три атомохода проекта 22220: головное судно «Арктика», заложенное в 2013 г., и два серийных судна – «Сибирь» и «Урал». Новые ледоколы должны прийти на смену действующим сейчас российским атомоходам (у трех из них к 2020 г. заканчиваются сроки эксплуатации).
Для создания резерва времени до ввода в строй универсальных атомных ледоколов проекта 22220 АО «ОКБМ Африкантов» (ГК Росатом), начиная с 2003 г. до настоящего времени, поэтапно выполняло работы по продлению первоначально назначенного ресурса реакторной установки (100 тыс. ч): до 175 тыс. ч – на АЛ «Арктика», 150 тыс. ч на АЛ «Россия», «Ямал», лихтеровозе «Севморпуть»; 175 тыс. ч на АЛ «Таймыр» и «Вайгач».
Атомные ледоколы «Таймыр» и «Вайгач» были сданы в эксплуатацию в 1988 и 1990 г. соответственно. Их отличительная черта – уменьшенная осадка, позволяющая обслуживать суда, следующие по северному морскому пути с заходом в устья сибирских рек.
К концу 2017 г. заканчивается ресурс реакторной установки АЛ «Вайгач» в 175 тыс. ч. ФГУП «Атомфлот» запланировал продлить сроки эксплуатации этих ледоколов. По сообщению Росатома от 19 апреля 2017 г. «ОКБМ Африкантов» выполнило работы по продлению срока эксплуатации реакторной установки КЛТ-40М АЛ «Вайгач» с 175 тыс. до 200 тыс. ч, что обеспечит его работу до 2021 г.
Своевременно проведенные работы по продлению сроков эксплуатации реакторных установок атомных ледоколов позволили продолжить их эксплуатацию до настоящего времени и далее, что обеспечит до 2021–2022 гг. ледокольное сопровождение судов по арктической транспортной системе.

Проект 23000Э «Шторм» — перспективный российский многоцелевой тяжелый авианосец, предназначенный для выполнения задач в дальней океанской зоне при помощи собственного вооружения и самолетов бортовой авиационной группы.
ВМФ РФ планируется усилить новым многоцелевым тяжёлым атомным авианосцем (МТАА) «Шторм». Проектирование этого уникального корабля осуществил Крыловский государственный научно-исследовательский центр.

С помощью него российский флот сможет развернуть мобильную базу для большой авиагруппы в самых удалённых частях Мирового океана. Благодаря ледовому классу, «Шторм» способен выполнять боевые задачи не только в тёплых морях, но и в стратегически важном, но пока плохо освоенном арктическом регионе, где залегает до 25% мировых запасов углеводородов. На борту авианосца смогут разместиться до 90 летательных аппаратов различного назначения, включая новейшие истребители, вертолёты и самолёты радиолокационной разведки.
Планируется, что корабль проекта 23000Э «Шторм» сможет поражать наземные и морские цели, обеспечивать противовоздушную оборону бортовыми средствами ПВО и средствами авиагруппы, обеспечивать ПВО корабельных группировок, оказывать поддержку высадке десанта. Авианосец, кроме того, будет отстаивать стратегические интересы России в Арктике в сложных условиях Северного Ледовитого океана. Авианосцы проекта получат ледовый класс, будут приспособлены для работы в высоких широтах и смогут выполнять поставленные задачи при волнении моря до шести-семи баллов.

ПРОЕКТ:

Разработку проекта многофункционального ядерного авианосца осуществил ГУП «Крыловский государственный научно-исследовательский центр». Проект получил индекс 23000Э и наименование «Шторм». Водоизмещение перспективного корабля составит около 100 тыс. т., длина 330 метров, ширина по ватерлинии 40 м, осадка 11 м. Авианосец будет развивать скорость до 30 узлов.
По словам директора КГНЦ Валерия Полякова, корабль предназначается для выполнения различных задач в дальней океанской зоне, будет способен наносить удары по наземным и морским целям противника при помощи собственного вооружения и самолётов бортовой авиационной группы, кроме того, сможет обеспечивать противовоздушную оборону бортовыми средствами ПВО и средствами авиагруппы, обеспечивать боевую устойчивость и ПВО корабельных группировок, а также оказывать поддержку высадке десанта.

Планируется, что авианосец, в том числе, будет отстаивать стратегические интересы России в Арктике.
Геометрию корпуса корабля удалось оптимизировать таким образом, что сопротивление воды снижено на 20 %, что позволит существенно экономить энергию судна и дает возможность увеличения скорости. Первоначальный проект предполагал использование в качестве главной энергетической установки (ГЭУ) котлотурбинной системы на углеводородном топливе (мазуте).

Однако в 2016 году было принято решение о замене ее ядерной силовой установкой. Полетная палуба смешанного типа имеет четыре стартовые позиции. Два самолета смогут взлетать с трамплина, два — с помощью электромагнитной катапульты. Посадка на палубу будет осуществляться традиционным способом с помощью аэрофинишера, за тросы которого самолеты цепляются крюком/гаком.
Корабль получит две надстройки — «острова», в которых разместятся командный мостик, посты наблюдения, радиоэлектронное оборудование и средства связи.
На новом авианосце сможет базироваться смешанная авиагруппа из 80-90 летательных аппаратов: палубные истребители МиГ-29КУКУБ и Т-50, самолеты ДРЛО и управления и многоцелевые вертолеты Ка-27. Эти летательные аппараты будут использоваться для нанесения ударов по наземным объектам противника, для противокорабельной и противолодочной борьбы, обеспечения ПВО. Противовоздушную оборону авианосца обеспечат четыре зенитных боевых модуля.
Планируется разработка специальной корабельной версии зенитных ракетных комплексов С-500, которые смогут обнаруживать аэродинамические и баллистические цели на дальности до 800 км и поражать объекты, летящие со скоростью до 7000 м/с. На новом авианосце будут размещены также средства противоторпедной обороны.
В состав радиоэлектронного оборудования войдут многофункциональные РЛС с активной фазированной антенной решеткой (АФАР), система радиоэлектронной борьбы и современные средства связи.

СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ АВИАНОСЦЕВ

Протяженность водного побережья России около 60 тыс. км. Общая площадь морской акватории, попадающей под юрисдикцию Российской Федерации, составляет 7 млн кв. км. Длина морских границ побережья Северного Ледовитого океана составляет 19 724 км, а побережья морей Тихого океана — 16 998 км. В случае войны боевые действия в полярных областях и на Дальнем Востоке будут проводиться большей частью на море.

Поэтому присутствие российских авианосцев в этих регионах позволит России ограничить количество воздушных баз для обеспечения патрулирования и контроля морской границы. Новые авианосцы также позволят России значительно усилить свое военное присутствие в Мировом океане. Следует учитывать, что помимо США активным развитием флота в настоящее время занимается и Китай, который уже принял на вооружение свой первый авианесущий крейсер «Ляонин» (бывший «Варяг» пр. 143.6). Уже к 2020 году Китай планирует сформировать свои первые две авианосные ударные группы (АУГ).

С другой стороны, строительство авианосцев потребует от России огромных финансовых вложений. Не надо забывать, что кроме стоимости самого авианосца -4-5 млрд долларов, для эксплуатации кораблей этого класса потребуется строительство целой инфраструктуры различных кораблей сопровождения. А это увеличивает затраты в десятки раз. При современной экономической нестабильности и дефиците бюджета Россия не сможет позволить себе многомиллиардные траты даже на создание одной АУГ.

ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВИАНОСЦА ПР. 23000Э «ШТОРМ»:

Водоизмещение (т): полное ок. 100,000
Размерения (м):
длина (максимальная): 330
ширина (по ватерлинии): 40
осадка: 11
ГЭУ: аванпроект предусматривает и газотурбинный, и атомный вариант
Скорость хода (узлов): полная 30
Вооружение: интегрированная система боевого управления уровня оперативно-тактического звена; ЗРК — 4 модуля; противоторпедная защита — 2 ПУ
Авиационная группа: 90 самолетов: палубные истребители МиГ-29К, Т-50, самолеты дальнего радиолокационного обнаружения; и многоцелевые вертолеты Ка-27
Экипаж (чел): 4,000-5,000
Полётная палуба авианосца будет иметь четыре стартовые позиции, в её оснащение войдут два традиционных трамплина (рампы) и две электромагнитные катапульты. Посадка летательных аппаратов будет обеспечена одним аэрофинишёром
Боезапас: крылатых ракет и авиабомб — 3,000 единиц

Вероятные верфи для строительства
В апреле 2016 года было заявлено о возможности строительства перспективного авианосца на одной из верфей Санкт-Петербурга — на «Балтийском заводе» или «Северной верфи».
Впервые масштабная модель многоцелевого авианосца (АВМ) была продемонстрирована специалистам в закрытом режиме на международном военно-морском салоне в Санкт-Петербурге в июле 2013 года, а для широкой публики показана на Международном военно-техническом форуме «Армия-2015», прошедшем в городе Кубинка Московской области в июне 2015 года.

Общие технические характеристики авианосца проекта «Шторм» Э (Storm 23000E — экспортный вариант концептуального проекта АВМ для ВМФ России), разработка которого проходила в КГНЦ под шифром «Логово», были опубликованы в иностранных СМИ в мае прошлого года.

Строительство первого авианосца ожидается не раннее чем в 2025—2030 годах. Предположительная стоимость составит 350 млрд рублей.
– В мае 2016 года заместитель министра обороны РФ Юрий Борисов заявил, что контракт на строительство перспективного авианосца может быть заключён к концу 2025 года.
– В июне 2016 года было заявлено, что строительство авианосца может занять 8-9 лет. Предполагается, что техническое проектирование авианосца начнётся в 2017—2018 годах. Начало основного этапа проектирования планируется на 2020 год.
– В ноябре 2016 года было предложено дать головному авианосцу серии имя «Маршал Советского Союза Жуков».

Источник: http://warfor.me/proekt-23000-shtorm/

Tagged with:  

Советская подлодка К162 прозванная «Золотой Рыбкой» была единственным реализованным экземпляром проекта 661 «Анчар», который получил название Папа (Papa) по западной классификации. Изначально спроектированная как исключительно скоростная ядерная подлодка под крылатые ракеты П-70 Аметист, 10 штук которых размещались в индивидуальных контейнерах между вешним и внутренним титановыми корпусами.
ПЛАРК пр.661 по своим ходовым и маневренным качествам не имела аналогов ни в советском, ни в зарубежных флотах и послужила несомненным предшественником ПЛА второго и третьего поколений с крылатыми ракетами на борту и титановыми корпусами.

В декабре 1959 года было принято постановление ЦК КПСС и Совмина СССР “О создании новой скоростной подводной лодки, новых типов энергетических установок и научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектных работ для подводных лодок.” В соответствии с этим постановлением в ЦКБ-16 (ныне СПМБМ “Малахит”) началась работа по проектированию высокоскоростной ПЛАРК второго поколения с титановым корпусом, АЭУ второго поколения и крылатыми ракетами, стартующими из-под воды пр.661, шифр “Анчар”.

В начале 50-х годов XX века военно-политические доктрины сверхдержав обосновывали построение двух основных систем: аэрокосмической для завоевания превосходства в воздухе и космосе, а также морской, обеспечивающей ракетный щит. Необходимым условием решения первой задачи был прорыв в области создания материалов с высокой удельной прочностью для всех типов летательных аппаратов. Ведущим направлением в этой области являлась технология производства изделий из титановых сплавов. Известно, что американский инженер Кроль запатентовал метод получения компактного титана в 1940 году.

Уже через несколько лет производство титана было освоено в СССР, причем на более высоком уровне. На Украине, Урале, в Казахстане были созданы производства по получению титановых концентратов и губчатого титана марок ТГ-1, ТГ-2. При этом советские специалисты, как правило, шли оригинальным путем. В Гиредмете (ныне ОАО «Гиредмет» ГНЦ РФ, ведущая научно-исследовательская и проектная организация материаловедческого профиля) и на Подольском химико-металлургическом заводе с привлечением ученых ЦНИИ КМ «Прометей» были разработаны различные технологии производства слитков. К середине 1955 года специалисты пришли к окончательному выводу: плавить титан нужно в дуговых печах, предложенных «Прометеем». Затем эту технологию передали на Верхне-Салдинский металлообрабатывающий завод (ВСМОЗ) в городе Верхняя Салда на Урале.

Для строительства подводной лодки длиной около 120 метров необходима была радикальная перестройка титановой индустрии. Инициатором в этом направлении выступило руководство ЦНИИ КМ «Прометей» – директор Георгий Ильич Капырин и главный инженер Игорь Васильевич Горынин, их решительно поддержал министр судостроительной промышленности Борис Евстафьевич Бутома. Эти люди проявили огромную дальновидность и гражданское мужество, принимая такое эпохальное решение. В качестве объекта для применения титана выбрали проект 661 разработки СПМБМ «Малахит» (в те времена ЦКБ-16). Одной из целей была отработка применения ПКР П-70 «Аметист» – первой в мире противокорабельной крылатой ракеты с «мокрым» стартом. Авторы проекта подлодки – Н. Н. Исанин, Н. Ф. Шульженко, В. Г. Тихомиров встретили предложение о его переработке в титановом исполнении без всякого энтузиазма. Титан для них был полной неизвестностью: меньший, чем у стали, модуль упругости, «холодная» ползучесть, иные методы сварки, полное отсутствие опыта применения в морских условиях. В таком же положении находились специалисты ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова, ЦНИИ технологии судостроения, работники судостроительных верфей.

Тем не менее в 1958 году началась кардинальная перестройка титановой индустрии в стране. В ЦНИИ КМ «Прометей» появилось соответствующее подразделение – вначале отдел № 8, а затем отделы №№ 18, 19. Команда видных ученых создала научное направление – морские титановые сплавы. Коллективы титаномагниевых комбинатов Запорожского (ЗТМК) и Березниковского (БТМК) совместно со специалистами Всесоюзного алюминиево-магниевого института (ВАМИ), Гиредмета и при активном участии ученых ЦНИИ КМ «Прометей» провели большую работу по совершенствованию технологии производства титановой губки. Отечественная промышленность смогла производить крупные слитки массой четыре – шесть тонн для подлодок. Это была крупная победа. Следующей решалась проблема получения бездефектных слитков высокого качества.

Источников для появления дефектов материала много – неправильный режим плавки, твердосплавные включения (карбиды вольфрама, окисленная губка, высокое содержание отходов в электродах и т. д.), усадочная рыхлость и возникновение раковин. Все эти сложности больших масс перешли к металлургам от «авиаторов». После реорганизации индустрии увеличивались объемы производства, размеры и развесы слитков. Их масса достигала четырех тонн и более.

Неоценимую помощь оказал Владимиров. На совещании в Госплане он доходчиво объяснил, что ЦНИИ КМ «Прометей» не только решает задачу повышения прочности сплава, но учитывает свариваемость, технологичность, агрессивность среды и многие другие факторы. Поэтому его решение по легированию ванадием правильное. Впоследствии идея создания группы сплавов Ti–Al–V постоянно поддерживалась учеными авиационной промышленности. В конце концов сплав марки 48-ОТЗВ обрел права гражданства. С этого момента проблема ванадиевых лигатур стала главной для наших металлургов. Прошло немного времени, и было организовано их производство в Узбекистане и Таджикистане (Ленинабад, Чорух-Дайрон). Таким образом, наша страна перестала зависеть от поставок из-за границы.

Пока специалисты ЦНИИ КМ «Прометей» решали свои задачи на рудном, металлургическом, сварочном и других производствах, корабль строился и рос день ото дня. Главный конструктор по корпусу Н. И. Антонов ввел за правило минимум раз в два-три месяца бывать в цехе и участвовать в работе бригады, курирующей ход строительства.

Обычно это было и серьезно, и смешно. В те времена надевать каску при входе в зону работ было необязательно, и Антонов ею не пользовался. А лысина у него была, как солнечный диск. В это время возникла проблема «тычков». На корпус лодки изнутри приваривалось множество скобок для размещения на них кабелей и труб. Их было тысячи. Швы считались малоответственными, но наши сварщики относились к ним серьезно, так как если в этом шве будет окисление, то в прочном корпусе возникнет трещина и это может плохо кончиться. Как потом выяснилось, он хорошо понимал это и старался осмотреть шов приварки каждого «тычка». И вот, переходя из отсека в отсек, он выпрямлялся, ударяясь головой о «тычок», приваренный к перегородке или пайоле на борту, так что на лысине появлялась очередная ранка. Вначале это вызывало смех и у него, и у нас, его сопровождавших. Но когда мы проходили два-три отсека и на голове его появлялись кровоточащие раны, это было уже не смешно, но тем не менее он готов был целыми днями лазать по отсекам, забираясь в самые потаенные уголки, перепроверяя работу контролеров и сварщиков. У него было высокое чувство ответственности как главного конструктора корпуса первой в мире цельнотитановой подводной лодки.

А на заводе все прекрасно понимали, что при постройке такого сложного инженерного сооружения, как корпус подлодки из совершенно нового материала, требовался новый подход. Надо отдать должное – директор СМП Е.П.Егоров, его заместители, конструкторы, строители, цеховые работники приложили много усилий для создания небывалого производства.

Цех № 42 стал поистине полигоном новизны: ежедневное мытье полов, отсутствие сквозняков, освещенность, чистая одежда сварщиков и других рабочих, высокая культура производства стали его отличительным признаком. Большой вклад в становление цеха внес Р.И.Утюшев – замначальника цеха по сварке. Много умения и души вложили в это дело замечательные специалисты – северяне Ю.Д.Каинов, М.И.Горелик, П.М.Гром, военпред Ю.А.Беликов, А.Е. ейпурт и многие другие – технологи, мастера, рабочие.
В результате было создано самое совершенное сварочное производство с аргоногелиевой защитой. Аргонодуговая, ручная, полуавтоматическая, автоматическая и другие способы сварки стали обычными для всех работников цеха. Здесь были отработаны сварка погруженной дугой, сварка в «щель» (без разделки), требования к качеству аргона (точка росы), появилась новая профессия – сварщик по защите обратной стороны шва (поддувальщик).
Возникла новая концепция проектирования оболочковых конструкций: исключаются «жесткие» окончания, появляются «мягкие» кницы, плавные переходы от жестких деталей к упругоподатливым и т. д. Эта идея в полной мере была реализована затем В.Г.Тихомировым и В.В.Крыловым при проектировании ПК ПЛА проекта 705 «Лира» (по кодификации НАТО – «Альфа»). С учетом опыта Н.И.Антонова их корпус оказался идеальным. Но после всех сложностей корпус ПЛА проекта 661 был доведен до совершенства и все блоки прошли испытания.

Проект «Анчар» был необычен не только корпусом из титанового сплава. На лодке впервые были применены ПКР «Аметист» с подводным стартом и забортным расположением шахт, созданы гидроакустическая станция и гидроакустический комплекс, которые в сочетании с торпедными аппаратами предопределили совершенно новую форму носовой оконечности – шаровую вместо привычно остроносой. Это логично привело к каплевидной форме корпуса до кормы. Двухреакторная ГЭУ с двумя ГТЗА и двумя линиями гребных валов привела к новой форме кормовой оконечности (т.н. штаны), когда два длинных конуса заканчивались гребными винтами. Изящное ограждение рубки, кормовой стабилизатор придавали кораблю элегантно-красивый вид. В нем было хорошо и внутри: cияющие чистотой кают-компания, комната отдыха, душевая, сауна, титановые унитазы. Антонов очень гордился тем, что на подлодке созданы условия для экипажа не хуже, чем на надводном корабле. Это подтвердил командир лодки, который служил на ней с момента постройки, ходил и в Арктику, и в Антарктиду, и в Карибское море, и в Тихий океан.

