Своё нашли в ней воплощенье
Вершины множества наук,
Конструкторские озаренья
И мастерство рабочих рук.
В июне 1963 года на ходовые испытания в Белое море вышла новая советская АПЛ К-27. Внешне она почти не отличалась от серийных АПЛ первого поколения проекта 627 (АПЛ К-3, К-8 . Даже справочник "Janes Fighting Ships" никак не выделил её и причислил к классу "November" (по зарубежной классификации ПЛ пр. 627 и 627А). И всё же АПЛ К-27 имела кардинальное отличие. Это была первая в Советском Союзе опытовая АПЛ проекта 645 с паропроизводящей установкой (ППУ), в ядерных реакторах которой использовался жидкометаллический теплоноситель.
Подводное кораблестроение осваивало ядерную энергетику. Шёл поиск наиболее перспективных направлений создания корабельных атомных энергетических установок (АЭУ). Наиболее приемлемыми считались два альтернативных варианта: водо-водяная установка и установка с жидкометаллическим теплоносителем. По сравнению с водой жидкометаллический теплоноситель не требовал создания в первом контуре высокого давления для удержания жидкой фазы. Это означало, что в корабельных реакторах будет достаточно иметь в первом контуре давление порядка 10-20 кгс/кв. см вместо необходимых для водо-водяных установок 200-250 кгс/кв. см. Снижение давления обуславливало упрощение и экономию массы корабельной АЭУ. Большим достоинством установок с жидкометаллическим теплоносителем считалась возможность получения во втором контуре пара с более высокими параметрами, т.е. с большими температурами и давлением. Это позволяло повысить коэффициент полезного действия АЭУ и сократить массогабаритные характеристики паротурбинной установки.
История создания отечественных ПЛ с реакторами на жидкометаллическом теплоносителе ведёт отсчет с сентября 1952 года, когда по решению Правительства СССР началось проектирование первой отечественной АПЛ. В качестве основного тогда был выбран вариант водо-водяной АЭУ, но работы по корабельному режиму с ЖМТ не прекратили. Их осуществлял Физико-энергетический институт (ФЭИ) под научным руководством академика Академии наук Украинской ССР А.И. Лейпунского. Непосредственную разработку жидкометаллической ППУ, получившей обозначение ВИ, вело ОКБ "Гидропресс" Подольского машиностроительного завода им. Орджоникидзе под руководством главного конструктора Б.М. Шолковича. В качестве теплоносителя отечественные физики выбрали эвтектический сплав свинец-висмут, который хотя и уступал натрию по теплофизическим свойствам, но был значительно менее химически активен и опасен в случае аварии. Таким образом удалось избежать ряда проблем, с которыми столкнулись американцы, сделавшие ставку на теплоноситель из щелочных металлов.
(1903–1972) физик, академик АН УССР (1935), Герой Социалистического Труда (1963). Труды по физике элементарных частиц и ядерной физике. Под руководством Лейпунского разработаны ядерные реакторы-размножители на быстрых нейтронах. Ленинская премия (1960).
ППУ типа ВТ существенно отличалась от водо-водяной установки ВМ-А. Реактор РМ-1 с жидкометаллическим теплоносителем относился к классу гомогенных (т.е. таких реакторов, у которых ядерное горючее и замедлитель нейтронов находятся в смеси, образуя однородную для нейтронов среду) и работал на нейтронах промежуточной энергии. В ППУ ВМ-А применялся гетерогенный реактор (с разделёнными ядерным горючим и замедлителем) на тепловых нейтронах. Соответственно, реакторы установок ВТ и ВМ-А имели различную конструкцию. Реактор РМ-1 считался более простым и обещал быть более надёжным.
Значительно отличались друг от друга парогенераторы этих двух установок. Использование в первом контуре ППУ типа ВИ более низкого давления, чем во втором, исключало распространение радиоактивности при нарушении плотности парогенераторов. Кроме того, предусматривался доступ к трубным поверхностям парогенераторов для глушения отдельных трубок в случае выхода их из строя. Таким образом решалась проблема, которая в начальный период эксплуатации стала бичом ПЛ первого поколения, имевших водо-водяные реакторы.
