Сложный вопрос 2 страница

В качестве «сырья» для получения атомной энергии, или, как его называют, «атомного горючего», в наше время используют лишь некоторые радиоактивные вещества, способные самопроизвольно распадаться, превращаясь в другие химические элементы. Из таких веществ наиболее распространен в природе уран.

Ядро атома природного урана (в периодической системе его атомный номер 92) содержит 92 протона и 146 нейтронов. В силу своей относительно устойчивой структуры оно с трудом поддается делению. Значительно легче вызвать ядерную реакцию в другом изотопе¹ урана, ядро которого при том же числе протонов содержит на три нейтрона меньше. Если сложить число протонов и нейтронов первого изотопа урана (92 + 146) получится 238, отсюда и название его «уран-238»; соответственно второй изотоп урана называется «уран-235». Уран-235 имеет неустойчивые ядра, способные к самопроизвольному делению, и потому является пока основным видом ядерного горючего.

Обычно в ядерных реакторах, где происходит цепная реакция расщепления ядер урана, применяется не чистый уран-235, а обогащенный им уран-238. Вызвано это тем, что получение урана-235 связано с известными трудностями (в природном уране изотоп урана-238 составляет около 99,3%, а изотоп урана-235 — всего 0,7%), тогда как в обогащенной смеси уран-238 постепенно видоизменяется и также вступает в реакцию.

Ядра атома урана-235 при раздроблении их свободно движущимися нейтронами распадаются каждое на две части, выделяя нейтроны. Последние, проникая в другие ядра, также вызывают их деление. Число делящихся ядер урана непрерывно растет. Чтобы удержать цепную реакцию на определенном уровне, ею необходимо управлять. В атомных реакторах это {69} достигается путем регулировки размножения нейтронов материалами, которые их интенсивно поглощают. К таким материалам относятся карбиды¹ бора или кадмия, бористая сталь и другие. Стержни, изготовленные из этих материалов, автоматически вводятся в активную зону² реактора на большую или меньшую глубину и поддерживают мощность реактора на заданном уровне.

В процессе работы реактора, наряду с выделением тепла, которое может быть преобразовано в механическую энергию, происходит радиоактивное излучение, отрицательно действующее на живые организмы. Поэтому активную зону реактора окружают специальной защитной оболочкой, обычно состоящей из бетона, свинца, толстого слоя воды или других материалов, препятствующих опасному облучению обслуживающего персонала.

В ядерных реакторах через активную зону прокачивается теплоноситель — жидкость или газ, — который может быть либо использован непосредственно в тепловых двигателях, либо направлен в теплообменник, где его тепло передается рабочему телу (обычно жидкости), которое, превращаясь в пар, поступает из теплообменника в двигатель. В первом случае мы будем иметь дело с одноконтурной системой. Несмотря на свою кажущуюся простоту, эта система практически пока не применяется, так как почти все жидкости или газы, используемые в качестве теплоносителя, при прохождении через активную зону приобретают радиоактивность, а следовательно, необходима биологическая защита не только самого реактора, но и турбинной энергоустановки. Такую радиоактивность называют вторичной, наведенной или искусственной. Она была открыта в 1934 году и затем исследована выдающимся ученым Фредериком Жолио Кюри и его женой Ирен Кюри.

Во втором случае налицо двухконтурная система. При ней нагретый в активной зоне теплоноситель, {70} циркулирующий в первом контуре, передает тепло рабочему телу, циркулирующему во втором контуре. В таких условиях биологическая защита значительно упрощена, так как теперь достаточно заключить в защитную оболочку только реактор и теплообменник. Иногда, когда контакт радиоактивного теплоносителя с рабочим телом опасен, применяют трехконтурную схему, в которой тепло от первого контура передается в замкнутый второй контур, где также циркулирует

Схема атомной установки для подводной лодки

теплоноситель, а от второго контура — рабочему телу в третьем контуре.

В качестве теплоносителя применяются как жидкие, так и газообразные вещества: тяжелая вода, дистиллированная вода, легкоплавкие металлы (в жидком состоянии), воздух и некоторые инертные газы. В существующих судовых установках, и в частности на подводных лодках, судя по данным иностранной печати, в качестве теплоносителя и рабочего тела обычно применяется вода. Водо-водяной реактор установлен и на флагманском корабле советского ледокольного флота атомном ледоколе «Ленин».