Фото: Николай Никитич Исанин советский учёный и конструктор в области кораблестроения, главный конструктор ЦКБ-16, доктор технических наук, профессор Главный конструктор дизель-электрической подводной лодки с баллистическими ракетами проекта 629

Корабль предназначался для нанесения ударов крылатыми ракетами и торпедами по крупным надводным кораблям противника. ПЛАРК планировалось использовать также для отработки новых конструкционных материалов (титанового сплава для корпуса ПЛ) и проверки новых образцов вооружения и технических средств. В начале 1960 г. был представлен и утвержден постановлением Совмина СССР предэскизный проект и основные тактико-технические элементы ПЛАРК, в мае того же года – эскизный проект. Одновременно было подтверждено запрещение использовать на проектируемой ПЛА ранее освоенную технику, оборудование, системы автоматики, приборы и материалы. Этим хотя и стимулировался поиск новых технических решений, но, одновременно, удлинялись сроки проектирования и строительства ПЛАРК, что в какой-то степени предопределяло судьбу корабля и было очередным проявлением волюнтаризма высшего руководства. В 1961 г, после утверждения технического проекта, начался выпуск рабочих чертежей, а уже в следующем – 1962 г. началось изготовление на СМП первых корпусных конструкций из титана, который впервые применялся в мировом подводном кораблестроении. При решении использовать титан принимались во внимание его антикоррозийность, маломагнитность и высокая прочность, хотя технологической базы по его производству не было – она создавалась одновременно с постройкой лодки.

Вооружение ПЛА включало 10 ПКР “Аметист” в 10 контейнерах размещенных вне прочного корпуса по пять с каждого борта и четырех носовых 533-мм ТА. Осознав невысокую эффективность ПЛАРК первого поколения, главным образом, по причине надводного старта ПКР, руководство ВМФ начало торопить ОКБ-52 В.Н.Челомея с быстрейшей разработкой ПКР с подводным стартом. Эти работы хотя и велись с конца 50-х годов, но до их завершения было далеко. Главная проблема была в выборе двигателя для ПКР. Из всех возможных, реальными были только жидкостной или твердотопливный реактивный двигатель. Только они могли работать под водой. Заставить турбореактивный двигатель сразу после выхода из воды ПКР запуститься и выйти на номинальный режим тогда еще не умели. В окончательном варианте выбрали для ПКР твердотопливный двигатель. Работы по созданию новой ПКР “Аметист” начались в начале 60-х годов и завершились принятием ее на вооружение лишь в 1968 г.
Для вооружения ПЛАРК проекта 661 впервые в мире была создана низколетящая ПКР с подводным стартом. Поскольку ТРД ПКР типа «П-6» не мог быть запущен и работать под водой у ракеты с подводным стартом необходимо было обеспечить запуск и вывод на рабочий режим маршевого ТРД в полете после выхода ПКР на поверхность при стрельбе с погруженной ПЛ. Однако в 60-е годы эта проблема не была решена и разработчиком ПКР «Аметист» ОКБ-52 в качестве маршевого и стартовых двигателей новой ПКР были приняты РДТТ. Это обеспечило возможность ракете «Аметист» стартовать из заполненного водой контейнера с «глухим» задним днищем (без задней БР из ракетной шахты. Однако, из-за меньшей экономичности РДТТ по сравнению с ТРД дальность полета КР «Аметист» оказалась значительно меньшей, чем КР типа «П-6». Дозвуковой была и скорость полета новой ракеты. Дальности стрельбы: 40-60 км и 80 км. что позволяло осуществлять целеуказание средствами самой лодки. Ракета оснащалась фугасно-кумулятивной боевой частью весом около 1,000 кг или ядерной боевой частью.

ПЛАРК 661-го проекта имела двухкорпусную архитектуру. Прочный корпус, выполненный из титанового сплава, делился на девять отсеков:

1-й (верхний) и 2-й (нижний) отсеки, имеющие в сечении форму восьмерки, образованной двумя пересекающимися окружностями диаметром 5,9 м каждая (в них размещались торпедные аппараты с запасным боекомплектом и устройством быстрого заряжания) и пост управления ПКР. Во 2-м – первая группа АБ, аппаратура гидроакустики и трюмный пост.
3-й — жилые помещения, пищеблок, кают-компания, вторая группа АБ;
4-й — ЦП, пост ГЭУ, жилой блок;
5-й — реакторный;
6-й — турбинный;
7-й — турбогенераторный и ГрЩ;
8-й — отсек вспомогательных механизмов (рефрижераторы, компрессорные машины, водоопреснительная установка, ОП);
9-й — рулевые приводы и трюмный пост.

Кормовая оконечность лодки была выполнена раздвоенной в виде двух осесимметричных конических обтекателей валов с расстоянием между ними порядка 5 м. Гидродинамическая оптимизация формы кормовой оконечности была достигнута за счет ее удлинения с малыми углами схода ватерлинии в диаметральной плоскости и применения удлиненных гребных валов с обтекателями, допускающими установку гребных винтов оптимального диаметра для заданной частоты вращения.

Энергетическая установка мощностью 80,ООО л.с. (на валах) включала две АЭУ (правого и левого бортов). Каждая состояла из АППУ В-5Р, ГТЗА-618 и АТГ переменного трехфазного тока ОК-3 мощностью 2х3,000 кВт, Номинальная тепловая мощность двух водо-водяных ЯР типа составляла 2х177,4 МВт, а паропроизводительность ППУ при номинальной мощности реактора 2 х 250 т пара в час.

Реакторы, разработанные для лодки 661-го проекта, имели ряд оригинальных особенностей, В частности, прокачка теплоносителя первого контура осуществлялась по схеме «труба в трубе», что обеспечивало компактность ЯЭУ при высокой тепловой напряженности. При этом реакторы работали не только на тепловых нейтронах, но и с участием реакции деления ядерного «топлива» быстрых нейтронов. Для питания основных потребителей электрической энергии был принят переменный трехфазный ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Существенным нововведением стал отказ от использования дизель-генераторов: в качестве аварийного источника использовалась мощная аккумуляторная батарея, состоящая из двух групп серебряно-цинковых аккумуляторов типа 424-Ш по 152 элемента каждая.

На борту корабля имелся всеширотный навигационный комплекс «Сигма-661», обеспечивающий подводное и подледное плавание. Автоматическое управление кораблем осуществлялось посредством системы управления по курсу и глубине «Шпат», система предотвращения аварийных дифферентов и провалов «Турмалин», а также система управления общекорабельными системами, устройствами и забортными отверстиями «Сигнал-661».

Гидроакустический комплекс МГК-300 «Рубин» обеспечивал обнаружение шумящих целей при одновременном автоматическом сопровождении двух из них с выдачей данных в системы управления ракетным и торпедным оружием. Обеспечивалось круговое обнаружение сигналов ГАС противника, работающих в активном режиме, а также их опознавание с определением пеленга и дистанции. Для обнаружения якорных мин корабль имел ГАС «Радиан-1». Для наблюдения за воздушной и надводной обстановкой ПЛ была оснащена зенитным светосильным перископом ПЗНС-9 с оптическим вычислителем координат. Подъемное устройство позволяло поднимать перископ с глубины до 30 м при скорости до 10 узлов и волнении до 5 баллов. Имелись РЛС РЛК-101 и МТП-10, а также система определения государственной принадлежности «Нихром». Для двухсторонней сверхбыстродействующей засекреченной радиосвязи с береговыми командными пунктами, другими кораблями и взаимодействующими с GKF самолетами имелась современная (по меркам 1960-х гг.) аппаратура радиосвязи. Корабль был оснащен системой радиоразведки, обеспечивающей поиск, обнаружение и пеленгование работающих радиостанций противника.

Легкий корпус имел в поперечном сечении круговую форму с кормовой оконечностью типа “раздвоенная корма” с разнесенными гребными винтами (позднее подобная схема расположения винтов будет заимствована на лодки пр.949 и 949А). Носовая часть прочного корпуса состояла из двух цилиндров диаметром 5500-мм каждый, расположенных друг над другом, образующих “восьмерку” в поперечном сечении. Остальная часть прочного корпуса имела цилиндрическую форму с максимальным диаметром 9,000 мм. Носовая часть “восьмерки” делилась между собой на два отсека прочной платформой, причем верхний цилиндр являлся первым отсеком, а нижний – вторым. Кормовая часть “восьмерки – третий отсек – отделяется от первых двух поперечной переборкой и пристыковывался к четвертому, имеющему цилиндрическую форму. Далее цилиндрический корпус делился прочными поперечными переборками на 6 отсеков (см. выше). 10 контейнеров с ПКР – побортно с постоянным углом возвышения в межбортном пространстве в районе первых трех отсеков, используя разницу в диаметрах “восьмерки” и остального цилиндрического прочного корпуса. Носовые горизонтальные рули располагались в носовой части корпуса, ниже ватерлинии, и заваливались в легкий корпус.

Строительство ПЛ продолжалось почти 10 лет. Это объясняется задержками в поставках титана, различного комплектующего оборудования, длительным циклом создания ракетного комплекса, принятого на вооружение лишь в 1968г. Как оказалось, титановый корпус требует других методик расчетов прочности, нежели стальной – неучет этого привел к срыву гидравлических испытаний некоторых блоков корабля. Лодка обошлась флоту очень дорого, за что получила прозвище “Золотая рыбка”.

Тем не менее, на государственных испытаниях в 1969 г, ПЛ при 80% мощности ГЭУ показала скорость подводного хода в 42 узла вместо 38, предусмотренных спецификационными требованиями, а после передачи ПЛ флоту при испытаниях на мерной миле в 1971 г., ПЛ достигла на полной мощности реакторов скорости 44.7 узла, что и по сей день не превзойдено ни одной ПЛА мира. На таких скоростях обнаружились явления, до сих пор не отмечавшиеся на ПЛ – при скорости более 35 узлов появился внешний гидродинамический шум, созданный турбулентным потоком при обтекании корпуса ПЛА, причем его уровень достигал 100 децибел в центральном посту лодки. За свои скоростные качества лодка очень нравилась Главнокомандующему ВМФ СССР адмиралу С.Г.Горшкову (Подводная лодка проекта 661 «Анчар» К-222 занесена в Книгу рекордов Гиннесса как самая быстрая подводная лодка в мире. Это достижение не превзойдено до сих пор нигде в мире).

ПЛАРК пр.661 по своим ходовым и маневренным качествам не имела аналогов ни в советском, ни в зарубежных флотах и послужила несомненным предшественником ПЛА второго и третьего поколений с крылатыми ракетами на борту и титановыми корпусами. Однако затяжка с вводом корабля в строй, ряд тактических недостатков ракетного комплекса, значительная шумность ПЛА, конструктивные недоработки ряда приборов и недостаточный ресурс основных механизмов и оборудования корабля, вступление в строй ПЛА второго поколения других проектов, привели к решению об отказе от серийного строительства ПЛАРК пр.661. Лодка вошла в состав Северного флота и с января 1970 г. по декабрь 1971 г. находилась в опытной эксплуатации, после чего была переведена в боевой состав, однако совершила всего несколько боевых походов ввиду низкой надежности механизмов и оборудования. Прошла ряд длительных ремонтов. В 1988 году была выведена в резерв, а в начале 90-х годов списана из состава флота.

Разборка лодки началась в Марте 2010 на Севмаше, единственном предприятии которое имеет производственные возможности для выполнения работ по утилизации титанового корпуса ПЛА.

Источники:
http://topwar.ru/22880-rozhdenie-morskogo-titana.html
http://moremhod.info/index.php?option=com_content&view=article&id=188&Itemid=57&limitstart=7
http://project-941.narod.ru/techno/submarines/project_661/project_661.html
http://nnm.ru/blogs/lomtik3/proshay_zolotaya_rybka/

23 сентября 1980 года на судостроительной верфи города Северодвинска, на гладь Белого моря была спущена первая советская подводная лодка класса «Акула». Когда корпус ее был еще в стапелях, на его носу, ниже ватерлинии, виднелась нарисованная оскалившаяся акула, которая обвивала трезубец. И хотя после спуска, когда лодка встала на воду, акула с трезубцем скрылась под водой и больше ее никто не видел, в народе крейсер уже окрестили «Акулой». Все последующие лодки этого класса продолжали именовать так же, а для их экипажей была введена особая нарукавная нашивка с изображением акулы. На Западе же лодке присвоили кодовое имя «Typhoon». Впоследствии Тайфуном эту лодку стали называть и у нас. Так, Леонид Ильич Брежнев, выступая на XXVI съезде партии, заявил: «Американцами создана новая подводная лодка „Огайо“ с ракетами „Трайдент“. Аналогичная система — „Тайфун“ имеется и у нас».

Фото 2.

В начале 70-х годов в США (как писали западные СМИ, «в ответ на создание в СССР комплекса Delta») началась реализация крупномасштабной программы «Трайдент», предусматривающей создание новой твердотопливной ракеты с межконтинентальной (более 7000 км) дальностью, а также ПЛАРБ нового типа, способной нести 24 таких ракеты и обладающей повышенным уровнем скрытности. Корабль водоизмещением 18.700 т обладал максимальной скоростью 20 узлов и мог выполнять ракетные пуски на глубине 15-30 м. По своей боевой эффективности новая американская система оружия должна была значительно превзойти отечественную систему 667БДР/Д-9Р, находившуюся в то время в серийном производстве. Политическое руководство СССР потребовало от промышленности «адекватного ответа» на очередной американский вызов.
Тактико-техническое задание на тяжелый атомный подводный ракетный крейсер—проект 941 (шифр «Акула») — было выдано в декабре 1972 г. 19 декабря 1973 г. правительство приняло постановление, предусматривающее начало работ по проектированию и строительству нового ракетоносца. Проект разрабатывался ЦКБ «Рубин», возглавляемым генеральным конструктором И.Д. Спасским, под непосредственным руководством главного конструктора С.Н. Ковалева. Главным наблюдающим от ВМФ был В.Н. Левашов.
«Перед конструкторами стояла непростая техническая задача — разместить на борту 24 ракеты весом почти 100 тонн каждая, — рассказывает генеральный конструктор проектов ЦКБ МТ «Рубин» С.Н. Ковалев. — После множества проработок ракеты решено было расположить между двумя прочными корпусами. Аналогов такому решению в мире нет». «Такую лодку мог построить только Севмаш», — говорит начальник управления Министерства обороны А.Ф. Шлемов. Строительство корабля велось в самом большом эллинге — цехе 55, которым руководил И.Л. Камай. Применяли принципиально новую технологию постройки — агрегатно-модульный метод, что позволило значительно сократить сроки. Сейчас этот метод применяется во всем, и подводном и надводном кораблестроении, но для того времени это был серьезный технологический прорыв.

Фото 3.

Фото 4.

Бесспорные эксплуатационные преимущества, продемонстрированные первой отечественной морской баллистической ракетой на твердом топливе Р-31, а также американский опыт (к которому в советских высших военных и политических кругах всегда относились с большим уважением) обусловили категорическое требование заказчика оснастить подводный ракетоносец 3-го поколения твердотопливными ракетами. Применение таких ракет позволяло существенно сократить время предстартовой подготовки, устранить шумность ее проведения, упростить состав корабельного оборудования, отказавшись от ряда систем — газоанализа атмосферы, заполнения кольцевого зазора водой, орошения, слива окислителя и т.п.
Предварительная разработка нового межконтинентального ракетного комплекса для оснащения подводных лодок началась в КБ Машиностроения под руководством главного конструктора В.П. Макеева в 1971 году. Полномасштабные работы по РК Д-19 с ракетами Р-39 были развернуты в сентябре 1973 г., практически одновременно с началом работ над новой ПЛАРБ. При создании этого комплекса впервые была предпринята попытка унификации ракет подводного и наземного базирования: Р-39 и тяжелая МБР РТ-23 (разрабатываемая в КБ «Южное») получили единый двигатель первой ступени.

Фото 7.

Уровень отечественных технологий 70-80-х годов не позволял создать твердотопливную баллистическую межконтинентальную ракету большой мощности в габаритах, близких к габаритам предшествующих жидкостных ракет. Рост размеров и веса оружия, а также массогабаритные характеристики нового радиоэлектронного оборудования, увеличившиеся по сравнению с РЭО предшествующего поколения в 2,5-4 раза, привели к необходимости принятия нетрадиционных компоновочных решений. В результате был спроектирован оригинальный, не имеющий мировых аналогов тип подводной лодки с двумя прочными корпусами, расположенными параллельно (своеобразный «подводный катамаран»). Кроме всего прочего, подобная «сплющенная» в вертикальной плоскости форма корабля диктовалась ограничениями по осадке в районе Северодвинского судостроительного завода и ремонтных баз Северного флота, а также технологическими соображениями (требовалось обеспечить возможность одновременной постройки двух кораблей на одной стапельной «нитке»).
Следует признать, что выбранная схема являлась в значительной мере вынужденным, далеко не оптимальным решением, приведшим к резкому увеличению водоизмещения корабля (что дало повод к возникновению иронического прозвища лодок 941-го проекта — «водовозы»). В то же время она позволила повысить живучесть тяжелого подводного крейсера за счет разнесения энергетической установки по автономным отсекам в двух раздельных прочных корпусах; улучшить взрыво- и пожаробезопасность (удалив ракетные шахты из прочного корпуса), а также размещение торпедного отсека и главного командного поста в изолированных прочных модулях. Несколько расширились и возможности по проведению модернизации и ремонта лодки.

Фото 8.

При создании нового корабля была поставлена задача расширения зоны его боевого применения подо льдами Арктики вплоть до предельных широт за счет совершенствования навигационного и гидроакустического вооружения. Для пуска ракет из-под арктического «ледового панциря» лодка должна была всплывать в полыньях, проламывая ограждением рубки лед толщиной до 2-2,5 м.
Летные испытания ракеты Р-39 проводились на опытовой дизель-электрической подводной лодке К-153, переоборудованной в 1976 году по проекту 619 (она была снабжена одной шахтой). В 1984 году, после серии интенсивных испытаний, ракетный комплекс Д-19 с ракетой Р-39 был официально принят на вооружение ВМФ.
Строительство подводных лодок проекта 941 осуществлялось в Северодвинске. Для этого на Северном машиностроительном предприятии пришлось соорудить новый цех — самый большой крытый эллинг в мире.
Первым ТАПКР, вступившим в строй 12 декабря 1981 г., командовал капитан 1 ранга А.В. Ольховников, удостоенный за освоение столь уникального корабля звания Героя Советского Союза. Предполагалось строительство крупной серии тяжелых подводных крейсеров 941-го проекта и создание новых модификаций этого корабля с увеличенными боевыми возможностями.

Фото 9.