Но использование жидкометаллического теплоносителя имело и свою обратную сторону. При эксплуатации ПЛ необходимо было постоянно поддерживать сплав в жидком (разогретом) состоянии. Во избежание его замораживания установка не могла быть просто заглушена (остановлена), как это делалось на ПЛ с водо-водяными реакторами. Придя в базу, АПЛ должна была подключиться к базовой системе парового обогрева первого контура, и только после этого реактор мог быть заглушён. Это значительно усложняло и удорожало систему базирования.
Кроме того, поскольку часть оборудования ППУ всё же оставалась в работе даже в базе, происходило непроизвольное расходование моторесурса корабельных механизмов.
В октябре 1955 года Совет Министров СССР принял постановление о разработке опытной АПЛ проекта 645 с жидкометаллической ППУ типа ВИ. В общетехническом плане АПЛ проекта 645 сохраняла родство с первой АПЛ и, по существу, являлась модификацией проекта 627. Поэтому работы по её проектированию начались в СКБ-143 сразу со стадии технического проекта. Главным конструктором АПЛ стал А.К.Назаров, которого в СКБ-143 пригласил начальник бюро и главный конструктор АПЛ проекта 627 , курировавший работы по АПЛ с жидкометаллической АЭУ на начальном этапе работ в 1952–1955 годах.
родился 17 (30) августа 1910 г. в селе Авдотьевка Николаевской губернии (Украина). 2 ноября 1956 г. А.К. Назаров был назначен главным конструктором АПЛ проекта 645. Александр Карпович скончался в Санкт-Петербурге в 1997 г.
Согласно первоначальному замыслу предполагалось, что для большей сопоставимости жидкометаллическая и водо-водяная ППУ будут иметь равную мощность и будут установлены на ПЛ одного варианта. Соответственно, разработка ППУ типа ВИ ориентировалась на размещение её оборудования в пятом (реакторном) отсеке АПЛ-3 (пр. 627). Сохранялась и единая структурная схема всей энергетической установки АПЛ – двухвальная, с двумя реакторами, двумя главными турбозубчатыми агрегатами (ГТЗА) и двумя гребными электродвигателями.
Однако в полной мере достичь идентичности главных энергетических установок не удалось, так как на АПЛ К-27 (пр. 645) было решено применить автономные турбогенераторы вместо навешенных, имевших привод от главных турбин. Этим достигалась независимость электроэнергетической системы ПЛ от режима использования ГТЗА, а с ГТЗА снимались ограничения по маневрированию ходом. Исключалась ситуация, характерная для других АПЛ первого поколения, когда при уменьшении хода и реверсах питание электрооборудования приходилось переводить на аккумуляторную батарею. Благодаря автономным турбогенераторам АПЛ проекта 645 приобрела возможность движения в турбогенераторном режиме под гребными электродвигателями, и обеспечивались стояночные (стоповые) режимы, отличавшиеся большей экономичностью и скрытностью.
19 – автономные турбогенераторы. -
Для размещения автономных турбогенераторов потребовалась перекомпоновка энергетических отсеков по сравнению с АПЛ проектов 627 и 627А. Между реакторным и турбинным отсеками был введён новый отсек – отсек автономных турбогенераторов.
В результате разработки проекта АПЛ и главной энергетической установки выяснилось, что масса жидкометаллической ППУ типа ВИ с учётом всех вспомогательных систем, системы биологической защиты и фундаментов под оборудование на 13,5% превосходит массу водо-водяной ППУ АПЛ проекта 627А. При этом массы ГТЗА обеих АПЛ остались практически равными, а масса турбогенераторной установки возросла в 4 раза. В итоге АПЛ проекта 645 имела на 20% более тяжёлую главную энергетическую установку (ГЭУ), чем серийная АПЛ проекта 627А, что частично компенсировалось за счёт отказа от установки резервных дизель-генераторов с запасом топлива.
В конструкции корпуса, по настоянию моряков, на АПЛ проекта 645 были применены плоские межотсечные переборки, рассчитанные на давление 10 кгс/кв. см и обеспечивающие условия для всплытия с грунта аварийной АПЛ с затопленным отсеком с глубин до 100 м. В результате потребовалась дополнительная перекомпоновка отсеков, масса переборок возросла на 46 тонн, а вероятность покладки на грунт на глубинах до 100 м и последующего спасения аварийной АПЛ в океане осталась весьма незначительной.