Таким образом, принципиальная схема наиболее {71} распространенной ядерной энергетической установки состоит из реактора, парогенератора-теплообменника, где нагретый до высокой температуры в первом контуре теплоноситель отдает свое тепло воде, поступающей во второй контур и превращающейся там в пар, и обычной паровой турбины, приводящей в движение гребной винт. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, где охлаждается и, превратившись в воду, снова нагнетается мощными насосами в теплообменник. Цикличное повторение этого процесса обеспечивает непрерывную работу всей установки.

Теплоноситель, проходя через активную зону реактора и значительно нагреваясь там, в свою очередь охлаждает реактор, непрерывно отнимая от него тепло. В конечном счете определенная доля этого тепла и преобразуется в механическую энергию.

Атомная энергетическая установка позволяет получать полезную мощность, во много раз превышающую мощность таких же по размерам и весу силовых установок других типов.

Применение атомной энергетики на подводных кораблях создает идеальные условия для длительного пребывания под водой и увеличения скорости движения. Подводный корабль с атомным двигателем становится могучим средством покорения морских и океанских глубин. Человечество получает возможность независимо от времени года использовать полярные коммуникации для перевозки грузов под многолетними паковыми льдами и ледяными полями, вести исследовательские работы под водой и эксплуатировать богатства, скрытые на дне моря. Не боясь штормов и бурь в спокойной всегда глубине вод, многотоннажные транспортные подводные суда могут перевозить ценные грузы, поддерживая бесперебойную связь между всеми континентами.

Так, огромный коллективный труд ученых и инженеров ряда стран мира, увенчавшийся созданием атомных энергетических установок, в совокупности с многолетним опытом применения достижений всех отраслей промышленности в кораблестроении, позволил решить сложную задачу, к решению которой стремились в течение столетия многие изобретатели и конструкторы подводных кораблей.

{72}

СОЗДАТЕЛЬ „БАРСОВ”

Имя русского инженера-изобретателя Ивана Григорьевича Бубнова по праву занимает одно из виднейших мест в летописи кораблестроения. Он известен всему миру не только как талантливый конструктор, но и как ученый, труды которого подняли кораблестроительную науку на новую, высшую ступень. Бубнов — основоположник и создатель учения о прочности корпуса судна. Его классические работы по строительной механике корабля и теперь являются ценным пособием для судостроителей.

В 1887 году пятнадцатилетним юношей Бубнов поступил на кораблестроительный факультет Петербургского технического училища Морского министерства, как называлось тогда Высшее военно-морское инженерное училище. В 1891 году способный ученик с отличием закончил полный курс обучения, и его имя было занесено на мраморную Доску почета в числе имен лучших выпускников училища.

По представлению Морского технического комитета 22 декабря 1900 года Иван Григорьевич назначается главным строителем подводных лодок на Балтийском судостроительном заводе. Тогда это был единственный в России завод, на котором царские власти под давлением прогрессивных деятелей военно-морского флота решили наладить строительство отечественных подводных кораблей. Организатором этого нового дела стал Иван Григорьевич Бубнов. Вместе с ним к этой работе были привлечены лейтенант М. Н. Беклемишев и инженер-механик И. С. Горюнов.

Основательно познакомившись с конструкциями существовавших тогда иностранных подводных лодок, русские судостроители приступили к работе.

Ночи напролет проводил Бубнов над расчетами, формулами и чертежами, превращая сухие математические выкладки в конкретные формы будущего подводного корабля. Под его руководством был разработан оригинальный проект опытной подводной лодки, получившей на период постройки официальное наименование «Миноносец № 113».

Проект «Миноносца № 113» утвердил Морской технический комитет, и к осени 1901 года Балтийский {73} завод в Петербурге приступил к его постройке. Невзирая на трудности, которые сопутствовали этой работе, к середине 1903 года новая подводная лодка под названием «Дельфин» вступила в строй. Командиром «Дельфина» назначили одного из активных участников его постройки М. Н. Беклемишева.