Однако в конце 80-х годов по экономическим и политическим соображениям от дальнейшей реализации программы было решено отказаться. Принятие этого решения сопровождалось острыми дискуссиями: промышленность, разработчики лодки и часть представителей ВМФ выступали за продолжение программы, в то время как Главный штаб ВМФ и Генеральный штаб ВС выступали за прекращение строительства. Главная причина заключалась в сложности организации базирования столь крупных подводных кораблей, вооруженных не менее «внушительными» ракетами. В большинство существующих пунктов базирования «Акулы» просто не могли войти из-за их стесненности, а ракеты Р-39 могли транспортироваться почти на всех этапах эксплуатации лишь по железнодорожной колее (по рельсам они подавались и на причал для погрузки на корабль). Погрузка ракет должна была осуществляться специальным сверхмощным краном, являющимся уникальным в своем роде инженерным сооружением.
В результате было решено ограничиться строительством серии из шести кораблей проекта 941 (т. е. одной дивизии). Недостроенный корпус седьмого ракетоносца — ТК-210 — был разобран на стапеле в 1990 году. Следует заметить, что несколько позже, в середине 90-х годов, прекратилась реализация и американской программы строительства подводных ракетоносцев типа «Огайо»: вместо планировавшихся 30 ПЛАРБ ВМС США получили лишь 18 атомоходов, из которых в строю к началу 2000-х годов решено оставить лишь 14.

Фото 10.

Конструкция подводной лодки 941-го проекта выполнена по типу «катамаран»: два раздельных прочных корпуса (диаметром 7,2 м каждый) расположены в горизонтальной плоскости параллельно друг другу. Кроме того, имеется два отдельных герметичных капсулы-отсека — торпедный отсек и расположенный между главными корпусами в диаметральной плоскости модуль управления, в котором находится центральный пост и размещенный за ним отсек радиотехнического вооружения. Ракетный отсек находится между прочными корпусами в передней части корабля. Оба корпуса и капсулы-отсеки соединены между собой переходами. Общее число водонепроницаемых отсеков —19.
У основания рубки, под ограждением выдвижных устройств, расположены две всплывающие спасательные камеры, способные вместить весь экипаж подводной лодки.
Отсек центрального поста и его легкое ограждение смещены в сторону кормы корабля. Прочные корпуса, центральный пост и торпедный отсек выполнены из титанового сплава, а легкий корпус — из стали (на его поверхность нанесено специальное гидроакустическое резиновое покрытие, повышающее скрытность лодки).
Корабль имеет развитое кормовое оперение. Передние горизонтальные рули расположены в носовой части корпуса и выполнены убирающимися. Рубка снабжена мощными ледовым подкреплениями и крышей округлой формы, служащей для взламывания льда при всплытии.

Фото 11.

Для экипажа лодки (состоящего в своей большей части из офицеров и мичманов) созданы условия повышенного комфорта. Офицерский состав разместили в относительно просторных двух- и четырехместных каютах с умывальниками, телевизорами и системой кондиционирования воздуха, а матросов и старшин — в маломестных кубриках. Корабль получил спортивный зал, плавательный бассейн, солярий, сауну, салон для отдыха, «живой уголок» и т. п.
Энергетическая установка 3-го поколения номинальной мощностью 100.000 л. с. выполнена по блочному принципу компоновки с размещением автономных модулей (унифицированных для всех лодок 3-го поколения) в обоих прочных корпусах. Принятые компоновочные решения позволили уменьшить габариты ЯЭУ, увеличив при этом ее мощность и улучшив другие эксплуатационные параметры.
ГЭУ включает два водоводяных реактора на тепловых нейтронах ОК-650 (по 190 мВт каждый) и две паровые турбины. Блочная компоновка всех агрегатов и комплектующего оборудования, помимо технологических преимуществ, позволила применить и более эффективные меры по виброизоляции, снижающие шумность корабля.
Атомная энергетическая установка оснащена системой безбатарейного расхолаживания (ББР), которая автоматически вводится в действие при исчезновении электропитания.

Фото 12.

По сравнению с предшествующими атомными подводными лодками существенно изменилась система управления и защиты реактора. Внедрение импульсной аппаратуры позволило контролировать его состояние при любом уровне мощности, в том числе и в подкритическом состоянии. На компенсирующие органы установлен механизм «самохода», который при исчезновении электропитания обеспечивает опускание решеток на нижние концевики. При этом происходит полное «глушение» реактора, даже при опрокидывании корабля.
Два малошумных семилопастных гребных винта фиксированного шага установлены в кольцевых насадках. В качестве резервных средств движения имеется два электродвигателя постоянного тока мощностью по 190 кВт, которые подключаются к линии главного вала посредством муфт.
На борту лодки установлено четыре турбогенератора по 3200 кВт и два дизель-генератора ДГ-750. Для маневрирования в стесненных условиях корабль оснащен подруливающим устройством в виде двух откидных колонок с гребными винтами (в носовой и кормовой частях). Винты подруливающего устройства приводятся в движение электродвигателями мощностью по 750 кВт.
При создании подводной лодки проекта 941 огромное внимание было уделено снижению ее гидроакустической заметности. В частности, корабль получил двухкаскадную систему резино-кордовой пневматической амортизации, были внедрены блочная компоновка механизмов и оборудования, а также новые, более эффективные звукоизолирующие и противогидролокационные покрытия. В результате по гидроакустической скрытности новый ракетоносец, несмотря на свои гигантские размеры, значительно превзошел все ранее построенные отечественные ПЛАРБ и, вероятно, вплотную приблизился к американскому аналогу — ПЛАРБ типа «Огайо».

Фото 13.

Подводная лодка оснащена новым навигационным комплексом «Симфония», боевой информационно-управляющей системой, гидроакустической станцией миноискания МГ-519 «Арфа», эхоледомером МГ-518 «Север», радиолокационным комплексом МРКП-58 «Буран», телевизионным комплексом МТК-100. На борту имеются комплекс радиосвязи «Молния-Л1» с системой спутниковой связи «Цунами».
Цифровой гидроакустический комплекс типа «Скат-3», интегрирующий четыре гидролокационные станции, способен обеспечивать одновременное слежение за 10—12 подводными целями.
Выдвижные устройства, расположенные в ограждении рубки, включают два перископа (командирский и универсальный), антенну радиосекстана, РЛК, радиоантенны системы связи и навигации, пеленгатор.
Лодка оснащена двумя всплывающими антеннами буйкового типа, позволяющими принимать радиосообщения, целеуказания и сигналы спутниковой навигации при нахождении на большой (до 150 м) глубине или подо льдами.
Ракетный комплекс Д-19 включает 20 твердотопливных трехступенчатых межконтинентальных баллистических ракет с разделяющимися головными частями Д-19 (РСМ-52, западное обозначение — SS-N-20). Старт всего боекомплекта осуществляется двумя залпами, с минимальными интервалами между пусками ракет. Ракеты могут запускаться с глубины до 55 м (без ограничений по погодным условиям на поверхности моря), а также из надводного положения.

Фото 14.

Трехступенчатая МБР Р-39 (длина — 16,0м, диаметр корпуса — 2,4 м, стартовая масса — 90,1 т) несет 10 боевых блоков индивидуального наведения мощностью по 100 кг каждый. Их наведение осуществляется посредством инерциальной навигационной системы с полной астрокоррекцией (обеспечено КВО порядка 500 м). Максимальная дальность пуска Р-39 превышает 10.000 км, что больше дальности американского аналога — «Трайдент» С-4 (7400 км) и приблизительно соответствует дальности «Трайдент» D-5 (11.000 км).
Для минимизации габаритов ракеты двигатели второй и третьей ступеней имеют выдвижные сопловые насадки.
Для комплекса Д-19 создана оригинальная стартовая система с размещением практически всех элементов пусковой установки на самой ракете. В шахте Р-39 находится в подвешенном состоянии, опираясь специальной амортизационной ракетно-стартовой системой (АРСС) на опорное кольцо, расположенное в верхней части шахты.

Фото 15.

Пуск выполняется из «сухой» шахты с помощью порохового аккумулятора давления (ПАД). В момент старта специальные пороховые заряды создают вокруг ракеты газовую каверну, значительно уменьшающую гидродинамические нагрузки на подводном участке движения. После выхода из воды АРСС отделяется от ракеты при помощи специального двигателя и уводится в сторону на безопасное расстояние от подводной лодки.
Имеется шесть 533-мм торпедных аппаратов с устройством быстрого заряжания, способных применять практически все типы состоящих на вооружении торпед и ракето-торпед данного калибра (типовой боекомплект — 22 торпеды УСЭТ-80, а также ракето-торпеды «Шквал»). Вместо части ракетно-торпедного вооружения на борт корабля могут приниматься мины.
Для самообороны подводной лодки, находящейся в надводном положении, от низколетящих самолетов и вертолетов имеется восемь комплектов ПЗРК «Игла» («Игла-1»). В зарубежной печати сообщалось о разработке для подводных лодйк 941-го проекта, а также ПЛАРБ нового поколения, зенитного ракетного комплекса самообороны, способного применяться из подводного положения.

Фото 16.

Все шесть ТАПРК (получивших западное кодовое наименование Typhoon, быстро «прижившееся» и у нас) были сведены в дивизию, входящую в состав 1-й флотилии атомных подводных лодок. Корабли базируются в Западной Лице (бухта Нерпичья). Реконструкция этой базы для размещения на ней новых сверхмощных атомоходов началась в 1977 году и заняла четыре года. За это время была построена специальная причальная линия, изготовлены и доставлены специализированные пирсы, способные, по замыслу конструкторов, обеспечить ТАПКР всеми видами энергоресурсов (однако в настоящее время по ряду технических причин они применяются как обычные плавучие пирсы). Для тяжелых ракетных подводных крейсеров Московским конструкторским бюро транспортного машиностроения был создан уникальный комплекс средств погрузки ракет (КСПР). В его состав вошел, в частности, двухконсольный кран-погрузчик козлового типа грузоподъемностью 125 т. (в строй введен не был).
В Западной Лице расположен и береговой судоремонтный комплекс, обеспечивающий обслуживание лодок 941-го проекта. Специально для обеспечения «плавучего тыла» лодок 941-го проекта в Ленинграде на Адмиралтейском заводе в 1986 году был построен морской транспорт-ракетовоз «Александр Брыкин» (проект 11570) полным водоизмещением 11.440 т, имеющий 16 контейнеров для ракет Р-39 и снабженный 125-тонным краном.

Фото 17.

Однако уникальную береговую инфраструктуру, обеспечивающую обслуживание кораблей 941-го проекта, удалось создать лишь на Северном флоте. На Тихоокеанском флоте до 1990 года, когда программа дальнейшего строительства «Акул» была свернута, ничего подобного соорудить так и не успели.
Корабли, каждый из которых укомплектован двумя экипажами, несли (и, вероятно, продолжают нести и сейчас) постоянное боевое дежурство даже во время нахождения на базе.
Боевая эффективность «Акул» в значительной степени обеспечивается за счет постоянного совершенствования системы связи и боевого управления морскими стратегическими ядерными силами страны. К настоящему времени эта система включает каналы, использующие различные физические принципы, что повышает надежность и помехозащищенность в самых неблагоприятных условиях. В состав системы входят стационарные передатчики, транслирующие радиоволны в различных диапазонах электромагнитного спектра, спутниковые, самолетные и корабельные ретрансляторы, мобильные береговые радиостанции, а также гидроакустические станции и ретрансляторы.
Огромный запас плавучести тяжелых подводных крейсеров 941-го проекта (31,3%) в сочетании с мощными подкреплениями легкого корпуса и рубки обеспечил этим атомоходам возможность всплытия в сплошном льду толщиной до 2,5 м (что неоднократно проверялось на практике). Патрулируя под ледяным панцирем Арктики, где существуют особые гидроакустисческие условия, снижающие даже при самой благоприятной гидрологии дальность обнаружения подводной цели посредством наиболее современных ГАС всего до нескольких километров, «Акулы» являются практически неуязвимыми для противолодочных атомных подводных лодок США. Авиационными средствами, способными осуществлять поиск и поражение подводных целей сквозь полярный лед, Соединенные Штаты также не располагают.

Фото 19.

В частности, «Акулы» несли боевую службу подо льдами Белого моря (первой из «941-х» такой поход совершил в 1986 г. ТК-12, на котором в ходе патрулирования при помощи ледокола была осуществлена замена экипажа).
Рост угрозы со стороны прогнозируемых средств ПРО потенциального противника потребовал усиления боевой живучести отечественных ракет в процессе их полета. В соответствии с одним из прогнозируемых сценариев, противник мог попытаться «ослепить» оптические астронавигационные датчики БР при помощи космических ядерных взрывов. В ответ на это в конце 1984 года под руководством В.П. Макеева, Н.А. Семихатова (система управления ракеты), В.П. Арефьева (командные приборы) и B.C. Кузьмина (система астрокоррекции) были начаты работы по созданию стойкого астрокорректора для баллистических ракет подводных лодок, способного восстанавливать свою работоспособность через несколько секунд. Разумеется, у противника оставалась возможность осуществлять ядерные космические взрывы с интервалом через каждые несколько секунд (в этом случае точность наведения ракеты должна была значительно снизиться), однако такое решение было трудноосуществимо по техническим соображениям и бессмысленно — по финансовым.

Фото 20.

Усовершенствованный вариант Р-39, по своим основным характеристикам не уступающий американской ракете «Трайдент» D-5, был принят на вооружение в 1989 году. Кроме повышенной боевой живучести, модернизированная ракета обладала увеличенной зоной разведения боевых блоков, а также повышенной точностью стрельбы (использование космической навигационной системы ГЛОНАСС на активном участке полета ракеты и на участке наведения РГЧ позволило достичь точности, не меньшей, чем точность МБР РВСН шахтного базирования). В 1995 г. ТК-20 (командир капитан 1 ранга А. Богачев) выполнила ракетную стрельбу с Северного полюса.
В 1996 г. из-за нехватки средств были выведены из боевого состава ТК-12 и ТК-202, в 1997 г. — ТК-13. В то же время дополнительное финансирование ВМФ в 1999 году позволило значительно ускорить затянувшийся капитальный ремонт головного ракетоносца 941-го проекта — К-208. За десять лет, в течение которых корабль находился в Государственном центре атомного подводного судостроения, проведена замена и модернизация (в соответствии с проектом 941 У) основных комплексов вооружения. Ожидается, что в третьем квартале 2000 г. работы будут полностью завершены, и после окончания заводских и ходовых приемно-сдаточных испытаний, в начале 2001 года, обновленный атомоход вновь вступит в строй.

Фото 21.

В ноябре 1999 г. из акватории Баренцева моря с борта одной из ТАПКР 941-го проекта были выполнены стрельбы двумя ракетами РСМ-52. Интервал между пусками составил два часа. Головные части ракет с высокой точностью поразили цели на Камчатском полигоне.
По сообщениям отечественной печати, существующие планы развития стратегических ядерных сил России предусматривают проведение модернизации кораблей пр. 941 с заменой ракетного комплекса Д-19 на новый. Если это соответствует действительности, «Акулы» имеют все шансы сохраниться в строю и в 2010-х годах.
В дальнейшем возможно переоборудование части атомоходов 941-го проекта в транспортные атомные подводные лодки (ТАПЛ), предназначенные для перевозок грузов по трансполярным и кроссполярным подледным маршрутам, кратчайшим путем связывающим Европу, Северную Америку и страны АТР. Встроенный вместо ракетного отсека грузовой отсек будет способен принимать до 10.000 т груза.

Фото 22.

По состоянию на 2013 год из 6 построенных при СССР кораблей 3 корабля проекта 941 «Акула» утилизированы, 2 корабля находятся в ожидании на утилизацию, и один модернизирован по проекту 941УМ.
В связи с хроническим отсутствием финансирования, в 1990-е годы планировался вывод из строя всех единиц, однако, с появлением финансовых возможностей и пересмотром военной доктрины оставшиеся корабли (ТК-17 «Архангельск» и ТК-20 «Северсталь») прошли поддерживающий ремонт в 1999—2002 годах. ТК-208 «Дмитрий Донской» прошёл капитальный ремонт и модернизацию по проекту 941УМ в 1990—2002 годах и с декабря 2003 года используется в рамках программы испытаний новейшей российской БРПЛ «Булава». При испытании «Булавы» было принято решение отказаться от ранее используемой процедуры испытаний.
18-я дивизия подводных лодок, в которую входили все «Акулы», была сокращена. По состоянию на февраль 2008 года в её состав входили, находящиеся в резерве после выработки рабочего ресурса ракет «главного калибра», ТК-17 «Архангельск» (последнее боевое дежурство — с октября 2004 года по январь 2005 года) и ТК-20 «Северсталь» (последнее боевое дежурство — 2002 год), а также переоборудованный под « Булаву» К-208 «Дмитрий Донской». ТК-17 «Архангельск» и ТК-20 «Северсталь» более трёх лет находились в ожидании решения на утилизацию или перевооружение на новые БРПЛ, пока в августе 2007 года главком ВМФ адмирал флота В. В. Масорин не сообщил, что до 2015 года не предусматривается модернизация АПЛ «Акула» под ракетный комплекс «Булава-М».

Фото 23.

Рассматривается вариант переоборудования их для размещения крылатых ракет по аналогии с перевооружением ВМС США подводных лодок типа «Огайо». 28 сентября 2011 года было опубликовано заявление Министерства обороны Российской Федерации, в соответствии с которым, «Тайфуны», как не укладывающиеся в договорные лимиты СНВ-3 и избыточно дорогие в сравнении с новыми ракетоносцами класса «Борей», планируется списать и разделать на металл до 2014 года. Варианты переоборудования трёх оставшихся кораблей в транспортные подлодки по проекту ЦКБМТ «Рубин» или подлодки-арсеналы крылатых ракет отвергнуты по причине чрезмерной дороговизны работ и эксплуатации.
На совещании в Северодвинске вице-премьер России Дмитрий Рогозин сообщил что Россия решила временно отказаться от утилизации стратегических АПЛ третьего поколения, находящихся сейчас на вооружении ВМФ. В результате срок годности лодок продлится до 30-35 лет вместо нынешних 25. Модернизация затронет стратегические АПЛ типа «Акула», где каждые 7 лет будет меняться электронная начинка и вооружение.
В феврале 2012 года в СМИ появилась информация, что основное вооружение АПЛ типа «Акула», ракеты РСМ-52, были утилизированы не полностью, и до 2020 года возможен ввод в строй лодок «Северсталь» и «Архангельск» со стандартным вооружением на борту.
В марте 2012 года появилась информация из источников министерства обороны РФ, что стратегические атомные подводные лодки проекта 941 «Акула» не будут модернизировать по финансовым соображениям. По словам источника, глубокая модернизация одной «Акулы» сопоставима по стоимости со строительством двух новых подводных лодок проекта 955 «Борей». Подводные крейсера ТК-17 «Архангельск» и ТК-20 «Северсталь» не будут модернизироваться в свете недавно принятого решения, ТК-208 «Дмитрий Донской» продолжит применяться в качестве испытательной платформы для систем вооружения и гидроакустических комплексов до 2019 года.

Фото 24.

Интересные факты :
• Впервые размещение ракетных шахт впереди рубки осуществлено на лодках проекта «Акула»
• За освоение уникального корабля звание Героя Советского союза было присвоено Командиру первого ракетного крейсера капитану 1 ранга А. В. Ольховникову в 1984 году
• Корабли проекта «Акула» занесены в книгу рекордов Гинеса
• Кресло командира в центральном посту находится в неприкосновенности, исключения нет ни для кого, ни для командиров дивизии, флота или флотилии и даже министра обороны. Нарушивший эту традицию в 1993 году П. Грачев во время посещения «Акулы» был награжден неприязнью подводников.