Несмотря на большое внешнее сходство с серийными АПЛ проекта 627А, АПЛ проекта 645 отличалась по составу и размещению технических средств. На ней впервые внедрили механизацию и дистанционное управление перезарядкой торпедных аппаратов, сократив время приготовления всех торпедных аппаратов к очередному выстрелу с нескольких часов до полутора десятка минут.
Большое внимание уделялось оптимальному размещению средств наблюдения. Излучающая антенна гидролокационной станции "Арктика-М" заняла место над торпедными аппаратами, а шумопеленгаторная станция МГ-10 – под ними в более защищённой от помех нижней части корпуса. Изменились обводы носовой части. Это стало главным внешним отличием АПЛ проекта 645 от серийных АПЛ проекта 627А. Дополнительно установили второй перископ. Совершенствовалось размещение оборудования в отсеках АПЛ и в помещениях боевых постов. Конструкторам удалось найти и отработать на натурных макетах более удачную компоновку носовых отсеков, сделать центральный пост более просторным и удобным для управления кораблём. Для снижения магнитного поля лёгкий корпус впервые выполнялся из новой маломагнитной стали. Это позволило вдвое уменьшить размагничивающее устройство и количество кабелей его обмоток.
Главным наблюдающим по проекту 645 была – инженер-капитан 1-го ранга, единственная женщина, занимавшая когда-либо подобную должность. Впоследствии главным наблюдающим стал капитан 2-го ранга А.С. Губкин.
Разработка технического проекта 645 завершилась в 1956 году. По своим тактико-техническим элементам АПЛ проекта 645 была близка к серийным АПЛ проекта 627А. Не уступала она и АПЛ США "Сивулф", а по скорости хода и глубине погружения даже превосходила её (см. таблицу).
стала вторым атомоходом в мире и единственной американской атомной субмариной с реактором на жидком натрии. Построенный верфью Электри Бот в Гротоне, шт. Коннектикут, атомоход «Сивульф» был спущен на воду 21 июля 1955 г. «Сивульф» вошёл в строй 30 марта 1957 г. После ряда серьёзных аварий ядерный реактор (ЖМТ) был заменен на водо-водяной. В 1969 г. атомоход «Сивульф» стал вспомогательным подводным транспортом, предназначенным для выполнения тайных операций. Субмарину перевели на Тихий океан. Лодка исключена из списков флота 31 марта 1987 г.
В течение следующего 1957 года СКБ-143 разработало чертежи АПЛ, а в 1958 году выпустило техническую документацию по проекту (кораблестроительные расчёты, инструкции по эксплуатации и т.д.), что позволило в сентябре 1957 года приступить к строительству корабля на заводе №402 в том же цехе №42, что и АПО проектов 627 и 627А под руководством главного строителя корабля А.А.Овчинникова.
Официальная церемония закладки будущей АПЛ К-27 (такой тактический номер получила АПЛ проекта 645) состоялась 15 июня 1958 года. Первоначально намечалось сдать АПЛ флоту уже в конце 1960 года, однако задержка готовности ППУ сдерживала постройку корабля. Дорабатывавшееся оборудование поступало с опозданием до 6–8 месяцев против плановых сроков. Полностью поставка оборудования АЭУ была завершена только в начале 1962 года. В результате спуск на воду АПЛ состоялся лишь 01 апреля 1962 года, а в мае начались швартовые испытания по проверке общекорабельных систем, механизмов и вооружения.
Параллельно велись работы по приготовлению к вводу в действие АЭУ корабля. Кульминация этого этапа наступала в начале декабря, когда установка приняла сплав, приготовленный и доведённый до необходимых кондиций на заводе №402. После этого начался весьма ответственный период эксплуатации ППУ – принятый сплав требовал поддержания в разогретом состоянии и готовности к работе вспомогательных механизмов АЭУ. Вскоре были осуществлены физические запуски обоих реакторов.
Продолжение следует