Подводная лодка «Дельфин»

Подводное водоизмещение «Дельфина» составляло 124 тонны, а мощность бензинового двигателя внутреннего сгорания для надводного хода достигала 300 лошадиных сил. Под водой «Дельфин» приводился в движение 120-сильным электромотором, получавшим энергию от аккумуляторной батареи, запаса которой хватало на 28 миль хода со скоростью шесть узлов. Лодка была вооружена двумя торпедными аппаратами системы Джевецкого, что делало ее опасным противником для надводных кораблей.

Вполне удовлетворительные результаты испытаний «Дельфина» доказали способность русских инженеров и техников справиться с проектированием и строительством подводных лодок.

Сравнение тактико-технических элементов этой первой русской подводной лодки XX века с широко разрекламированными лодками американских фирм Симона Лэка и Джона Голланда показывает определенные преимущества некоторых важных элементов {74} «Дельфина». Так, например, его надводная скорость хода была на полтора узла выше скорости лодок Голланда, располагавших лишь одним торпедным аппаратом, тогда как «Дельфин» имел их два. Глубина погружения этой лодки доходила до 50 метров, что на 20 метров превышало глубину погружения лодок Лэка.

Вскоре Бубнову было поручено проектирование второго подводного корабля несколько больших размеров, с более мощным торпедным вооружением. Эскизный проект его был закончен в трехмесячный срок и в декабре 1903 года одобрен Морским техническим комитетом. Подводное водоизмещение новой подводной лодки возрастало до 172 тонн, а вооружение усиливалось за счет доведения числа торпедных аппаратов до четырех. Головная лодка, строившаяся на Балтийском заводе поэтому проекту, получила название «Касатка».

Напряженная обстановка, сложившаяся на Дальнем Востоке, и ухудшение взаимоотношений с Японией заставило русское правительство принять срочные меры к срочному пополнению флота подводными лодками, строительство которых занимало меньше времени и обходилось значительно дешевле, чем строительство крупных надводных кораблей.

Хотя отечественные проекты подводных лодок выгодно отличались от иностранных рядом новых оригинальных особенностей, слабость русской промышленности вынуждала заказывать корабли за границей. Однако события нарастали быстрее, чем предполагало царское правительство. 26 января 1904 года Япония без объявления войны начала военные действия против России прежде всего на море, где Япония обладала значительным превосходством в силах.

К началу русско-японской войны в составе русского флота была лишь одна подводная лодка «Дельфин», да и та находилась вдали от театра военных действий — на Балтийском море.

Обстоятельства требовали принятия энергичных мер. В связи с этим в конце февраля 1904 года Балтийскому заводу был выдан заказ на постройку еще четырех подводных лодок типа «Касатка», а в марте на средства, собранные населением, тому же заводу была заказана дополнительно одна такая же лодка. Кроме {75} того, Невскому заводу было поручено строительство шести подводных лодок по проекту фирмы Голланда, с которой русским правительством было заключено соответствующее соглашение. По этому соглашению американская фирма обязалась доставлять готовые детали Невскому заводу, где из них должны были собираться указанные лодки.

Балтийский завод весьма успешно справился с заказом, и все шесть лодок типа «Касатка», включая головную, были спущены на воду в установленные сроки. В это горячее время Бубнов почти безотлучно находился на заводе, непосредственно руководя постройкой своих подводных лодок. Благодаря его энергии и неусыпному наблюдению за ходом работ строительство лодок было завершено в рекордно короткое время, и уже в декабре 1904 года четыре из них вместе с подводной лодкой «Дельфин» доставили во Владивосток по железной дороге. Постройка этой серии подводных лодок примерно за десять месяцев показала достаточную техническую зрелость отечественных кораблестроителей.

Не так шло дело на Невском заводе, где под руководством американских специалистов должны были собираться подводные лодки Голланда. На выполнение этой работы вследствие крайней недобросовестности подрядчика было затрачено в два раза больше времени, чем было установлено заключенным с фирмой договором.

По контракту первую лодку следовало предъявить к сдаче 1 августа, а остальные — к 1 сентября 1904 года. Фактически первая лодка строилась год и была готова к спуску на воду только к половине апреля 1905 года, вторая строилась 15 месяцев, третья еще дольше, а две последние не были сданы даже к концу русско-японской войны. Не выполняла своих договорных обязательств и фирма Лэка, вызвавшаяся поставить России несколько подводных лодок.