Фото 25.

Фото 26.

Фото 27.

Фото 28.

Фото 30.

Фото 31.

Фото 32.

Фото 33.

Фото 34.

Источники:
http://www.deepstorm.ru/DeepStorm.files/45-92/nbrs/941/list.htm
http://fishki.net/1567900-samaja-bolshaja-podlodka-v-mire-iznutri.html
http://las-arms.ru/index.php?id=394
http://dokwar.ru/publ/vooruzhenie/aviacija_i_flot/apl_proekt_941_akula_po_klassifikacii_nato_quot_tajfun_quot/15-1-0-84
http://wiki.wargaming.net/ru/Navy:%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%B8_%D1%82%D0%B8%D0%BF%D0%B0_%C2%AB%D0%90%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B0%C2%BB_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B0_941
http://navycollection.narod.ru/library/soviet_subs/plarb/941.htm

Осенью 1999 г. в США увидела свет книга Шерри Зонтаг и Кристофера Дрю «Блеф слепца» (Blind Man’s Bluff), имевшая подзаголовок «Нерассказанная история американского подводного шпионажа». В ней преимущественно речь идет о тайных операциях субмарин ВМС США против СССР после Второй мировой войны. В ней в частности так же сообщалось, что в августе 1972 г. американская атомная подводная лодка специального назначения Halibat установила рядом с подводным кабелем Министерства обороны СССР, связывающего Камчатку с материком, устройство, к слову, весьма значительных габаритов, снимавшее и записывавшее на магнитную ленту секретную информацию.
Время от времени американские субмарины в ходе операции под кодовым названием Ivy Bells («Цветы плюща») пробирались в Охотское море к «золотой жиле», как в Пентагоне, ЦРУ и АНБ называли кабель, и забирали с него записи переговоров.
Так продолжалось довольно долго.

Фото 1: Американский шпионский «девайс», извлеченный со дна Охотского моря

Однако в Вашингтоне не знали, что некоторое время спустя после установки устройства за него зацепился якорь какого-то советского гражданского судна. На помощь пришли водолазы ВМФ. Они-то и обнаружили заокеанский шестиметровый «подарок». Соответствующие советские службы использовали его на полную катушку, гоняя через кабель дезинформацию. Факт обнаружения подводного «жучка» инициировал проверку всех подводных советских коммуникаций. И когда подслушивающее устройство было обнаружено на одной из линий связи у Кольского залива, никто этому не удивился. И его тоже сделали инструментом слива «дезы».
Установка «жучков» была подтверждена в 1980 г. сотрудником АНБ Рональдом Пелтоном, завербованным советской разведкой в США, которого выдал в 1985 г. агент-перебежчик Виталий Юрченко. После этого использовать шпионский «девайс» в Охотском море не имело смысла. Его подняли со дна и представили общественности.
Но «жучок», установленный Halibat, находился на глубине 120 м. Работать с объектами, находящимися на глубинах более 500 м, а тем более 1000 и 6000 м, значительно сложнее, а то и невозможно. По дну Атлантики проходят секретные линии информационной сети Пентагона DoDIN, там размещены стационарные станции гидроакустического наблюдения, следящие за перемещением российских атомоходов, а также подводные «маяки», с помощью которых американские субмарины сверяют точность своего курса. И вообще под многометровыми толщами воды находится много чего интересного.

Фото 2: Переоборудование АПЛ «Подмосковье»

11 августа этого года в северодвинском Центре судоремонта «Звездочка» состоялась церемония вывода из эллинга АПЛ «Подмосковье», проходящей глубокую модернизацию, а фактически перестройку из РПКСН К-64 проекта 667БДРМ в большую подводную лодку специального назначения БС-64 по проекту 09787 разработки ЦКБ МТ «Рубин». Сейчас она уже спущена на воду. Эта субмарина станет носителем так называемых атомных глубоководных станций 1-го ранга.
Переоборудование стратегического ракетоносца К-64 в носитель подводных аппаратов началось аж в 1999 году: работы неоднократно приостанавливались из-за пересмотра техзадания и недостатка финансирования. Известно, что из корпуса АПЛ был вырезан ракетный отсек — его заменили отсеком специальной конструкции с разъемами и шлюзовыми переходами для малых подводных лодок. Также в нем расположены комфортабельный отсек для экипажа гидронавтов станции и научно-исследовательская часть. За счет вставки нового отсека длина подлодки возросла.
Атомные глубоководные станции (АГС) – это относительно небольшие атомные подводные лодки, способные работать на глубинах более 1000 м. Они предназначены для выполнения научно-исследовательских и специальных операций. Первые три АГС проекта 1910 «Кашалот» подводным водоизмещением около 2,000 т разработки СПМБМ «Малахит» (главный конструктор – Е.С. Корсуков) были построены «Адмиралтейскими верфями» и в 1986-1994 гг. переданы заказчику. На Западе эти лодки получили обозначение Uniform.

Фото 3: АПЛ «Подмосковье» — транспортировщик АГС

Фото 4: ПЛАСН «Подмосковье» может транспортировать АГС разных типов

Все работы по переделке субмарины проводились на судоремонтном заводе «Звездочка» с 1994 по 2002 годы. В частности на ПЛА были демонтированы все шахты для баллистических ракет, помимо этого была укреплена конструкция подводной лодки, которая теперь, по неподтвержденной информации, может погружаться на глубину до 1 километра. АГС АС-12 крепится к носителю снизу. В настоящее время лодка К-129 числится в составе российского Северного флота и носит обозначение БС-136 «Оренбург».
Следующее трио АГС проекта 1851/18511 «Нельма» подводным водоизмещением около 1,000 т проектировалось так же СПМБМ «Малахит» (главный конструктор – Герой России С.М. Бавилин) и строилось теми же «Адмиралтейскими верфями». Сколько-нибудь четких фотографий этих подлодок нет. Но если довериться ресурсу Covert Shores, специализирующемуся на сборе и обобщении информации о силах и средствах специальных подводных операций, то в днищевой части носовой оконечности этих субмарин имеются мощные манипуляторы, способные выполнять самые разные задачи: от собирания элементов разного рода оружия на морском дне до «перегрызания» подводных кабелей. Западное обозначение лодок этого типа – X-Ray.

Фото 5: АГС проекта 1910 «Кашалот»

Наконец, самая известная из АГС – АС-31 проекта 10831 подводным водоизмещением 2100 т – из-за особенностей конструкции своего прочного корпуса, представляющего собой «цепочку» титановых сфер, получила неофициальное название «Лошарик». Субмарина сконструирована СПМБМ «Малахит» (главный конструктор – Герой России Ю.М. Коновалов) и построена Севмашем. Она вошла в строй в 2006 году. Во время экспедиции «Арктика-2012» в августе-октябре 2012 г. эта лодка двадцать суток занималась сбором грунта и образцов породы на глубинах 2,500-3,000 м. Этот рекорд вряд ли в обозримом будущем будет побит. Разве что какой-нибудь очередной АГС российского производства.
Как рассказали «Известиям» в Минобороны, лодка помогала корректировать бурильные работы, которые проводились с дизель-электрических ледоколов «Капитан Драницын» и «Диксон» для определения внешней границы континентального шельфа России.
В результате совместной работы получен огромный объем геологического материала. Отобрано более 500 кг обломков классифицируемых горных пород. Результаты экспедиции лягут в основу заявки в комиссию ООН по морскому праву на подтверждение продолжения континентального шельфа России, ранее отклоненную за недостаточностью геологических образцов, и, соответственно, приоритетного права на разработку ресурсов шельфа, — рассказал собеседник «Известий».
Он добавил, что, по данным Минприроды, хребты Ломоносова и Менделеева обладают запасами нефти и газа в объеме более 5 млрд.т условного топлива.
Во время экспедиции был обследован весь хребет и пробурено три скважины на двух участках с отбором образцов грунта. С помощью «Лошарика», оснащенного манипуляторами, грунт смогли собрать драгой (устройство очистки породы от наслоений), телегрейфером (большегрузный ковш с телекамерой) и гидростатической трубкой.
Работы велись на глубине от 2,5 км до 3 км в течение 20 суток. За счет атомного реактора и уникального титанового корпуса лодка может находится под водой намного дольше, чем гражданские батискафы на аккумуляторах.
По данным одного из участников экспедиции, у лодки в ходе работ были повреждена система внешнего освещения, которая помогает лодке «видеть» дно на глубине и находить различные предметы. Кроме того, придется ремонтировать манипуляторы, с помощью которых лодка забирает со дна океана пробы грунта и другие объекты.

Сейчас «Лошарик» готовят к техобслуживанию в 42-м цехе завода «Севмаш». Поскольку «Лошарик» оснащен атомным реактором, после каждого выхода в море лодку приходится поднимать в док, осматривать и устранять мелкие неисправности. В ходе ремонта планируется восстановить техническую готовность лодки, проверить узлы и механизмы, в частности валы и гребные винты. Хоть глубина для этой лодки была не очень большая, но придется осматривать и обслуживать прочный корпус. Во время одного из погружений вышла из строя система внешнего освещения — заменим и ее, — пояснил источник в оборонно-промышленном комплексе. Как рассказал собеседник, корпус «Лошарика» сделан из высокопрочного титанового сплава, поэтому устранить вмятины на корпусе намного сложнее, чем у обычной стальной лодки. Носителем «Лошарика» является переделанная стратегическая подводная лодка проекта 667 «Кальмар», у которой демонтированы пусковые шахты баллистических ракет — батискаф крепится под ее днищем.
В феврале этого года мы уже обслуживали «Лошарик». Готовили его к походу на Северный полюс. Установили дополнительное батиметрическое оборудование для сейсмического профилирования морского дна — в частности, профилограф (устройство для замера глубины донных отложений), гидролокатор бокового обзора и т.д. Тогда же подготовили запасные части и титановые плиты для повторного ремонта. Доработали и лодку-носитель, установили на нее многолучевой эхолот, — продолжил представитель Минобороны.
Потребность в таком аппарате очень высокая. В России помимо «Лошарика» на глубине 2–3 км могут работать только глубоководные станции «Мир». В прошлую экспедицию под руководством Артура Чилингарова использовали оба «Мира». Но сейчас выполнить пришлось более сложные и длительные подводные работы. Для нее у «Миров» не хватает автономности. Поэтому решили использовать «Лошарик», — пояснил собеседник «Известий».
По словам представителя Минобороны, если «Мир» работает на аккумуляторах, которые обеспечивают работу в течении 72 часов, то «Лошарик» — это полноценная субмарина с атомным реактором. Он позволяет обеспечить автономную работу батискафа в течение несколько месяцев. На ней есть места для отдыха экипажа, рабочие помещения, камбуз и т.д. При этом регенерация воздуха и воды обеспечивается не хуже, чем на космических станциях.
«Миры», по сути, — прогулочные батискафы. Манипуляторы у них слабые, с ограниченным количеством движений, дополнительные средства батиметрии не поставишь, — объяснил представитель «Минобороны».

Фото 6: Так по версии ресурса Covert Shores выглядит АГС проекта 1851 «Нельма»

Доставляют АГС к месту работы атомные подводные лодки специального назначения (ПЛАСН). По сути дела, это транспортные субмарины. Сейчас в этой роли выступает БС-136 «Оренбург» проекта 09786 разработки ЦКБ МТ «Рубин». Она переоборудована из РПКСН К-136 проекта 667БДР в Центре судоремонта «Звездочка». В корпус врезан специальный отсек, в который «прячется» АГС и транспортируется к месту глубоководных исследований. Именно АПЛ БС-136 «Оренбург» в сентябре 2012 г. доставила подо льдами «Лошарика» на Северный полюс, и тот несколько раз «сбегал» на дно макушки Земли.

Фото 7: КС-129 «Оренбург» – большая ПЛА специального назначения проекта 09786

Фото 8: Во время автопробега по берегу Белого моря операторам английской телепрограммы Top Gear удалось заснять АС-31

На смену «Оренбургу» придет «Подмосковье». Проходят ремонты и модернизируются, готовясь к предстоящим миссиям, и атомные глубоководные станции. АГС и ПЛАСН-транспортировщики организационно входят в состав 29-й отдельной бригады ПЛА особого назначения Северного флота и базируются на Губу Оленью.

Фото 9: АГС АС-31 проекта 10831 по версии ресурса Covert Shores

В период с 2004 по 2007 год капитан 1-го ранга Опарин А. И. возглавлял проведение заводских, государственных и глубоководных испытаний опытной подводной лодки в Белом, Баренцевом, Гренландском и Норвежском морях. По неподтвержденной информации данная субмарина к осени 2009 года полностью закончила программу государственных испытаний. Скорее всего, была принята в состав флота в 2010 году или позднее. Так в мае 2010 года в прессе появлялась информация о том, что ряд специалистов КБ «Рубин», «Малахит», «Прометей», СРЗ «Звездочка» были награждены государственными премиями за «опытный глубоководный заказ 1083К.

Предполагается, что ПЛА приписана к Северному флоту, при этом не подчиняется его командованию. АС-12 входит в состав Главного управления глубоководных исследований Минобороны РФ, которое более известно как «Подводная разведка» и подчиняется непосредственно министру обороны страны. Корпус глубоководной станции собран из высокопрочных титановых отсеков, имеющих шарообразную форму, в которых реализован принцип батискафа. Все отсеки лодки соединены между собой проходами и находятся внутри легкого корпуса.
Предполагается, что именно из-за конструктивных особенностей судостроители северодвинского предприятия «Севмаш» прозвали данную лодку «Лошариком» по аналогии с одним советским мультипликационным героем – лошадкой, которая была собрана из отдельных шариков. При этом технические характеристики лодки засекречены. По имеющейся в свободном доступе информации лодка имеет в длину до 79 метров. Полное водоизмещение лодки составляет 2,000 тонн. Глубоководная станция, по информации некоторых источников, может погружаться на глубину до 6,000 метров, и развивать максимальную скорость в 30 узлов.

Вероятно, что одну из сфер глубоководной станции «Лошарик» занимает атомный реактор Э-17 с паропроизводящей установкой и турбозубчатым агрегатом, мощность которого на валу составляет 10-15 тысяч л. с. Сообщается, что подлодка оснащена одним гребным винтом в специальном кольцевом обтекателе. Какого-либо вооружения на станции нет, но при этом она оснащена манипулятором, телегрефейром (ковш с телекамерой), драгой (система очистки породы), а также гидростатической трубкой. В состав экипажа «Лошарика» входит 25 человек – все офицеры.

Фото 10: Лодка-носитель «Оренбург» в месте постоянной дислокации, Оленья губа

Источники:
http://www.nationaldefense.ru/includes/periodics/maintheme/2015/1214/143117336/detail.shtml
http://topwar.ru/24870-sekrety-losharika.html
http://masterok.livejournal.com/2194087.html
http://masterok.livejournal.com/393335.html
http://topwar.ru/20479-losharik-proshel-ispytaniya-v-arktike.html
http://militaryrussia.ru/forum/viewtopic.php?f=760&t=1663&start=60

Продолжаем тему ПЛА специального назначения.

По сообщениям прессы, ВМФ России в 2018 году получит особый корабль – научно-исследовательскую атомную подводную лодку (ПЛА) «Белгород» проекта 09852. Субмарина достраивается на базе подводного крейсера проекта 949А в Северодвинске. ПЛА станет носителем обитаемых и роботизированных подводных аппаратов (ПА) и специального оборудования.

Третья мировая война (ТМВ) – это пример беспрецедентного театра боевых действий, с применением оружия массового поражения, не исключая ядерное, и сложнейших технических разработок. Эксперты прогнозируют самые разнообразные сценарии развития событий ТМВ, спорят о возможности развития подобного конфликта, но абсолютно ясно, что страшна эта война будет именно благодаря технике и вооружению способному нанести катастрофический урон по противнику.
Одним из примеров оружия будущего является подводная лодка особого назначения «Белгород» К-139. ПЛА номинально относиться к классу Антей (или «Oscar-II», согласно стандартам НАТО), это один из образцов передовой технической мысли, обладающий широкими тактическими возможностями. ПЛА классифицируется как субмарина пятого поколения, так как конструктивные особенности выделяют её на фоне более старых образов подобной техники, и это при условии, что главный конкурент СССР, а ныне России – США, располагает образцами подводных лодок лишь четвёртого поколения. Из чего можно сделать вывод, что К-139 не просто пополнил, но и модернизировал атомный подводный флот России.

Почти вся информация по субмарине К-139 храниться под грифом секретности, однако получили огласки некоторые её характеристики. Предполагается, что атомный подводный крейсер «Белгород» будет развивать скорость в размере 33 узлов (примерно 62 километра в час), что является достаточно крупным показателем с учётом габаритов корабля, его рабочая глубина погружения составляет порядка 420 метров, максимальная глубина примерно 500 метров. ПЛА имеет весьма внушительные размеры, около 154 метров в длину и 18 метров в ширину (вся флотилия ПЛА типа Антей получила неофициальное название «батон»), по максимальным показателям, её общее водоизмещение составляет 23,860 тонн. Однако, несмотря на внушительные размеры, экипаж, требуемый для управления составляет 130 чел. ГЭУ ПЛА имеет два ядерных реактора с мощностью каждого в 190 МВт. Автономность минимально составляет 120.

Основу вооружения К-139 составляют 24 ракеты «Гранит» (по стандартам НАТО – «Shipwreck», Кораблекрушение) – это дальнобойные сверхзвуковые крылатые ракеты, которые способны произвести запуск, как из-под воды, так и над её поверхностью. «Белгород» имеет в своём распоряжении стандартные торпедные аппараты 2×650 и 4×533, в количества 24 штуки.

По данным открытых источников, на АПЛ проекта 09852 будет смонтировано большое количество специального и водолазного оборудования, шлюзовые камеры для перехода в обитаемые глубоководные аппараты. На «Белгороде» будет развернут геофизический комплекс «Магма», позволяющий вести геологоразведочные работы на арктическом шельфе. Он в 4 раза снизит затраты на проведение исследований в труднодоступных акваториях независимо от погодных условий и ледовой обстановки.
Подводный атомный крейсер, превращенный в многофункциональный корабль, может использоваться как для изучения Мирового океана, в разведке и добыче полезных ископаемых на арктическом шельфе, так и для разведки, монтажа оборудования и обслуживания его на морском дне.

При этом, тактический потенциал К-139 не ограничивается приведёнными выше данными. По одной из неподтвержденных официально версий, лодка проекта 09852 может выступать в роли носителя перспективного подводного многоцелевого комплекса “Статус-6” (материал 79)

На основе имеющейся информации можно сделать вывод, что этот корабль и программа “Статус-6” тесно взаимосвязаны. Скорее всего, проект “Статус-6”, фактически базируется на К-139, в результате чего можно считать, что ядерное оружие тоже является частью оснащения этого судна. Однако, атомное оружие не всегда рассматривалось как часть вооружения АПЛ “Белгород”, принято считать, что судно приобрело подобный статус в 2012 году после официального заявления главкома ВМФ Владимира Высоцкого, о достройке судна «По специальному государственному проекту», это и послужило одной из предпосылок к догадкам о проекте “Статус-6”. Торпеда катастрофического поражения прибрежной территории, которую получает как основной элемент вооружения ПЛА специального назначения “Белгород” становиться весомым военным аргументом.

В дополнение к сказанному выше, особенности исходного проекта, ПЛАРК пр.949АМ, позволяют
– высвободить огромные объемы под очень значительное количество пилотируемых и беспилотных подводных аппаратов различного назначения
– установить полноценный водолазный комплекс на борту самой лодки, по возможностям и удобству (оперативности) применения превсходящий аналогичные комплексы на надводных судах
– проводить поисково-спасательные операции максимально эффективно (нет зависимости от метеоусловий, высокая скорость подводного)
– максимально использовать потенциал энергетики на борту (ЯЭУ).
– сохранит часть ударного потенциала (до 3/4 ПКР Оникс в каждой шахте ПКР Гранит и/или до 6 КР семейства Калибр/шахта.

Источники:
http://www.3world-war.su/vooruzhenie/vooruzhenie-rossii/1185-belgorod-k-139-podvodnaja-lodka-jadernoj-programmy.html
http://29ru.net/pu/various/93308553/
http://tehnoomsk.ru/node/2665
http://militaryrussia.ru/blog/topic-708.html

Перспективные реакторы Минатома.

Часть 4: ПВЭР-1000

Реактор с быстро-резонансным спектром нейтронов с пароводяным теплоносителем – ПВЭР. Рассматривается в качестве направления дальнейшего улучшения и развития водо-водяных корпусных энергетических реакторов.

Основной целью создания ПВЭР является разработка на основе имеющейся технологии и машиностроительной базы ВВЭР реактора, обладающего экономичным топливным циклом с коэффициентом воспроизводства около 1, улучшенным КПД термодинамического цикла, сниженной металлоёмкостью, близкими к ВВЭР капитальными затратами на установленный кВт и в перспективе – использованием серийно производимых промышленностью паровых турбин угольной энергетики на сверхкритические параметры водяного пара.

При работе над проектом ПВЭР расчётным путём исследовалась гипотеза о том, что при уровне воспроизводства горючего КВ~1, АЭС с ПВЭР могут быть экономически более предпочтительными по сравнению с реакторами типа БН за счёт существенно меньших капитальных затрат благодаря использованию технологии освоенного водного теплоносителя.

Разработка проекта ПВЭР к 1991 году проведена в объёме технического предложения.
Существующая технология и машиностроительная база для реакторов ВВЭР позволяют в принципе приступить к строительству ПВЭР сразу же после завершения экспериментального обоснования нейтронно-физических и тепло-гидравлических характеристик этого реактора.

Рассмотрим модернизацию ВВЭР в сторону ПВЭР сначала на уровне идеи. Переход к параметрам водяного пара выше критической точки воды (374 Цельсия, 225 атм) позволяет иметь в качестве теплоносителя перегретый водяной пар. Который по свойствам в этой области гораздо ближе к идеальному газу чем в классических ВВЭР, имеет хорошие термодинамические параметры и является однофазным теплоносителем. Плотность его может быть выбрана произвольной. Однако фактически, как минимум при плотности меньшей чем 100 килограмм на кубометр, т.е. (1/7) плотности обычного ВВЭР, секундного расхода пара становится недостаточно чтобы вынести тепло из активной зоны. Ведь водяной пар это не жидкий металл.

При остальных равных условиях, мощность насоса требующаяся на прокачку, обратно пропорциональна кубу плотности теплоносителя. Ведь как мы помним из физики, продифференцировав по времени сохранение импульса (d/dt)*(F*t) = (d/dt)*(m*v) получается по определению выражение для пропорциональности перепада давления на прокачку delta(P) = (1/S)*v*(dm/dt) где (dm/dt) – секундный расход теплоносителя, S – площадь рассматриваемого поперечного сечения. Секундный расход равен в свою очередь (dm/dt) = p*S*v где p -плотность теплоносителя. Для перепада давления получается пропорциональность delta(P) = p*(v^2) а для мощности, требующейся на прокачку, пропорциональность кубу скорости теплоносителя и первой степени его плотности: N_pump ~p*v^3.

Тепловая мощность, выводимая из реактора, пропорциональна трём множителям: N_reactor = C*(T2-T1)*(dm/dt) = C*(T2-T1)*p*S*v. Уменьшив плотность воды с 700 до 140 кг/м3 при сохранении прежними тепловой мощности реактора и всех остальных параметров , было бы необходимо увеличить в 5 раз скорость прокачки теплоносителя. В итоге требуемая мощность насоса увеличилась бы в (1/5)*(5^3) = 25 раз .

Однако здесь мы можем использовать резерв, открывающийся при переходе на СКД теплоноситель. Если в обычном докритическом ВВЭР (320 С, 160 Атм) нагрев воды при проходе через реактор составляет 30 Цельсия, то в случае СКД, при использовании соответствующих конструкционных материалов,  величину (T2-T1) можно взять порядка 150 Цельсия. Выбрав диапазон температур тот же, что и в натриевых реакторах на быстрых нейтронах: на входе в реактор порядка 380 Цельсия, на выходе из реактора порядка 530 Цельсия.

Таким образом, выбирая плотность водяного пара СКД 140 кг/м3, то есть (1/5) плотности обычного ВВЭР, и при этом выбирая перепад температуры при проходе реактора 150 Цельсия вместо обычных для ВВЭР 30 цельсия, скорость прокачки оставляем примерно такую же, как в обычном ВВЭР. При прежней мощности насоса (точнее, пародувки) появляется даже некоторый резерв, позволяющий уменьшить проходное сечение реактора: более плотное размещение топлива позволит снизить рост критической массы вызванный увеличением обогащения топлива по U235 или нечётному плутонию. Мощность ГЦН первого контура сохраняется на уровне 2% – 3% электрической мощности реактора.

Необходимо отметить что решение о подъёме перепада температуры между входом и выходом (T2-T1) достаточно очевидное, во всех странах натриевые бридеры работают с перепадом температуры за проход активной зоны 150 – 200 Цельсия. В обычном докритическом ВВЭР поступать так не позволяет фазовый переход теплоносителя (“вода-пар”), в то время как выше критической точки на фазовой диаграмме вода является однофазным теплоносителем.

Если снижать плотность водяного пара ниже 100 кг/м3, потребуется либо увеличить проходное сечение теплоносителя активной зоны увеличивая критмассу делящегося материала, либо снижать тепловую мощность реактора прежней величины. Либо увеличивать скорость прокачки теплоносителя с пропорциональным в третьей степени ростом требующейся мощности ГЦН.

Из данного рассуждения видна физическая постановка вопроса относительно ПВЭР как бридера. Переходя от ВВЭР к ПВЭР уменьшением плотности воды, мы делаем нейтронный спектр более жестким повышая коэффициент воспроизводства плутония. Однако одновременно может увеличиваться удельная загрузка плутония в реактор на Гигаватт установленной мощности. Поскольку меньшей плотности водяного пара достаточно на вынос из реактора только определённой, небольшой мощности теплового потока. При этом объём активной зоны строго ограничен, поскольку давление порядка 240 атм, требуется прочный корпус со стальной стенкой толщина которой велика относительно радиуса цилиндра.

Вопрос: если в легководном ПВЭР уменьшать плотность водяного пара, что произойдёт быстрее? КВ вырастет до величин выше единицы благодаря жёсткому спектру нейтронов? Или чтоб вода почти не замедляла нейтроны, потребуется столь малая её плотность, при которой этой же водой (в виде пара) из реактора может быть вынесена слишком малая тепловая мощность? Ведущая к высокой цифре числа килограмм плутония в загрузке на МВт. Этот вопрос исследовался расчётным путём в середине 1980-х при физическом расчёте по проекту ПВЭР-1000.

Конструкторам ПВЭР удалось уместить в корпусе, по габаритам и массе транспортабельном по железной дороге, электрическую мощность 1000 МВт при выборе плотности водяного пара 140 кг/куб. Расчётный коэффициент воспроизводства, на плутонии собственного изотопного состава при оксидном топливе составил, по данным различных отчётов для различных топливных композиций, такие величины как BR=1,02; BR=1,1; и даже BR=1,2. Эти значения в любом случае подлежат расчётной проверке с использованием современных файлов групповых нейтронных сечений.

Необходимо отметить, что в случае реактора ПВЭР высокие давления и температура в первом контуре предъявляют повышенные требования к оборудованию реакторной установки, в первую очередь к корпусу реактора. Работающему при давлении 240 атмосфер и температуре порядка 380 – 385 Цельсия. Эти параметры значительно выше условий работы и обычных корпусов ВВЭР (160 Атм, 290 Цельсия), и корабельных реакторов первого поколения работавших при 200 атм. Соответственно, проект ПВЭР требует предварительного проведения программы тестирования материалов в условиях 240 Атм и 380 – 540 Цельсия.

Принципиальная схема реакторной установки и особенности конструкции

Конструкция ТВС и ТВЭЛов аналогична ТВС и ТВЭЛам быстрых реакторов типа БН.    

Предварительные выводы:

В линейке эволюции легководных реакторов, ПВЭР является конечным звеном: плотность водяного пара минимальна, обогащение U235 (либо концентрация в топливе нечётного плутония) максимально, коэффициент воспроизводства плутония максимальный. Однако нужно ли стремиться непременно превысить КВ=1 именно в рамках концепции легководного теплоносителя? Тем более что по теории, поскольку вода замедляет нейтроны давая повышенное (по сравнению с натриевыми реакторами) их количество в резонансной области энергий, КВ должен стремиться к некой величине. Меньшей, чем КВ натриевых бридеров. Которые на оксидном топливе имеют порядок величины КВ=1,2.

Ответ на этот вопрос могут дать только вариантные расчёты реактора: совместный нейтронно-физический и тепло-гидравлический расчёт ПВЭР в нескольких вариантах, которые дальше анализируются по экономике и удельной загрузке делящегося материала на установленный МВт.

Может оказаться, что ограниченность объёма в связи с 240 атмосферами (?), не позволяет одновременно разместить большой отражатель из обеднённого урана и при этом снять с реактора разумных размеров высокую тепловую мощность. Тем более что, как мы помним, ниша у легководных в 21-м веке просматривается именно в качестве корабельных модульных реакторов эффективной (полезной) мощностью 40 – 100 МВт. В этом случае, при двухкомпонентной (ЛВР + БН) энергетике с топливным циклом замкнутым по U238, для корабельных ЛВР может оказаться экономически более привлекательной возможность иметь при КВ = 0,9 улучшенные параметры по обогащению топлива и удельному теплосъёму (МВт/кг Pu239).

Источники (в работе)
1.
2.
3.

101.3. Перспективные реакторы Минатома.

Часть 3: ВВЭР-1800

К середине 1980-х производство корпусных ВВЭР-1000 в значительной мере определялось возможностями «Ижорских Заводов» [1] производивших максимум один корпусный комплект в год.

«Программа-1983» ставила задачу преодолеть это ограничение строительством завода «Атоммаш» на берегу Волги, с многотысячным коллективом изначально призванным заниматься только ВВЭРами. Ряд источников утверждают [2], что завод по проекту был рассчитан на производство до 8 корпусных комплектов ВВЭР-1000 в год. Сразу отметим: до «перестройки» Атоммаш в Волгодонске не успели достроить, и хотя небольшая сохранившаяся часть завода существует сейчас на нефте-газовых заказах, производство корпусов ВВЭРов там всё ещё (2017) только пытаются восстановить.

Как мы помним, направление кипящих одноконтурных корпусных реакторов (BWR) имеющее определённые преимущества перед PWR по топливоиспользованию, успешно стартовало в СССР в виде реактора ВК-50 и не получило развития только потому, что корпус мощного BWR является не транспортабельным по железной дороге. Поэтому планировавшийся с конца 1980-х переход к транспортировке корпусов водными путями, хоть и ограничивал размещение АЭС отдельными регионами европейской части России, открывал конструкторам новые возможности: снималось ограничение в виде железнодорожного габарита.

Это позволило начать работу над проектом ВВЭР-1800 не транспортабельным по железной дороге. Эскизный проект реакторной установки разработан в соответствии с техническим заданием №352-ТЗ-002 и начата разработка технического проекта.

Увеличение размеров активной зоны позволяет более эффективно использовать топливо: по сравнению с «тысячником» достигнуто снижение топливной составляющей на 10%. Удельная металлоёмкость оборудования реакторной установки ВВЭР-1800 снижена на 20% по сравнению с ранними ВВЭР-1000 и на 10% по сравнению с «ВВЭР-1000 п/б»:

Для четырех-петлевых энергоблоков ВВЭР-1800 по оценкам Атомэнергопроекта рассчитано уменьшение по сравнению с ВВЭР-1000:
* удельного расхода металла по технологической части главного корпуса на 12 – 15%;
* удельной кубатуры главного корпуса на 15-20%;
* удельного расхода железобетона на 15 – 20%;
* удельного расхода металла в строительных конструкциях на 15 – 20%;
* удельных капитальных затрат на 15 – 20%;
* удельной численности персонала АЭС на 15 – 20%;
* удельных трудозатрат на 20 – 25%.

Приведём основные характеристики реактора ВВЭР-1800:

Тепловая мощность………5800 МВт
Электрическая мощность………1800 МВт
Делящееся топливо……….UO2 либо UO2+PuO2
Коэффициент воспроизводства на уране-235……….0,5
Замедлитель и теплоноситель………H2O плотности 700 кг/м3
Температура теплоносителя:
на входе в активную зону……….294 Цельсия
на выходе из активной зоны……….330 Цельсия
Расход теплоносителя ……….37,3 м3/сек
Давление теплоносителя ……….15,7 МПа
Потеря напора теплоносителя:
в реакторе……….0,37 МПа
во всем контуре……….0,8 МПа
Размеры корпуса реактора (наружный диаметр цилиндрической части /высота)……….5,67/11,8 метров
Материал корпуса………. сталь 15Х2НМФА
Материал отражателя……….Н2О + сталь
Толщина отражателей:
бокового……0,86 метра
торцевого 0,2-0,9 метра
Параметры активной зоны:
диаметр/высота………. 3,94/3,56 метра
Топливо……….UO2
обогащение топлива подпитки по делящемуся материалу……….3,6%
Загрузка топлива……….101,2 тонны ТМ (тяжелого металла)
Плотность топлива в таблетке……….10,4 – 10,8 г/см3;
Количество ТВС ……….243
Размер ТВС под ключ……….234 мм;
Наружный диаметр ТВЭЛа……….9,1 мм;
Число ТВЭЛов в ТВС……….312
Шаг решетки ТВЭЛов……….12,75 мм;
Геометрия решетки……….треугольная
Материал оболочки ТВЭЛов……….сплав циркония + 1% ниобия
Толщина оболочки ТВЭЛов……….0,68 мм;
Масса оболочки/масса топлива………. 35 тонн/114,8 тонн;
Конструкционный материал активной зоны……….цирконий;
Масса конструкционного материала/масса топлива (UO2)……….6,0 тонн/114,8 тонн
Средняя плотность энерговыделения……….133 МВт/м3;
Максимальная температура топлива в центре ТВЭЛа……….1600 Цельсия;
Максимальная температура оболочки ТВЭЛа:
на внутренней поверхности……….400 Цельсия
на наружной поверхности……….350 цельсия
Средняя линейная тепловая нагрузка на ТВЭЛ……….207 Вт/см
Коэффициент воспроизводства в равновесном режиме……….0,5;
Коэффициент неравномерности энерговыделения (физический)%
по высоте……….1,48
по радиусу……….1,35
режим перегрузки……….частичная перегрузка
Длительность топливной кампании……….3 (4) года
Число перегрузок за кампанию……….3 (4)
Средняя глубина выгорания топлива……….42 ГВт*сутки/тонна урана
Максимальный флюенс нейтронов (Е>0,5 Mev):
в топливе……….10^22 нейтронов/см2;
в оболочках ТВЭЛов……….10^22 нейтронов/см2;
в корпусе реактора ……….10^19 нейтронов/см2;
Эффекты реактивности:
запас реактивности при номинальном режиме:
в начале кампании……….8%
в конце кампании……….0%
Температурные эффекты реактивности:
по температуре топлива……….минус (0,2-0,5)*10^-2  %/С
по температуре теплоносителя……….минус (1-8)*10^-2  %/С
мощностной коэффициент реактивности……….минус 2,5*10^-4  (delta P)/(%N)
пустотный (паровой) коэффициент реактивности……….(5-30)*10-4  (delta density)/(% vapour)
Изменение реактивности при полной потере теплоносителя в активной зоне ……….-22%
Система СУЗ и АЗ:
максимальное число стержней СУЗ (АЗ + АР)……….199
Вес одного стержня СУЗ (АЗ + АР) средний……….0,05%

 

 

 

 

in work

 

Список литературы и источников

 

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B6%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%8B
2.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BC%D0%B0%D1%88
3.

 

Tagged with:  

101.2. Перспективные реакторы Минатома.

Часть 2: Проект ВВЭР-1000 п/б

В середине 1980-х ядерная электроэнергетика России базировалась на двух основных типах энергоблоков: ВВЭР-1000 и РБМК-1000. ВВЭР-1000 был задуман как корпусный реактор класса PWR с максимальными габаритами и массой, транспортабельными по железной дороге. Разработка «ВВЭР-1000 повышенной безопасности» началась в соответствии с постановлением Совета Министров №724 от 01.07.1987.

Основной особенностью нейтронно-физических параметров на первом этапе становилось повышенное введение в композицию активной зоны выгорающего поглотителя. С целью обеспечения в течение всего топливного цикла коэффициентов реактивности, обуславливающих отрицательную обратную связь между мощностью и параметрами теплоносителя. На втором этапе модернизации рассматривалось освоение спектрального регулирования, благодаря наличию на крышке реактора увеличенного на первом этапе количества приводов для элементов СУЗ.