Американские дельцы показали себя с самой отрицательной стороны. Фирма Лэка сплавила царским чиновникам подводную лодку «Протектор», которая, по отзыву шеф-монтера этой фирмы, была «старым хламом», непригодным для плавания. Вследствие ошибок в расчетах емкости балластных цистерн «Протектор» {76} совершенно не мог погружаться, и предприимчивый янки использовал свою лодку для буксировки плотов по реке Амазонка, причем оказалось, что она буксирует лучше, пятясь кормой вперед. Однако русское правительство не только согласилось купить эту лодку за непомерно высокую цену, но и выдало заказ фирме Лэка еще на пять таких же лодок. Кроме того, в 1906 году ей были дополнительно заказаны четыре подводные лодки «улучшенного» типа «Протектор». Согласно условиям договора, фирма Лэка приобретала право на получение авансом крупных денежных сумм, но при этом сама не несла никакой ответственности за просрочку выполнения контракта. Такой договор был сфабрикован Лэком не без участия японских империалистов, тайно выдавших ему большое вознаграждение за затяжку сроков сдачи России подводных лодок. Об этом конфиденциально сообщил командиру Либавского военного порта шеф-монтер фирмы Лэка, оказавшийся порядочным человеком. Ради высоких прибылей американский бизнесмен Лэк готов был на любую подлость. Не гнушался он и прямого шпионажа: его агенты, имевшие свободный доступ на территорию Либавского порта, где производились сборка и монтаж лодок, тайно составили планы расположения береговых военных объектов. Эти планы были проданы за изрядную сумму врагам России.

Лишь к середине 1905 года фирма Лэка закончила постройку первых пяти лодок, в два с лишним раза превысив установленные договором сроки. Последние четыре подводные лодки Лэка, несколько больших размеров, строились на заводе Крейтона на Охте более пяти лет и были готовы лишь в 1910 году. Тем не менее на заводских испытаниях они показали себя настолько низкокачественными, что даже преклонявшиеся перед Западом царские чиновники вынуждены были пойти на расторжение договора с этой фирмой. Неприглядная деятельность шайки Лэка была окончательно разоблачена, и владельцу фирмы пришлось срочно покинуть пределы России.

24 мая 1904 года русское правительство заказало три подводные лодки концерну Круппа. Германия тогда еще не имела опыта постройки подводных судов, и представители фирмы были ознакомлены с {77} русскими подводными лодками. Немцы оставили за собой право производить различные эксперименты над строившимися для России лодками; за невыполнение сроков контракта фирма Круппа, как и фирма Лэка, никакой ответственности не несла. Столь невыгодный для России и выгодный для германской фирмы договор был заключен в результате прямого вмешательства придворных кругов, тесно связанных с магнатами немецкой промышленности. Лодки фирмы Круппа были построены и сданы только в 1907 году, то есть через два года после окончания русско-японской войны.

Существенным недостатком всех перечисленных выше подводных лодок как отечественной, так и заграничной постройки была установка на них опасных в пожарном отношении бензиновых или керосиновых двигателей внутреннего сгорания. Именно по этой причине 6 мая 1905 года во Владивостокском порту произошел взрыв бензиновых паров на подводной лодке «Дельфин».

Осенью 1905 года Бубнов представил в Морское министерство проект усовершенствованной подводной лодки нового типа, постройка которой была поручена Балтийскому судостроительному заводу.

Эта подводная лодка была названа «Миногой». Главное отличие ее от всех предыдущих лодок состояло в том, что для надводного плавания в ней использовались дизели, то есть нефтяные двигатели с самовоспламенением от сжатия, освоенные производством на русских заводах. «Минога» была первой в мире подводной лодкой, на которой были установлены такие двигатели.

Длина «Миноги» составляла 32 метра, надводное водоизмещение — 123 тонны, подводное — 152 тонны. Дальность плавания в надводном положении достигала 630 миль. Два дизеля мощностью по 120 лошадиных сил обеспечивали ей 11-узловую скорость надводного хода. Электромотор мощностью в 70 лошадиных сил позволял «Миноге» двигаться под водой со скоростью 4,5 узла. Вооружение лодки составляли два носовых торпедных аппарата.