Приведём характеристики реактора ВВЭР-1000 п/б:

Тепловая мощность = 3200 МВт
Электрическая мощность (брутто) = 1060
МВт
Делящееся топливо в свежих ТВС = 4,4%
U235
Удельная загрузка делящимся топливом (брутто) = 1115 кгU235/GW(тепл)
Коэффициент воспроизводства = 0,56
Замедлитель и теплоноситель: = H2O плотностью 0,68 г/см3
Температура теплоносителя:
на входе в реактор = 290 С
на выходе из реактора = 320 С
Давление теплоносителя = 15,7 МПа
Расход теплоносителя = 25 м3/сек
Потеря напора теплоносителя:
в реакторе = 0,3 МПа
по контуру = 0,55 МПа
Размеры корпуса реактора………….. 4,55/10,8 метров
Материал корпуса…………………………….. сталь
Материал отражателя……………………… сталь
Толщина торцевого отражателя………. отсутствует
Толщина бокового отражателя…..……. 0,06 – 0,10 метра
Параметры активной зоны:
диаметр/высота …………………….………3,16/3,70 метра
тип топлива…………………………………….…………..UO2
обогащение топлива по делящемуся материалу…..4,0-4,4%
загрузка топливом…………………………………….….80 тонн
плотность топлива…………………………………. 10400 кг/м3
количество ТВС ………………………………………..163
размер ТВС под ключ…………………………………234 мм
число ТВЭЛов в ТВС ………………………………….312
диаметр ТВЭЛов внешний………………………. 9,1 мм
шаг решётки …………………………………..……..12,75 мм
геометрия решётки………………………….….треугольная
материал оболочки ТВЭЛов……………циркониевый сплав
толщина оболочки ТВЭЛов…………………………0,65 мм
масса оболочки/масса топлива   …………….440/1575 грамм
конструкционный материал активной зоны………….цирконий
масса конструкционного материала/масса топлива ……3,5/80 тонн
средняя плотность энерговыделения……………………. 116 МВт/м3
температура топлива в центре ТВЭЛа ………………….1600 С
Температура оболочки ТВЭЛа:
на внутренней поверхности…………………………………368 цельсия
на наружной поверхности……………………………..…….355 цельсия
линейная тепловая нагрузка на ТВЭЛ ………………17200 Вт/метр
коэффициент неравномерности энерговыделения в стационарном цикле:
по высоте ………………………………………..…..1,25
по радиусу………………………………………..…..1,35
длительность кампании ………………………..3 года
режим перегрузки топлива…………………..частичная
число перегрузок топлива за кампанию……..3
средняя глубина выгорания……………………..40,2 ГВт*сутки/тонна
Максимальный флюенс нейтронов в топливе и в оболочках ТВЭЛов:
тепловых…………………………………….1,5*10^22
быстрых ……………………………………..3*10^22
Эффекты реактивности:
запас реактивности при номинальном режиме
в начале кампании……………………………….….11,0%
в конце кампании………………………………..……0
температурные коэффициенты топлива:
по температуре топлива …………….…минус 2,5*10^-5  на градус цельсия
по температуре теплоносителя…….от минус 10^-4 до минус 65*10^-5  /C
мощностной коэффициент реактивности ..-1,8*10^-4 [delta(K)/K] / [%((delta N)/N)]
плотностной коэффициент реактивности ……..(от 5 до 33)*10^-2   1/(г/см3)
изменение реактивности при полной потере теплоносителя в активной зоне…-22,0%
Система СУЗ и АЗ:
число стержней СУЗ…………………………….…….121
вес одного стержня СУЗ……………………….…….0,009%
число стержней АЗ……………………………….…..121
вес одного стержня АЗ………………………………0,7% (max)

Мероприятия по улучшению топливного цикла ВВЭР-1000 на первом этапе проводились без учёта возврата урана и плутония в топливный цикл. Прежде всего, это было связано с технологией изготовления свежих ТВС предполагающей много ручных операций. Операторы с микрометрами вручную измеряли (и сейчас по-прежнему измеряют) диаметр и высоту каждой топливной таблетки UO2. Если параметры в норме, её помещают в ведро с готовой продукцией для закладки в ТВЭЛ; если толщина или диаметр выше нормы, таблетку возвращают на обточку и затем снова на контроль. Если параметры ниже нормы, таблетку кладут в третье ведро на переработку материала.

Если при обращении с малообогащённым “свежим”, не находившемся ранее в реакторе ураном, радиация не создаёт больших сложностей, то побывавшее в реакторе топливо (уран с высоким процентом урана-236 и высокофоновый реакторный плутоний) вместо зала с операторами и перчаточными боксами требует высокотехнологичной автоматизированной линии, без шлифовочных и других пылящих операций. Это представляло в 1980-е и по-прежнему представляет в специфике России большую преграду на пути к замкнутому топливному циклу. Как вариант, рассматривалось бестаблеточное виброуплотнённое топливо, которое сейчас ещё до конца не отлажено.

Улучшение топливного цикла ВВЭР-1000 п/б достигалось за счёт:
* снижения поглощения нейтронов путём замены стали в деталях ТВС на цирконий;
* уменьшения содержания гафния в цирконии, расход природного урана уменьшался на 8 – 12%;
* использования новых типов выгорающих поглотителей;
* перехода на четырёхгодичную кампанию (снижение расхода природного урана 6%)

Оптимизация топливоиспользования ВВЭР с открытым топливным циклом вела к сокращению потребления природного урана на 20 – 25%. Дальнейшее сокращение расхода на 45 – 50% планировалось в 1988 году на период после 2010 года и связывалось с замыканием топливного цикла путём перехода к топливу UO2-PuO2.

Характеристики данного проекта ВВЭР-1000 можно считать стартовой точкой для перспективных легководных проектов. Во всём ВВЭР-1000 хорош кроме коэффициента воспроизводства. При загрузке свежее топливо содержит 44 килограмма урана-235 на тонну, при выгрузке – 8 килограмм урана-235 и 4,5 кг урана-236 в смеси с 942 килограммами урана-238 и ураном-232. А также 8,7 килограмм плутония из которых только 5,2 килограмма плутоний-239. При таких параметрах, урановая промышленность способна обеспечить свежим топливом установленную мощность которая невелика в процентах от всей энергетики.

Поэтому все дальнейшие смелые легководные проекты имели целью поднять коэффициент воспроизводства. Как минимум до величины, когда дельта между КВ и единицей не больше, чем превышение над единицей КВ серийных натриевых бридеров на оксидном топливе. Это позволит в замкнутом по урану-238 топливном цикле иметь мощность легководных реакторов по крайней мере не меньшую, чем установленная мощность натриевых бридеров.

Кроме подъёма КВ, перспективные проекты ЛВР поднимали также температуру и давление пара и тепловой КПД. Однако делалось это не как самоцель а главным образом для того, чтобы благодаря сверхкритическому водному теплоносителю иметь возможность выбирать плотность водяного пара в широком диапазоне. В свою очередь, это позволяет варьировать нейтронный спектр как с целью спектрального регулирования вместо борного, так и с целью использования конструкционных материалов имеющих высокое сечение поглощения тепловых нейтронов. А также использовать стандартные, производимые промышленностью в большом количестве, паровые турбины угольной энергетики. Давно и успешно работающие, как известно, на сверхкритических параметрах пара.

Список литературы и источники:

  1.  Разработка технического проекта реакторной установки ВВЭР-1000 повышенной безопасности: Техническое задание 392-ТЗ-001, 1987.
  2.  Реактор. Расчёт физический. Ч.1. Характеристики активной зоны в стационарном топливном цикле. Техническое задание ОКБ ГП 392.06.00.00.000РР17, 1988.
Tagged with:  

101.1. Promising reactors from Rosatom

On April 22, 2017, in Проекты, РосАтом, by Denis Hlustin

101.1. Перспективные реакторы Минатома.

Часть 1: Введение

История советской атомной энергетики первых десятилетий хорошо освещена в публикациях. Менее широко известен вопрос о том, каким же виделось её будущее руководству Минатома в 1980-х годах. Между тем, в 1983 году в СССР была принята грандиозная программа строительства АЭС. Рассчитывались варианты сочетания в энергосистеме различных типов реакторов на период до 2070 года.

Основой оптимизационных расчётов являлись прогнозные характеристики реакторов новых перспективных типов: помимо разновидностей ВВЭР, в них фигурировали высокотемпературные реакторы с шаровыми ТВЭЛами, быстрые натриевые БН-1600, как в варианте гомогенной активной зоны на оксидном топливе с КВ=1,3 так и в варианте внутрикассетной гетерогенности на плотном топливе с расчётным КВ=1,57. И другая экзотика, из которой отметим усовершенствованные графитовые реакторы без положительного парового коэффициента реактивности (не РБМК), и тяжеловодные ТР-1000.

Точками бифуркации программы реакторостроения стали 1986 год (Чернобыль) и 1991 год, когда распался Советский Союз. С момента свёртывания масштабных работ прошло почти 30 лет, поэтому сейчас мы можем рассматривать Программу-1983, оставшееся от неё наследие и документацию, как точно такую же давнюю историю, словно события периода 1940-х – 1970-х когда создавался военный атом.

Необходимо отметить, что после 1991 года «ядерная» жизнь в России всё-таки продолжается. Однако масштаб и главное характер работ стал принципиально иной: ставка делается на коммерческое производство, с в лучшем случае минимальными косметическими усовершенствованиями, давно освоенных конструкций ВВЭР в количестве всего 0,5 ГВт(эл) в год. Эта цифра есть сумма экспорта плюс строительство энергоблоков замещающих мощностей на своей территории.

Если поставить вопрос, можно ли сейчас в России возродить эту программу, ответ будет по большинству пунктов скептическим: нет уже ни тех заводов с их станками, ни людей. Должны будут включаться в процесс, налаживая производство с нуля, новые предприятия и новые люди. Учитывая масштаб и сложность задачи, если это и произойдёт, то не в России. Всё-таки для реализации Программы, перехода к серийному строительству новых типов реакторов, нужны не те силы и средства которые сейчас в России имеются. Имеющихся хватает только на отшлифовку старых идей и мелкосерийное, в том числе экспортное, строительство базирующихся на них конструкций (ВВЭР), обеспечивающее стационарное поддержание парка уровня 30 ГВт(эл).

Чтобы легче ориентироваться во всём многообразии научно-технического наследия программы-1983, рассмотрим её идеи. Для этого мысленно перенесёмся в руководящий кабинет Минатома конца 1980-х в 12-этажном здании, что в Москве на улице Большая Ордынка (или как она в те годы называлась). Обратим внимание: из чего Программа-1983 исходит, в чём видит ограничения и какие цели ставит.

Центральный вопрос: топливообеспечение природным ураном
Задача масштабно производить природный уран в СССР впервые была поставлена в 1943 году. Первый реактор Ф-1, являвшийся копией реактора Энрико Ферми запущенного в 1942 году, запустили 25 декабря 1946 года. Он содержал 45 тонн природного урана, 500 тонн графита и не имел запаса реактивности для работы на мощности. Более крупный графитовый реактор на природном уране с водяным охлаждением, тепловой мощностью 100 МВт, был запущен в Озёрске в июне 1948 года. Уран для этих реакторов вывезли из Германии. Своё урановое производство в республиках Центральной Азии только создавалось, поэтому на протяжении 1950-х, да и 1960-х определяющую роль играли поставки из завоёванных Германии, Чехословакии, Болгарии и Польши.

Только в 1970-е было освоено масштабное производство в Центральной Азии. Качественный скачок обеспечила технология подземного выщелачивания урана. Суть её в том что в нефти, добываемой в тех же республиках, высокое содержание серы которую в любом случае нужно отделять. Из серы делают серную кислоту H2SO4, которая используется в производстве тротила. В до-ядерную эпоху, чем больше миллионов тонн в год серной кислоты производила страна, тем мощнее её ВПК. Если же попутное производство серы больше чем потребности военной промышленности, огромные объёмы серы всё равно нужно утилизировать.

Суть идеи была в том, чтобы закачивать H2SO4 или другой экстрагент в скважину на урановом месторождении, откачивая из соседней скважины раствор с ураном. Если открытым карьерным способом можно добывать уран с глубины до 600 метров, а шахтами до 2 километров, то бурение скважин делает доступной глубину до 10 километров, то есть до (1/3) средней толщины континентальной плиты.

В результате урановая добыча в СССР к концу 1980-х, как считается, достигла 25000 тонн в год. Предположив линейность роста между началом работ (1950) и завершением (1991), получаем оценку: добыто порядка 500 тысяч тонн природного урана. Это полностью обеспечило потребности военной программы. Считая что в ядерном боезаряде используется 50 килограмм урана-235 либо 16 килограмм плутония-239, либо эквивалентное их сочетание, получаем, что при выделении центрифугами урана-235 в количестве 3 килограмма на тонну (из 7,2 кг/т), Советский Союз к 1990 году, 40 лет подряд направляя 80% урановой продукции на военные нужды, мог иметь 24000 ядерных зарядов. Эта цифра в целом согласуется с оценками 27000, имеющимися в прессе.

Таким образом, к 1990 году военные нужды были насыщены и возникла возможность перенаправить 80% нового производства делящихся материалов на снабжение АЭС. Сколько же электрических ГВт можно снабжать топливом, имея производство природного урана 20 тысяч тонн в год? И вот здесь обнаруживается, что смотря какие реакторы. Если говорить о существующих типах ВВЭР и других на тепловых нейтронах, цифра невелика: 100 ГВт(эл).

Именно по этой причине была поставлена задача поднимать коэффициент воспроизводства плутония. У обычных ВВЭР он порядка 0,5. Усовершенствованные ВВЭР могут иметь КВ~0,8. Если КВ<1, работает формула суммы бесконечно убывающей геометрической прогрессии: M=M0/(1-КВ). В данном случае М0 это масса урана-235 в природном уране, то есть 7,2 килограмма на тонну. При КВ больше чем 0,9928 оказывается задействован весь природный уран в реакции деления, а при более высоком КВ оказывается возможным сопутствующее производство дополнительного делящегося материала. Как можно заметить, при КВ=1,16 оно, в процентах от добытой тонны природного урана, не так уж и велико хотя и в 20 раз больше чем содержание U235.

В замкнутом топливном цикле, при полном извлечении урана-235 центрифугами (нулевом содержании урана-235 в обеднённом уране), реактор имеющий КВ=0,5 может разделить долю природного урана 0,0072*2=0,0144 а реактор КВ=0,8 соответственно 0,0072*5 то есть 3,6%.
Именно игра на этой 2,5-кратной разнице топливоиспользования и была сутью требования Министерства к конструкторам делать сверхкритические ВВЭРы. Ведь при добыче 25000 тонн природного урана в год, направляя 80% на мирные нужды, ВВЭР СКД позволили бы иметь парк 250 ГВт вместо 100. Заманчивая перспектива, однако с точки зрения материаловедения не простая: для повышения давления и температур в ВВЭР требовалось перейти с циркониевых сплавов оболочек ТВЭЛов и трубок парогенераторов на какие-то другие, как вариант – стальные. К 1991 году эта научно-техническая задача в СССР не была до конца решена.

Чтобы полностью использовать природный уран, нужны бридеры имеющие КВ ок. 1. Идея бридера на быстрых нейтронах была сформулирована Энрико Ферми в 1940-е. Однако по результатам экспериментов оказалось, что металлические и другие плотные топлива для бридеров сделать непросто, а оксидное топливо из-за смягчения нейтронного спектра даёт коэффициент воспроизводства реактора порядка КВ=1,16 экспериментально измеренный на французском реакторе «Феникс». Причём КВ реактора всегда выше чем КВ топливного цикла, поскольку как в реакторе, так и при хранении и переработке облучённого топлива, плутоний-241 распадается в пороговый Am241. По этой и другим причинам бридеры в мире до сих пор в единичных экземплярах.

Ядерная энергетика среднесрочного будущего будет двухкомпонентная. Избыток делящегося материала будет производиться бридерами, а тратиться легководными реакторами и возможно как транспортный энергоноситель для нужд ЯРД (где его потребуется очень много). Двухкомпонентность в Программе-1983 понималась как ВВЭРы плюс более дорогие БН-1600. С современных позиций она понимается как БН-1600 плюс корабельные малые модульные реакторы. Использование делящегося материала как транспортного энергоносителя отлично зарекомендовало себя в реакторах АПЛ, крейсеров и авианосцев. Можно предположить, что придёт время, и большинство океанских кораблей будут не на мазуте плавать.

В этом случае ниша корабельных усовершенствованных ВВЭР (КВ=0,8) оказывается в диапазоне электрической мощности 40 – 100 МВт. Важно что в отличие от варианта исполнения их в виде имеющих КВ=1,2 бридеров на оксидном топливе, не требуется расплавленный натрий по морю возить. Важно только, чтобы общий КВ системы бридеров плюс ВВЭР превышал единицу, что позволит задействовать не 7 килограмм на тонну а всю тонну добываемого природного урана в замкнутом по U238 топливном цикле.

Конкурирующим потребителем избыточного делящегося материала, нарабатываемого бридерами, наряду с корабельными ВВЭР могут оказаться ЯРД. Ядерные ракетные двигатели, если они всё-таки будут созданы для пилотируемых полётов на Марс и к кольцу астероидов. В 1980-е они были почти созданы и не производились главным образом потому, что не обеспечивали тягу для старта МБР с поверхности Земли. В случае же их создания, делящегося материала как транспортного энергоносителя для их использования потребуется очень много. Поэтому бридеры должны будут работать с максимально возможным коэффициентом воспроизводства.

Современное состояние мировой и российской добычи природного урана:
По состоянию на 2017 год, мировая добыча урана находится на отметках вблизи 60,000 тонн в год. Из них также как в 1990 году, 40 тысяч тонн добываются в регионах мира которые контролируются США и Евросоюзом. Остальные 20 тысяч тонн добываются в Казахстане методом подземного выщелачивания, однако контролирует их не Россия а совсем другие страны. Собственное производство России в период 1991-2017 годов официально варьировалось между 3500 и 5000 тоннами в год, то есть меньше чем потребление собственным парком уже построенных легководных реакторов. Для покрытия их нужд, а также для экспортных поставок, использовались как складские запасы советского периода, так и повторное кручение в центрифугах тех полмиллиона тонн обеднённого гексафторида урана, которые были накоплены в советский период и хранятся на Урале.

Дополнительные аргументы, способствовавшие принятию Программы-1983:
Если в 1960 году установленная мощность всех электростанций СССР составляла 67 ГВт, то к 1990 году она достигла 350 ГВт. На душу населения был достигнут небывало высокий уровень 1200 Вт(эл), около 50% от уровня США того же времени. На протяжении 30 лет с 1960 по 1991 промышленность производила по 10 ГВт в год паровых турбин, электрогенераторов, повышающих трансформаторов для ЛЭП и удвоенную мощность понижающих трансформаторов учитывая норматив резервирования.

Первая АЭС была создана в Обнинске в 1954 году. После этого через 34 года, в 1988 году  суммарная мощность АЭС достигла во всём мире 326 ГВт на 432 энергоблоках в 26 странах. В СССР мощность составила 37 ГВт (плюс ещё немного экспортное строительство), работавших в базовом режиме и производивших 13% электроэнергии.

Это немало, однако и не много. Переключение 80% урановой добычи на подпитку АЭС с реакторами освоенных типов в открытом топливном цикле могло добавить к этой цифре, в лучшем случае, ещё 60 ГВт. Между тем, большинство действующих электростанций были угольные и находились в европейской части России, а угольные шахты – в Сибири и Казахстане. Пропускная способность имеющейся сети железных дорог к середине 1980-х была задействована полностью, чтобы снабжать углем уже построенные электростанции.  Угольные перевозки превысили 40% грузооборота всей транспортной системы страны. В итоге, в 1980-е было принято решение угольных электростанций в европейской части России больше не строить.

Как частичное решение задачи дальнейшего роста установленной мощности энергетики, планировалось строить тепловые электростанции прямо на месторождениях угля в Сибири и Казахстане, передавая мощность по линиям электропередач. Однако освоенный уровень напряжений, 750 киловольт, переводил в нагрев проводов 10% передаваемой мощности на каждую тысячу километров. Учитывая требуемую дальность от 3000 до 5000 километров, были созданы трансформаторы и ЛЭП на 1200 киловольт которые частично решали эту задачу.

Однако решающая роль отводилась ядерной энергетике. В планах значилось, что в первой трети 21-го века в СССР будут ядерными 250 – 300 ГВт(эл) в виде  50 – 75 АЭС мощностью по 4 – 6 ГВт(эл) каждая. Нетрудно посчитать и установить 2 факта:
во-первых, производство природного урана, даже при всемерном разумном его увеличении, не обеспечивало такую мощность на основе освоенных типов реакторов на тепловых нейтронах, ВВЭР-1000 и РБМК-1000;
во-вторых, все 10 ГВт в год, все мощности турбиностроения должны были переключиться на работу с ядерными котлами как источниками пара. Для этого желательно, чтобы реакторы давали пар с параметрами сверхкритическими, стандартными для угольной энергетики: например, 540 Цельсия и 280 атм на которых работают серийные паровые турбины угольных ТЭС. Выше критической точки воды, которая 374 Цельсия и 225 атм. Однако как мы помним, выше 350 Цельсия начинается химическое взаимодействие циркониевых сплавов с водяным паром. Из-за этого ВВЭР, LWR и BWR имеют специальные, производимые лишь немногими заводами турбины насыщенного пара с КПД порядка 32% вместо 40-50% типичных для угольной энергетики. Поэтому конструкционные материалы для сверхкритических ВВЭР должны были быть нержавеющей сталью или чем-то иным, аналогичным практике АПЛ. Однако те самые сплавы сильно поглощают тепловые нейтроны, поэтому спектр новых ВВЭРов должен был стать более жестким. Промежуточным между реакторами на тепловых нейтронах и натриевыми бридерами.

Чтобы решить задачу поставленную Министерством, конструкторы рассмотрели целый ряд вариантов с плотностью парового теплоносителя от 0,7 типичной для ВВЭР, до пятикратно меньшей: 0,14. К 1991 году проработка предложений была на разной стадии:
1) Эксплуатация (ВВЭР-1000);
2) Рабочий проект
3) Технический проект;
4) Техническое предложение;
5) Техническое предложение в стадии разработки;
6) Физический расчёт;

Источники:
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4-1_(%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80)

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%92%D0%AD%D0%A0-1000
3. http://miningwiki.ru/wiki/%D0%94%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0_%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0_%D0%B2_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%90%D0%AD%D0%A1_%D0%A1%D0%A1%D0%A1%D0%A0

Tagged with:  

31 марта 2017 в Москве, по адресу Площадь Курчатова 1, состоялось 168-е заседание семинара «Физика ядерных реакторов» Курчатовского ядерно-технологического комплекса НИЦ «Курчатовский институт».

Тема: «Ядерная изомерия. Кинетика гипотетических изомерных реакторов на примере 178m2Hf».
Докладчик: В.Ф. Колесов, главный научный сотрудник РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров). Периоды полураспада метастабильных ядер обычно имеют значения от 10-17 до 10-12 секунд, однако в некоторых случаях могут наблюдаться периоды полураспада макроскопической длительности, достигающей многих лет. Такие нуклиды называются изомерами. Изомерные состояния ядер отличаются высокими значениями спина. Такие ядра как бы «замораживаются» в своих состояниях, становятся метастабильными. Высокая удельная энергоемкость сред, состоящих из ядерных изомеров, создает серьезные стимулы для поиска способов извлечения этой энергии.
Главная перспектива состоит в возможности зажечь термоядерную ДТ реакцию без делящегося материала с целью мирных применений, сочетая высокое энерговыделение с малой и короткопериодной остаточной радиоактивностью.
В докладе представлена разработанная во ВНИИЭФ, на примере изомера гафния 178m2Hf, методология расчета кинетических явлений. Рассмотрение явлений в среде изомера 178m2Hf основывается на предположении, что в результате использования резонансного механизма удается с достаточной интенсивностью переводить изомер в триггерное состояние и тем самым создавать условия для цепной реакции распадов на гамма-квантах, подобной цепной реакции делений в нейтронных реакторах. Эта методология использована в расчетах характеристик конкретных реакторов с активной зоной из металлического 178m2Hf.
Доклад не секретный, так как численными расчётами в нём доказано, что импульсный реактор на гафнии-178m2 в рассмотренной схеме не запустится.

На семинаре присутствовали около 90 человек, в основном по 1 представителю от организаций Московского региона, связанных с ядерной наукой и энергетикой.
Представленный материал вызвал живой интерес аудитории. В ходе дискуссии слушатели высказали целый ряд идей о том, как нужно поменять подход и усовершенствовать рассмотренную систему чтобы изделие сработало.
Участники семинара рекомендовали руководству Росатома профинансировать данную работу должным образом, ускорить производство комплектующих выделив на это необходимые средства, для создания импульсных устройств, использующих метастабильные ядра как энергоноситель. Это означает разгадать тайну природы. После семинара ряд участников предположили, что в свете высказанных во время дискуссии идей, данный семинар станет последним обсуждением темы в не секретном формате. Аналогично тому как в 1930-е знаменитый Г.А.Бете успел выложить в открытую печать теорию термоядерного горения в звёздах, а Марк Олифант опубликовал фигурирующие в ней численные экспериментальные значения скорости реакции в дейтерии перед тем, как тема на многие десятилетия была засекречена.

Автор: Денис Хлюстин

Tagged with:  

Будучи многолетним апологетом легководников, никогда бы не подумал, что буду выступать адвокатом ЖМР. Но пришлось недавно порассуждать о перспективах развития “малышей” и получается, что в конкретно определенных рамках альтернативы сплаву Pb-Bi нет.
Не Na, не Hg, не пресловутой и распиаренной “соли”, я кстати считаю солевую тему конкретной “панамой”, а именно нелюбимому многими тяжелому сплаву. А теперь, по прозвучавшей за разговорами просьбе/рекомендации еще и пришлось письменно оформить мнение об этом предмете.

Но вот что интересно. После всех размышлений мне показалось, что зашоренность модным моноблочным дизайном сильно мешает таким проектам. Получив же отзыв, сильно захотелось ответить анонимному “ученому соседу”. Даже не знаю…

Фото: Кристаллы Висмута

Источники в Пентагоне подтвердили факт испытаний Россией нового вида оружия – гигантской торпеды с термоядерной боеголовкой ужасающей мощности, известной как “Статус-6”, пишет Popular Mechanics. “Это очень плохая новость”, – сообщили американские военные*.

По данным разведки США, испытания состоялись 27 ноября. Торпеда была выпущена с борта подлодки специального назначения Б-90 “Саров”, подробности неизвестны. Автор опубликованного в The Washington Free Beacon материала на эту тему называет российский подводный аппарат революционным: торпеда с ядерной силовой установкой способна двигаться со скоростью 90 узлов на глубине до километра. Дальность хода “Статуса” 10 тысяч километров, размер боевой части 6,5 метров. Там, по данным американцев, может размещаться термоядерный заряд мощностью до 100 мегатонн. Взорванный у побережья США, он вызовет гигантское цунами, которое сотрет с лица земли прибрежные штаты вместе с военно-морскими базами, аэродромами и военными заводами.

По мнению экспертов, “Статус-6” является новым ассиметричным ответом России на развертывание США глобальной системы противоракетной обороны. Впервые о создании гигантской торпеды стало известно год назад, когда на правительственном совещании по военным вопросам в объективы телекамер попал планшет с описанием нового оружия. В Кремле “засветку” секретной информации назвали “случайностью”. Однако ряд политологов считают ее намеренным “сливом” и дезинформацией: согласно обозначенным в планшете срокам, “царь-торпеду” планировалось создать в 2019 году.

В качестве носителя “Статуса” будут использованы подлодки специального назначения – помимо “Сарова” это находящиеся на модернизации “Белгород” проекта 09852 “Антей” и “Хабаровск” проекта 09851. Официально субмарины именуются носителями глубоководных аппаратов и имеют стыковочный узел в днище, отчего их ношу нельзя обнаружить ни с суши, ни со спутника.

В представленном описании системы сказано, что она предназначена в том числе и для нанесения гарантированно неприемлемого ущерба противнику путем создания зон обширного радиоактивного загрязнения на побережье, непригодных для жизнедеятельности человека в течение длительного времени.

Примечание редактора: *Вероятнее всего здесь речь идет прежде всего о носителе боезаряда. Возможно в комплексе с носителем оружия.

 

Источник: https://rg.ru/2016/12/09/rossiia-ispytala-gigantskuiu-iadernuiu-torpedu.html

Tagged with:  

В России создается «подводный беспилотник», способный нести ядерное оружие мощностью в десятки мегатонн и угрожать портам и прибрежным городам США. В Пентагоне этому секретному проекту, как 9 сентября сообщило издание The Washington Free Beacon, присвоено кодовое наименование «Каньон». В статье отмечается, что новый проект является частью проводимой модернизации стратегических ядерных сил России. Этот подводный беспилотник будет иметь высокую скорость и сможет способен преодолевать дальние расстояния, — прокомментировал разработку источник издания, который подчеркнул, что проект еще далек от создания прототипа и проведения испытаний.

«Каньон», как пишет The Washington Free Beacon, по своим характеристикам сможет атаковать ключевые базы американских подводных лодок. Военно-морской аналитик Норман Полмар полагает, что система основывается на советской ядерной торпеде Т-15. Российский ВМФ и его предшественник, флот СССР, были новаторами в сфере подводных систем и оружия, — отметил изданию Полмар. Это же, по его словам, относится и к наиболее передовым в мире торпедам.

Но вернемся к «Коньону». Что это за оружие?

 Подводные необитаемые аппараты, существующие и создаваемые в настоящее время в различных странах мира, в значительной степени несут информационную функцию и весьма ограничены по своим возможностям, — говорит эксперт в области беспилотной техники Денис Федутинов. Возможно, речь идет о некоем гибриде первого и второго — то есть об оснащенном боевой частью (сомнительно, что ядерной) подводном аппарате одноразового применения. Подобный подход с созданием аппаратов-камикадзе применялся и в области беспилотных авиационных систем.

Член-корреспондент РАРАН, капитан 1-го ранга запаса Константин Сивков замечает: прямоидущая торпеда с ядерным боезарядом Т-15, которая упоминается западным изданием, проектировалась как раз для нанесения ударов по береговым объектам на территории США. Специально под такую большую торпеду и создавалась первая атомная подлодка проекта 627, которая должна была иметь не восемь торпедных аппаратов, а один — калибром 1,55 метра и длиной до 23,5 метра. Предполагалось, что Т-15 сможет подойти к американской базе ВМС и сверхмощным зарядом в несколько десятков мегатонн снести все живое.

Но потом от этой идеи отказались в пользу ПЛ с восемью торпедами, которая могла решать целый круг задач. В том числе и нести атомный боезаряд (см. фото). И в результате были созданы АПЛ проекта 627А. Советский Союз стал второй в мире державой, имеющей атомный подводный флот (в США первая в мире атомная подводная лодка «Наутилус» была заложена в июне 1952). С 1957 по 1963 годы в строй вступили 13 субмарин проекта, которые несли службу на Северном и Тихоокеанском флотах. Что интересно, по режимным соображениям, а также с учетом других факторов, торпеда Т-15 разрабатывалась без участия Военно-морского флота. ВМФ узнал о ней только через проект первой атомной подводной лодки.

«СП»: — То, о чем пишут западные СМИ, реально?

Если на торпеду поставить малогабаритный ядерный реактор, то вполне реально. Она может иметь практически неограниченную дальность хода. По заданной программе движения будет идти к цели. Но надо понимать, что если торпеда тихоходная, то двигаться к объекту она будет очень долго, а быстроходная будет гарантированно обнаружена системой подводного наблюдения, после чего уничтожена. Другое дело, если речь идет о необитаемом подводном автономном аппарате для уничтожения американских кораблей в отдаленном районе. Конечно, есть проблемы чисто технического характера, связанные с местом их определения и т. д. Но такие дальнодействующие средства — это, наверное, единственный способ, который поможет нам вести эффективную борьбу с внушительным американским флотом. Ядерная энергетическая установка позволит запускать аппарат прямо с базы. В принципе, ему и носитель не нужен.

Военный эксперт и историк Александр Широкорад говорит, что даже в 1950-х годах противолодочная оборона ВМС США не пропустила бы подводную лодку в 50-км зону вокруг своей базы. Кроме того, входы во все американские базы за много километров закрывают извилистые берега заливов, острова, мели, а также боновые заграждения, стальные сети. Такие препятствия на пути к объекту торпеде Т-15 было невозможно преодолеть.

Такое же мнение высказали советские адмиралы в 1954 году, ознакомившись с проектом. Они заявили, что подводная лодка заведомо будет уничтожена на подходе к американской базе. В результате работы по проекту были прекращены.

Однако в 1961 году идея Т-15 снова была реанимирована по предложению академика Андрея Сахарова. Дело в том, что на самом деле тактика применения такой супер-торпеды могла быть совсем иной. АПЛ должна была скрытно выпустить торпеду на расстоянии от берега гораздо большем, чем 40 км. Израсходовав всю энергию аккумуляторных батарей, Т-15 ложилась бы на грунт, то есть становилась интеллектуальной донной миной. Взрыватель торпеды мог долго находиться в режиме ожидания сигнала с самолета или корабля, по которому мог производился подрыв заряда. Суть в том, что ущерб военно-морским базам, портам и другим прибрежным объектам, включая и города, наносился бы мощной ударной волной — цунами, вызванной ядерным взрывом.

Однако Никита Хрущев все-таки отказался от продолжения работ по этой системе, в основном из-за мнения гидрографов и океанологов, которые, на самом деле, ошиблись в своих измерениях. Они дали заключение, что рельеф дна у восточного побережья США существенно ослабит энергию волны. А побережье Мексиканского залива, равно как и тихоокеанское побережье, вообще не рассматривалось. Но наводнение 2005 года в Новом Орлеане показало, что наши ученые сильно ошиблись или, скорее всего, уступили давлению командования ВМФ. Ведь гидрографы и океанологи очень сильно финансово зависели от военных моряков.

Вот если что-то подобное разрабатывается в наше время, то это станет действительно грозным оружием.

Источник: http://svpressa.ru/war21/article/131432/

Tagged with:  

(Материал в стадии подготовки)

 

Всего несколько лет назад о разработках LFR (от английского lead fast reactor — свинцовый быстрый реактор) пренебрежительно отзывались как об играх ученых-ядерщиков в песочнице, не предвещающих коммерчески жизнеспособных проектов. Однако то, что вчера считалось играми ума, завтра может стать частью повседневности, хотя промышленные реакторы со свинцовым охлаждением по-прежнему дело отдаленного будущего. Нет недостатка в концептуальных проектах LFR, но подавляющее большинство их останутся на бумаге либо, возможно, послужат ориентиром для исследователей. Экономическая сторона LFR представляет собой один большой вопрос. Известно, как трудно оценить общую стоимость строительства и эксплуатации атомных систем даже таких отработанных годами технологий, как реакторы с водой под давлением. Эта задача усложняется в разы, если речь идет о прототипах и перспективных системах, и прогноз по объему инвестиций становится почти невозможен. Косвенные выгоды, впрочем, огромны: это результаты многочисленных исследований, прикладных и фундаментальных, по новым материалам, по топливу, нейтронике и термогидравлике.

 

Жидкий свинец, не в реакторе, но красиво.

Теоретическая привлекательность:
Определенные параметры LFR указывают на его потенциально высокую экономическую эффективность. И эти параметры тесно связаны со спецификой жидкометаллического охладителя таких систем. Схему реактора упрощает сама химическая природа жидкометаллического охладителя. К примеру, не нужны сложные и дорогостоящие промежуточные системы, отделяющие теплоноситель первого контура от второго (воды) (?). Существующие конструкции предусматривают прямоточные ПГ при высоком давлении. Расчеты показывают, что КПД энергоблока с подобной РУ может превысить 40%.
Высокая температура кипения свинца устраняет опасность локального кипения охладителя. А это делает ненужными меры безопасности, предпринимаемые для других видов охладителей. То есть система защищена характеристиками самого охладителя.
Еще одно преимущество, давление первичного ЖМТ можно поддерживать близким к атмосферному. Это устраняет потребность в дорогой и порой весьма сложной системе поддержания рабочего давления, необходимой в водо-водяных реакторах. При атмосферном давлении также упрощается конструкция бассейнов теплоносителя первого контура и аварии, связанные с его потерями, становятся маловероятными.
Все это немалые плюсы и к безопасности системы, и к ее экономическим показателям. И хотя мы по-прежнему не можем оценить с приемлемой точностью затраты на строительство LFR, их экономические преимущества очевидны. [стоит упомянуть еще пару преимуществ реакторов с тяжелометаллическим теплоносителем – бОльший, чем в БНах коэффициент воспроизводства плутония и возможность уверенно удерживать запас реактивности в пределах 1 “бэты”, т.е. полностью подавить возможность развития реактивностной аварии по типу Чернобыльской – tnenergy]

Помогите с материалами:
Этот раздел статьи, как и все последующие, следовало бы завершить рефреном: «Исследования продолжаются» — публикации по LFR указывают на массу нерешенных проблем. Однако оптимизм внушает уже то, что число открытых публикаций неуклонно сокращается. А это, как известно из опыта, указывает на существенный прогресс. Значимые для LFR исследования касаются прежде всего материалов (но не исчерпываются ими).
Основная проблема LFR — коррозионное воздействие жидкого свинца на конструкционные материалы. Жидкий свинец попросту растворяет основные компоненты материалов. Никель, хром, железо растворяются в жидком свинце по-разному, но их объединяет то, что концентрация этих растворенных веществ в свинце с ростом температуры увеличивается.
В экспериментальных бассейнах, сохраняющих одинаковую температуру по всему объему, с достижением насыщения раствора этими веществами их растворение останавливается. Но реактор — не лабораторный бассейн, и разница температур различных областей ТН требует расчета конкретных норм уровней растворения.
Для использования в реакторах материалы должны быть сертифицированы в категориях нейтронного потока и результатов смещений на атом, а также по устойчивости в рабочих условиях атомной электростанции и готовности к применению в области атомной энергетики. Но реакторов для испытаний в потоке быстрых нейтронов не хватает, поэтому сертификация материалов — настоящая проблема.
На достижение нужного уровня облучения для сертификации нового материала может уйти 10–20 лет. Чтобы обойти это ограничение, европейские исследователи пошли по пути применения материалов, которые уже используются в реакторах с натриевым охлаждением, то есть сертифицированы к применению с высокими уровнями смещений на атом в потоке быстрых нейтронов.
Сегодня исследования и разработки по ограничению коррозии в аустенитных сталях до приемлемого уровня идут по нескольким направлениям.
Выработан ряд принципиальных подходов:

  • для топливных оболочек разрабатываются специализированные покрытия и различные методы их нанесения (чаще алюминием) для температур выше 650 °C; [кстати, по слухам, здесь вперед ушли европейцы – и разработчикам БРЕСТ не хватает специалистов и сил для нивелирования разрыва – tnenergy] 
  • для многих компонентов предлагается использовать низкоуглеродную сталь стандарта AISI 316L, которая не повреждается при температурах ниже 400 °C; [вообще, снижение температуры сильно помогает вопросу, при этом в БРЕСТе максимальная температура теплоносителя – 540 С против 480 С в европейском ALFRED, за что БРЕСТ критикуют специалисты – tnenergy]
  •  еще одно недавнее и многообещающее решение — аустенитные стали с добавками глинозема: они обеспечивают очень стабильный слой оксида алюминия при весьма низких концентрациях кислорода в жидком свинце. Такие исследования ведутся, например, в шведском институте KTH совместно с компанией Sandvik;
  • изучаются варианты химического состава свинцовых и свинцово-висмутовых охладителей, чтобы снизить разъедание.