Враги пристально следили за работой русских судостроителей и всеми способами старались помешать {78} постройке подводного корабля. Особенную тревогу вызывало у них успешное применение на «Миноге» новых двигателей. Во время монтажа механизмов на подводной лодке рабочие не раз находили в них битое стекло, песок и металлические опилки, подсыпанные вражеской рукой в расчете на неизбежную аварию. Но бдительность всего коллектива строителей всякий раз предотвращала катастрофу.

В марте 1908 года, когда приближался срок спуска лодки на воду, при «неизвестных» обстоятельствах вдруг загорелась и была приведена в негодность новая, приготовленная к установке на «Миноге» аккумуляторная батарея. Полиция, умело расправлявшаяся с революционными рабочими, в этом случае оказалась бессильной, и злоумышленники, совершившие поджог, не были найдены. Перед самым выходом «Миноги» в пробное плавание 9 октября 1909 года в подшипниках главных двигателей оказался наждачный порошок. «Наждак был насыпан через трубы масленок весьма тщательно, так что наружных следов не было замечено»¹.

Коварный замысел диверсантов и на этот раз был сорван благодаря бдительности рабочих-монтажников.

Постройка «Миноги» показала, что русские специалисты занимают одно из ведущих мест в мировом подводном кораблестроении и являются подлинными новаторами, смело ломающими установившиеся взгляды и традиции. Подводные лодки Бубнова имели ряд оригинальных особенностей, свидетельствовавших о широте технической мысли их конструктора.

Продолжая дальнейшее совершенствование своего типа подводных лодок, Иван Григорьевич Бубнов еще в период русско-японской войны приступил к проектированию крупной подводной лодки, водоизмещение которой в три раза превышало водоизмещение «Миноги». Талантливый кораблестроитель поставил себе целью создать подводную лодку, способную надолго отрываться от базы и плавать при любой погоде. Так родился проект подводной лодки «Акула».

«Акула» была спущена на воду 22 августа 1909 года. Она имела надводное водоизмещение {79} 370 тонн, а подводное около 470 тонн при длине корпуса, равной 56 метрам.

Механическая установка «Акулы» состояла из трех дизелей (по 300 лошадиных сил каждый) постройки завода Л. Нобеля, вращавших гребные винты. Средний дизель мог также работать на динамо-машину для зарядки аккумуляторов. При переходе в

Подводная лодка «Акула» на стапелях. Внизу на переднем плане И. Г. Бубнов

подводное положение двигатели останавливались, разобщительная муфта отделяла средний двигатель от динамомашины и последняя, питаясь током от аккумуляторной батареи, превращалась в главный электромотор, приводивший в движение гребные винты подводной лодки. При совместной работе всех трех дизелей надводная скорость «Акулы» достигала 11 узлов.

Дальность плавания этой лодки при экономической скорости хода¹, равной 7 узлам, доходила до {80} 1200 миль, а автономность достигала двух недель. «Акула» имела мощное вооружение, состоявшее из восьми торпедных аппаратов.

«Минога», «Акула» и две лодки типа «Дельфин» — «Макрель» и «Окунь» — составили первый дивизион бригады подводных лодок Балтийского флота, который позднее, к началу войны 1914—1918 годов, был основным боевым ядром русского подводного флота.

Коллектив энтузиастов-кораблестроителей во главе с Бубновым разработал проект еще более совершенной подводной лодки, положивший начало новой серии лодок типа «Барс», прототипом которой была подводная лодка «Акула».

Офицеры-подводники, принимавшие участие в составлении тактико-технического задания на проектирование новых образцов подводных кораблей, единодушно отметили ряд положительных качеств этой лодки и высказали пожелание предусмотреть в новом проекте некоторое увеличение водоизмещения и улучшение условий обитаемости для личного состава.

К 1911 году в Морское министерство было представлено два новых проекта Бубнова, незначительно отличавшихся один от другого. Первый предусматривал постройку подводных лодок надводным водоизмещением 630 тонн, а второй — 650 тонн. Вскоре для Черноморского флота в Николаеве начали строить по первому проекту три подводные лодки, головная из них получила название «Морж». Несколько позднее в Петербурге и Ревеле по второму проекту развернулось строительство 24 лодок типа «Барс» для Балтийского флота и Дальнего Востока.

Подводные лодки типа «Барс» имели длину 68 метров, ширину — 4,5 метра, надводное водоизмещение — 650 и подводное — 782 тонны, надводную скорость — 11 и подводную — 8 узлов. На двух из них установили по два дизеля мощностью 1320 лошадиных сил каждый, постройки Петербургского завода Л. Нобеля. Эти двигатели были запроектированы специально для таких подводных лодок. Однако недостаточные производственные возможности указанного завода не позволили в нужные сроки обеспечить все {81} строившиеся лодки типа «Барс» дизелями по 1320 лошадиных сил, вследствие чего было принято решение установить на них менее мощные, но надежные и удобные в эксплуатации дизели Коломенского машиностроительного завода, предназначавшиеся для канонерских лодок¹ Амурской флотилии. Большая часть этих дизелей была запущена в производство.

Вооружение «барсов» состояло из 12 торпедных аппаратов, в том числе по два трубчатых аппарата располагались в носовой и кормовой частях корпуса, а остальные восемь были решетчатые, системы Джевецкого, и устанавливались вне прочного корпуса на палубе по бортам. Кроме торпедного вооружения на «барсах» было по две пушки и по одному пулемету, Такое мощное вооружение имели тогда только русские подводные лодки.

Отдавая должное знаниям, таланту и организаторским способностям И. Г. Бубнова, все же следует сказать, что подводные лодки типа «Барс» не были лишены ряда существенных недостатков. Так, например, на них отсутствовали водонепроницаемые поперечные переборки, разделяющие корпус на отдельные отсеки и повышающие живучесть лодки, длительность погружения превышала установленную тактико-техническим заданием норму времени, а два фонтана в носовой части и два фонтана в корме лодки высотой до 10 метров, возникавшие при погружении вследствие несовершенства системы заполнения водой концевых цистерн главного балласта, демаскировали ее.

Если два последних недостатка удалось быстро устранить путем соответствующих переделок, то первый требовал капитальной перестройки лодки, что практически было не осуществимо, в особенности в военное время. Теория непотопляемости, основоположником которой был известный русский адмирал Степан Осипович Макаров, а создателем — Алексей Николаевич Крылов, доказала, что поперечные герметические переборки не допускают распространения воды по кораблю в случае повреждения корпуса, а их {82} отсутствие может привести к катастрофе. Это обстоятельство не было учтено Бубновым.

Все же подводные лодки типа «Барс» сыграли важную роль в морских операциях русского флота в годы первой мировой войны 1914—1915 годов.

Несколько лодок этого типа находились и в составе Советского Военно-Морского Флота до тех пор, пока в результате успешного выполнения ленинского плана индустриализации страны наш флот не пополнился новыми мощными подводными кораблями отечественной постройки, оснащенными всеми видами современной техники и вооружения. Одна из лодок типа «Барс» — «Пантера» — сохранилась до Великой Отечественной войны в составе Балтийского флота.

В 1916 году Морское министерство объявило конкурс на проект подводного корабля водоизмещением до 1000 тонн. На этом конкурсе рассматривался ряд проектов, среди которых был и проект Бубнова. Его подводная лодка с надводным водоизмещением 971 тонна и подводным — 1264 тонны заслужила высокую оценку жюри конкурса. На этой лодке уже предусматривалось разделение прочного корпуса водонепроницаемыми переборками на восемь отсеков, скорость хода под дизелями планировалась 17 узлов, а под электромоторами в подводном положении — 9 узлов. Вооружение ее состояло из 16 торпедных аппаратов, двух 75-миллиметровых орудий и двух пулеметов. Одновременно на конкурс поступили проекты подводных лодок американской фирмы Голланда и итальянской фирмы Фиат. Правительство решило заказать 10 лодок по проекту Бубнова, 4 — по проекту фирмы Фиат и 14 — по проекту Голланда, но ни одна из них не была достроена.

После Великой Октябрьской социалистической революции Иван Григорьевич Бубнов с энтузиазмом истинного патриота перешел на сторону Советской власти. Преждевременная смерть от сыпного тифа в 1919 году прервала жизнь славного сына Родины — творца первых русских подводных лодок XX века.

Созданная им теоретическая и практическая школа подводного судостроения дала стране большую группу талантливых конструкторов — строителей подводных кораблей.

{83}

Дата добавления: 2015-06-27