Защита от свинца:
Растворимость никеля в свинце выше, чем у других веществ, поэтому российские ученые разработали метод применения материалов для топливных оболочек без никеля — ферритно-мартенситных сталей, защищенных оксидным слоем. Этот слой может быть смыт жидким свинцом, но если в эвтектике присутствует в определенной концентрации кислород, защита тут же восстанавливается. Этот метод занимает центральное место в российском проекте БРЕСТ-ОД-300, во многом опирающемся на опыт разработки свинцово-висмутового реактора для подводных лодок.
(Отсюда основные направления исследований свинцового охладителя — его очистка и насыщение кислородом (?))

 

Модель БРЕСТ-ОД-300 – наиболее близко подошедшего к реализации реактора с свинцовым теплоносителем. Статья автора про этот проект опубликована в блоге, см. дополнительно материал 98.

Топливо и снова материалы:
В качестве топлива для LFR приемлемым решением — по крайней мере, на краткосрочную перспективу — сочли смешанные оксиды [т.е. МОКС топливо – tnenergy]. Но в более дальней перспективе рассматривается высокоплотное нитридное топливо (возможно, его загрузят в европейский реактор ELFR или весьма гипотетический американский SSTAR)[оба реактора, как и нитридное топливо в Европе и США, фактически, не имеют финансирования разработок – tnenergy], в составе которого — минорные актиниды и топливо глубокого выгорания. По топливным оболочкам, как говорилось выше, исследуются в основном ферритно-мартенситные и аустенитные сплавы.
В тематике перспективных исследований часто всплывают вопросы взаимодействия свинца с топливом. Этим занимаются, например, в шведском институте КТН: эксперименты показали, что гранулы уран-нитрида, спеченного по методу плазменного синтеза, и свинец с низким содержанием кислорода при температуре 1090 °C не взаимодействуют. По-прежнему актуальны поиск новых решений для детекции поврежденных топливных сборок и, разумеется, разработка новых компьютерных моделей и программ. Предлагаются и новые конструкции топлива для LFR — например, кольцевое. Интересно, что это предложение исходит от группы ученых из «неядерных» Сингапура и Гонконга, которые сотрудничают с ядерщиками КНР.

 

Одним из самых проработанных проектов реакторов с тяжелым металлическим теплоносителем является СВБР-100 – проект Гидропресс/АКМЭ инжиниринг энергетического реактора мощностью 100 мегаватт со Pb-Bi ТН. К сожалению, готовый к строительству проект уже несколько лет находится в подвешенном состоянии.

Частный случай, ADS:
К рождению подкритических систем с ускорителем (accelerator-driven system, ADS), состоящих из реактора и внешнего ускорительного источника нейтронов, привела погоня за безопасностью. Их отличие от прочих систем заключается в подкритической сборке, в которой реакция деления быстро затухает, если не подпитывать ее нейтронами.
Чтобы затухания не происходило, нужен мощный источник нейтронов. Желательно спалляционный, в котором энергичные протоны скалывают с атомов мишени протоны и нейтроны. Протоны тормозятся о материалы мишени, а нейтроны образуют мощный поток, который можно регулировать по мощности, а в случае нужды — прерывать.
В такой системе физически невозможна авария чернобыльского типа с разгоном на мгновенных нейтронах: после выключения ускорителя мощность реактора падает уже через секунду, и реакция деления затухает.
Однако мощный ускоритель по сложности (и дороговизне) проектирования, строительства и эксплуатации сопоставим с обычным реактором. А если учитывать высокие требования к стабильности пучка и другие технические проблемы, то реактор с внешним источником нейтронов приобретает черты тяжелого и сложного решения, экономическая оправданность которого более чем сомнительна.
Ведь по «стоимости нейтрона» ускорительные источники сильно проигрывают реакторам. Да и две сложные системы всегда дороже, чем одна. И тем не менее, у ADS много сторонников в Европе… и в Китае.

Китайский CLEAR:
Разработки быстрого реактора со свинцовым теплоносителем [поправка: со свинцово-висмутовым, это все же разные вещи – tnenergy] по традиции ведет Институт технологии безопасности атомной энергетики (INEST) Китайской академии наук. С самого начала INEST сосредоточился на разработке ADS для производства энергии и трансмутации ядерных отходов. Программа института предусматривает создание китайского свинцового реактора (China Lead-based Reactor, CLEAR) в несколько этапов: сначала 10-мегаваттного CLEAR-I, затем CLEAR-II мощностью 100 МВт и наконец — промышленного CLEAR-III (1000 МВт).
В проекте CLEAR-I, разработанном группой INEST·FDS, предусмотрены два режима работы: критический и докритический. Возможность работы CLEAR-I в двух режимах позволяет проверить и межсистемное взаимодействие, и технологию эксплуатации, и технологию LFR. При этом ТН в CLEAR-I и CLEAR-II будет Pb-Bi, а CLEAR-III будет охлаждаться чистым свинцом.
Первый этап должен завершиться в 2022 году постройкой исследовательского центра CIADS (Chinese Initiative Accelerator Driven System). На втором этапе к 2030 году построят демонстрационное устройство мощностью в несколько сот термальных мегаватт. И наконец, на третьем, завершающем этапе воплотятся ADS промышленного масштаба.
К разработке и строительству ускорителя для ADS подходят постепенно и методично. В 2011 году начата разработка спалляционного нейтронного источника (China Spallation Neutron Source, CSNS) со 100-киловаттным синхротроном высокой частоты импульсов. Сейчас ведутся эксперименты с тяжелометаллическими спалляционными мишенями и с концептуально новой гранулированной жидкой мишенью (granular flow target, GFT). Первый пучок предполагается получить в 2017 году. Неотъемлемая часть проекта китайской ADS — мощный сверхпроводящий линейный ускоритель низких (25–50 МэВ) энергий, который продемонстрирует осуществимость проекта и имеющиеся технические возможности. В перспективе же источником нейтронов для китайской ADS должен стать линейный ускоритель протонов с пучком 1,5 ГэВ/10 мА и мишенью, концепция которой находится в разработке, как и ключевые технологии ускорителей, и подкритическая FP. В группе CLEAR работают около 400 человек, 80 % из них обладают докторскими степенями. Команда INEST·FDS работает на трех платформах, в которые входят 25 лабораторий и три центра технической поддержки. Рост численности персонала, занятого в CLEAR, внушает оптимизм. В 2014 году были построены опытные контуры «Цилинь» и «Цилинь-II» (свинец — висмут) для испытаний по коррозии конструкционных материалов, термогидравлических испытаний и различных проверок надежности и безопасности.

 

Экспериментальная петля Цилинь-II. Один из многих

На этой установке уже прошли принципиальную верификацию прототипы ключевых компонентов, в том числе главный насос, теплообменник, привод стержней системы управления и защиты, система перегрузки и топливные сборки.
А для испытаний и сертифицирования ключевых компонентов и технологий свинцового реактора строятся сразу несколько установок:

  • неядерная испытательная установка CLEAR-S бассейнового типа для испытаний в масштабе 1:1 прототипов компонентов CLEAR-I: первичного контура, теплообменника, стержней системы управления и защиты и внутрикорпусной системы перегрузки топлива. Также CLEAR-S предназначена для верификации проекта и программ анализа безопасной эксплуатации;
  • реактор нулевой мощности CLEAR-0 с топливом, активной зоной и охладителем, аналогичным CLEAR-I. Это устройство, снабженное двумя источниками нейтронов, служит для поверки нейтронной физики CLEAR-I, верификации технологии ADS и проведения других подкритических экспериментов. Техническое проектирование CLEAR-0 завершено, проект находится в стадии реализации. Его пуск планировался на 2016 год, но точная дата пока неизвестна;
  • виртуальный реактор-симулятор CLEAR-V (разработка завершена);
  • высокоинтенсивный генератор нейтронов HINEG (первая очередь запущена в декабре 2015 года; устройство находится в стадии достройки).

Источником нейтронов для CLEAR-I станет генератор термоядерных нейтронов D–T высокой интенсивности (High Intensity D–T Fusion Neutron Generator, HINEG). На первой стадии (HINEG-I, проектирование завершено) интенсивность пучка будет только 1012 нейтронов в секунду. На втором этапе (HINEG-II) интенсивность повысят до 1014 н/с. Концептуальное проектирование HINEG-II завершено.
Концептуальный проект CLEAR-I готов, полным ходом идет предварительное проектирование. Заметим, что МАГАТЭ и GIF выбрали именно CLEAR-I в качестве базового варианта разработки.

 

Рендер проекта CLEAR-I Фиолетовая труба, приходящая сверху предназначена для транспорта пучка ускоренных протонов в спаляционную мишень в центре реактора.

Кроме того, в рамках разработки китайской копии ИТЭР, China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR), ведутся исследования по свинцово-литиевому охладителю, и очень вероятно, что некоторые результаты этих исследований будут значимы и для проекта CLEAR. CLEAR-II мощностью 100 МВт со Pb-Bi ТН будет объединен с ускорителем протонов 600–1000 МэВ/10 мА и спалляционной мишенью.
После создания CLEAR-II придет очередь предварительных разработок проекта строительства и технологии эксплуатации высокомощной подкритической ADS. В этой системе предполагается использовать высокообогащенное МОХ-топливо. Топливные сборки можно частично заменить секцией минорных актинидов для проверки механизма ядерной трансмутации.
Промышленный подкритический реактор со свинцовым охлаждением CLEAR-III тепловой мощностью 1000 МВт нужен, помимо выработки энергии, для демонстрации технологии трансмутации долгоживущих ядерных отходов коммерческой системы ADS. В CLEAR-III предполагается использовать дисперсионное топливо, в котором трансурановые элементы распределены в Zr матрице, с оболочкой из ферритно-мартенситной стали.

Единая Европа — два пути:
В Европе первые разработки в рамках концепции LFR проводились в основном для целей утилизации РАО, производимых реакторами предыдущих поколений. Под эгидой и при спонсорстве Еврокомиссии был начат ряд проектов, по завершении которых исследования и разработки сосредоточились на двух концептуальных проектах, разработанных в рамках программы LEADER. Это эталонный реактор мощностью 600 МВт — European Lead Fast Reactor (ELFR), основанный на концептуальном проекте ELSY, и еще один, поменьше — 125 МВт — демонстрационный реактор ALFRED (Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator).

ALFRED:
Практически вся деятельность европейских атомщиков по свинцовым быстрым реакторам сегодня сконцентрировалась на проекте ALFRED, первом демонстрационном быстром реакторе с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Демонстрационный реактор мощностью 120–125 МВт (300 МВт тепловых) — это прототип более мощного, на 600 МВт (э), европейского реактора ELFR, запуск которого планируется на 2035 год. Сам же ALFRED — реактор бассейнового типа с интегральной компоновкой. Циркуляция свинцового теплоносителя в первом контуре принудительная, в аварийных условиях — естественная.
ALFRED пока существует в чертежах и рендерах. Немножко о проекте thenergy рассказывал в статье “Четвертое поколение” 
Топливо для ALFRED — смесь оксидов урана и плутония (максимальное обогащение по плутонию до 30 %). В активную зону загружается 171 шестигранная кассета. Кроме того, в активной зоне находятся 16 сборок системы управления и защиты, а также кассеты отражателя из оксидов циркония и иттрия. В ALFRED также можно будет сжигать минорные актиниды.
Консорциум Falcon по строительству ALFRED был сформирован еще в 2013 году. В него вошли лидер проекта — итальянская компания Ansaldo Nucleare, итальянский Национальный комитет по научным исследованиям ядерной энергетики и развития альтернативных источников энергии (ENEA), румынский Институт атомных исследований Питешти (ICN) и чешский научно-исследовательский центр Реж. План работ консорциума предполагает ведение исследований и разработок до 2023 года. Но уже в 2017 году начнется строительство реактора, которое должно завершиться в 2030 году. По оценкам, реализация проекта обойдется в 1 млрд евро, 20 % которых заплатит Румыния. Румыния предложила под реактор площадку близ крохотного городка Миовени, в котором живет менее 1 тыс. человек. Это предложение было принято, и в 2015 году начался набор специалистов и рабочих для предварительных работ. Однако конкретный график работ сильно зависит от финансирования, и никто не удивится непредвиденным задержкам, поскольку механизм финансирования проекта еще не определен.

MYRRHA:
Примерно на том же временнóм горизонте, если все пойдет по плану, консорциум компаний из ЕС и Японии на площадке бельгийской SCK·CEN построит многоцелевой гибридный исследовательский реактор MYRRHA [моя статья про него – tnenergy] с ускорителем протонов мощностью 600 МэВ/4 мА и подкритическим реактором-размножителем на МОХ-топливе со свинцово-висмутовым охлаждением (55 % висмута и 45 % свинца). Мощность реактора составит 100 МВт (тепловых), а полезная мощность ускорителя, который должен усиливать энергию пучка минимум в 40 раз, — около 2 МВт.

Изображение MYRRHA. Этот реактор проектируют и перепроектируют уже довольно долго, и проработанность видна даже на рендерах. 

Этот реактор предполагается использовать как облучающую установку при сертификации топлива, компонентов и материалов для реакторов сразу трех технологий: классических водо-водяных, жидкосолевых и с металлическим охладителем. К тому же реализованная «в железе» технология ADS позволит изучить техническую осуществимость трансмутации высокоактивных отходов — не исключено, что в промышленном масштабе.
Кроме того, MYRRHA обеспечивает некоторые условия, необходимые при облучении материалов для реакторов термоядерного синтеза, и, безусловно, будет использоваться и в этом направлении. На установке планируется также «побочное производство» медицинских радиоизотопов и ядерного легированного кремния для высоковольтных силовых полупроводников — а без них, как ни странно, не обходятся ни солнечная, ни ветряная энергетика.
Активная зона реактора состоит из шестиугольных ячеек, в которых расположатся 108 топливных сборок (из тонких твэлов с МОХ-топливом) и 55 функциональных каналов. В центральном канале находятся спалляционная мишень и девять стержней системы управления и защиты. Остальные каналы можно будет (впервые в Европе!) использовать в экспериментах с материалами и топливом в потоке быстрых нейтронов, а также при наработке изотопов и получении легированного кремния, для чего снаружи активной зоны имеются особые полости. Сплошные плюсы и ни одного минуса? Но консорциум, который займется реализацией этих прекрасных планов, еще не образован. Зато существует проект MARISA (MYRRHA Research Infrastructure Support Action), цель которого — создать условия для перехода от подготовительной фазы к строительству и обеспечить создание консорциума. Для поддержки MYRRHA был создан исследовательский центр MYRTE (MYRRHA Research and Transmutation Endeavour). Строительство MYRRHA запланировано на 2017–2021 годы, а ее ввод в эксплуатацию займет еще три года (2022–2024). О серьезности намерений бельгийского правительства можно судить по тому, что в 2015 году оно включило MYRRHA в поданный Еврокомиссии план новых инвестиций и обозначило сумму — 1,5 млрд евро (хотя в 2010 году называли сумму поменьше — 960 млн евро). Одновременно Европейский инвестиционный банк включил MYRRHA в число потенциальных проектов для финансирования по программе InnovFin. Cудя по летним сообщениям, проект затормозился ввиду недостаточной проработки в части ускорителя, и поговаривают, что в лучшем случае MYRRHA заработает в 2035 году. Взаимная согласованность проектов MYRRHA и ALFRED очевидна по определению, а также потому, что масса европейских организаций участвует в обоих проектах.

Разнообразие США:
Основные концептуальные проекты в интересующей нас области направлены на развитие малых модульных реакторов с очень долговечной активной зоной. Это проекты реактора-размножителя со свинцовым охладителем SSTAR (Ливерморская национальная лаборатория) и GEN4 (корпорация Gen4 Energy). Буквы SSTAR означают «малый, герметичный, транспортируемый, автономный реактор» (small, sealed, transportable, autonomous reactor). Одно время говорили о намеченном на 2015 год начале строительства прототипа SSTAR, но, судя по всему, от этой мысли отказались и даже прекратили разработку.

Второй из названных концептуальных проектов — модульный GEN4, или G4M, или Hyperion, — название, как видим, еще не выбрано. Это реактор на быстрых нейтронах со свинцово-висмутовым охладителем. Модуль мощностью 70 МВт тепловых или 25 МВт электрических предназначен для службы в течение 10 лет без перегрузки топлива (нитридного или проверенного временем оксидного, надежность и безопасность которого не придется доказывать регуляторам).
В декабре 2015 года Gen4 Energy объявила о завершении концептуального проекта экспериментальной установки с естественной циркуляцией для поддержки термогидравлических испытаний G4M. (Интересно, что часть расходов корпорации покрыл грант Минэнерго США для проведения исследований и разработок в области проектов реакторов с естественной циркуляцией свинцово-висмутового охладителя, в числе получателей которого были такие «киты», как General Electric, Westinghouse и General Atomic.) На этой установке будут проводиться испытания и проверки модели G4M, рассчитанные на пять лет.

О разработке небольшого модульного LFR заговорили и в Westinghouse. В конце 2015 года корпорация представила проектное предложение для предстоящих инвестиций Минэнерго США в разработки перспективных реакторов, которые можно будет продемонстрировать к 2035 году. Грант министерства Westinghouse не получила, но объявила, что будет продолжать исследования по реакторам V поколения. Заметим, что реакторами IV поколения в Westinghouse называют проекты, которые не будут реализованы по техническим и экономическим причинам, а V поколением — реакторы с коммерческой перспективой. В команду разработчиков LFR входят 12 партнеров, данные о которых закрыты. Известно лишь, что это участники системы национальных лабораторий, университеты и частные компании с опытом в соответствующих областях.

Тайны Швеции:
Группа LeadCold, выделившаяся из шведского Королевского технологического института (КТН), предложила концепцию малого реактора Swedish Advanced Lead Reactor (SEALER) мощностью 3–10 МВт со свинцовым охлаждением и с уран-оксидным топливом, обогащенным до 19,9 %. Промежуточная цель разработчиков — построить демонстрационный блок малой мощности с экономической эффективностью выше, чем у легководных реакторов. Ставка сделана на больший КПД, компактность первого контура и конструкции в целом, а также высокую энергонапряженность. Топливо понадобится перегружать один раз в 10–30 лет.

 

Рендер SEALER. 

SEALER, разработку которого финансирует шведское Агентство инноваций VINNOVA (поговаривают, правда, что у LeadCold есть некий таинственный заказчик), позиционируется как идеальное решение для арктических поселений или, например, горных разработок. Небольшие размеры реактора позволяют перевозить его с места на место. Активную зону составляют 19 ТВС (1729 твэлов). Технические подробности проекта, как и имя заказчика, практически неизвестны, но в планах LeadCold значится получение лицензии на строительство у канадской Комиссии по атомной безопасности, а на 2016 год запланирована подача проекта на предварительное рассмотрение этого регулятора. Заметим, что КТН ведет серьезные исследования, связанные с технологией жидкометаллических теплоносителей. В частности, у шведов более десятилетия работает экспериментальная установка — Pb-Bi петля высотой шесть метров.
В концепте SEALER заявлено применение сталей с Al покрытием (позиционируется как альтернатива российскому решению кремниевых покрытий), разработка которых ведется в институте. В КТН также занимаются уран-нитридными порошками: их спекают в таблетки методом плазменного синтеза (SPS) при воздействии силы тока в 5000 А.

 

Автор: Татьяна Данилова (Атомный эксперт)

Источник: http://tnenergy.livejournal.com/

Tagged with: